精品解析：江苏南京求真中学2026-2027学年九年级上学期10月学情物理自测试卷

2026—2027学年第一学期学情检测 九年级物理 总分：100分 时间：60分钟 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是（　　） A. 托盘天平 B. 钢丝钳 C. 开瓶扳手 D. 筷子 2. 生活中处处有物理，下列估测接近实际情况的是（　　 ） A. 中学生完成一次引体向上做功约25J B. 将两枚鸡蛋举高1m做的功约为10J C. 人正常骑自行车的功率约为70W D. 中学生正常上楼的功率约1500W 3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　 ） A. 物体温度越高，说明它含有的热量越多 B. 一个物体的温度升高，内能一定变大 C. 发生热传递时，温度可以从内能小的物体传到内能大的物体 D. 冰熔化成水的过程中，温度不变，内能不变 4. 如图，轻质硬棒上有三点A、B、C，若将重物挂在三点中的某点处，恰好能在水平位置静止且最省力，应以（ ） A. 支点为B，动力作用点为A，阻力臂为BC B. 支点为A，动力作用点为C，阻力臂为AB C. 支点为C，动力作用点为A，阻力臂为BC D. 支点为B，动力作用点为C，阻力臂为AB 5. 如图，兴趣小组在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋下端系上小球，上端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　 ） A. 小球到达B点时其动能达到最大 B. 从A点到C点小球的机械能守恒 C. 小球在C点时处于平衡状态，速度为零 D. 小球下落过程中速度达到最大值时，小球重力势能的减少量大于其动能的增加量 6. 在“观察不同物质吸热现象”时，同学们用红外灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图。下列说法正确的是（　　 ） A. 实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸收的热量较多 B. 实验中，加热相同的时间，末温高的物质吸热能力强 C. 实验中，使用同一盏红外灯加热，目的是保证相同时间两种物质吸收的热量相同 D. 实验表明物质吸收热量的多少和物质的种类有关 7. 一颗质量为8g的子弹头从枪膛中水平射出。若子弹头在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是4000N，枪膛长80cm，射出后子弹在空中飞行1500m，则气体对子弹所做的功是（　　 ） A. B. C. D. 8. 斜面底端A点到斜面上B点的距离L为120cm，B点距水平地面高度h为30cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块从A点匀速拉到B点，用时3s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　 ） ①W=0.8J ②P=0.32W ③η=62.5% ④f=0.8N A. 只有②③正确 B. 只有①②④正确 C. 只有③④正确 D. 只有①③④正确 9. 如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为h甲、h乙。对绳子的拉力分别为F甲、F乙，机械效率分别为η甲、η乙，忽略两机械的一切摩擦阻力和绳重，两机械的动滑轮重力未知。下列说法正确的是（　　） A. 若、，则 B. 若、，则 C. 若、，则 D. 若、，则 10. 为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关。为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙（a）所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙（b）所示，根据图像他（ ） A. 只能验证猜想一 B. 只能验证猜想二 C. 既不能验证猜想一，也不能验证猜想二 D. 既能验证猜想一，也能验证猜想二 二、填空题（每空1分，共19分） 11. 2026年4月7日21时32分，长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第7批组网卫星送入预定轨道。火箭加速上升过程中，搭载在火箭上的卫星机械能________；卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，从近地点到远地点的过程中，卫星的动能_________，机械能_______。（均选填“增大”“减少”或“不变”） 12. 如图所示是一款常见红酒开瓶器，通过旋转上端的转柄，使下端的螺旋钻头轻松旋入红酒木塞，再向下按动压柄，木塞就可被拔出。转柄使用时相当于______（填写简单机械名称），如果想拧起来更省力则应该选螺纹______（选填“密”或“疏”）一些的螺旋钻头；压柄可认为是______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 13. 如图甲，遛遛用动滑轮将重物匀速提升1m，滑轮重40N。整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则物重为______N，绳端的拉力大小为______N，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。 14. 社会实践期间，小童体验挑扁担过程，她在左筐中装了15kg谷子，在右筐中装了20kg谷子，如果扁担的长度为1.4m，则她在距扁担左端______m处将谷子挑起来才能使扁担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；小童将两筐谷子同时向内移动了0.1m，则需要向______（填“左”或“右”）筐增加______kg谷子，才能保持扁担水平。