内容正文:
江苏省盐城市东台市第一教育联盟2026-2027学年九年级上学
期9月阶段检测物理试卷
(满分:100分,考试用时:90分钟,考试范围:11章+12章第1节)
一、选择题(共12小题,每题只有一个正确选项,共24分)
1. 小明同学从地上拿起一只鸡蛋,缓缓拿到餐桌上。此过程小明对鸡蛋大约做了多少功( )
A. 0.5J B. 1J C. 2J D. 20J
2. 如图所示,下列器件中属于省力杠杆的是
A. 坩埚钳 B. 剪刀
C. 筷子 D. 镊子
3. 用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应是
A. 小于200 N B. 等于200 N
C. 大于200 N D. 一定大于300 N
4. 下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A. 功率大的机械,做功一定多 B. 做功快的机械,功率一定大
C. 效率高的机械,有用功一定大 D. 做功多的机械,机械效率一定高
5. 为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C. 沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D. 将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
6. 用如图的杠杆提升重物,如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中(不超过水平位置),力F的大小将( )
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 保持不变 D. 先变大,后变小
7. 在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
A. 提着木桶在水平地面上匀速前进
B. 扛着米袋慢慢爬上楼梯
C. 用力推汽车,汽车没动
D. 举着杠铃原地不动
8. 某块砖在一对平衡力作用下运动,则该砖( )
A. 机械能一定不变,动能一定不变
B. 机械能可能改变,动能一定不变
C. 机械能可能改变,动能可能改变
D. 机械能一定不变,动能可能改变
9. 如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是( )
A. 只有在a到b的过程中,铅球的机械能增加
B. 在b到d的过程中,铅球的机械能不变
C. 在最高点c时,铅球重力势能最大,动能为零
D. 在b到d的过程中,人对铅球没有做功
10. 两个完全相同的滑轮,分别以图示两种方式,将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,不计绳重和摩擦,甲、乙的机械效率为η1、η2,拉力F1、F2做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A. F1=2F2 B. η1>η2
C. W1>W2 D. P1=P2
11. 如图,足够长的杠杆上放着的两个球(m1>m2),杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆
A. 仍能平衡
B. 不能平衡,大球那端下沉
C. 不能平衡,小球那端下沉
D. 无法确定
12. 班里组织一次比赛活动(如图),从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是( )
①一楼地面到三楼地面的高度
②从一楼到达三楼所用的时间
③参赛同学的质量
④一楼到三楼楼梯的长度
A. ②④ B. ①②④ C. ②③ D. ①②③
二、填空题(共8小题,每空1分,每图2分,共26分)
13. 人们常用的镊子是一种杠杆。如图所示,用镊子夹取物体时,手压在B处,它是_________杠杆,则支点在_________处,为了用更小的力夹起物体,手应该靠近_________点,作出阻力臂_________。
14. 如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与其________有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,则质量大的“子弹”射出的距离较________,原因是质量大的“子弹”射出时________小。
15. 如图所示是人造地球卫星的轨道示意图,人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中,当它由近地点向远地点运行时,动能__________,势能__________,机械能__________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
16. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让同一小车从斜面的不同高度由静止释放,撞击斜面底端的木块,比较木块移动的距离,这是为了探究 ______对动能的影响;实验中若木块质量较大,被撞击后移动的距离较小,为确保实验有较明显的现象,请从实验操作方面提出一种改进的方法:___。如图是某同学实验时的情景,请指出他操作中的错误是 _____。
17. 某同学体重500N,他用40N的力沿水平方向推木箱。木箱重100N,经4s木箱在水平地面上移动了2m,在这个过程中,该同学对木箱做的功是_________J,功率是_________W;如果他把木箱从一楼搬到三楼,已知每层楼高4m,则他对木箱至少做_________J的功。
18. 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常利用斜面把物体从底端匀速推上顶端,已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,此时推力做功________J,斜面摩擦力的大小是________N,斜面的机械效率为________%。
19. 跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。由图像可知,他的重心移动的最大高度为__________m。若该同学的体重为600N,则他跳一次克服重力做功_________J,1min内克服重力做功的功率为__________W。
20. 如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面。且两次所提高度相同,则F甲___________F乙,两次拉力做功W甲___________W乙。克服重力做的功W甲___________W乙(选填“>”“<”“=”)。
三、解答题
21. 某小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验,实验步骤如图所示。
(1)甲图是 ___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,在实验过程中将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是 ___________,若杠杆调节前如图甲所示,为使其在水平位置上平衡,应将左端的平衡螺母向 ___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)若每个钩码重1N,且杠杆上每格相等,如图乙所示,同学们在杠杆上A点挂3个钩码,应该在B点悬挂 ___________个钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向移动一格___________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据,表中空格处所缺的数据是:☆=___________;
