内容正文:
2026-2027学年第一学期九年级第一阶段质量检测
物理试卷
答题注意事项:
1.本试卷共6页;满分100分;考试时间90分钟。
2.答案全部写在答题卡上;写在本试卷上无效。
3.选择和作图题必须用2B铅笔作答;并请加黑、加粗。其它题使用0.5 mm黑色签字笔;在答题卡上对应题号的答题区域书写答案。注意不要答错位置;也不要超界。
4.本卷g取10 N/kg。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 初中生小明同学将两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶的过程中,对鸡蛋做功最接近( )
A. 0.5J B. 2J C. 5J D. 10J
2. 使用各种简单机械,可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 托盘天平
C. 钳子 D. 镊子
3. 为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A. 是定滑轮,可以省力 B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向 D. 是动滑轮,可以改变力的方向
4. 如图所示的四种情形中,人施加给物体的力是否做功,判断正确的是( )
A. 图甲中人用力搬石头但石头未被搬动,人对石头做了功
B. 图乙中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车做了功
C. 图丙中人提着滑板在平直的道路上匀速行走,人对滑板做了功
D. 图丁中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中,人对足球做了功
5. 小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时,作用在绳子自由端的拉力不可能是( )
A. 1.0N B. 1.2N C. 1.4N D. 1.6N
6. 在研究杠杆平衡问题时,小红在均匀杠杆支点O两侧分别挂钩码如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等。则以下几个同学的说法中,正确的是( )
A. 小刚说:小红松手后,杠杆不能平衡,右侧下沉
B. 小东说:两侧钩码都向支点移动一格,杠杆可以平衡
C. 小华说:在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆可以平衡
D. 小军说:在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆可以平衡
7. 如图所示,一长方体木块,置于一粗糙程度均匀的水平面上。甲图中立放,乙图中平放,丙图中平放且在其上方置一重物。三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,,木块被拉动了相同的距离,则下列关于拉力所做的功W甲、W乙、W丙的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
8. 小丽从一楼登上五楼,约用时1 min,她克服自身重力做功的功率约( )
A. 0.1 W B. 10 W C. 100 W D. 1000 W
9. 举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是 ( )
A. W1=W2、P1=P2 B. W1>W2、P1=P2 C. W1>W2、P1>P2 D. W1<W2、P1<P2
10. 如图为汽车刹车装置的部分结构示意图,当驾驶员踩下踏板A点时,连着踏板的金属杆绕O点转动,从而推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。驾驶员刹车时,下列说法正确的是( )
A. 脚对踏板的压力是阻力 B. 刹车装置是费力杠杆
C. 该装置在一定程度上可以省功 D. 只有乙图正确画出了杠杆的动力和阻力
11. 利用等重滑轮,分别采用如图所示的两种方式提升同一重物,升高相等高度。若绳重和摩擦不计,下列分析中正确的是( )
A. 甲绳自由端移动距离较大
B. 乙绳自由端作用力较小
C. 增大提升速度,机械效率都变大
D. 两种方式所做的总功相等
12. 装修工人利用滑轮组提升装修材料,如图所示,工人站在地面上,把重为480N的材料以0.4m/s的速度匀速提升10m,工人所用拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则在此过程中( )
A. 工人所做的有用功是3000J B. 工人拉绳子的速度为1.2m/s
C. 滑轮组的机械效率为80% D. 所提物体越重该滑轮组的机械效率越小
二、填空题(每空1分,共20分)
13. 如图甲是燕尾夹,按压C点打开夹子,可把__________点看作支点;如图乙,手柄__________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;如图丙,用扳手拧螺帽时,b的握法更省力是因为__________。
14. 如图甲,旗杆顶端的滑轮是__________(选填“定”或“动”)滑轮,升旗时使用这种滑轮的目的是__________。如图乙,将绳向下拉,摩托车就会被拉起,达到省力的效果,这与简单机械中__________(选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”)的省力原理相同。
15. 如图所示,滑轮提升重物时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,可观察到:当重物上升时,滑轮绕轴__________时针转动,该滑轮可视为杠杆的变形,其支点为__________(选填“A”“B”或“C”)点,实质是一个__________杠杆。
16. 如图所示,轻质杠杆OA可绕O点自由转动,OB和BA长度之比为1∶2,用细线将15 N的重物挂在A处,小林在B处用竖直向上的拉力提住轻杆使之在水平位置平衡,此时杠杆OA相当于__________(选填“省力”或“费力”)杠杆,拉力大小为__________N;若把B点向右移使,仍使杠杆在水平位置平衡,则小林的拉力__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17. 如图所示,用拉力将物体A匀速提升0.5 m,做功为3 J;若借助滑轮组,用拉力把物体A匀速提升相同高度,滑轮组的机械效率为75%,不计绳重和摩擦,物体A的重为__________N,拉力做的功为__________J,因使用滑轮组产生的额外功为__________J,动滑轮的重为__________N。
18. 如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N.
