精品解析：江苏苏州工业园区星海实验初中2026-2027学年第一学期九年级物理10月练习卷

2026—2027学年第一学期初三练习卷 物理 第Ⅰ卷（选择题 共24分） 一、单选题（每小题2分，共24分） 1. 如图所示，工人用叉车将一批图书运送到图书馆。某次在水平地面装载图书后，后轮刚好离开地面，导致无法正常行驶。通过杠杆知识来分析原因，下列建构的杠杆示意图最合理的是（ ） A. B. C. D. 2. 冯骥才的《挑山工》一文中，描述挑山工上山的姿态时有一句话“他们走的路线是折尺形的”如图，这样做是为了（ ） A. 缩短所走的路程 B. 减少挑山工所做的功 C. 减小挑山工所需要的力 D. 增大挑山工功率 3. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ） A. ，W甲=W乙 B. ， W甲＞W乙 C. ，W甲=W乙 D. ，W甲＜W乙 4. 如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，，木块在水平恒力F的作用下从静止开始由A运动到C，AB过程中做加速运动，BC过程中做匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B. 木块在AB段所受力的合力等于在BC段所受力的合力 C. 水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功 D. 木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小 5. 某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ） A. 两种上楼方式，人克服重力做功不相等 B. 乘甲电梯过程中，电梯对人有摩擦力 C. 乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 D. 乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 6. 如图所示是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮橐（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气。下列说法正确的是（　　） A. 绳拉弯竹子说明力可以改变物体的运动状态 B. 送风时竹子的弹性势能增大 C. 送风时杆对皮橐不做功 D. 绳对竹子的力大于竹子对绳的力 7. 如图所示，是我国西汉时期发明的天平式湿度计模型，横杆为一根轻杆，支点到两侧悬挂点、间的距离相等，相同的托盘中分别放有等质量干燥的羽毛和木炭，轻杆刚好在水平位置平衡。已知木炭质地疏松多孔，吸湿性极强；羽毛吸湿性极弱，其质量几乎不受空气湿度变化的影响。若空气湿度增加，下列说法正确的是（ ） A. 轻杆右侧会偏高 B. 将支点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 C. 将悬挂点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 D. 将悬挂点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 8. 双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（ ） A. 10W B. 60W C. 180W D. 400W 9. 如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 工人做的有用功为360J C. 该滑轮组的机械效率为80% D. 拉力F的功率为100W 10. 某同学用甲球和乙球进行颠球训练。当两球离地高度相同时，两球的重力势能和动能大小比较如图，可知（ ） A. 甲球质量更小 B. 两球质量相等 C. 甲球速度更小 D. 两球速度相等 11. 如图所示，两块宽和高均相同，质量均匀的相同材质长方形砖块A（长为l）和B（长为2l）叠放在一起，A砖相对于B砖伸出，B砖放在水平桌面上，砖的端面与桌面平行，为保持两砖不翻倒，B砖伸出桌面的最大长度为（ ） A. B. C. D. 12. 如图所示，物体A通过轻质弹簧和轻质细绳与小球B连接，初始时用手托住小球B，使弹簧处于原长，然后释放小球B。小球B下落到最低点的过程中，A始终未离开地面，B未与地面接触，忽略阻力影响。下列说法正确的是（ ） A. 小球B的速度最大时，弹簧的弹性势能也最大 B. 只要A的质量大于B的质量，A就不会离开地面 C. 弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和先减小后增大 D. 下落过程中绳子的拉力对A、B做功一样多 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（每空1分，共22分） 13. 知识梳理是学好物理的重要方法之一，如图所示是机械能相关知识的部分思维导图，请将图中的空缺部分补充完整：①________；②________。 14. 如图，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为________%，货物受到的摩擦力为________N，当改变斜面倾角，将同一货物运上该平台时，为了提高机械效率，则应使倾角变________（大/小），从而使滑动摩擦力f变________（大/小）。 15. 图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重8N，重心位于DC中点的正上方，AO1=30cm，O1B=20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。 （1）杠杆AO1B是________（选填“省力”或“费力”）杠杆； （2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为________N。 16. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为___________m/s，千斤顶的效率是___________%。 17. 如图所示为吸盘式挂杆，将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气，吸盘就能“吸”在瓷砖上，这是由于________的作用。重20N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态，已知AB=4AP，若吸盘与横杆的重力忽略不计，则吸盘A受到的摩擦力为________N，吸盘B受到的摩擦力为________N。 18. 