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
5
1
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
☆
分析表中的实验数据可以得出杠杆的平衡条件是 ___________(用公式表达);
(4)如图丙所示,保持杠杆水平位置平衡,测力计从a位置转到b位置___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)实验结束后,小王提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是他将支点调整在如图丁所示位置进行探究,与之前得出的杠杆平衡条件不相符,原因可能是:___________。
22. 如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。
(1)实验时要竖直向上 ______拉动弹簧测力计,由图1可知拉力大小为 ______N;
(2)下面是某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图2中的甲、乙、丙所示。
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有/J
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
①比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越______;
②第3次实验的机械效率η=______,因而由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮的 ______有关;
(3)如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小,则测得的拉力F ______,机械效率 ______。(两空均选填“偏大”或“偏小”)
23. 某兴趣小组将一张硬卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上橡皮筋,做成了一个会跳的卡片,如图所示。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关,该兴趣小组提出了如下猜想:
①与卡片的质量有关;②与橡皮筋的形变量大小有关;③与橡皮筋的条数有关。
该兴趣小组选用几根相同的橡皮筋和几张大小相同、质量不同的卡片进行实验。
(1)小明将图中的卡片的A面朝下放在桌面上用手向下压,使橡皮筋伸长,_________(选填“迅速”或“缓慢”)松开手,观察到卡片弹跳起来,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_________,因此它具有弹性势能;
(2)探究跳起高度与卡片的质量是否有关,应选择大小相同、豁口相同、质量_________(选填“相同”或“不同”)的卡片,分别套上相同的橡皮筋,每次把它在桌面上用手压平的目的是为了控制_________相同;实验发现质量大的卡片弹起的高度较低,那是因为质量大的卡片刚离开桌面时的_________小;
(3)小明继续探究发现其他因素相同时,橡皮筋的形变量越大,卡片跳起的高度越高,则下面三种不同豁口的卡片中,跳起高度最高的是_________。
A. B. C.
24. 阅读短文,回答问题。
如图甲为水火箭制作项目化活动,在可乐瓶中装入适量的水,再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,最后配置上火箭顶端的整流罩,将水火箭竖立于地面,利用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭向上飞起,水火箭整流罩是用来改善火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时,可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料,根据火箭形状设计合适的罩子形状,确保与火箭外形贴合。然后将整流罩固定在火箭顶部,使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形,以减少空气阻力。最后进行必要的测试和调整,确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力的效果。
(1)瓶内的水向下喷出的同时火箭向上运动,这是因为____:
(2)用打气筒向瓶内打足气,打开阀门,水从尾部的金属管向下排出,火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A. 发射时,瓶内高压气体对水没有做功
B. 下降过程中,火箭的机械能一直减小
C. 上升过程中火箭的重力势能转化为动能
D. 下降过程中,火箭的重力势能逐渐增大
(3)图乙是水火箭发射后的速度-时间图像, t1、t2、t3时刻中,火箭受到平衡力的时刻是____,最高点时刻是________。(速度负数表示运动方向相反)
25. 一辆质量为1.5×103kg的小汽车,在水平公路上沿直线匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.05倍。(g取10N/kg)求:
(1)小汽车受到的重力大小;
(2)小汽车发动机的牵引力大小;
(3)若小汽车行驶了100m,牵引力做的功。
26. 工人用如图所示滑轮组提升重物用100N的拉力F在15s内使重为160N的物体匀速上升了3m。求:
(1)请画出滑轮组的正确绕法;
(2)滑轮组对物体做的功;
(3)拉力F的功率;
(4)滑轮组的机械效率;
(5)当动滑轮重10N,求克服摩擦和绳重所做的功。
27. 如图所示,这是水电站的示意图。
(1)我们知道水电站是利用水能资源的一项重大工程。那么,水电站到底是怎样“发电”的?其实它是利用能量的转化来“发电”的:把水库里的水蓄高后,打开水坝导管的闸门,水就会沿着导管泻下,推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明,试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。
(2)建设水电站选址时,从能量的利用来看,你将选择图中的(A)址还是(B)址?请说说你的看法。
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江苏省盐城市东台市第一教育联盟2026-2027学年九年级上学
期9月阶段检测物理试卷
(满分:100分,考试用时:90分钟,考试范围:11章+12章第1节)
一、选择题(共12小题,每题只有一个正确选项,共24分)
1. 小明同学从地上拿起一只鸡蛋,缓缓拿到餐桌上。此过程小明对鸡蛋大约做了多少功( )
A. 0.5J B. 1J C. 2J D. 20J
【答案】A
【解析】
【详解】一只鸡蛋质量约为0.05kg,鸡蛋的重力
餐桌高度约为1m,缓缓拿鸡蛋时拉力等于鸡蛋的重力,此过程小明对鸡蛋做的功
故选A。
2. 如图所示,下列器件中属于省力杠杆的是
A. 坩埚钳 B. 剪刀
C. 筷子 D. 镊子
【答案】B
【解析】
【详解】A.坩埚钳,L1<L2动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;故A不符合题意.
