精品解析:江苏盐城市东台市第三教育联盟2026-2027学年九年级上学期9月阶段检测物理试题
2026-10-03
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内容正文:
江苏省盐城市东台市第三教育联盟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、单选题(每题2分,共24分)
1. 如图所示,用力打开夹子过程中,标注的夹子支点、动力、阻力正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 下列简单机械中,属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 镊子 C. 钓鱼竿 D. 羊角锤
3. 下列关于滑轮组的说法正确的是( )
A. 既可以省力,又可以省距离 B. 可以省力,但不能改变力的方向
C. 既可以省力,又可以改变力的方向 D. 费力但可以省距离
4. 用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计绳重和摩擦,比较拉力、、的大小关系为( )
A. >> B. == C. << D. >=
5. 如图所示,小明将两只鸡蛋举高1m,做的功最接近于( )
A. 0.1J B. 1J C. 0.2J D. 2J
6. 体重500N的小明1分钟跳绳120次,平均每次跳起重心上升5cm,则他跳绳一次所做的功是( )
A. 5J B. 50J C. 25J D. 100J
7. 质量相同的甲、乙两人同时出发登同一座山,甲先登上山顶,整个过程中甲、乙两位选手克服重力做功分别为W1和W2,对应的功率分别为P1、P2,则( )
A. W1>W2 P1>P2 B. W1=W2 P1>P2
C. W1>W2 P1=P2 D. W1=W2 P1=P2
8. 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
9. 如图所示,工人师傅采用滑轮组来提升重物,他站在地上用500N的拉力F向下拉绳,使重800N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功400J,下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为4000J B. 滑轮组的额外功为1500J
C. 该滑轮组的机械效率为95% D. 动滑轮的重力为120N
10. 下列数据符合实际的是( )
A. 机械改进后,机械效率可以达到100%
B. 小明完成一次俯卧撑做的功约为2000 J
C. 从地上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中对鸡蛋做的功约为0.1 J
D. 一位初中生以正常速度从一楼登上三楼,登楼的功率约为100 W
11. 下列说法中,正确的是( )
A. 一个物体能够做功,它就一定在做功
B. 在“探究影响动能大小因素”的实验中,用木块被推动的距离反映动能大小,运用了控制变量法
C. 高山上的石头具有重力势能,是因为它被举高了
D. 同一物体运动速度越大,惯性越大,动能也越大
12. 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
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 如图是超市用的手推车,当前轮遇到障碍物,应该是____________(选填“压”或“抬”)车把,支点在____________(选填“前”或“后”)轮处。
14. 为加强消防安全,一些工厂会配备如图所示的推车式干粉灭火器,该推车式灭火器的总质量为60kg,g取10N/kg。如图以O为支点,a:b=1:3,用力F竖直向上抬起推车,如图所示推车静止时,推车相当于________杠杆,计算得到推力F大小为________N。
15. 人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如生活中的螺丝刀,其手柄___________(粗/细)一些的螺丝刀用起来更省力;再如螺纹螺丝钉(如图所示),它利用了简单机械中的___________(选填“滑轮”、“轮轴”、“杠杆”或“斜面”),其螺纹___________(密/稀)一些拧起来更省力。
16. 如图所示,所受重力为的物体在大小为的拉力作用下,以的速度在水平地面上匀速运动了,不计绳子、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦,在内绳子自由端移动的距离为__________,物体与水平地面间的摩擦力为__________
17. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体处于_______状态。当t=5s时,物体受到的摩擦力为_____N,当t=3s时,物体受到的摩擦力为_____N,第4~6s,推力做功是_______J。
18. 如图是小明在做引体向上,已知小明的质量为50kg,小明每次做引体向上身体重心都上升60cm,则他做一次引体向上需克服重力做功________J。如果小明1min完成20个引体向上,则他做引体向上的平均功率是________W。
19. 如图所示,斜面长3m、高1m。用平行于斜面的拉力F,将重300N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。斜面是一种可以省___________(选填“力”或“功”)的机械;此过程中的额外功是180J,则对物体所做的有用功为___________J,机械效率是___________%,斜面对物体的支持力在这个过程做的功是___________J。