(1)实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,是________ N,则滑轮组的机械效率是________。
(2)若仅增加物体的重,该滑轮组的机械效率将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(不计摩擦)
三、解答题(19题6分,20、21各10分,22、23和24三题每空2分,共56分)
19. 按要求完成下列作图;
(1)如图甲所示为一款压饺子皮的工具,使用时压杆可以看作一个杠杆,图乙是简化示意图。图中O为支点,F2是压杆上B点在往下压时受到的阻力,请在图乙上画出阻力臂。
(2)如图所示,用笔画线作出人用最小拉力提起重物时绳子的绕线方式。
(3)如图所示,(a)图所示是一种新型开瓶器,该开瓶器可看作一个杠杆,请在(b)图中画出该开瓶器工作时,作用在A点最小的动力F1的示意图。
20. 如图是引体向上的示意图,小亮同学在40s内做了12个规范的引体向上。已知小亮的质量为60kg,每个引体向上他能将自身重心提高0.4m。求:
(1)小亮的重力。
(2)小亮做1个引体向上所做的功。
(3)整个过程中的平均功率。
21. 小明和同学一起想把一个重1200N的实验器材搬到高2m的车厢里,为了省力,他找了一块长5m的硬木板,搭在车厢上(衔接处的长度忽略不计),如图甲所示。同学们用力把器材拉至车厢上,功率为100W,且器材沿木板移动距离s与拉器材所用时间t的图像如图乙所示。求:
(1)同学们做的有用功;
(2)同学们做的总功;
(3)斜面的机械效率。
22. 如图所示,小明同学每次都匀速提起钩码,研究滑轮的使用特点。
(1)比较图中的(a)(b)(c)(d)四图可知:定滑轮不能省力,但可__________;
(2)小明同学又按照如图(e)所示的装置对动滑轮特点进行了多次探究,实验数据见下表。提升重物时应该注意沿__________方向匀速拉动弹簧测力计;
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
(3)分析上表数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑__________。
23. 小李同学想利用所学知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重):
(1)实验需要测量的物理量:
①用__________(填测量工具)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用秒表记录跳n次绳所用的__________(填物理量与其对应字母);
(2)跳绳时平均功率表达式__________;
(3)为计算方便,若设小李的质量,他在1 min可以跳绳120个,平均起跳高度为6 cm,则小李克服重力做功的平均功率为__________W;
(4)小李想和小吴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
24. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆静止在图甲的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(填“左”或“右”)端调节;
(2)乙图中要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂___________个相同的钩码;当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆___________端下沉;
(3)如图丙,用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使其在水平位置平衡,此时杠杆属于___________(选填“省力”或“费力”)杠杆;丁图中,将弹簧测力计从a位置转到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的示数会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)通过多次实验测得数据并分析数据,可以得出杠杆的平衡条件为___________;
A. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 B. 动力+动力臂=阻力+阻力臂
(5)拓展:如图戊,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为、两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知__________(选填“>”“<”或“=”)。
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2026-2027学年第一学期九年级第一阶段质量检测
物理试卷
答题注意事项:
1.本试卷共6页;满分100分;考试时间90分钟。
2.答案全部写在答题卡上;写在本试卷上无效。
3.选择和作图题必须用2B铅笔作答;并请加黑、加粗。其它题使用0.5 mm黑色签字笔;在答题卡上对应题号的答题区域书写答案。注意不要答错位置;也不要超界。
4.本卷g取10 N/kg。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 初中生小明同学将两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶的过程中,对鸡蛋做功最接近( )
A. 0.5J B. 2J C. 5J D. 10J
【答案】B
【解析】
【详解】一个鸡蛋质量约为50g,两个鸡蛋受到的重力
人手臂竖直上举时,手掌距地面的高度约为2m,故小明同学把两个鸡蛋从地面缓缓举过头顶,他克服鸡蛋重力所做的功
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 使用各种简单机械,可以使我们的工作和生活更省力、更方便。下列工具中属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 托盘天平
C. 钳子 D. 镊子
【答案】C
【解析】
【详解】A.在使用筷子时,支点在筷子的上端,动力作用点在筷子中部,阻力作用点在筷子的下端夹取物体的位置。此时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,它是等臂杠杆,故B不符合题意;
C.使用钳子时,支点在钳子的转轴处,动力作用在钳子的手柄上,阻力作用在钳口处夹物体的位置。此时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D.使用镊子时,支点在镊子的上端,动力作用点在镊子的中部,阻力作用点在镊子的下端夹取物体的位置。此时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
3. 为了响应国家体重管理年的号召,小明为家人制作了如图所示的简易拉力器,关于图中的滑轮分析正确的是( )
A. 是定滑轮,可以省力 B. 是动滑轮,可以省力
C. 是定滑轮,可以改变力的方向 D. 是动滑轮,可以改变力的方向
【答案】C
【解析】
【详解】在使用时,轴的位置固定不动的滑轮叫做定滑轮。图中的滑轮在使用时轴固定不动,为定滑轮,定滑轮不能省力,但是可以改变力的方向,动滑轮可以省力,但是不能改变力的方向,故ABD错误,C正确。
故选C。
4. 如图所示的四种情形中,人施加给物体的力是否做功,判断正确的是( )
A. 图甲中人用力搬石头但石头未被搬动,人对石头做了功
B. 图乙中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车做了功
C. 图丙中人提着滑板在平直的道路上匀速行走,人对滑板做了功
D. 图丁中足球离开脚后继续在空中飞行的过程中,人对足球做了功
【答案】B
【解析】
【详解】做功的两个必要因素:①有力作用在物体上;②物体在这个力的方向移动 了一段距离;
A.甲图中人用力搬石头但石头仍保持静止,人对石头施加了力,石头没有在力的方向上通过距离,所以人对石头没有做功,故A错误;
B.乙图中人推着货车在平直的道路上匀速行走,人对货车施加了力的作用,货车在力的方向上通过距离,所以人对货车做了功,故B正确;
C.丙图中人提着滑板在平直的路面上匀速行走,人对滑板施加了力的作用,但滑板没有在力的方向上通过距离,所以人对滑板不做功,故C错误;
D.丁图中足球离开脚后由于惯性继续在空中飞行的过程中,足球不再受人的踢力,所以人对足球没有做功,故D错误。
故选B。
5. 小明用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升时,作用在绳子自由端的拉力不可能是( )
A. 1.0N B. 1.2N C. 1.4N D. 1.6N
【答案】A
【解析】
【详解】作用在绳子自由端的拉力
用一个动滑轮将重力为2N的物体匀速竖直向上提升,则动滑轮承担的绳子股数为n=2,则
若,则
但实际动滑轮必有重力,即
因此拉力
则作用在绳子自由端的拉力不可能是1N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 在研究杠杆平衡问题时,小红在均匀杠杆支点O两侧分别挂钩码如图所示。已知杠杆上相邻刻线间的距离相等,每个钩码的质量相等。则以下几个同学的说法中,正确的是( )
A. 小刚说:小红松手后,杠杆不能平衡,右侧下沉
B. 小东说:两侧钩码都向支点移动一格,杠杆可以平衡
C. 小华说:在右侧钩码下增加一个钩码,杠杆可以平衡
D. 小军说:在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆可以平衡
【答案】A
【解析】
【详解】设杠杆一个格的长度为l,一个钩码的重力为G。
A.由图可知,杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为
杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为
由上述可知
所以松手后,杠杆右端会下沉,故A正确;
B.两侧钩码都向支点移动一格时,杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为
杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为
由上述可知
所以杠杆不可以平衡,故B错误;
C.在右侧钩码下增加一个钩码,右侧力与力臂的乘积为
左侧不变,力与力臂的乘积为
由上述可知
所以杠杆不可以平衡,故C错误;
D.在两侧钩码下都增加一个钩码,杠杆左侧对应的力与力臂的乘积为
杠杆右侧对应的力与力臂的乘积为
由上述可知
所以杠杆不可以平衡,故D错误。
故选A。
7. 如图所示,一长方体木块,置于一粗糙程度均匀的水平面上。甲图中立放,乙图中平放,丙图中平放且在其上方置一重物。三种情况下,匀速拉动长方体所需的水平力分别为F甲、F乙、F丙,,木块被拉动了相同的距离,则下列关于拉力所做的功W甲、W乙、W丙的大小关系正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】木块无论是平放还是侧放,因为其重力不变,所以其对接触面的压力大小相同,接触面的粗糙程度相同,变化的是接触面的大小,而摩擦力的大小与接触面的大小无关,所以这两种情况下的摩擦力相等,根据二力平衡知道
f=F甲
f=F乙
即
F甲=F乙
在木块上加放一个重物后,木块对接触面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力变大,此时的摩擦力
由以上分析知道
由知道,当被拉动了相同的距离时
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
8. 小丽从一楼登上五楼,约用时1 min,她克服自身重力做功的功率约( )
A. 0.1 W B. 10 W C. 100 W D. 1000 W
【答案】C
【解析】
【详解】从1楼到5楼,实际上升层数是4层,每层楼高约3m ,上升高度
普通中学生的质量约为50kg,可得小丽的重力约为
克服重力做的功
克服自身重力做功的功率约,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
9. 举重是我国的优势体育项目.一位身高170cm的运动员和一位身高160cm的运动员,在挺举项目中用相同时间,把同样重的杠铃举起,如图所示.如果他们对杠铃所做的功分别为W1和W2,功率分别为P1和P2,则下列关系式中正确的是 ( )
A. W1=W2、P1=P2 B. W1>W2、P1=P2 C. W1>W2、P1>P2 D. W1<W2、P1<P2
【答案】C
【解析】
【详解】由题知身高170cm的运动员和身高160cm的运动员举起杠铃的重力相同,
身高170cm的运动员比身高160cm的运动员将杠铃举得高,
根据W=Gh可知,W1>W2;
因为两运动员举起杠铃的时间相同,
根据P=可知,P1>P2.所以ABD错误,C正确.
故选C.
【点睛】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用,能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口.
10. 如图为汽车刹车装置的部分结构示意图,当驾驶员踩下踏板A点时,连着踏板的金属杆绕O点转动,从而推动活塞挤压刹车油,此时可把金属杆看成以O为支点的杠杆。驾驶员刹车时,下列说法正确的是( )
A. 脚对踏板的压力是阻力 B. 刹车装置是费力杠杆
C. 该装置在一定程度上可以省功 D. 只有乙图正确画出了杠杆的动力和阻力
【答案】D
【解析】
【详解】A.使杠杆转动的力是动力,脚对踏板的压力是让杠杆转动的力,属于动力,故A错误;
B.该杠杆支点为,动力臂是支点到动力作用线的垂直距离,阻力臂是支点到阻力作用线的垂直距离,本题中动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B错误;
C.根据功的原理,任何机械都不能省功,省力的同时必然费距离,故C错误;
D.动力是脚对踏板的作用力,两图的方向均正确;阻力是活塞对杠杆的阻碍作用:刹车时杠杆左端向左运动推活塞,活塞对杠杆的阻力方向向右,因此只有乙图的方向正确,故D正确。
故选D。
11. 利用等重滑轮,分别采用如图所示的两种方式提升同一重物,升高相等高度。若绳重和摩擦不计,下列分析中正确的是( )
A. 甲绳自由端移动距离较大
B. 乙绳自由端作用力较小
C. 增大提升速度,机械效率都变大
D. 两种方式所做的总功相等
【答案】D
【解析】
【详解】A.绳子自由端移动距离满足公式,其中是承担物重的绳子段数,是重物提升高度。甲是动滑轮,承担物重的绳子段数
乙的滑轮组承担物重的绳子段数
当提升高度相等时,
即两者绳自由端移动距离相等,故A错误;
B.甲乙的动滑轮等重,
提升同一重物,绳重和摩擦不计的情况下,根据可知两个自由端的作用力大小相等,故B错误;
C.绳重和摩擦不计,机械效率的公式推导为
可见机械效率只和物重、动滑轮重力有关,和提升速度没有关系,因此增大提升速度,机械效率不会改变,故C错误;
D.总功等于有用功加额外功。两种方式提升同一重物到相等高度,有用功完全相等;绳重和摩擦不计时,额外功仅来自动滑轮的重力做功,两个动滑轮等重、上升高度相同,额外功也完全相等。因此总功相等,故D正确。
故选D。
12. 装修工人利用滑轮组提升装修材料,如图所示,工人站在地面上,把重为480N的材料以0.4m/s的速度匀速提升10m,工人所用拉力为300N。不计绳重及摩擦,g取10N/kg,则在此过程中( )
A. 工人所做的有用功是3000J B. 工人拉绳子的速度为1.2m/s
C. 滑轮组的机械效率为80% D. 所提物体越重该滑轮组的机械效率越小
【答案】C
【解析】
【详解】A.工人所做的有用功,故A不符合题意;
B.如图动滑轮上绳子段数n=2,材料上升速度为0.4m/s,则拉绳的速度,故B不符合题意;
C.滑轮组的机械效率,故C符合题意;
D.不计绳重及摩擦时,滑轮组的机械效率。由公式可知,当不变时,所提物体重力G越大,机械效率η越高,故D不符合题意。
故选C。
二、填空题(每空1分,共20分)
13. 如图甲是燕尾夹,按压C点打开夹子,可把__________点看作支点;如图乙,手柄__________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;如图丙,用扳手拧螺帽时,b的握法更省力是因为__________。
【答案】 ①. B ②. 粗 ③. 在阻力和阻力臂一定时,b握法的动力臂更长,动力更小更省力
【解析】
【详解】按压燕尾夹C点打开夹子时,夹子绕着B点转动,因此B是该杠杆的支点;
螺丝刀属于轮轴,手柄相当于轮,轴的半径固定时,手柄越粗轮的半径越大,根据轮轴省力规律,轮越大越省力,因此手柄粗的螺丝刀用起来更省力;
用扳手拧螺帽时,螺帽对扳手的阻力和阻力臂是固定的,b握法的手离螺帽更远,动力臂更大,由杠杆平衡条件可知,动力臂越长动力越小,也就更省力。
14. 如图甲,旗杆顶端的滑轮是__________(选填“定”或“动”)滑轮,升旗时使用这种滑轮的目的是__________。如图乙,将绳向下拉,摩托车就会被拉起,达到省力的效果,这与简单机械中__________(选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”)的省力原理相同。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 滑轮组
【解析】
【详解】甲图旗杆顶端的滑轮轴的位置固定不动,属于定滑轮;
定滑轮的实质是等臂杠杆,升旗时使用它不能省力,但可以改变力的方向,方便人在地面向下施力就能让旗帜向上升起;
乙图中A是固定在天花板的定滑轮、B是随摩托车一起上升的动滑轮,多段绳子共同承担摩托车的重力,向下拉绳就能省力,该结构符合滑轮组的省力原理。
15. 如图所示,滑轮提升重物时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,可观察到:当重物上升时,滑轮绕轴__________时针转动,该滑轮可视为杠杆的变形,其支点为__________(选填“A”“B”或“C”)点,实质是一个__________杠杆。
【答案】 ①. 逆 ②. A ③. 省力
【解析】
【详解】当重物上升时,滑轮上A点位置下降、B点位置上升,滑轮绕轴逆时针转动;该滑轮可视为杠杆的变形,其支点为A点,动力为右侧绳子对滑轮竖直向上的拉力,阻力为重物上方的绳子对滑轮竖直向下的拉力,动力臂AC为阻力臂AB的两倍,其实质是省力杠杆。
16. 如图所示,轻质杠杆OA可绕O点自由转动,OB和BA长度之比为1∶2,用细线将15 N的重物挂在A处,小林在B处用竖直向上的拉力提住轻杆使之在水平位置平衡,此时杠杆OA相当于__________(选填“省力”或“费力”)杠杆,拉力大小为__________N;若把B点向右移使,仍使杠杆在水平位置平衡,则小林的拉力__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 费力 ②. 45 ③. 变小
【解析】
【详解】已知,因此动力臂是,阻力臂是,可得动力臂OB 小于阻力臂OA,动力臂小于阻力臂的杠杆属于费力杠杆;
阻力是重物重力,阻力臂为OA,动力臂为OB,由可得,根据杠杆平衡条件 ,得拉力
当B点右移使时,动力臂OB变大,而阻力(重物重力)和阻力臂OA都保持不变,根据杠杆平衡条件,动力臂增大时,动力会变小,因此小林的拉力变小。
17. 如图所示,用拉力将物体A匀速提升0.5 m,做功为3 J;若借助滑轮组,用拉力把物体A匀速提升相同高度,滑轮组的机械效率为75%,不计绳重和摩擦,物体A的重为__________N,拉力做的功为__________J,因使用滑轮组产生的额外功为__________J,动滑轮的重为__________N。
【答案】 ①. 6 ②. 4 ③. 1 ④. 2
【解析】
【详解】物体匀速提升时,重力与拉力大小相等,物体的重力为
滑轮组提升物体时,所做的有用功为
由机械效率可求拉力所做的总功为
滑轮组产生的额外功为
不计绳重和摩擦,额外功用于提升动滑轮,动滑轮的重力为
18. 如图所示,在“测滑轮组机械效率”实验中,物体重为5.4N.