（g取10N/kg） 15. 杆秤是古人发明的各种衡器中历史最悠久的一种，映射出中国古代劳动人民的聪明才智。如图是杆秤的示意图，秤钩上不挂物体，秤砣移动到C点时，杆秤刚好水平平衡，杆秤的零刻度线为______（选填O或C）点，杆秤上的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。某标准杆秤的秤砣质量为1kg，秤和秤钩的总质量为0.5kg，O点为秤纽悬点，，。如因长期使用，秤砣磨损，质量变为0.9kg，再测真实质量2.0kg的物体时，称出来的质量为______kg。 16. A、B两物体质量相等，均为1.5kg，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为75%。（g取10N/kg） （1）将A物体从底部推至顶部做的有用功为______J。 （2）在斜面上运动时受到的摩擦力更小的是物体______。 （3）如图所示，将A、B一起从底部推到顶部，所需要的推力为______N，机械效率为______。（结果保留一位小数） 三、作图题（每图2分，共6分） 17. （1）若将鱼竿看作杠杆，O为支点，请在A点画出鱼竿静止时人所施加的最小动力及阻力臂。 （2）如图轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在动力F作用下，杠杆静止在水平位置，图中的L为动力F的力臂，请作出动力F的示意图（注意标明力F的方向和作用点）。 （3）一根绳子最多能承受200N的拉力，现要用它吊起420N的货物，请在图中画出滑轮组的绕线。（不计动滑轮重、绳重和摩擦） 四、实验题（每空1分，共33分） 18. 在探究杠杆平衡条件的实验中，选用的钩码每个重1N。 （1）实验前杠杆如图甲所示，此时杠杆处于______（选填“不平衡”或“平衡”）状态； （2）需向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使杠杆处于水平位置平衡，目的是____________； （3）杠杆平衡后如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，则在杠杆的D点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡； （4）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据，绘制了的关系图像，如图丙所示。由图像推算，当为0.6m时，为______N； （5）进行多次实验，通过数据分析，归纳得出杠杆的平衡条件；多次实验的目的是：__________________； （6）如图丁所示，将物体悬挂于A点，用竖直向上的力F匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将______（选填“增大”“减小”或“不变”），此时杠杆的效率为；再将物体改挂至B点，重复上述操作，此时杠杆的效率为，则______（选填＞、=或＜）； （7）桔槔是我国古代的取水工具，如图戊所示，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图己所示。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以______（选填“增大”或“减小”）石块的质量或将杠杆支点向______（选填“石块”或“水桶”）处移动； （8）图庚为桔槔在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，O处为支点，杠杆的质量为，重心在C处，B处所挂石块的质量为，，，。请写出表达式=__________________。 19. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。（弹簧测力计未画出） 次序 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.2 1 0.6 66.7% 2 3 0.2 1.4 0.6 71.4% 3 4 0.2 1.8 0.6 74.1% 4 2 0.2 1.5 0.4 （1）第1次数据是图______（甲/乙）所示的滑轮组测得的。 （2）采用图甲装置实验时，应用手竖直向上______拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升。 （3）比较1、2、3次实验数据可判定，使用同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越______。 （4）第4次实验中的机械效率约为______。 （5）比较第______两次实验数据初步得出：用同一滑轮组提升相同重物，其机械效率与滑轮组的绕绳方式无关。 （6）采用图甲装置实验时，弹簧测力计静止时读数，则测得的机械效率将比匀速拉动时测出的结果______（偏大/不变/偏小）。 （7）实验反思：为测算出滑轮组的机械效率，一定要测出物体上升的高度吗？你认为____________（选填“一定要”或“可以不要”）。 20. 如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 （1）该实验中所探究物体的动能是指物体______（选填“A”或“B”）的动能，物体动能的大小是通过__________________来反映的； （2）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被A推得越远，可以得出结论物体质量一定，______越大，动能越大； （3）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面______（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，并观察记录； （4）有同学用图乙装置来探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案______（选填“一”、“二”）。 （5）还有同学用两个质量不同的小球，先后从相同高度由静止滚下，钻入相同纸盒后移动相同的距离，如图，由此能不能得出质量越大动能越大的结论？__________________。 21. 请你运用所学知识解答下列问题： （1）九年级1班的同学要进行“估测自己上楼的功率”的实验，他们将从一楼走到三楼。 ①实验器材：秒表、______、______。 ②以下是某同学设计的测量步骤，其中多余的是______（填字母）。 A.测出自己的质量m B.测出楼梯的总长度L C.测出一楼到三楼的台阶数n以及每一级台阶的高度h D.测出自己上楼所用的时间t （2）请利用②中的数据写出小组测得的上楼功率表达式P=____________。 （3）小组又继续探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，重物A、B、C的质量关系为木桩相同。木桩和重物的位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。 ①该实验运用的实验方法有______、______。 ②比较重物A、B实验情况，我们可判断重力势能的大小和______的关系。 ③根据图甲、乙所示的实验，我们______（选填“能”或“不能”）比较出图甲中重物B、C的重力势能的大小相等，理由是__________________。 五、计算题（每题6分，共12分） 22. 盘山公路可近似看作斜面。小杜乘坐景区观光车沿盘山公路以8m/s的速度匀速向上行驶，观光车总质量为，行驶时牵引功率恒为32kW，经过10min上升的竖直高度为480m。（g=10N/kg） 求： （1）该过程观光车的有用功。 （2）该过程观光车的总功。 （3）该斜面的机械效率。 23. 用如图所示的滑轮组将重410N的物体在10s内匀速提升了2m，每个滑轮重均为40N，拉力F为250N。求： （1）有用功。 （2）拉力的功率。 （3）若绳子能够承受的最大拉力为500N，提升重物过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终为总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。（结果保留到1%） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年第一学期学情检测 九年级物理 总分：100分 时间：60分钟 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 如图所示是生活中几种常见的杠杆，其中属于费力杠杆的是（　　） A. 托盘天平 B. 钢丝钳 C. 开瓶扳手 D. 筷子 【答案】D 【解析】 【详解】A．托盘天平在使用时动力臂等于阻力臂，属于等臂杠杆，不省力也不费力，故A不符合题意； BC．钢丝钳和开瓶扳手在使用时动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故BC不符合题意； D．在使用筷子夹取食物时，手的施力点到支点的距离是动力臂，食物对筷尖的阻力到支点的距离是阻力臂，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。 故选D。 2. 生活中处处有物理，下列估测接近实际情况的是（　　 ） A. 中学生完成一次引体向上做功约25J B. 将两枚鸡蛋举高1m做的功约为10J C. 人正常骑自行车的功率约为70W D. 中学生正常上楼的功率约1500W 【答案】C 【解析】 【详解】A．中学生的重力约为500N，完成一次引体向上时身体上升的高度约为0.4m，做功约为 远大于25J，故A不符合题意； B．‌两枚鸡蛋的总重力约为1N，将它们举高1m，做功约为 远小于10J，故B不符合题意； C．‌人正常骑自行车时，施加的动力约为15N，骑行速度约为5m/s，根据功率推导公式 和70W的数值十分接近，故C符合题意; D．‌中学生的重力约为500N，正常上一层3m高的楼用时约15s，上楼功率约为 远小于1500W，故D不符合题意。 故选C。 3. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　 ） A. 物体温度越高，说明它含有的热量越多 B. 一个物体的温度升高，内能一定变大 C. 发生热传递时，温度可以从内能小的物体传到内能大的物体 D. 冰熔化成水的过程中，温度不变，内能不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．热量是过程量，不能说“含有”的热量，故A错误； B．内能的大小与温度有关，一个物体的温度升高，内能一定变大，故B正确； C．热传递的条件是存在温度差，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能少的物体可能温度高，所以热量可以从内能少的物体转移到内能多的物体，但温度不能传递，故C错误； D．冰熔化成水的过程中，虽然温度不变，但要不断吸收热量，内能变大，故D错误。 故选B。 4. 如图，轻质硬棒上有三点A、B、C，若将重物挂在三点中的某点处，恰好能在水平位置静止且最省力，应以（ ） A. 支点为B，动力作用点为A，阻力臂为BC B. 支点为A，动力作用点为C，阻力臂为AB C. 支点为C，动力作用点为A，阻力臂为BC D. 支点为B，动力作用点为C，阻力臂为AB 【答案】B 【解析】 【详解】由杠杆平衡条件 得动力 要使动力最小，在阻力一定时，需动力臂最大，阻力臂最小。