江苏南京市第二十九中学初中部2026-2027学年上学期九年级物理10月阶段检测试题

2026-2027学年九年级物理10月阶段练习 （时间：90分钟， 满分：100分， 全卷g取10N/kg） 一．选择题（共12小题，每题2分，共24分） 1．如图所示的几种工具，使用时省距离的杠杆的是（　　） A. 剪刀 B.开瓶起子 C. 老虎钳 D.镊子 2．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A，动力作用点为C，阻力臂为AB B．支点为B，动力作用点为A，阻力臂为BC 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 3．小明为了锻炼身体制作了如图所示的简易拉力器，不计滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．A滑轮的作用是为了省力 B．B滑轮的作用是为了省力 C．人的拉力是物体重的一半 D．人的拉力是物体重的二倍 4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组，分别用其将A、B两个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，两次的拉力F1＝F2，不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是（　　） A．两物体的重GA＜GB B．两次做的有用功W1＜W2 C．两次拉力做功的功率P1＞P2 D．两滑轮组的机械效率η甲＜η乙 第2题图 第3题图 第4题图 5．某班准备组织一次爬楼比赛活动，规定从一楼登上五楼，比一比谁的功率最大。经讨论，同学们提出测量的物理量有：①一楼到五楼的高度h；②从一楼到达五楼所用的时间t；③每个同学的体重G；④一楼到五楼楼梯的长度L．则下面的比较方案中，能够分出胜负且最简单的比较方案是（　　） A．②④比较 B．①②③比较 C．②③比较 D．①②比较 6．下列关于温度、内能、热量和比热容，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体含有的热量多 B．内能大的物体其温度一定高 C．热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 D．热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体 7．用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。如图所示。两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（　　） A．两车的质量相等 B．两车的速度大小相等 C．质量较小的车速度较大 D．两车同时到达木板两端 8．如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A．小球能沿轨道向上运动到E点处 B．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功 C．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小 D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 9．如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（　　） A．t1﹣t2 时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 10.一均匀且下表面粗糙程度均匀的木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫了块C，恰好使木板水平放置，如图所示，现在水平力F将C由A向B匀速推动过程中，推力F将（　　） A．逐渐增大 B． 大小不变 C．先增大后减小 D．先减小后增大 第7题图 第8题图 第9题图 第10题图 11．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O，A两点间距离为2l，如图则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 12．如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，后对其施加方向始终向上的拉力F，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．板擦的重力为1.5N B．整个过程中拉力F一直增大 C．板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D．整个过程中拉力F做的功为0.75J 二．填空题（每空1分，共26分、共7小题） 13．生活中有许多简单机械： （1）如图，从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点是________ （用图上标出的名称回答）；在举起重物的过程中，重物对手掌的压力是_______ （选填“动力”或“阻力”）；桡骨杠杆是_______ （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 （2）如图，将穿好的鞋带向两端拉扯，鞋帮就会收紧，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。 14．用如图甲所示的滑轮提升重800N的物体，提升过程中拉力做功的部分数据如图乙所示。则有用功为_________ J，所用拉力F为________ N；若要计算拉力的功率，需要补充的一个物理量是______________ （选填“时间”或“高度”）。 第13题图 第14题图 第15题图 15．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为100N，OA为100cm，OC为20cm。图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，此时动力臂是_______ cm，动力F大小为_______ N。使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为_______ N。生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力_______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 16．生活中食物的能量常用“卡路里”。“卡路里”简称“卡”，1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所吸收的热量。那么1卡＝________ J。某种油炸食品，每100g提供的能量约为1×106卡，假设这些能量全部被质量为10kg、温度为20℃的水吸收，它的末在下列给出的四个温度中，最终有_______ 种可能（选填“1”、“2”、“3”或“4”）.[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] ①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃ 水温升高后，水的比热容_______ （选填“增大”“减小”或“不变”）。 17．如图1所示，将热汤放在冷水中，图2反映了两者的温度变化情况。由图可知，0～5min过程中，汤的温度_______ ，内能_______ ，这是通过________ 的方式来改变内能的。 第17题图 第18题图 第19题图 18．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度V0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 _____ 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2，则h1_______ h2，v1_______ v2（大于/等于/小于） 19．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.6m，则杠杆的机械效率η＝__________ （结果保留一位小数）。 （1）若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率将 _______ （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）若钩码的重量不变，将钩码悬挂点移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆机械效率为η1，若不计转轴O处摩擦，则：F1_____ F，η1_____ η（以上均选填“＞”“＝”或“＜”）。 （3）若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F2，杠杆的机械效率为η2，若不计转轴O处的摩擦，则：F2_____ F，η2_____ η（以上均选填“＞”“＝”或“＜”）。 三．解答题（20题6分，每图2分，其余每空1分，计算题6分+5分，共50分） 20．（1）如图甲所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂l2及力F1。 （2）用如图乙所示的钓鱼竿可视作杠杆，请在图中画出支点和阻力F2； （3）如图丙，某工人站在地面上使用两个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出绕绳方法。 甲 乙 丙 21．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验器材有轻质杠杆、弹簧测力计、若干0.5N的钩码等。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 0.5 20.0 0.5 20.0 3 0.5 30.0 1.5 10.0 4 1.0 15.0 0.5 30.0 5 1.0 15.0 1.5 10.0 （1）除图中提供的器材外，还需要的测量工具是________ ； （2）图甲中杠杆静止，此时杠杆_______ （选填“处于”或“不处于”）平衡状态； （3）图甲中要使杠杆水平平衡，应将平衡螺母向_____ 端调节，杠杆在水平位置平衡的好处是___________ ； （4）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码所挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图乙所示。多次实验并记录数据，如表所示，分析表中数据可以得出，杠杆的平衡条件是______________ ；（用符号表示） （5）进一步改进实验方案，增加了弹簧测力计，如图丙所示，此时杠杆在水平方向平衡。保持弹簧测力计的示数不变，使弹簧测力计偏离竖直方向，杠杆将_________ （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持不动”）； （6）用图丁所示的两根相同的金属杆设计了两种悬臂式红绿灯，根据上述结论判断，螺钉对支架底座施加的力较小的是_____ ；（填选项字母） （7）实验过程中，同组同学提出了新的疑问：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是他们利用如图戊所示方式进行探究，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，原因是_________________ ； （8）如图己所示，两人抬一个长为L重为G的左细右粗的圆木（重心O偏右），若两人拾箱的力F1（左边的人施加的力）和F2（右边的人施加的力）均竖直向上，作用点分别在圆木左右两端，距离重心O的距离分别为L1、L2，根据探究出的杠杆平衡条件，可以得出F1＝____________________ （用题干中符号表示），进而你还可以判断两人用力的大小关系为F1_____ F2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 22．小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 （1）在实验中，测绳端拉力F时，应在 （选填“匀速拉动”或“静止”时读数），表格中空格处数据应为__________ （结果保留一位小数）； （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与_______ 有关； （3）根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是_____ 。 A.71.6% B.82.4% C.92.1% D.100% （4）小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值ΔW（W总﹣W有﹣W轮）发现钩码的重力越大，ΔW_______ （越大/越小/不变）； （5）根据所学知识，分析丁图中的A点可知，被提升物体所受的重力一定： A．小于18N B．等于18N C．大于18N 23．小明在操场上进行体育活动。 （1）小明引体向上的运动如图甲，为估测其功率进行了以下实验： ①用体重秤测出自身的质量m；②测出1次引体向上过程中上升的高度h； ③记录n次引体向上的 _______ ；④则小明引体向上时的功率P＝ _________________ （用所测物理量符号表示）。 （2）小明向右上方投出实心球，M、N和S是球出手后经过的三点，球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是 ____________ ，N点机械能EN的大小范围可能是 _____________ 。 26．为探究物体动能的大小与哪些因素有关，实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验： （1）该实验的研究对象是_____________ ，实验中通过 反应物体的动能大小，下列实验中也用到此种方法的是_____ （填序号）。 ①模拟打桩实验；②探究杠杆平衡的条件。 （2）若把小车从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃，则W毛巾_____ W玻璃（＞/＜/＝）。 （3）图丁是小蔡设计的实验装置，将弹簧压缩相同的长度，由静止释放，推动质量不同的钢球，分别撞击同一木块，来探究“动能与质量的关系”。如果用该方案，你将观察到的现象是_______________ 。 （4）滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌；现将运动轨迹简化如图戊所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是图戊中的_____ （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 25．科技小组学习完比热容相关知识后，想利用自制教具探究海陆风的成因。 任务一：探究沙子和水的吸热能力 （1）利用如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。取相同_______ 和初温的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，实验时通过比较_________ 来间接反映水和沙子吸收热量的多少； （2）依据实验数据描绘如图乙的水和沙子的温度随时间变化的图像，由图像可知在时间相同时水的升温比沙子的升温慢，升高相同温度， 的加热时间长，说明_____ 的吸热能力强，根据图像可知水和沙子的比热容是________ J/（kg·℃）；（c水＝4.2×103J/（kg•℃）） 任务二：实验模拟海陆风的形成 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一个小孔，连上一个两端开口的透明细管AB，点燃一支香放在细管中（如图丙），请利用所学知识分析判断：相同条件下，加热一段时间后，白烟将会从管的_____ （选填“A”或“B”）管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间风是_____ （选填写字母）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 26．