(1)实验时要竖直向上且________拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数如图中所示,是________ N,则滑轮组的机械效率是________。
(2)若仅增加物体的重,该滑轮组的机械效率将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。(不计摩擦)
【答案】 ①. 匀速 ②. 2.4 ③. 75% ④. 增大
【解析】
【详解】(1)要准确测量绳端拉力,需匀速直线拉动测力计。
图中测力计的分度值是0.2N,所以测力计的示数是2.4N。
由图可知,此滑轮组由3段绳子承担物重,滑轮组的机械效率
(2)若增加物体的重力,则所做的有用功增大,而额外功不变,所以有用功在总功所占的比例增大,所以滑轮组的机械效率增大。
三、解答题(19题6分,20、21各10分,22、23和24三题每空2分,共56分)
19. 按要求完成下列作图;
(1)如图甲所示为一款压饺子皮的工具,使用时压杆可以看作一个杠杆,图乙是简化示意图。图中O为支点,F2是压杆上B点在往下压时受到的阻力,请在图乙上画出阻力臂。
(2)如图所示,用笔画线作出人用最小拉力提起重物时绳子的绕线方式。
(3)如图所示,(a)图所示是一种新型开瓶器,该开瓶器可看作一个杠杆,请在(b)图中画出该开瓶器工作时,作用在A点最小的动力F1的示意图。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
反向延长F2画出阻力作用线,从支点O作阻力F2作用线的垂线,则支点到垂足的距离为阻力臂l2,如图所示:
【小问2详解】
一个动滑轮最多可以连接3股绳子,从动滑轮上挂钩开始,依次绕过定滑轮和动滑轮,绳端回到人的手中,则为最省力的绕法,如图所示:
【小问3详解】
图中的起瓶器在打开瓶盖时,支点在O点,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,当阻力和阻力臂不变时,OA为最大力臂,当动力F1垂直OA时,动力最小。由图知,阻力的方向斜向左下方,阻力有绕着O点顺时针转动的效果,为使杠杆平衡,则动力F1应绕着O点按逆时针方向转动,故动力F1的方向斜向右下方,作用点在A点,如图所示:
20. 如图是引体向上的示意图,小亮同学在40s内做了12个规范的引体向上。已知小亮的质量为60kg,每个引体向上他能将自身重心提高0.4m。求:
(1)小亮的重力。
(2)小亮做1个引体向上所做的功。
(3)整个过程中的平均功率。
【答案】(1)600N## (2)240J (3)72W
【解析】
【小问1详解】
已知小亮的质量为60kg,则小亮的重力为
【小问2详解】
已知每个引体向上他能将自身重心提高0.4m,则小亮做1个引体向上所做的功为
【小问3详解】
小亮同学在40s内做了12个规范的引体向上,则12个引体向上所做的总功为
所以整个过程中的平均功率为
21. 小明和同学一起想把一个重1200N的实验器材搬到高2m的车厢里,为了省力,他找了一块长5m的硬木板,搭在车厢上(衔接处的长度忽略不计),如图甲所示。同学们用力把器材拉至车厢上,功率为100W,且器材沿木板移动距离s与拉器材所用时间t的图像如图乙所示。求:
(1)同学们做的有用功;
(2)同学们做的总功;
(3)斜面的机械效率。
【答案】(1)2400J##
(2)3000J## (3)80%
【解析】
【小问1详解】
把一个重1200N的实验器材搬到高2m的车厢里,则同学们做的有用功为
【小问2详解】
已知硬木板的长度为5m,由图乙可知,同学们把器材拉至车厢上所用时间为。
同学们用力把器材拉至车厢上的功率为100W,则同学们做的总功为
【小问3详解】
斜面的机械效率为
22. 如图所示,小明同学每次都匀速提起钩码,研究滑轮的使用特点。
(1)比较图中的(a)(b)(c)(d)四图可知:定滑轮不能省力,但可__________;
(2)小明同学又按照如图(e)所示的装置对动滑轮特点进行了多次探究,实验数据见下表。提升重物时应该注意沿__________方向匀速拉动弹簧测力计;
实验次数
物重G/N
弹簧测力计示数F/N
1
1.0
0.7
2
1.5
1.0
(3)分析上表数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑__________。
【答案】(1)改变用力的方向 (2)竖直
(3)动滑轮自身的重力和摩擦
【解析】
【小问1详解】
观察(a)图直接提钩码拉力为2N,(b)(c)(d)使用定滑轮时,无论拉力方向如何,拉力大小都为2N,和直接提物的力相等,说明定滑轮不能省力,但拉力的方向可以改变,因此定滑轮的作用是改变用力的方向。
【小问2详解】
使用动滑轮提升重物时,为了保证拉力的力臂等于动滑轮的直径,让测量结果准确,需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时弹簧测力计示数稳定,能准确反映拉力大小。
【小问3详解】
“使用动滑轮能省一半力”是在理想情况下得出的结论,而实际情况中动滑轮的重力和摩擦是客观存在的。所以该实验中出现偏差的主要原因是:没有考虑动滑轮重力和摩擦。
23. 小李同学想利用所学知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重):
(1)实验需要测量的物理量:
①用__________(填测量工具)测量自己的质量m;
②测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
③用秒表记录跳n次绳所用的__________(填物理量与其对应字母);
(2)跳绳时平均功率表达式__________;
(3)为计算方便,若设小李的质量,他在1 min可以跳绳120个,平均起跳高度为6 cm,则小李克服重力做功的平均功率为__________W;
(4)小李想和小吴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
【答案】(1) ①. 体重秤 ②. 时间t
(2)
(3)60 (4)A
【解析】
【小问1详解】
① 测量人的质量的常用工具是体重秤;
③ 秒表的作用是测量跳次绳所用的时间,用物理量符号表示。
【小问2详解】
跳次克服重力做的总功为
平均功率
【小问3详解】
由(2)可知,小李克服重力做功的平均功率为
【小问4详解】
A.频率大小为跳绳次数与时间的比值,即,频率相同意味着单位时间内跳绳次数相同,根据
两人起跳高度、频率相同时,体重越大,功率越大,故A符合题意;
B.频率相同时,不知道体重的情况下,不知道谁做的功多,无法比较功率大小,故B不符合题意;
C.体重、相同时,频率越高单位时间做功越多,功率越大,故C不符合题意;
D.体重相同,两人跳起的平均高度相同,则每次所做的功相同,跳相同次数时,时间长的功率越小,故D不符合题意。
故选A。
24. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)杠杆静止在图甲的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向___________(填“左”或“右”)端调节;
(2)乙图中要使杠杆在水平位置平衡,应在B点挂___________个相同的钩码;当杠杆平衡后,在A、B两点下方同时增加一个相同的钩码,则杠杆___________端下沉;
(3)如图丙,用弹簧测力计在C点竖直向上拉杠杆,使其在水平位置平衡,此时杠杆属于___________(选填“省力”或“费力”)杠杆;丁图中,将弹簧测力计从a位置转到b位置的过程中,杠杆始终保持水平平衡,则测力计的示数会___________(选填“变大”、“变小”或“不变”);
(4)通过多次实验测得数据并分析数据,可以得出杠杆的平衡条件为___________;
A. 动力×动力臂=阻力×阻力臂 B. 动力+动力臂=阻力+阻力臂
(5)拓展:如图戊,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为、两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知__________(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)右 (2) ①. 4 ②. 左或A
(3) ①. 费力 ②. 变大 (4)A
(5)>
【解析】
【小问1详解】
杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母向偏高的右端调节,即可使杠杆在水平位置平衡。
【小问2详解】
设每个钩码重为G,每格长度为L,B点钩码数为n;根据杠杆平衡条件得
解得钩码数
A、B各增加一个钩码后,左(A)端为
右(B)端为,因此杠杆左(A)端下沉。
【小问3详解】
丙图中支点为O,阻力臂(OA)大于动力臂(OC),因此杠杆属于费力杠杆。
弹簧测力计从a转到b位置后,拉力的力臂变小,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,拉力会变大,因此测力计示数变大。
【小问4详解】
多次实验得出的杠杆平衡条件为
故选A。
【小问5详解】
根据杠杆平衡条件
由图可知粗端A的重心离支点更近,
因此可得
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