由图可知，则 则为最大力臂， 为最小力臂。 A．支点为B，动力作用点为A，阻力臂为BC，即重物挂在C点，则 因 ，故，故A不符合题意； B．支点为A，动力作用点为C，阻力臂为AB，即重物挂在B点。此时动力臂最大，阻力臂最小，则 故B最省力，故B符合题意； C．支点为C，动力作用点为A，阻力臂为BC，即重物挂在B点。则 因 ，故，故C不符合题意。 D．支点为B，动力作用点为C，阻力臂为AB，即重物挂在A点，则 因 ，故，故D不符合题意。 故选B。 5. 如图，兴趣小组在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋下端系上小球，上端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　 ） A. 小球到达B点时其动能达到最大 B. 从A点到C点小球的机械能守恒 C. 小球在C点时处于平衡状态，速度为零 D. 小球下落过程中速度达到最大值时，小球重力势能的减少量大于其动能的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题可知，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，不考虑空气阻力，小球到达B点时只受重力作用，故受力不平衡；小球从A到B的过程中，重力势能转化为动能，动能一直在增加，但从B到C的过程中，小球受到向上的弹力，随着形变的增大，弹力增大，在弹力小于重力这段时间内，合力向下，小球做加速运动，其动能逐渐增大；当弹力等于重力时，速度最大，因此在B点时速度不是最大，所以动能不是最大，故A错误； B．小球从A点到B点过程中，质量不变，速度变大，动能变大；高度减小，重力势能减小。此过程中重力势能转化为动能，这个过程机械能守恒；小球从B到C点的过程中，质量不变，速度先变大后变小，动能先变大后变小；高度减小，重力势能减小；橡皮筋发生形变，具有弹性势能。所以此过程小球的部分机械能会转化为橡皮筋的弹性势能，故从A点到C点小球的机械能不守恒，故B错误； C．小球在C点时速度为0，但此时橡皮筋的向上弹力大于小球的重力，合力向上，受力不平衡，不属于平衡状态，故C错误； D．小球速度达到最大值的过程，是从A下落到“弹力等于重力”的位置的过程，此过程中小球重力势能的减少量，一部分转化为小球的动能，还有一部分转化为橡皮筋的弹性势能，因此小球重力势能的减少量大于其动能的增加量，故D正确； 故选D。 6. 在“观察不同物质吸热现象”时，同学们用红外灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水，装置如图。下列说法正确的是（　　 ） A. 实验中，沙子吸热升温较快，说明沙子吸收的热量较多 B. 实验中，加热相同的时间，末温高的物质吸热能力强 C. 实验中，使用同一盏红外灯加热，目的是保证相同时间两种物质吸收的热量相同 D. 实验表明物质吸收热量的多少和物质的种类有关 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验中沙子和水是同时用同一热源加热的，相同时间内二者吸收的热量相等。沙子升温快，是因为沙子的比热容更小，吸热能力更弱，并非沙子吸收的热量更多，故A错误； B．加热相同时间意味着两种物质吸收的热量相等，在质量和初温相同的前提下，末温高的物质升温幅度更大，说明其吸热能力更弱；末温低的物质升温幅度更小，吸热能力才更强，故B错误； ‌C．使用同一盏红外灯作为唯一热源，是本实验的转换法设计，目的就是保证相同时间内沙子和水可以吸收到相等的热量，用加热时间来间接反映吸收热量的多少，故C正确； D．‌物质吸收热量的多少由质量、升高的温度、物质的比热容（种类）等共同决定，本实验没有控制其他变量进行多组对比，无法直接得出“物质吸收热量的多少仅和物质的种类有关”的结论，故D错误。 故选C。 7. 一颗质量为8g的子弹头从枪膛中水平射出。若子弹头在枪膛内受火药爆炸后产生的气体的平均作用力是4000N，枪膛长80cm，射出后子弹在空中飞行1500m，则气体对子弹所做的功是（　　 ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】火药爆炸产生的气体对子弹的推力仅在子弹处于枪膛内的阶段存在，当子弹离开枪膛后，气体不再对子弹施加推力，因此子弹在空中飞行的1500m过程中，气体不对子弹做功。枪膛长度 气体对子弹所做的功，故选A。 8. 斜面底端A点到斜面上B点的距离L为120cm，B点距水平地面高度h为30cm。沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块从A点匀速拉到B点，用时3s。这段过程中拉力F做的功为W，功率为P，斜面的机械效率为η，木块在该斜面上受到的滑动摩擦力为f。下列说法中（　　 ） ①W=0.8J ②P=0.32W ③η=62.5% ④f=0.8N A. 只有②③正确 B. 只有①②④正确 C. 只有③④正确 D. 只有①③④正确 【答案】A 【解析】 【详解】斜面的长 拉力做的总功，故①错误； 拉力的功率，故②正确； 斜面的高，有用功是克服物体重力做的功， 机械效率，故③正确； 额外功是克服滑动摩擦力做的功， 由得，故④错误。 综上只有②③正确，选A。 9. 如图，用甲、乙两机械分别将重为GM、GN的两物体M、N匀速提升，物体上升高度分别为h甲、h乙。对绳子的拉力分别为F甲、F乙，机械效率分别为η甲、η乙，忽略两机械的一切摩擦阻力和绳重，两机械的动滑轮重力未知。下列说法正确的是（　　） A. 若、，则 B. 若、，则 C. 若、，则 D. 若、，则 【答案】D 【解析】 【详解】甲滑轮组绳子承重股数为n甲=2，乙滑轮组绳子承重股数为n乙=2。 A．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 由于不知道动滑轮的重力是否相等，所以无法比较和的大小，故A错误； B．若、，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 可知，，根据 可知，，故B错误； C．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 可知，根据 由题意可知 可知，，故C错误； D．若，甲中绳子自由端的拉力为 乙中绳子自由端的拉力为 可知，根据 由题意可知 可知，，故D正确。 故选D。 10. 为了研究机械效率与哪些因素有关，小明同学提出两个猜想：猜想一：机械效率是否与G物有关；猜想二：机械效率是否与G动有关。为了验证猜想，小明先用如图甲所示的装置不断改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物关系如图乙（a）所示；然后换另一个不同重量的动滑轮，不断改变G物，计算并绘出η与G物关系如图乙（b）所示，根据图像他（ ） A. 只能验证猜想一 B. 只能验证猜想二 C. 既不能验证猜想一，也不能验证猜想二 D. 既能验证猜想一，也能验证猜想二 【答案】D 【解析】 【详解】由图（a）或者图（b）知道，当甲图中动滑轮的重力一定时，都有滑轮组的机械效率随提升物体重力的增大而增大，故可以验证猜想一；在图（a）和图（b）中，提升物体的重力相同时，动滑轮的重力不同，滑轮组的机械效率不同，故可以验证猜想二，故D符合题意，故ABC不符合题意。 故选D。 二、填空题（每空1分，共19分） 11. 2026年4月7日21时32分，长征八号运载火箭以“一箭十八星”方式，将千帆星座第7批组网卫星送入预定轨道。火箭加速上升过程中，搭载在火箭上的卫星机械能________；卫星在大气层外沿椭圆轨道绕地球运行，从近地点到远地点的过程中，卫星的动能_________，机械能_______。（均选填“增大”“减少”或“不变”） 【答案】 ①. 增大 ②. 减少 ③. 不变 【解析】 【详解】火箭加速上升过程中，卫星质量不变，速度增大，动能增大；同时高度升高，重力势能增大；机械能等于动能与势能之和，因此卫星的机械能增大。 卫星从近地点到远地点运行时，质量不变，高度增加，动能转化为重力势能，因此动能减少。 卫星在大气层外运行时，不受空气阻力，只有动能和重力势能的相互转化，机械能没有损耗，因此机械能不变。 12. 如图所示是一款常见红酒开瓶器，通过旋转上端的转柄，使下端的螺旋钻头轻松旋入红酒木塞，再向下按动压柄，木塞就可被拔出。转柄使用时相当于______（填写简单机械名称），如果想拧起来更省力则应该选螺纹______（选填“密”或“疏”）一些的螺旋钻头；压柄可认为是______（选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 【答案】 ①. 轮轴 ②. 密 ③. 省力 【解析】 【详解】转柄绕中心轴转动，动力作用在转柄的轮边缘，阻力作用在轴上，符合轮轴“轮半径大于轴半径”的特点，使用时可以省力，相当于简单机械中的轮轴。 螺旋属于斜面的变形，在斜面高度（钻头旋入木塞的总深度）相同时，螺纹越密，相当于斜面的长度越长，斜面越长越省力，因此选螺纹密的钻头拧起来更省力。 向下按压柄拔木塞时，压柄的支点在压柄和金属杆的连接处，手施加的动力的动力臂大于木塞对钻头的阻力的阻力臂，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆。 13. 如图甲，遛遛用动滑轮将重物匀速提升1m，滑轮重40N。整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则物重为______N，绳端的拉力大小为______N，克服绳重和摩擦所做的额外功占总功的______%。 【答案】 ①. 200 ②. 125 ③. 4 【解析】 【详解】由图乙可知，有用功 重物被匀速提升的高度 根据有用功的公式变形可得物重 由图乙得额外功 因此总功 该动滑轮承担物重的绳子段数 所以绳子自由端移动的距离 根据总功公式变形可得绳端拉力 克服动滑轮重力做的额外功 总额外功由克服动滑轮重力的功、克服绳重和摩擦的功组成，因此克服绳重和摩擦的额外功 它占总功的百分比为 14. 社会实践期间，小童体验挑扁担过程，她在左筐中装了15kg谷子，在右筐中装了20kg谷子，如果扁担的长度为1.4m，则她在距扁担左端______m处将谷子挑起来才能使扁担水平（扁担和筐的重力均不考虑）；小童将两筐谷子同时向内移动了0.1m，则需要向______（填“左”或“右”）筐增加______kg谷子，才能保持扁担水平。（g取10N/kg） 【答案】 ①. 0.8 ②. 右 ③. 1 【解析】 【详解】由题意可知，左、右两筐中谷子的重力分别为 因扁担和筐的重力均不考虑，可设扁担水平平衡时，她在距扁担左端为，则右侧部分距扁担， 由杠杆的平衡条件可得 则 解得 小童将两筐谷子同时向内移动了0.1m时，左、右两筐重力的力臂分别为 则 由可知，要保持扁担水平，应向右筐增加谷子，设其质量为m，则其重力为 由杠杆的平衡条件可得 则 解得 15. 杆秤是古人发明的各种衡器中历史最悠久的一种，映射出中国古代劳动人民的聪明才智。如图是杆秤的示意图，秤钩上不挂物体，秤砣移动到C点时，杆秤刚好水平平衡，杆秤的零刻度线为______（选填O或C）点，杆秤上的刻度是______（选填“均匀”或“不均匀”）的。某标准杆秤的秤砣质量为1kg，秤和秤钩的总质量为0.5kg，O点为秤纽悬点，，。如因长期使用，秤砣磨损，质量变为0.9kg，再测真实质量2.0kg的物体时，称出来的质量为______kg。 【答案】 ①. C ②. 均匀 ③. 2.25 【解析】 【分析】首先根据零刻度时的平衡条件求出秤和秤钩的总重力对应的力臂；然后挂真实质量2.0kg的物体时，以O为支点，根据杠杆平衡条件列方程，求出磨损后秤砣到O点的距离；再结合标准秤的刻度规律，将该距离换算为对应的称量质量。 【详解】秤钩不挂物体时，秤砣在C点杆秤水平平衡，说明C点就是杆秤示数为0的位置，也就是零刻度线，O是杆秤的支点。 假设杆秤、秤钩的总自重为，总重重心在A点（在O左侧，杆秤上未标出），不挂重物，秤砣在0刻度线位置时，杆秤在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件得  ① 当在秤钩挂重物时，秤砣移动到距离零刻度线处时，杠杆在水平位置平衡，则  ② 由①②可得；则l与成正比，故此杆秤刻度是均匀的。 杆秤和秤钩的重心为A，当杆秤水平平衡时秤砣放在C点，则 即 解得 使用1kg秤砣（正常情况下），当杆秤水平位置平衡时，设秤砣到O点的距离L，则 即 解得 即秤砣离O点是27cm，因此秤砣到零刻度C点的距离为 标准杆秤中，质量刻度和距离成正比：若标准杆秤的秤砣质量为1kg，则每1kg物体质量对应的秤砣移动距离为 秤砣磨损，质量变为0.9kg，当杆秤水平位置平衡时，设秤砣到O点的距离，则 即 解得 即秤砣离O点是30cm，因此秤砣到零刻度C点的距离为 因此27cm对应的标称质量为 16. A、B两物体质量相等，均为1.5kg，在平行于斜面的推力F作用下，若只将A物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为60%；若只将B物体从底部匀速推至顶部时，机械效率为75%。（g取10N/kg） （1）将A物体从底部推至顶部做的有用功为______J。 （2）在斜面上运动时受到的摩擦力更小的是物体______。 （3）如图所示，将A、B一起从底部推到顶部，所需要的推力为______N，机械效率为______。（结果保留一位小数） 【答案】（1）30 （2）B （3） ①. 22.5 ②. 66.7% 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，A和B的质量相等，重力相等，A和B的重力均为 将A物体从底部推至顶部做的有用功为 【小问2详解】 因为A和B的质量相等，重力相等，从斜面底部匀速推至顶部时，物体上升的高度相等，根据可知，有用功相等； 根据可知，推A时的机械效率小，所以推A时的额外功多，而沿斜面向上推时，克服摩擦力做的功是额外功，大小等于，斜面长度一定，所以A受到的摩擦力更大，B受到的摩擦力更小。 【小问3详解】 只推A时的总功为 此时额外功为 只推B时的有用功为 总功为 此时额外功为 一起推动时，因为斜面和物体的接触面的粗糙程度不变，两物体各自对斜面的压力大小不变，所以摩擦力大小不变，斜面长度不变，所以额外功不变，总额外功 此时的有用功为 总功为 所需要的推力为 机械效率为 三、作图题（每图2分，共6分） 17. （1）若将鱼竿看作杠杆，O为支点，请在A点画出鱼竿静止时人所施加的最小动力及阻力臂。 （2）如图轻质杠杆可绕O点转动，杠杆上吊一重物G，在动力F作用下，杠杆静止在水平位置，图中的L为动力F的力臂，请作出动力F的示意图（注意标明力F的方向和作用点）。 （3）一根绳子最多能承受200N的拉力，现要用它吊起420N的货物，请在图中画出滑轮组的绕线。（不计动滑轮重、绳重和摩擦） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据杠杆平衡条件，在A点施加动力时，要使动力最小，则动力臂需要最长，最长动力臂为支点O到A点的连线，因此过A点作垂直于斜向上的带箭头线段，标注为​，此时动力最小；阻力是鱼对鱼竿的拉力​，过支点O向​的作用线作垂线段，该垂线段就是阻力臂​，用力臂标注方法标上并写上。 【小问2详解】 已知动力臂，根据力臂的定义，力臂是支点到力的作用线的垂直距离，因此动力F的作用线与力臂垂直， 动力的作用点在杠杆上，因此作垂直于的直线，与水平杠杆的交点就是的作用点；由于重物的拉力使杠杆绕O点顺时针转动，动力需要阻碍杠杆顺时针转动，因此的方向斜向上，在带箭头的线段旁标注即可。 【小问3详解】 不计动滑轮重、绳重和摩擦时，滑轮组拉力满足​，由题意知，而绳子最多能承受的力为，承担物重的绳子段数，因此需要取整数段绳子承担物重，，绳子固定端拴在动滑轮的上端挂钩，先向上绕过定滑轮，再向下绕过动滑轮，完成绕线，此时每段绳子的拉力为140N，小于绳子最大承受的200N，符合要求。 四、实验题（每空1分，共33分） 18. 在探究杠杆平衡条件的实验中，选用的钩码每个重1N。 （1）实验前杠杆如图甲所示，此时杠杆处于______（选填“不平衡”或“平衡”）状态； （2）需向______（选填“左”或“右”）调节平衡螺母，使杠杆处于水平位置平衡，目的是____________； （3）杠杆平衡后如图乙所示，在杠杆B点挂3个相同的钩码，则在杠杆的D点挂______个相同的钩码，就可使杠杆重新在水平位置平衡； （4）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力数据，绘制了的关系图像，如图丙所示。由图像推算，当为0.6m时，为______N； （5）进行多次实验，通过数据分析，归纳得出杠杆的平衡条件；多次实验的目的是：__________________； （6）如图丁所示，将物体悬挂于A点，用竖直向上的力F匀速拉动质量分布均匀的另一杠杆，杠杆转动过程中，拉力F的大小将______（选填“增大”“减小”或“不变”），此时杠杆的效率为；再将物体改挂至B点，重复上述操作，此时杠杆的效率为，则______（选填＞、=或＜）； （7）桔槔是我国古代的取水工具，如图戊所示，在井边竖一根树杈，架上一根横木，横木的一端绑上大石块，另一端系绳和水桶，简化图如图己所示。若水桶盛满水后，为减小人向上提水的拉力，根据杠杆的平衡条件，可以______（选填“增大”或“减小”）石块的质量或将杠杆支点向______（选填“石块”或“水桶”）处移动； （8）图庚为桔槔在水平位置平衡的模型图，A处所吊水和水桶的总质量为，O处为支点，杠杆的质量为，重心在C处，B处所挂石块的质量为，，，。请写出表达式=__________________。 【答案】（1）平衡 （2） ①. 右 ②. 消除杠杆自重对杠杆平衡的影响 （3）4 （4）0.5 （5）寻找普遍规律 （6） ①. 不变 ②. < （7） ①. 增大 ②. 水桶 （8） 【解析】 【小问1详解】 杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动，图甲中杠杆是静止的，因此此时杠杆是处于平衡状态。 【小问2详解】 [1][2]发现杠杆右端上翘，调节时重心应向右移动，应将平衡螺母向右旋一些，使杠杆在水平位置平衡； 实验前，杠杆在水平位置平衡后，杠杆自重的重心在支点上，不会使杠杆转动，使杠杆在水平位置平衡，目的是消除杠杆自重对杠杆平衡的影响；实验中，使杠杆在水平位置平衡，目的是便于测量力臂。 【小问3详解】 设一个钩码重为G，杠杆一个小格代表L，根据杠杆平衡条件，在杠杆B点挂3个相同的钩码，则 解得，所以可在杠杆的D点挂4个相同的钩码。 【小问4详解】 由于阻力和阻力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，动力与动力臂的乘积保持不变。在图像中任意一组数据，当，，得 当时，解得 【小问5详解】 在探究过程中，需要进行多次实验的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。 【小问6详解】 [1]当重物被提升的过程中，根据数学知识可知，动力臂与阻力臂的比值不变，且重物的重力不变，由杠杆平衡条件可知，拉力F的大小将不变。 [2]在杠杆提升重物的过程中，克服杠杆重力所做的功为额外功，则 由题意可知，、不变，将物体提升相同高度时，不变，但重物悬挂位置从A移动到B，导致杠杆向上提升的高度变小，即变小，由此可知重物悬挂位置从A移动到B后，总功变小，有用功不变，由可知，悬挂位置改变之后杠杆的机械效率高，即。 【小问7详解】 [1][2]要减小人向上提水的拉力，由杠杆平衡条件，需要增大石块一端力与力臂的乘积。增大石块的质量，即可以增大石块一端对杠杆的拉力，从而增大石块一端力与力臂的乘积；或者向水桶一侧移动支点，会增大石块的动力臂，同时减小水桶的阻力臂，也可以增大石块一端的力与力臂的乘积，从而减小人向上提水的拉力。 【小问8详解】 根据图庚可知，杠杆的重心在C点，支点O左侧水桶重力产生的作用效果是使杠杆逆时针转动，支点右侧杠杆自重和石块重力共同产生的作用效果是使杠杆顺时针转动，所以当桔槔在水平位置平衡，则 解得 19. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。（弹簧测力计未画出） 次序 物体的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 2 0.2 1 0.6 66.7% 2 3 0.2 1.4 0.6 71.4% 3 4 0.2 1.8 0.6 74.1% 4 2 0.2 1.5 0.4 （1）第1次数据是图______（甲/乙）所示的滑轮组测得的。 （2）采用图甲装置实验时，应用手竖直向上______拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升。 （3）比较1、2、3次实验数据可判定，使用同一滑轮组，物重越大，滑轮组的机械效率越______。 （4）第4次实验中的机械效率约为______。 （5）比较第______两次实验数据初步得出：用同一滑轮组提升相同重物，其机械效率与滑轮组的绕绳方式无关。 （6）采用图甲装置实验时，弹簧测力计静止时读数，则测得的机械效率将比匀速拉动时测出的结果______（偏大/不变/偏小）。 （7）实验反思：为测算出滑轮组的机械效率，一定要测出物体上升的高度吗？你认为____________（选填“一定要”或“可以不要”）。 【答案】（1）甲 （2）匀速 （3）大 （4）66.7% （5）1、4 （6）偏大 （7）可以不要 【解析】 【小问1详解】 由第1次数据可知，承担动滑轮的绳子的段数为 因此第1次数据是图甲所示的滑轮组测得的。 【小问2详解】 采用甲图装置实验时，应用手竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升，弹簧测力计的示数稳定，拉力大小不变。 【小问3详解】 由表格中数据得，1、2、3次都是使用甲滑轮组进行实验的，比较1、2、3次实验数据可判定，在装置相同情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越大。 【小问4详解】 由表格数据可知，第4次实验中的机械效率为 【小问5详解】 要验证机械效率与绕绳方式无关，需要控制物重相同、滑轮组相同，仅绕绳方式不同，第1次和第4次实验满足该条件。 【小问6详解】 采用甲图装置实验时，如果在弹簧测力计静止时读数，由于不用克服摩擦力做功，有用功不变，总功变小，根据可知，测量的结果将比匀速拉动时偏大。 【小问7详解】 根据机械效率公式 可知，只需数出承担动滑轮绳子的股数，并测出物重G和拉力F即可计算滑轮组的机械效率，因此可以不测量物体上升的高度。 20. 如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。 （1）该实验中所探究物体的动能是指物体______（选填“A”或“B”）的动能，物体动能的大小是通过__________________来反映的； （2）实验表明，同一物体A从斜面高处滚下，高度越大，物体B被A推得越远，可以得出结论物体质量一定，______越大，动能越大； （3）若要研究物体动能与质量的关系，则需不同质量的物体从斜面______（选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，并观察记录； （4）有同学用图乙装置来探究物体动能大小与哪些因素有关的实验，设计了以下两个实验方案： 方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，比较木块被推动后移动的距离； 方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度，静止释放，推动相同位置的同一木块，比较木块移动的距离。 该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案______（选填“一”、“二”）。 （5）还有同学用两个质量不同的小球，先后从相同高度由静止滚下，钻入相同纸盒后移动相同的距离，如图，由此能不能得出质量越大动能越大的结论？__________________。 【答案】（1） ①. A ②. B物体被撞击后移动的距离 （2）速度 （3）相同 （4）一 （5）能 【解析】 【小问1详解】 该实验中通过比较木块在同一水平面被撞击的距离来比较小球到达水平面的动能大小，探究物体的动能是指物体A的动能。 【小问2详解】 同一物体A从斜面高处滚下，质量不变，高度越大，到达水平面时的速度越大，物体B被撞得越远，说明动能越大，可得结论为：当物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。 【小问3详解】 为了研究物体动能与物体质量的关系，实验中多次让不同质量的物体从斜面同一高度上静止滚下时，控制了小球的速度相同，应改变物体A的质量，则需不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下，并观察记录。 【小问4详解】 方案一：质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究钢球的动能大小与速度的关系；方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹性势能相同，转化成的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的，因此该同学的两个方案中，能完成动能影响因素探究的是方案一。 【小问5详解】 两个质量不同的小球（），先后从相同高度由静止滚下，小球到达水平面时的速度相同，钻入相同纸盒后移动相同的距离，由于质量较大的小球钻入纸盒后，整体质量较大，对接触面的压力大，摩擦阻力较大，由可知，质量较大的小球钻入的纸盒克服摩擦做的功较多，即质量较大的小球动能较大，由此能得出物体的速度一定时，质量越大，动能越大的结论。 21. 请你运用所学知识解答下列问题： （1）九年级1班的同学要进行“估测自己上楼的功率”的实验，他们将从一楼走到三楼。 ①实验器材：秒表、______、______。 ②以下是某同学设计的测量步骤，其中多余的是______（填字母）。 A.测出自己的质量m B.测出楼梯的总长度L C.测出一楼到三楼的台阶数n以及每一级台阶的高度h D.测出自己上楼所用的时间t （2）请利用②中的数据写出小组测得的上楼功率表达式P=____________。 （3）小组又继续探究“重力势能的大小与哪些因素有关”，重物A、B、C的质量关系为木桩相同。木桩和重物的位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。 ①该实验运用的实验方法有______、______。 ②比较重物A、B实验情况，我们可判断重力势能的大小和______的关系。 ③根据图甲、乙所示的实验，我们______（选填“能”或“不能”）比较出图甲中重物B、C的重力势能的大小相等，理由是__________________。 【答案】（1） ①. 体重计 ②. 卷尺 ③. B （2） （3） ①. 转换法 ②. 控制变量法 ③. 高度 ④. 能 ⑤. 重物B、C将两根木桩打入沙中的深度相同 【解析】 【小问1详解】 估测自己上楼的功率，根据  计算功率，因此需要测量的物理量有自己的质量，一楼到三楼的高度，自己上楼所用的时间，因此需要的测量工具有体重计、秒表和卷尺，多余的步骤是B。 【小问2详解】 根据实验的原理可得上楼功率表达式： 【小问3详解】 ①本实验通过木桩被打入沙中的深度来反映物体重力势能的大小，用到了转换法，研究重力势能的大小和重物质量、下落高度的关系时，使用了控制变量法； ②由题意可知，A、B两物体质量相等，高度不同，因此探究的是重力势能与高度的关系，通过比较重物A、B将木桩打入沙中的深度不同，可判断重力势能的大小和高度的关系。 ③由乙图可以看出重物B、C将两根木桩打入沙中的深度相同，所以能判断出重物B、C的重力势能相等。 五、计算题（每题6分，共12分） 22. 盘山公路可近似看作斜面。小杜乘坐景区观光车沿盘山公路以8m/s的速度匀速向上行驶，观光车总质量为，行驶时牵引功率恒为32kW，经过10min上升的竖直高度为480m。（g=10N/kg） 求： （1）该过程观光车的有用功。 （2）该过程观光车的总功。 （3）该斜面的机械效率。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 观光车总重力为 斜面的有用功是克服观光车重力做的功，即 【小问2详解】 观光车行驶时牵引功率 观光车行驶的时间 该过程观光车的总功 【小问3详解】 该斜面的机械效率 23. 用如图所示的滑轮组将重410N的物体在10s内匀速提升了2m，每个滑轮重均为40N，拉力F为250N。求： （1）有用功。 （2）拉力的功率。 （3）若绳子能够承受的最大拉力为500N，提升重物过程中绳子重和摩擦对应的额外功始终为总功的10%，求滑轮组的最大机械效率。（结果保留到1%） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 有用功是提升重物做的功，即 【小问2详解】 由图可知，该滑轮组承担物重的绳子段数， 绳子自由端移动的距离 拉力做的总功 拉力的功率​​ 【小问3详解】 绳子的拉力最大时滑轮组的机械效率最大，此时拉力做的总功 提升重物过程中克服绳子重和摩擦对应的额外功 克服动滑轮重力所做的额外功 拉力所做的有用功 滑轮组的最大机械效率 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $