内容正文:
初三物理作业
2026.10
(时间:100分钟满分:100分)
一、选择题(每小题2分,12题共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
【答案】A
【解析】
【详解】:赛艇的桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆。
A.筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.瓶起子在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.榨汁器在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意;
故选A。
2. 如图所示的情景中,人对物体做了功的是( )
A. 用力搬石头但没有搬动 B. 提着滑板在水平路面上前进
C. 拉着小车向前运动 D. 足球在空中飞行
【答案】C
【解析】
【详解】A.搬石头没搬动,有力没有距离,没有做功,故A不符合题意;
B.提着滑板水平前进,提滑板的力向上,移动方向向前,两个方向垂直,不做功,故B不符合题意;
C.用力拉小车,力的方向向前,移动方向向前,拉力做了功,故C符合题意;
D.足球在空中飞行,人并未对足球有力,人对足球没有做功,故D不符合题意。
故选C。
3. 小华是一名普通的中学生,下列估算值恰当的是( )
A. 小华从一楼上到二楼克服自身重力做的功约为3000J
B. 小华骑车的功率约为90W
C. 小华从地上捡起一本物理书到课桌上做功约20J
D. 小华将两个鸡蛋举高1m,做功约0.1J
【答案】B
【解析】
【详解】A.一个中学生的质量约为50kg,重力约
从一楼走上二楼上升高度约为3m,做的功约
故A不符合题意;
B.人骑车匀速前进时,动力大小等于阻力大小,骑行阻力大约为15N,中学生正常骑车速度约为6m/s,则小华骑车的功率约为,故B符合题意;
C.一本九上物理书的质量约为300g,重力约为
地上到课桌的距离约为0.7m,从地上捡起一本物理书到课桌上做功约,故C不符合题意;
D.两个鸡蛋的重力约1N,将两个鸡蛋举高1m做的功,故D不符合题意。
故选B。
4. 如图所示,用滑轮提起重物的一种使用方法,可将此滑轮看成一个杠杆;选项关于此杠杆支点、动力、阻力的四种画法,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】将滑轮“拍扁”成一杠杆,这样一来,绳子分别连接在杠杠两端,物体挂在中间,右端绳子向上提的过程中,杠杆绕杆左端与绳子相接点旋转,为此杠杆的支点,重物阻碍此杠转动,为阻力,故ABC错误,D正确。
故选D。
5. 以下关于物体的内能、温度、热传递说法正确的是( )
A. 物体内能增大,温度一定升高
B. 温度高的物体,内能不一定大
C. 物体温度升高,内能不一定增大
D. 在热传递过程中,能量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体内能增大,温度不一定升高。例如晶体熔化时,吸收热量,内能增大,但温度保持不变,故A错误;
B.内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关。温度高的物体,如果质量很小,其内能也不一定大。比如一杯高温的水和一大桶常温的水,大桶水的内能可能更大,故B正确;
C.对于同一物体,温度升高时,分子热运动加剧,内能一定增大,故C错误;
D.热传递的方向是从温度高的物体向温度低的物体转移,而不是从内能大的物体向内能小的物体转移。比如内能大的低温物体,不会向内能小的高温物体传递热量,故D错误。
故选 B。
6. 无人机应用广泛,现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换,来减轻机身重量。如图所示,用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比,将同一个快递包裹从地面运送到五楼,可以( )
A. 减少有用功 B. 增大有用功
C. 减少额外功 D. 增大总功
【答案】C
【解析】
【详解】将同一个快递包裹从地面运送到五楼,克服无人机自重做的是额外功,用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比,机身减轻了重量,所以,减少了额外功;克服包裹的重力做的功是有用功,与未替换前相比没有变化,即有用功不变;总功等于有用功和额外功之和,有用功不变,额外功减少,总功减少。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车( )
A. 提高功率 B. 提高机械效率 C. 减小所需的牵引力 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】A.由可知,由于不知道时间,无法确定功率的大小,故A错误;
B.机械效率取决于有用功在总功中所占的比例;根据斜面的机械效率的特点可知:斜面越陡,机械效率越高;盘山公路实际上是一个较缓的斜面,其机械效率较低,故B错误;
CD.盘山公路是生活中的斜面,使用斜面可以省力,即减小了汽车的牵引力,故C正确,D错误。
故选C。
8. 如图所示是“最速降线”简化结构示意图,现将a 、b 两个完全相同的球 同时分别从直轨道和弧形轨道的起点由静止释放,结果弧形轨道上的 b 球先到达终点。在a 、b两球从起点到终点的过程中重力做功分别为 W₁和W₂, 重力做功的功率分别为P₁和P₂,则下列说法正确的是( )
A. W₁=W₂ B. W₁>W₂ C. P₁=P₂ D. P₁>P₂
【答案】A
【解析】
【详解】AB.两球的重力相同,起点高度一样,终点高度也一样,则两球下落的高度相同,由W=Gh可知,到最低点时两球重力所做的功相同,即W1=W2,故A正确,B错误;
CD.b球先到达终点,b球所用的时间较少,由可知b球的功率较大,即P1<P2,故CD错误。
故选A。
9. 用两个完全相同的滑轮组成如图甲、乙所示的两个滑轮组,分别将同一重物以相同的速度匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端拉力:
B. 绳端拉力做的功:
C. 两个滑轮组的机械效率:
D. 绳端拉力做功的功率:
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲中