体重为600N的小亮，用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面提起，使木箱在5s内匀速上升1m，所用的拉力为250N。不计绳重和摩擦，求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力为 N。 27．如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000J．现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的质量为200g；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将比热容为0.2×103J/（kg•℃）的合金球迅速放入乙液体中（从球放入到达到热平衡不计热损失），它们的温度随时间变化图象如图乙所示（部分图象未画出）。 （1）加热60s时，乙液体吸收的热量为多少； （2）甲液体的比热容为多少； （3）合金球的质量为 kg. 2026-2027学年九年级物理10月阶段练习 参考答案与试题解析 一．选择题（共12小题，每题2分，共24分） 1．如图所示的几种工具，使用时省距离的杠杆的是（　　） A. 剪刀 B.开瓶起子 C. 老虎钳 D.镊子 【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。 【解答】解：A、剪子在使用过程动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； B、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； C、钳子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离； C、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离。 故选：D。 【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：①省力杠杆，动力臂大于阻力臂；②费力杠杆，动力臂小于阻力臂；③等臂杠杆，动力臂等于阻力臂。 2．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A，动力作用点为C，阻力臂为AB B．支点为B，动力作用点为A，阻力臂为BC 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 【分析】由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析。 【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可得，动力，要使动力最小，在阻力G一定时，需动力臂L1最大，阻力臂L2最小。 由图可知LAB＜LBC，LAC＝LAB+LBC，则LAC为最大力臂，LAB 为最小力臂，所以支点为A，动力作用点为C，阻力臂为AB，故A正确、BCD错误。 故选：A。 【点评】本题考查了杠杆平衡条件的应用，属于中档题。 3．小明为了锻炼身体制作了如图所示的简易拉力器，不计滑轮重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．A滑轮的作用是为了省力 B．B滑轮的作用是为了省力 C．人的拉力是物体重的一半 D．人的拉力是物体重的二倍 【分析】（1）轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮，定滑轮不省力，但是可以改变力的方向； （2）和物体一起运动的滑轮为动滑轮，动滑轮可以省力，但不能改变动力方向。 【解答】解：AB、如图所示的装置，滑轮B的轴的位置固定不动，是定滑轮，滑轮A和物体一起运动，是动滑轮。对于滑轮A动力作用在轴上，阻力作用在绳子自由端，此时的动滑轮可以看作动力臂小于阻力臂的杠杆，此时的动滑轮费力，B滑轮是定滑轮，它的作用是改变力的方向，不是为了省力，故AB错误； CD．对于滑轮A，可以看作动力臂是阻力臂一半的杠杆，根据杠杆平衡条件，此时动力将是阻力的二倍，就是：人的拉力是物体重的二倍。故C错误，D正确。 故选：D。 【点评】本题考查了动滑轮和定滑轮的判断，以及动滑轮的相关计算，属于基础题。 4．如图所示，用相同的滑轮安装成甲、乙两个滑轮组，分别用其将A、B两个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，两次的拉力F1＝F2，不计绳重和摩擦。下列说法不正确的是（　　） A．两物体的重GA＜GB B．两次做的有用功W1＜W2 C．两次拉力做功的功率P1＞P2 D．两滑轮组的机械效率η甲＜η乙 【分析】（1）由图知，n1＝2，n2＝3，不计绳重和摩擦，利用F（G+G动），已知F1＝F2，比较G1和G2大小关系； （2）根据W＝Fs比较功的大小； （3）根据P比较功率大小； （4）将重物匀速提升相同高度h，动滑轮重力相同，额外功相同，根据重力的关系判断出有用功的大小，根据η100%判断机械效率。 【解答】解：A．不计绳重和摩擦， 左图中n1＝2，则 提升重物的重力GA＝2F1﹣G动 右图中n2＝3，则 提升重物的重力GB＝3F2﹣G动 因为F1＝F2，所以可得GA＜GB；故A正确； B．A、B两个物体在相同时间内匀速提升相同的高度，则A中拉力移动的距离s1＝2h，B中拉力移动的距离s2＝3h，W1＝F1s1，W2＝F2s2，因为F1＝F2，所以W1＜W2，故B正确； C．时间相同，且W1＜W2，，，则P1＜P2，故C错误； D．将重物匀速提升相同高度h，动滑轮的重力相同，则额外功相同，因为GA＜GB，所以由W有用＝Gh可知W有用1＜W有用2，所以乙图滑轮组的有用功在总功中所占的比例较大，则乙图滑轮组的机械效率较高，即η甲＜η乙，故D正确。 故选：C。 【点评】本题考查了机械效率、功和功率比较，利用好：绳重和摩擦不计，F（G+G动），η100%是解题的关键。 5．某班准备组织一次爬楼比赛活动，规定从一楼登上五楼，比一比谁的功率最大。经讨论，同学们提出测量的物理量有：①一楼到五楼的高度h；②从一楼到达五楼所用的时间t；③每个同学的体重G；④一楼到五楼楼梯的长度L．则下面的比较方案中，能够分出胜负且最简单的比较方案是（　　） A．②④比较 B．①②③比较 C．②③比较 D．①②比较 【分析】要想比较功率的大小，应从公式的角度，通过公式分析出需要测量的量，并注意在爬楼过程中，这里不同的量是每位同学的体重G和爬楼的时间t，而相同的量则是一楼到五楼的高度H，因此，根据这一分析，可判断各选项中的说法哪一个能达到实验的目的，且更简便。 【解答】解：由P可知，需要知道每位同学所做的功W和爬楼的时间t，而根据功的公式W＝GH，还要知道每位同学的体重G的楼的高度H，值得注意的是，每位同学都是从一楼登上五楼，其高度H是相同的，所以不去测量楼的高度也不会影响到实验的结果。这样我们只需要测量每个同学的体重、爬楼的时间，通过比较就可以知道功率的大小了。 故选：C。 【点评】本题是考查生活中功率的测量，要求我们知道功率的计算公式以及要测量的物理量。 6．6．下列关于温度、内能、热量和比热容，下列说法正确的是（　　） A．温度高的物体含有的热量多 B．内能大的物体其温度一定高 C．热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体 D．热量可以从内能小的物体转移到内能大的物体 【分析】（1）一切物体都具有内能，内能的大小跟质量、温度、状态有关。 （2）热传递的条件和热传递的特点。内能是指物体内部所有分子的分子动能和分子势能的和；物体的内能发生变化，可能表现在物体的温度变化，也可能是状态的变化。 （3）热量是热传递过程中传递能量的多少，不能说含有多少热量，只能说放出或吸收多少热量。 【解答】解：A、温度高的物体含有热量一定多，不对，不能说含有或者具有热量。故A错误。 B、内能的大小与质量、温度、状态等因素有关，内能大的物体，温度不一定高，故B错误； C、D、热传递的条件是物体之间有温度差，内能小的物体温度可能高，热量可以从内能小的物体传递到内能大的物体，故C错误、D正确。 故选：D。 【点评】要正确理解温度、热量与内能的关系，改变物体内能的两种方法是等效的，以及热传递的条件和热传递的特点。 解决问题的诀窍是：物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体吸收了热量，不一定是用来升高温度。 7．用细绳系住厚度不均匀的木板的O处，木板恰好处于静止状态，且上表面保持水平。