内容正文:
2025—2026学年度第一学期第一次学情调研
九年级物理试题
时间:90分钟 分值:100分
一、选择题(每题2分,共24分)
1. “给我一个支点和一根足够长的硬棒,我就能撬起整个地球。”如图所示,生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A. 食品夹 B. 定滑轮
C. 瓶盖起子 D. 钓鱼竿
【答案】C
【解析】
【详解】阿基米德设想用较小的动力撬起巨大的地球,根据杠杆平衡条件 ,因 ,故 ,属于省力杠杆。
AD.食品夹、钓鱼竿在使用时动力臂小于阻力臂,都属于费力杠杆,故AD不符合题意;
B.定滑轮的动力臂等于阻力臂,实质是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.瓶盖起子使用时动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意。
故选C。
2. 炎热的夏天,在路上执勤的交警从地上拿起一瓶矿泉水送到嘴边,如图所示,他对矿泉水做功约( )
A. 8J B. 80J C. 800J D. 8000J
【答案】A
【解析】
【详解】一瓶500mL的矿泉水的质量在0.5kg左右,受到的重力约为
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
从地上拿起一瓶矿泉水送到嘴边的高度约为h=1.6m
做的功为
W=Gh=5N×1.6m=8J
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3. 如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O 自由转动,现用力FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC的方向逐渐转到FB时,力的大小为( )
A. 一直在减小
B. 保持不变
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O自由转动,现用力FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC方向逐渐转到FB时,动力臂是先变大后变小的,力的大小变化为先减小后增大。故选C。
4. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置,分别将A、B两物体匀速向上提升,若所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 两物体上升的速度相同
B. 两种装置的机械效率相等
C. 两次提升物体所做的有用功相等
D. 两种装置中拉力做功的功率相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,甲是定滑轮,乙是动滑轮,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由v=可知绳端移动的速度相同,A物体上升的速度等于绳端移动的速度,B物体上升的速度是绳端移动的速度的一半,故A错误;
BCD.所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离,由W总=Fs可知总功相等,不计绳重和摩擦,甲图中物体的重力
GA=F
乙图中物体的重力
GB=2F-G动
A物体上升的高度
hA=s
B物体上升的高度
hB=s
A图中有用功
W有甲=GAhA=Fs
乙图中有用功
W有乙=GBhB=(2F-G动)s=Fs-G动s
W有甲>W有乙
甲图中机械效率
η甲=
乙图中机械效率
η乙=
η甲>η乙
由P=可知两种装置中拉力做功的功率相等,故D正确,BC错误。
故选D。
5. 如图所示,取两根光滑木棍,将绳子的一端系在其中一根棍上,再按图示的绕法依次绕过两根木棍,缓慢拉动绳子,两根棍靠拢。若想用更小的力也能让木棍靠拢,则下列说法中可行的是( )
A. 将木棍的表面变得粗糙些
B. 将绳子在木棍上多绕几圈
C. 沿竖直方向匀速拉动绳子
D. 缩短木棍的长度,使其质量变小
【答案】B
【解析】
【详解】将绳子的一头系在一棍上,然后如图所示,在棍子的中部绕几圈,它的实质是一个滑轮组,根据滑轮组的特点可知,滑轮组有几段绳子,绳端的拉力就是作用在棍上拉力的几分之一,滑轮组上绳子的段数越多越省力,所以想用更小的力也能让木棍靠拢,可以将绳子在木棍上多绕几圈,故B正确,ACD错误。
故选B。
6. 今年2月,我国台湾省发生地震,一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔.下列方案中,钢缆对水塔拉力最小的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】倾斜的水塔相当于一个杠杆,水塔的重力为阻力,钢缆对水塔拉力为动力,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂越大,动力越小.ABCD四个选项中,B选项动力臂最大,所以钢缆对水塔拉力最小,故B符合题意.
【点睛】本题考查杠杆平衡条件的应用,根据杠杆平衡条件可知:阻力和阻力臂一定,动力臂越大越省力,比较所列几种情况动力臂的大小即可得出答案.