不计绳重和摩擦,则
图乙中
不计绳重和摩擦,则
所以可得
故A错误;
B.同一重物以相同的速度匀速提升相同的高度,则甲中拉力移动的距离为
乙中拉力移动的距离为
s乙=2h
因为
F甲<F乙
于是有
W甲=F甲s甲
W乙=F乙s乙
带入A计算可知
故B错误;
CD.时间相同,则有
分析可知
将重物匀速提升相同高度,动滑轮的重力相同,则额外功相同,因为相同,所以由
可知
由
可知
故C正确;故D错误。
故选C。
10. 如图1,小球依次向四个方向以相同的速度飞出。某次小球在空中飞行到落地的过程中(不计空气阻力),其动能Ex随时间t变化的图像如图2所示,则这次小球飞出的方向为( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】B
【解析】
【分析】根据小球沿不同方向飞出后的动能变化趋势是否和图2相符合进行判断即可。
【详解】A.由图2可知,小球的动能先减小后增大,小球沿①方向竖直向上抛,当小球达到最高点时,小球的动能为零,A不符合题意;
B.若小球沿②方向飞出,小球达到最高点时,小球竖直方向的速度为零,但是水平方向的速度不为零,动能达到最小但不为零,B符合题意;
C.小球沿③方向飞出,速度越来越大,动能也会越来越大,C不符合题意;
D.若小球沿④方向飞出,小球的速度会越来越大,动能也会越来越大,D不符合题意。
故选B。
11. 物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
【答案】D
【解析】
【详解】物体在同一水平面上做匀速直线运动,物体受到平衡力作用,推力等于摩擦力。由于摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,两次压力相同,接触面粗糙程度相同,故两次水平推力大小相等,即F1∶F2=1∶1,由甲乙两图可得v1=3m/s,v2=5m/s;根据
可得
故选D。
12. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧对它的压力F随时间t变化的图像,用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图像,如图乙所示,不计空气阻力(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A. 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能不变
B. 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中,小球的动能减小
C. 从t=0到t3时刻,小球减小的重力势能等于弹簧获得的弹性势能
D. 从t2到t3时刻,小球的速度减小,动能减小,重力势能增加
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球与弹簧接触后,弹簧被压缩,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,小球的机械能减小,故A错误;
B.由图可知,在t1~t2时间段内,小球的速度增加,到t2末,速度达到最大值,在t2~ t3时间段内,小球的速度减小,到t3末,速度变为0,此时小球到达最低点,即小球的速度先增大后减小,运动过程中小球的质量不变,所以小球动能的变化情况是先增大后减小,故B错误;
C.小球与弹簧接触后,弹簧被压缩,小球的机械能转化为弹簧的弹性势能,所以小球减小的重力势能等于弹簧获得的弹性势能,故C正确;
D.由图可知,从t2到t3时刻,当弹簧的压缩量增大,小球的速度逐渐变为0,所以小球的速度减小,动能减小,小球的高度降低,所以重力势能减小,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共28分)
13. 如图甲所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个__________滑轮,它不能省力,但可以__________。如图乙,将穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果,这与简单机械中__________(杠杆/滑轮组/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】[1][2] 定滑轮是固定在一个位置不能移动的滑轮。主要作用是改变力的方向。所以旗杆顶部是一个定滑轮,只能改变力的方向,而不能省力。
[3] 鞋帮收紧可以通过多股绳子分担力,从而达到省力的目的。达到省力效果与滑轮组的省力原理相同。
14. 利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撑起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。装好滚轮后,小明用5N的水平推力推家具沿水平地面匀速直线前进了5m,这个过程中,小明对家具做的功为________J。
【答案】 ①. 省力 ②. 25
【解析】
【详解】用金属棒撑起家具时,金属棒的支点是棒与地面的接触点,手对金属棒的动力臂大于家具对金属棒的阻力臂,根据杠杆平衡条件 ,动力小于阻力,因此金属棒是省力杠杆。
已知水平推力
家具沿推力方向移动的距离
小明对家具做的功
15. 农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候,飞机(包含农药)机械能________;中医拔火罐能有效治疗某些疾病,火罐在使用时,应先加热火罐中的气体,再迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,罐内气体的内能________,这是通过_______来改变罐内气体内能的(前两空选填“增大”“减小”“不变”)。
【答案】 ①. 减小 ②. 减小 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候,飞机(包含农药)的质量变小,速度和高度不变,则它的动能和重力势能都减小,所以机械能减小。
[2][3]一段时间后,罐内气体的温度降低,内能减小,在此过程中,罐内的气体向外放出热量,这是通过热传递来改变罐内气体内能的。