无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中，无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s，不计空气阻力，无人机竖直匀速上升时的速度为________m/s；在取货点，工作人员将快递放入货箱，无人机再次升空，竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为0.5kg，取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1:2，放入货箱的快递质量为________kg。（g取10 N/kg） 19. 如图1所示，用硬棒ADCB撬大石头（已知BC=CD），且向上、向下用力都可以，当在A端用垂直于硬棒向下的力F下撬大石头时，是以________为支点（填字母），当在A端用垂直于硬棒向上的力F上撬大石头时，F上 ________F下（选填“大于”、“等于”或“小于”）。如图2所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC=CD=DB，左端重物G=18N。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计）为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力F取值范围为________。 20. 图甲是某学习小组自制的起重机模型，该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴（也可看成杠杆的变形）组成。O1是杠杆O1A的支点；重物m挂在动滑轮下，定滑轮的转轴固定在杠杆的A点；细绳一端固定在A，跨过滑轮组后，另一端固定在轮轴的小轮上；O2是轮轴的轴心，小轮半径r1=0.05m，手柄P到O2的距离r2=0.15m。使用时，逆时针转动手柄P，通过张紧的细绳将重物提起。重物质量m=2kg，杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。 （1）匀速提起重物的过程中，细绳的拉力为_________N。杠杆O1A所受的动力和阻力可等效为图乙所示，动力F1为定滑轮左侧细绳的拉力，阻力F2为右侧两股细绳的合力。为确保杠杆在图示位置保持平衡，则设计时力臂L1和L2的比值L1:L2=________。 （2）提升重物时，轮轴相当于一种________杠杆，若模型的机械效率为78.5%，则匀速转动P一圈做功________J。（计算时π取3.14） 三、作图题（每小题2分，共6分） 21. （1）如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组最省力的绕绳方式。 （2）图甲是一款电脑鼠标，它的按键可视为杠杆，其简化图如图乙所示，OA为左按键，O为支点，用力F在B点按下按键，请在图中画出动力F1的力臂l1，阻力F2。 （3）图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。 四、计算题（每题6分，共12分） 22. 如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中，求 （1）推力的功率； （2）斜面的机械效率； （3）物体在斜面上匀速运动时所受摩擦力与推力的合力。 23. 建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。每个滑轮等重，不计绳重及摩擦，物重从开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次以0.15m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求： （1）每个滑轮所受重力为多少? （2）绳子能承受的最大拉力是多少? （3）当滑轮组的机械效率为80%时，起重机的功率为多少? 五、实验题（共36分） 24. 如图所示，小强在测量动滑轮的机械效率，记录的数据如下表所示。 序号 物体受到的重力G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 机械效率/% 1 2 0.2 1.5 66.7 2 4 0.2 2.6 3 6 0.2 3.7 81.1 4 10 0.2 5.8 86.2 （1）每次实验中绳端移动的距离为________m。 （2）第2次实验中的机械效率为________%（百分号前保留1位小数）。 （3）若提升重力为8N的物体，则机械效率更接近________（选填“81.1”或“86.2”）%。 25. 在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1，m2=2m1（不考虑空气阻力）。 （1）实验中是通过观察________来判断________（选填“钢球”或“木块”）的动能大小； （2）实验中钢球碰撞木块后继续一起向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能________木块克服摩擦力所做的功（选填“＞”“＜”或“＝”）； （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是________（填写序号）； A. 换质量更大的木块 B. 降低钢球开始的高度 C. 换质量大于2m1的钢球 D. 换质量小于m1的钢球 （4）小君在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小君提供一种改进的实验方案：__________。 26. 初三4班的科学小组使用可绕O点自由转动的杠杆（刻度均匀）、铁架台以及多个质量均为50g的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”实验。（g取10N/kg） （1）不挂钩码，杠杆静止时的位置如图甲所示，该小组将杠杆右端的平衡螺母调节到最右端后，杠杆的左端仍低于右端，此时应将杠杆左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）科学小组利用以上实验器材制作了如图乙所示的简易杆秤。将1个钩码固定悬挂在杠杆左侧40cm处，将待测质量的物体悬挂在杠杆右侧（悬挂位置可调节），根据杠杆的平衡条件，可由待测物体的悬挂位置计算待测物体的质量，将计算出的质量数值标记在对应悬挂位置处，即可将杠杆右侧刻度尺改造为能读出待测物体质量的质量刻度尺。杠杆右侧距O点越远的位置，质量刻度尺上的数值________（选填“越大”或“越小”），且刻度________（选填“均匀”或“不均匀”）。 （3）小组内有人提出了另一种制作简易杆秤的方案。他将杠杆右侧10cm处作为待测物体的固定悬挂点，选取固定数量的钩码悬挂在杠杆左侧（悬挂位置可调节），如图丙所示。