20. 小林在跨学科实践活动中制作的抛石机模型结构如图所示,O点为转轴,杆的A端为重物,C端为抛石碗,杆和抛石碗的质量不计,OA<OB。在B点用绳子沿竖直方向将杆缓慢拉到水平位置的过程中,绳子的拉力大小________(填“变大”“变小”或“不变”),此装置的目的是为了________(选填A:省力;B:改变施力的方向;C:既省力又可以改变施力的方向)。抛石过程中,重物A的________能转化为了“弹丸”的动能。
三、作图题(每题2分,共6分)
21. 如图所示,请在右边示意图中,画出钢丝钳工作时动力F1的力臂l1。
22. 如图所示,某工人站在处通过一根细绳和两个轻质滑轮匀速提起物体(忽略绳重、动滑轮重及摩擦),请画出滑轮组最省力的绕线方式。
23. 小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时,请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。
四、实验探究题(每空2分,共36分)
24. 同学们用如图所示装置研究滑轮的特点:
次数
物重
弹簧测力计的示数
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
(1)在研究定滑轮时小明做的实验如图甲所示,根据实验结果可知,使用定滑轮________________________(选填“能”或“不能”)省力,但可以改变力的________________________。
(2)在研究动滑轮时,小明照图乙操作测绳端拉力时,应尽量沿竖直方向________________________拉动弹簧测力计,且在________________________(选填“静止”或“拉动”)时读数。
(3)在研究动滑轮时,记录数据如上表,分析数据发现,弹簧测力计的示数________________________(选填“大于”“小于”或“等于”)物重的一半,与课本结论存在差异,其原因是________________________(写出一个即可)。
25. 如图是小红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,应使两个小球质量_________(相同/不同);
(2)实验中你通过观察_________知道小球动能的大小;
(3)根据上图实验,得出的结论是:_________;
(4)实验时,两木块通过A、B两点处时,所受滑动摩擦力功率大小为、,则_________,木块沿木板表面滑行过程中,木块的_________转化成_________能。
26. 小明用如图所示的滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变动滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳使重为6N的物体上升10cm。小明的实验数据如下表。
次数
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
(1)第2次实验中拉力F的示数如图乙,则第2次实验滑轮组的机械效率为____________%,第3次由摩擦引起的额外功为____________J;若在第4次实验中,物体上升速度为0.1m/s,则拉力F的功率为____________W。
(2)若在实验中仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将____________(填“变大”、“变小”或“不变”);若在实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)根据小明的实验数据可知,为增大滑轮组的机械效率,可以采取的措施:______________。
五、阅读题(每空2分,共10分)
27. 阅读短文,回答文后的问题。
中国古代农具——桔槔
桔槔是中国古代一项伟大的发明。如下图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图,在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶,在后端B处绑一块配重的石块,为支点,且。汲水时,先缓慢向下拉杆;装水后,缓慢向上提杆。配重石块质量为40kg,桶重20N,桔槔的自重及摩擦不计。
(1)当人沿方向竖直向下拉杆时,桔槔是___________杠杆,若移动支架,以为支点,则拉力的大小将___________;汲水时水桶下降过程中,配重石块的重力势能将___________;
(2)以为支点向上提杆时人不施力,只借助配重石块,用桶一次最多可以提起___________kg的水;
(3)为满足不同场合的提水需求,可以更换配重石块。若汲水时,向下拉杆的力为,装满水后,水和桶总重为260N向上提桶的力为,当和的大小相等时,配重石块质量应为___________kg。
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江苏省盐城市东台市第三教育联盟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、单选题(每题2分,共24分)
1. 如图所示,用力打开夹子过程中,标注的夹子支点、动力、阻力正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据杠杆的支点定义可知,夹子中间的轴的位置O是支点,手作用的点为动力作用点,用力打开夹子,则动力的方向向下,阻力的作用点为支点左端弹性铁圈与夹子接触的位置,阻力阻碍打开夹子,则阻力的方向向下,故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 下列简单机械中,属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 镊子 C. 钓鱼竿 D. 羊角锤
【答案】D
【解析】
【详解】筷子、镊子、钓鱼竿使用时,动力臂均小于阻力臂,为费力杠杆;羊角锤使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆。故选D。
3. 下列关于滑轮组的说法正确的是( )
A. 既可以省力,又可以省距离 B. 可以省力,但不能改变力的方向
C. 既可以省力,又可以改变力的方向 D. 费力但可以省距离
【答案】C
【解析】
【详解】AD. 使用任何机械都不可能同时省力又省距离,滑轮组属于省力机械,不可能省距离,故AD错误;
BC.滑轮组是动滑轮和定滑轮组合而成的简单机械,动滑轮的作用是省力,定滑轮的作用是改变力的方向,所以滑轮组结合了两者的优点,既可以省力,也可以改变力的方向,故B错误,C正确。
故选C。
4. 用定滑轮匀速提升重物,所用拉力的方向如图所示,不计绳重和摩擦,比较拉力、、的大小关系为( )
A. >> B. == C. << D. >=
【答案】B
【解析】
【详解】定滑轮实质为以轴心为支点的等臂杠杆,动力臂与阻力臂均等于滑轮半径。不计绳重和摩擦,由杠杆平衡条件可得,即拉力
故
故选B。
5. 如图所示,小明将两只鸡蛋举高1m,做的功最接近于( )
A. 0.1J B. 1J C. 0.2J D. 2J
【答案】B
【解析】
【详解】一只鸡蛋质量约,两只鸡蛋质量
两只鸡蛋重力
克服鸡蛋重力做功,故选B。
6. 体重500N的小明1分钟跳绳120次,平均每次跳起重心上升5cm,则他跳绳一次所做的功是( )
A. 5J B. 50J C. 25J D. 100J
【答案】C
【解析】
【详解】统一单位得,跳绳一次做的功为克服自身重力做的功,即,故C正确,ABD错误。
故选C。
7. 质量相同的甲、乙两人同时出发登同一座山,甲先登上山顶,整个过程中甲、乙两位选手克服重力做功分别为W1和W2,对应的功率分别为P1、P2,则( )
A. W1>W2 P1>P2 B. W1=W2 P1>P2
C. W1>W2 P1=P2 D. W1=W2 P1=P2
【答案】B
【解析】
【详解】两人质量相等、登山高度相等,由
可知,克服重力做功,甲先登上山顶,甲、乙用时,由可知,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 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。
9. 如图所示,工人师傅采用滑轮组来提升重物,他站在地上用500N的拉力F向下拉绳,使重800N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功400J,下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为4000J B. 滑轮组的额外功为1500J
C. 该滑轮组的机械效率为95% D. 动滑轮的重力为120N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知承担物重的绳子段数。绳子自由端移动的距离
拉力做的功
故A错误;
B.有用功
滑轮组的额外功
故B错误;
C.该滑轮组的机械效率
故C错误;
D.对动滑轮做的额外功
动滑轮的重力
故D正确。
故选D。
10. 下列数据符合实际的是( )
A. 机械改进后,机械效率可以达到100%
B. 小明完成一次俯卧撑做的功约为2000 J
C. 从地上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中对鸡蛋做的功约为0.1 J
D. 一位初中生以正常速度从一楼登上三楼,登楼的功率约为100 W
【答案】D
【解析】
【详解】A.任何机械工作时都需做额外功,,由可知,机械效率一定小于100%,故A不符合题意;
B.中学生体重约,做一次俯卧撑重心上升高度约,小明完成一次俯卧撑做的功约为,故B不符合题意;
C.一个鸡蛋重力约,从地面举过头顶高度约,从地上拿起一个鸡蛋并把它缓慢举过头顶过程中对鸡蛋做的功为,故C不符合题意;
D.初中生体重约,一楼到三楼上升高度约,登楼时间约,登楼做的功为
功率,故D符合题意。
故选D。
11. 下列说法中,正确的是( )
A. 一个物体能够做功,它就一定在做功
B. 在“探究影响动能大小因素”的实验中,用木块被推动的距离反映动能大小,运用了控制变量法
C. 高山上的石头具有重力势能,是因为它被举高了
D. 同一物体运动速度越大,惯性越大,动能也越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体能够做功说明它具有能量,不一定正在做功,故A错误;
B.用木块被推动的距离反映动能大小,运用的是转换法,不是控制变量法,故B错误;
C.物体由于被举高而具有的能是重力势能,高山上的石头被举高因此具有重力势能,故C正确;
D.惯性大小只与物体质量有关,同一物体质量不变,惯性大小与速度无关,故D错误。
故选C。
12. 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。
二、填空题(每空1分,共24分)
13. 如图是超市用的手推车,当前轮遇到障碍物,应该是____________(选填“压”或“抬”)车把,支点在____________(选填“前”或“后”)轮处。
【答案】 ①. 压 ②. 后
【解析】
【详解】当前轮遇到障碍物,要抬起前轮越过障碍物,应压车把;
此时杠杆绕后轮转动,故支点在后轮处。
14. 为加强消防安全,一些工厂会配备如图所示的推车式干粉灭火器,该推车式灭火器的总质量为60kg,g取10N/kg。如图以O为支点,a:b=1:3,用力F竖直向上抬起推车,如图所示推车静止时,推车相当于________杠杆,计算得到推力F大小为________N。
【答案】 ①. 省力 ②. 200
【解析】
【详解】由图可知,推车的动力臂大于阻力臂,推车相当于省力杠杆。
推车的总重力为
由杠杆平衡条件可知
推力大小为
15. 人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如生活中的螺丝刀,其手柄___________(粗/细)一些的螺丝刀用起来更省力;再如螺纹螺丝钉(如图所示),它利用了简单机械中的___________(选填“滑轮”、“轮轴”、“杠杆”或“斜面”),其螺纹___________(密/稀)一些拧起来更省力。
【答案】 ①.
