内容正文:
2025-2026学年江苏省扬州市九年级(上)月考物理试卷(10月份)
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个正确选项)
1.(2分)如图所示的四种用具,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.筷子
C.天平 D.压蒜器
2.(2分)下列关于做功的叙述正确的是( )
A.冰壶脱手后继续在冰面上滑动时,人对冰壶不做功
B.足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做功
C.马拉着车在平路上行驶,马对车不做功
D.人推汽车但没有推动,人对汽车做功
3.(2分)如图是筷子夹菜时的杠杆示意图,其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2分)如图,我国空中加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( )
A.动能增加,势能减小,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能减小,势能不变,机械能减小
D.动能增加,势能增加,机械能增加
5.(2分)“五一“假期,小林和爸爸一起去登红山,小林用了15min登到山顶,爸爸用了20min登上了山顶,爸爸的体重是小林的1.5倍,则小林与爸爸的登山功率之比为( )
A.9:8 B.8:9 C.1:2 D.2:1
6.(2分)工人师傅要将重物提升,若不计滑轮重、绳重及摩擦,且工人师傅施加拉力不变,能一次性吊起最多重物的方法是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部以相同时间拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,其功率为P1和P2,则( )
A.F1<F2,W1=W2,P1=P2 B.F1<F2,W1<W2,P1<P2
C.F1>F2,W1>W2,P1>P2 D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
8.(2分)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法
中正确的是( )
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
9.(2分)一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A.有用功减少,总功减少
B.有用功增加,总功增加
C.有用功不变,总功不变
D.有用功不变,总功减少
10.(2分)如图所示,将一把米尺从中点O处支起,并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码,此时米尺恰好平衡。下列增减或移动钩码的操作中,仍能使米尺继续保持平衡的是( )
A.两边各加一个钩码
B.两边的钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边钩码向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
11.(2分)如图所示,完全相同的羽毛球甲和乙,分别从竖直放置的M管和N管中的A高度处同时静止释放,沿竖直方向经B高度处落至管底。M内的空气已全部抽出,甲下落过程中不受阻力;N内的空气未抽出,乙下落过程中所受空气阻力不可忽略。下列说法正确的是( )
A.甲通过B处时的动能等于乙通过B处时的动能
B.甲在B处的重力势能等于乙在B处的重力势能
C.从A运动到B的过程中,甲和乙所受合力大小始终相等
D.从A运动到B的过程中,重力对甲做的功大于重力对乙做的功
12.(2分)如图所示为《天工开物》中记载的用于汲水的桔槔,硬杆AB可绕固定轴O在竖直平面内转动,A端连接细杆,细杆下端悬挂水桶,B端悬挂配重。已知OA:OB=3:2,水桶和细杆的总质量为4kg,桶中最多可以装入16kg的水。人对杆的作用力始终沿竖直方向,作用力最大为100N。忽略硬杆AB的质量、轴处的摩擦及空气阻力。g取10N/kg。为使汲水前、汲满水后硬杆AB均可以在水平位置平衡,且两次平衡时细杆均保持竖直,水桶均未接触水面,下列配重可以选用的是( )(图中AO和OB的比例为3:2)
A.12kg B.16kg C.22kg D.26kg
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共31分)
13.(2分)如图所示,小华同学用100N的水平推力,推放在水平地面上重500N的物体,使其做匀速直线运动。若该物体在10s内移动5m。则在此过程中,物体所受重力对物体做功为 _____ J;小华对物体做功的功率是 _______ W。
14.(4分)花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝,这时修枝剪刀属于_______ 杠杆,它的支点在_____ 点,要想更轻松剪断树枝,可以让树枝_______ (选填“靠近”或“远离”)支点。使用时,若在轴上加润滑油,则杠杆的机械效率将_______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。
15.(5分)在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了 _________ ,此时能量的转化过程是 _____ 能转化为 ________ 能,分析图中两个圆斑大小,还能知道,球从较高处下落形成的圆斑是图中 _____ (选填“A”或“B”),这是因为在较高处的皮球 ________ 能大。
