精品解析:江苏苏州市吴江实验中学教育集团2026-2027学年第一学期国家课程高质量实施阶段性监测九年级物理
2026-10-17
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内容正文:
2026-2027学年第一学期
吴江实验中学教育集团国家课程高质量实施阶段性监测
初三物理
试卷分值:100分 考试用时:100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 如图所示,是中国选手在巴黎奥运会夺冠的情景。“桨”视为杠杆,可以省距离。下列工具使用过程中与“桨”属于同一类型杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
【答案】A
【解析】
【详解】桨使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。
A.筷子使用时,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. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 0℃的冰块,内能为0J
B. 初中生正常爬楼梯功率约为150W
C. 将一枚鸡蛋从地面举过头顶对鸡蛋做功约10J
D. 滑轮组的机械效率可达到100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰块内能不为0,故A不符合题意;
B.初中生的重力约为,爬一层楼上升的高度约为,用时约为,故初中生上一层楼做的功约为
爬楼的功率约为
故B符合题意;
C.一枚鸡蛋的重力约为,举过头顶鸡蛋上升的高度约为,则对鸡蛋做的功约为
故C不符合题意;
D.使用滑轮组时不可避免要克服动滑轮重、绳重、摩擦等做额外功,故有用功总小于总功,故机械效率一定小于100%,故D不符合题意。
故选B。
3. 图示为我国研制的河豚A2无人直升机,它最多可携带8枚迫击炮弹飞到目标上空投掷。从携带炮弹起飞到投弹,无人机对炮弹做功的是( )
A. 携带炮弹匀速升空 B. 无人机在空中悬停不动
C. 无人机沿水平方向匀速直飞 D. 离开无人机的炮弹在空中下落
【答案】A
【解析】
【详解】A.携带炮弹匀速升空,无人机对炮弹有向上的力,炮弹在力的方向上通过了距离,所以无人机对炮弹做了功,故A符合题意;
B.无人机在空中悬停不动,无人机对炮弹有向上的力,但炮弹没有在力的方向上通过距离,所以无人机对炮弹没有做功,故B不符合题意;
C.无人机沿水平方向匀速直飞,无人机对炮弹的力竖直向上,炮弹在水平方向移动,在力的方向上没有通过距离,所以无人机对炮弹没有做功,故C不符合题意;
D.离开无人机的炮弹在空中下落,炮弹不再受无人机的作用力,所以无人机对炮弹没有做功,故D不符合题意。
故选A。
4. 在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动,它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示,根据图像,可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系( )
A. P甲<P乙 F甲<F乙 B. P甲>P乙 F甲>F乙
C. P甲<P乙 F甲>F乙 D. P甲>P乙 F甲<F乙
【答案】A
【解析】
【详解】由s﹣t图像可知,在相同时间内,甲物体通过的路程大于乙物体通过的路程,根据 可知,甲物体的速度大于乙物体的速度,即
由W﹣t图像可知,在相同时间内,甲物体做的功小于乙物体做的功,根据 可知,甲物体做功的功率小于乙物体做功的功率,即
又因为
所以甲物体受到的拉力小于乙物体受到的拉力,即
综上分析可知,选项A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5. 关于温度、热量、内能的说法正确的是( )
A. 内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体
B. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C. 机械能为0的物体,内能也为0
D. 物体吸收热量,温度一定会升高
【答案】A
【解析】
【详解】A.热传递的条件是物体间存在温度差,和物体总内能大小无关,因此内能小的物体可以向内能大的物体传递热量,故A正确;
B.内能的大小不仅和温度有关,还和物体的质量、状态、物质种类等因素有关,故B错误;
C.一切物体都具有内能,和机械能是否为0没有关联,故C错误;
D.物体吸收热量温度不一定升高,比如晶体熔化过程中,物体持续吸热,但温度会保持不变,故D错误。
故选A。
6. 如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重及摩擦,则( )
A. F1<F2<F3<F4 B. F1>F2>F3>F4 C. F1>F2=F3=F4 D. F1<F2=F3=F4
【答案】D
【解析】
【详解】物体重为G,由图可知,第一个是动滑轮,按此方式使用可以省一半的力,即 ;剩余的三个滑轮是定滑轮,使用定滑轮不能省力,即
F2=F3=F4=G
所以拉力的关系
F1<F2=F3=F4
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7. 如图所示,每个钩码的质量都相等,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加10个钩码,那么( )
A. 杠杆仍水平平衡
B. 杠杆的左边向下倾斜
C. 杠杆的右边向下倾斜
D. 将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
【答案】C
【解析】
【详解】设每个钩码重为,杠杆每格长度为。由图可知处力臂为,处力臂为。
ABC.在、两处各加10个钩码后,左边力和力臂的乘积为
右边力和力臂的乘积为
因为,所以杠杆右边向下倾斜,故AB不符合题意,C符合题意;
D.将处钩码向左移动一格,力臂变为,左边力和力臂的乘积为
因为,杠杆不能水平平衡,故D不符合题意。
故选C。
8. 关于下列说法,正确的是( )
A. 做功越多,机械效率越高
B. 使用滑轮组的好处在于不仅仅能省力而且还能省功
C. 机械效率越高,机械做功一定越快
D. 具有的能量越大的物体能对外做的功越多
【答案】D
【解析】
【详解】A.机械效率,仅做功多无法确定有用功与总功的比值大小,机械效率不一定高,故A错误;
B.根据功的原理,任何机械都不省功,滑轮组可省力但不能省功,故B错误;
C.做功快慢由功率决定,机械效率与功率无必然联系,效率高的机械做功不一定快,故C错误;
D.能量是表示物体做功本领的物理量,具有能量越大的物体能对外做的功越多,故D正确。
故选D。
9. 如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦.若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是
A. 甲更省力,甲机械效率大
B. 乙更省力,机械效率一样大
C. 乙更省力,乙机械效率大
D. 甲更省力,机械效率一样大
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,作用在乙上绳子的股数是3,更省力些;用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦,只克服动滑轮重做额外功,若每个滑轮质量相同, 则提升相同高度时,甲乙所做的有用功和额外功均相同,故机械效率一样大.故本题正确选项是B.
10. 如图是刚建成的常泰大桥,常泰大桥创下三个“世界第一”:世界上首座含一级公路、高速公路和城际铁路的“一桥三用”的过江通道;主桥将成为世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥;两侧的两座拱桥也将成为世界上最大跨度的公铁两用钢拱桥。小叶将其结构简化,抽象成模型图。若其他因素不变,适当增加桥塔的高度,则可以( )
A. 增加动力 B. 减小阻力 C. 增加动力臂 D. 减小阻力臂
【答案】C
【解析】
【详解】设桥塔高度为,拉索在桥面连接点到支点距离为,阻力臂为。阻力及作用点不变,则阻力不变,阻力臂不变;
动力臂为支点到拉索作用线的距离,由几何关系得
当增大时,减小,则增大;根据杠杆平衡条件,得。因、不变,增大,则动力减小。
故选C。
11. 如图甲所示,分别将两个相同的物体A、B匀速拉到斜面顶端。已知斜面MN长0.5m,对物体做功情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 对物体A做的有用功是3.0J
B. 对物体B做的额外功是1.0J
C. 物体A运动过程中受到的摩擦力是2N
D. 物体B的机械效率比物体A低
【答案】C
【解析】
【详解】A.对A做的有用功,故A错误;
B.A、B是两个相同物体、提升高度相同,因此对B的有用功
B的额外功为,故B错误;
C.物体A运动过程中克服摩擦力做的是额外功,由得,A受到的摩擦力为,故C正确;
D.由得,对A、B两物体做的有用功相等,而对B做的总功更少,因此B的机械效率比A更高,故D错误。
故选C。
12. 如图,在学校科技节活动中,质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G的水平独木桥,从A点到B点,独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示A端支柱所受压力F与时间t的关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】重为G、长为L的水平独木桥的两端由两根竖直支柱A、B支撑着,分别对水平独木桥的支持力为FA、FB,水平独木桥受到重力为G,独轮车对独木桥的压力为
F=(m+M)g
以B为支点,独轮车对独木桥的压力的力臂为L-vt,根据杠杆平衡条件
压力与支持力是一对相互作用力,所以A端支柱所受压力
由此可知A端支柱所受压力F与时间t是一条一次函数的图象(不经过原点)。
故选A。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共33分)
13. 如图所示是为庆祝中华人民共和国成立70周年举行的国庆阅兵的预演情景,加油机正在给歼20战斗机进行空中加油,在此过程中,若战斗机的高度和速度均不变,则战斗机的动能________,重力势能________,机械能________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 增大
【解析】
【详解】[1][2][3]在加油过程中,战斗机的高度和速度均不变,它的质量增大,则战斗机的动能增大,重力势能增大,机械能等于动能与势能之和,所以它的机械能增大。
14. 图甲中,升旗手向下拉绳,国旗就上升,这是由于旗杆顶部有_________滑轮,可以__________________;图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手,,其使用方法如图丙、丁所示,该工具使用时会_________(选填“费力”或“省力”),图_________(选填“丙”或“丁”)中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
【答案】 ①.
定 ②.
改变力的方向 ③.
省力 ④.
丙
【解析】
【详解】旗杆顶部的滑轮固定不动,所以是定滑轮;定滑轮可以改变力的方向。
内六角螺丝的扳手是一种轮轴工具,拧螺丝可以省力,但会费距离,要想使用更小的力,就要使轮半径更大,因此把长柄作为轮,把短柄作为轴,转动长柄拧螺丝可以更省力,即图丙中的方法可以更轻松地拧动螺丝。
15. 如图是一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的_________,可以_________。一辆客车在盘山公路上匀速行驶,客车和乘客的总质量为7000kg,向上行驶过程中牵引力保持20000N不变,耗时500s行驶5km的路程,到了高为0.5km的山顶,汽车的行驶速度是_________,牵引力从山脚到山顶做的功为_________J,盘山公路的“机械”效率为_________%。(g取)乘车时小明发现:在爬山过程中司机往往速度很慢,是为了__________________。
【答案】 ①.
斜面 ②.
省力 ③.
10 ④.
⑤.
35 ⑥.
增大牵引力
【解析】
【详解】盘山公路通过延长上山的行驶距离,实现省力的效果,符合斜面这种简单机械的特点,因此盘山公路相当于斜面,使用它可以省力。
汽车行驶的速度为
牵引力做的总功为
克服重力做的有用功为
盘山公路的机械效率为
由可知,汽车发动机功率一定时,减小行驶速度可增大牵引力,故爬山时放慢车速是为了增大牵引力。
16. 在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,工人对木箱做功为______J;功率为______W。所受重力对木箱做功为______J。
【答案】 ①. 600 ②. 150 ③. 0
【解析】
【详解】[1][2][3]工人对木箱做功
工人的功率
由题知,箱子在水平地面上运动,箱子在重力的方向上没有移动距离,所以重力对木箱做功为0J。
17. 建高楼时首先要打好地基。原来相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中_______锤的做功本领最大。如果A、B 两锤的质量相同,则刚开始下落时,_______锤的高度要高一些。如果 B、C 两锤刚下落时的高度相同,则_______锤的质量要小一些。
【答案】 ①. B ②. B ③. C
【解析】
【分析】
【详解】[1]木柱下陷的深度越深,表明重锤做功的本领越大,B下陷的最深,所以B锤的做功本领最大。
[2] A、B相比,B下陷的较深,表明B锤的重力势能较大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时,B锤的高度要高一些。
[3]B、C相比,C下落的更浅,表明C锤的重力势能更小,如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则C的质量小一些,B的质量要大一些。
18. 如图所示是小球从高处下落到水平地面不断弹起的过程中,每隔相等时间曝光一次所得到的照片,小球在1、2位置的高度一样。小球运动时,先经过______位置(选填“1”“2”或“3”),小球在3位置时动能______0(选填“为”或“不为”),小球在1位置时的动能比在2位置时______(选填“大”或“小”),小球在1位置时的重力势能______(选填“大于”、“小于”或“等于”)在2位置时的重力势能。
【答案】 ①. 2 ②. 不为 ③. 小 ④. 等于
【解析】
【详解】[1]由图可知,小球在弹跳的过程中高度逐渐减小,则其机械能逐渐减小。小球反弹高度逐渐降低,故先经过2位置。
[2]位置3小球弹跳到最高处,仍有水平方向的速度,故动能不为0。
[3][4]小球质量不变,在1、2位置的高度一样,所以重力势能相等。由于小球在运动过程中机械能在逐渐减小,机械能等于动能和重力势能之和,所以小球在1位置时的动能比在2位置时小。
19. 如图甲所示,是小明制作的“会跳的卡片”,用手把它平压在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松手后,卡片就会弹跳起来。右图中,A为外表面,B为内表面,实验时应把___________(选填“A”或“B” 面紧贴桌面,卡片跳起来的过程中,橡皮筋的___________能会转化为卡片的___________能,使卡片向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片,实验时___________(选填“乙”或“丙” 图中卡片可以弹跳得更高一些。
【答案】 ①. B ②. 弹性势 ③. 动 ④. 乙
【解析】
【详解】[1][2][3]由图知道,要利用橡皮筋的弹性势能,只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能,所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开,松开后,橡皮筋的弹性势能转化为纸片的动能,所以卡片能跳起来。
[4]实验时把B面紧贴桌面,乙图和丙图相比,乙中卡口之间的间隔大,卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就大,则橡皮筋具有的弹性势能就大,当然最终转化成卡片的能量就大,卡片会跳得高一些。
20. 在水平地面上沿水平方向推重20N的木箱,推力F与木箱速度v随时间t变化的图像分别如图甲、乙所示。由图可知,2~4s内摩擦力为_____N,推力做功的功率_____(选填“改变”或“不变”),4~6s内推力对木箱做的功为______J。
【答案】 ①. 2 ②. 改变 ③. 1.6
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,4~6s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的摩擦力与推力是平衡力,二者大小相等,由图甲可知,此时推力为2N;2~4s内,物体对桌面的压力和接触面的粗糙程度不变,因此滑动摩擦力不变,故2~4s内物体受到的摩擦力与4~6s内摩擦力相同,为2N。
[2]2~4s内推力不变,速度逐渐增大,由可知,2~4s内推力做功的功率不断变化。
[3]4~6s内推力为2N,木箱的速度为0.4m/s,则4~6s内推力对木箱做的功为
21. 王老师积极响应“加强锻炼,增强体质”的号召,坚持每天步行上下班。他用手机APP软件记录自己某一次步行的数据如表格所示。查阅资料发现,1卡约为4J,人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大。如果消耗的能量均用来克服自身重力做功,王老师这段时间克服重力做_________J的功,步行功率的平均值约为_________W,王老师体重约为_________N。
1500
总步数:步
100
步频:步/分钟
3.60
时速:千米/小时
13500
消耗:卡
【答案】 ①.