7. 科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫做成的圆环,轻轻放在一个斜坡上,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,这是一个内部罐嵌了一个小铁块的圆环,在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A. 圆环的动能增大,重力势能减小
B. 圆环的动能增大,重力势能增大
C. 圆环受到的摩擦力沿斜面向下
D. 圆环受到的支持力是由泡沫发生弹性形变产生的
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环的质量不变,速度增大,重心降低,所以动能增大,重力势能减小,故A正确,B错误;
C.圆环沿斜面加速上升,说明合力方向向上,沿斜面方向圆环只受摩擦力,则受到的摩擦力应该沿斜面向上,故C错误;
D.圆环受到的支持力的施力物体是斜面,是由于斜面发生弹性形变产生的,故D错误。
故选A。
8. 如图甲所示,用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动,此过程中M、N的动能大小随时间变化的关系如图乙所示。用fM、fN分别表示M、N所受地面的摩擦力,WM和WN分别表示在相同时间内拉力F对物体M、N做的功,PM和PN分别表示拉力F拉动物体M、N的功率大小。下列关系式中,一定正确的是( )
A. vM<vN B. fM=fN C. WM=WN D. PM>PN
【答案】B
【解析】
【详解】A.动能的大小与质量、速度有关,由图乙可知,物体M的动能大于物体N的动能,由于不知道M和N的质量的关系,所以无法确定M、N的速度的大小关系,故A错误;
B.用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动,则物体在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以两个物体受到的摩擦力是相同的,即:fM=fN,故B正确;
C.由于不知道两物体运动的距离的大小关系,根据可知,无法判定拉力F对物体M、N做的功的大小关系,故C错误;
D.根据
可知,他们的速度大小关系无法判断,因此无法判定功率的大小关系,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,小明利用两个倾角不同的斜面进行实验,将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙斜面光滑,则拉力F甲>F乙
B. 若甲、乙斜面光滑,则拉力所做的总功W甲总<W乙总
C. 若斜面粗糙程度相同,拉力所做的额外功W甲额=W乙额
D. 若斜面粗糙程度相同,拉力所做的额外功W甲额>W乙额
【答案】D
【解析】
【详解】AB.同一木块在高度相同的光滑斜面上运动,所以拉力做的功等于克服重力做的功,即Fs = Gh,则拉力所做的总功W甲总=W乙总,故B错误;由W=Fs可知,甲的路程长,所以F甲<F乙,故A错误;
CD.因为两斜面的粗糙程度相同,甲斜面的倾斜程度较小,压力较大,所以甲斜面的摩擦力较大,同时甲斜面长度较大,由W额=fs可知,W甲额>W乙额,故C错误,D正确。
故选D。
10. 在下图的三种场景中,拉力F1、F2、F3大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A. W1=W2<W3 B. W1=W2=W3 C. W1=W2>W3 D. W1<W2<W3
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由图可知,第一幅图中滑轮为定滑轮,它的特点是不省力,不省距离,所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s,拉力做的功为
W1=F1s
第二幅图中,拉力移动的距离也等于物体移动距离为s,拉力做的功为
W2=F2s
第三幅图中滑轮为动滑轮,可以省一半力,但是费距离,拉力移动距离为2s,拉力做的功为
W3=F3×2s
又因为拉力F1、F2、F3大小相等,所以综上分析可得
W1=W2<W3
故选A。
11. 某初中生将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼,此时他搬书的功率为P1,搬书的效率为η1;二是先搬一半书上楼,再搬剩余的部分,此时他搬书的功率为P2,搬书的效率为η2。假设他每次上楼的速度相同,则( )
A. P1=P2 η1=η2 B. P1>P2 η1>η2
C. P1>P2 η1<η2 D. P1<P2 η1<η2
【答案】B
【解析】
【详解】这箱书的重力一定,楼的高度前后不变,由W=Gh可知,两次所做的有用功相等;方法一所做的额外功为克服自身重力所做的功,而方法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功,因此方法二的额外功大于第一次的额外功,故方法二的总功大于第一次的总功;因上楼的速度相同,方法二需要上楼二次,所以方法二所用时间是第一次的两倍,由可知
P1>P2
由可知
η1>η2
12. 晾衣架主要由主梁和支架组成,其简图如图所示。在衣服由主梁右端缓慢移动到左端的过程中,右支架对主梁的拉力F与衣服移动距离s的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在衣服由主梁右端缓慢移到左端的过程中,以左侧的支柱为支点,右支架对主梁的拉力F为动力,重物对杠杆的拉力为阻力,大小等于物体的重力G,动力臂为整个主梁的长度,设为L,阻力臂为,根据杠杆平衡条件可得
拉力F为
由关系式知:右支架对主梁的拉力F与衣服移动距离s成一次函数关系,且拉力随s的增大而减小,故A正确,BCD错误。
故选A。
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 在抗日战争胜利80周年9.3大阅兵中,无人机方阵飞过天安门广场。无人机的机翼可看作是一个______(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”),当无人机匀速飞行时,机翼上下表面的压力差与无人机的重力满足______条件。古人在《墨经》中记载“衡木,加重焉而不挠,极胜重也”,这里描述的是______的原理。
【答案】 ①.
杠杆 ②.
二力平衡 ③.
杠杆
【解析】
【详解】无人机的机翼可看作是一个可绕固定点转动,看作是一个杠杆。
因无人机匀速飞行时处于平衡状态,竖直方向受力平衡,故机翼上下表面的压力差与重力为一对平衡力,满足二力平衡条件。
记载中的“衡木”为杠杆类工具,该内容描述的是杠杆的原理。
14. 简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于_________(选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同),图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是__________;如图丙所示将石碾子滚上台阶,石碾子相当于_________。
【答案】 ①. 动滑轮 ②. 定滑轮 ③. 杠杆
【解析】
【分析】
【详解】[1]在拉动时,A的树干与绳子一起运动,起到省力作用,相当于动滑轮。
[2]靠近天花板的轮子,轴是固定不动的,是定滑轮。
[3]石碾子在滚上台阶时,绕着一个点转动,石碾子的重力是阻力,将石碾子推上台阶的力是动力,所以此过程的石碾子相当于杠杆。
15. 花匠手握如图所示修枝剪刀柄的末端,便可轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于___________(省力/费力) 杠杆,它的支点在___________(A/B/C) 点。使用时,若在轴上加润滑油,则可以___________ (增大/减小)其机械效率。
【答案】 ①. 省力 ②. B ③. 增大
【解析】
【详解】[1]A点是动力作用点,C点是阻力作用点,B点为支点,使用时动力臂大于阻力臂,所以为省力杠杆。
[2]杠杆绕着转动的固定点称为支点,由图可知支点为B点。
[3]在轴上加润滑油,可以减小摩擦,从而减小额外功,所以可以增大机械效率。
16. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示,一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时,橡皮绳刚好被拉直,那么,在人越过Q点继续向下的过程中,人的动能将________,重力势能将________,橡皮绳的弹性势能将________。(填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)
【答案】 ①. 先变大后变小 ②. 变小 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]当人下落至图中Q点时,橡皮绳刚好被拉直,那么,在人越过Q点继续向下的过程中,人的质量不变,速度先变大后变小,动能将先变大后变小;高度逐渐降低,重力势能将变小。
[3]橡皮绳的形变量变大,则弹性势能将变大。
17. 如图是苏州地铁站里通往出入口的自动扶梯。质量为60kg的行人下了地铁后乘坐扶梯到出口,若扶梯始终以0.5m/s的速度匀速上行,扶梯底部到顶部的高度为8m。上行过程中扶梯对他做功________J,功率是_______W;如果站在扶梯上的人数增多,那么扶梯的机械效率将_____(变大/变小/不变)。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 4800 ②. 240 ③. 变大
【解析】
【分析】
【详解】[1]扶梯对行人所做的功
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×8m=4800J
[2]扶梯的长度
则扶梯从底部运行到顶部所用的时间
功率
[3]当扶梯上的人数增加时,扶梯所做的有用功增大,而额外功不变,所以机械效率会增大。
18. 小华在体育课上做仰卧起坐,如图所示。前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。先将头向前抬起,可以减小___________力臂。在平躺至坐起的过程中,运动员肌肉所施加的动力变化情况是___________(选填“不断增加”“不断减小”“不变”);小华可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析其实质是改变___________大小。
【答案】 ①. 阻 ②. 不断减小 ③. 功率
【解析】
【详解】[1]将头向前抬起,身体重心更靠近支点,可以减小阻力臂。
[2]在平躺至坐起的过程中,人体重心与支点的水平距离减小,即阻力臂减小,而动力臂长度不变,根据杠杆的平衡条件可知,运动员肌肉所施加的动力不断变小。
[3]在仰卧起坐过程中,要克服身体的重力做功,改变仰卧起坐的快慢,可以改变做功的快慢,也就是改变功率的大小。
19. 如图所示,供轮椅上下的斜坡长L=4m,高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 ___________J,斜坡的机械效率为 ___________(精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大小为 ___________N。
【答案】 ①. 400 ②. 83.3% ③. 20
【解析】
【详解】[1]拉力做的有用功
W有用=Gh=200N×2m=400J
[2]拉力F做的总功
W总=Fs=120N×4m=480J
斜坡的机械效率
[3]拉力做的额外功
W额=W总﹣W有用=480J﹣400J=80J
由W额=fs可得,木箱受到的摩擦力
20. 如图甲,嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球;其着陆过程的部分轨迹简化为图乙所示,其中A、C两点高度相同。AB段,返回器的动能_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);BC段,返回器的动能增加量__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力势能的减小量;CD段,返回器的机械能________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】 ①. 变小 ②. 等于 ③. 变小
【解析】
【详解】[1]AB段,返回器的质量不变,高度变大,重力势能变大,是返回器的动能转化为重力势能,所以返回器的动能变小。
[2]BC段没有受到空气的阻力,机械能是守恒的,所以,返回器的动能增加量等于重力势能的减小量。
[3]CD段,由于返回器进入了大气层,需要克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,机械能变小。
三、解答题(共计52分)
21. 为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点,某小组同学利用不同的滑轮将重为10N的物体匀速提起,滑轮的工作情况和实验数据如下表所示。
实验
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
滑轮工作
情况
定滑轮
动滑轮
滑轮重力(N)
1
1
1
1
2
3
3
3
3
拉力(N)
10
10
10
5.5
6.0
6.5
7.2
8.0
(1)分析比较实验序号_____ 可得出的初步结论是:使用定滑轮匀速提升重物时,_____
(2)分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是:利用动滑轮匀速提升相同的重物时,滑轮越重,_____;竖直向上的拉力等于_____。
(3)分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是:_____。
(4)依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为_____N。
(5)如图 ,使同样一桶沙子以相同速度匀速上升,所用的拉力分别是F甲、F乙,滑轮机械效率分别是η甲、η乙,拉力的功率分别是P甲、P乙,若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则F甲_______F乙,P甲_______P乙,η甲_______η乙。(均选填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) ①. 1、2、3 ②. 无论拉力的方向如何,拉力大小都等于物重
(2) ①. 拉力越大 ②. 重物和滑轮总重力的一半
(3)使用同一个动滑轮匀速提升相同重物时,拉力与竖直方向的夹角越大,拉力越大 (4)7.2~8.0
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
实验1、2、3都是定滑轮,滑轮重力相同、提升的物重相同,仅拉力方向不同,最终拉力都等于10N,说明定滑轮匀速提升重物时,拉力大小和拉力方向无关,拉力大小都等于物重。
【小问2详解】
4、5、6组都是竖直向上拉的动滑轮,提升的物重相同,滑轮重力从1N到3N逐渐增大,拉力从5.5N到6.5N同步变大,因此滑轮越重拉力越大;
代入数值验证:
因此竖直向上的拉力等于物重和动滑轮的总重力的一半。
【小问3详解】
6、7、9组使用的是同一个3N的动滑轮,提升的物重相同,仅拉力方向和竖直方向的夹角逐渐变大,拉力从6.5N到7.2N再到8.0N逐渐增大,因此得出:使用同一个动滑轮匀速提升同一重物时,拉力的方向与竖直方向的夹角越大,拉力就越大。
【小问4详解】
根据第(3)问的规律,实验8的拉力倾斜程度比7大、比9小,因此拉力介于7.2N和8.0N之间。
【小问5详解】
不计绳重和摩擦,甲是定滑轮,;乙是动滑轮,,已知,因此
沙子上升速度相同,在相同时间内沙子上升的高度相同,由可知,拉力所做的有用功相同,图甲不需要做额外功,而在图乙中,还要提升动滑轮做额外功,故图甲拉力做的功小于图乙拉力做的功,做功的时间相同,由可知,。
甲不需要克服动滑轮重力做额外功,额外功为0,乙需要克服动滑轮重力做额外功,有用功相同时甲的总功更小,由可知,。
22. 小高在“探究杠杆的平衡条件”的实验中
(1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在甲图中的位置,此时杠杆 ___________(选填“平衡”“不平衡”),为使杠杆水平平衡,他应将左端的平衡螺母向 ___________(左/右)调节,这一步操作的目的是___________;
(2)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆到水平位置平衡,此时测力计的示数为 ___________N,如将测力计沿图中虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将 ___________;
(3)此实验多次改变码的数量和悬挂位置以及弹簧测力计的位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是___________;
(4)完成上述实验后,小高测量杠杆自身的质量m0:(杠杆质量分布均匀O为重心)
①如图丙将杠杆的C点挂在支架上,在C点的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡;
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L1和 ___________点到C点的距离L2;
③根据杠杆平衡条件,可以计算出杠杆的质量m0=___________(用题目中所给物理量符号表示)。
【答案】 ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂 ④. 1.5 ⑤. 变大 ⑥. 多次实验寻找普遍规律 ⑦. O ⑧.
【解析】
【详解】(1)[1][2][3]调节杠杆在水平位置平衡,杠杆右端偏高,右端的平衡螺母应向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,力臂在杠杆上,便于测量力臂大小,同时消除杠杆自重对杠杆平衡的影响。
(2)[4]图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆到水平位置平衡,测力计的分度值是0.1N,指针指在1.5N,此时测力计的示数为1.5N。
[5]弹簧测力计斜拉时,阻力及阻力臂不变,拉力力臂变小,根据杠杆平衡条件可知拉力变大。
(3)[6]探究杠杆平衡的条件时进行多次实验,多次改变挂在支点O两边钩码的质量和悬挂位置,收集杠杆平衡时多组动力,动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是通过实验数据总结实验结论,寻找普遍规律,避免偶然性。
(4)[7]②已知钩码的质量m,用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D到C的距离,即L1,欲求杠杆的质量m0,杠杆的重心在O点,则应量出O到C的距离,即L2。
[8]③根据杠杆平衡条件知道
mL1=m0L2
则
23. 图甲是小明探究“动能大小与速度关系”时的实验场景:斜面上有两平行轨道,将两小球①、②从轨道上由静止释放,与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞,两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
(1)为完成实验,应将两个质量________的小球从轨道上_________高度由静止释放(均选填“相同”或“不同”);
(2)由图甲场景可得出实验结论:________;
(3)图乙是另一次实验的场景:将两小球从图中E、F处静止释放,最终木块①从水平木板的右端滑出。小明用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验,将两小球仍从图中E、F处由静止释放,木块③恰好未滑出木板(如图乙木块3 位置) ,你认为小明的实验改进能否验证图甲中的实验结论________(选填“能”或“不能”),理由是_________。
(4)完成实验后,联想到探究牛顿第一定律时也用到斜面,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,表中列出小车在不同的表面滑行的距离,实验中,小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是 P1、P2,则P1______P2(填“>”、 “=”或“<” );
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(5)北京冬奥会滑雪比赛中,运动员从A 点静止出发,在空中完成了一次超高难度的1620度旋转,获得本项目的金牌,现将运动轨迹简化如图所示,若不考虑能量损失,她的运动轨迹最符合实际的是_______(填“a”、 “b”、 “c”或“d”) 。
【答案】(1) ①. 相同 ②. 不同
(2)质量相同时,物体的速度越大,动能越大
(3) ①. 能 ②. 木块3受到的摩擦力大,在木板上移动的距离远,表明小球的动能大
(4)> (5)c
【解析】
【小问1详解】
探究动能大小与速度的关系时,需控制变量,保持小球质量一致,只改变小球到达水平面的速度;故应让质量相同的小球从斜面不同高度静止释放,使小球滑到水平面时获得不同的速度。
【小问2详解】
甲图中两小球质量相同,从更高处释放的小球到达水平面速度更大,推动木块移动的距离更远,说明它的动能更大,因此得到结论:质量相同时,物体的速度越大,动能越大。
【小问3详解】
由图和题意可知,木块3的质量大(对水平面的压力大),运动时受到的摩擦力大,而且运动距离更远,表明小球的动能更大,所以小明的实验改进能验证图甲中的实验结论。
【小问4详解】
小车从同一高度滑下,在水平面的初始动能相同,最终在水平面静止,克服阻力做的功大小等于初始动能,因此小车在棉布和木板上克服阻力做功的总量相等;但棉布表面阻力大,小车滑行时间更短,根据功率公式,总功W相同时,时间t越小,功率P越大,因此。
【小问5详解】
不考虑能量损失,机械能守恒,运动员在A点静止出发,初始动能为0,运动员从B点飞出时具有水平方向速度,到最高点时水平速度不为零(具有动能),因此飞出后的最高点高度无法达到A点的高度。且运动员从点飞出时,速度方向应沿跳台末端的切线方向斜向上,故轨迹c符合实际。
24. 阅读材料,回答问题
探月之星——嫦娥六号
嫦娥六号无人探测器自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑内,实现人类探测器首次月背软着陆,是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第六颗人造绕月探月卫星,主要任务是接着嫦娥五号着陆月球表面,继续更深层次探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料,在距月面100米高处探测器反推发动机向下喷出气体,处于悬停状态,并对月球表面上的障碍物和坡度进行识别,自主避障;处于悬停状态的探测器自主选定相对平坦的区域后,开始匀速垂直下降。
最终,在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下,重约一吨的探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月球背面图象,揭开了月球背面的神秘面纱,着陆在月球表面上的嫦娥六号受到月球的吸引而产生重力的作用,月球表面上物体受到的重力与其质量的比值。
(1)探测器距月面100米处悬停时,反推发动机提供的推力对探测器_____,沿水平方向移动“避障”的过程中,上述推力对探测器_____(填“做功”或“不做功”);
(2)探测器着陆后释放出轮子开始在月球表面上行走,轮子做得较宽,除了可以提高探测器行驶时的稳度,还能______;
(3)文中所描述的探测器匀速垂直下降过程中,不考虑其质量变化,则探测器的动能___,机械能_____(填“增大”、“减小”或“不变”);已知探测器质量为,则此过程中探测器在月球表面所受重力对其做的功约为____J。
【答案】(1) ①. 不做功 ②. 不做功
(2)减小对月球表面的压强
(3) ①. 不变 ②. 减小 ③.
【解析】
【小问1详解】
探测器距月面100米处悬停时,悬停时探测器在推力方向上没有移动一定的距离,对探测器没有做功;水平移动时,推力方向与探测器移动的方向垂直,推力不做功。
【小问2详解】
探测器轮子做得较宽,除了可以提高探测器行驶时的稳度以外,还可以在压力一定时,通过增大受力面积来减小探测器对月球表面的压强。
【小问3详解】
探测器匀速垂直下降时,质量不变,速度不变,动能不变;高度降低,重力势能减小,机械能为动能与重力势能之和,故机械能减小。
探测器所受月球重力为
重力做的功为
25. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重450N,1min内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高40cm。小明身体可视为杠杆,O为支点,为重心,,。求:
(1)地面对手的支持力;
(2)在图中画出支持力的力臂
(3)1min内小明所做的功;
(4)小明做功的功率。
【答案】(1)
300N (2)
(3)
(4)
60W
【解析】
【分析】根据杠杆的平衡条件求解支持力;根据计算功;根据求解功率。
【小问1详解】
把小明看作一个杠杆,支点为O,阻力是小明的重力,阻力臂为,动力是地面对手的支持力,动力臂为
由杠杆平衡条件得
【小问2详解】
支持力作用在B点,方向竖直向上;从支点O向支持力的作用线作垂线段,该垂线段就是支持力的力臂,标注垂直符号和力臂符号,据此作图。
【小问3详解】
小明每做一次俯卧撑肩膀升高
1min内小明做俯卧撑30个,小明所做的功
【小问4详解】
小明做功的功率
26. 如图,用滑轮组提升重物时,重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中:
(1)绳子自由端下降速度为多少m/s;
(2)滑轮组的机械效率为多少;
(3)如果重物为900N,则拉绳子的力F为多少。
【答案】(1)
0.2m/s (2)
80% (3)
500N
【解析】
【小问1详解】
由图可知承担物重的绳子段数,绳子自由端移动距离
绳子自由端下降速度:
【小问2详解】
提升过程中有用功
总功
滑轮组的机械效率
【小问3详解】
动滑轮重力
不计绳重和摩擦,提升900N重物时拉绳子的力
27. 图甲为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠,杠的一端装有石头,脚蹬木杠的另一端,一踏一放使石头一起一落,舂捣油料。为了便于施力,另外配有可移动支架,如图乙所示。
(1)把石头的下端打磨得较尖的目的是什么?
(2)体重过轻的人无论怎样用力,都无法将石头抬起,为什么?
(3)若支架横杆离人偏远,脚蹬木杠时支架易翻倒。说明其中的道理。
【答案】(1)增大压强
(2)体重过轻的人提供的动力较小,无法满足石头被抬起时的杠杆的平衡条件
(3)支架可视作一个杠杆,支架横杆离人较远时,人脚蹬木杠时对横杆的力与对应力臂的乘积不为0,支架易翻倒
【解析】
【小问1详解】
下端较尖是通过减小受力面积的方式增大压强。
【小问2详解】
略。
【小问3详解】
略。
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2025—2026学年度第一学期第一次学情调研
九年级物理试题
时间:90分钟 分值:100分
一、选择题(每题2分,共24分)
1. “给我一个支点和一根足够长的硬棒,我就能撬起整个地球。”如图所示,生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A. 食品夹 B. 定滑轮
C. 瓶盖起子 D. 钓鱼竿
2. 炎热的夏天,在路上执勤的交警从地上拿起一瓶矿泉水送到嘴边,如图所示,他对矿泉水做功约( )
A. 8J B. 80J C. 800J D. 8000J
3. 如图所示是一根重为G的均匀木棒OA,能以支点O 自由转动,现用力FC作用于木棒的A端,使木棒OA在水平位置上保持平衡。当力F由FC的方向逐渐转到FB时,力的大小为( )
A. 一直在减小
B. 保持不变
C. 先减小后增大
D. 先增大后减小
4. 如图所示,用相同的滑轮安装成甲。乙两种装置,分别将A、B两物体匀速向上提升,若所用拉力大小相等,绳端在相同时间内移动了相同的距离。不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 两物体上升的速度相同
B. 两种装置的机械效率相等
C. 两次提升物体所做的有用功相等
D. 两种装置中拉力做功的功率相等
5. 如图所示,取两根光滑木棍,将绳子的一端系在其中一根棍上,再按图示的绕法依次绕过两根木棍,缓慢拉动绳子,两根棍靠拢。若想用更小的力也能让木棍靠拢,则下列说法中可行的是( )
A. 将木棍的表面变得粗糙些
B. 将绳子在木棍上多绕几圈
C. 沿竖直方向匀速拉动绳子
D. 缩短木棍的长度,使其质量变小
6. 今年2月,我国台湾省发生地震,一个结构坚固的水塔因地基松软而倾斜,为阻止水塔继续倾斜,救援队借助山石用钢缆拉住水塔.下列方案中,钢缆对水塔拉力最小的是
A.
B.
C.
D.
7. 科普活动中,老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验,惊艳了全场。该实验如下:将一个用轻质泡沫做成的圆环,轻轻放在一个斜坡上,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,这是一个内部罐嵌了一个小铁块的圆环,在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是( )
A. 圆环的动能增大,重力势能减小
B. 圆环的动能增大,重力势能增大
C. 圆环受到的摩擦力沿斜面向下
D. 圆环受到的支持力是由泡沫发生弹性形变产生的
8. 如图甲所示,用大小相同的水平拉力F分别拉着物体M、N在不同的水平地面上以vM、vN做直线运动,此过程中M、N的动能大小随时间变化的关系如图乙所示。用fM、fN分别表示M、N所受地面的摩擦力,WM和WN分别表示在相同时间内拉力F对物体M、N做的功,PM和PN分别表示拉力F拉动物体M、N的功率大小。下列关系式中,一定正确的是( )
A. vM<vN B. fM=fN C. WM=WN D. PM>PN
9. 如图所示,小明利用两个倾角不同的斜面进行实验,将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端,下列说法正确的是( )
A. 若甲、乙斜面光滑,则拉力F甲>F乙
B. 若甲、乙斜面光滑,则拉力所做的总功W甲总<W乙总
C. 若斜面粗糙程度相同,拉力所做的额外功W甲额=W乙额
D. 若斜面粗糙程度相同,拉力所做的额外功W甲额>W乙额
10. 在下图的三种场景中,拉力F1、F2、F3大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A. W1=W2<W3 B. W1=W2=W3 C. W1=W2>W3 D. W1<W2<W3
11. 某初中生将一箱书搬上楼,可以有两种方法:一是把所有的书一起搬上楼,此时他搬书的功率为P1,搬书的效率为η1;二是先搬一半书上楼,再搬剩余的部分,此时他搬书的功率为P2,搬书的效率为η2。假设他每次上楼的速度相同,则( )
A. P1=P2 η1=η2 B. P1>P2 η1>η2
C. P1>P2 η1<η2 D. P1<P2 η1<η2
12. 晾衣架主要由主梁和支架组成,其简图如图所示。在衣服由主梁右端缓慢移动到左端的过程中,右支架对主梁的拉力F与衣服移动距离s的关系图像正确的是( )
A. B. C. D.
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 在抗日战争胜利80周年9.3大阅兵中,无人机方阵飞过天安门广场。无人机的机翼可看作是一个______(选填“杠杆”“滑轮”或“斜面”),当无人机匀速飞行时,机翼上下表面的压力差与无人机的重力满足______条件。古人在《墨经》中记载“衡木,加重焉而不挠,极胜重也”,这里描述的是______的原理。
14. 简单机械的使用,给人们的生活带来很多便利。小华用如图甲所示的方法将被台风刮倒的树拉正,A的树干相当于_________(选填“动滑轮”、“定滑轮”或“杠杆”下同),图乙所示晾衣架在靠近天花板上的轮子是__________;如图丙所示将石碾子滚上台阶,石碾子相当于_________。
15. 花匠手握如图所示修枝剪刀柄的末端,便可轻松地剪断树枝。这时修枝剪刀属于___________(省力/费力) 杠杆,它的支点在___________(A/B/C) 点。使用时,若在轴上加润滑油,则可以___________ (增大/减小)其机械效率。
16. “蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如图所示,一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中Q点时,橡皮绳刚好被拉直,那么,在人越过Q点继续向下的过程中,人的动能将________,重力势能将________,橡皮绳的弹性势能将________。(填“变大”、“变小”“先变大后变小”、“先变小后变大”或“不变”)
17. 如图是苏州地铁站里通往出入口的自动扶梯。质量为60kg的行人下了地铁后乘坐扶梯到出口,若扶梯始终以0.5m/s的速度匀速上行,扶梯底部到顶部的高度为8m。上行过程中扶梯对他做功________J,功率是_______W;如果站在扶梯上的人数增多,那么扶梯的机械效率将_____(变大/变小/不变)。(g取10N/kg)
18. 小华在体育课上做仰卧起坐,如图所示。前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面。先将头向前抬起,可以减小___________力臂。在平躺至坐起的过程中,运动员肌肉所施加的动力变化情况是___________(选填“不断增加”“不断减小”“不变”);小华可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析其实质是改变___________大小。
19. 如图所示,供轮椅上下的斜坡长L=4m,高h=2m。小明用120N的拉力平行于斜坡向上将重为200N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做的有用功为 ___________J,斜坡的机械效率为 ___________(精确到0.1%),木箱所受摩擦力的大小为 ___________N。
20. 如图甲,嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球;其着陆过程的部分轨迹简化为图乙所示,其中A、C两点高度相同。AB段,返回器的动能_____(选填“变大”、“变小”或“不变”);BC段,返回器的动能增加量__________(选填“大于”、“小于”或“等于”)重力势能的减小量;CD段,返回器的机械能________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、解答题(共计52分)
21. 为了探究滑轮在不同工作情况时的使用特点,某小组同学利用不同的滑轮将重为10N的物体匀速提起,滑轮的工作情况和实验数据如下表所示。
实验
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
滑轮工作
情况
定滑轮
动滑轮
滑轮重力(N)
1
1
1
1
2
3
3
3
3
拉力(N)
10
10
10
5.5
6.0
6.5
7.2
8.0
(1)分析比较实验序号_____ 可得出的初步结论是:使用定滑轮匀速提升重物时,_____
(2)分析比较实验序号 4、5 和 6 可得出的初步结论是:利用动滑轮匀速提升相同的重物时,滑轮越重,_____;竖直向上的拉力等于_____。
(3)分析比较实验序号 6、7 和 9 可以得到的结论是:_____。
(4)依据第③小题的结论可推断实验序号 8 中拉力大小的范围为_____N。
(5)如图 ,使同样一桶沙子以相同速度匀速上升,所用的拉力分别是F甲、F乙,滑轮机械效率分别是η甲、η乙,拉力的功率分别是P甲、P乙,若不计绳重和摩擦,且沙子的重力大于动滑轮重力,则F甲_______F乙,P甲_______P乙,η甲_______η乙。(均选填“>”“<”或“=”)
22. 小高在“探究杠杆的平衡条件”的实验中
(1)在杠杆上挂钩码前,杠杆静止在甲图中的位置,此时杠杆 ___________(选填“平衡”“不平衡”),为使杠杆水平平衡,他应将左端的平衡螺母向 ___________(左/右)调节,这一步操作的目的是___________;
(2)图乙中,他用弹簧测力计在B处竖直向上拉杠杆到水平位置平衡,此时测力计的示数为 ___________N,如将测力计沿图中虚线方向,仍使杠杆在水平位置平衡,测力计的示数将 ___________;
(3)此实验多次改变码的数量和悬挂位置以及弹簧测力计的位置,收集杠杆平衡时多组动力、动力臂、阻力和阻力臂的数据,其目的是___________;
(4)完成上述实验后,小高测量杠杆自身的质量m0:(杠杆质量分布均匀O为重心)
①如图丙将杠杆的C点挂在支架上,在C点的右侧挂质量为m的钩码,左右移动钩码的位置,使杠杆在水平位置平衡;
②用刻度尺测出此时钩码悬挂位置D点到C点的距离L1和 ___________点到C点的距离L2;
③根据杠杆平衡条件,可以计算出杠杆的质量m0=___________(用题目中所给物理量符号表示)。
23. 图甲是小明探究“动能大小与速度关系”时的实验场景:斜面上有两平行轨道,将两小球①、②从轨道上由静止释放,与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞,两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
(1)为完成实验,应将两个质量________的小球从轨道上_________高度由静止释放(均选填“相同”或“不同”);
(2)由图甲场景可得出实验结论:________;
(3)图乙是另一次实验的场景:将两小球从图中E、F处静止释放,最终木块①从水平木板的右端滑出。小明用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验,将两小球仍从图中E、F处由静止释放,木块③恰好未滑出木板(如图乙木块3 位置) ,你认为小明的实验改进能否验证图甲中的实验结论________(选填“能”或“不能”),理由是_________。
(4)完成实验后,联想到探究牛顿第一定律时也用到斜面,让小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,表中列出小车在不同的表面滑行的距离,实验中,小车在棉布、木板表面克服阻力做功的功率分别是 P1、P2,则P1______P2(填“>”、 “=”或“<” );
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(5)北京冬奥会滑雪比赛中,运动员从A 点静止出发,在空中完成了一次超高难度的1620度旋转,获得本项目的金牌,现将运动轨迹简化如图所示,若不考虑能量损失,她的运动轨迹最符合实际的是_______(填“a”、 “b”、 “c”或“d”) 。
24. 阅读材料,回答问题
探月之星——嫦娥六号
嫦娥六号无人探测器自主着陆在月球背面南极艾特肯盆地内的冯•卡门撞击坑内,实现人类探测器首次月背软着陆,是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第六颗人造绕月探月卫星,主要任务是接着嫦娥五号着陆月球表面,继续更深层次探测月球地质、资源等方面的信息,完善月球的档案资料,在距月面100米高处探测器反推发动机向下喷出气体,处于悬停状态,并对月球表面上的障碍物和坡度进行识别,自主避障;处于悬停状态的探测器自主选定相对平坦的区域后,开始匀速垂直下降。
最终,在反推发动机和着陆缓冲机构的“保驾护航”下,重约一吨的探测器成功着陆在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区,并通过“鹊桥”中继星传回世界第一张近距离拍摄的月球背面图象,揭开了月球背面的神秘面纱,着陆在月球表面上的嫦娥六号受到月球的吸引而产生重力的作用,月球表面上物体受到的重力与其质量的比值。
(1)探测器距月面100米处悬停时,反推发动机提供的推力对探测器_____,沿水平方向移动“避障”的过程中,上述推力对探测器_____(填“做功”或“不做功”);
(2)探测器着陆后释放出轮子开始在月球表面上行走,轮子做得较宽,除了可以提高探测器行驶时的稳度,还能______;
(3)文中所描述的探测器匀速垂直下降过程中,不考虑其质量变化,则探测器的动能___,机械能_____(填“增大”、“减小”或“不变”);已知探测器质量为,则此过程中探测器在月球表面所受重力对其做的功约为____J。
25. 俯卧撑是一项常见的体育健身活动。如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图。小明重450N,1min内做俯卧撑30个,每做一次肩膀升高40cm。小明身体可视为杠杆,O为支点,为重心,,。求:
(1)地面对手的支持力;
(2)在图中画出支持力的力臂
(3)1min内小明所做的功;
(4)小明做功的功率。
26. 如图,用滑轮组提升重物时,重400N的重物在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为250N,不计绳重和摩擦,则提升重物的过程中:
(1)绳子自由端下降速度为多少m/s;
(2)滑轮组的机械效率为多少;
(3)如果重物为900N,则拉绳子的力F为多少。
27. 图甲为我国古人用踏碓榨油的场景。他们用两根柱子架起一根木杠,杠的一端装有石头,脚蹬木杠的另一端,一踏一放使石头一起一落,舂捣油料。为了便于施力,另外配有可移动支架,如图乙所示。
(1)把石头的下端打磨得较尖的目的是什么?
(2)体重过轻的人无论怎样用力,都无法将石头抬起,为什么?
(3)若支架横杆离人偏远,脚蹬木杠时支架易翻倒。说明其中的道理。
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