16.(3分)在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示,是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 _____ (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了 _______ (填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 _______ (填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
17.(4分)弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。从a到b的过程中,小球________ 能转化为_____ 能,经过b点时,小球_____ 能最大,从a到c的过程中,小球的机械能_______ (增大/不变/减小)。
18.(3分)如图所示已知斜面长为8m,斜面高为4m。小南同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N,绳重不计。小兵对木箱做的有用功 _________ J;斜面的机械效率为 __________ ;斜面对物体施加的摩擦力为 ________ N。
19.(3分)小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m。
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)。
(3)用 _______ (填测量器材)记录跳n次所用的时间t。
(4)数据处理:平均功率P=____________________ 。
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 _____ 。
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
20.(2分)如图所示,一块厚度和密度都均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用甲、乙两种方法使其一端缓慢抬离地面,若F甲和F乙始终竖直向上,则F甲_______ F乙,如果两种方法都将水泥板缓慢拉到竖直位置,不计空气阻力等因素,两次拉力做功W甲_______ W乙(两空均填“大于”、“等于”或“小于”)。
21.(3分)甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,甲车的动能_______ (大于/小于/等于)乙车的动能,甲车的功率_______ (大于/小于/等于)乙车的功率,经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为________ 。
22.(2分)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上,笔尾抵在桌面用力按下后放手,它会弹起很高。把它拆开后发现,它能弹起的原因是内部装有一根弹簧,如图甲所示。图乙中,A为按下后放手的时刻,B为按下后弹簧恢复原长的时刻,C为向上运动到最高点的时刻。弹簧的弹性势能在 _____ (选填“A”“B”或“C”)点最大。圆珠笔在B→C过程,动能转化为 _________ 。
三、解答题(作图题每题2分,计算题要有解题过程每题6分,其余每空1分,共45分)
23.(2分)按要求完成下列作图题
(1)如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态,l1为动力F1的力臂,请在图中作出动力F1的示意图和F2的力臂。
(2)如图所示,要求人站在地上通过滑轮组提升重物,请用笔画线组装滑轮组;
(3)学校一块指示牌被风刮倒后如图所示,请在图中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1(CD为底座)。
24.(2分)如图所示,工人用滑轮组提升重400N的物体,所用的拉力为250N,物体在10s内匀速上升2m,不计绳重及摩擦。求:
(1)工人对物体做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)若匀速提升重为900N的物体,此时滑轮组的机械效率。
25.(2分)某型号器材发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
26.(16分)小明为了探究物体动能、重力势能的大小与哪些因素有关,做了如下实验:
(1)如图甲所示,实验中是通过 ____________ 判断钢球动能的大小,这种物理研究方法是 _______ 法;
(2)由图甲可得出结论:物体质量一定,_______ 越大,动能越大;若要研究物体动能与质量的关系,则需将不同质量的钢球从斜面 _______ (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下,并观察记录,此结论要体现 _________ 法;
(3)探究影响重力势能大小的因素时,小明用A、B、C三个物块分别从一定高度下落后打在三个相同的桩上,得到了如图乙所示的现象。分析可知A、B、C三个物块的质量由小到大关系是 _____________ (A、B、C的质量分别用mA、mB和mC表示);
(4)为了探究重力势能大小与高度的关系,应让质量相同的物体,从 _________ (选填“相同高度”或“不同高度”)由静止自由放下。结论:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越 _____ 。
27.(14分)如图所示,是小明“测滑轮组机械效率”的实验装置,测得的实验数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)实验过程中,应竖直向上 _______ 拉动弹簧测力计。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是 __________ 。(精确到0.1%)