如图所示。两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动，要使木板在此过程始终保持平衡，必须满足的条件是（　　） A．两车的质量相等 B．两车的速度大小相等 C．质量较小的车速度较大 D．两车同时到达木板两端 【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2和速度公式v列出等式m1v1＝m2v2，然后对照各个选项逐一分析分析即可解答。 【解答】解： 木板原来是平衡的，两玩具车同时从O点附近分别向木板的两端匀速运动， 若保持木板平衡根据杠杆的平衡条件： G1L1＝G2L2， 根据v可得L＝vt，则有：m1v1t＝m2v2t，即：m1v1＝m2v2， A、两车的质量相等，速度不同则不能平衡，故A错误； B、车的速度大小相等，质量不同不能平衡，故B错误； C、质量较小的车速度较大，故C正确； D、须满足与两端距支点距离相等才能平衡，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了速度、重力和杠杆平衡条件的应用，正确分析出杠杆上的五个要素是解题的关键所在。 8．如图所示，金属小球从光滑轨道中的A处由静止滑下，经过B点，到达最低点C后，再沿轨道向上运动，若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（　　） A．小球能沿轨道向上运动到E点处 B．小球从A点加速下滑到C点时，重力没有对小球做功 C．小球到达C点时，它的动能最大，重力势能最小 D．小球到达D点时的机械能大于它到达B点时的机械能 【分析】影响动能大小的因素有：质量和速度，质量越大，速度越快，动能越大。 影响重力势能大小的因素有：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。在只有动能和势能进行转化时，机械能守恒。惯性是物体本身的一种性质，它的大小只与物体的质量有关。 【解答】解：AD、因为是光滑的曲面，不计空气阻力，小球在斜面上运动没有能量的损耗，小球的机械能守恒，即小球在B点时的机械能等于它在D点时的机械能；同时，小球能到达的最高点应与A点在同一水平直线上，不能沿轨道向上运动到E点，故AD错误； B、小球从A点加速下滑到C点过程中，重力势能减小为动能，对物体做功，故B错误。 C、小球到达C点时，它的高度最低，所以重力势能最小，同时速度最大，所以动能最大，故C正确； 故选：C。 【点评】本题考查了动能、势能、机械能的变化的判断以及惯性的认识和理解，掌握这些基础知识是解题的关键。 9．如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（　　） A．t1﹣t2 时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容 【分析】（1）液体的沸腾或晶体的熔化过程吸热温度不变，内能增加； （2）根据Q＝cmΔt分析解答； （3）吸收热量的多少通过加热时间的长短来表现； （4）根据Q＝cmΔt分析bc比热容的大小。 【解答】解： 由图象知： A、t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误； B、如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据Q＝cmΔt知，b的质量大于a的质量，故B正确； C、温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误； D、用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故D错误。 故选：B。 【点评】此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图象分析的能力，以图象的形式考查物理规律，具有直观、客观的特点，是现在物理测试的热点考查方式。 10.一均匀且下表面粗糙程度均匀的木板AB，B端固定在墙壁的转轴上，木板可在竖直面内转动，木板下垫了块C，恰好使木板水平放置，如图所示，现在水平力F将C由A向B匀速推动过程中，推力F将（　　） A．逐渐增大 B． 大小不变 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【分析】以杆为研究对象，杆受重力G和C对它的支持力FN，由力矩平衡条件知G•l=FN•l.（杆长为l,N的力臂为L）在C逐渐向右推移的过程中，根据支持力对轴B的力臂l逐渐减小，可知FN的变化。由此可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，然后再由平衡条件知，水平推力F的变化。 【解答】解：杆受重力G和C对它的支持力FN，由力矩平衡条件知G•l=FN•L．在C逐渐向右推移的过程中，支持力FN对轴B的力臂L逐渐减小，则FN逐渐增大。由此可知，C和木板间、C和地面间的摩擦力逐渐增大，由平衡条件知，水平推力F也逐渐增大。 故选：A。 【点评】此题考查了平衡力知识以及物体状态与受力情况的联系；结合物体状态可推断出物体受到平衡力作用，然后找出平衡力中的具体的力即可。 11．原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O，A两点间距离为2l，如图则能反映钢球从O点运动到A点的过程中，其动能EK随运动距离s变化的关系图象可能是（　　） A． B． C． D． 【分析】小球下降过程，重力势能转化为动能的过程；小球拉动橡皮筋，小球动能转化为橡皮筋的弹性势能，动能逐渐变小，据此分析小球动能随移动距离变化并做出判断。 【解答】解： 橡皮筋的原长为l，小球从最高点下降至l过程中，在重力的作用下小球做加速运动，动能逐渐变大； 小球从l继续下降至2l过程中，开始一段距离内重力仍大于弹力，所以小球继续加速运动，动能继续增大；当重力等于弹力时，合力等于零，小球达到最大速度，因此，动能最大的点在大于l的位置；此后，重力小于弹力，小球做减速运动，动能逐渐变小； 即整个过程中小球的动能先增大后减小，且动能最大的点在大于l的位置；对照选项中的图象可知，只有B选项符合题意。 故选：B。 【点评】本题考查了动能和势能的转化过程分析以及动能随运动距离变化的关系图象的画法，弄清橡皮筋从l到2l过程的能量转化是关键。 12．如图甲所示，一磁性板擦静止吸附在黑板上，后对其施加方向始终向上的拉力F，板擦最终向上运动。过程中板擦所受摩擦力f和板擦移动距离s与时间t的关系图像分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（　　） A．板擦的重力为1.5N B．整个过程中拉力F一直增大 C．板擦所受滑动摩擦力的大小为2.5N D．整个过程中拉力F做的功为0.75J 【分析】（1）会对物体整个运动过程受力分析；（2）理解路程与时间图像。 【解答】解：A.由乙图可知：当t＝0s时，F＝0N，f＝1N，板擦受到重力和摩擦力是一对平衡力，则板擦受到重力G＝1N，故A错误； B.由丙图可知：4—6s板擦做匀速直线运动，F＝G+f＝1N+1.5N＝2.5N（f和G保持不变），则4—6s拉力大小不变，故B错误； C.由乙丙图可知：4—6s板擦做匀速直线运动，板擦所受滑动摩擦力的大小为1.5N，故C错误； D.由丙图可知：0—4s板擦静止，不做功；4—6s板擦做匀速直线运动，所做的功W＝Fs＝2.5N×0.3m＝0.75J，故D正确。 故选：D。 【点评】本题主要考查学生对物体要会受力分析；能看懂和理解路程与时间图像，会计算功，此题难度较大。 二．填空题（每空1分，共26分、共7小题） 13．生活中有许多简单机械： （1）如图，从物理学的视角来看，桡骨可以简化为杠杆。该杠杆的支点是　肘关节　 （用图上标出的名称回答）；在举起重物的过程中，重物对手掌的压力是　阻力　 （选填“动力”或“阻力”）；桡骨杠杆是　费力　 （选填“省力”、“费力”或“等臂”）杠杆。 （2）如图，将穿好的鞋带向两端拉扯，鞋帮就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中　滑轮组　 （选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”）的省力原理相同。 【分析】（1）明确杠杆的五要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。 （2）明确杠杆的类型：等臂杠杆、费力杠杆、省力杠杆。 （3）根据动力臂和阻力臂的大小，由杠杆的平衡条件判定杠杆的类型。 （4）鞋带拉扯时通过多段绳分担力，从而确定与之类似的简单机械。 【解答】解：（1）如图所示，桡骨在肱二头肌的牵引下绕着肘关节转动，肘关节就是该杠杆的支点；在提起重物的过程中，重物对手掌的压力是阻力，而肱二头肌的拉力是动力，且动力臂小于阻力臂，因此，桡骨杠杆是费力杠杆。 （2）鞋带向两端拉扯时，通过多段绳分担力，与滑轮组的省力原理相同。 故答案为：（1）肘关节；阻力；费力；（2）滑轮组。 【点评】本题考查杠杆的分类和杠杆在人体中的应用，是一道简单的基础题。 14．用如图甲所示的滑轮提升重800N的物体，提升过程中拉力做功的部分数据如图乙所示。则有用功为　1600　 J，所用拉力F为　500　 N；若要计算拉力的功率，需要补充的一个物理量是　时间　（选填“时间”或“高度”） 。 【分析】（1）根据额外功占30%，计算出总功和有用功； （2）根据W有用＝Gh计算出物体上升的高度，根据W总＝Fs计算出拉力； （3）由功率公式P可知，已知拉力做的总功，若要计算拉力的功率，需要补充做功时间，据此分析。 【解答】解：由图乙可知，有用功在总功中占80%，则额外功占总功的1﹣80%＝20%，提升物体过程中所做的额外功为400J； 则所做的总功为：W总2000J； 有用功为：W有用＝80%×W总＝80%×2000J＝1600J； 由W有＝Gh可得，物体上升的高度为：h2m； 由图甲可知，动滑轮绳子段数n＝2，则绳子自由端移动的距离s＝nh＝2×2m＝4m； 由W总＝Fs可得，所用拉力为：F500N； 功率公式为P，已知拉力做的总功，因此若要计算拉力的功率，需要补充做功时间，即提升物体所用的时间。 故答案为：1600；500；时间。 【点评】本题考查有用功、额外功和总功的关系，动滑轮的机械效率、功的计算、功率的计算，有一定难度。 15．如图所示为一拉杆旅行箱的示意图，将其视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆端点。已知箱重为100N，OA为100cm，OC为20cm。图中在A点沿图示方向施加动力F，箱子静止，此时动力臂是　50　 cm，动力F大小为　40　 N。使拉杆箱在图示位置静止的最小动力为　20　 N。生活中，常把箱内较重物品靠近O点摆放，这样使拉杆箱在图示位置静止的最小动力　变小　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【分析】（1）在直角三角形中，30°角所对的边是斜边的一半，可知力F的力臂大小； （2）根据杠杆的平衡条件可得动力F； （3）根据杠杆的平衡条件可知，阻力与阻力臂一定时，动力臂最大时，动力最小； （4）把箱内较重物品靠近O点摆放，减小了阻力臂，动力F变小。 【解答】解：（1）在直角三角形中，30°角所对的边是斜边的一半，因此动力臂为：； （2）根据杠杆的平衡条件可得：F×50cm＝100N×20cm，动力F＝40N； （3）根据杠杆的平衡条件可知，阻力与阻力臂一定时，动力臂最大时，动力最小； 当以OA为动力臂时，动力臂L＝100cm最大，此时动力F； （4）把箱内较重物品靠近O点摆放，减小了阻力臂，动力臂与阻力一定时，动力F变小。 故答案为：50；40；20；变小。 【点评】本题考查杠杆平衡条件的计算，在直角三角形中，30°角所对的边是斜边的一半。 16．生活中食物的能量常用“卡路里”。“卡路里”简称“卡”，1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所吸收的热量。那么1卡＝　4.2　 J。某种油炸食品，每100g提供的能量约为1×106卡，假设这些能量全部被质量为10kg、温度为20℃的水吸收，它的末在下列给出的四个温度中，最终有 2 种可能（选填“1”、“2”、“3”或“4”）.[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] ①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃ 水温升高后，水的比热容　不变　 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【分析】（1）根据Q吸＝cmΔt求出1g水温度升高1℃所吸收的热量，即1卡的大小； （2）结合（1）得出水吸收的热量，根据公式Q吸＝c水m（t﹣t0）的变形式计算水升高到的温度； （3）比热容的大小与种类和状态有关，与质量、温度和热量无关。根据相同热量比较升高的温度分析比热容。 【解答】解：（1）1卡是这样规定的：在1个标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所吸收的热量， 1g水温度升高1℃吸收的热量为：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×1×10﹣3kg×1℃＝4.2J， 所以1卡＝4.2焦； （2）每100g这种油炸食品可提供的能量为：1×106卡＝1×106×4.2J＝4.2×106J， 假设这些能量全部被水吸收，则水吸收的热量Q′＝4.2×106J， 根据Q吸＝c水m（t﹣t0）可得，水的温度将升高到：tt020℃＝120℃.但是1个标准大气压下，睡得沸点只有100℃，因此水温最高为100℃。若这些热量没有全部被水吸收，则水温小于100℃，故①②正确，有2种可能； （3）比热容的大小与种类和状态有关，与质量、温度和热量无关，故水温升高后，水的比热容不变。 故答案为：4.2；2；不变。 【点评】本题考查热量的相关计算，题目难度不大。 17．如图1所示，将热汤放在冷水中，图2反映了两者的温度变化情况。由图可知，0～5min过程中，汤的温度　降低　 ，内能　减小　 ，这是通过　热传递　 的方式来改变内能的。 【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。 【解答】解：因热汤初始温度高于冷水，故图2中温度下降的曲线为汤的温度变化曲线，0～5min内汤的温度降低，分子热运动的剧烈程度减弱，内能减小； 热汤和冷水之间存在温度差，冷水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变内能。 故答案为：降低；减小；热传递。 【点评】本题主要考查学生对影响内能的因素、热传递的条件的了解和掌握，难度不大，属于基础题目。 18．如图所示，在同一高度以大小相同的初速度V0分别竖直向上和斜向上将同一小球抛出，不计空气阻力。小球上升时，小球的 　动　 能转化为重力势能；小球竖直向上、斜向上到达最高点时到水平地面的高度分别为h1和h2，小球又下落到与抛出点等高度时的速度大小分别为v1和v2，则h1　大于　 h2，v1　等于　 v2（大于/等于/小于） 【分析】两个小球在运动的过程中，只有重力做功，机械能都守恒，由机械能守恒定律分析动能势能关系。 【解答】解：小球上升时，速度变小，高度变大，动能变小，重力势能变大，动能转化为重力势能； 两个完全相同的小球，在同一高度处以相同大小的初速度，他们的动能和重力势能相同，故两球抛出时的机械能相同，忽略空气阻力，两球抛出后上升到最高点时斜向上的小球运动到最高点时，动能没有全部转化为重力势能，其重力势能较小、高度较小，因此两球抛出后上升到最高点时到地面的高度h1＞h2； 小球又下落到与抛出点等高度时，重力势能相同，不计空气阻力，机械能不变，则动能相同，所以速度也相同。 故答案为：动；大于；等于。 【点评】本题考查影响物体动能与重力势能的转化，只有动能和重力势能相互转化时，机械能守恒，难度适中。 19．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.6m，则杠杆的机械效率η＝　66.7%　 （结果保留一位小数）。 （1）若增加钩码的重量，重复实验，则杠杆的机械效率将 　变大　 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； （2）若钩码的重量不变，将钩码悬挂点移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F1，杠杆机械效率为η1，若不计转轴O处摩擦，则：F1　＞　 F，η1　＞　 η（以上均选填“＞”“＝”或“＜”）。 （3）若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，设此时弹簧测力计的示数为F2，杠杆的机械效率为η2，若不计转轴O处的摩擦，则：F2　＞　 F，η2　＝　 η（以上均选填“＞”“＝”或“＜”）。 