他也根据杠杆的平衡条件将杠杆左侧刻度尺改造为质量刻度尺，改造前后两刻度尺对比如图丁所示。由图丁可知，该简易杆秤使用了________个钩码。 （4）图乙方案和图丙方案，________（选填“乙”“丙”或“乙和丙”）方案能测量重约5N的一瓶矿泉水的质量。 27. 避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离。下表是他们记录的实验数据： 序号 1 2 3 4 5 小车质量 100 100 100 200 300 释放的高度 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 （1）实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，_____能转化为重力势能； （2）分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是_____（选填“正确”或“错误”）的；若要验证猜想二，需选用表中_____（填序号）三组数据进行分析； （3）为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：_________________________。 28. 桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。 （1）初始时金属棒A、B的长度和横截面积均________； （2）如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。 ①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。 ②加热金属棒，光点会在标尺上向________（选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，、分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。 实验序号 1 2 3 4 5 t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0 /cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31 /cm 0 1.73 3.44 5.18 6.89 ③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越________；温度升高相同时，金属棒（选填“A”或“B”）________的伸长量更大。 （3）金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂________（选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是________（写1种即可）。 29. 小真同学在“探究弹性势能大小与形变量的关系”时，猜测弹性势能可能与弹簧形变量x有某种定量关系，于是用如图甲所示的装置进行探究，他将轻弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平桌面上。刻度尺与杆平行，进行了如下操作： （1）实验步骤如下： ①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平桌面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平桌面的高度h1； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平桌面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②和③，将测出的数据记录在下面的表格中，并计算出弹簧的形变量x和小铁块移动的距离Δh； 实验次数 h0/m h1/m h2/m 1 0.50 0.40 0.55 2 0.50 0.30 0.90 3 0.50 0.20 1.55 实验中计算弹簧形变量的表达式为x=________（用所需物理量符号表示）； （2）实验中，弹簧弹性势能的大小是通过小铁块移动的距离________来间接反映的； A. h1 B. h2 C. h2-h0 D. h2-h1 （3）根据表中数据计算可得到的实验结论是：________成正比； （4）小真同学进一步探究上述三次实验中小铁块动能最大的位置，他发现： ①小铁块从距离地面高度为h1的位置上升至距离地面高度为h2的过程中，小铁块的动能________（填变化情况）； ②测得第1次实验和第3次实验时，小铁块动能最大的位置离水平面的高度分别为ha和hb，则ha________hb（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年第一学期初三练习卷 物理 第Ⅰ卷（选择题 共24分） 一、单选题（每小题2分，共24分） 1. 如图所示，工人用叉车将一批图书运送到图书馆。某次在水平地面装载图书后，后轮刚好离开地面，导致无法正常行驶。通过杠杆知识来分析原因，下列建构的杠杆示意图最合理的是（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】后轮刚好离开地面时，叉车处于将要向前翘起的临界状态，此时可把前轮与地面的接触点看作支点O。叉车自身重力和图书重力的方向都竖直向下。叉车重心在支点O左侧，图书重心在支点O右侧，两力分别作用在O的两侧，对O的转动作用方向相反。 A．图中F2的方向竖直向上，而叉车自身受到的重力方向应竖直向下，故A不符合题意。 B．图中支点O位于两个力的同一侧，支点位置错误，故B不符合题意。 C．图中支点O位于两个力之间，F1、F2均竖直向下，且图书重力与叉车自身重力分别作用在O的两侧，故C符合题意。 D．图中支点O的位置错误，并且F2的方向竖直向上，故D不符合题意。 故选C。 2. 冯骥才的《挑山工》一文中，描述挑山工上山的姿态时有一句话“他们走的路线是折尺形的”如图，这样做是为了（ ） A. 缩短所走的路程 B. 减少挑山工所做的功 C. 减小挑山工所需要的力 D. 增大挑山工功率 【答案】C 【解析】 【详解】挑山工上山走折尺形路线，使所走的路线较长，相当于增长了斜面的长度，即走折尺形路线，可让斜面的坡度变小，从而减小上山过程中所施加的力，故选C。 3. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（ ） A. ，W甲=W乙 B. ， W甲＞W乙 C. ，W甲=W乙 D. ，W甲＜W乙 【答案】A 【解析】 【详解】两个滑轮组提升的是相同物体、上升高度相同，根据有用功公式，可知甲乙的有用功完全相等。不计绳重与摩擦，额外功仅来自提升动滑轮做的功。