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 _______ ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 _________ W。
(5)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功 _______ (选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是 ____________________ 。
(6)小华也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于小明的测量值,则小华测量值偏大的原因可能是 _____ 。(填字母)
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮重力比小明使用的小
28.(16分)小明根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置静止如图甲所示,此时杠杆处于_______ (填“平衡”或“不平衡”)状态。小明通过调节杠杆右端的螺母向_____ (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在_______ 位置平衡,然后进行下面的实验探究。
(2)通过改变杠杆两边钩码的位置和个数使杠杆保持水平平衡,小明将实验数据记录在表中,分析数据可知杠杆的平衡条件是______________ (用公式表述);多次实验的目的是____________________ 。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.3
1.5
0.2
2
1.5
0.2
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.2
4
3.0
0.1
1.0
0.3
5
6.0
0.05
3.0
0.1
(3)如图乙,每个钩码重0.5N,当弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数为________ N,如图所示当弹簧测力计由竖直拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将_______ (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)小明对实验装置进行改装如丙图,杠杆的自重是G0,C点和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,已知,两次机械效率分别是ηA和ηC,则__________________ (不计摩擦)。
29.(8分)如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
斜面倾斜程度
物块重G(N)
斜面高h(m)
沿斜面拉力F(N)
斜面长s(m)
机械效率η
较缓
10
0.1
5.0
1
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
最陡
10
0.5
8.0
1
62.5%
(1)沿斜面拉动物块时,使物块做匀速直线运动,此时的绳子对物块的拉力和斜面对物块的摩擦力_______ (选填“是”或“不是”)平衡力。
(2)比较表中的数据,可知斜面是一种_______ (选填“省力”或“费力”)的简单机械。
(3)计算当斜面较缓时的机械效率为_______ %(结果精确到1%),由实验可得初步结论:斜面粗糙程度相同时,_________ 越大,机械效率越大。
2025-2026学年江苏省扬州市九年级(上)月考物理试卷(10月份)
参考答案与试题解析
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每题只有一个正确选项)
1.(2分)如图所示的四种用具,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A.瓶盖起子 B.筷子
C.天平 D.压蒜器
【解答】解:A、瓶盖起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A错误;
B、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B正确;
C、天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C错误;
D、压蒜器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D错误。
故选:B。
2.(2分)下列关于做功的叙述正确的是( )
A.冰壶脱手后继续在冰面上滑动时,人对冰壶不做功
B.足球在水平地面上滚动,足球受到的重力对足球做功
C.马拉着车在平路上行驶,马对车不做功
D.人推汽车但没有推动,人对汽车做功
【解答】解:
A、冰壶脱手后继续在冰面上滑行,是靠惯性,冰壶不受人的作用力,人对冰壶不做功,故A正确;
B、足球在水平地面上滚动,重力的方向是竖直向下的,球没有在重力的方向上通过距离,重力对足球不做功,故B错误;
C、马拉着车在平路上行驶,车在拉力的方向上通过距离,马对车做功,故C错误;
D、人推汽车但没有推动,车没有在推力的作用下通过距离,人没有对车做功,故D错误。
故选:A。
3.(2分)如图是筷子夹菜时的杠杆示意图,其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:用筷子夹菜时,对上面那根筷子(用实线表示的)来说,手的作用力为动力,其方向垂直于筷子向下;食物对筷子的阻碍力为阻力,其阻力的作用点为筷子与食物的接触点,且方向垂直于筷子向上,故B正确。
故选:B。