【分析】由已知条件，根据η100%求杠杆的机械效率； （1）根据η100%； （2）根据杠杆的平衡条件，根据变化的量和不变的量，确定动力的变化； 通过分析有用功和额外功的变化，根据η100%，得出机械效率的变化； （3）根据杠杆平衡条件进行分析；通过分析有用功和额外功的变化，根据η100%得出机械效率的变化。 【解答】解：G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.6m， 杠杆的机械效率： η100%≈66.7%； （1）若增加钩码的重量，重复实验，则有用功增大，根据η100%，则杠杆的机械效率将变大； （2）根据原图可知，将钩码移动到Q点时，阻力和动力臂都不变，阻力臂增大，由F1L1＝F2L2可知，动力将增大，即F1＞F； 将钩码移至Q点，提升相同高度，由W有＝Gh，有用功相同，弹簧测力计竖直移动的距离不同，如下图1所示： 钩码悬挂点移动到Q点时测力计上升的高度小，若不计转轴O处摩擦，克服杠杆的自重做的额外功小些， 根据η100%，所以机械效率变大，即η1＞η； （3）根据原图示可知，若钩码的重量不变，将弹簧测力计移动到Q点时，阻力和阻力臂都不变，动力臂减小，由F1L1＝F2L2可知，动力将增大，即F2＞F； 由于有用功和额外功均不变，则总功也不变，根据η100%，故机械效率不变，即η2＝η。 故答案为：66.7%；（1）变大；（2）＞；＞（3）＞；＝。 【点评】本题研究杠杆的机械效率，考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式和杠杆的平衡条件是关键。有一定难度。 三．解答题（20题6分，每图2分，其余每空1分，计算题6分+5分，共50分） 20．（1）如图甲所示，杠杆在力F1、F2作用下处于平衡状态，l1为F1的力臂。请在图中作出F2的力臂l2及力F1。 （2）用如图乙所示的钓鱼竿可视作杠杆，请在图中画出支点和阻力F2； （3）如图丙，某工人站在地面上使用两个滑轮组成的滑轮组提升重物，请用笔画线代替绳子，画出绕绳方法。 【分析】根据力臂是支点到力的作用线的垂直距离可作出F2的力臂l2，根据力的作用线与力臂垂直，可作出力的作用线，与杠杆的交点就是力的作用点，根据动力和阻力的关系可确定力的方向。 【解答】解：由图a可知，O为支点，由O向力F2的作用线引垂线，支点到垂足的距离就是力臂l2； 作力臂l1的垂线即力F1的作用线，与杠杆的交点就是作用点，F1使杠杆的转动方向与力F2的相反，所以力F1，如图： （2）鱼线对钓鱼竿右端竖直向下的拉力即为阻力F2，过支点O作动力F1作用线的垂线段即为动力臂l1，作图如下： （2）由于工人在地上向下拉绳子，所以可以从工人处开始绕绳来组装滑轮组，如图所示： 【点评】考查了力臂和力的作法。关键是要作出支点到力的作用线的垂线段，掌握作图的基本方法，并且作图要规范。 考查滑轮组承担物重绳子股数，滑轮组的绕线方法不同，拉力的方向不同，达到省力程度也不同，绳子股数越多越省力。 21．在“探究杠杆的平衡条件”实验中，实验器材有轻质杠杆、弹簧测力计、若干钩码（每个重0.5N）等。 实验次数 动力F1/N 动力臂L1/cm 阻力F2/N 阻力臂L2/cm 1 0.5 20.0 1.0 10.0 2 0.5 20.0 0.5 20.0 3 0.5 30.0 1.5 10.0 4 1.0 15.0 0.5 30.0 5 1.0 15.0 1.5 10.0 （1）除图中提供的器材外，还需要的测量工具是　刻度尺　 ； （2）图甲中杠杆静止，此时杠杆　处于　 （选填“处于”或“不处于”）平衡状态； （3）图甲中要使杠杆水平平衡，应将平衡螺母向　左　 端调节，杠杆在水平位置平衡的好处是　便于测量力臂　 ； （4）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码，改变钩码所挂位置，使杠杆重新在水平位置平衡，如图乙所示。多次实验并记录数据，如表所示，分析表中数据可以得出，杠杆的平衡条件是　F1L1＝F2L2 ；（用符号表示） （5）进一步改进实验方案，增加了弹簧测力计，如图丙所示，此时杠杆在水平方向平衡。保持弹簧测力计的示数不变，使弹簧测力计偏离竖直方向，杠杆将　左端下沉　 （选填“左端下沉”、“右端下沉”或“保持不动”）； （6）用图丁所示的两根相同的金属杆设计了两种悬臂式红绿灯，根据上述结论判断，螺钉对支架底座施加的力较小的是　A　 ；（填选项字母） （7）实验过程中，同组同学提出了新的疑问：若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是他们利用如图戊所示方式进行探究，用弹簧测力计竖直向上拉使杠杆处于水平平衡状态时，测出的拉力大小都与杠杆平衡条件不相符，原因是　杠杆自重对杠杆平衡有影响　 ； （8）如图己所示，两人抬一个长为L重为G的左细右粗的圆木（重心O偏右），若两人拾箱的力F1（左边的人施加的力）和F2（右边的人施加的力）均竖直向上，作用点分别在圆木左右两端，距离重心O的距离分别为L1、L2，根据探究出的杠杆平衡条件，可以得出F1＝　　 （用题干中符号表示），进而你还可以判断两人用力的大小关系为F1　＜　 F2（选填“＞”“＜”或“＝”）。 【分析】（1）根据题意知，要测量动力臂和阻力臂的大小的测量工具； （2）杠杆的平衡是指静止或匀速转动； （3）实验时，使杠杆在水平位置平衡的目的是便于测量力臂；如果杠杆右端下沉，则应该将平衡螺母向左调节； （4）分杠杆平衡的普遍规律是：动力×动力臂＝阻力×阻力臂，即F1×l1＝ F2×l2； （5）根据杠杆的平衡条件分析； （6）图中没有螺钉会向左倒下而转动，故支点是底座左侧边缘，螺钉是动力，根据阻力和阻力臂的大小结合杠杆的平衡条件分析； （7）（8）根据杠杆的平衡条件分析解答。 【解答】解：（1）探究杠杆平衡条件的实验中，需要测量动力臂和阻力臂的大小，因此除图中提供的器材外，还需要刻度尺； （2）实验前，将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，此时杠杆处于静止状态，杠杆达到平衡状态； （3）为了便于测量力臂，应该使杠杆在水平位置平衡；如图甲所示，杠杆右端下沉，要使杠杆在水平位置平衡，应将平衡螺母向左调节； （4）分析表中数据可知，每一次实验中动力与动力臂的乘积都等于阻力与阻力臂的乘积，故杠杆的平衡条件是F1L1＝F2L2； （5）图丙中，保持弹簧测力计的示数不变，使弹簧测力计偏离竖直方向倾斜拉时，拉力的力臂变小，则拉力与其力臂的乘积变小，小于左侧钩码重力与其力臂的乘积，因此杠杆不能保持水平平衡，杠杆将左端下沉； （6）将立柱与横杆连接处视为支点，红绿灯的重力为阻力，螺钉对底座的拉力为动力。两图中阻力和动力臂均相同，图A中红绿灯的等效的阻力臂较小，根据杠杆平衡条件可知，图A中螺钉对支架底座施加的力较小； （7）如图丁示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的重力对杠杆平衡有影响； （8）根据图己关系可得，以右边为支点，F1L＝GL2，F1；以左边为支点，F2×L＝GL1，，因为L1＞L2，所以F2＞F1。 故答案为：（1）刻度尺；（2）处于；（3）左；便于测量力臂；（4）F1L1＝F2L2；（5）左端下沉；（6）A；（7）杠杆自重对杠杆平衡有影响；（8）F1；＜。 【点评】本题考查杠杆的平衡条件，杠杆平衡的调节以及重力对杠杆平衡的影响，难度不大。 22．小明用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表：（若忽略绳重和摩擦） 次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/% 1 2 10 0.8 30 83.3 2 4 10 1.5 30 ____ 3 6 10 2.2 30 90.0 （1）在实验中，测绳端拉力F时，应在 匀速拉动 （选填“匀速拉动”或“静止”时读数）表格中空格处数据应为　88.9%　 （结果保留一位小数）； （2）分析以上实验数据可以得出结论：同一滑轮组的机械效率与　物重　 有关； （3）根据实验结论推测，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能是　C　 。 A.71.6% B.82.4% C.92.1% D.100% （4）小明进一步研究，测出动滑轮的重力为0.1N，再计算出每一次实验中总功与有用功和克服动滑轮重力所做的功的差值ΔW（W总﹣W有﹣W轮）发现钩码的重力越大，ΔW　越大　 （越大/越小/不变）； （5）根据所学知识，分析丁图中的A点可知，被提升物体所受的重力一定： C A．小于18N B．等于18N C．大于18N 【分析】（1）根据机械效率公式可求实验2滑轮组的机械效率； （2）研究同一滑轮组提升重物时，滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时，要控制其它因素相同，只改变提升物体的重力； （3）根据表格数据得出结论，使用该滑轮组将重8N的物体匀速提升10cm此次做的额外功可能为0.07J，据此得出此时滑轮组的机械效率； （4）根据表中数据，求出在每一组总功与有用功和克服动滑轮重力的功的差值，比较大小得出结论；根据要控制物体提升的高度相同回答；分别得出3次实验的ΔW回答；由影响摩擦力大小的因素分析； （5）忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率η即可求出被提升物体所受的重力。 【解答】解：（1）计算机械效率时，需要考虑绳重和摩擦，如果静止时读数，机械效率会偏大，因此需要在匀速拉动时读数。实验2滑轮组的机械效率： η100%100%≈88.9%； （2）分析1、2、3组实验数据可知，对于同一个滑轮组，物种越重，机械效率越大，故结论为机械效率与物重有关； （3）对于同一个滑轮组，物种越重，机械效率越大，分析第3组数据可知，物重大于第3组数据的物重6N，故机械效率大于第3组的机械效率，大于90%，小于100%，故C符合题意；AB不符合题意。 故选：C； （4）分析第一组数据可知： ΔW1＝W总﹣W有﹣W轮＝0.8N×0.3m﹣2N×0.1m﹣0.1N×0.1m＝0.03J， 分析第二组数据可知： ΔW2＝W总﹣W有﹣W轮＝1.5N×0.3m﹣4N×0.1m﹣0.1N×0.1m＝0.04J， 分析第三组数据可知： ΔW3＝W总﹣W有﹣W轮＝2.2N×0.3m﹣6N×0.1m﹣0.1N×0.1m＝0.05J， 分析表格中的数据可知，发现钩码的重力越大，ΔW越大； （5）若不考虑绳重和摩擦，根据公式可解得被提升物体所受的 重力；但由于绳重和摩擦力使得额外功变大，根据公式 可知，在机械效率不变时，额外功增大，有用功也增大，若提升相同高度，则物体的重力会大于G。故答案为大于18N，所以选C。 答案为：（1）匀速拉动，88.9%；（2）物重；（3）C；（4）越大；（5）C。 【点评】本题测量滑轮组的机械效率实验，考查注意事项、测力计读数和机械效率计算、数据分析及影响机械效率大小的因素分析。 23．小明在操场上进行体育活动。 （1）小明引体向上的运动如图甲，为估测其功率进行了以下实验： ①用体重秤测出自身的质量m； ②测出1次引体向上过程中上升的高度h； ③记录n次引体向上的 　时间　 ； ④则小明引体向上时的功率P＝ 　P　 （用所测物理量符号表示）。 （2）小明向右上方投出实心球，M、N和S是球出手后经过的三点，球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是 　（a）、（b）　 ，N点机械能EN的大小范围可能是 　1.5～1.8J　 。 【分析】（1）根据P分析； （2）分别计算M点和S点的动能和势能，就可确定M点和S点的高度关系，根据机械能的大小关系，就能知道M和S的先后顺序，由此确定位置关系。 【解答】解：（1）用刻度尺测出1次引体向上过程中小明身体上升的高度h，引体向上是克服自身重力做功的，所以必须使用用电子秤测出小明的质量m，再用G＝mg得到体重。 根据题意知道，实验中连续完成n个引体向上动作需要的时间t，根据功率的计算公式：P； （2）由图2可知M点的动能EMk＝0.6J，重力势能EMp＝1.2J，则M点的机械能EM＝EMk+EMp＝0.6J+1.2J＝1.8J，S点的动能ESk＝0.9J，重力势能ESp＝0.6J，则S点的机械能ES＝ESk+ESp＝0.9J+0.6J＝1.5J，因为EMp＞ESp，所以M点的高度大于S点的高度，即M在上S在下，又因为EM＞ES，由于小球在运动过程中受到空气阻力作用，机械能越来越小，所以先经过M点再经过S点，故M、S两点位置关系可能是（a）、（b）； 因为N点在M和S点之间，所以N点的机械能可能为1.5～1.8J之间。 故答案为：（1）时间；P；（2）（a）、（b）；1.5～1.8J。 【点评】本题考查了能量转化和力与运动的关系，难度适中，是一道好题。 24．为探究物体动能的大小与哪些因素有关，实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图所示的实验： （1）（1）该实验的研究对象是 小球 ，实验中通过 木块被小球推动的距离 反应物体的动能大小，，下列实验中也用到此种方法的是　①　 （选填“①”或“②”）。 ①模拟打桩； ②探究杠杆平衡的条件。 （2）若把小车从斜面同一高度由静止释放，让其分别滑到铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止，两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃，则W毛巾　＝　 W玻璃（＞/＜/＝）。 （3）图丁是小蔡设计的实验装置，将弹簧压缩相同的长度，由静止释放，推动质量不同的钢球，分别撞击同一木块，来探究“动能与质量的关系”。如果用该方案，你将观察到的现象是　木块被推动的距离相等　 。 （4）滑雪比赛中，运动员从A点静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌；现将运动轨迹简化如图戊所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是图戊中的　c　 （填“a”、“b”、“c”或“d”）。 【分析】（1）本实验用转换法，通过观察木块被小球推动的距离来判断小球到达水平面时的动能大小。 ①比较质量相同的不同燃料放热，将不可直接测量的燃料放热量转换为温度计升高的示数，同样使用转换法； ②探究杠杆平衡条件是多次实验归纳普遍规律，没有用到转换法。 （2）根据能量守恒定律可知，两次在水平面上克服摩擦力做功相等。 （3）弹簧压缩相同长度时，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能全部转化为钢球的动能，观察到木块被推动的距离相等。 （4）不考虑能量损失时机械能守恒，运动员从A点静止出发，初始动能为0，总机械能等于A点的重力势能；运动到B点后斜向上飞出到最高点时，运动员仍具有水平向右的速度，即动能不为零，因此最高点的重力势能小于A点的初始重力势能，即最高点高度小于初始高度，而运动员离开B点时速度方向为斜向上，由于惯性，高度还会继续升高，而轨迹d的最高点高度小于B点，不符合运动规律。 【解答】解：（1）本实验用转换法，通过观察木块被小球推动的距离来判断小球到达水平面时的动能大小，木块被推得越远，说明小球的动能越大。故答案为：小球；木块被小球推动的距离 ①模拟打桩，是通过桩陷入深度来反映重力势能的大小，同样使用转换法； ②探究杠杆平衡条件是多次实验归纳普遍规律，没有用到转换法； 故选：①。 （2）小车从斜面同一高度静止释放，初始重力势能完全相同，到达水平面时速度（动能）相等，最后全部用来克服摩擦力做功，直到速度（动能）为0，因此根据能量守恒定律可知，两次在水平面上克服摩擦力做功相等。 （3）弹簧压缩相同长度时，弹簧的弹性势能相同，释放后弹性势能全部转化为钢球的动能，因此质量不同的钢球获得的动能大小相等，最终对同一木块做功的效果相同，观察到木块被推动的距离相等。 （4）不考虑能量损失时机械能守恒，运动员从A点静止出发，初始动能为0，总机械能等于A点的重力势能；运动到B点后斜向上飞出到最高点时，运动员仍具有水平向右的速度，即动能不为零，因此最高点的重力势能小于A点的初始重力势能，即最高点高度小于初始高度，而运动员离开B点时速度方向为斜向上，由于惯性，高度还会继续升高，而轨迹d的最高点高度小于B点，不符合运动规律，因此只有轨迹c符合实际。 故答案为：（1）小球；木块被推动的距离； ①； （2）＝； （3）木块被推动的距离相等； （4）c。 【点评】本题是探究影响动能大小的因素的实验，由于动能大小与质量和速度有关，所以实验中要用控制变量法，同时要掌握转换法在实验中的应用。 25．科技小组学习完比热容相关知识后，想利用自制教具探究海陆风的成因。 任务一：探究沙子和水的吸热能力 （1）利用如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。取相同　质量　 和初温的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，实验时通过比较　加热时间　 来间接反映水和沙子吸收热量的多少； （2）依据实验数据描绘如图乙的水和沙子的温度随时间变化的图像，由图像可知在时间相同时水的升温比沙子的升温慢，升高相同温度， 水 的加热时间长，说明_水_ 的吸热能力强，根据图像可知水和沙子的比热容是_ 1.05×103J/（kg•℃） ；（c水＝4.2×103J/（kg•℃）） 任务二：实验模拟海陆风的形成 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一个小孔，连上一个两端开口的透明细管AB，点燃一支香放在细管中（如图丙），请利用所学知识分析判断：相同条件下，加热一段时间后，白烟将会从管的　B　 （选填“A”或“B”）管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间风是　B　 （选填写字母）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 【分析】（1）根据控制变量法，实验中应取相同质量和初温的水和沙子。 用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，则单位时间内水和沙子吸热相同，根据转换法，可通过加热时间来间接反映水和沙子吸收热量的多少。 （2）不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，比热容大的物质吸收热量多，据此分析。 根据Q吸＝cmΔt得出水和沙子的比热容之比。 （3）如图丙，相同条件下加热时，沙子的比热容比水小，升温更快，沙子所在的B侧容器内形成低压区；水的升温慢，水上方空气温度较低、密度较大，会从A侧流向B侧补充，据此分析。 夜间时，陆地（沙子）的散热速度比海洋（水）快，陆地温度更低，空气遇冷收缩、密度变大，海洋上方空气温度相对较高，会向上流动，空气从陆地流向海洋，所以夜间风是从陆地吹向大海。 【解答】解：（1）本实验中应取相同质量和初温的水和沙子。 用规格相同的白炽灯加热，则单位时间内水和沙子吸热相同，可通过加热时间来间接反映水和沙子吸收热量的多少。 （2）时间相同时，吸热相同，水的升温比沙子的升温慢，所以若升高相同温度，水的加热时间要更长，吸收热量更多，说明水的吸热能力强。 由图乙可知，加热相同时间（8min），吸收相同热量，水和沙子升高的温度之比为1：4，根据Q吸＝cmΔt可知，质量相同时，比热容和温度变化量成反比，所以水和沙子比热容之比为4：1，因此沙子的比热容是1.05×103J/（kg•℃）。 （3）如图丙，相同条件下加热时，沙子的比热容比水小，升温更快，会使沙子上方的空气受热膨胀、密度变小而上升，沙子所在的B侧容器内形成低压区；水的升温慢，水上方空气温度较低、密度较大，会从A侧流向B侧补充，因此白烟会从B管口冒出。 夜间时，陆地（沙子）的散热速度比海洋（水）快，陆地温度更低，空气遇冷收缩、密度变大，海洋上方空气温度相对较高，会向上流动，空气从陆地流向海洋，所以夜间风是从陆地吹向大海，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 故答案为：（1）质量；加热时间； （2）水；水；1.05×103J/（kg•℃）； （3）B；B。 【点评】本题比较不同物质吸热的情况，难度适中。 26．体重为600N的小亮，用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面提起，使木箱在5s内匀速上升1m，所用的拉力为250N。不计绳重和摩擦，求： （1）拉力的功率； （2）滑轮组的机械效率； （3）小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力 1100N 。 【分析】（1）由图知，n＝2，由速度的公式得到绳子自由度的速度； （2）根据滑轮组的机械效率的公式得到滑轮组的机械效率； （3）由得到动滑轮的重力，小亮对绳子的最大拉力等于小亮的重力，根据G最大＝nF最大﹣G动得到最大物重。 【解答】解：（1）由图可知，滑轮组的动滑轮绕2段绳，绳子自由端移动的速度： 由P=F·V，得拉力的功率P=250N× =100w （2）滑轮组的机械效率： （3）木箱匀速上升，因为不计绳重和摩擦时，拉力的大小为， 所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×250N﹣400N＝100N， 小亮向下拉绳子时，小亮对绳子的最大拉力等于小亮的重力，即最大拉力：F最大＝G小亮＝600N 所以小亮能提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×600N﹣100N＝1100N 答：（1）的功率为100w； （2）滑轮组的机械效率80%； （3）小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力1100N。 【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算，需要知道机械效率的公式。 29．如图甲所示，A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器，加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收，已知加热器每秒钟放出热量1000J．现将甲、乙两种液体分别倒入A、B杯中，其中甲液体的质量为200g；让两个加热器同时开始工作，60s后停止加热，然后立即将比热容为0.2×103J/（kg•℃）的合金球迅速放入乙液体中（从球放入到达到热平衡不计热损失），它们的温度随时间变化图象如图乙所示（部分图象未画出）。 （1）加热60s时，乙液体吸收的热量为多少； （2）甲液体的比热容为多少； （3）合金球的质量为 5.4 kg. 【分析】（1）已知加热器每秒钟放出热量、热效率和加热时间，可求出加热60s乙液体吸收的热量； （2）利用加热器每秒钟放出热量、热效率和加热时间，求出甲液体在20s内吸收的热量； 由乙图可知，加热20s甲液体的初温和末温，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出甲液体的比热容； （3）由乙图可知，加热60s乙液体的初温和末温，利用吸热公式表示出乙液体吸收的热量；从图象中找出合金球放入乙液体后乙液体的初温和末温，利用放热公式表示出乙液体放出的热量；从而求出两过程中乙液体放出的热量与其吸收的热量的比值，进一步求出乙液体放出的热量；从图象中找出合金球放入乙液体后合金球的初温和末温，已知合金球的比热容，不计热损失，则Q球吸＝Q乙放，利用Q吸＝cmΔt可得合金球的质量。 【解答】解：（1）已知加热器每秒钟放出热量1000J， 则加热60s时，加热器放出热量：Q放＝1000J/s×60s＝6×104J； 根据题意可知，乙液体吸收的热量： Q乙吸＝Q放×90%＝6×104J×90%＝5.4×104J； （2）由乙图可知，加热20s时，甲液体的温度从10℃升高到40℃， 由题意可知，甲液体在20s内吸收的热量： Q甲吸＝Q放′×90%＝1000J/s×20s×90%＝1.8×104J； 根据Q吸＝cm（t﹣t0）可得，甲液体的比热容： c甲3×103J/（kg•℃）； （3）由乙图可知，加热60s时，乙液体的温度从10℃升高到60℃， 则加热60s乙液体升高的温度：Δt乙升＝60℃﹣10℃＝50℃， 加热60s乙液体吸收的热量：Q乙吸＝c乙m乙Δt乙升﹣﹣﹣﹣﹣﹣①； 合金球放入乙液体后，乙液体的温度从60℃降低到40℃， 则乙液体放热时降低的温度：Δt乙降＝60℃﹣40℃＝20℃； 合金球放入乙液体后，乙液体放出的热量：Q乙放＝c乙m乙Δt乙降﹣﹣﹣﹣﹣﹣②；、 则两过程中乙液体放出的热量与其吸收的热量的比值： ； 所以，Q乙放Q乙吸5.4×104J＝2.16×104J； 从球放入到达到热平衡不计热损失，则Q球吸＝Q乙放＝2.16×104J， 由图象可知，合金球放入乙液体后，合金球的温度从20℃升高到40℃， 则合金球升高的温度：Δt球升＝40℃﹣20℃＝20℃， 由Q吸＝cmΔt可得，合金球的质量： m球5.4kg。 答：（1）加热60s时，乙液体吸收的热量5.4×104J； （2）甲液体的比热容为3×103J/（kg•℃）； （3）合金球的质量为5.4kg。 【点评】本题考查了吸热和放热的公式、热平衡方程，关键是从图象中获取有用信息，本题的难点是求乙液体放出的热量，需要用到比例法。 学科网（北京）股份有限公司 $