甲乙都只使用了1个完全相同的动滑轮，动滑轮上升高度和物体提升高度一致，根据额外功公式，可知甲乙的额外功也完全相等。总功是有用功与额外功之和，即​，因此甲乙的拉力做功​。机械效率​​，甲乙的有用功、总功都分别相等，因此机械效率。 故选A。 4. 如图所示，质量一定的木块放在粗糙程度不同的水平桌面上，，木块在水平恒力F的作用下从静止开始由A运动到C，AB过程中做加速运动，BC过程中做匀速运动。下列说法正确的是（　　） A. 木块在AB段所受的摩擦力等于在BC段所受的摩擦力 B. 木块在AB段所受力的合力等于在BC段所受力的合力 C. 水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功 D. 木块在AB段与桌面有摩擦，它的机械能逐渐减小 【答案】C 【解析】 【详解】AB．木块在AB段做加速运动，木块受力不平衡，合力不为零，则木块受到的摩擦力小于水平拉力的大小，即；木块在BC段做匀速运动，此时木块受力平衡，合力为零，则木块受到的摩擦力大小等于水平拉力的大小，即，故；因水平拉力F大小恒定不变，所以木块在AB段受到的摩擦力小于木块在BC段的摩擦力，木块在AB段所受力的合力不等于在BC段所受力的合力，故AB错误； C．木块在AB段和BC段运动的距离相等，拉力F是恒力，则根据可知，水平拉力F在AB段做的功等于在BC段做的功，故C正确； D．木块在AB段做加速运动，则木块的动能增大；木块的高度不变，质量不变，则木块的重力势能不变；因机械能等于动能与势能之和，所以木块在AB段的机械能逐渐增大，故D错误。 故选C。 5. 某商场中有两种电梯，甲为阶梯式电梯，乙为履带式电梯。如图所示，小明乘甲、乙两种电梯匀速从一楼到二楼，该过程他与电梯保持相对静止。下列说法正确的是（ ） A. 两种上楼方式，人克服重力做功不相等 B. 乘甲电梯过程中，电梯对人有摩擦力 C. 乘甲电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 D. 乘乙电梯过程中，电梯对人的支持力做功为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．两种上楼方式，重力不变，上升的高度不变，由W有=Gh可知，两种方法做的有用功相等，故A错误； B．在甲图中箱子与电梯之间没有相对运动，也没有相对运动趋势，故与电梯之间没有摩擦力，故B错误； C．甲图中，支持力竖直向上，人的支持力方向上移动了距离，故支持力做功，故C错误； D．乙图中，支持力垂直于电梯，人在支持力方向上没有移动距离，故支持力不做功，故D正确。 故选D。 6. 如图所示是我国古代水力鼓风机示意图。水轮驱动装置推动杆压缩皮橐（音tuó，口袋）送风，带动连接杆的绳拉弯竹子，随后竹子恢复原状带动皮橐张开吸气。下列说法正确的是（　　） A. 绳拉弯竹子说明力可以改变物体的运动状态 B. 送风时竹子的弹性势能增大 C. 送风时杆对皮橐不做功 D. 绳对竹子的力大于竹子对绳的力 【答案】B 【解析】 【详解】A．竹子被拉弯，是形状的改变，说明力可以改变物体的形状，故A错误； B．送风时竹子的弹性形变逐渐增加，形变量变大，弹性势能增大，故B正确； C．水轮驱动装置推动杆压缩皮橐送风时，杆压缩皮橐，杆对皮橐有压力，并且沿力的方向运动了一段距离，所以杆对皮橐做功，故C错误； D．绳对竹子的拉力与竹子对绳的拉力是两个物体之间的作用力，是相互作用力，相互作用的两个力大小相等，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，是我国西汉时期发明的天平式湿度计模型，横杆为一根轻杆，支点到两侧悬挂点、间的距离相等，相同的托盘中分别放有等质量干燥的羽毛和木炭，轻杆刚好在水平位置平衡。已知木炭质地疏松多孔，吸湿性极强；羽毛吸湿性极弱，其质量几乎不受空气湿度变化的影响。若空气湿度增加，下列说法正确的是（ ） A. 轻杆右侧会偏高 B. 将支点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 C. 将悬挂点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 D. 将悬挂点向右侧移动少许，轻杆仍可能在水平位置平衡 【答案】B 【解析】 【详解】设初始羽毛和木炭质量均为，力臂。空气湿度增加，木炭增加质量。 A．左侧力和力臂的乘积为，右侧力和力臂的乘积为。因，所以轻杆右侧下沉，故A错误； B．支点向右移动距离，左侧力臂，右侧力臂。 左侧力和力臂的乘积为，右侧力和力臂的乘积为 当时，轻杆可能平衡，故B正确； C．悬挂点向右移动距离，左侧力臂。左侧力和力臂的乘积为。 因，左侧力和力臂的乘积小于右侧力和力臂的乘积，轻杆不能在水平位置平衡，故C错误； D．悬挂点B向右移动距离，右侧力臂 右侧力和力臂的乘积 因，右侧力和力臂的乘积大于左侧力和力臂的乘积，轻杆不能在水平位置平衡，故D错误。 故选B。 8. 双杠屈臂伸是中学生体育测试的项目之一，它的动作过程为：双手分别握杠，两臂支撑在双杠上，肘关节慢慢弯屈，同时肩关节伸屈，使身体逐渐下降至最低位置。稍停片刻，两臂用力撑起至还原。若一个普通中学生在30s内完成12次屈臂伸，如图所示该学生一次屈臂伸过程克服重力做功的功率最接近于（ ） A. 10W B. 60W C. 180W D. 400W 【答案】B 【解析】 【详解】中学生重力约为500N，如图所示，该学生一次屈臂伸身体上升高度约为30cm，则该学生一次屈臂伸过程克服重力做功约为 在30s内完成12次屈臂伸的总功为 则功率最接近 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 9. 如图甲所示，虚线框内是两个滑轮连成的滑轮组，工人利用该滑轮组，用200N竖直向上的拉力F，将物体匀速提高3m，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，已知动滑轮重120N，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 工人做的有用功为360J C. 该滑轮组的机械效率为80% D. 拉力F的功率为100W 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑轮组省力费距离，由图乙可知，内，物体匀速提高，绳子自由端匀速移动，则绳子自由端移动的速度 故A错误； B．物体提高，绳子自由端移动，则动滑轮上承担物重的绳子段数 不计绳重和摩擦，由可得，物体的重力 工人做的有用功 故B错误； C．工人做的总功 该滑轮组的机械效率 故C正确； D．拉力的功率 故D错误。 故选C。 10. 某同学用甲球和乙球进行颠球训练。当两球离地高度相同时，两球的重力势能和动能大小比较如图，可知（ ） A. 甲球质量更小 B. 两球质量相等 C. 甲球速度更小 D. 两球速度相等 【答案】C 【解析】 【详解】AB．已知两球离地高度相同，为定值，由图可知甲球重力势能大于乙球重力势能，则甲球质量大于乙球质量，故AB不符合题意； CD．由图可知甲、乙两球动能大小相等，又，动能相等时，质量越大，速度越小，因此甲球速度更小，故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 11. 如图所示，两块宽和高均相同，质量均匀的相同材质长方形砖块A（长为l）和B（长为2l）叠放在一起，A砖相对于B砖伸出，B砖放在水平桌面上，砖的端面与桌面平行，为保持两砖不翻倒，B砖伸出桌面的最大长度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】求解本题，关键是要建立杠杆模型，并根据图示确定力臂长度与砖块长度的关系。 【详解】两块砖材质、宽高均相同，A长为，B长为，因此B的体积是A的2倍，可得，两块砖的重心都在其几何中心，B可以看作是一个杠杆，桌面边缘为杠杆的支点，A对B的压力相当于是动力，大小等于A的重力，B的重力相当于阻力，为保持两砖不翻倒，根据杠杆平衡条件可得  代入，约去同类项后计算可得。故选C。 12. 如图所示，物体A通过轻质弹簧和轻质细绳与小球B连接，初始时用手托住小球B，使弹簧处于原长，然后释放小球B。小球B下落到最低点的过程中，A始终未离开地面，B未与地面接触，忽略阻力影响。下列说法正确的是（ ） A. 小球B的速度最大时，弹簧的弹性势能也最大 B. 只要A的质量大于B的质量，A就不会离开地面 C. 弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和先减小后增大 D. 下落过程中绳子的拉力对A、B做功一样多 【答案】C 【解析】 【详解】A．在小球B下落过程中，开始时重力大于弹力，小球做加速运动；当重力等于弹力时速度达到最大，之后弹力大于重力，小球做减速运动，直到速度为0时到达最低点。所以小球B在最低点时弹簧形变量最大，弹簧的弹性势能最大，故A错误； B．小球B下落过程中，开始时，弹簧的弹力小于小球B的重力，小球B做加速运动，弹簧弹力增大，当弹力增大到等于小球B的重力时，小球B的速度达到最大值；然后，小球继续向下运动，弹簧的弹力大于小球B的重力，小球做减速运动，直到速度减为零，在此过程中，弹簧的弹力可能大于物体A的重力，所以，有可能使A离开地面，故B错误； C．忽略阻力影响，可以认为机械能守恒，即弹簧的弹性势能、小球B的重力势能、小球B的动能之和保持不变。在小球B下落过程中，速度先增大后减小，动能先增大后减小。根据能量守恒，弹簧的弹性势能和小球B的重力势能之和是先减小后增大，故C正确； D．绳子对A和B的拉力大小相等，但是A始终未离开地面，绳子拉力对A做功为0。而绳子拉力对B做功不为0，所以绳子的拉力对A、B做功不一样多，D错误。 故选C。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（每空1分，共22分） 13. 知识梳理是学好物理的重要方法之一，如图所示是机械能相关知识的部分思维导图，请将图中的空缺部分补充完整：①________；②________。 【答案】 ①. 速度 ②. 重力势能 【解析】 【详解】动能的大小由物体的质量和运动速度决定，因此动能的影响因素除了质量，还有速度； 势能分为两类，分别是重力势能和弹性势能，其中重力势能的影响因素为物体的质量和被举高的高度，和图中②对应的影响因素匹配，因此②是重力势能。 14. 如图，用沿斜面向上、大小为400N的力F将重600N的货物匀速运到距地面2m高的平台上，斜面长4m。该过程中斜面的机械效率为________%，货物受到的摩擦力为________N，当改变斜面倾角，将同一货物运上该平台时，为了提高机械效率，则应使倾角变________（大/小），从而使滑动摩擦力f变________（大/小）。 【答案】 ①. 75 ②. 100## ③. 大 ④. 小 【解析】 【详解】斜面有用功是克服货物重力做的功 总功是拉力F做的功 机械效率 额外功 额外功是克服斜面摩擦力做的功，由可得摩擦力 当斜面的倾角变大时，物体对斜面的压力逐渐变小，在接触面粗糙程度不变时，压力变小，物体受到的滑动摩擦力变小，额外功变小，有用功不变，总功变小，由可知，斜面的机械效率变大，因此要使机械效率提高，应使α变大。 15. 图甲是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆组合而成，图乙为两水平杠杆AO1B、DCO2组合的示意图。已知桶盖重8N，重心位于DC中点的正上方，AO1=30cm，O1B=20cm，桶盖和连接杆的尺寸如图乙所示，脚踏杆AO1B和竖直连接杆BC的质量不计。 （1）杠杆AO1B是________（选填“省力”或“费力”）杠杆； （2）若要把桶盖翻开，脚对踏板A处的压力至少为________N。 【答案】（1）省力 （2）32 【解析】 【小问1详解】 杠杆的支点为，脚在A处施加的动力的力臂是，连接杆在B处对杠杆施加阻力的力臂是。 此时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆。 【小问2详解】 设脚对A点的作用力为，顶杆对B点的作用力为，顶杆对桶盖上C点的作用力为， 根据杠杆平衡条件可知① ② 根据力的作用是相互的可知，由①②可知 所以压力 16. 如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离，工人在10s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂2m，把1000N的重物匀速抬高14cm。则重物上升的速度为___________m/s，千斤顶的效率是___________%。 【答案】 ①. 0.014 ②. 70 【解析】 【详解】[1]10s时间内重物被匀速抬高 h=14cm=0.14m 所以重物上升的速度 [2]人做的总功 W总=Fs=100N×2m=200J 所做的有用功 W有=Gh=1000N×0.14m=140J 千斤顶的机械效率 17. 如图所示为吸盘式挂杆，将吸盘A、B压在瓷砖上排出其中的空气，吸盘就能“吸”在瓷砖上，这是由于________的作用。重20N的平底锅挂在水平横杆上的P点处并处于静止状态，已知AB=4AP，若吸盘与横杆的重力忽略不计，则吸盘A受到的摩擦力为________N，吸盘B受到的摩擦力为________N。 【答案】 ①. 大气压 ②. 15 ③. 5 【解析】 【详解】将吸盘内空气排出后，吸盘内部气压远小于外界大气压，大气压把吸盘紧紧压在瓷砖表面，因此是大气压的作用。 可将水平横杆看作杠杆，忽略吸盘和横杆自重，若以吸盘A为支点，阻力是平底锅作用在P点对横杆的拉力，阻力的大小等于平底锅的重力G，方向竖直向下，阻力臂为；动力是墙面瓷砖对吸盘B竖直向上的摩擦力​，动力臂为，横杆静止，根据杠杆平衡条件得 即 解得墙面瓷砖对吸盘B竖直向上的摩擦力 已知，可得 若以吸盘B为支点，动力是墙面瓷砖对吸盘A竖直向上的摩擦力​，此时动力臂为，阻力臂为，横杆静止，根据杠杆平衡条件得可得 即 解得墙面瓷砖对吸盘A竖直向上的摩擦力 18. 