16. 为了增强体质,小华定期进行跳绳训练。在一次训练中,小华跳绳时所穿运动鞋的总质量为0.2kg,平均1min跳绳120次。若每次跳绳时运动鞋离开地面的上升高度均为0.06m,则每跳一次绳他对运动鞋做的功为______J,他此次训练中跳绳时对运动鞋做功的平均功率为______W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 0.12 ②. 0.24
【解析】
【详解】由重力公式,得运动鞋的重力
跳绳时对运动鞋做的功为克服其重力做的功,由功的公式,得每跳一次绳他对运动鞋做的功
1分钟跳绳120次,1分钟内做的总功为
根据平均功率公式得,跳绳时对运动鞋做功的平均功率
17. 学校食堂准备采购一批餐桌,在试坐一款一体式餐桌时,瘦小的小王一坐上凳板时就发生了倾倒,为研究其原因,他和同学们一起进行了测试,发现在凳板上放上25kg的物体时,餐桌的另一头就刚好翘起,同时测量到AB间的距离为50cm,CD间的距离为150cm,桌面距离地面70cm,AC、BD为桌脚和凳板的连接杆。若物体放在D处,餐桌翘起时,支点是_______(A/B)。若不计凳板的质量,餐桌的质量为_______kg;为防止倾倒,请你给厂方提出一条可行的建议:_______。
【答案】 ①. B ②. 50 ③. 增大AB间的距离同时适当减小CD间的距离或增加餐桌的自身重力
【解析】
【详解】当物体放在D处,D端向下倾斜,左端A翘起,餐桌绕B点转动,因此支点是。
本题利用杠杆平衡条件计算: 物体重力,D到支点B的力臂
餐桌重心在AB中点O,餐桌重力,重心O到支点B的力臂
根据杠杆平衡,约去得
解得
根据杠杆原理,可以通过增大支点间距、增加自重、降低重心等方法防止倾倒。
18. 如图甲所示一木箱重200 N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处,整个过程拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示,若整个过程的额外功是240J,则拉力F=________N,木箱被提升的高度h=________m,木箱所受的摩擦力________N。
【答案】 ①. 100 ②. 1.8 ③. 40
【解析】
【详解】由图乙知,总功 ,斜面长 ,则
由得,木箱被提升的高度
由得,木箱所受的摩擦力
19. 如图甲所示,篮球被投出先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹。如图乙所示,用柱状图表示篮球在B、D位置能量分布,分析可知篮球在B点的速度_______在D点的速度(选填“=”、“>”或“<”);篮球从A点运动到C点过程中将______能转化成重力势能,总的机械能______(选填“不变”、“变小”或“变大”)。
【答案】 ①. > ②. 动 ③. 变小
【解析】
【详解】动能的大小和物体质量、速度有关,篮球质量不变,从图乙可知B点的动能大于D点的动能,因此B点的速度大于D点的速度。
篮球从A运动到C的过程中,高度升高、速度减小,动能逐渐减小,重力势能逐渐增大,是将动能转化为重力势能。
篮球运动过程中需要克服空气阻力做功,一部分机械能会转化为内能,因此总的机械能变小。
20. 甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。抛出时两球机械能 ___________(相等/不相等),落地前的运动过程中,甲球的动能 ___________(增大/不变/减小),两球落地后再反弹的高度 ___________(相等/不相等)。
【答案】 ①. 相等 ②. 增大 ③. 相等
【解析】
【详解】[1]在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出。抛出时,球的高度、质量、速度均相同,则两球机械能相等。
[2]落地前的运动过程中,甲球的重力势能转化为动能,所以甲球的动能增大。
[3]由于不计空气阻力,两球落地时的机械能相等,所以再反弹的高度相等。
21. 图甲所示是一种辘轳,是古代农业生产汲水装置,沿用至今,图乙是其结构示意图,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。图丙所示是农民捣谷用的“舂”,图丁是其结构示意图。AOB为碓(duì)杆,O为支点,AO长1.5m,OB长0.3m,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。
(1)设大轮与小轮的半径比为,水桶的总质量为6kg,则水桶受到的总重力为________N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为________N;(不计井绳的粗细和自重,g取10N/kg)
(2)图丁中,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,则每踩一次克服碓头重力做功是________J。若1min将B处踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是________W。
【答案】(1) ①. 60 ②. 20
(2) ①. 18 ②. 15
【解析】
【小问1详解】
水桶的总质量为6kg,则水桶受到的总重力为
当作用在C点的力的力臂等于大轮半径时,力最小,根据轮轴平衡条件可得
则
【小问2详解】
每踩一次克服碓头重力做功是
1min内做的有用功为
人做的总功为
人做功的功率为
22. 现有30包大米,总质量为180 kg.小明想尽快将它们搬上10 m高处的库房.如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像.由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬_____包.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为_____s. ( g取10 N/kg)
【答案】 ①. 2 ②. 540
【解析】
【详解】由图可知,曲线最高点功率最大,为50W,此时搬运12kg;要将所有大米搬到库房,对大米所做的功一定,根据公式W=Pt,功率越大,则所需的时间越少,所以小明应该以最大功率搬运大米,根据图像P=50W时,m=180kg,而每包大米的质量为,因为当功率为50W时,搬运质量为12kg,所以每次应该搬运2包大米,以共需搬运;
搬运大米上楼的时间,每次下楼时间是上楼时间的一半所以t下楼=180s,所以t总=540s.