②.
③.
【解析】
【详解】克服重力做的功等于消耗的总能量
步行总时间
步行平均功率
步行总路程
单步步距为
每步重心上升高度
重心上升总高度
由得体重
三、解答题(本题共9小题,共43分。解答第25、26题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
22. 如图甲所示,这是一个拔草神器。拔草时,拔草神器可以看成一个杠杆。图乙为其简化示意图,O为杠杆的支点,请在图乙中画出拔草时阻力F2的力臂l2以及作用在B点的最小动力F1。
【答案】
【解析】
【详解】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OB作为动力臂l1最长;动力的方向应该向下,过点B垂直于OB向下作出最小动力F1的示意图;过支点O作阻力F2的垂线,可得阻力臂l2,如下图所示:
23. 如图所示,O为杠杆的支点,杠杆处于静止状态,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1。
【答案】
【解析】
【详解】由支点向阻力作用线作垂线,垂线段即为阻力臂;过力臂l1的末端作一条垂直于力臂的直线即为动力F1的作用线,与杠杆的交点A为动力作用点,为使杠杆平衡,动力的方向应斜向下,故作图如下:
24. 在建筑工地上,工人师傅利用一根绳子和两个滑轮运送建筑材料。请在图中画出最省力的滑轮组绕绳方法图。
【答案】
【解析】
【详解】由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕绳方法是由3段绳子承担物重,故作图如下:
25. 质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W,汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功。
【答案】(1)2.4×103N;(2)25m/s;(3)1.8×107J
【解析】
【详解】解:(1)汽车做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得牵引力
(2)因为汽车的功率
所以汽车的速度
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功,由得
答:(1)发动机所提供的牵引力为2.4×103N;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小为25m/s;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功为1.8×107J。
26. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400N的拉力作用下,使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里,匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦,g取10N/kg,求:
(1)此过程中所做有用功的功率;
(2)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】
建筑材料的重力为
有用功为
有用功的功率为
【小问2详解】
由图可知,承担物重的绳子段数。绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
【小问3详解】
不计绳重和摩擦,由可知,动滑轮的重力为
27. 杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出我国古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。
(1)将杠杆在中点处悬挂,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆_________(平衡/不平衡)。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆的平衡螺母向_________(左/右)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,在杠杆两侧悬挂同种规格的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如下表,分析数据可得出杠杆的平衡条件是_________(用公式表示);
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)如图乙所示,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂两个钩码(每个钩码重均为0.5N,杠杆每格刻度均匀且杠杆重不计),将弹簧测力计沿D方向竖直向下拉,为使杠杆保持水平平衡,弹簧测力计的示数为_________N;然后沿C方向斜向下拉弹簧测力计,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数_________(变大/变小/不变);
(4)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现其能测物体的最大质量太小。下列操作可以使该杆秤能测物体的最大质量变大的是_________(填选项)。
A. 将a点向左移
B. 将b点向左移
C. 将a、b点都向右移动等长距离
D. 换一个质量较小的秤砣
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2)
(3) ①. 0.75 ②. 变大 (4)B
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态是指杠杆静止或匀速转动的状态,图甲中杠杆处于静止状态,因此此时杠杆平衡;
图甲中杠杆左端下沉、右端上翘,说明杠杆左端沉,为使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向翘起的一侧调节,即向右调节。
【小问2详解】
分析表格中的三组实验数据:
第1次:,
第2次:,
第3次:,
可得杠杆的平衡条件为
【小问3详解】
设杠杆每格长度为,根据杠杆平衡条件
解得弹簧测力计示数
沿C方向斜向下拉弹簧测力计时,拉力的力臂会小于A点到支点的水平距离(动力臂变短),而阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件,拉力需要变大,因此弹簧测力计的示数变大。
【小问4详解】
杆秤的最大称量满足
A.将a点向左移,会增大物体侧的力臂,秤砣的质量和其对应最大力臂不变,由杠杆平衡条件可知,反而会减小最大称量,故A不符合题意;
B.将b点向左移,相当于减小了提纽到a点的物体侧力臂,同时增大了秤砣最大移动距离,在秤砣的质量不变时,由杠杆平衡条件可知,可称量的最大物体质量变大,故B符合题意;
C.a、b都向右移等长距离,不变,秤砣最大力臂变小,由杠杆平衡条件可知,最大称量会减小,故C不符合题意;
D.换质量更小的秤砣,秤砣的最大力臂和物体对应的力臂不变,由杠杆平衡条件可知,最大称量会减小,故D不符合题意。
故选B。
28. 某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示, 实验装置如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)实验中应沿竖直方向___________缓慢拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知,第2次实验是用图___________所示装置做的;第3次实验是用图___________所示装置做的。
实验次序
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
(3)比较第2、3两次实验得出结论:同一滑轮组,滑轮组的机械效率与___________有关。实验中使用了不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,目的是___________。(填字母)
A.减小摩擦
B.多次测量求平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律
(4)用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体,该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是___________(不计绳重和摩擦)。
A. B. C. D.
【答案】(1)匀速 (2) ①. 乙 ②. 丙
(3) ①. 所提升物体重力 ②. C (4)B
【解析】
【小问1详解】
实验中沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计时,系统处于平衡状态,弹簧测力计的示数稳定,大小等于拉力,才能准确测出拉力的数值。
【小问2详解】
利用公式计算承担物重的绳子段数。第2次实验
即有3段绳子拉着动滑轮,对应图乙的装置。
第3次实验
物重比第2次更大,对应图丙(挂了2个钩码、同样3段绳的装置)。
【小问3详解】
第2、3次实验使用的是同一滑轮组,只有提升的物重不同,机械效率不同,因此结论是:同一滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关。
本实验多次改变物重、换用不同滑轮组,目的是获取多组数据,归纳出普遍的物理规律,不是为了减小摩擦,也不是测量同一个定值来求平均减小误差,因此选C。
【小问4详解】
不计绳重和摩擦时,滑轮组机械效率
物重增大时,机械效率会随之升高,但不成正比,且额外功的占比随物重增大逐渐减小,效率的增长速度逐渐放缓,曲线向上凸起,对应图B。
29. 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
(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)小华同学通过比较图中乙、丙两图,得出“质量大的物体动能大”,小丽认为小华的这一比较过程存在错误,原因是_________;
(4)善于动脑的小明设计了如丁图所示的方案;用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能_________(选填“相同”或“不同”),放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做_________(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系;
(5)北京冬奥会滑雪比赛中,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_________(选填“a”“b”“c”或“d”)。
【答案】(1)B (2)速度 (3)没有控制速度相同
(4) ①. 不同 ②. 不能
(5)c
【解析】
【小问1详解】
实验中,小球从斜面滚下,到达水平面时撞击木块,通过木块被撞的距离来反映动能大小,所以这里的“动能”是指小球撞击木块瞬间的动能。故选B。
【小问2详解】
小球质量相同,释放高度不同,到达水平面时的速度不同,由控制变量法可知,研究的是动能大小与速度的关系。
【小问3详解】
乙、丙两图中的小球质量不同、高度也不同,到达水平面的速度不同,没有控制速度相同,无法得出动能与质量的关系。
【小问4详解】
同一钢球,将弹簧压缩到不同程度,则弹簧的弹性势能不同,那么转化成的动能不同,小球的速度不同。
让质量不同的钢球将同一弹簧压缩到相同程度,则弹簧的弹性势能相同,那么转化为小球的动能相同,它们撞击木块时,木块被推的距离与动能有关,所以木块移动距离相同,无法比较动能与质量的关系。
【小问5详解】
不考虑能量损失,该运动员在运动过程中机械能是守恒的,由于到达最高点时,运动员水平方向有速度,即具有动能,运动员的重力势能比A点的小,则运动员到达最高点时的高度低于下滑的最高点A点;轨迹d直接向下掉落不符合实际运动轨迹,因此只有轨迹c符合实际。
30. 阅读下面的短文,并回答问题。
龙骨水车
据史料记载,龙骨水车发明于东汉时期,因其结构形如长龙骨架而得名,是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一、如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成:一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,大部分采用榫接和链接结构,材料简单、技艺成熟,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踩动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现连续提水灌溉。
这种古代先进的大型农用机械,不仅提高了当时农业灌溉的效率,更彰显了我国古代劳动人民的智慧。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨水车在工作时主要是利用了_________原理;
(2)脚踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴,它相当于一个_________(选填“省力”或“费力”)杠杆,刮水上行时水的_________能增大;
(3)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越_________(选填“多”或“少”),当工人踩动脚踏板的速度加快时,提升水的功率会变_________(选填“大”或“小”);
(4)若农民伯伯踩动龙骨水车,驱动龙骨水车的机械效率为40%,平均功率为100W,那么它5min可以将_________kg的水提到1.5m高的农田处;
(5)如果需要提高驱动龙骨水车的机械效率,可以采用的方法有_________(写出一种即可)。
【答案】(1)
链轮传动 (2) ①.
省力 ②.
重力势 (3) ①.
多 ②.
大 (4)
800 (5)
在转动轴处加润滑油(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
龙骨水车通过主动轴链轮与链条咬合传递动力,带动从动轴转动,利用链轮传动原理工作。
【小问2详解】
该轮轴动力作用在轮上,轮半径大于轴半径,动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆。刮水上行时水的质量不变、高度升高,重力势能增大。
【小问3详解】
刮水板面积越大,旋转一周提升水的重力越大,提升高度相同,由可知对水做的功越多。踩动速度加快时,相同时间内对水做的功增多,由可知提升水的功率变大。
【小问4详解】
总功为
有用功为
由可得,水的质量为
【小问5详解】
减小转动部分的摩擦可减少额外功,增大有用功在总功中的占比,从而提高机械效率。
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初三物理
试卷分值:100分 考试用时:100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 如图所示,是中国选手在巴黎奥运会夺冠的情景。“桨”视为杠杆,可以省距离。下列工具使用过程中与“桨”属于同一类型杠杆的是( )
A. 筷子 B. 瓶起子
C. 核桃夹 D. 榨汁器
2. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 0℃的冰块,内能为0J
B. 初中生正常爬楼梯功率约为150W
C. 将一枚鸡蛋从地面举过头顶对鸡蛋做功约10J
D. 滑轮组的机械效率可达到100%
3. 图示为我国研制的河豚A2无人直升机,它最多可携带8枚迫击炮弹飞到目标上空投掷。从携带炮弹起飞到投弹,无人机对炮弹做功的是( )
A. 携带炮弹匀速升空 B. 无人机在空中悬停不动
C. 无人机沿水平方向匀速直飞 D. 离开无人机的炮弹在空中下落
4. 在水平地面上的甲乙两个物体在水平牵引力F甲、F乙作用下都做匀速直线运动,它们运动的路程和所做的功随时间变化的图像分别如图所示,根据图像,可以判断牵引力F甲、F乙以及做功功率P甲、P乙大小关系( )
A. P甲<P乙 F甲<F乙 B. P甲>P乙 F甲>F乙
C. P甲<P乙 F甲>F乙 D. P甲>P乙 F甲<F乙
5. 关于温度、热量、内能的说法正确的是( )
A. 内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体
B. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C. 机械能为0的物体,内能也为0
D. 物体吸收热量,温度一定会升高
6. 如图所示,分别用F1、F2、F3、F4匀速提升同一重物,若不计滑轮重及摩擦,则( )
A. F1<F2<F3<F4 B. F1>F2>F3>F4 C. F1>F2=F3=F4 D. F1<F2=F3=F4
7. 如图所示,每个钩码的质量都相等,在均匀杠杆的A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好水平平衡。在A、B两处再各加10个钩码,那么( )
A. 杠杆仍水平平衡
B. 杠杆的左边向下倾斜
C. 杠杆的右边向下倾斜
D. 将A处的钩码向左移动一格,杠杆仍能水平平衡
8. 关于下列说法,正确的是( )
A. 做功越多,机械效率越高
B. 使用滑轮组的好处在于不仅仅能省力而且还能省功
C. 机械效率越高,机械做功一定越快
D. 具有的能量越大的物体能对外做的功越多
9. 如图所示,物理兴趣小组分别用甲、乙两个滑轮组匀速提起质量相同的物体,不计绳重及摩擦.若每个滑轮质量相同,对比两个滑轮组,下列说法正确的是
A. 甲更省力,甲机械效率大
B. 乙更省力,机械效率一样大
C. 乙更省力,乙机械效率大
D. 甲更省力,机械效率一样大
10. 如图是刚建成的常泰大桥,常泰大桥创下三个“世界第一”:世界上首座含一级公路、高速公路和城际铁路的“一桥三用”的过江通道;主桥将成为世界上最大跨度的公铁两用斜拉桥;两侧的两座拱桥也将成为世界上最大跨度的公铁两用钢拱桥。小叶将其结构简化,抽象成模型图。若其他因素不变,适当增加桥塔的高度,则可以( )
A. 增加动力 B. 减小阻力 C. 增加动力臂 D. 减小阻力臂
11. 如图甲所示,分别将两个相同的物体A、B匀速拉到斜面顶端。已知斜面MN长0.5m,对物体做功情况如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 对物体A做的有用功是3.0J
B. 对物体B做的额外功是1.0J
C. 物体A运动过程中受到的摩擦力是2N
D. 物体B的机械效率比物体A低
12. 如图,在学校科技节活动中,质量为M的小华骑着一辆质量为m的独轮车,以速度v匀速通过一重为G的水平独木桥,从A点到B点,独木桥的两端由两根竖直支柱支撑着。图中能表示A端支柱所受压力F与时间t的关系是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共33分)
13. 如图所示是为庆祝中华人民共和国成立70周年举行的国庆阅兵的预演情景,加油机正在给歼20战斗机进行空中加油,在此过程中,若战斗机的高度和速度均不变,则战斗机的动能________,重力势能________,机械能________。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
14. 图甲中,升旗手向下拉绳,国旗就上升,这是由于旗杆顶部有_________滑轮,可以__________________;图乙是用于松紧内六角螺丝的扳手,,其使用方法如图丙、丁所示,该工具使用时会_________(选填“费力”或“省力”),图_________(选填“丙”或“丁”)中的方法可以更轻松的拧动螺丝。
15. 如图是一风景区的盘山公路,之所以要把上山的公路修成这般模样,是因为盘山公路相当于简单机械中的_________,可以_________。一辆客车在盘山公路上匀速行驶,客车和乘客的总质量为7000kg,向上行驶过程中牵引力保持20000N不变,耗时500s行驶5km的路程,到了高为0.5km的山顶,汽车的行驶速度是_________,牵引力从山脚到山顶做的功为_________J,盘山公路的“机械”效率为_________%。(g取)乘车时小明发现:在爬山过程中司机往往速度很慢,是为了__________________。
16. 在水平地面上,工人用100N的水平推力推动重150N的箱子,4s内前进了6m,在这个过程中,工人对木箱做功为______J;功率为______W。所受重力对木箱做功为______J。
17. 建高楼时首先要打好地基。原来相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示。由此可知,打桩时,三个重锤中_______锤的做功本领最大。如果A、B 两锤的质量相同,则刚开始下落时,_______锤的高度要高一些。如果 B、C 两锤刚下落时的高度相同,则_______锤的质量要小一些。
18. 如图所示是小球从高处下落到水平地面不断弹起的过程中,每隔相等时间曝光一次所得到的照片,小球在1、2位置的高度一样。小球运动时,先经过______位置(选填“1”“2”或“3”),小球在3位置时动能______0(选填“为”或“不为”),小球在1位置时的动能比在2位置时______(选填“大”或“小”),小球在1位置时的重力势能______(选填“大于”、“小于”或“等于”)在2位置时的重力势能。
19. 如图甲所示,是小明制作的“会跳的卡片”,用手把它平压在桌面上,使橡皮筋伸长,迅速松手后,卡片就会弹跳起来。右图中,A为外表面,B为内表面,实验时应把___________(选填“A”或“B” 面紧贴桌面,卡片跳起来的过程中,橡皮筋的___________能会转化为卡片的___________能,使卡片向上运动。小明还利用相同的橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片,实验时___________(选填“乙”或“丙” 图中卡片可以弹跳得更高一些。
20. 在水平地面上沿水平方向推重20N的木箱,推力F与木箱速度v随时间t变化的图像分别如图甲、乙所示。由图可知,2~4s内摩擦力为_____N,推力做功的功率_____(选填“改变”或“不变”),4~6s内推力对木箱做的功为______J。
21. 王老师积极响应“加强锻炼,增强体质”的号召,坚持每天步行上下班。他用手机APP软件记录自己某一次步行的数据如表格所示。查阅资料发现,1卡约为4J,人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的,人正常步行时,步距(指步行一步的距离)变化不大。如果消耗的能量均用来克服自身重力做功,王老师这段时间克服重力做_________J的功,步行功率的平均值约为_________W,王老师体重约为_________N。
1500
总步数:步
100
步频:步/分钟
3.60
时速:千米/小时
13500
消耗:卡
三、解答题(本题共9小题,共43分。解答第25、26题时要求写出必要的文字说明、公式和演算过程)
22. 如图甲所示,这是一个拔草神器。拔草时,拔草神器可以看成一个杠杆。图乙为其简化示意图,O为杠杆的支点,请在图乙中画出拔草时阻力F2的力臂l2以及作用在B点的最小动力F1。
23. 如图所示,O为杠杆的支点,杠杆处于静止状态,请画出阻力F2的力臂l2,并作出动力臂为l1的动力F1。
24. 在建筑工地上,工人师傅利用一根绳子和两个滑轮运送建筑材料。请在图中画出最省力的滑轮组绕绳方法图。
25. 质量为1.2t的某型号轿车发动机的额定功率为6×104W,汽车在额定功率下沿水平路面匀速行驶时,受到的阻力是车重的0.2倍。(g取10N/kg)求:
(1)发动机所提供的牵引力大小;
(2)轿车匀速行驶时速度的大小;
(3)轿车匀速行驶5min牵引力做的功。
26. 如图是工人师傅用滑轮组提升建筑材料的示意图,在400N的拉力作用下,使质量为70kg的建筑材料在10s的时间里,匀速竖直上升了2m。不计绳子重力和摩擦,g取10N/kg,求:
(1)此过程中所做有用功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力。
27. 杆秤是我国最古老也是现今人们仍然在使用的称量工具,是根据杠杆原理制造出来的,以方便人们买卖,映射出我国古代劳动人民的聪明才智,具有悠久的历史。在物理实践活动中,小明探究杠杆的平衡条件后制作了一把杆秤。
(1)将杠杆在中点处悬挂,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆_________(平衡/不平衡)。为使杠杆在水平位置平衡,小明应将杠杆的平衡螺母向_________(左/右)调节;
(2)调节杠杆水平平衡后,在杠杆两侧悬挂同种规格的钩码并移动钩码的位置,使杠杆重新水平平衡,测得的实验数据如下表,分析数据可得出杠杆的平衡条件是_________(用公式表示);
实验次数
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
1
10
2
5
2
2
10
1
20
3
2
15
3
10
(3)如图乙所示,小明在杠杆A位置挂一个弹簧测力计,在B位置挂两个钩码(每个钩码重均为0.5N,杠杆每格刻度均匀且杠杆重不计),将弹簧测力计沿D方向竖直向下拉,为使杠杆保持水平平衡,弹簧测力计的示数为_________N;然后沿C方向斜向下拉弹簧测力计,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计的示数_________(变大/变小/不变);
(4)实验结束后,小明制作了如图丙所示的杆秤,经测试发现其能测物体的最大质量太小。下列操作可以使该杆秤能测物体的最大质量变大的是_________(填选项)。
A. 将a点向左移
B. 将b点向左移
C. 将a、b点都向右移动等长距离
D. 换一个质量较小的秤砣
28. 某小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示, 实验装置如图甲、乙、丙、丁所示。
(1)实验中应沿竖直方向___________缓慢拉动弹簧测力计。
(2)分析表中数据可知,第2次实验是用图___________所示装置做的;第3次实验是用图___________所示装置做的。
实验次序
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
0.4
80%
(3)比较第2、3两次实验得出结论:同一滑轮组,滑轮组的机械效率与___________有关。实验中使用了不同的滑轮组,还多次改变提升的物重来测量滑轮组的机械效率,目的是___________。(填字母)
A.减小摩擦
B.多次测量求平均值减小误差
C.获得多组数据归纳出物理规律
(4)用同一滑轮组匀速提升重力不同的物体,该滑轮组的机械效率η与所提升物体的重力G的关系图像正确的是___________(不计绳重和摩擦)。
A. B. C. D.
29. 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
(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)小华同学通过比较图中乙、丙两图,得出“质量大的物体动能大”,小丽认为小华的这一比较过程存在错误,原因是_________;
(4)善于动脑的小明设计了如丁图所示的方案;用同一个钢球两次将同一弹簧压到不同程度,两次实验弹簧具有的弹性势能_________(选填“相同”或“不同”),放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块时的速度也不同,从而验证了动能与速度的关系。接着让质量不同的两个钢球两次将同一弹簧压缩到相同程度,放手后将小球弹出去撞击放在同一位置的木块,这样做_________(选填“能”或“不能”)验证动能与质量的关系;
(5)北京冬奥会滑雪比赛中,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_________(选填“a”“b”“c”或“d”)。
30. 阅读下面的短文,并回答问题。
龙骨水车
据史料记载,龙骨水车发明于东汉时期,因其结构形如长龙骨架而得名,是中国古代劳动人民发明的农业灌溉机械之一、如图甲所示,龙骨水车的主体由两部分组成:一是取水部分的车桶、大龙头轴、小龙头轴、刮水板等;二是人操作部分的扶手和脚踏板等。龙骨水车通体由木质板材构成,大部分采用榫接和链接结构,材料简单、技艺成熟,使龙骨水车很容易制作。
龙骨水车在工作时主要利用链轮传动原理,即当主动轴旋转时,链条与固定在主动轴上的链轮相咬合,从而带动固定在从动轴上的链轮旋转,使从动轴获得动力。如图乙所示,小龙头轴及刮水板浸入低处的水中,人握住扶手用脚踩动脚踏板,驱动大龙头轴(主动轴)转动,带动链条(由刮水板等组成)运动,进而带动小龙头轴(从动轴)转动,这一过程中刮水板将水带入车桶内,板叶刮水上行,将低处的水刮传至高处的农田中,实现连续提水灌溉。
这种古代先进的大型农用机械,不仅提高了当时农业灌溉的效率,更彰显了我国古代劳动人民的智慧。
请根据上述材料,回答下列问题:
(1)龙骨水车在工作时主要是利用了_________原理;
(2)脚踏板、转轴和大轮组成了一个轮轴,它相当于一个_________(选填“省力”或“费力”)杠杆,刮水上行时水的_________能增大;
(3)刮板的面积越大,水车旋转一周提升的水就越多,对水所做的功越_________(选填“多”或“少”),当工人踩动脚踏板的速度加快时,提升水的功率会变_________(选填“大”或“小”);
(4)若农民伯伯踩动龙骨水车,驱动龙骨水车的机械效率为40%,平均功率为100W,那么它5min可以将_________kg的水提到1.5m高的农田处;
(5)如果需要提高驱动龙骨水车的机械效率,可以采用的方法有_________(写出一种即可)。
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