精品解析:江苏苏州市西安交通大学苏州附属初级中学2026-2027学年第一学期九年级物理10月随堂练习试卷
2026-10-14
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内容正文:
2026-2027学年第一学期随堂练习试卷
初三年级物理学科
一.选择题(每小题2题,共12小题,共24分)
1. 下列出现在小明生活中的物理数据最接近实际的是( )
A. 将一枚鸡蛋从地上捡起并缓缓举过头顶对鸡蛋做功约为10J
B. 起重机的效率约为90%
C. 小明正常上楼的功率约为100W
D. 小轿车正常行驶时发动机功率约为100W
【答案】C
【解析】
【详解】A.鸡蛋重力约0.5N,举过头顶高度约2m,,远小于10J,故A不符合题意;
B.起重机工作时需克服动滑轮重、摩擦做大量额外功,效率通常为30%~60%,达不到90%,故B不符合题意;
C.中学生体重约500N,上一层楼高度约3m,用时约15s,
故C符合题意;
D.小轿车正常行驶时发动机功率约为100kW,远大于100W,故D不符合题意。
故选C。
2. 在跨学科实践活动中,“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践活动,下面说法正确的是( )
A. 如图甲,做仰卧起坐时,属于省力杠杆 B. 如图乙,踮脚过程动力保持不变
C. 如图丙,做下压运动锻炼,动力臂如图所示 D. 如图丁,手举重物时阻力是重物的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A.仰卧起坐时,支点在臀部,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A错误;
B.踮脚过程中,支点在脚尖,动力臂和阻力臂的比值保持不变,阻力(人体重力)不变,由杠杆平衡条件可知动力保持不变,故B正确;
C.力臂是支点到力作用线的垂直距离,图中与不垂直,故力臂画法错误,故C错误;
D.阻力是阻碍杠杆转动的力,这个力是重物对手部的压力,和重物的重力是两个不同的力,故D错误。
故选B。
3. 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
【答案】C
【解析】
【详解】由可知,要计算功率,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和楼的高度h;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。这样只需要测量每个同学的体重、爬楼的时间,功率
h相同,通过比较就可以知道功率的大小了,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4. 如图所示,斜面的长为高的4倍,物体恰能在斜面上匀速下滑,下滑一段距离的过程中,该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时,斜面的机械效率为( )
A. 20% B. 25% C. 50% D. 75%
【答案】C
【解析】
【详解】设斜面高为h,则斜面长s=4h,物体在斜面上匀速下滑过程中克服重力做的功W有=Gh,由题意知重力做的功和克服阻力做的功相等,即
fs=Gh
用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时所做的总功
W总=W额+W有=fs+Gh=2Gh
斜面的机械效率为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 2025年春晚非遗大秀《迎福》体现了科技与美学的完美融合。其中打铁花的原理是将生铁加热至1600℃以上化为铁水,当高温铁水被击向高空后,迅速变成微小颗粒,在空中上下飞舞,形成铁水泼天星河落的壮观景象。下列关于打铁花的说法正确的是( )
A. 生铁化为铁水的过程中内能不变
B. 生铁化为铁水的过程中所含热量增加
C. 落下的微小颗粒不会烫伤人,原因之一是铁的比热容大,降温快
D. 铁水在空中飞舞时温度降低,这是通过热传递的方式改变其内能的
【答案】D
【解析】
【详解】A.生铁化为铁水是熔化过程,熔化要吸热,此过程中内能增大。故A错误;
B.生铁化为铁水的过程中要吸热,内能会增加。而热量是过程量,不是状态量,不能说物体“含有”、“具有”多少热量,可以说物体“吸收”、“放出”多少热量。故B错误;
C.落下的微小颗粒不会烫伤人,原因之一是铁的比热容小,降温快。故C错误;
D.铁水温度高,周围空气温度低,两者之间存在温度差。当铁水在空中飞舞时,高温的铁水将热量传递给低温的空气,铁水温度降低,这是通过热传递的方式改变其内能的。故D正确。
故选D。
6. 我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回,返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示,关于此过程(只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A. AB段返回器的动能变大 B. AB段返回器的重力势能减小
C. CD段返回器的重力势能减小 D. A到D的全过程中返回器机械能守恒
【答案】C
【解析】
【详解】A.AB段返回器处于上升过程(从A到B高度升高),速度减小。动能与速度有关,速度减小则动能变小,因此AB段返回器的动能变小,故A错误;
B.重力势能与高度有关,AB段返回器高度升高,重力势能增大,而非减小,故B错误;
C.CD段返回器从C点再次进入大气层后向地面运动(D点为落回地面阶段),高度不断降低。重力势能随高度降低而减小,因此CD段返回器的重力势能减小,故C正确;
D.机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功。“考虑空气阻力”,返回器运动过程中需克服空气阻力做功,机械能会因阻力消耗而减少,因此A到D的全过程机械能不守恒,故D错误。
故选C。
7. 下列关于热量、内能和比热容的说法中正确的是( )
A. 物体温度越高,所含热量越多
B. 根据可知,物质的比热容跟它吸收的热量成正比,跟它的质量,升高的温度成反比
C. 一个物体的温度降低,内能一定减小
D. 内能小的物体也可能将温度传给内能大的物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是热传递过程中的过程量,不能表述为物体“所含热量”,故A错误;
B.比热容是物质的固有属性,仅与物质种类、状态有关,与吸收的热量、质量、温度变化量均无关,是比热容的计算式而非决定式,故B错误;
C.同一物体质量、状态不变时,温度降低则分子平均动能减小,内能一定减小,故C正确;
D.热传递过程中传递的是热量,不是温度,故D错误。
故选C。
8. 质量和初温都相同的铁块和铜块(c铁>c铜 ),分别放出相同的热量后立即接触,则 ( )
A. 它们之间不会发生热传递 B. 热量由铜传给铁
C. 热量由铁传给铜 D. 无法确定热传递的情况
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】质量和初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量,根据可知,比热容大的降温慢,铁的比热容大,故铁降温慢,温度高,故发生传递时,热量从高温物体传递给低温物体,故由铁传递给铜。故选C。
9. 杆秤是我国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一,凝聚了丰富的物理智慧。小明在实践课上制作了一把双秤纽杆秤,其结构如图所示。关于该杆秤,下列判断正确的是( )
A. 杆秤是利用二力平衡原理进行称量的
B. 若秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
C. 与使用秤纽B相比,使用秤纽C时可以增大杆秤的量程
D. 即使秤杆粗细不均匀,只要重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的
【答案】D
【解析】
【详解】A.杆秤是利用杠杆平衡原理进行称量的,不是二力平衡原理,二力平衡是指两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,物体处于平衡状态,故A错误;
B.若秤砣磨损,秤砣的质量变小,即秤砣的重力变小。根据杠杆平衡条件,在阻力臂和货物重力(阻力)不变时,秤砣的重力(动力)变小,动力臂也就是秤砣重力的力臂会变大,那么秤砣就会在秤杆上往后移动,刻度读数就会变大,所以测量结果会比真实质量偏大,故B错误;
C.与使用秤纽B相比,使用秤纽C时,阻力臂变大。根据杠杆平衡条件,在阻力(货物重力)和动力(秤砣重力)不变时,阻力臂变大,动力臂(秤砣到秤纽的距离)会有更小的移动空间,即可以称量的货物质量变小了,所以会减小杆秤的量程,故C错误;
D.如果杆秤粗细不均匀,其重心位置不稳定,杠杆的力臂关系会变得复杂,刻度分布不是均匀的;若重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的;故D正确。
故选D。
10. 用两个相同的电加热器给质量和初温相同的甲、乙两种物质加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,正确的是( )
①0~10min甲、乙两种物质吸收的热量之比为
②当甲、乙两物质都升高至60℃,甲、乙俩物质吸收的热量之比为
③甲、乙两种物质的比热容之比为
④乙物质的吸热能力小于甲物质的吸热能力
A. 只有①②正确 B. 只有③正确
C. 只有②④正确 D. 只有②③正确
【答案】D
【解析】
【详解】由题知,用两个相同的电加热器加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,则0~10min甲、乙两种物质吸收的热量相等,即热量之比为;由图像可以看出,当甲、乙两物质都从0℃升高至60℃,甲需要加热10min,乙需要加热20min,乙的加热时间更长,吸收热量更多,则乙物质的吸热能力大于甲物质的吸热能力,吸收的热量之比为
根据,质量相同,温度变化量相同,则比热容和吸收的热量成正比,所以甲、乙两种物质的比热容之比也为。综上,①④错误,②③正确。故ABC错误,D正确。
故选D。
11. 如图所示,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为F甲、F乙,此过程相关数据如图所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等,下列有关此过程的说法中,正确的是( )
A. 提升物体时两拉力的功率大小相同
B. 物体M、N的重力大小关系为GM = GN
C. 乙滑轮组的机械效率为66.7%
D. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2:3
【答案】B
【解析】
【详解】由图中数据可知,甲滑轮组做的总功,额外功,有用功;乙滑轮组做的总功,额外功,有用功。
A.提升物体时两拉力做的功,所用时间相等, 根据功率的公式 ,甲滑轮组提升M时拉力做功的功率大,故A错误;
B.提升物体时做的有用功,物体提升高度h相同,可得,物体M、N的重力大小关系为GM = GN,故B正确
C. 乙滑轮组的机械效率为,故C错误;
D. 甲滑轮组承担物重的绳子段数,乙滑轮组承担物重的绳子段数,绳子自由端移动的距离之比为,故D错误。
故选B。
12. 如图所示为“反向蹦极”的示意图。弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,体验者用扣环锁定在地面上,打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”上升到最高位置C点,在B点时弹性轻绳的拉力与人的重力相等。上升过程中,人的动能、重力势能、机械能和轻绳的弹性势能随位置变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.人上升过程中,质量不变,速度先变大后减小,在B点达到最大,则人体的动能先变大后减小,B点最大,故A错误;
B.A点到C点,人上升过程中,质量不变,高度不断上升,人体的重力势能不断增大,而C点后人体将下落,则C点后高度降低,重力势能减小,故B错误;
C.在B点时弹性轻绳的拉力与人的重力相等,说明弹性轻绳在B点仍处于伸长状态,过B点后弹性绳仍对人体做功,人体的机械能仍然在增大,故C错误;
D.人体上升过程中,弹性绳的形变量不断减小,直到恢复原状,则轻绳的弹性势能不断减小,直到变为0,故D正确。
故选D。
三.填空题(共11小题,每空1分,总共26空,共26分)
13. 《太空“冰雪”实验》中,宇航员用一根蘸有结晶核的棉棒触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速变成“冰球”,如图所示。这一过程中,液体球释放出大量热量,其内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。用手摸上去,“冰球”竟然是热乎乎的,这是通过_________的方式改变手的内能。
【答案】 ①. 减小 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速变成“冰球”,发生凝固现象,液体球释放出大量热量,其内能减小。
[2]用手摸上去,“冰球”竟然是热乎乎的,即手从“冰球”吸收热量,利用热传递的方式使手的内能增加、温度升高。这是通过热传递的方式改变手的内能。
14. 如图所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材的简化结构图,绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4:1,吊框的重力不计,不计绳重和机械间的所有摩擦。绞车可以看作__________(选填“轮轴”或“滑轮”),滑轮A和B的作用是__________。若一名工匠用绞车匀速提升大理石板,工匠的推力为100N,则大理石板的重力为__________N。
【答案】 ①.
轮轴 ②.
改变力的方向 ③.
400
【解析】
【详解】由图可知通过转动绞盘使绳子绕到滚轴,从而拉起物体,绞盘相当于轮,滚轴相当于轴,所以绞车可以看作轮轴;
滑轮A和B为定滑轮,其作用是改变力的方向;
定滑轮不省力,不计所有摩擦和绳重时,轮轴满足省力公式
其中轮的半径是横杆长度的一半,轴的半径是滚轴直径的一半,可得,则绳子对石材的拉力
因此大理石的重力
15. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小__________(选填“铁块”或“泡沫块”)用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后,将魔罐在水平桌面上向前推出,罐子向前滚动一段距离后会自己返回,罐子返回的过程中是弹性势能转化为动能。该魔罐在制作的过程中要使橡皮筋的张紧度适当,若橡皮筋张得过松会导致罐子__________(选填“一直向前滚”或“滚动一段距离后停在原地”)。
【答案】 ①.
铁块 ②.
滚动一段距离后停在原地
【解析】
【详解】魔罐滚动时,需中间重物保持相对稳定的状态,使橡皮筋发生弹性形变以储存足够的弹性势能,铁块质量大、惯性大,能有效带动橡皮筋发生扭转,故选用铁块;
若橡皮筋张得过松,罐子滚动时橡皮筋的弹性形变量很小,储存的弹性势能不足,无法提供罐子返回的动力,罐子的动能会因摩擦力做功逐渐消耗,因此会滚动一段距离后停在原地。
16. 如图所示为古代的“省油灯”,在灯盏下增加了一夹层,夹层留一小孔,可以从小孔向夹层中加水。当灯点燃后,夹层中的水可以降低煤油的温度,减少煤油的蒸发。该省油灯一次使用过程中使质量为20g的煤油温度升高10℃,质量为40g的水温度升高15℃,则煤油和水吸收的热量之比为_________﹔燃烧一段时间后,煤油的比热容_________(选填“增大”“不变”或“减小”)。[c水=4.2×103J/(kg·℃),c油=2.1×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 1∶6 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]煤油和水吸收的热量之比为
[2]比热容是物质的属性,与物质的质量、温度无关,因此比热容不变。
17. 在“自制弹簧发射器”跨学科实践活动中,小华用轻弹簧、小车和光滑水平轨道制作发射装置。弹簧左端固定,右端连接小车。A点是小车由静止释放的位置(在B点左侧),B点是弹簧原长时小车的位置,C点是小车到达最右端的位置(在B点右侧)。不计阻力,在A、B、C三点中,小车动能最大的是______点。从A点到C点,弹簧的弹性势能__________(选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”)
【答案】 ①.
B ②.
先变小后变大
【解析】
【详解】小车在A点时,弹簧处于压缩阶段,小车受向右的弹力,此时小车向右加速,动能增大;到达B点时,弹簧恢复原长,弹力为零,速度最大,动能最大;从B点运动到C点过程中,弹簧被拉伸,小车受向左的弹力,向右减速,动能减小,故小车动能最大的是B点。
弹簧弹性势能与弹性形变有关,弹性形变越大弹性势能越大。从A到B弹簧的形变量减小,弹性势能变小;从B到C弹簧形变量增大,弹性势能变大,故从A点到C点弹簧的弹性势能先变小后变大。
18. 如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点处挂一个重物,杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止,如图甲所示,那么,该杠杆__________(选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆;若动力F乙始终与OA垂直,将杠杆由水平位置匀速向上提升重物,如图乙所示,动力F乙的大小变化是__________;若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向,在此过程中OA始终保持水平静止,如图丙所示,动力F丙的变化是_____________。(以上两空都选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变大后变小”或“先变小后变大”)
【答案】 ①.
不一定 ②.
变小 ③.
先变小后变大
【解析】
【详解】因动力的方向未明确,动力臂大小无法确定,无法比较动力臂与阻力臂的大小关系,故该杠杆不一定是省力杠杆;乙图中,阻力G大小不变,动力始终与OA垂直,动力臂大小不变;杠杆向上提升时,阻力臂(支点到重力作用线的垂直距离)逐渐变小,由杠杆平衡条件可知,动力变小;丙图中,OA始终水平静止,阻力和阻力臂均不变;动力从竖直向上沿逆时针转到水平向左的过程中,动力臂先变大(当动力方向与OB垂直时动力臂最大)后变小,由杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大。
19. 如甲图所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙图所示。由图像可知,0~3s内,推力对物体做功_________J;9~12s内,推力对物体做功的功率是__________。
【答案】 ①.
0 ②.
60W
【解析】
【详解】由丙图可知,0~3s内物体静止,移动距离为0,则推力做功为0。
9~12s内,由乙图得推力,由丙图得物体匀速运动速度,推力做功的功率为
20. 如图所示,小王想利用杠杆平衡条件测量质量分布均匀的刻度尺的质量m,已知刻度尺长度为30cm。圆柱形铅笔放在刻度尺和桌面之间,左端P 为一个20g的砝码(体积忽略不计),位于刻度尺左端的“0”刻度线上。如图所示的状态下,应该 ___(填“顺时针”或“逆时针”)转动铅笔使尺子水平平衡。当铅笔接触到9cm的刻度处时,尺子绕铅笔在水平位置附近等幅摆动。则尺子质量m为 ____g。
【答案】 ①. 逆时针 ②. 30
【解析】
【详解】[1]由图可知,此时以铅笔为杠杆的支点,右端下沉,为了使刻度尺在水平位置平衡,应增大砝码压力的力臂,减小刻度尺的重力的力臂,故应逆时针转动铅笔使尺子水平平衡。
[2]由杠杆平衡条件可得
则尺子的质量为
21. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲________c丙;甲、丙两种液体的质量m甲__________m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
【答案】 ①. < ②. >
【解析】
【详解】[1][2]甲、乙是同种液体,比热容相同,即;由图像可知,吸收相同热量时,,根据(相同,相同),可得。又因为乙、丙质量相等,即,所以;从图像看,吸收相同热量时,,根据(相同),且可得。
22. 《墨经•经下》里记载的一种斜面引重车。如图所示系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,已知斜板长2m,高0.6m。后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与绳间的摩擦),则该斜面的机械效率为_________,此木箱与斜板之间的摩擦力是_________N;经实际测量,发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多,说明车子后轮是一种_________(选填“省力”或“费力”)机械。
【答案】 ①. 60% ②. 400 ③. 省力
【解析】
【详解】[1]斜面的机械效率为
[2]克服木箱在斜板上受到摩擦力做的额外功为
木箱与斜板之间的摩擦力
[3]车子后轮在该装置中是一个轮轴,人施加在车上的推力作用在轮上,绳子上的拉力作用在轴上,并且施加在车上的推力小于绳子上的拉力,可见车子后轮是一种省力机械。
23. 某同学用一种加热器对质量为1kg的冰持续加热,使其熔化直至沸腾,记录并绘制出“温度-时间”图像,如图所示,根据该图像回答下列问题。
(1)该物质在C点的内能__________(选填“大于”“等于”或“小于”)在点的内能。
(2)冰的比热容为__________。
(3)在段吸收的热量为__________J。
【答案】(1)
大于 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
晶体熔化过程中持续吸热,内能增大,温度不变,故C点内能大于B点。
【小问2详解】
CD段水吸收的热量
CD段加热时间,单位时间内物质吸收的热量
则AB段冰吸收的热量
冰的比热容
【小问3详解】
BC段加热时间,BC段吸收的热量
三、解答题(共8小题,作图题6分,计算题10分,实验题每空1分,共50分)
24. 作图题:
(1)请画出力F1的力臂l1,以及杠杆受到的阻力F2。
(2)图甲是自行车手闸,其中AOC部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2,其简化示意图如图乙。请在乙图中画出:阻力的力臂L2;刹车时,作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
(3)用滑轮组提升重45N的物体,绳子能够承受的最大拉力为20N,假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计,在图中画出滑轮组绳子的绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
过支点O作力F1的作用线的垂线段,即为F1的力臂L1;阻力是阻碍杠杆的转动的力,过阻力作用点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,即为阻力F2,如图
【小问2详解】
反向延长F2的作用线,从支点O作动力F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂L2;由杠杆平衡条件可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OC作为动力臂最长,动力的方向应该垂直力臂OC向上,过点C垂直于OC向上作出最小动力F1 的示意图,如图
【小问3详解】
根据题意,动滑轮重、绳重和摩擦均不计时,承担物重的绳子段数为
故需要三段绳子提升,为奇数,根据“奇动偶定”的原则,绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上,然后再向定滑轮绕线,如图
25. 某起重机的滑轮组结构如图所示,它将480N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,用时100s。若拉力的功率始终为60W,提升过程克服钢丝绳重及摩擦等做的功为,求:
(1)拉力做的总功;
(2)本次起重过程中滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
拉力匀速提升钢板,功率恒定。
拉力做的总功
【小问2详解】
有用功为克服钢板重力做的功。
有用功
机械效率
【小问3详解】
额外功由克服动滑轮重力的功和克服钢丝绳重、摩擦的功组成。
总额外功
克服动滑轮重力做的额外功
动滑轮重力
26. 如图所示是我国自主研发的5G无人驾驶电动汽车。在某次性能测试时,汽车在平直公路上匀速行驶2000m,用时80s,汽车总重为,行驶时所受阻力为车总重的0.02倍。求:
(1)测试阶段牵引力所做的功;
(2)测试阶段汽车牵引力做功的功率。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
测试阶段汽车做匀速直线运动,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则汽车测试时的牵引力为
测试阶段牵引力所做的功为
【小问2详解】
测试阶段汽车牵引力做功的功率为
27. 小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验:
(1)实验中探究的动能是指_______(填字母)。
A. 金属球在斜面上的动能 B. 金属球撞击木块前瞬间的动能
C. 金属球撞击木块后的动能 D. 木块被金属球撞击后的动能
(2)如图甲、乙所示,小明利用斜面、钢球(m<M)、木块等器材进行实验,实验中小球撞击木块时的动能由小球的__________能转化而来的,2个小球到水平面时速度大小__________(选填“相等”“不相等”)。
(3)在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如丙图所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同形变程度由静止释放,撞击同一木块,该实验方案__________(选填“可行”或“不可行”),若按此方案操作,他会看到不同质量的小球撞击木块移动距离__________(选填“相同”或“不同”)。
(4)如图丁所示,体积相同的三个实心球,质量:,球1、2离沙地高度相同,现让三球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图丁虚线所示,比较a、b实验,可得出重力势能大小与__________的关系;比较b、c实验,则、重力势能大小关系为__________。
A.一样大 B.较大 C.较大 D.无法比较
【答案】(1)B (2) ①. 重力势 ②. 相等
(3) ①. 不可行 ②. 相同
(4) ①. 质量 ②. C
【解析】
【小问1详解】
实验中,通过让小球从斜面上滑下撞击木块,观察木块被推动的距离来判断小球动能的大小。因此,实验探究的是小球在撞击木块前瞬间所具有的动能,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问2详解】
小球从斜面高处滑下时,高度降低、速度增大,自身的重力势能转化为动能;甲、乙实验中两个小球从斜面的同一高度由静止释放,到达水平面时的速度大小相等。
【小问3详解】
该实验方案不可行;探究“动能大小与质量的关系”时,需要控制小球的速度相同,改变小球的质量。在丙图所示的方案中,将弹簧压缩相同的形变程度,意味着弹簧储存的弹性势能是相同的。当弹簧释放时,这些弹性势能会转化为小球的动能。因此,不同质量的小球获得的初始动能是相同的,无法控制不同质量的小球速度一致,这不符合控制变量法的要求;
若按此方案操作,由于不同质量的小球获得了相同的动能,它们撞击木块时,木块移动的距离将会相同。
【小问4详解】
a、b实验中两个小球(球1和球2)从相同的高度下落,但它们的质量不同( )。由图丁,实验结果显示,质量较大的球1陷入沙地的深度更深,表明其重力势能更大。因此,通过比较a、b实验,可以得出重力势能大小与质量的关系;
b、c实验中,球2的质量为,球3的质量为 ,且 。从图丁中可以看出,球3陷入沙地的深度比球2深。小球陷入沙地的深度反映了其初始重力势能的大小,深度越深,说明初始的重力势能越大。因此,球3的重力势能大于球2的重力势能,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
28. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验开始时,杠杆的位置如上图甲所示,杠杆此时处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在A处施加一个向上的拉力F,若左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定在A点,只改变弹簧测力计与水平方向的夹角,使杠杆始终在水平方向平衡,图中,能描述测力计示数F与关系的大致图像是________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)小明用图丙装置进行探究,发现总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是__________
(4)如图丁所示,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GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA__________GB(选填“>”“<”或“=”)。
(5)小明继续研究杠杆的机械效率,他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,弹簧测力计在A点竖直向上拉,装置如图戊所示,将杠杆缓慢抬升,测得弹簧测力计的拉力为,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2(不计摩擦)。杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数__________,若接下来仅将钩码改挂到C点,仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度,杠杆机械效率__________(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 (2)D
(3)杠杆的自重对杠杆平衡有影响
(4)> (5) ①. 不变 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态是指杠杆处于静止或匀速转动状态。图甲中,杠杆虽然倾斜,但它是静止的,因此它处于平衡状态。此时杠杆的左端偏低,右端偏高。为了使杠杆在水平位置平衡,需要将重心向右移动,即应将平衡螺母向较高的一端即右端移动。
【小问2详解】
杠杆在水平位置平衡时,阻力(大小等于钩码重力)和阻力臂保持不变,由图乙,当从 逐渐增大到 时,拉力方向逐渐趋向于与杠杆垂直,此时动力臂逐渐增大;当时,拉力竖直向上,动力臂最大,此时等于OA的长度。当继续增大时,动力臂又会逐渐减小。根据杠杆平衡条件可知,动力即弹簧测力的示数先变小,后变大,且由于弹簧不可能水平,所以,图像不能与0°和180°相交,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【小问3详解】
图丙中,杠杆的支点不在杠杆的重心上。此时,杠杆自身的重力会对杠杆的平衡产生影响。如果忽略杠杆自重,只计算悬挂钩码的力和力臂,就无法得出的结论。
【小问4详解】
胡萝卜可以看作一个杠杆,支点在支架处。由图丁,部分的重心离支点较近,即力臂 小, 部分的重心离支点较远,力臂 大。根据平衡条件可知有 。
【小问5详解】
如图戊,杠杆在缓慢抬升过程中,根据数学可知,动力臂和阻力臂的比值保持不变,阻力不变,所以动力的大小保持不变;
有用功不变 。额外功是克服杠杆自重做的功。由图戊,将钩码从 点改到点,提升相同高度时,杠杆的倾斜角度会变小,杠杆重心上升的高度会变小,即额外功变小。有用功不变,总功变小,所以机械效率 会变大。
29. 在“测量滑轮组的机械效率”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。
次数
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__________(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的:若第1次实验中,钩码上升高度增大为40cm,则过程中做的额外功__________(选填“增大”“减小”或“不变”),滑轮组的机械效率__________(选填“>”“<”“=”)66.7%;
(2)比较1、2、3次实验,可知使用同一滑轮组提升重物,物重越大,机械效率越________。
(3)第4次实验中的机械效率为______%,可知机械效率与绕线方式________(选填“有关”或“无关”)
(4)若第3次实验中,弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的,则此时滑轮组实际的机械效率__________(选填“>”“<”“=”)74.1%。
(5)根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图像丙中的A点可知,被提升物体所受的重力一定( )(选填序号)
A. 小于40N B. 等于40N C. 大于40N D. 无法比较
【答案】(1) ①. 甲 ②. 增大 ③. =
(2)高 (3) ①. 66.7 ②. 无关
(4)< (5)C
【解析】
【小问1详解】
第1次实验中,绳端移动距离为0.6m,物体提升的高度为0.2m,由此可得承担物重的绳子段数为
对应图甲滑轮组;
机械效率,由此可知,机械效率与提升的高度无关,因此效率不变。
【小问2详解】
比较3次实验数据,物重从2N增至4N,机械效率从66.7%升至74.1%,故效率随物重增大而提高。
【小问3详解】
第4次实验的机械效率
第1次实验物重也是2N,效率66.7%,由此可知,虽然绕线方式不同,但效率相同。因此,机械效率与绕线方式无关。
【小问4详解】
若在拉动过程中停下来读数,此时绳子和滑轮之间没有滑动摩擦力,测力计读出的拉力偏小,导致总功偏小,而有用功不变,故实际机械效率小于74.1%。
【小问5详解】
若忽略绳重和摩擦,由图丙中A点数据可得,解得。实际存在绳重和摩擦,额外功更大,要使效率仍达80%,物重必须大于40N,故选C。
30. 烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定同种物质,吸收热量的多少与__________和__________有关。
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”
小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致。记录的证据绘制表格(如图乙所示),都升高10℃依据________,可判断水比沙子吸收的热量________,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容。
(3)解释交流:使用如图丙装置模拟解释海陆风的成因,两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中,白炽灯工作一段时间后,烟将会从________管口冒出,本质原因是水比沙子的比热容__________。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 升高温度
(2) ①. 加热时间长短 ②. 多
(3) ①. B ②. 大
【解析】
【小问1详解】
水的质量不同,烧开所需的时间不同,说明吸收热量与质量有关;水升高的温度不同,所需的时间也不同,说明吸收热量与升高的温度有关。
【小问2详解】
实验中使用了规格相同的白炽灯,这意味着在相同的时间内,水和沙子吸收的热量是相同的。因此,可以通过加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少。观察图乙可知,水和沙子的初温都是10℃,都升高10℃,沙子对应的时间是2min,水对应的时间是8min,水加热的时间更长,说明水比沙子吸收的热量多。
【小问3详解】
白炽灯工作一段时间后,由于沙子的比热容较小,吸热升温快;水的比热容较大,吸热升温慢。因此,右侧沙子箱内的温度会高于左侧水箱内的温度。右侧沙子箱内空气受热膨胀上升,导致箱内气压降低;左侧水箱内空气温度相对较低,空气收缩下沉,导致箱内气压较高。因此,烟将会从B管口冒出,本质原因是水比沙子的比热容大。
31. 阅读短文《桔槔和筒车》,回答问题:
中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着:“井深用辘轳,井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示,在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,横杆的一端用一根绳与汲器相连,另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时,人用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下,并让水流入水桶。当水桶装满水后,人向上拉动绳子,就可让绑重石端的位置下降,同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一倾于机内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧”,图乙为筒车的简化示意图。
(1)如图甲所示,汲水时,人用力向下拉绳子的过程中,桔槔相当于一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)如图丙所示是桔槔的简化图模型,轻质杠杆AB,支点为O,AO:BO=3:2,B端挂有重为150N的石块P,A端挂有重为20N的空木桶Q(绳重忽略不计,取10N/kg),使用时,人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N,石头仍重150N,更换支点为后(图中未画出),当桔槔达到平衡状态时,人对绳子向上的拉力是50N,则__________;
(3)筒车工作时,是把动能转化为__________能,当水流变缓后,筒车提升水的功率会变__________(选填“大”或“小”);
(4)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水5kg,筒车旋转一周所用时间为60s,水流冲击筒车的总功率为60W,筒车旋转一周取水的机械效率为________%(接水槽离倒水处的高度忽略不计,取10N/kg,结果保留一位小数)。
【答案】(1)
省力 (2) ①.
80 ②.
3:1 (3) ①.
重力势 ②.
小 (4)
66.7
【解析】
【小问1详解】
在汲水时,人用力向下拉绳子,此时动力臂大于阻力臂(石块对桔槔的拉力为阻力,阻力的大小等于石块重力的大小,其力臂较短;人的拉力为动力,力臂较长),根据杠杆分类,动力臂大于阻力臂的杠杆是省力杠杆。
【小问2详解】
由杠杆平衡条件,得
人向下拉绳放下空桶时拉力至少为
水桶装满水后, A端受到的向下的拉力为
由杠杆平衡条件,得
得
即
【小问3详解】
筒车工作时,是利用流动的水的动能来冲击叶片,使筒车转动,从而把水从低处提升到高处。在这个过程中,水的高度增加,重力势能增大。因此,筒车工作时是把水的动能转化为水的重力势能;
水流变缓后,水流的动能变小,单位时间内筒车获得的能量减少,提升水的功率变小。
【小问4详解】
筒车旋转一周提升水的总质量
有用功
总功
机械效率
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2026-2027学年第一学期随堂练习试卷
初三年级物理学科
一.选择题(每小题2题,共12小题,共24分)
1. 下列出现在小明生活中的物理数据最接近实际的是( )
A. 将一枚鸡蛋从地上捡起并缓缓举过头顶对鸡蛋做功约为10J
B. 起重机的效率约为90%
C. 小明正常上楼的功率约为100W
D. 小轿车正常行驶时发动机功率约为100W
2. 在跨学科实践活动中,“探物”小组开展了“探索人体中的杠杆”实践活动,下面说法正确的是( )
A. 如图甲,做仰卧起坐时,属于省力杠杆 B. 如图乙,踮脚过程动力保持不变
C. 如图丙,做下压运动锻炼,动力臂如图所示 D. 如图丁,手举重物时阻力是重物的重力
3. 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
4. 如图所示,斜面的长为高的4倍,物体恰能在斜面上匀速下滑,下滑一段距离的过程中,该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时,斜面的机械效率为( )
A. 20% B. 25% C. 50% D. 75%
5. 2025年春晚非遗大秀《迎福》体现了科技与美学的完美融合。其中打铁花的原理是将生铁加热至1600℃以上化为铁水,当高温铁水被击向高空后,迅速变成微小颗粒,在空中上下飞舞,形成铁水泼天星河落的壮观景象。下列关于打铁花的说法正确的是( )
A. 生铁化为铁水的过程中内能不变
B. 生铁化为铁水的过程中所含热量增加
C. 落下的微小颗粒不会烫伤人,原因之一是铁的比热容大,降温快
D. 铁水在空中飞舞时温度降低,这是通过热传递的方式改变其内能的
6. 我国已成功发射的“嫦娥五号”实现了中国首次月球无人采样返回,返回器使用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示,关于此过程(只考虑空气阻力和重力的影响),下列说法正确的是( )
A. AB段返回器的动能变大 B. AB段返回器的重力势能减小
C. CD段返回器的重力势能减小 D. A到D的全过程中返回器机械能守恒
7. 下列关于热量、内能和比热容的说法中正确的是( )
A. 物体温度越高,所含热量越多
B. 根据可知,物质的比热容跟它吸收的热量成正比,跟它的质量,升高的温度成反比
C. 一个物体的温度降低,内能一定减小
D. 内能小的物体也可能将温度传给内能大的物体
8. 质量和初温都相同的铁块和铜块(c铁>c铜 ),分别放出相同的热量后立即接触,则 ( )
A. 它们之间不会发生热传递 B. 热量由铜传给铁
C. 热量由铁传给铜 D. 无法确定热传递的情况
9. 杆秤是我国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一,凝聚了丰富的物理智慧。小明在实践课上制作了一把双秤纽杆秤,其结构如图所示。关于该杆秤,下列判断正确的是( )
A. 杆秤是利用二力平衡原理进行称量的
B. 若秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
C. 与使用秤纽B相比,使用秤纽C时可以增大杆秤的量程
D. 即使秤杆粗细不均匀,只要重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的
10. 用两个相同的电加热器给质量和初温相同的甲、乙两种物质加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,正确的是( )
①0~10min甲、乙两种物质吸收的热量之比为
②当甲、乙两物质都升高至60℃,甲、乙俩物质吸收的热量之比为
③甲、乙两种物质的比热容之比为
④乙物质的吸热能力小于甲物质的吸热能力
A. 只有①②正确 B. 只有③正确
C. 只有②④正确 D. 只有②③正确
11. 如图所示,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M、N匀速提升1m,拉力分别为F甲、F乙,此过程相关数据如图所示。已知将物体M、N匀速提升1m所用时间相等,下列有关此过程的说法中,正确的是( )
A. 提升物体时两拉力的功率大小相同
B. 物体M、N的重力大小关系为GM = GN
C. 乙滑轮组的机械效率为66.7%
D. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2:3
12. 如图所示为“反向蹦极”的示意图。弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,体验者用扣环锁定在地面上,打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”上升到最高位置C点,在B点时弹性轻绳的拉力与人的重力相等。上升过程中,人的动能、重力势能、机械能和轻绳的弹性势能随位置变化的关系图像中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
三.填空题(共11小题,每空1分,总共26空,共26分)
13. 《太空“冰雪”实验》中,宇航员用一根蘸有结晶核的棉棒触碰过饱和乙酸钠溶液形成的液体球,液体球迅速变成“冰球”,如图所示。这一过程中,液体球释放出大量热量,其内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。用手摸上去,“冰球”竟然是热乎乎的,这是通过_________的方式改变手的内能。
14. 如图所示的是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材的简化结构图,绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为4:1,吊框的重力不计,不计绳重和机械间的所有摩擦。绞车可以看作__________(选填“轮轴”或“滑轮”),滑轮A和B的作用是__________。若一名工匠用绞车匀速提升大理石板,工匠的推力为100N,则大理石板的重力为__________N。
15. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小__________(选填“铁块”或“泡沫块”)用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后,将魔罐在水平桌面上向前推出,罐子向前滚动一段距离后会自己返回,罐子返回的过程中是弹性势能转化为动能。该魔罐在制作的过程中要使橡皮筋的张紧度适当,若橡皮筋张得过松会导致罐子__________(选填“一直向前滚”或“滚动一段距离后停在原地”)。
16. 如图所示为古代的“省油灯”,在灯盏下增加了一夹层,夹层留一小孔,可以从小孔向夹层中加水。当灯点燃后,夹层中的水可以降低煤油的温度,减少煤油的蒸发。该省油灯一次使用过程中使质量为20g的煤油温度升高10℃,质量为40g的水温度升高15℃,则煤油和水吸收的热量之比为_________﹔燃烧一段时间后,煤油的比热容_________(选填“增大”“不变”或“减小”)。[c水=4.2×103J/(kg·℃),c油=2.1×103J/(kg·℃)]
17. 在“自制弹簧发射器”跨学科实践活动中,小华用轻弹簧、小车和光滑水平轨道制作发射装置。弹簧左端固定,右端连接小车。A点是小车由静止释放的位置(在B点左侧),B点是弹簧原长时小车的位置,C点是小车到达最右端的位置(在B点右侧)。不计阻力,在A、B、C三点中,小车动能最大的是______点。从A点到C点,弹簧的弹性势能__________(选填“变大”“变小”“先变大后变小”“先变小后变大”)
18. 如图所示,OAB是杠杆,OA与BA垂直,在OA的中点处挂一个重物,杠杆重力及摩擦均不计。若加在B点的动力F甲使OA在水平位置保持静止,如图甲所示,那么,该杠杆__________(选填“一定”或“不一定”)是省力杠杆;若动力F乙始终与OA垂直,将杠杆由水平位置匀速向上提升重物,如图乙所示,动力F乙的大小变化是__________;若动力F丙由竖直向上的方向沿逆时针缓慢地转到水平向左的方向,在此过程中OA始终保持水平静止,如图丙所示,动力F丙的变化是_____________。(以上两空都选填“变大”、“变小”、“不变”、“先变大后变小”或“先变小后变大”)
19. 如甲图所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙图所示。由图像可知,0~3s内,推力对物体做功_________J;9~12s内,推力对物体做功的功率是__________。
20. 如图所示,小王想利用杠杆平衡条件测量质量分布均匀的刻度尺的质量m,已知刻度尺长度为30cm。圆柱形铅笔放在刻度尺和桌面之间,左端P 为一个20g的砝码(体积忽略不计),位于刻度尺左端的“0”刻度线上。如图所示的状态下,应该 ___(填“顺时针”或“逆时针”)转动铅笔使尺子水平平衡。当铅笔接触到9cm的刻度处时,尺子绕铅笔在水平位置附近等幅摆动。则尺子质量m为 ____g。
21. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲________c丙;甲、丙两种液体的质量m甲__________m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
22. 《墨经•经下》里记载的一种斜面引重车。如图所示系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,已知斜板长2m,高0.6m。后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与绳间的摩擦),则该斜面的机械效率为_________,此木箱与斜板之间的摩擦力是_________N;经实际测量,发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多,说明车子后轮是一种_________(选填“省力”或“费力”)机械。
23. 某同学用一种加热器对质量为1kg的冰持续加热,使其熔化直至沸腾,记录并绘制出“温度-时间”图像,如图所示,根据该图像回答下列问题。
(1)该物质在C点的内能__________(选填“大于”“等于”或“小于”)在点的内能。
(2)冰的比热容为__________。
(3)在段吸收的热量为__________J。
三、解答题(共8小题,作图题6分,计算题10分,实验题每空1分,共50分)
24. 作图题:
(1)请画出力F1的力臂l1,以及杠杆受到的阻力F2。
(2)图甲是自行车手闸,其中AOC部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2,其简化示意图如图乙。请在乙图中画出:阻力的力臂L2;刹车时,作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
(3)用滑轮组提升重45N的物体,绳子能够承受的最大拉力为20N,假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计,在图中画出滑轮组绳子的绕法。
25. 某起重机的滑轮组结构如图所示,它将480N的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,用时100s。若拉力的功率始终为60W,提升过程克服钢丝绳重及摩擦等做的功为,求:
(1)拉力做的总功;
(2)本次起重过程中滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
26. 如图所示是我国自主研发的5G无人驾驶电动汽车。在某次性能测试时,汽车在平直公路上匀速行驶2000m,用时80s,汽车总重为,行驶时所受阻力为车总重的0.02倍。求:
(1)测试阶段牵引力所做的功;
(2)测试阶段汽车牵引力做功的功率。
27. 小明在探究“物体的动能、重力势能大小跟哪些因素有关”的实验:
(1)实验中探究的动能是指_______(填字母)。
A. 金属球在斜面上的动能 B. 金属球撞击木块前瞬间的动能
C. 金属球撞击木块后的动能 D. 木块被金属球撞击后的动能
(2)如图甲、乙所示,小明利用斜面、钢球(m<M)、木块等器材进行实验,实验中小球撞击木块时的动能由小球的__________能转化而来的,2个小球到水平面时速度大小__________(选填“相等”“不相等”)。
(3)在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如丙图所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同形变程度由静止释放,撞击同一木块,该实验方案__________(选填“可行”或“不可行”),若按此方案操作,他会看到不同质量的小球撞击木块移动距离__________(选填“相同”或“不同”)。
(4)如图丁所示,体积相同的三个实心球,质量:,球1、2离沙地高度相同,现让三球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图丁虚线所示,比较a、b实验,可得出重力势能大小与__________的关系;比较b、c实验,则、重力势能大小关系为__________。
A.一样大 B.较大 C.较大 D.无法比较
28. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验开始时,杠杆的位置如上图甲所示,杠杆此时处于__________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在A处施加一个向上的拉力F,若左边的钩码个数和位置保持不变,弹簧测力计的作用点固定在A点,只改变弹簧测力计与水平方向的夹角,使杠杆始终在水平方向平衡,图中,能描述测力计示数F与关系的大致图像是________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)小明用图丙装置进行探究,发现总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是__________
(4)如图丁所示,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GA、GB,由杠杆平衡条件可知GA__________GB(选填“>”“<”或“=”)。
(5)小明继续研究杠杆的机械效率,他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,弹簧测力计在A点竖直向上拉,装置如图戊所示,将杠杆缓慢抬升,测得弹簧测力计的拉力为,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2(不计摩擦)。杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数__________,若接下来仅将钩码改挂到C点,仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度,杠杆机械效率__________(选填“变大”“变小”或“不变”)
29. 在“测量滑轮组的机械效率”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。
次数
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__________(选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的:若第1次实验中,钩码上升高度增大为40cm,则过程中做的额外功__________(选填“增大”“减小”或“不变”),滑轮组的机械效率__________(选填“>”“<”“=”)66.7%;
(2)比较1、2、3次实验,可知使用同一滑轮组提升重物,物重越大,机械效率越________。
(3)第4次实验中的机械效率为______%,可知机械效率与绕线方式________(选填“有关”或“无关”)
(4)若第3次实验中,弹簧测力计的示数是在向上拉动的过程中停下来读取的,则此时滑轮组实际的机械效率__________(选填“>”“<”“=”)74.1%。
(5)根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图像丙中的A点可知,被提升物体所受的重力一定( )(选填序号)
A. 小于40N B. 等于40N C. 大于40N D. 无法比较
30. 烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定同种物质,吸收热量的多少与__________和__________有关。
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”
小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致。记录的证据绘制表格(如图乙所示),都升高10℃依据________,可判断水比沙子吸收的热量________,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容。
(3)解释交流:使用如图丙装置模拟解释海陆风的成因,两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中,白炽灯工作一段时间后,烟将会从________管口冒出,本质原因是水比沙子的比热容__________。
31. 阅读短文《桔槔和筒车》,回答问题:
中国古代五大农书之首《齐民要术》中记载着:“井深用辘轳,井浅用桔槔。”桔槔的结构相当于一个普通的杠杆。如图甲所示,在其横长杆的中间由竖木支撑或悬吊起来,横杆的一端用一根绳与汲器相连,另一端绑上或悬上一块重石头。当要提水时,人用力向下拉绳子,使水桶下降到水面以下,并让水流入水桶。当水桶装满水后,人向上拉动绳子,就可让绑重石端的位置下降,同时将提水的容器提升。《天工开物》中同样记录了一种汲水工具:“凡河滨有制筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一倾于机内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧”,图乙为筒车的简化示意图。
(1)如图甲所示,汲水时,人用力向下拉绳子的过程中,桔槔相当于一个________(选填“省力”或“费力”)杠杆;
(2)如图丙所示是桔槔的简化图模型,轻质杠杆AB,支点为O,AO:BO=3:2,B端挂有重为150N的石块P,A端挂有重为20N的空木桶Q(绳重忽略不计,取10N/kg),使用时,人向下拉绳放下空桶时拉力至少为________N。若水桶装满水后总重100N,石头仍重150N,更换支点为后(图中未画出),当桔槔达到平衡状态时,人对绳子向上的拉力是50N,则__________;
(3)筒车工作时,是把动能转化为__________能,当水流变缓后,筒车提升水的功率会变__________(选填“大”或“小”);
(4)若接水槽离取水处高4m,水轮上有12个取水筒,一个取水筒每次可取水5kg,筒车旋转一周所用时间为60s,水流冲击筒车的总功率为60W,筒车旋转一周取水的机械效率为________%(接水槽离倒水处的高度忽略不计,取10N/kg,结果保留一位小数)。
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