三、解答题(本大题共6小题,共48分)
23. 作图题:
(1)如图,杠杆在力、作用下处于平衡状态,为的力臂,请在图中作出力和的力臂;
(2)如图是一款“遛娃神器”,当要上台阶时,只需向右下方下压扶手就可以抬起婴儿车前轮,若将婴儿车看成一个杠杆,请在其简化图中画出抬起前轮时作用在A端的最小力F;
(3)画出如图滑轮组的绕线,要求既能够省力,又能够改变力的方向。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
画出力臂的垂线,与杠杆的交点B为F1的作用点,F1的方向应该向上,力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,据此作图。
【小问2详解】
抬起前轮,以后轮为支点。根据杠杆平衡条件知,阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小,把支点到力的作用点的连线作为动力臂是最长的动力臂,动力最小,连接支点B和动力作用点A,BA即为最长动力臂;过A点作垂直于BA、方向向右下方的带箭头线段,标注力F,据此作图。
【小问3详解】
图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成,由题意知,拉力方向应向下,故绳子先连接定滑轮的下端的挂钩,然后依次绕过动滑轮、定滑轮,据此作图。
24. 一列质量为1.5×105kg的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是车重的0.04倍。求:
(1)火车的牵引力;
(2)火车行驶1min时间内,机车牵引力所做的功;
(3)牵引力做功的功率。
【答案】(1)
6×104N (2)
1.8×108J (3)
3×106W
【解析】
【小问1详解】
火车匀速行驶时,处于平衡状态,根据二力平衡可知,牵引力等于阻力。整列火车受到的阻力
因此,火车的牵引力为
【小问2详解】
火车行驶时间为
火车行驶速度为
火车行驶1min时间行驶的路程为
机车牵引力所做的功为
【小问3详解】
牵引力做功的功率为
25. 用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为240N,人用150N的拉力向下拉动绳子,物体上升速度为1m/s。(不计摩擦,绳重)求:
(1)拉力所做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若用此滑轮组匀速提升重为540N的物体,求此时滑轮组的机械效率。
【答案】(1)300W (2)80% (3)90%
【解析】
【小问1详解】
由图可知,承担物重的绳子段数 ,绳端速度为
拉力所做功的功率为
【小问2详解】
根据机械效率
可得滑轮组的机械效率
【小问3详解】
在不计摩擦和绳重的情况下,拉力 ,可得动滑轮的重力为
此时滑轮组的机械效率为
26. 小明用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每小格为5cm,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)如图甲所示,安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的________(选填“左”或“右”)端翘起。杠杆水平平衡后,在实验过程中________(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母。
(2)如图乙所示,小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了3次实验。实验中测得的数据如下表所示。该实验中,进行多次实验的目的是________。
实验次数/次
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1
0.2
2
0.1
2
2
0.15
2
0.15
3
2
0.15
1.5
0.2
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时,杠杆始终处于水平位置平衡,弹簧测力计的示数将________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
(4)如图丁所示,在杠杆C点挂上钩码,在转轴O上套有圆形纸板,纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、,杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直)。杠杆平衡时,拉力________。(选填“>”“<”或“=”)
(5)继续用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为的钩码挂在粗细均匀的铁质杠杆上,弹簧测力计作用于杠杆末端P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,在此过程中,力F的大小________(选填“不变”“变大”或“变小”)。若测得钩码上升的高度为,弹簧测力计的示数为,其移动的距离为(不计转轴O处的摩擦)则杠杆自重为________N;若将弹簧测力计移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率将________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 不能
(2)避免偶然性,得到具有普遍性的结论
(3)变小 (4)=
(5) ①. 不变 ②. 20 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆平衡螺母调节规则“左偏右调,右偏左调”,因为平衡螺母向左调节后杠杆平衡,说明一开始杠杆左端翘起。
因为实验过程中调节平衡螺母会改变杠杆自身平衡状态,所以在实验过程中不能调节平衡螺母。
【小问2详解】
本实验为探究杠杆平衡条件的实验,探究类实验多次实验的目的是避免偶然性,寻找普遍规律。
【小问3详解】
当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时,动力臂变大,阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力变小,所以示数变小。
【小问4详解】
FA、FB都是圆切线,力臂都等于圆的半径,即动力臂相等;阻力、阻力臂不变,根据杠杆平衡条件,动力相等,所以。
【小问5详解】
竖直向上匀速拉动杠杆时,动力、阻力的方向始终竖直,动力臂和阻力臂的比值保持不变,阻力不变,根据杠杆平衡条件,动力F的大小不变。
有用功
总功
额外功(克服杠杆自重做功)
杠杆重心在杠杆中点,也就是O到P的中点,所以重心移动距离是
杠杆自重
将弹簧测力计移到更靠近支点的Q点,仍让钩码提升相同高度,杠杆自身重心上升的高度也和之前相同,有用功不变,额外功不变,所以总功不变,因此有用功占总功的比例不变,因此机械效率不变。
27. 如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,实验数据如表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
4
10
2.7
20
74.1%
2
4
10
1.8
30
74.1%
3
8
10
3.1
30
86.0%
4
8
10
2.5
40
(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________;实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,若某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(2)通过比较___________(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用相同滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数___________(选填“有关”或“无关”);
(3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________;
(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论;不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________;(不计绳重和摩擦)
(5)若每个滑轮的质量为80g,第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J(不计绳重)。
【答案】(1) ①. 刻度尺 ②. 匀速 ③. 偏小
(2) ①. 1、2 ②. 无关
(3)80% (4)低
(5)0.04
【解析】
【小问1详解】
实验中需要测量钩码上升高度 和绳端移动距离 ,这两个物理量均为长度,因此除了弹簧测力计外,还需要刻度尺。
为了使弹簧测力计的示数稳定且等于绳端的拉力,实验过程中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计。
若加速向上提升重物,拉力 会变大,导致总功 变大,而有用功 不变,根据 可知,机械效率会偏小。
【小问2详解】
要探究机械效率与绳子段数的关系,需控制物重相同和使用相同滑轮组,只改变绳子段数 。由表可知,第1次实验 , 得 ;第2次实验 得 。这两次物重均为 ,使用相同滑轮组,符合控制变量要求;对比第1、2次实验数据可知,在提升相同重物、使用相同滑轮组的情况下,尽管绳子段数不同,但机械效率相同,说明滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
【小问3详解】
第4次实验中滑轮组的机械效率
【小问4详解】
比较第3次和第4次实验,提升的物重相同(均为 ),但第4次实验动滑轮更多,即动滑轮更重。结果显示第4次效率( )低于第3次( ),说明不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,做的额外功越多,滑轮组的机械效率越低。
【小问5详解】
首先计算第4次实验的总额外功,再减去克服动滑轮重力做的额外功,即为克服摩擦做的额外功。
第4次实验的总功
第4次实验的有用功
第4次实验的总额外功
图丁中有两个动滑轮,克服动滑轮重力做的额外功
克服摩擦做的额外功
28. 如图所示是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中,。
(1)实验中,探究的动能是指________(填序号);
A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能
C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块的动能
(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与________的关系;
(3)完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行的距离远近(如表),小车在三个表面受到的摩擦力大小________,克服摩擦力做功________以上两空均选填(“相等”或“不相等”);
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(4)同学们又探究物体的重力势能:(三个木桩在沙中所处的初始深度相同,甲、乙、丙三物体的质量关系为:)
①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:________。
②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,________(选填“能”、“不能”)说明乙、丙减少的重力势能相同,请你说明理由:________________。
【答案】(1)B (2)速度
(3) ①. 不相等 ②. 相等
(4) ①. 质量相同时,物体的高度越高,重力势能越大 ②. 能 ③. 木桩进入沙坑深度相同,说明物体对木桩做功相同,物体减少的重力势能等于对木桩做的功。
【解析】
【小问1详解】
实验研究的是小球撞击木块瞬间小球具有的动能,通过木块被推动距离反映小球撞击时动能大小。故选B。
【小问2详解】
质量相同,小球从不同高度滚下,到达水平面的速度不同,所以目的是研究动能大小与速度的关系。
【小问3详解】
压力相同,毛巾、棉布、木板粗糙程度不同,小车受到的摩擦力不相等;
小车从同一斜面同一高度滑下,到达水平面初动能相同;小车最后静止,动能全部用来克服摩擦力做功,所以克服摩擦力做功相等。
【小问4详解】
甲、乙两物体质量相同,乙的高度更高,B木桩扎得更深,因此可以得到结论:质量相同时,物体的高度越高,重力势能越大。
木桩扎入沙坑深度相同,说明物体对木桩做功相同,物体减少的重力势能等于对木桩做的功,所以能说明乙、丙减少的重力势能相同。
29. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度。
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为___________N,可见使用斜面可以省___________(选填“力”、“距离”或“功”);
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为___________J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为___________。
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出和与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重___________(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为___________N。
【答案】 ①. 0.3 ②. 力 ③. 0.3 ④. 60% ⑤. 无关 ⑥. 120
【解析】
【详解】(2)②[1]由图知道,弹簧测力计的分度值是0.02N,弹簧测力计的示数为0.3N。
[2]由图知道,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数为0.3N<2.0N,说明使用斜面可以省力。
③[3]刻度尺上1cm之间有10个小格,所以一个小格代表的长度是0.1cm=1mm,即此刻度尺的分度值为1mm,使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,B点所处高度为9.00cm,将小车从A点拉到B点的过程中,拉力做的功为
[4]利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为
机械效率为
(3)①[5]由图像知道,当小车的总重G增大到5N时,拉小车从A点到B点所做的功
W1=0.75J
竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功
W2=0.45J
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为
即
所以由图像知道,用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
②[6]这位母亲和所坐的轮椅总重力为
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的有用功为
由知道,中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,从A点到B点所做的总功为
由得,力的大小为
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
初三物理作业
2026.10
(时间:100分钟满分:100分)
一、选择题(每小题2分,12题共24分。每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 如图所示,赛艇的桨可视为杠杆,下列工具正常使用时,与桨属于同类杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
2. 如图所示的情景中,人对物体做了功的是( )
A. 用力搬石头但没有搬动 B. 提着滑板在水平路面上前进
C. 拉着小车向前运动 D. 足球在空中飞行
3. 小华是一名普通的中学生,下列估算值恰当的是( )
A. 小华从一楼上到二楼克服自身重力做的功约为3000J
B. 小华骑车的功率约为90W
C. 小华从地上捡起一本物理书到课桌上做功约20J
D. 小华将两个鸡蛋举高1m,做功约0.1J
4. 如图所示,用滑轮提起重物的一种使用方法,可将此滑轮看成一个杠杆;选项关于此杠杆支点、动力、阻力的四种画法,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 以下关于物体的内能、温度、热传递说法正确的是( )
A. 物体内能增大,温度一定升高
B. 温度高的物体,内能不一定大
C. 物体温度升高,内能不一定增大
D. 在热传递过程中,能量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
6. 无人机应用广泛,现在无人机的很多钢材部件用密度更小的碳纤维替换,来减轻机身重量。如图所示,用碳纤维替换后的无人机与未替换前相比,将同一个快递包裹从地面运送到五楼,可以( )
A. 减少有用功 B. 增大有用功
C. 减少额外功 D. 增大总功
7. 山间公路往往环绕山坡,盘山而上,这样可以使上山的汽车( )
A. 提高功率 B. 提高机械效率 C. 减小所需的牵引力 D. 无法确定
8. 如图所示是“最速降线”简化结构示意图,现将a 、b 两个完全相同的球 同时分别从直轨道和弧形轨道的起点由静止释放,结果弧形轨道上的 b 球先到达终点。在a 、b两球从起点到终点的过程中重力做功分别为 W₁和W₂, 重力做功的功率分别为P₁和P₂,则下列说法正确的是( )
A. W₁=W₂ B. W₁>W₂ C. P₁=P₂ D. P₁>P₂
9. 用两个完全相同的滑轮组成如图甲、乙所示的两个滑轮组,分别将同一重物以相同的速度匀速提升相同的高度。若不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 绳端拉力:
B. 绳端拉力做的功:
C. 两个滑轮组的机械效率:
D. 绳端拉力做功的功率:
10. 如图1,小球依次向四个方向以相同的速度飞出。某次小球在空中飞行到落地的过程中(不计空气阻力),其动能Ex随时间t变化的图像如图2所示,则这次小球飞出的方向为( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
11. 物体在同一水平面上做匀速直线运动,当物体运动路程与时间的关系图象如图甲时,受到的水平推力为;当物体运动的速度与时间的关系图象如图乙时,受到的水平推力为。两次推力的功率分别为、。则和分别为( )
A. , B. , C. , D. ,
12. 如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧对它的压力F随时间t变化的图像,用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图像,如图乙所示,不计空气阻力(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A. 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能不变
B. 从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中,小球的动能减小
C. 从t=0到t3时刻,小球减小的重力势能等于弹簧获得的弹性势能
D. 从t2到t3时刻,小球的速度减小,动能减小,重力势能增加
二、填空题(每空1分,共28分)