无人机送快递为市民的生活带来了极大的便利。在某次取货途中，无人机载着空货箱竖直匀速上升36m用时30s，不计空气阻力，无人机竖直匀速上升时的速度为________m/s；在取货点，工作人员将快递放入货箱，无人机再次升空，竖直匀速上升30m用时30s。已知无人机配备的货箱质量为0.5kg，取货前后两次匀速升空过程中无人机对货箱拉力做功的功率之比为1:2，放入货箱的快递质量为________kg。（g取10 N/kg） 【答案】 ①. 1.2 ②. 0.7 【解析】 【详解】无人机竖直匀速上升时的速度为 无人机匀速上升时货箱受力平衡，无人机对货箱的拉力等于货箱的总重力，取货前是空货箱，拉力 该阶段拉力的功率 已知两次拉力做功的功率比 因此取货后拉力的功率 取货后上升的速度 可得此时拉力 匀速状态下拉力等于货箱加快递的总重力，因此总质量  快递质量 19. 如图1所示，用硬棒ADCB撬大石头（已知BC=CD），且向上、向下用力都可以，当在A端用垂直于硬棒向下的力F下撬大石头时，是以________为支点（填字母），当在A端用垂直于硬棒向上的力F上撬大石头时，F上 ________F下（选填“大于”、“等于”或“小于”）。如图2所示，杠杆AB放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽CD中，杠杆AB能以凹槽两端的C点或D点为支点在竖直平面内转动，长度AC=CD=DB，左端重物G=18N。（杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计）为使杠杆AB保持水平位置平衡，拉力F取值范围为________。 【答案】 ①. D ②. 小于 ③. 【解析】 【详解】当在A点施加向下的力撬石头时，硬棒绕着D点转动，因此支点是D； 向下用力时，支点为D，动力臂是AD，阻力臂是CD，向上用力时，支点为B，动力臂是AB，阻力臂是BC ，动力臂，阻力臂。根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂的乘积不变时，动力臂越大动力越小，因此小于​； 设 当F过小时，左端重物G会带动杠杆绕C点发生转动，若刚好平衡时，此时以C为支点的杠杆平衡有 即最小拉力 当F过大时，右端拉力F会带动杠杆绕D点发生转动，若刚好平衡时，此时以D为支点的杠杆平衡有 即最大拉力 因此为使杠杆保持水平平衡，拉力F的取值范围是。 20. 图甲是某学习小组自制的起重机模型，该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴（也可看成杠杆的变形）组成。O1是杠杆O1A的支点；重物m挂在动滑轮下，定滑轮的转轴固定在杠杆的A点；细绳一端固定在A，跨过滑轮组后，另一端固定在轮轴的小轮上；O2是轮轴的轴心，小轮半径r1=0.05m，手柄P到O2的距离r2=0.15m。使用时，逆时针转动手柄P，通过张紧的细绳将重物提起。重物质量m=2kg，杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计，g取10N/kg。 （1）匀速提起重物的过程中，细绳的拉力为_________N。杠杆O1A所受的动力和阻力可等效为图乙所示，动力F1为定滑轮左侧细绳的拉力，阻力F2为右侧两股细绳的合力。为确保杠杆在图示位置保持平衡，则设计时力臂L1和L2的比值L1:L2=________。 （2）提升重物时，轮轴相当于一种________杠杆，若模型的机械效率为78.5%，则匀速转动P一圈做功________J。（计算时π取3.14） 【答案】（1） ①. 10 ②. 2:1 （2） ①. 省力 ②. 4 【解析】 【小问1详解】 重物重力 由图可知滑轮组承担物重的绳子段数，且滑轮、绳质量不计，因此细绳拉力 根据题意，动力​就是细绳的拉力，即；阻力是定滑轮右侧两股细绳的合力，每股绳拉力都为，因此 根据杠杆平衡条件，代入得  【小问2详解】 轮轴的动力作用在手柄上，动力臂等于轮半径，阻力作用在小轮上，阻力臂等于轴半径​，动力臂大于阻力臂，因此属于省力杠杆； 转动手柄一圈时，小轮也转一圈，细绳被卷起的长度等于小轮的周长 因为滑轮组，所以重物上升高度 提升重物做的有用功 总功 三、作图题（每小题2分，共6分） 21. （1）如图，人在楼上用滑轮组提升重物，画出滑轮组最省力的绕绳方式。 （2）图甲是一款电脑鼠标，它的按键可视为杠杆，其简化图如图乙所示，OA为左按键，O为支点，用力F在B点按下按键，请在图中画出动力F1的力臂l1，阻力F2。 （3）图甲是L型应急防洪板，能有效阻挡洪水。图乙为单个防洪板的结构简图，请你在图乙中，画出能阻碍防洪板向左翻倒的压力F的力臂。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 人在楼上用滑轮组提升重物，不需要考虑绳端方向，要使滑轮组最省力，应承担动滑轮和重物的绳子段数最多。绳子从动滑轮的挂钩开始缠绕，依次绕过定滑轮和动滑轮，此时有3段绳子承担动滑轮和重物，如图所示： 【小问2详解】 力F1的力臂是支点O到力F1的作用线的距离，故过O点作力F1的作用线的垂线，即为F1的力臂l1，按下按键时A点向下运动，复位弹簧被压缩，会对A点施加向上的弹力，阻碍杠杆转动，这就是阻力F2，如图所示： 【小问3详解】 防洪板被水冲击向左翻倒时，支点为左下角的O点，过支点用虚线作F的作用线的垂线，为F力的力臂，画垂直符号，用大括号将力臂括起来，标上符号l，如图所示： 四、计算题（每题6分，共12分） 22. 如图所示，在劳动实践活动中，小刚在水平地面与车厢间用木板搭一斜面装载货物。已知此斜面长s=3m，高h=1m，小刚沿斜面方向用400N的推力将重900N的货物以1m/s的速度匀速从斜面底端推到顶端（不计空气阻力，忽略箱子大小），此过程中，求 （1）推力的功率； （2）斜面的机械效率； （3）物体在斜面上匀速运动时所受摩擦力与推力的合力。 【答案】（1）400W （2）75% （3）300N，方向沿斜面向上 【解析】 【小问1详解】 已知推力沿斜面方向，货物沿推力方向的运动速度，功率 【小问2详解】 有用功是克服货物重力做的功 总功是推力做的功 机械效率 【小问3详解】 额外功是克服摩擦做的功 摩擦力 推力沿斜面向上、大小400N，摩擦力沿斜面向下、大小100N，两个同一直线反向力的合力为两力大小之差，方向与较大的推力方向相同，即合力大小为 方向沿斜面向上。 23. 建筑工地上，施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料，可简化成如图甲所示的滑轮组。每个滑轮等重，不计绳重及摩擦，物重从开始逐渐增加，直到绳子被拉断，每次以0.15m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。