粗 ②.
斜面 ③.
密
【解析】
【详解】螺丝刀属于轮轴,手柄为轮,由轮轴省力特点可知,轮半径越大越省力,故手柄粗一些更省力。
螺纹螺丝钉利用了斜面的原理,由斜面省力规律可知,高度相同时,斜面越长越省力,螺纹越密则对应斜面长度越长,故螺纹密一些拧起来更省力。
16. 如图所示,所受重力为的物体在大小为的拉力作用下,以的速度在水平地面上匀速运动了,不计绳子、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦,在内绳子自由端移动的距离为__________,物体与水平地面间的摩擦力为__________
【答案】 ①. 12 ②. 20
【解析】
【详解】由图可知,滑轮组承担物体与地面摩擦力的绳子段数
物体移动的距离为
绳子自由端移动的距离为
不计滑轮、绳重和摩擦,动滑轮对物体的拉力由2段绳子共同承担,因此
17. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v与时间t的关系如图丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体处于_______状态。当t=5s时,物体受到的摩擦力为_____N,当t=3s时,物体受到的摩擦力为_____N,第4~6s,推力做功是_______J。
【答案】 ①. 静止 ②. 4 ③. 4 ④. 32
【解析】
【详解】由丙图可知,0~2s物体速度为0,故t=1s时物体处于静止状态。
t=5s时,由丙图知4~6s物体做匀速直线运动,受力平衡,则受到的摩擦力等于推力,即;由乙图知此阶段,故。
t=3s时,物体受滑动摩擦力,因压力和接触面粗糙程度不变,故滑动摩擦力大小不变,为。
第4~6s物体运动的路程
推力做功
18. 如图是小明在做引体向上,已知小明的质量为50kg,小明每次做引体向上身体重心都上升60cm,则他做一次引体向上需克服重力做功________J。如果小明1min完成20个引体向上,则他做引体向上的平均功率是________W。
【答案】 ①. 300 ②. 100
【解析】
【详解】做一次引体向上克服重力做功为
1min内做的总功为
做引体向上的平均功率为
19. 如图所示,斜面长3m、高1m。用平行于斜面的拉力F,将重300N的物体,从斜面的底端匀速拉到顶端。斜面是一种可以省___________(选填“力”或“功”)的机械;此过程中的额外功是180J,则对物体所做的有用功为___________J,机械效率是___________%,斜面对物体的支持力在这个过程做的功是___________J。
【答案】 ①. 力 ②. 300 ③. 62.5 ④. 0
【解析】
【详解】由功的原理可知,使用机械不省功,使用斜面时,推力小于物体重力,故斜面可省力。
对物体做的有用功为
拉力做的总功为
斜面的机械效率为
因支持力方向与物体运动方向垂直,物体在支持力方向上无移动距离,故支持力做功为0J。
20. 小林在跨学科实践活动中制作的抛石机模型结构如图所示,O点为转轴,杆的A端为重物,C端为抛石碗,杆和抛石碗的质量不计,OA<OB。在B点用绳子沿竖直方向将杆缓慢拉到水平位置的过程中,绳子的拉力大小________(填“变大”“变小”或“不变”),此装置的目的是为了________(选填A:省力;B:改变施力的方向;C:既省力又可以改变施力的方向)。抛石过程中,重物A的________能转化为了“弹丸”的动能。
【答案】 ①. 不变 ②. C ③. 重力势
【解析】
【详解】因动力、阻力均沿竖直方向,力臂比值恒定,由杠杆平衡条件可知,阻力不变,故绳子拉力大小不变。
由图可知,动力臂大于阻力臂,且施力方向与重物提升方向相反,故该装置既省力又可改变施力方向,选C。
抛石过程中,重物A的质量不变,高度降低,重物的重力势能减小,“弹丸”被抛出后获得动能,故重物A的重力势能转化为“弹丸”的动能。
三、作图题(每题2分,共6分)
21. 如图所示,请在右边示意图中,画出钢丝钳工作时动力F1的力臂l1。
【答案】
【解析】
【详解】从支点O作动力的垂线段就是的力臂,据此作图。
22. 如图所示,某工人站在处通过一根细绳和两个轻质滑轮匀速提起物体(忽略绳重、动滑轮重及摩擦),请画出滑轮组最省力的绕线方式。
【答案】
【解析】
【详解】在忽略摩擦和绳重的情况下,承担物重的绳子段数 越多越省力。图中有一个定滑轮和一个动滑轮,最多可以有3段绳子承担物重(即 )。根据“奇动偶定”原则,当 时,绳子的固定端应系在动滑轮的挂钩上,向上绕过定滑轮,向下绕过动滑轮,最后绳子的自由端向上。
23. 小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时,请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。
【答案】
【解析】
【详解】探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”应让滑轮相同,提升的物重相同,绳子的绕法不同,由甲图可知有2段绳子拉着动滑轮,故乙图应用3段绳子拉着动滑轮,从动滑轮的挂钩开始连起,如图所示:
四、实验探究题(每空2分,共36分)
24. 同学们用如图所示装置研究滑轮的特点:
次数
物重
弹簧测力计的示数
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
(1)在研究定滑轮时小明做的实验如图甲所示,根据实验结果可知,使用定滑轮________________________(选填“能”或“不能”)省力,但可以改变力的________________________。
(2)在研究动滑轮时,小明照图乙操作测绳端拉力时,应尽量沿竖直方向________________________拉动弹簧测力计,且在________________________(选填“静止”或“拉动”)时读数。
(3)在研究动滑轮时,记录数据如上表,分析数据发现,弹簧测力计的示数________________________(选填“大于”“小于”或“等于”)物重的一半,与课本结论存在差异,其原因是________________________(写出一个即可)。
【答案】(1) ①. 不能 ②. 方向
(2) ①. 匀速 ②. 拉动
(3) ①. 大于 ②. 动滑轮自身重力作用
【解析】
【小问1详解】
定滑轮的本质是等臂杠杆,从图甲实验能看到,无论拉力方向如何,拉力大小都等于物重,因此使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向,方便施力。
【小问2详解】
测量动滑轮的拉力时,要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,让装置处于平衡状态,拉力大小保持稳定。
若静止读数会忽略滑轮转动时的摩擦影响,得到的结果不符合实际工作情况,因此需要在拉动时读数。
【小问3详解】
计算表格数据:1N的一半是0.5N,实际拉力0.65N;1.5N的一半是0.75N,实际拉力0.90N;2N的一半是1N,实际拉力1.15N;可见拉力F大于物重G的一半。
课本的“动滑轮省一半力”结论是理想情况(忽略动滑轮重力、绳重和摩擦),实际实验中动滑轮自身有重力,还存在绳和滑轮的摩擦,都会让拉力大于物重的一半。
25. 如图是小红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,应使两个小球质量_________(相同/不同);
(2)实验中你通过观察_________知道小球动能的大小;
(3)根据上图实验,得出的结论是:_________;
(4)实验时,两木块通过A、B两点处时,所受滑动摩擦力功率大小为、,则_________,木块沿木板表面滑行过程中,木块的_________转化成_________能。
【答案】(1)相同 (2)木块被推动的距离
(3)质量相同时,速度越大,动能越大。
(4) ①. > ②. 机械能 ③. 内
【解析】
【小问1详解】
探究动能大小与速度关系时,应控制质量不变,改变速度大小,故应使两个质量相同的小球从轨道上不同高度由静止释放。
【小问2详解】
实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小,木块滑动的距离越大,动能越大,这种研究方法叫转换法。
【小问3详解】
由图可知,小球①是从较高的高度滑下的,碰撞木块前瞬间,其速度较大,木块移动的距离较大,说明小球的动能较大,可以得到质量相同时,速度越大,动能越大。
【小问4详解】
[1]由题意可知,两个相同木块①、②被撞击后在同一木板上运动,两木块通过A、B两点处,由于压力大小和接触面的粗糙程度均相同,故摩擦力的大小相同,即fA=fB,小球①是从较高的高度滑下的,到达A点的速度较大,由
可知,两木块通过A、B两点处时,所受的滑动摩擦力功率大小为PA>PB。
[2][3]木块沿木板表面滑行过程中,木块的高度不变,其重力势能不变,木块克服摩擦做功,且木块的速度减小、动能减小,机械能减小,所以该过程中木块的机械能转化为内能。
26. 小明用如图所示的滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变动滑轮的重,每次实验都匀速拉动绳使重为6N的物体上升10cm。小明的实验数据如下表。
次数
1
6.0
0.3
2.2
90.9
2
6.0
1.0
3
6.0
1.9
2.9
69.0
4
6.0
3.2
3.4
58.8
(1)第2次实验中拉力F的示数如图乙,则第2次实验滑轮组的机械效率为____________%,第3次由摩擦引起的额外功为____________J;若在第4次实验中,物体上升速度为0.1m/s,则拉力F的功率为____________W。
(2)若在实验中仅增大绳端移动的距离,则滑轮组的机械效率将____________(填“变大”、“变小”或“不变”);若在实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会____________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)根据小明的实验数据可知,为增大滑轮组的机械效率,可以采取的措施:______________。
【答案】(1) ①. 80 ②. 0.08 ③. 1.02
(2) ①. 不变 ②. 偏小
(3)减小动滑轮的重
【解析】
【小问1详解】
由图甲可知,物体上升高度
绳端移动距离
乙图中弹簧测力计的分度值是0.1N,第2次实验中弹簧测力计的拉力为2.5N,则有用功
总功
机械效率
第3次总功
有用功仍为,总额外功
克服动滑轮重力的额外功
因此摩擦引起的额外功
在第4次实验中,物体上升速度,绳端移动速度
拉力功率
【小问2详解】
滑轮组的机械效率公式可推导为
可见机械效率与绳端移动的距离和物体上升高度无关,仅增大绳端移动的距离,滑轮组的机械效率将不变。
若加速向上提升重物,测得的拉力偏大;在物重、提升高度不变时,有用功不变,总功会偏大,根据计算得到的机械效率会偏小。
【小问3详解】
从实验数据可以看出,当物重保持6N不变时,动滑轮的重力越小,滑轮组的机械效率越高;因此可采取的措施为:减小动滑轮的重力。
五、阅读题(每空2分,共10分)
27. 阅读短文,回答文后的问题。
中国古代农具——桔槔
桔槔是中国古代一项伟大的发明。如下图是古人利用桔槔从井里汲水的示意图,在它的前端A处用一根轻质细杆系一个水桶,在后端B处绑一块配重的石块,为支点,且。汲水时,先缓慢向下拉杆;装水后,缓慢向上提杆。配重石块质量为40kg,桶重20N,桔槔的自重及摩擦不计。
(1)当人沿方向竖直向下拉杆时,桔槔是___________杠杆,若移动支架,以为支点,则拉力的大小将___________;汲水时水桶下降过程中,配重石块的重力势能将___________;
(2)以为支点向上提杆时人不施力,只借助配重石块,用桶一次最多可以提起___________kg的水;
(3)为满足不同场合的提水需求,可以更换配重石块。若汲水时,向下拉杆的力为,装满水后,水和桶总重为260N向上提桶的力为,当和的大小相等时,配重石块质量应为___________kg。
【答案】(1) ①. 省力 ②. 变大 ③. 变大
(2)8 (3)56
【解析】
【小问1详解】
以为支点,向下拉杆时,动力臂大于阻力臂,因此桔槔是省力杠杆;
支点改为后,动力臂减小,阻力臂增大,石块重力(阻力)不变,根据杠杆平衡条件,拉力将变大;
水桶下降时,A端向下运动,B端配重石块向上运动,石块质量不变,高度升高,因此重力势能变大。
【小问2详解】
g取,配重石块重力
向上提杆时人不施力,根据杠杆平衡条件得
因为,根据相似三角形可得,解得,因此水的质量
【小问3详解】
设配重石块重力为,向下拉杆时,得
向上提桶时,得
结合题目条件、,代入化简可得,配重石块质量
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