13. 如图甲所示,当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个__________滑轮,它不能省力,但可以__________。如图乙,将穿好的鞋带两端向两边拉扯,鞋帮就会收紧,达到省力的效果,这与简单机械中__________(杠杆/滑轮组/斜面)的省力原理相同。
14. 利用如图所示的“搬重物利器”搬运大件家具时,先用金属棒撑起家具,再将带有滚轮的底座放入家具底部,便可以轻松移动家具。其中,金属棒是________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆。装好滚轮后,小明用5N的水平推力推家具沿水平地面匀速直线前进了5m,这个过程中,小明对家具做的功为________J。
15. 农药喷洒飞机正在同一高度匀速执行喷洒农药工作的时候,飞机(包含农药)机械能________;中医拔火罐能有效治疗某些疾病,火罐在使用时,应先加热火罐中的气体,再迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,罐内气体的内能________,这是通过_______来改变罐内气体内能的(前两空选填“增大”“减小”“不变”)。
16. 为了增强体质,小华定期进行跳绳训练。在一次训练中,小华跳绳时所穿运动鞋的总质量为0.2kg,平均1min跳绳120次。若每次跳绳时运动鞋离开地面的上升高度均为0.06m,则每跳一次绳他对运动鞋做的功为______J,他此次训练中跳绳时对运动鞋做功的平均功率为______W。(g取10N/kg)
17. 学校食堂准备采购一批餐桌,在试坐一款一体式餐桌时,瘦小的小王一坐上凳板时就发生了倾倒,为研究其原因,他和同学们一起进行了测试,发现在凳板上放上25kg的物体时,餐桌的另一头就刚好翘起,同时测量到AB间的距离为50cm,CD间的距离为150cm,桌面距离地面70cm,AC、BD为桌脚和凳板的连接杆。若物体放在D处,餐桌翘起时,支点是_______(A/B)。若不计凳板的质量,餐桌的质量为_______kg;为防止倾倒,请你给厂方提出一条可行的建议:_______。
18. 如图甲所示一木箱重200 N,工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处,整个过程拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示,若整个过程的额外功是240J,则拉力F=________N,木箱被提升的高度h=________m,木箱所受的摩擦力________N。
19. 如图甲所示,篮球被投出先后经过A、B、C、D四个位置的运动轨迹。如图乙所示,用柱状图表示篮球在B、D位置能量分布,分析可知篮球在B点的速度_______在D点的速度(选填“=”、“>”或“<”);篮球从A点运动到C点过程中将______能转化成重力势能,总的机械能______(选填“不变”、“变小”或“变大”)。
20. 甲、乙是两个完全相同的网球。如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。抛出时两球机械能 ___________(相等/不相等),落地前的运动过程中,甲球的动能 ___________(增大/不变/减小),两球落地后再反弹的高度 ___________(相等/不相等)。
21. 图甲所示是一种辘轳,是古代农业生产汲水装置,沿用至今,图乙是其结构示意图,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。图丙所示是农民捣谷用的“舂”,图丁是其结构示意图。AOB为碓(duì)杆,O为支点,AO长1.5m,OB长0.3m,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。
(1)设大轮与小轮的半径比为,水桶的总质量为6kg,则水桶受到的总重力为________N。若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为________N;(不计井绳的粗细和自重,g取10N/kg)
(2)图丁中,若碓头的重力为30N,每踩一次碓头上升的高度为60cm,则每踩一次克服碓头重力做功是________J。若1min将B处踩下30次,舂的机械效率为60%,则人做功的功率是________W。
22. 现有30包大米,总质量为180 kg.小明想尽快将它们搬上10 m高处的库房.如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图像.由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房,他每次应搬_____包.若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为_____s. ( g取10 N/kg)
三、解答题(本大题共6小题,共48分)
23. 作图题:
(1)如图,杠杆在力、作用下处于平衡状态,为的力臂,请在图中作出力和的力臂;
(2)如图是一款“遛娃神器”,当要上台阶时,只需向右下方下压扶手就可以抬起婴儿车前轮,若将婴儿车看成一个杠杆,请在其简化图中画出抬起前轮时作用在A端的最小力F;
(3)画出如图滑轮组的绕线,要求既能够省力,又能够改变力的方向。
24. 一列质量为1.5×105kg的火车,以180km/h的速度在平直轨道上匀速行驶,整列火车受到的阻力是车重的0.04倍。求:
(1)火车的牵引力;
(2)火车行驶1min时间内,机车牵引力所做的功;
(3)牵引力做功的功率。
25. 用如图所示的滑轮组提升重物,已知物体重为240N,人用150N的拉力向下拉动绳子,物体上升速度为1m/s。(不计摩擦,绳重)求:
(1)拉力所做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若用此滑轮组匀速提升重为540N的物体,求此时滑轮组的机械效率。
26. 小明用图甲所示的装置探究杠杆的平衡条件,其中杠杆的刻度均匀,每小格为5cm,每个钩码的重力均为0.5N。
(1)如图甲所示,安装好杠杆,将平衡螺母向左调节,杠杆在水平位置平衡,说明一开始杠杆的________(选填“左”或“右”)端翘起。杠杆水平平衡后,在实验过程中________(选填“能”或“不能”)再次调节两侧的平衡螺母。
(2)如图乙所示,小明在杠杆两侧挂上不同数量的钩码,移动钩码的位置,进行了3次实验。实验中测得的数据如下表所示。该实验中,进行多次实验的目的是________。
实验次数/次
动力/N
动力臂/m
阻力/N
阻力臂/m
1
1
0.2
2
0.1
2
2
0.15
2
0.15
3
2
0.15
1.5
0.2
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由图中位置逐渐旋转至虚线位置时,杠杆始终处于水平位置平衡,弹簧测力计的示数将________(选填“变小”、“变大”或“不变”)。
(4)如图丁所示,在杠杆C点挂上钩码,在转轴O上套有圆形纸板,纸板圆心也在O点。在杠杆上先后施加与纸板边缘相切的拉力、,杠杆都能在水平位置保持平衡(知识链接:圆的切线与过切点的半径垂直)。杠杆平衡时,拉力________。(选填“>”“<”或“=”)
(5)继续用如图戊所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时,将总重为的钩码挂在粗细均匀的铁质杠杆上,弹簧测力计作用于杠杆末端P点,现竖直向上匀速拉动弹簧测力计,在此过程中,力F的大小________(选填“不变”“变大”或“变小”)。若测得钩码上升的高度为,弹簧测力计的示数为,其移动的距离为(不计转轴O处的摩擦)则杠杆自重为________N;若将弹簧测力计移动到Q点,仍将钩码匀速提升h的高度,杠杆的机械效率将________(选填“不变”“变大”或“变小”)。
27. 如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置,实验数据如表所示:
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/cm
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/cm
机械效率η
1
4
10
2.7
20
74.1%
2
4
10
1.8
30
74.1%
3
8
10
3.1
30
86.0%
4
8
10
2.5
40
(1)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和___________;实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计,若某同学在该实验中加速向上提升重物,所测滑轮组的机械效率会___________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
(2)通过比较___________(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论:使用相同滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数___________(选填“有关”或“无关”);
(3)根据表中数据可以计算出第4次实验中滑轮组的机械效率为___________;
(4)通过比较3、4两次实验数据可得出结论;不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越___________;(不计绳重和摩擦)
(5)若每个滑轮的质量为80g,第4次实验中克服摩擦做的额外功为___________J(不计绳重)。
28. 如图所示是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中,。
(1)实验中,探究的动能是指________(填序号);
A. 小球在斜面上时的动能 B. 小球撞击木块时的动能
C. 小球撞击木块后的动能 D. 木块的动能
(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与________的关系;
(3)完成实验后,同学们还联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面:让小车从同一斜面同一高度下滑,在不同的表面看滑行的距离远近(如表),小车在三个表面受到的摩擦力大小________,克服摩擦力做功________以上两空均选填(“相等”或“不相等”);
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(4)同学们又探究物体的重力势能:(三个木桩在沙中所处的初始深度相同,甲、乙、丙三物体的质量关系为:)
①比较图中A、B两木桩扎入沙坑的深度,可以得出的结论是:________。
②若图中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,________(选填“能”、“不能”)说明乙、丙减少的重力势能相同,请你说明理由:________________。
29. 图甲是某居民楼前的无障碍通道,一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行,图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小,小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。(g取10N/kg)
(1)使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐,正确测量B点高度。
(2)选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象,进行了如下操作:
①正确使用弹簧测力计,测出小车重为2.0N;
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零,然后沿斜面方向匀速拉动小车,如图乙所示,弹簧测力计示数为___________N,可见使用斜面可以省___________(选填“力”、“距离”或“功”);
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中,拉力所做的功为___________J;利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为___________。
(3)在小车上逐渐添加重物,测出小车的总重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力,计算出拉小车从A点到B点所做的功;计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功。以功为纵坐标,以小车总重为横坐标,建立平面直角坐标系,作出和与小车总重G的关系图像,分别如图丙中的线段a和b;
①由图像可知:用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重___________(选填“有关”或“无关”);
②若这位母亲的质量为60kg,所坐的轮椅质量为20kg,则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时,力的大小为___________N。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$