4.(2分)如图,我国空中加油机正在给歼10战斗机加油。加油过程中,若战斗机的高度和速度不变,则战斗机的( )
A.动能增加,势能减小,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能减小,势能不变,机械能减小
D.动能增加,势能增加,机械能增加
【解答】解:空中加油过程中,战斗机的速度不变,质量不断增大,动能增大。高度不变,质量不断增大,重力势能增大。机械能=动能+势能,动能增大,势能增大,所以机械能增大。
故选:D。
5.(2分)“五一“假期,小林和爸爸一起去登红山,小林用了15min登到山顶,爸爸用了20min登上了山顶,爸爸的体重是小林的1.5倍,则小林与爸爸的登山功率之比为( )
A.9:8 B.8:9 C.1:2 D.2:1
【解答】解:由题意可知,h小林=h爸爸,t小林:t爸爸=15min:20min=3:4,G小林:G爸爸=2:3,
由P可得,小林与爸爸的登山功率之比:
。
故选:B。
6.(2分)工人师傅要将重物提升,若不计滑轮重、绳重及摩擦,且工人师傅施加拉力不变,能一次性吊起最多重物的方法是( )
A. B.
C. D.
【解答】解:结合分析可知,A直接拉重物,F=G;B由两段绳子承担物重,FG;C是定滑轮,不能省力,F=G;D由三段绳子承担物重,FG;工人师傅施加拉力不变,能一次性吊起最多重物的方法是D。
故选:D。
7.(2分)如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部以相同时间拉到顶部,所需拉力分别为F1和F2,所做的功分别为W1和W2,其功率为P1和P2,则( )
A.F1<F2,W1=W2,P1=P2 B.F1<F2,W1<W2,P1<P2
C.F1>F2,W1>W2,P1>P2 D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
【解答】解:
(1)斜面AB倾斜角度小于AC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即F1<F2;
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,使用任何机械都不省功,所以拉力所做的功都等于克服物重做功,而物重和上升高度相同,由W=Gh知,做功相同,即W1=W2;
(3)所用时间相同,且W1=W2,根据公式P可知,拉力沿两个斜面做功的功率相等,即P1=P2。
故选:A。
8.(2分)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图所示。下列说法
中正确的是( )
A.铁锁摆回时一定会打到鼻子
B.铁锁最终会停下来是机械能消失了
C.铁锁由高处摆到低处的过程中重力势能主要转化为动能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
【解答】解:
A.铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,一部分机械能转化为内能,机械能减小,所以铁锁摆回时不会打到鼻子,故A错误;
B.铁锁在摆动过程中,不断与空气摩擦,机械能不断转化为内能,机械能不断减小,当机械能全部转化为内能时铁锁就会停下来,所以不是机械能消失了,故B错误;
C.铁锁由高处摆到低处的过程中质量不变,高度降低,速度变大,则重力势能减少,动能增大,故将重力势能主要转化为动能,故C正确;
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受空气阻力的作用,机械能不断减小,高度不断减小,故D错误。
故选:C。
9.(2分)一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它将同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( )
A.有用功减少,总功减少
B.有用功增加,总功增加
C.有用功不变,总功不变
D.有用功不变,总功减少
【解答】解:∵把同一物体匀速提升同样的高度,
∴利用滑轮组做的有用功相同,
∵η100%,改装后的机械效率高,
∴改装后利用有用功所占总功的比例增加,即总功减小或额外功减少。故D正确。
故选:D。
10.(2分)如图所示,将一把米尺从中点O处支起,并在其两边分别挂四个钩码和两个钩码,此时米尺恰好平衡。下列增减或移动钩码的操作中,仍能使米尺继续保持平衡的是( )
A.两边各加一个钩码
B.两边的钩码各向外移动一格
C.左边增加一个钩码,右边钩码向外移动一格
D.左右两边的钩码各减少一个
【解答】解:设一格为L,一个钩码的重力为G;
A、两边各加一个钩码,由杠杆的平衡条件可得5G×2L<3G×4L,米尺不平衡,故A错误;
B、两边钩码各向外移动一格,由杠杆的平衡条件可得4G×3L>2G×5L,米尺不平衡,故B错误;
C、左端增加一个钩码,右端向外移动一格,由杠杆的平衡条件可得5G×2L=2G×5L,米尺平衡,故C正确;
D、左右两边的钩码各减少一个,3G×2L>G×4L,米尺不平衡,故D错误。
故选:C。
11.(2分)如图所示,完全相同的羽毛球甲和乙,分别从竖直放置的M管和N管中的A高度处同时静止释放,沿竖直方向经B高度处落至管底。M内的空气已全部抽出,甲下落过程中不受阻力;N内的空气未抽出,乙下落过程中所受空气阻力不可忽略。下列说法正确的是( )
A.甲通过B处时的动能等于乙通过B处时的动能
B.甲在B处的重力势能等于乙在B处的重力势能
C.从A运动到B的过程中,甲和乙所受合力大小始终相等
D.从A运动到B的过程中,重力对甲做的功大于重力对乙做的功
【解答】解:A.甲中没有空气阻力,到达B点的速度更大,所以甲中羽毛球到达B点的速度更大,动能更大,故A错误;
B.甲和乙在B点的高度相同质量相同,所以重力势能相同,故B正确;
C.甲只受到竖直向下的重力,乙受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,甲受到的合力比乙受到的合力更大,故C错误;
D.甲、乙从A到B受到的重力相等,移动的距离相等,所以重力做功相等,故D错误。
故选:B。
12.(2分)如图所示为《天工开物》中记载的用于汲水的桔槔,硬杆AB可绕固定轴O在竖直平面内转动,A端连接细杆,细杆下端悬挂水桶,B端悬挂配重。已知OA:OB=3:2,水桶和细杆的总质量为4kg,桶中最多可以装入16kg的水。人对杆的作用力始终沿竖直方向,作用力最大为100N。忽略硬杆AB的质量、轴处的摩擦及空气阻力。g取10N/kg。为使汲水前、汲满水后硬杆AB均可以在水平位置平衡,且两次平衡时细杆均保持竖直,水桶均未接触水面,下列配重可以选用的是( )(图中AO和OB的比例为3:2)
A.12kg B.16kg C.22kg D.26kg
【解答】解:汲水前,水桶重力较小,远离水面,为使硬杆AB在水平位置平衡,人需向下用力。根据G=mg,水桶和细杆的总重力G1=m1g=4kg×10N/kg=40N
水桶装满水后,水桶、水和细杆的总重力G2=m2g=(16kg+4kg)×10N/kg=200N,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,可得(G1+F)×OA=G配×OB
代入数据化简有(40N+F)×OA=G配×OB
则,因为0<F≤100N
所以60N<G配≤210N
则有6kg<m配≤21kg
汲满水后,水桶总重力较大,为使硬杆AB在水平位置平衡,人需向上用力。根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2,可得(G2﹣F)×OA=G配×OB
代入数据化简有(200N﹣F)×OA=G配×OB
则,因为0<F≤100N
所以150N≤G配<300N
则有15kg≤m配<30kg。综上可知,配重的质量范围是15kg≤m配≤21kg。
故B正确,ACD错误。
故选:B。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共31分)
13.(2分)如图所示,小华同学用100N的水平推力,推放在水平地面上重500N的物体,使其做匀速直线运动。若该物体在10s内移动5m。则在此过程中,物体所受重力对物体做功为 0 J;小华对物体做功的功率是 50 W。
【解答】解:根据题意物体没有在重力的作用下移动距离,因此重力对物体并没有做功,即做功为0,
那么小华做的功为W=Fs=100N×5m=500J,
做功的功率为P50W。
故答案为:0;50。
14.(4分)花匠手握如图所示的修枝剪刀把手的末端,便可以轻松地剪断树枝,这时修枝剪刀属于 省力 杠杆,它的支点在 B 点,要想更轻松剪断树枝,可以让树枝 靠近 (选填“靠近”或“远离”)支点。使用时,若在轴上加润滑油,则杠杆的机械效率将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【解答】解:修枝剪刀是典型的杠杆工具,工作时整个剪刀围绕B点发生转动,所以B点就是该杠杆的支点。人手施加的动力作用在A位置,树枝对剪刀产生的阻力作用于C位置。对比动力臂和阻力臂的长度,此杠杆动力臂长度大于阻力臂长度,满足省力杠杆的特征,属于省力杠杆。使用剪刀修剪树枝,想要剪断树枝时更加省力,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2分析,当阻力大小、动力臂保持不变,减小阻力臂,所需的动力就会变小。实际操作时把树枝向支点B靠拢,就能缩短阻力臂,达到省力的目的。在剪刀的转轴位置添加润滑油,能够减小转轴处的摩擦阻力,克服摩擦所做的额外功随之变少。在完成相同有用功的前提下,总功减小,有用功在总功中的占比提高,杠杆的机械效率变大。
故答案为:省力;B;靠近;变大。
15.(5分)在水平地面上铺一张纸,将皮球表面涂黑,使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了 弹性形变 ,此时能量的转化过程是 动 能转化为 弹性势 能,分析图中两个圆斑大小,还能知道,球从较高处下落形成的圆斑是图中 B (选填“A”或“B”),这是因为在较高处的皮球 重力势 能大。
【解答】解:使皮球分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变,此时,能量的转化过程是将动能转化为弹性势能,分析图中两个圆斑大小可看出,圆环大的球所具有的重力势能大,即其所处的高度大。
故答案为:弹性形变;动;弹性势;B;重力势。
16.(3分)在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示,是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 粗 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了 轮轴 (填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 斜面 (填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【解答】解:(1)螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,轮轴是一种省力机械,支点在轴,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力;
(2)螺丝刀是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。
故答案为:粗;轮轴;斜面。
17.(4分)弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点。从a到b的过程中,小球 重力势 能转化为 动 能,经过b点时,小球 动 能最大,从a到c的过程中,小球的机械能 减小 (增大/不变/减小)。
【解答】解:因为ab段光滑,从a到b的过程中,小球的质量不变,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能;
b点位置最低,由题意及能量守恒定律可知,b点处小球的动能最大;
因为ab段光滑,从a到b的过程中过程中,机械能保持不变,b到c的过程中,小球的动能转化为重力势能,同时克服摩擦阻力做功,一部分机械能转化为内能,机械能减小,所以从a到c的过程中,小球的机械能减小。
故答案为:重力势;动;动;减小。
18.(3分)如图所示已知斜面长为8m,斜面高为4m。小南同学用绳子沿斜面将重为800N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为600N,绳重不计。小兵对木箱做的有用功 3200 J;斜面的机械效率为 66.7% ;斜面对物体施加的摩擦力为 200 N。
【解答】解:拉力所做有用功为:W有=Gh=800N×4m=3200J;
总功为:W总=Fs=600N×8m=4800J;
机械效率为:η100%=66.7%;
额外功为:W额=W总﹣W有=4800J﹣3200J=1600J;
由W额=fs得,摩擦力为f200N;
故答案为:3200;66.7%;200。
19.(3分)小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用体重计测量自己的质量m。
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度)。
(3)用 秒表 (填测量器材)记录跳n次所用的时间t。
(4)数据处理:平均功率P= 。
(5)两人想比较跳绳的平均功率(假设两人跳起的平均高度相同),则 A 。
A.频率相同,体重大的功率大
B.频率相同,跳的时间长的功率大
C.体重相同,频率高的功率小
D.体重相同,跳的时间长的功率大
【解答】解:
(3)用秒表记录跳n次所用的时间t;
(4)计算出跳绳时克服重力的平均功率P;
(5)AB、频率相同,体重大的,在相同时间里做的功多,功率大,所以A正确、B错误。
C、体重相同,频率高,在相同时间里做的功多,所以功率大,故C错误。
D、体重相同,只要频率相同,功率与跳的时间长短无关,故D错误。
故答案为:(3)秒表;(4);(5)A。
20.(2分)如图所示,一块厚度和密度都均匀的长方形水泥板放在水平地面上,用甲、乙两种方法使其一端缓慢抬离地面,若F甲和F乙始终竖直向上,则F甲 等于 F乙,如果两种方法都将水泥板缓慢拉到竖直位置,不计空气阻力等因素,两次拉力做功W甲 小于 W乙(两空均填“大于”、“等于”或“小于”)。
【解答】解:(1)把水泥板看做一个杠杆,抬起一端时,则另一端为支点,两次抬起水泥板时的情况如图所示:
在上述两种情况下,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可得FG,所以前后两次所用的力大小相等;
(2)若甲、乙两种情况均将水泥板拉至竖直位置,不计空气阻力等因素,则拉力做的功等于克服水泥板重力做的功,由图可知重心上升的高度h甲<h乙,则根据W=Gh可知拉力做功的关系为W甲<W乙。
故答案为:等于;小于。
21.(3分)甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图甲、乙所示(空气阻力忽略不计)。由图可知,甲车的动能 大于 (大于/小于/等于)乙车的动能,甲车的功率 大于 (大于/小于/等于)乙车的功率,经过相同的时间,甲、乙两车牵引力做的功之比为 5:3 。
【解答】解:(1)由图象知,甲的速度为v甲5m/s,乙的速度为v乙=3m/s;
已知两车完全相同,所以质量相同;因为甲的速度大于乙的速度,所以甲的动能大于乙的动能;
(2)在匀速直线行驶过程中,受到的力是平衡力,平衡力大小相等,即牵引力等于摩擦力,
又因为甲、乙两辆车相同即压力相同,相同的接触面,粗糙程度相同,所以摩擦力相同,即F甲=F乙=f,
因为v甲>v乙,根据功率公式P=Fv知,P甲>P乙;
因为W=Fs,v,
所以相同时间牵引力做的功之比为:。
故答案为:大于;大于;5:3。
22.(2分)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上,笔尾抵在桌面用力按下后放手,它会弹起很高。把它拆开后发现,它能弹起的原因是内部装有一根弹簧,如图甲所示。图乙中,A为按下后放手的时刻,B为按下后弹簧恢复原长的时刻,C为向上运动到最高点的时刻。弹簧的弹性势能在 A (选填“A”“B”或“C”)点最大。圆珠笔在B→C过程,动能转化为 重力势能 。
【解答】解:(1)弹性势能大小与弹性形变程度有关,形变程度越大,弹性势能越大,A点是按下后放手时刻,此时弹簧形变最大,所以弹簧的弹性势能在A点最大;
(2)圆珠笔在B到C向上运动的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大;因此在这个过程中将动能转化为重力势能。
故答案为:A;重力势能。
三、解答题(作图题每题2分,计算题要有解题过程每题6分,其余每空1分,共45分)
23.(2分)按要求完成下列作图题
(1)如图所示,杠杆OA在力F1、F2的作用下处于平衡状态,l1为动力F1的力臂,请在图中作出动力F1的示意图和F2的力臂。
(2)如图所示,要求人站在地上通过滑轮组提升重物,请用笔画线组装滑轮组;
(3)学校一块指示牌被风刮倒后如图所示,请在图中画出将指示牌扶起的最小力F1的示意图及其力臂L1(CD为底座)。
【解答】解:(1)由题可知,杠杆在水平位置平衡;过力臂l1的左端点作垂直于l1的线,即为力F1的作用线,与杠杆相交于一点,即为力的作用点,过作用点沿力的作用线向上画出力F1;过支点O作力F2的垂线,用大括号标出力臂l2,如图所示:
(2)只有一个动滑轮,要求站在地面上通过滑轮组提升重物,绳子先系在定滑轮的下挂钩上,绕过下面的动滑轮,再绕过定滑轮,如图所示:
(3)由杠杆平衡条件可知,将指示牌扶起时,其重力可视为阻力,因此阻力和阻力臂几乎不变,所以要使动力最小,需要动力臂最大,即连接AC,即为最大力臂,然后过A点作垂直于AC的线段标上箭头,即力F1,如下图所示:
。
24.(2分)如图所示,工人用滑轮组提升重400N的物体,所用的拉力为250N,物体在10s内匀速上升2m,不计绳重及摩擦。求:
(1)工人对物体做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)若匀速提升重为900N的物体,此时滑轮组的机械效率。
【解答】解:(1)工人对物体做的有用功为:
W有=Gh=400N×2m=800J;
(2)由图可知,n=2,工人做的功为:
W总=Fs=Fnh=250N×2×2m=1000J,
拉力的功率为:
P100W;
(3)工人做的额外功为:
W额=W总﹣W有=1000J﹣800J=200J,
不计绳重和摩擦,利用W额=G动h求出动滑轮的重为:
G动100N,
此时滑轮组的机械效率为:
η90%。
答:(1)工人对物体做的有用功为800J;
(2)拉力的功率为100W;
(3)若匀速提升重为900N的物体,此时滑轮组的机械效率为90%。
25.(2分)某型号器材发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N.在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)行驶速度的大小;
(3)行驶5min牵引力所做的功。
【解答】解:(1)因为汽车匀速行驶,受平衡力作用;由二力平衡知识得,F=f=1800N;
(2)由P=Fv得:v33.3m/s;
(3)t=5min=300s,
W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J。
答:(1)发动机所提供的牵引力为1800N;(2)行驶速度为33.3m/s;(3)行驶5min牵引力所做的功是1.8×107J。
26.(16分)小明为了探究物体动能、重力势能的大小与哪些因素有关,做了如下实验:
(1)如图甲所示,实验中是通过 木块移动的距离 判断钢球动能的大小,这种物理研究方法是 转换 法;
(2)由图甲可得出结论:物体质量一定, 速度 越大,动能越大;若要研究物体动能与质量的关系,则需将不同质量的钢球从斜面 相同 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下,并观察记录,此结论要体现 控制变量 法;
(3)探究影响重力势能大小的因素时,小明用A、B、C三个物块分别从一定高度下落后打在三个相同的桩上,得到了如图乙所示的现象。分析可知A、B、C三个物块的质量由小到大关系是 mA<mC<mB (A、B、C的质量分别用mA、mB和mC表示);
(4)为了探究重力势能大小与高度的关系,应让质量相同的物体,从 不同高度 (选填“相同高度”或“不同高度”)由静止自由放下。结论:当质量一定时,物体所处的高度越大,重力势能越 大 。
【解答】解:(1)实验中是通过木块被推动距离的大小,说明钢球对木块做功的多少,从而判断钢球动能的大小,这种方法是转换法;
(2)图甲两球质量相同,滚下的高度不同,到达水平面的速度不同,分析木块移动的距离可得物体质量一定,速度越大,动能越大;
根据控制变量法可知要研究物体动能与质量的关系,则需将不同质量的钢球从斜面相同高度由静止滚下;
(3)如图乙探究影响重力势能大小的因素,木桩陷入沙坑深度不同,物体的重力势能不同,深度越深,重力势能越大,由图可知B物块的重力势能最大,物体A的重力势能最小,物体下落高度相同,质量越大,重力势能越大,所以mB>mC>mA;
(4)为了探究重力势能大小与高度的关系,根据控制变量法可知应让质量相同的物体,从不同高度由静止自由放下。
故答案为:(1)木块移动的距离;转换;(2)速度;相同;控制变量 (3)mA<mC<mB;(4)不同高度;大。
27.(14分)如图所示,是小明“测滑轮组机械效率”的实验装置,测得的实验数据如下表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
(1)实验过程中,应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。(精确到0.1%)
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重 越大 ,滑轮组的机械效率越高。
(4)若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为 0.54 W。
(5)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功 变大 (选填“变小”、“不变”或“变大”),原因是 绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大 。
(6)小华也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,每次测得的机械效率均大于小明的测量值,则小华测量值偏大的原因可能是 C 。(填字母)
A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮重力比小明使用的小
【解答】解:(1)实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,系统处于平衡状态,拉力等于测力计示数;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是:
η74.1%;
(3)纵向分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高;
(4)若在第三次实验中,F=1.8N,物体上升的速度为0.1m/s,则绳子自由端的速度:
v=3×0.1m/s=0.3m/s,
则拉力F的功率为:
PFv=1.8N×0.3m/s=0.54W;
(5)根据表格中的数据分析可知:
三次实验的额外功分别为:
W额外1=W总1﹣W有用1=F1s1﹣G1h1=0.6N×0.3m﹣1N×0.1m=0.08J;
W额外2=W总2﹣W有用2=F2s2﹣G2h2=1.0N×0.3m﹣2N×0.1m=0.1J;
W额外3=W总3﹣W有用3=F3s3﹣G3h3=1.8N×0.3m﹣4N×0.1m=0.14J;
故随着物重的增大,额外功变大;
原因是随着物重的增大,绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大;
(6)A.测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方,拉力测量大了,机械效率变小,不符合题意;
B.弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升,拉力变大,机械效率变小,不符合题意;
C.使用的动滑轮的重力小于小明小组,克服动滑轮做的功减小,额外功减小,机械效率变大,符合题意;故选C。
故答案为:(1)匀速;(2)74.1%;(3)越大;(4)0.54;(5)变大;绳子与轮之间和轮与轴之间的摩擦变大;(6)C。
28.(16分)小明根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题:
(1)实验开始时,杠杆的位置静止如图甲所示,此时杠杆处于 平衡 (填“平衡”或“不平衡”)状态。小明通过调节杠杆右端的螺母向 右 (选填“左”或“右”)移动,使杠杆在 水平 位置平衡,然后进行下面的实验探究。
(2)通过改变杠杆两边钩码的位置和个数使杠杆保持水平平衡,小明将实验数据记录在表中,分析数据可知杠杆的平衡条件是 F1L1=F2L2 (用公式表述);多次实验的目的是 避免结论的偶然性,得出普遍规律 。
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/m
阻力F2/N
阻力臂L2/m
1
1.0
0.3
1.5
0.2
2
1.5
0.2
2.0
0.15
3
2.0
0.15
1.5
0.2
4
3.0
0.1
1.0
0.3
5
6.0
0.05
3.0
0.1
(3)如图乙,每个钩码重0.5N,当弹簧测力计竖直向上拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计示数为 0.5 N,如图所示当弹簧测力计由竖直拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)小明对实验装置进行改装如丙图,杠杆的自重是G0,C点和A点分别是杠杆总长度的处和处,小明两次将重为G的钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,已知,两次机械效率分别是ηA和ηC,则 (不计摩擦)。
【解答】解:(1)杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态时,处于平衡状态;杠杆右端高,说明此时杠杆的重心在支点左边,所以应将平衡螺母右调,使重心右移,使杠杆在水平位置平衡。
(2)根据表格中的实验数据知,F1L1=1.0N×0.3m=F2L2=1.5N×0.2m,
同理F1'L1'=1.5N×0.2m=F2'L2'=2.0N×0.15m,
所以得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,即F1L1=F2L2;
通过实验总结归纳出物理规律时,一般要进行多次实验,获取多组实验数据归纳出物理规律才具有普遍性,结论才正确,所以在探究杠杆平衡的条件时,多次改变力和力臂的大小主要是为了避免结论的偶然性,得出普遍规律;
(3)根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,代入数据可得F1×4L=1N×2L,
解得F1=0.5N;
当弹簧测力计由竖直拉着变成倾斜地拉着,使杠杆在水平位置静止时,阻力和阻力臂不变,弹簧测力计的拉力F的力臂变小,根据杠杆平衡条件,可知弹簧测力计的拉力变大,即弹簧测力计的示数将变大。
(4)将重为G的钩码分别挂在A点和C点,使钩码上升同样的高度,设提升高度为h,则W有=Gh,C点和A点分别是杠杆总长度的处和处,根据数学知识可知A上升高度为h,则C上升的高度为2h,所以将重为G的钩码挂在A点时杠杆重心上升的高度为2h,挂在C点时杠杆重心上升的高度为h,将重为G的钩码分别挂在A点和C点,克服杠杆自重的额外功,,
两次机械效率分别是ηA和ηC,则。
故答案为:(1)平衡;右;水平;(2)F1L1=F2L2;避免结论的偶然性,得出普遍规律;(3)0.5;变大;(4)。
29.(8分)如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表:
斜面倾斜程度
物块重G(N)
斜面高h(m)
沿斜面拉力F(N)
斜面长s(m)
机械效率η
较缓
10
0.1
5.0
1
较陡
10
0.3
6.7
1
45%
最陡
10
0.5
8.0
1
62.5%
(1)沿斜面拉动物块时,使物块做匀速直线运动,此时的绳子对物块的拉力和斜面对物块的摩擦力 不是 (选填“是”或“不是”)平衡力。
(2)比较表中的数据,可知斜面是一种 省力 (选填“省力”或“费力”)的简单机械。
(3)计算当斜面较缓时的机械效率为 20 %(结果精确到1%),由实验可得初步结论:斜面粗糙程度相同时, 倾斜程度 越大,机械效率越大。
【解答】解:(1)沿斜面拉动物块时,使物块做匀速直线运动,此时绳子对物块的拉力不仅要克服摩擦力,还要克服物块重力沿斜面的分力,所以绳子对物块的拉力和斜面对物块的摩擦力不是平衡力。
(2)比较表中的数据,物块重G =10N,而沿斜面的拉力F都小于10N,所以斜面是一种省力的简单机械。
(3)当斜面较缓时,根据表中数据可知,当斜面较缓时的机械效率为:
η100%=20%;
由实验数据可知,斜面粗糙程度相同时,斜面倾斜程度越大,机械效率越大。
故答案为:(1)不是;
(2)省力;
(3)20;倾斜程度。
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