B.剪刀,L1>L2动力臂大于阻力臂,为省力杠杆;故B符合题意.
C.筷子使用时,L1<L2动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;故C不符合题意.
D.镊子,L1<L2动力臂小于阻力臂,为费力杠杆;故D不符合题意.
3. 用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时,人手实际需提供的拉力应是
A. 小于200 N B. 等于200 N
C. 大于200 N D. 一定大于300 N
【答案】C
【解析】
【分析】使用滑轮组提升重物时,有几段绳子承担物体和动滑轮重,拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一.
【详解】由图可知,有3段绳子承担物体和动滑轮重,所以拉力是物体和动滑轮总重的,
即F=(G物+G动),因此F>G物=×600N=200N.故选C.
4. 下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A. 功率大的机械,做功一定多 B. 做功快的机械,功率一定大
C. 效率高的机械,有用功一定大 D. 做功多的机械,机械效率一定高
【答案】B
【解析】
【详解】A.由公式可知,做功多少由功率和做功时间共同决定,仅功率大无法确定做功一定多,故A错误;
B.功率是表示做功快慢的物理量,做功快的机械功率一定大,故B正确;
C.由可知,有用功大小由机械效率和总功共同决定,仅效率高无法确定有用功一定大,故C错误;
D.机械效率是有用功和总功的比值,做功多如果其中额外功占比很高,有用功占比反而低,机械效率也会很低,故D错误。
故选B。
5. 为便于研究,某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦,下列有关分析正确的是( )
A. 两个滑轮在装置中起的作用相同
B. 拉力移动的距离与配重上升的距离相同
C. 沿方向1与2匀速拉动配重,所用的力大小相等
D. 将配重提升相同高度,用该装置与直接提升所做的功相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,动滑轮能够省力,但不能改变力的方向;定滑轮不能省力,可以改变力的方向,故A错误;
B.该滑轮组中n=2,由s=2h可知,拉力移动距离等于配重上升高度的二倍,故B错误;
C.如图所示,绳子最后绕过的是定滑轮,定滑轮相当于等臂杠杆,沿方向1与2匀速拉动配重,动力臂都等于定滑轮的半径,所以两次的拉力相等,若不计摩擦,均等于 (G+G动),故C正确;
D.直接提升配重做的功是有用功,用该装置将配重提升相同高度还要对动滑轮做功,即用该装置所做的功(总功)大于有用功,故D错误。
故选C。
6. 用如图的杠杆提升重物,如果作用在A端的力F始终垂直于杠杆,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中(不超过水平位置),力F的大小将( )
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小
C. 保持不变 D. 先变大,后变小
【答案】A
【解析】
【详解】当慢慢提升重物时,重力(阻力F2)不变,阻力臂L2增大(水平时最大),动力臂L1不变,由杠杆平衡条件可知,力F逐渐变大,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7. 在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
A. 提着木桶在水平地面上匀速前进
B. 扛着米袋慢慢爬上楼梯
C. 用力推汽车,汽车没动
D. 举着杠铃原地不动
【答案】B
【解析】
【详解】要判断人对物体是否做功,需依据做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离,二者缺一不可。
A.提着木桶在水平地面上匀速前进,人给木桶的力向上,人和木桶在水平方向上移动,向上没有移动距离,人对木桶没有做功,故A不符合题意;
B.扛着米袋慢慢爬上楼梯,人给米袋的力向上,向上移动了距离,人对米袋做功,故B符合题意;
C.用力推汽车,汽车没动,人给汽车一个向前的力,向前没有移动距离,人对汽车没有做功,故C不符合题意;
D.举着杠铃原地不动,人对杠铃的力向上,向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,故D不符合题意。
故选B。
8. 某块砖在一对平衡力作用下运动,则该砖( )
A. 机械能一定不变,动能一定不变
B. 机械能可能改变,动能一定不变
C. 机械能可能改变,动能可能改变
D. 机械能一定不变,动能可能改变
【答案】B
【解析】
【分析】要解决此题需要掌握物体在受平衡力的时候总保持静止状态或匀速直线运动状态;要了解机械能包括动能和势能,动能和物体的质量以及速度有关,重力势能与物体的质量和被举的高度有关。
【详解】物体在平衡力的作用下,即一定处于平衡状态,即或是静止状态或是匀速直线运动状态,由于其动能的大小与质量及运动的速度有关,所以对于同一砖块来说,质量不变,其不管是保持静止还是匀速直线运动,其速度都是不变的,故其动能一定不变;但其重力势能却有可能改变,如将砖匀速提高,在该过程中,动能不变,但其重力势能变大,即机械能变大;同理若将砖匀速降低,其机械能会变小,综上所述可知,B符合题意。
故选B。
9. 如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是( )
A. 只有在a到b的过程中,铅球的机械能增加
B. 在b到d的过程中,铅球的机械能不变
C. 在最高点c时,铅球重力势能最大,动能为零
D. 在b到d的过程中,人对铅球没有做功
【答案】C
【解析】
【详解】A.a到b过程人对铅球做功,机械能增加,故A正确,不符合题意;
B.b到d过程不计空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,故B正确,不符合题意;
C.c点高度h最大,重力势能最大;铅球在水平方向速度不为零,则动能不为零,故C错误,符合题意;
D.b到d过程人对铅球没有力的作用,则人对铅球没有做功,故D正确,不符合题意。
故选C。
10. 两个完全相同的滑轮,分别以图示两种方式,将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,不计绳重和摩擦,甲、乙的机械效率为η1、η2,拉力F1、F2做的功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,下列判断正确的是( )
A. F1=2F2 B. η1>η2
C. W1>W2 D. P1=P2
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲是定滑轮,乙是动滑轮,不计绳重和摩擦,甲的拉力等于物体的重力,即
F1=G
乙的拉力等于物体和滑轮总重的一半,即
2F2=G+G动
所以
F1<2F2
A错误;
BC.不计绳重和摩擦,因为物重相同,提升的高度相同,故甲做的有用功等于乙做的有用功;因为甲用定滑轮提升,乙用动滑轮提升,所以甲做的额外功为零,小于乙做的额外功,总功等于有用功和额外功之和,所以甲做的总功小于乙做的总功,即
W1<W2
因为机械效率是有用功与总功的比值,由可知甲的机械效率大于乙的机械效率,即
η1>η2
故B正确,C错误;
D.将重为G的物体以相同的速度匀速竖直提升相同高度,由可知所用时间相同,甲做的总功小于乙做的总功,由可知甲的功率小于乙的功率,即
P1<P2
故D错误。
故选B。
11. 如图,足够长的杠杆上放着的两个球(m1>m2),杠杆在水平位置平衡,若两球以相同速度同时向远离支点的方向运动相等的时间,则杠杆
A. 仍能平衡
B. 不能平衡,大球那端下沉
C. 不能平衡,小球那端下沉
D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】已知:, m1>m2,所以G1>G2;所以设两球速度v远离支点运动,且时间t则:
大球这边力和力臂的乘积为:;
小球那边力和力臂的乘积为:;
又原来杠杆平衡且力和力臂的乘积相等即,而两球以相同的速度向支点运动,即相等的时间内运动的路程相等,即,所以>,即杠杆将向大球那边倾斜,最终导致大球那端下沉;
所以B选项是正确的.
【点睛】两球以相同的速度远离支点运动,即相等的时间内运动的路程相等,那么质量大的球其力力臂增加的快,根据杠杆原理分析知道杠杆向大球(质量大)那边倾斜,最终导致大球端下沉.
12. 班里组织一次比赛活动(如图),从一楼登上三楼,看谁的功率最大。为此,需要测量一些物理量,下列物理量中必须测量的是( )
①一楼地面到三楼地面的高度
②从一楼到达三楼所用的时间
③参赛同学的质量
④一楼到三楼楼梯的长度
A. ②④ B. ①②④ C. ②③ D. ①②③
【答案】C
【解析】
【详解】登楼是克服自身重力在竖直方向上做功,功率的计算公式为
因为每位同学上楼的高度相同,所以不需要测量楼高,需要测量的物理量是:每个同学的质量、从一楼到达三楼所用的时间;楼梯的长度是人登楼的总路程,和克服重力做功的竖直移动距离无关,不需要测量。即②③。
故选C。
二、填空题(共8小题,每空1分,每图2分,共26分)
13. 人们常用的镊子是一种杠杆。如图所示,用镊子夹取物体时,手压在B处,它是_________杠杆,则支点在_________处,为了用更小的力夹起物体,手应该靠近_________点,作出阻力臂_________。
【答案】 ①. 费力 ②. A ③. C ④.
【解析】
【详解】夹取物体时镊子绕尾端的A点转动,因此支点为A。
手在B点施加动力时,动力臂小于C点所受阻力的阻力臂,因此镊子属于费力杠杆。
根据杠杆平衡条件
在阻力大小和阻力臂不变的情况下,增大动力臂可以减小所需动力。手靠近C点时,动力作用点远离支点A,动力臂增大,因而更省力。
阻力作用在镊子夹物端的C点,过支点A向该阻力的作用线作垂线,支点到垂足的线段即为阻力臂。
14. 如图所示是玩弹弓的情景。经验表明,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越远,这说明橡皮筋的弹性势能与其________有关;若橡皮筋被拉的长度相同,而用的“子弹”不同,则质量大的“子弹”射出的距离较________,原因是质量大的“子弹”射出时________小。
【答案】 ①. 伸长的长度 ②. 小 ③. 速度
【解析】
【详解】[1]橡皮筋弹性势能的影响因素是橡皮筋发生形变的程度,橡皮筋形变的程度越大,所具有的弹性势能越大,“子弹”射得越远,所以橡皮筋拉得越长,形变程度就越大,所具有的弹性势能也越大。
[2][3]当“子弹”射出时,“子弹”具有的动能是橡皮筋的弹性势能转化来的,橡皮筋被拉长的长度相同,说明橡皮筋的弹性势能相同,转化成的动能也相同,在动能相同时,质量越大,速度越小,“子弹”的速度越小,射出的距离也越小。因此“子弹”的质量越大,射出的距离越小。
15. 如图所示是人造地球卫星的轨道示意图,人造地球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中,当它由近地点向远地点运行时,动能__________,势能__________,机械能__________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 变大 ③. 不变
【解析】
【详解】卫星由近地点向远地点运行时,质量不变,速度减小,动能变小,高度增大,势能变大。因在大气层外运行无空气阻力,机械能守恒。
16. 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让同一小车从斜面的不同高度由静止释放,撞击斜面底端的木块,比较木块移动的距离,这是为了探究 ______对动能的影响;实验中若木块质量较大,被撞击后移动的距离较小,为确保实验有较明显的现象,请从实验操作方面提出一种改进的方法:___。如图是某同学实验时的情景,请指出他操作中的错误是 _____。
【答案】 ①. 速度 ②. 增大小车滚下的高度 ③. 没有控制木块的位置相同
【解析】
【分析】
【详解】[1]让同一小车从斜面的不同高度由静止释放,小车的质量不变,高度不同,到达水平面时的速度不同,这是为了探究速度对动能的影响。
[2]为确保实验有较明显的现象,应增大小车的动能,可以增大小车滚下的高度。
[3]由图知道,质量相同的小车从斜面的不同高度滚下时,没有控制木块的位置相同,所以无法完成实验探究。
17. 某同学体重500N,他用40N的力沿水平方向推木箱。木箱重100N,经4s木箱在水平地面上移动了2m,在这个过程中,该同学对木箱做的功是_________J,功率是_________W;如果他把木箱从一楼搬到三楼,已知每层楼高4m,则他对木箱至少做_________J的功。
【答案】 ①. 80 ②. 20 ③. 800
【解析】
【详解】水平推木箱时,该同学对木箱做的功为
推木箱的功率为
把木箱从一楼搬到三楼,木箱上升高度
该同学对木箱做的功为
18. 搬运工人为了将笨重的物体装进汽车车厢,常利用斜面把物体从底端匀速推上顶端,已知斜面长5m,高2m,物体重1000N,沿斜面向上的推力为500N,此时推力做功________J,斜面摩擦力的大小是________N,斜面的机械效率为________%。
【答案】 ①. 2500 ②. 100 ③. 80
【解析】
【详解】[1]由可知,推力所做的功
[2]有用功
额外功
由可得,斜面摩擦力
[3]由可得,斜面的机械效率
19. 跳绳是一种简便易行的锻炼方式。如图所示描绘了某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像。由图像可知,他的重心移动的最大高度为__________m。若该同学的体重为600N,则他跳一次克服重力做功_________J,1min内克服重力做功的功率为__________W。
【答案】 ①. 0.06 ②. 36 ③. 90
【解析】
【详解】由图像可知重心移动的最大高度
跳一次克服重力做功
由图像可知,跳一次的时间为0.4s,则小明同学1min(60s)内跳绳的次数为
1min内克服重力做的总功为
1min内克服重力做功的功率为
20. 如图,一块厚度、密度均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用一竖直向上的力,欲使其一端抬离地面。且两次所提高度相同,则F甲___________F乙,两次拉力做功W甲___________W乙。克服重力做的功W甲___________W乙(选填“>”“<”“=”)。
【答案】 ①. = ②. = ③. =
【解析】
【详解】[1]两次抬起水泥板时的情况,如图所示:
两种情况下,动力克服的都是水泥板的重力,对于形状规则质地均匀的物体,其重心都在其几何中心上,所以,阻力臂都等于动力臂的二分之一,根据杠杆的平衡条件
所以,前后两次所用的力相同。
[2][3]若甲、乙两种情况均将水泥板提高度相同,由图可知
则拉力做功
W=Fs=Gh
所以,两次拉力做功相等,克服重力做功也相等。
三、解答题
21. 某小组在探究“杠杆的平衡条件”的实验,实验步骤如图所示。
(1)甲图是 ___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,在实验过程中将杠杆调节到水平位置平衡,这样做的目的是 ___________,若杠杆调节前如图甲所示,为使其在水平位置上平衡,应将左端的平衡螺母向 ___________(选填“左”或“右”)调节;
(2)若每个钩码重1N,且杠杆上每格相等,如图乙所示,同学们在杠杆上A点挂3个钩码,应该在B点悬挂 ___________个钩码;当杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向移动一格___________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)下表是该组某同学在实验中记录杠杆平衡的部分数据,表中空格处所缺的数据是:☆=___________;
次数
F1/N
L1/cm
F2/N
L2/cm
1
2
5
1
10
2
3
10
2
15
3
2
30
3
☆
分析表中的实验数据可以得出杠杆的平衡条件是 ___________(用公式表达);
(4)如图丙所示,保持杠杆水平位置平衡,测力计从a位置转到b位置___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)实验结束后,小王提出了新的探究问题:“若支点不在杠杆的中点时,杠杆的平衡条件是否仍然成立?”于是他将支点调整在如图丁所示位置进行探究,与之前得出的杠杆平衡条件不相符,原因可能是:___________。
【答案】 ①. 平衡 ②. 便于测量力臂 ③. 左 ④. 2 ⑤. 右 ⑥. 20 ⑦. F1L1=F2L2 ⑧. 变大 ⑨. 没有考虑杠杆自身重力的影响
【解析】
【详解】(1)[1]图中杠杆静止,静止是一种平衡状态,所以杠杆处于平衡状态。
[2]将杠杆调节到水平位置平衡,是为了方便在杠杆上直接读取力臂,便于测量力臂。
[3]杠杆调节前如图甲所示,杠杆的左端上翘,应将左端的平衡螺母向左调节,使杠杆在水平位置平衡。
(2)[4]设杠杆每个格的长度为L,每个钩码的重力为G,则有
3G×2L=nG×3L
解得
n=2
[5]杠杆平衡后,将A、B两点下方所挂的钩码同时向靠近支点O的方向移动一格,则左边
3G×L=3GL
右边
2G×2L=4GL
则3GL<4GL,所以杠杆的右端将下沉。
(3)[6]根据表格中数据,可知
2N×5cm=1N×10cm
3N×10cm=2N×15cm
故可得杠杆平衡的条件为
F1L1=F2L2
[7]根据杠杆平衡的条件可知
2N×30cm=3N×☆cm
解得
☆=20
(4)[8]在O点右侧4格处C点用弹簧测力计向下拉杠杆,当测力计从a位置转动到b位置,其动力臂变小,阻力和阻力臂大小不变,由杠杆平衡原理可知,动力将变大,所以弹簧测力计示数将变大。
(5)[9]若用图丙所示装置进行探究,杠杆的重心没有通过支点,则用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时,杠杆自身重力也被弹簧测力计测量,所以不能得到杠杆平衡原理,可能原因是没有考虑杠杆自身重力的影响。
22. 如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。
(1)实验时要竖直向上 ______拉动弹簧测力计,由图1可知拉力大小为 ______N;
(2)下面是某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图2中的甲、乙、丙所示。
次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
有用功W有/J
测力计拉力F/N
测力计移动距离s/m
总功W总/J
机械效率η
1
2
0.1
0.2
0.9
0.3
0.27
74.1%
2
4
0.1
0.4
1.6
0.3
0.48
83.3%
3
4
0.1
1.1
0.5
0.55
①比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越______;
②第3次实验的机械效率η=______,因而由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮的 ______有关;
(3)如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小,则测得的拉力F ______,机械效率 ______。(两空均选填“偏大”或“偏小”)
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 大(高) ④. 72.7% ⑤. 自重 ⑥. 偏小 ⑦. 偏大
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数。
[2]由图知道,测力计的分度值为0.2N,所以拉力F=2.4N。
(2)①[3]比较1、2两次实验数据知道,使用相同的滑轮组,第2次实验比第1次实验提升的钩码重,而第2次实验的效率比第1次实验的效率高,所以得出的结论是:使用同样的滑轮组,提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。
②[4]由表格第3次实验数据知道,有用功
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
机械效率
[5]由第2、3实验数据知道,使用不同滑轮组提升相同物体时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低,滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关。
(3)[6][7]如果在静止时读出测力计拉力大小,则测得的拉力F变小;由于没有了摩擦,额外功变小,在有用功不变的情况下,机械效率就会变大。
23. 某兴趣小组将一张硬卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上橡皮筋,做成了一个会跳的卡片,如图所示。为了探究卡片跳起的高度与哪些因素有关,该兴趣小组提出了如下猜想:
①与卡片的质量有关;②与橡皮筋的形变量大小有关;③与橡皮筋的条数有关。
该兴趣小组选用几根相同的橡皮筋和几张大小相同、质量不同的卡片进行实验。
(1)小明将图中的卡片的A面朝下放在桌面上用手向下压,使橡皮筋伸长,_________(选填“迅速”或“缓慢”)松开手,观察到卡片弹跳起来,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片_________,因此它具有弹性势能;
(2)探究跳起高度与卡片的质量是否有关,应选择大小相同、豁口相同、质量_________(选填“相同”或“不同”)的卡片,分别套上相同的橡皮筋,每次把它在桌面上用手压平的目的是为了控制_________相同;实验发现质量大的卡片弹起的高度较低,那是因为质量大的卡片刚离开桌面时的_________小;
(3)小明继续探究发现其他因素相同时,橡皮筋的形变量越大,卡片跳起的高度越高,则下面三种不同豁口的卡片中,跳起高度最高的是_________。
A. B. C.
【答案】(1) ①. 迅速 ②. 做功
(2) ①. 不同 ②. 橡皮筋形变量 ③. 速度 (3)B
【解析】
【小问1详解】
小明将图中的卡片A面朝下放在桌面上用手向下压,使橡皮筋伸长,橡皮筋发生弹性形变,对卡片产生力的作用,迅速松开手,在橡皮筋产生的弹力的作用下,卡片弹跳起来,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋具有弹性势能,能对卡片做功。
【小问2详解】
要探究跳起高度与卡片的质量是否有关,则应探究不同质量的卡片的起跳高度,所以应选择大小相同、豁口相同、质量不同的卡片;
每次把它在桌面上用手压平的目的是为了控制橡皮筋的形变量相同,产生的弹力相同;
实验发现质量大的卡片弹起的高度较低,那是因为卡片动能相同时,卡片质量越大,刚离开桌面时的速度越小。
【小问3详解】
由图可知,图B中两侧的豁口间的距离最远,橡皮筋压平时的形变量最大,弹性势能最大,所以卡片跳起的高度最高。故选B。
24. 阅读短文,回答问题。
如图甲为水火箭制作项目化活动,在可乐瓶中装入适量的水,再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住,最后配置上火箭顶端的整流罩,将水火箭竖立于地面,利用打气筒通过打气管向瓶内打气,当瓶内压强足够大时,瓶塞脱落,瓶内的水向下喷出,水火箭向上飞起,水火箭整流罩是用来改善火箭飞行稳定性和减少空气阻力的装置。制作整流罩时,可以使用轻质材料如聚乙烯板或泡沫塑料,根据火箭形状设计合适的罩子形状,确保与火箭外形贴合。然后将整流罩固定在火箭顶部,使用胶水或胶带进行固定。整流罩的前端可以设计成锥形或圆锥形,以减少空气阻力。最后进行必要的测试和调整,确保整流罩能够提供良好的飞行稳定性和减少阻力的效果。
(1)瓶内的水向下喷出的同时火箭向上运动,这是因为____:
(2)用打气筒向瓶内打足气,打开阀门,水从尾部的金属管向下排出,火箭竖直向上飞向空中。下列分析正确的是( )
A. 发射时,瓶内高压气体对水没有做功
B. 下降过程中,火箭的机械能一直减小
C. 上升过程中火箭的重力势能转化为动能
D. 下降过程中,火箭的重力势能逐渐增大
(3)图乙是水火箭发射后的速度-时间图像, t1、t2、t3时刻中,火箭受到平衡力的时刻是____,最高点时刻是________。(速度负数表示运动方向相反)
【答案】(1)力的作用是相互的
(2)B (3) ①. t1 ②. t2
【解析】
【小问1详解】
瓶内的水向下喷出时,火箭受到反向作用力而向上运动,说明物体间力的作用是相互的。
【小问2详解】
A.高压气体推动水喷出,对水做功,故A错误;
B.下降过程中,火箭克服阻力做功,机械能转化为内能,机械能一直减小,故B正确;
C.上升过程中,火箭的重力势能增加,则不是重力势能转化为动能,故C错误;
D.下降过程中,火箭高度降低,重力势能逐渐减小,故D错误。
故选B。
【小问3详解】
[1]如图所示,火箭上升过程中,速度不断增大,达到最大时,处于平衡状态,即t1时刻。
[2]速度达到最大后,火箭继续向上做减速运动,速度为零时,达到最高点,即t2时刻。
25. 一辆质量为1.5×103kg的小汽车,在水平公路上沿直线匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.05倍。(g取10N/kg)求:
(1)小汽车受到的重力大小;
(2)小汽车发动机的牵引力大小;
(3)若小汽车行驶了100m,牵引力做的功。
【答案】(1)1.5×104N
(2)750N (3)7.5×104J
【解析】
【25题详解】
小汽车质量为1.5×103kg,g取10N/kg,小汽车受到的重力
【26题详解】
因为小汽车匀速行驶,牵引力和阻力是一对平衡力,小汽车发动机的牵引力大小
【27题详解】
小汽车行驶了100m,牵引力做的功
26. 工人用如图所示滑轮组提升重物用100N的拉力F在15s内使重为160N的物体匀速上升了3m。求:
(1)请画出滑轮组的正确绕法;
(2)滑轮组对物体做的功;
(3)拉力F的功率;
(4)滑轮组的机械效率;
(5)当动滑轮重10N,求克服摩擦和绳重所做的功。
【答案】(1) (2)
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
由图可知,人站在地面上向下拉绳子,则从人手开始向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,最后向上绕回到定滑轮下面的挂钩上,满足人向下施力拉动绳子。
【小问2详解】
由题意可知,滑轮组对物体做的有用功
【小问3详解】
由图可知,承担物重的绳子有两段,绳子自由端移动的距离
拉力做的总功为
拉力做功的功率
【小问4详解】
滑轮组的机械效率
【小问5详解】
克服动滑轮重力所做的功
克服摩擦和绳重所做的功
27. 如图所示,这是水电站的示意图。
(1)我们知道水电站是利用水能资源的一项重大工程。那么,水电站到底是怎样“发电”的?其实它是利用能量的转化来“发电”的:把水库里的水蓄高后,打开水坝导管的闸门,水就会沿着导管泻下,推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明,试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。
(2)建设水电站选址时,从能量的利用来看,你将选择图中的(A)址还是(B)址?请说说你的看法。
【答案】(1)水力发电是让水库中的水从闸门中奔泻下来,冲击水轮机,水轮机带动发电机转动发电,将水的机械能转化为电能。 (2)(B)址处水的落差较大,水奔流下来具有的机械能较大,可以将更多的机械能转化为电能,故选择(B)址建设水电站要好一些。
【解析】
【详解】略。
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