求： （1）每个滑轮所受重力为多少? （2）绳子能承受的最大拉力是多少? （3）当滑轮组的机械效率为80%时，起重机的功率为多少? 【答案】（1）2000N； （2）6000N； （3）500W 【解析】 【小问1详解】 解：由图可知，当物体重2000N时，机械效率为50%，不计绳重和摩擦，根据 可得 【小问2详解】 由图甲可知，n=3，由图乙可知物体在16000N时绳子断了，绳子能承受的最大拉力为 【小问3详解】 当滑轮组的机械效率为80%时 可得 此时拉力为 起重机的功率为 五、实验题（共36分） 24. 如图所示，小强在测量动滑轮的机械效率，记录的数据如下表所示。 序号 物体受到的重力G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 机械效率/% 1 2 0.2 1.5 66.7 2 4 0.2 2.6 3 6 0.2 3.7 81.1 4 10 0.2 5.8 86.2 （1）每次实验中绳端移动的距离为________m。 （2）第2次实验中的机械效率为________%（百分号前保留1位小数）。 （3）若提升重力为8N的物体，则机械效率更接近________（选填“81.1”或“86.2”）%。 【答案】（1）0.4 （2）76.9 （3）86.2 【解析】 【小问1详解】 每次物体上升高度， 图中的动滑轮由2段绳子承担物重，根据动滑轮的特点，绳端移动距离 【小问2详解】 已知第2次实验中的机械效率为 【小问3详解】 由表格数据可知，动滑轮提升的物重越大，机械效率越高，且动滑轮机械效率随物重增大的提升幅度逐渐减小，8N的物重介于6N和10N中间，因此对应的机械效率更接近10N时的机械效率86.2%。 25. 在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中h2＞h1，m2=2m1（不考虑空气阻力）。 （1）实验中是通过观察________来判断________（选填“钢球”或“木块”）的动能大小； （2）实验中钢球碰撞木块后继续一起向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能________木块克服摩擦力所做的功（选填“＞”“＜”或“＝”）； （3）若完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，如果仅对丙图所示的实验进行改进，下列措施中可行的是________（填写序号）； A. 换质量更大的木块 B. 降低钢球开始的高度 C. 换质量大于2m1的钢球 D. 换质量小于m1的钢球 （4）小君在实际操作的过程中，发现钢球从斜面上滚下时，运动的方向难控制，有时撞不到木块，有时撞歪了，请你为小君提供一种改进的实验方案：__________。 【答案】（1） ①. 木块被撞击后移动的距离 ②. 钢球 （2）> （3）D （4）将斜面换成斜槽 【解析】 【小问1详解】 [1][2]实验中无法直接比较钢球的动能，是通过观察木块被钢球撞击后移动的距离来判断钢球的动能大小，这里运用了转换法。 【小问2详解】 钢球滚下时，钢球的重力势转化为了钢球的动能，钢球碰撞后继续运动，钢球还剩一部分动能，木块移动过程中，木块克服摩擦力所做功，则有刚开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。 【小问3详解】 完成了图乙操作后，在做图丙所示的实验时，木块滑出了水平木板，则说明钢球的动能太大，图甲、丙比较是为了探究动能大小与质量的关系，必须保证钢球的高度不变，此时不能改变钢球的高度，所以可以适当减小钢球的质量。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 【小问4详解】 要控制小球的运动轨迹，可让钢球在凹形槽中运动。 26. 初三4班的科学小组使用可绕O点自由转动的杠杆（刻度均匀）、铁架台以及多个质量均为50g的钩码进行“探究杠杆的平衡条件”实验。（g取10N/kg） （1）不挂钩码，杠杆静止时的位置如图甲所示，该小组将杠杆右端的平衡螺母调节到最右端后，杠杆的左端仍低于右端，此时应将杠杆左端的平衡螺母向________（选填“左”或“右”）调节，直到杠杆在水平位置平衡。 （2）科学小组利用以上实验器材制作了如图乙所示的简易杆秤。将1个钩码固定悬挂在杠杆左侧40cm处，将待测质量的物体悬挂在杠杆右侧（悬挂位置可调节），根据杠杆的平衡条件，可由待测物体的悬挂位置计算待测物体的质量，将计算出的质量数值标记在对应悬挂位置处，即可将杠杆右侧刻度尺改造为能读出待测物体质量的质量刻度尺。杠杆右侧距O点越远的位置，质量刻度尺上的数值________（选填“越大”或“越小”），且刻度________（选填“均匀”或“不均匀”）。 （3）小组内有人提出了另一种制作简易杆秤的方案。他将杠杆右侧10cm处作为待测物体的固定悬挂点，选取固定数量的钩码悬挂在杠杆左侧（悬挂位置可调节），如图丙所示。他也根据杠杆的平衡条件将杠杆左侧刻度尺改造为质量刻度尺，改造前后两刻度尺对比如图丁所示。由图丁可知，该简易杆秤使用了________个钩码。 （4）图乙方案和图丙方案，________（选填“乙”“丙”或“乙和丙”）方案能测量重约5N的一瓶矿泉水的质量。 【答案】（1）右 （2） ①. 越小 ②. 不均匀 （3）2 （4）乙 【解析】 【小问1详解】 杠杆左端低于右端，说明杠杆左侧偏重，平衡螺母应向偏高的右侧调节，使杠杆在水平位置平衡。 【小问2详解】 图乙中左侧钩码的重力和它到O点的力臂都固定，根据杠杆平衡条件 O点右侧的悬挂位置越远，越大，对应的待测物体质量就越小。 由上述等式得 与成反比，故刻度不均匀。 【小问3详解】 图丙中待测物体固定挂在O点右侧10cm处，由图丁可知当钩码挂在O点左侧30cm刻度处时，对应待测质量为300g。根据杠杆平衡条件可得： 代入，解得。 【小问4详解】 每个钩码的质量为 由图乙和杠杆平衡原理可知，使用图乙方案测量时有 解得，即矿泉水挂在支点右侧4cm处即可。 由图丙和杠杆平衡原理可知，使用图丙方案测量时有 解得，即钩码挂在支点左侧50cm处，但杠杆左侧长度只有40cm，故无法完成。 综上所述，按图乙方式可以完成测量。 27. 避险车道是在公路行车道外侧增设的、供制动失效车辆减速停车的专用车道，如图所示。同学们想知道车辆在避险车道向上滑行的距离与什么因素有关，提出如下两个猜想： 猜想一：汽车滑行距离与上坡初始速度有关 猜想二：汽车滑行距离与汽车的质量有关 为了验证猜想，他们设计了图所示的实验。用小车模拟汽车，让小车从斜槽的某一高度由静止滑下，然后以某一初始速度滑上斜面，测出小车向上滑行的最大距离。下表是他们记录的实验数据： 序号 1 2 3 4 5 小车质量 100 100 100 200 300 释放的高度 20.0 30.0 40.0 20.0 20.0 向上滑行的最大距离 36.0 53.7 71.6 36.0 36.0 （1）实验过程中，小车沿斜面向上滑行时，_____能转化为重力势能； （2）分析1、2、3三组数据，可初步得出猜想一是_____（选填“正确”或“错误”）的；若要验证猜想二，需选用表中_____（填序号）三组数据进行分析； （3）为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，请你对避险车道的设计提出一条建议：_________________________。 【答案】（1）动 （2） ①. 正确 ②. 1、4、5 （3）增大避险车道路面的粗糙程度 【解析】 【小问1详解】 小车沿斜面向上滑行时，质量不变，速度减小，动能减小；高度增高，重力势能增大，故动能转化为重力势能。 【小问2详解】 分析1、2、3三组数据，小车质量不变，释放的高度变大，上坡的初始速度变大，向上滑行的最大距离变大，可得出结论汽车滑行距离与上坡初始速度有关，即验证猜想一是正确的。若要验证猜想二，需控制小车释放的高度不变，改变小车的质量，故选1、4、5组数据。 【小问3详解】 为使制动失效的车辆在避险车道上尽快减速停车，可以增大避险车道路面的粗糙程度，从而增大摩擦力。 28. 桥梁设计需考虑材料受热膨胀。小明设计实验，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系。 （1）初始时金属棒A、B的长度和横截面积均________； （2）如图所示装置可用来测量金属棒受热时微小的伸长量。激光笔固定在杠杆右端，杠杆可在竖直平面内转动；标尺竖直放置，通过激光点在标尺上移动的距离来反映金属棒的伸长量。 ①开始时，将金属棒上端固定并保持竖直，下端轻触杠杆，杠杆和激光束在同一水平直线上，光点在标尺“0”刻度处。 ②加热金属棒，光点会在标尺上向________（选填“上”或“下”）移动。用A、B棒进行实验，实验数据见表。其中，、分别表示A、B棒在不同温度t时，光点在标尺上的刻度值。 实验序号 1 2 3 4 5 t/℃ 25.0 40.0 55.0 70.0 85.0 /cm 0 1.10 2.15 3.26 4.31 /cm 0 1.73 3.44 5.18 6.89 ③分析数据可知：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越________；温度升高相同时，金属棒（选填“A”或“B”）________的伸长量更大。 （3）金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力臂________（选填“变大”“变小”或“不变”）；同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，可采取的做法是________（写1种即可）。 【答案】（1）相同 （2） ①. 上 ②. 大 ③. B （3） ①. 变小 ②. 支点向左移动 【解析】 【小问1详解】 由控制变量法可知，探究形状和大小相同、材料不同的圆柱体金属棒A、B受热伸长量与温度变化量的关系，初始时应控制金属棒A、B的长度和横截面积均相同。 【小问2详解】 [1]由图可知，加热金属棒，金属棒伸长，杠杆逆时针转动，光点会在标尺上向上移动。 [2]分析数据可知，对于同一根金属棒，例如A棒，从实验序号1到5 ，温度逐渐升高，的值越来越大，可以得出：同一根金属棒温度升高越多，伸长量越大。 [3]当温度升高相同时，比如从25.0℃升高到70.0℃，由于金属棒伸长，使激光点在标尺上移动的距离分别为， 因此金属棒B的伸长量更大。 【小问3详解】 [1]由力臂的定义可知，金属棒伸长使杠杆转动过程中，阻力的方向始终不变，阻力臂变小。 [2]同一根金属棒伸长量一定时，为使光点移动距离更大，由数学知识，可采取的做法是支点向左移动。 29. 小真同学在“探究弹性势能大小与形变量的关系”时，猜测弹性势能可能与弹簧形变量x有某种定量关系，于是用如图甲所示的装置进行探究，他将轻弹簧套在光滑竖直杆上且底端固定在水平桌面上。刻度尺与杆平行，进行了如下操作： （1）实验步骤如下： ①弹簧处于自由状态时，读出其上端距水平桌面的高度h0； ②将中间有孔的小铁块套在光滑杆上放于弹簧上端，竖直向下按压铁块，读出此时弹簧上端到水平桌面的高度h1； ③释放小铁块，当铁块上升到最大高度时，读出铁块下端到水平桌面的高度h2； ④改变弹簧的压缩长度，重复步骤②和③，将测出的数据记录在下面的表格中，并计算出弹簧的形变量x和小铁块移动的距离Δh； 实验次数 h0/m h1/m h2/m 1 0.50 0.40 0.55 2 0.50 0.30 0.90 3 0.50 0.20 1.55 实验中计算弹簧形变量的表达式为x=________（用所需物理量符号表示）； （2）实验中，弹簧弹性势能的大小是通过小铁块移动的距离________来间接反映的； A. h1 B. h2 C. h2-h0 D. h2-h1 （3）根据表中数据计算可得到的实验结论是：________成正比； （4）小真同学进一步探究上述三次实验中小铁块动能最大的位置，他发现： ①小铁块从距离地面高度为h1的位置上升至距离地面高度为h2的过程中，小铁块的动能________（填变化情况）； ②测得第1次实验和第3次实验时，小铁块动能最大的位置离水平面的高度分别为ha和hb，则ha________hb（选填“＞”、“＜”或“＝”）。 【答案】（1） （2）D （3）弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方 （4） ①. 先变大后变小 ②. ＝ 【解析】 【小问1详解】 弹簧自由状态时上端高度为h0​，被压缩后上端高度为h1​，弹簧被压缩的长度也就是形变量，等于原长状态上端高度减去压缩后上端高度，即 【小问2详解】 本实验用转换法，将弹簧的弹性势能转化为小铁块获得的重力势能增量。释放铁块后，弹簧的弹性势能全部用来对铁块做功，让铁块从初始高度h1​上升到最大高度h2​，铁块增加的重力势能对应弹性势能的大小，因此用铁块上升的总距离​间接反映弹性势能大小，故选D。 【小问3详解】 根据和计算表格数据。​第1次 对应 第2次 对应 第3次 对应 可见 和x2成正比，而弹性势能和 成正比，因此弹簧的弹性势能与弹簧形变量的平方成正比。 【小问4详解】 铁块从h1​位置上升时，一开始弹簧的弹力大于铁块重力，铁块加速，动能增大；当弹簧弹力减小到等于重力时，铁块速度达到最大，动能最大；之后铁块离开弹簧，只受重力作用，速度不断减小，动能减小，直到最高点动能为0，因此整个过程动能先变大后变小。 动能最大的位置是弹簧弹力等于铁块重力的位置，这个位置和弹簧的压缩量无关，只由铁块重力和弹簧劲度系数决定，两次实验是同一个弹簧、同一个铁块，因此弹力等于重力时弹簧的压缩量是固定的，对应离水平面的高度也相等，即 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $