精品解析：陕西西安高新区第三初级中学博雅班2026--2027学年九年级上学期开学自我检测物理试题

九年级综合素质考核 物理 （时长：70分钟 分值：70分） 一、选择题（共10小题，计20分。第1～8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选项符合题意；第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分，选对但不全得1分，错选得0分） 1. 一拉杆箱在水平路面上被缓慢推行，若箱内物品质量分布均匀，当轮子遇到固定障碍物时，拉杆箱最容易被推倒的是（　　） A. B. C. D. 2. 在跨学科实践活动中，“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践活动，下面说法正确的是（ ） A. 如图甲，做仰卧起坐时，属于省力杠杆 B. 如图乙，踮脚过程动力保持不变 C. 如图丙，做下压运动锻炼，动力臂如图所示 D. 如图丁，手举重物时阻力是重物的重力 3. 用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A. B. C. D. 4. 机械以各种不同的形式展现在生活中，成为生活中不可或缺的部分，如图是自行车结构图，关于其机械的应用，正确的是（　　） A. 螺丝和螺帽：斜面类螺旋简单机械，费距离 B. 脚踏板：属于等臂杠杆 C. 刹车控制器：属于杠杆，能省距离 D. 车龙头：属于轮轴，控制自行车的方向并节省距离 5. 为缓解同学们的紧张情绪，中考前夕，老师在走廊上安装了一根横杆。挂上一个粽子，如图甲所示，0为悬挂点：让同学们跳一跳顶一顶，寓意“奋起高粽（高中）”。粽子离开人头顶后，在空中的运动轨迹如图乙虚线所示 （A→B→C）。下列说法正确的是（　　） A. 在AB段，人对粽子做功，挂绳对粽子做功 B. 在AB段，人对粽子不做功，挂绳对粽子不做功 C. 在BC段，重力对粽子做功，挂绳对粽子做功 D. 在BC段，重力对粽子不做功，挂绳对粽子不做功 6. 一小球从水平台面上滚落地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为，重力的平均功率为；在BC段重力做功为，重力的平均功率为。则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 7. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 的冰块，内能为零 B. 物体吸收热量，温度不一定升高 C. 物体的温度越高，所含有的热量越多 D. 两个物体的内能相同，一定不会发生热传递 8. 研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具是农民捣谷用的“舂”，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，则（　　） A. 舂相当于简单机械中的省力杠杆 B. 不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用15N的力才可以将碓头抬起 C. 每踩一次对碓头做的功是1800J D. 若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是15W 9. 中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品，如图是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道，甲为直轨，乙为弯轨，两轨道的起点高度相同，终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点，同时释放，发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法中正确的是（ ） A. 若不计阻力，A和B两小球到达终点时动能相等 B. 在起点处小球B的重力势能和小球A的重力势能不相等 C. 下降过程，重力对小球B做功的功率比对小球A做功的功率大 D. 全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功 10. 质量是10kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为6N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，g取10N/kg，则（ ） A. 作用在绳端的拉力F为2N B. 拉力F做功的功率为3.6W C. 物体A重力做功的功率为20W D. 在2s内克服地面对物体摩擦力做的功为7.2J 二、填空与作图题（共7小题，计18分） 11. 小乐购买了玩具并自己组装，用到了内六角螺丝和与其配套的内六角扳手，如图所示，内六角扳手使用时相当于____________（填写简单机械名称），将内六角扳手____________（选填“N”或“M”）点插入螺丝孔使用更省力。 12. 如图是一斜拉索桥，项目化学习小组的同学将其结构简化，抽象成模型图，如图甲：并用铁架台、细绳和质地均匀的木板制成两个简易斜拉索桥，如图乙、丙所示。比较分析乙、丙两图发现：适当增大拉索与杠杆夹角，可______（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而______（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力。假设图乙中木板所受重力为10 N，则细绳受到的拉力是______N。 13. 做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图，一同学重600N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.5m。某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体匀速撑起，每只手对地面的压力为________N，该同学做俯卧撑的功率为________W。 14. 如图所示，竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重为50 N，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右缓慢做匀速直线运动，测力计示数为550 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg，物体B受到的重力为________N。如果再在物体B下方加挂重为90 N的物体C，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左缓慢做匀速直线运动，则F的大小为________N。 15. 电梯是高层住宅必备的交通工具。如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。配重重，某次电梯匀速上升15m，所用时间为10s，若电动机的功率为45kW，忽略绳重和摩擦，则轿厢左侧缆绳对轿厢的拉力为____________N，轿厢和里面的人共重____________N。 16. 如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子从斜面的底端被匀速拉到顶端。斜面引重车中的滑轮为________（选填“定”或“动”）滑轮；若物体重力为4000N，斜面长为2m，高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车的机械效率为________，重物所受的摩擦力为________N。 17. 按要求完成下列作图： （1）如图，力气大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此时脸盆相当于一个杠杆。右边是它的示意图，图中O为支点，A为动力作用点。请你在示意图中画出最小动力、阻力臂。 （2）在图中画出利用滑轮组将汽车拖走时最省力的绕绳方法。 三、实验与探究题（共2小题，计12分） 18. 小依利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件，实验器材包括：刻度均匀的杠杆、铁架台、相同的钩码等。 （1）实验前杠杆静止在图甲位置，此时该杠杆处于________状态（选填“平衡”或“非平衡”），实验过程要使杠杆处于水平平衡，其好处是________； （2）如图乙，杠杆上的A点悬挂了4个钩码，每个钩码的质量为50g，g取10N/kg，用测力计在B点施力使杠杆在图示位置保持平衡，则B点处施加的力________。 A. 可能为0.8N B. 可能为2N C. 一定为1N D. 一定小于2N （3）生活处处有物理，如图丙所示，打开笔记本电脑时，电脑屏幕可以看作一个杠杆，若作用在A点的力F始终竖直向上，不计摩擦，则将电脑屏幕打开至竖直方向的过程中，F的大小将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）我国传统的“十六两秤”由13星加“福、禄、寿”三星组成，警示商家缺斤短两会折损福气，其结构如图丁所示。忽略绳子、秤盘和秤杆的重力，秤砣质量为0.5kg且最远可移至A点，，。若秤砣磨损，称得的物体质量将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；M、N均为提纽，则该杆秤能称取的最大物体质量为________kg。 19. 风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图实验装置进行实验： ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 （1）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率P=____________（表达式中的物理量均用符号表示）。 （2）小明还测出风车在不同的风速下做功的功率，测得的功率越大，说明做功越____________（选填“多”或“快”）； （3）实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表（注：电风扇挡位越高，风速越大）。 电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s 1 50 15 2 50 13 3 50 10 实验中，通过测量____________来比较风车输出功率的大小。由表格数据可初步得出： 在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率____________（选填“越大”或“越小”）。 （4）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下： 风速/m·s⁻1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 小虎由表格数据得出：风速为14m/s时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是____________（选填“准确”或“不准确”）的，理由是____________。 四、综合题（共3小题，计20分） 20. 如图所示，用动滑轮将重的木箱在内沿竖直方向匀速提升，拉力为。不计绳重和摩擦。 （1）动滑轮重为多少N？ （2）拉力做功的功率是多少W？ （3）机械效率为多少？ 21. 我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t，为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘旋在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。水面滑行测试中，飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持。（，）求： （1）飞机蓄满水漂浮在水面上时排开水的体积； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的阻力。 22. 图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m，在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：（g取10N/kg） （1）此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿； （2）正方体B的密度为多少kg/m3； （3）若该处为松软的泥地，能承受最大压强为4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力的范围是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级综合素质考核 物理 （时长：70分钟 分值：70分） 一、选择题（共10小题，计20分。第1～8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选项符合题意；第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分，选对但不全得1分，错选得0分） 1. 一拉杆箱在水平路面上被缓慢推行，若箱内物品质量分布均匀，当轮子遇到固定障碍物时，拉杆箱最容易被推倒的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当遇到相同的障碍物时，可将行李箱看作是杠杆，行李箱最易倾倒，说明动力最小；各种情况中，杠杆的五要素如下图所示， 根据杠杆的平衡条件可知，动力为，其中G不变，当L2越小、L1越大时，F越小，因此D图中的动力最小，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2. 在跨学科实践活动中，“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践活动，下面说法正确的是（ ） A. 如图甲，做仰卧起坐时，属于省力杠杆 B. 如图乙，踮脚过程动力保持不变 C. 如图丙，做下压运动锻炼，动力臂如图所示 D. 如图丁，手举重物时阻力是重物的重力 【答案】B 【解析】 【详解】A．仰卧起坐时，支点在臀部，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故A错误； B．踮脚过程中，支点在脚尖，动力臂和阻力臂的比值保持不变，阻力（人体重力）不变，由杠杆平衡条件可知动力保持不变，故B正确； C．力臂是支点到力作用线的垂直距离，图中与不垂直，故力臂画法错误，故C错误； D．阻力是阻碍杠杆转动的力，这个力是重物对手部的压力，和重物的重力是两个不同的力，故D错误。 故选B。 3. 用如图所示的四种简单机械，将同一重物从低处匀速提升到高处，在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】如选项A中图，动滑轮是省力杠杆，其动力臂是阻力臂的2倍，则动力是阻力的一半，即 如选项B中图，根据机械功原理，任何机械都不省功，所以由得 如选项C中图，设阻力臂为L，则从支点到动力作用点长度为3L，因为动力作用线与横杆夹角为30°，说明动力臂长度为横杆的一半，即。根据杠杆平衡条件可得 如选项D中图，定滑轮是等臂杠杆，动力臂等于阻力臂，则。综上所述，通过比较得知，B选项中最小，即在不计机械自重及摩擦的情况下，最省力的是斜面，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4. 机械以各种不同的形式展现在生活中，成为生活中不可或缺的部分，如图是自行车结构图，关于其机械的应用，正确的是（　　） A. 螺丝和螺帽：斜面类螺旋简单机械，费距离 B. 脚踏板：属于等臂杠杆 C. 刹车控制器：属于杠杆，能省距离 D. 车龙头：属于轮轴，控制自行车的方向并节省距离 【答案】A 【解析】 【详解】A．螺丝和螺帽属于斜面类螺旋简单机械，螺纹增加了斜面的长度，省力费距离，故A正确； B．脚踏板属于轮轴，相当于一个省力杠杆，省力费距离，故B错误； C．刹车控制器动力臂大于阻力臂，是一个省力杠杆，省力费距离，故C错误； D．车龙头属于轮轴，相当于一个省力杠杆，可以省力的控制自行车的方向但是费距离，故D错误。 故选A。 5. 为缓解同学们的紧张情绪，中考前夕，老师在走廊上安装了一根横杆。挂上一个粽子，如图甲所示，0为悬挂点：让同学们跳一跳顶一顶，寓意“奋起高粽（高中）”。粽子离开人头顶后，在空中的运动轨迹如图乙虚线所示 （A→B→C）。下列说法正确的是（　　） A. 在AB段，人对粽子做功，挂绳对粽子做功 B. 在AB段，人对粽子不做功，挂绳对粽子不做功 C. 在BC段，重力对粽子做功，挂绳对粽子做功 D. 在BC段，重力对粽子不做功，挂绳对粽子不做功 【答案】B 【解析】 【详解】AB．虚线ABC表示被顶中的粽子在空中的运动轨迹，粽子在AB段运动过程中，头跟粽子已经分离，人对粽子没有力的作用，所以人对粽子不做功，此过程中，绳子处于松弛状态，即挂绳对粽子没有力的作用，所以挂绳对粽子不做功，故A错误，B正确； CD．粽子在BC段运动过程中，粽子在重力的方向移动了一定的距离，故重力对粽子做功，挂绳与粽子之间没有力的作用，所以挂绳对粽子不做功，故CD错误。 故选B。 6. 一小球从水平台面上滚落地面的过程中，经历了A、B、C三个位置，它们的位置关系如图所示。设小球在AB段重力做功为，重力的平均功率为；在BC段重力做功为，重力的平均功率为。则下列关系正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由图得，小球从水平台面上滚落地面的过程中，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，AB段与CD段重力移动距离相同，由得 AB段小球水平方向运动距离大于CD段小球水平方向运动距离，由得，AB段运动时间较长，由得 故ABC错误，D正确。 故选D。 7. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A. 的冰块，内能为零 B. 物体吸收热量，温度不一定升高 C. 物体的温度越高，所含有的热量越多 D. 两个物体的内能相同，一定不会发生热传递 【答案】B 【解析】 【详解】A．一切物体都有内能，0℃的冰块分子在运动，内能不为零，故A错误； B．物体吸收热量，内能增加，但温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故B正确； C．热量是过程量，只能说“吸收或放出热量”，不能说“含有热量”，故C错误； D．热传递的条件是温度差，与内能大小无关；内能相同的物体，温度可能不同，可能发生热传递，故D错误。 故选B。 8. 研学实践活动时，小明在农家乐看到一种农具（如图甲），他查阅资料后知道，这种农具是农民捣谷用的“舂”，其工作原理图如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踏碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去击打稻谷，若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为60cm，AO长1.5m，OB长0.3m，则（　　） A. 舂相当于简单机械中的省力杠杆 B. 不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用15N的力才可以将碓头抬起 C. 每踩一次对碓头做的功是1800J D. 若1min将B踩下30次，舂的机械效率为60%，则人做功的功率是15W 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图乙可知，使用过程中，动力臂OB小于阻力臂OA，故舂相当于简单机械中的费力杠杆，A错误； B．脚对B点的力为F，碓头的重力为G，OA为阻力臂L1，OB为动力臂L2，根据杠杆平衡条件得 故脚至少用150 N的力才可以将碓头抬起，B错误； C．每踩一次对碓头做的功为W有用=Gh=30N×0.6m=18J 故C错误； D．设人每踩一次做的总功为W总，机械效率为η，则总功为 若1min将B踩下30次，则人做的总功W总′=30×W总=30×30J=900J 人做功的功率为 故D正确。 故选D。 9. 中国科技馆中有一件叫做“最速降线”的展品，如图是它的示意图。其中有甲、乙两条轨道，甲为直轨，乙为弯轨，两轨道的起点高度相同，终点高度也相同。若将两个相同的小球A和B分别放在甲、乙两轨道的起点，同时释放，发现在乙轨道上的小球B先到达终点。则下列说法中正确的是（ ） A. 若不计阻力，A和B两小球到达终点时动能相等 B. 在起点处小球B的重力势能和小球A的重力势能不相等 C. 下降过程，重力对小球B做功的功率比对小球A做功的功率大 D. 全程中重力对小球B做的功大于重力对小球A做的功 【答案】AC 【解析】 【详解】A．若不计阻力，则无机械能的损失。A和B两小球到达终点时动能都是由重力势能转化而来，而一开始小球的高度相同，重力势能相同，因此最终动能也相同，故A正确； B．在起点处小球B与小球A的高度相同，因此它们的重力势能相同，故B错误； C．下降过程中，B先到达终点，则B的速度大，两球的重力相同，根据P=Fv可知，重力对小球B做功的功率比对小球A做功的功率大，故C正确； D．根据公式W=Gh可知，两球的重力相同，最终下降的高度也相同，因此全程中重力对小球B做的功等于重力对小球A做的功，故D错误。 故选AC。 10. 质量是10kg的物体A放在水平桌面上，利用如图所示的装置使物体A以0.2m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为6N，不计绳重、弹簧测力计重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，g取10N/kg，则（ ） A. 作用在绳端的拉力F为2N B. 拉力F做功的功率为3.6W C. 物体A重力做功的功率为20W D. 在2s内克服地面对物体摩擦力做的功为7.2J 【答案】BD 【解析】 【详解】A．弹簧测力计测的是绳子的拉力，因此绳端拉力F等于弹簧测力计示数，即，故A错误； B．由图可知动滑轮上绳子股数，绳端移动速度 拉力F做功的功率，故B正确； C．物体A沿水平桌面运动，重力方向竖直向下，物体在重力方向上没有移动距离，因此重力不做功，功率为，故C错误； D．物体A做匀速直线运动，水平方向受力平衡，动滑轮对A的拉力等于摩擦力，摩擦力 2s内物体A移动的距离 克服摩擦力做功，故D正确。 故选BD。 二、填空与作图题（共7小题，计18分） 11. 小乐购买了玩具并自己组装，用到了内六角螺丝和与其配套的内六角扳手，如图所示，内六角扳手使用时相当于____________（填写简单机械名称），将内六角扳手____________（选填“N”或“M”）点插入螺丝孔使用更省力。 【答案】 ①. 轮轴 ②. 【解析】 【详解】由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的机械，叫做轮轴，因此内六角扳手使用过程中相当于轮轴。 根据杠杆平衡条件​：阻力和阻力臂不变时，动力臂越长，动力越小，越省力。 若将端插入螺丝孔，手可以握住更长的外露杆的端施力，动力臂更大，因此更省力。 12. 如图是一斜拉索桥，项目化学习小组的同学将其结构简化，抽象成模型图，如图甲：并用铁架台、细绳和质地均匀的木板制成两个简易斜拉索桥，如图乙、丙所示。比较分析乙、丙两图发现：适当增大拉索与杠杆夹角，可______（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而______（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力。假设图乙中木板所受重力为10 N，则细绳受到的拉力是______N。 【答案】 ①. 增大 ②. 减小 ③. 10 【解析】 【详解】适当增大拉索与杠杆夹角，支点O到拉索的距离更远，因此可以增大斜拉索拉力的力臂，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂一定时，动力臂变大，可以减小拉索的拉力。 作出细绳拉力的力臂，如下图所示，令木板的长度为l，根据直角三角形中30°所对的边为斜边的一半可知，拉力F的力臂长度为，木板所受重力为10N，重心在木板的中点，重力力臂为，根据杠杆平衡条件可得细绳受到的拉力 13. 做俯卧撑运动的人可视为杠杆。如图，一同学重600N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升0.5m。某次测试中，他1min内完成30次俯卧撑，将身体匀速撑起，每只手对地面的压力为________N，该同学做俯卧撑的功率为________W。 【答案】 ①. 180 ②. 90 【解析】 【详解】由图可知，以O为支点，阻力是人的重力，阻力臂为，动力是地面对手掌的支持力，动力臂为 由杠杆平衡条件，地面对双手的总支持力 每只手受到的支持力 因手对地面的压力与地面对手的支持力是相互作用力，大小相等，故每只手对地面的压力为180N。 由相似三角形关系，重心上升高度与肩部上升高度满足 每次撑起克服重力做功 1min内总功 该同学做俯卧撑的功率 14. 如图所示，竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重为50 N，滑轮组绳的末端通过定滑轮沿水平方向与物体A相连，此时物体A在绳的水平拉力作用下向右缓慢做匀速直线运动，测力计示数为550 N，不计绳重及滑轮的摩擦，g取10 N/kg，物体B受到的重力为________N。如果再在物体B下方加挂重为90 N的物体C，同时用水平向左的力F拉动物体A使其沿水平桌面向左缓慢做匀速直线运动，则F的大小为________N。 【答案】 ①. 700 ②. 530 【解析】 【详解】对定滑轮进行受力分析，定滑轮处于静止状态，在竖直方向上受到竖直向上的测力计拉力、竖直向下的重力和两股向下的绳子拉力。根据力的平衡条件有 代入数据得，则此时绳子的拉力大小为 对动滑轮和物体B组成的整体进行受力分析，整体处于静止状态，受到向上的3股绳子的拉力，向下的动滑轮重力和物体B的重力，根据平衡条件有 代入数据得 则物体B受到的重力为 物体A向右缓慢做匀速直线运动时，处于平衡状态，在水平方向上受到向右的拉力和向左的滑动摩擦力，由二力平衡得滑动摩擦力大小为 当在物体B下方加挂重为的物体C时，动滑轮下方挂的总重力为 此时绳子的拉力变为 当物体A在水平向左的拉力F作用下缓慢向左做匀速直线运动时与向右的滑动摩擦力和绳子拉力的合力大小相等。由于滑动摩擦力大小仍为，则此时水平向左的拉力F为 15. 电梯是高层住宅必备的交通工具。如图所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、配重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和配重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与配重的运动方向始终相反。配重重，某次电梯匀速上升15m，所用时间为10s，若电动机的功率为45kW，忽略绳重和摩擦，则轿厢左侧缆绳对轿厢的拉力为____________N，轿厢和里面的人共重____________N。 【答案】 ①. ## ②. 【解析】 【详解】轿厢左侧缆绳对轿厢的拉力等于配重的重力，则 电动机的功率为45kW，电梯匀速上升15m，所用时间为10s，电动机做功 则右侧缆绳对轿厢的拉力为 电梯匀速上升，处于平衡状态，轿厢和里面的人的总重力等于左右缆绳的拉力之和，即 16. 如图所示，这是《墨经》中记载的斜面引重车。绳子一端紧系在后轮上，另一端绕过斜面顶端的滑轮与重物相连，重物通过绳子从斜面的底端被匀速拉到顶端。斜面引重车中的滑轮为________（选填“定”或“动”）滑轮；若物体重力为4000N，斜面长为2m，高为0.8m，后轮施加在绳子上的拉力大小为2000N，不计绳重、滑轮与轴之间的摩擦，该车的机械效率为________，重物所受的摩擦力为________N。 【答案】 ①. 定 ②. 80% ③. 400 【解析】 【详解】由图可知，该滑轮的轴固定不动，不会随重物一起移动，故属于定滑轮。 有用功为提升重物做的功，即 使用定滑轮，绳子移动距离等于斜面长，总功为拉力做的功，即 该车的机械效率为 不计绳重、滑轮与轴的摩擦，额外功为克服重物所受摩擦力做的功，即 由得，重物所受摩擦力 17. 按要求完成下列作图： （1）如图，力气大的人，用一只手就可以把一盆水端起，此时脸盆相当于一个杠杆。右边是它的示意图，图中O为支点，A为动力作用点。请你在示意图中画出最小动力、阻力臂。 （2）在图中画出利用滑轮组将汽车拖走时最省力的绕绳方法。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图可知，重力为阻力，当O点为支点时，阻力和阻力臂的乘积一定，则O到重力作用线的垂线段就是阻力臂；A为动力作用点，则OA为最长的动力臂，根据杠杆平衡的条件，要使杠杆平衡，最小动力方向应垂直于OA斜向右上方，据此可画出最小的动力，据此作图。 【小问2详解】 图中左侧是固定在墙面的定滑轮、右侧是可随汽车移动的动滑轮，要实现最省力，需要让承担拉力的绳子段数最多：将绳子的一端固定在动滑轮左侧的挂钩上，先向左绕过左侧的定滑轮，再向右绕回右侧的动滑轮，最终自由端的拉力方向向左，此时一共有3段绳子拉着动滑轮，是该滑轮组能实现的最省力绕法，据此作图。 三、实验与探究题（共2小题，计12分） 18. 小依利用如图所示的装置探究杠杆平衡条件，实验器材包括：刻度均匀的杠杆、铁架台、相同的钩码等。 （1）实验前杠杆静止在图甲位置，此时该杠杆处于________状态（选填“平衡”或“非平衡”），实验过程要使杠杆处于水平平衡，其好处是________； （2）如图乙，杠杆上的A点悬挂了4个钩码，每个钩码的质量为50g，g取10N/kg，用测力计在B点施力使杠杆在图示位置保持平衡，则B点处施加的力________。 A. 可能为0.8N B. 可能为2N C. 一定为1N D. 一定小于2N （3）生活处处有物理，如图丙所示，打开笔记本电脑时，电脑屏幕可以看作一个杠杆，若作用在A点的力F始终竖直向上，不计摩擦，则将电脑屏幕打开至竖直方向的过程中，F的大小将________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）我国传统的“十六两秤”由13星加“福、禄、寿”三星组成，警示商家缺斤短两会折损福气，其结构如图丁所示。忽略绳子、秤盘和秤杆的重力，秤砣质量为0.5kg且最远可移至A点，，。若秤砣磨损，称得的物体质量将________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；M、N均为提纽，则该杆秤能称取的最大物体质量为________kg。 【答案】（1） ①. 平衡 ②. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小 （2）B （3）不变 （4） ①. 偏大 ②. 2.5 【解析】 【小问1详解】 杠杆的平衡状态指杠杆静止或匀速转动，实验前杠杆静止，因此处于平衡状态；当杠杆在水平位置平衡时，力的方向竖直向下/向上，力臂与杠杆重合，可以直接通过杠杆刻度读取力臂长度，方便测量力臂。 【小问2详解】 A点的阻力大小等于4个钩码总重力 假设杠杆每格长度为，A点距离支点O为2格，若在B点竖直向上施力，B点距离支点O为4格，根据杠杆平衡条件​，此时最小的力为 如果施力方向不竖直，动力臂会小于4L，动力就会大于1N。因此B点的力不可能是0.8N，可能为2N，可能为1N，也可以大于2N。 故选B。 【小问3详解】 若力F始终竖直向上，则将电脑屏幕打开至竖直方向的过程中，F的力臂与重力的力臂的比值恒定，电脑重力不变，根据杠杆平衡条件可知F的大小不变。 【小问4详解】 根据杠杆平衡条件，物体重力×物体力臂=秤砣重力×秤砣力臂，秤砣磨损后自身重力变小，要平衡相同的物体重力，需要更大的秤砣力臂，秤杆的刻度是按标准秤砣标注的，因此称得的质量偏大； 要称取最大质量，需要选择离秤盘更近的提纽N作为支点，此时物体力臂为，秤砣最大力臂为 代入杠杆平衡公式 即 解得最大物体质量为2.5kg。 19. 风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，利用如图实验装置进行实验： ①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码； ②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用秒表记录提升钩码到A点所需的时间。 （1）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的质量m，则风车做功的功率P=____________（表达式中的物理量均用符号表示）。 （2）小明还测出风车在不同的风速下做功的功率，测得的功率越大，说明做功越____________（选填“多”或“快”）； （3）实验交流时，兴趣小组的同学又提出了“风车做功的功率与风速有什么关系”的问题，于是同学们进行了探究并将实验收集到的数据记录在下表（注：电风扇挡位越高，风速越大）。 电风扇挡位 钩码的质量/g 提升钩码到A点的时间/s 1 50 15 2 50 13 3 50 10 实验中，通过测量____________来比较风车输出功率的大小。由表格数据可初步得出： 在其他条件相同时，风速越大，风车的输出功率____________（选填“越大”或“越小”）。 （4）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如下： 风速/m·s⁻1 4 6 8 10 12 14 16 18 20 输出功率/kW 0 75 200 360 540 740 730 650 550 小虎由表格数据得出：风速为14m/s时风力发电机的输出功率最大。你认为他的判断是____________（选填“准确”或“不准确”）的，理由是____________。 【答案】（1） （2）快 （3） ①. 提升钩码到A点的时间 ②. 越大 （4） ①. 不准确 ②. 没有仔细探究14m/s附近的风速时的风力发电机的输出功率 【解析】 【小问1详解】 风车克服钩码重力做功，总功 ，根据功率公式​，推导可得风车做功的功率。  【小问2详解】 功率的物理意义是描述物体做功的快慢，功率越大，说明做功越快。 【小问3详解】 本实验用转换法比较功率：实验中保持钩码质量、提升高度不变，总功固定，因此通过测量提升钩码到A点的时间比较功率大小。 由表格数据可得，风速越大，提升相同钩码的用时越短，计算可知风车的输出功率越大。 【小问4详解】 表格仅给出了间隔风速的输出功率，14m/s只是现有数据中功率最大的点，没有测量12~16m/s之间更多风速对应的功率，无法确定输出功率的最大值一定在14m/s，因此判断不准确。 四、综合题（共3小题，计20分） 20. 如图所示，用动滑轮将重的木箱在内沿竖直方向匀速提升，拉力为。不计绳重和摩擦。 （1）动滑轮重为多少N？ （2）拉力做功的功率是多少W？ （3）机械效率为多少？ 【答案】（1） 20N （2） 80W （3） 90% 【解析】 【小问1详解】 动滑轮匀速提升木箱，不计绳重和摩擦，承担物重的绳子段数 动滑轮重力为 【小问2详解】 绳子自由端移动距离为 拉力做的总功为 拉力做功的功率为 【小问3详解】 提升重物的有用功为 动滑轮的机械效率为 21. 我国首款大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600如图所示，该飞机蓄满水后总质量53.5t，为检测飞机性能，先后进行了模拟灭火和水面滑行测试。在灭火测试中：飞机盘旋在火场上方150m处，将所蓄水分次投下，每次投水200kg，用时20s到达地面。水面滑行测试中，飞机在水平面上以10m/s的速度沿直线匀速滑行了60s，若飞机发动机牵引力的总功率始终保持。（，）求： （1）飞机蓄满水漂浮在水面上时排开水的体积； （2）每次投下的水在下落过程中重力做功的平均功率； （3）飞机在水面沿直线匀速滑行时，飞机所受的阻力。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 飞机蓄满水漂浮在水面，浮力等于总重力。总重力为 由漂浮条件得 由阿基米德原理 得 【小问2详解】 每次投下的水从150m高处下落，重力对水做功，水的重力为 重力做的功为 重力做功的平均功率 【小问3详解】 飞机在水面沿直线匀速滑行，牵引力与阻力平衡，大小相等。由功率公式 得牵引力为 故飞机所受阻力为 22. 图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，其示意图如图乙，轻质杠杆的支点O距左端l1＝0.5m，距右端l2＝0.2m，在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B对地面的压力为20N。求：（g取10N/kg） （1）此时杠杆左端所受拉力大小为多少牛顿； （2）正方体B的密度为多少kg/m3； （3）若该处为松软的泥地，能承受最大压强为4×103Pa，为使杠杆仍在水平位置平衡，物体A的重力的范围是多少？ 【答案】（1）20N；（2）7×103kg/m3；（3）12N~28N 【解析】 【详解】解：（1）此时杠杆左端所受拉力 （2）杠杆在水平位置平衡时，由可得，杠杆右端受到绳子的拉力 因同一根绳子的拉力相等，所以，正方体B受到绳子的拉力 因地面对B的支持力与B对地面的压力是一对相互作用力，所以，地面对B的支持力 对B受力分析可知，B受到竖直向上的支持力和绳子的拉力、竖直向下的重力作用处于平衡状态，所以，由B受到的合力为零可得 由可得，B的质量 则B的体积 正方体B的密度 （3）松软的泥地能承受的最大压力 由相互作用力的关系可知，松软的泥地对B的支持力 由B受到的合力为零可得 则绳子对B的拉力 由同一根绳子的拉力相等可知，此时杠杆右端受到的拉力 则物体A的最小重力 松软的泥地承受的压力为0时，物体A的重力最大，为 物体A的重力的范围是12N~28N。 答：（1）此时杠杆左端所受拉力大小为20N； （2）正方体B的密度为7×103kg/m3； （3）物体A的重力范围为12N~28N。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $