精品解析:江苏无锡市羊尖中学2026-2027学年九年级上学期10月限时练习物理试卷
2026-10-22
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内容正文:
初三年级物理学科当堂练习
(2026.9)
(g=10N/kg)
一、选择题(本题包括14个小题,共28分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下图中使用的工具,属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿
B. 船桨
C. 镊子
D. 钢丝钳
【答案】D
【解析】
【详解】A.钓鱼竿在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故A不符合题意;
B.船桨在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B不符合题意;
C.镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故C不符合题意;
D.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D符合题意。
故选D。
2. 在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
A. 提着桶在水平地面上匀速前进 B. 举着杠铃原地不动
C. 用力搬石头但没有搬动 D. 推着小车前进
【答案】D
【解析】
【详解】A.人对物体施加了一个竖直向上的力,距离不是在力的方向上通过的距离,人没有做功,故A不符合题意;
B.运动员对杠铃有一个向上的力,但在力的方向上没有一段距离,所以没有做功,故B不符合题意;
C.女孩给石头一个向上的力,石头未动,石头在力的方向上没有一段距离,所以没有做功,故C不符合题意;
D.人给车一个向前的力,小车在力的方向上移动了一段距离,所以此过程人做了功,故D符合题意。
故选D。
3. 一名普通中学生从地上拿起两个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A. 0.2J B. 2 J C. 20 J D. 200 J
【答案】B
【解析】
【详解】两个鸡蛋约100g即0.1kg,两个鸡蛋重力约为:
从地上拿起两个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶鸡蛋移动的距离约为2m,故此过程中他对鸡蛋做的功约为:
故B符合题意.
4. 小王同学用20s的时间从教学楼一楼走到三楼,则他上楼消耗的功率最接近( )
A. 1800W B. 180W C. 18W D. 1.8W
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】中学生的质量约为60kg,每一层楼的高度为3m,从一楼走到三楼,上升的高度为6m,小王同学上楼时做的功
W=Gh=mgh=60kg×10N/kg×6m=3600J
用20s从一楼走到三楼,则他上楼时的功率
故选B。
5. 速度是用路程和时间的比值来定义的(),物理学常用这种方法来定义物理量.下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是( )
A. 密度 B. 压强 C. 功 D. 功率
【答案】C
【解析】
【详解】A.密度是用质量和体积的比值来定义的;所采用的定义方法与速度相同,不符合题意;
B.压强是用压力和受力面积的比值来定义的;所采用的定义方法与速度相同,不符合题意;
C.功是力和物体在力的方向上移动的距离的乘积来定义的;所采用的定义方法与速度不相同,符合题意;
D.功率是用所做的功和做功时所用时间的比值来定义的;所采用的定义方法与速度相同,不符合题意.
6. 如图所示,在“测量提升物体所做的功”的活动中,以下说法正确的是( )
A. 不用斜面提升物体更省力
B. 利用斜面拉升物体时做的功更多
C. 活动中沿斜面的拉力F大于物体重力G
D. 斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
【答案】B
【解析】
【详解】AC.用斜面可以省力;故AC错误;
B.利用斜面需要克服摩擦力做功;故利用斜面拉升物体时做的功更多,故C正确;
D.由斜面的特点可知,斜面的倾斜程度越大,越费力,沿斜面所用的拉力越大,故D错误.
7. 在探究杠杆平衡条件的实验中,当出现图示情况时,为了让杠杆水平平衡,可以( )
A. 将左边的平衡螺母向左调 B. 将右边的平衡螺母向右调
C. 将左边的钩码向左移动 D. 适当增大弹簧测力计的拉力
【答案】D
【解析】
【详解】AB.在探究杠杆平衡条件的实验中,首先要调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,杠杆平衡后,整个实验过程中不能再调节平衡螺母,故AB不符合题意;
C.由图可知,此时杠杆左端下沉,如果将左边的钩码向左移动,增大了左边阻力的力臂,根据杠杆平衡条件可知,还是会左端下沉,故C不符合题意;
D.适当增大弹簧测力计的拉力,即增大了动力,可增大动力与动力臂之积,杠杆可在水平位置平衡,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示,利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升,拉力F为60N,绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 物体移动的速度为0.4m/s
B. 所做的有用功为200J
C. 动滑轮的机械效率为60%
D. 拉力F的功率为24W
【答案】D
【解析】
【详解】动滑轮上绳子的有效股数n=2,由可得,物体上升的高度:,则物体移动的速度:,故A错误;所做的有用功:=100N×1m=100J,故B错误;拉力做的总功:=60N×2m=120J,动滑轮的机械效率:,故C错误;拉力F的功率:,故D正确.
9. 如图所示的杠杆OC中,拉力F的力臂为( )
A. OB B. OA C. OC D. BC
【答案】A
【解析】
【详解】动力臂是支点到动力作用线的距离,图中OB就是动力臂,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组(G1=G2),不计绳子与滑轮的摩擦( )
A. 甲较省力且机械效率较高
B. 两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同
C. 乙较省力且机械效率较高
D. 两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同
【答案】B
【解析】
【详解】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。
不计绳重和摩擦,拉力
因且动滑轮重相同,故,甲较省力,两滑轮组省力程度不同;
不计绳重和摩擦,机械效率
因且相同,故,两滑轮组机械效率相同。
故选B。
11. 如图所示,某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A. 20N B. 25N C. 30N D. 32N
【答案】D
【解析】
【详解】由题图可知,拉力F的方向不是竖直向上的,则力F的力臂将不再是动滑轮的直径,而是小于直径,如图所示:
根据杠杆的平衡条件Fl=(G动+G物)r
因为l<2r,所以
由题意可知
即F>30N,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
12. 近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害,抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为的重物搬到2m高的车上,为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的推力,用时将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是( )
A. 他对重物做了480J的功
B. 他做功的功率为16W
C. 此次简易斜面装置的机械效率为80%
D. 斜面是一种费力机械
【答案】C
【解析】
【详解】A.重物的重力
李军对重物做的有用功,故A错误;
B.他做的总功
做功的功率为,故B错误;
C.简易斜面装置的机械效率,故C正确;
D.斜面的推力1200N小于重物重力2400N,使用斜面时省力、费距离,是省力机械,故D错误。
故选C。
13. 如图所示,杠杆用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量为、的重物时,杠杆平衡,此时恰好处于水平位置,,不计杠杆重力,则、的大小关系为( )
A. B. C. D. 无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由图示知,两个重物所受的重力分别为杠杆的动力和阻力,而AO=OB,那么质量为m1的重物对杠杆施力的力的力臂比较质量为m2的重物所施加的力的力臂大,据杠杆平衡条件知,m2的重物对杠杆所施加的力较大,据G=mg知
m1<m2
故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
14. 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,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物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B. 当 G物=6N 时,机械效率约为 η=66.7%
C. 同一滑轮组 η 随 G物的增大而增大,最终将超过 100%
D. G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
【答案】B
【解析】
【分析】(1)结合图中信息,根据
求得动滑轮的重力。
(2)当G物=6N时,根据求得机械效率。
(3)使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功。有用功与总功的比值叫机械效率。
(4)G物不变,改变图甲中的绕绳方式,改为2段绳子承担,分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用功相同;由题知,忽略绳重及摩擦,所做的额外功为提升动滑轮做的功,由W额=Gh可知额外功相同,又因为总功等于有用功加上额外功,所以总功相同,所以可以得出两图的机械效率相同。
【详解】A.由图象可知,当G=12N时,η=80%,不计绳重和摩擦,则
即
解得
G动=3N
故A错误;
B.当G物=6N时,此时的机械效率
故B正确。
C.由图象可知,同一滑轮组η 随 G物的增大而增大,由题知,不计绳重和摩擦;使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重做额外功,所以总功一定大于有用功;由公式知,机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,但最终不能超过100%,故C错误;
D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,如下图所示,
因为此图与题中甲图将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,忽略绳重及摩擦时,额外功:W额=G动h,则额外功W额相同,又因为W总=W有+W额,所以总功相同,由知,两装置的机械效率相同,即
η1=η2
所以,G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率不变,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题每空1分,共24分。)
15. 如图所示,在天安门广场前,旗杆顶端安装的是一个______滑轮,这种滑轮的作用是______。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向
【解析】
【分析】
【详解】[1]当升旗手缓缓向下拉绳子时,旗子就会徐徐上升,该滑轮不随物体一起运动,是一个定滑轮。
[2]使用定滑轮时,改变了力的方向,故定滑轮的作用是改变力的方向。
16. 使用剪刀时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是_____(选填“增大”或“减小”)阻力臂,这样剪断物体更_____。
【答案】 ①. 减小 ②. 省力
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知,当动力臂、阻力不变时,被剪物体靠近转动轴可减小阻力臂,所需动力更小,故剪断物体更省力。
17. 李老师自驾游新疆,看祖国的大好河山,途经山地,过盘山公路时,经常要旋动方向盘让汽车保持在自己的行道线内。从简单机械的角度来看,盘山公路相当于______,方向盘相当于______(以上两空选填“杠杆”、“轮轴”、“斜面”或“滑轮”)。
【答案】 ①. 斜面 ②. 轮轴
【解析】
【详解】[1]盘山公路相当于斜面,斜面是一种简单机械,盘山公路是斜面的具体应用实例;盘山公路通过曲折蜿蜒的形式上山,路面更平缓,从而使汽车上山时通过费距离达到省力的目的。
[2]汽车方向盘由一个大轮和一个轴组成,轮和轴固定在一起,这种简单机械叫做轮轴。
18. 铁锨是我们生活中常用的工具,它是一个______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),用铁锨向上撮煤时在如图所示的A、B、C三点中,支点是____点。
【答案】 ①. 费力 ②. C
【解析】
【详解】使用铁锨时,铁锨绕着C点转动的,故支点是C点;动力作用在B点,阻力作用在A点,即动力臂小于阻力臂,为费力杠杆。
19. 如图所示,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用的时间为20s,则重力做的功是_______J;拉力做功的功率为_______W。
【答案】 ①. 0 ②. 20
【解析】
【详解】[1]重力的方向竖直向下,物体没有在重力的方向移动距离,所以此过程重力做功为0。
[2]拉力做的功
拉力做功功率
20. 如图所示,是家用晾衣架的示意图,A、B两滑轮中属于动滑轮的是______ (选填“A”或“B”);若衣服和晾衣架的总重为120 N,每个滑轮的重都是20N,不计绳重及摩擦,静止时绳子的拉力F=______N,当晾衣架上升0.5m时,绳子自由端移动的距离是______m。
【答案】 ①. B ②. 40 ③. 2
【解析】
【详解】因B随晾衣架一起运动,故为动滑轮。
动滑轮总重为
由图可知,承担总重的绳子段数,故静止时绳子的拉力为
绳子自由端移动的距离为
21. 如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上,现用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢地竖直起来,且砖不在地面上滑动,当砖的边ab、cd刚离开地面时F1______F2(选填>/</=)。
【答案】=
【解析】
【详解】可以将此时的砖看作杠杆,当对应边刚离开地面时,砖与地面接触的那条边为支点。两块完全相同的砖重力G相等。
对左侧砖:F1作用在ab边中点,动力臂等于砖的长度,均匀砖的重心在几何中心,阻力(重力)的力臂是动力臂的,根据杠杆平衡条件
可得
对右侧砖:同理,F2作用在cd边中点,动力臂等于砖的长度,重力的力臂同样是动力臂的,代入杠杆平衡条件可得。 因此。
22. 某同学家新房装修时,在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板用时10s,从地面匀速拉上窗台。如图所示,已知窗台高3m,木板长6m,瓷砖重500N,沿斜面所用拉力F为300N。拉力F功率是_______W;物体受到的摩擦力为______N;
【答案】 ①. 180 ②. 50
【解析】
【详解】拉力做的总功为
由可得,拉力的功率为
提升瓷砖做的有用功为
斜面的额外功为克服摩擦力做的功,且总功等于有用功与额外功之和,故额外功为
物体受到的摩擦力为
23. 如图为四旋翼无人机,质量为1.2 kg,下方悬挂着一个质量为0.1 kg的摄像机,则摄像机的重力为_______N。在10 s内无人机从地面竖直上升了20 m,然后边摄像边斜向上飞行了30 s,仪表盘上显示离地高度为36 m。无人机前10 s对摄像机做功________J,整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为________W。(g取10N/kg)
【答案】 ①. 1 ②. 20 ③. 0.9
【解析】
【详解】摄像机的重力为
前10s对摄像机做功为
整个过程总功为
总时间为
做功的功率为
24. 如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力,弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。试解答下列问题。
(1)钩码所受的重力为______N。
(2)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是______。
【答案】 ①. 4.5 ②. 0.45J
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]钩码离开桌面后弹簧测力计的示数不再变化,此时示数即为钩码所受重力大小,故钩码所受的重力为4.5N。
(2)[2]弹簧测力计对钩码所做的功
W=Fs=Gh=4.5N×0.10m=0.45J
25. 如图老物件是过去用来称量物体“重”的杆秤,已知秤砣的质量为0.2kg,当手提秤纽杆秤在水平位置静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为_____kg;若秤砣上粘有油污,则测量值比被测物体的真实质量要_____(选填“偏大”或“偏小”);下列测量工具与其原理相同的是_____(选填“天平”、“弹簧测力计”或“密度计”)。
【答案】 ①. 0.8 ②. 偏小 ③. 天平
【解析】
【分析】
【详解】[1]由图中可知,秤纽位置为支点,被测物体到秤纽的距离为阻力臂,秤砣到秤纽的距离为动力臂,故由杠杆原理有
解得被测物体的重力为
[2]若秤砣上粘有油污,则秤砣的质量偏大,而被测物体的质量与阻力臂均不变,则由杠杆原理可知,动力臂将变小,即测量值比被测物体的真实质量要偏小。
[3]天平是一个等臂杠杆,其测量原理是杠杆原理;弹簧测力计的测量原理是弹簧的形变量与所受拉力成正比;密度计是利用物体的浮沉条件及阿基米德原理测量的,故与其原理相同的是天平。
三、解答题(共48分)
26.
(1)图中利用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l。
(2)请在图中画出动力F1的力臂以及作用于B点的阻力F2的示意图;
(3)用滑轮组将放在水平地面上的重物 G 提起,在图中画出最省力的绳子绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆的平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越大,动力越小,所以O与锤柄最远处A的连线OA为动力臂时,动力臂最大,动力最小,动力的方向垂直于OA斜向左;故垂直于OA作出力F,据此作图。
【小问2详解】
从支点O向动力F1的作用线作垂线段,即为动力F1的力臂l1;阻力是活塞通过连杆对手柄的反作用力,阻碍手柄转动,作用点在手柄和连杆的连接点,方向竖直向上,标注为F2,据此作图。
【小问3详解】
滑轮组中绳子的有效段数越多滑轮组越省力,故依次连接动滑轮挂钩、定滑轮、动滑轮,即为最省力的绳子绕法,据此作图。
27. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求,完成下列各小题:
(1)某同学在调节杠杆水平位置平衡前,杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆____(填“是”或“不是”)处于平衡状态。若想将杠杆调节至水平位置平衡,要将平衡螺母向_____________(填“左”或“右”)移动,目的是__________________________________
(2)如图乙所示,在 A 点挂 3 个重力均为 0.5N 的钩码,在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,让杠杆最终在水平位置平衡,弹簧测力计的示数会_______ (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)在分析实验误差时,某同学整理了以下四个因素,其中不会带来实验误差的是 。
A. 铁架台自身重力较大 B. 钩码磨损程度不同
C. 悬挂钩码的绳索有重力 D. 杠杆与转轴之间有摩擦
(4)如图丙所示,小明用同一个杠杆分别用方法一和方法二将同一个重物拉升相同的高度,方法二中支点在杠杆中点,两次的机械效率分别为η1和η2,则η1___η2(“>”、“=”或“<”)
【答案】(1) ①. 是 ②. 右 ③. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小
(2) ①. 2 ②. 偏大 (3)A
(4)<
【解析】
【小问1详解】
杠杆静止或匀速转动,则杠杆处于平衡状态。图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态。
此时杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母需向翘起的右侧移动。
调节杠杆至水平位置平衡后,力臂与杠杆重合,可直接通过杠杆刻度读取力臂数值。
【小问2详解】
由图乙,支点为O,弹簧测力计对杠杆的拉力为动力,左侧钩码对杠杆的拉力为阻力,阻力大小
设每个小格长度为L,A点距支点O的距离为阻力臂
B点距支点O的距离为动力臂
根据杠杆平衡条件,代入数据得
解得弹簧测力计对杠杆的拉力,则弹簧测力计的示数为。
实验前杠杆左端下沉,说明杠杆自身左侧偏重,会和A点钩码一起使左端向下倾斜,要使杠杆在水平位置平衡,右侧弹簧测力计需要更大的拉力,因此示数偏大。
【小问3详解】
A.铁架台的重力不作用在杠杆上,和杠杆本身的受力平衡无关,不会对实验结果造成误差,故A符合题意;
B.钩码磨损程度不同会导致钩码实际重力与标注值不符,带来误差,故B不符合题意;
C.悬挂钩码的绳索有重力,相当于多施加了拉力,引入误差,故C不符合题意;
D.杠杆与转轴的摩擦会阻碍杠杆转动,带来测量误差,故D不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
两次实验的有用功都是提升同一重物到相同高度,有用功相等;但方法二支点在杠杆中点,杠杆重心过支点,提升重物时杠杆重心高度不变,不用克服杠杆自重做功;而方法一支点在右端,提升重物时杠杆重心升高,需要克服杠杆自重做大量额外功。有用功相同时,方法一总功更大,根据,可得。
28. 测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1.0
5
15
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
4
2.0
10
1.0
30
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做__运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为__N。
(2)第2次实验时所做的有用功为__J,滑轮组的机械效率是__。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__(选填“大”或“小” ,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__(选填“有关“或“无关” 。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是__。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
【答案】 ①. 匀速 ②. 0.6 ③. 0.075 ④. ⑤. 大 ⑥. 无关 ⑦. B
【解析】
【详解】(1)[1]实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做匀速运动。
[2]测力计分度值为,第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为。
(2)[3][4]第2次实验时所做的有用功
第2次做的总功
滑轮组的机械效率是
(3)[5]分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越,滑轮组的机械效率越高。
[6] 分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
(4)[7]各选项的分析如下:
A.增大绳重,增大了额外功,有用功与总功的比值变小,机械效率变小,故A不符合题意;
B.减轻动滑轮重,减小了额外功,有用功与总功的比值变大,机械效率大,故B符合题意;
C.由(3)知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关,根据,机械效率与物体提升的速度无关,故C不符合题意。
故选B。
29. 小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生,他了解到中考体育跳绳需要达到30s内跳72个才能满分,于是在某个阳光明媚的上午,小波在学校操场上进行了测试。同时,“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。
(1)要达到实验目的,兴趣小组所需要的实验器材有:体重秤、___ 和 ___ 。
(2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图,如图,假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算,可以判断出这次跳绳小波 ___(“能”或“不能”)获得满分。
(3)小波同学体重约为60kg,请你通过图,大致估算出30s内小波做的功为 ______J;他跳绳的功率约为 ____W。
(4)从实际角度分析,你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率______(“偏大”“偏小”或“相等”)。
【答案】(1) ①. 刻度尺 ②. 秒表
(2)能 (3) ①. 1800 ②. 60
(4)偏大
【解析】
【小问1详解】
测量跳绳的功率本质是测量小波克服自身重力做功的平均功率,根据推导公式
需要测量三个物理量:小波的质量、跳绳时重心上升的高度、跳绳的时间,因此还需要的器材是刻度尺和秒表。
【小问2详解】
从图像可以读出,小波完成一次完整跳绳的周期为。30秒内小波的跳绳总次数为
要求30s内跳72个即可满分,因此小波这次跳绳能获得满分。
【小问3详解】
从图像可知,每次跳绳重心上升的最大高度
单次跳绳克服重力做的功
30秒内的总功
跳绳的平均功率
【小问4详解】
上述计算仅统计了克服重力让重心上升做的功,实际跳绳过程中,四肢摆动、肌肉收缩舒张、心脏推动血液循环、人体散热等过程都会消耗额外的能量,因此小波的实际功率会比仅计算克服重力做功得到的理论值偏大。
30. 小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如图1所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得下表所示的数据:
斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长
S/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η
12°
5
0.2
1
2.1
①
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
②
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
③
(1)请你替小芳在上表的空格中填上适当的数据。①_______、②________ 、③________
(2)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越_____,斜面越省力,斜面的机械效率越_____。
(3)接下来,小芳同学还想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持_______不变,斜面的光滑程度不变,只改变_______,这种研究问题的方法我们称之为_______法。
(4)在上述实验中,物重,斜面长度不变,若不考虑斜面摩擦,如图2所示,图_____能正确表示F与斜面高度h的关系。
【答案】(1) ①. 1 ②. 3.6 ③. 81%
(2) ①. 小 ②. 低
(3) ①. 斜面倾角 ②. 小车重力 ③. 控制变量
(4)B
【解析】
【小问1详解】
由表格,第一组数据中,小车重,斜面高,则有用功
第二组数据中,拉力,斜面长,则总功
第三组数据中,有用功,总功,则机械效率
【小问2详解】
分析表格数据:斜面倾斜角越小,对应的拉力越小,说明越省力;同时倾斜角越小,机械效率的数值越低,因此得出对应结论:斜面倾斜角θ越小,斜面越省力,斜面的机械效率越低。
【小问3详解】
探究机械效率与物重的关系时,根据控制变量法的要求,需要控制除“物重”外的其他可能影响机械效率的变量不变,即保持斜面倾斜程度、斜面光滑程度不变,只改变小车的重力,这种研究方法就是控制变量法。
【小问4详解】
不考虑斜面摩擦时,没有额外功,总功等于有用功,即,本题中物重、斜面长都为定值,因此推导得,说明与成正比,是过原点的倾斜直线,对应图B。故选B。
31. 小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为120N的重物匀速提升了6m,拉力所做的功为900J,绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计,求:
(1)小林所做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力;
(4)小林把提升的重物增加了100N,求此时滑轮组的机械效率.
【答案】(1)45W;(2)80%;(3)30N;(4)88%
【解析】
【详解】(1)小林所做功的功率
P==45W;
(2)小林所做的有用功:
W有用=Gh=120N×6m=720J,
滑轮组的机械效率
η==80%;
(3)绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计,克服动滑轮重力做的功为额外功,额外功
W额=W总-W有=900J-720J=180J,
动滑轮的重力
G动==30N;
(4)小林把提升的重物增加了100N,施加的拉力为
F′=(G′+G动)=×(120N+100N+30N)=125N,
滑轮组的机械效率
η==88%.
答:(1)小林所做功的功率是45W;
(2)滑轮组的机械效率是80%;
(3)动滑轮的重力30N;
(4)小林把提升的重物增加了100N,此时滑轮组的机械效率是88%.
32. 一辆载货卡车连同货物的总质量,在平直公路上做匀速直线运动,若卡车受到的阻力是重力的倍,内行驶了。取,求:
(1)卡车受到的阻力大小;
(2)卡车的输出功率;
(3)当卸完货物之后,卡车的质量为,若卡车的功率不变,卡车的速度是多少?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】解:(1)已知卡车连同货物的总质量,则其重力为
卡车受到的阻力为
(2)由二力平衡条件可知卡车的牵引力为
则卡车的输出功率为
(3)若卡车的质量为,则卡车的重力为
卡车受到的阻力为
由二力平衡条件可知此时卡车的牵引力为
由
可知卡车的速度为
答:(1)卡车受到的阻力大小为;
(2)卡车的输出功率为;
(3)若卡车的功率不变,卡车的速度是。
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初三年级物理学科当堂练习
(2026.9)
(g=10N/kg)
一、选择题(本题包括14个小题,共28分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 下图中使用的工具,属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿
B. 船桨
C. 镊子
D. 钢丝钳
2. 在如图的四种情境中,人对物体做功的是( )
A. 提着桶在水平地面上匀速前进 B. 举着杠铃原地不动
C. 用力搬石头但没有搬动 D. 推着小车前进
3. 一名普通中学生从地上拿起两个鸡蛋,并把它缓缓举过头顶,此过程中他对鸡蛋做的功约为( )
A. 0.2J B. 2 J C. 20 J D. 200 J
4. 小王同学用20s的时间从教学楼一楼走到三楼,则他上楼消耗的功率最接近( )
A. 1800W B. 180W C. 18W D. 1.8W
5. 速度是用路程和时间的比值来定义的(),物理学常用这种方法来定义物理量.下列物理量中所采用的定义方法与速度不同的是( )
A. 密度 B. 压强 C. 功 D. 功率
6. 如图所示,在“测量提升物体所做的功”的活动中,以下说法正确的是( )
A. 不用斜面提升物体更省力
B. 利用斜面拉升物体时做的功更多
C. 活动中沿斜面的拉力F大于物体重力G
D. 斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
7. 在探究杠杆平衡条件的实验中,当出现图示情况时,为了让杠杆水平平衡,可以( )
A. 将左边的平衡螺母向左调 B. 将右边的平衡螺母向右调
C. 将左边的钩码向左移动 D. 适当增大弹簧测力计的拉力
8. 如图所示,利用动滑轮将重力为100N的物体在5s内匀速竖直提升,拉力F为60N,绳子自由端移动的距离为2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A. 物体移动的速度为0.4m/s
B. 所做的有用功为200J
C. 动滑轮的机械效率为60%
D. 拉力F的功率为24W
9. 如图所示的杠杆OC中,拉力F的力臂为( )
A. OB B. OA C. OC D. BC
10. 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组(G1=G2),不计绳子与滑轮的摩擦( )
A. 甲较省力且机械效率较高
B. 两个滑轮组省力程度不同,机械效率相同
C. 乙较省力且机械效率较高
D. 两个滑轮组省力程度相同,机械效率不同
11. 如图所示,某同学用重10N的动滑轮匀速提升重50N的物体,则该同学所用拉力F的可能值是( )
A. 20N B. 25N C. 30N D. 32N
12. 近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害,抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为的重物搬到2m高的车上,为了省力采用5m的长木板搭了一个斜面(如图所示)。用1200N的推力,用时将重物匀速推到车上。关于此简易斜面装置,下列说法中正确的是( )
A. 他对重物做了480J的功
B. 他做功的功率为16W
C. 此次简易斜面装置的机械效率为80%
D. 斜面是一种费力机械
13. 如图所示,杠杆用细线悬挂起来,在A、B两端分别挂上质量为、的重物时,杠杆平衡,此时恰好处于水平位置,,不计杠杆重力,则、的大小关系为( )
A. B. C. D. 无法判断
14. 用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,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物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是( )
A. 此滑轮组动滑轮的重力为 2N
B. 当 G物=6N 时,机械效率约为 η=66.7%
C. 同一滑轮组 η 随 G物的增大而增大,最终将超过 100%
D. G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改变
二、填空题(本题每空1分,共24分。)
15. 如图所示,在天安门广场前,旗杆顶端安装的是一个______滑轮,这种滑轮的作用是______。
16. 使用剪刀时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是_____(选填“增大”或“减小”)阻力臂,这样剪断物体更_____。
17. 李老师自驾游新疆,看祖国的大好河山,途经山地,过盘山公路时,经常要旋动方向盘让汽车保持在自己的行道线内。从简单机械的角度来看,盘山公路相当于______,方向盘相当于______(以上两空选填“杠杆”、“轮轴”、“斜面”或“滑轮”)。
18. 铁锨是我们生活中常用的工具,它是一个______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”),用铁锨向上撮煤时在如图所示的A、B、C三点中,支点是____点。
19. 如图所示,重为150N的物体在大小为40N的水平拉力F作用下,向右匀速运动了10m,所用的时间为20s,则重力做的功是_______J;拉力做功的功率为_______W。
20. 如图所示,是家用晾衣架的示意图,A、B两滑轮中属于动滑轮的是______ (选填“A”或“B”);若衣服和晾衣架的总重为120 N,每个滑轮的重都是20N,不计绳重及摩擦,静止时绳子的拉力F=______N,当晾衣架上升0.5m时,绳子自由端移动的距离是______m。
21. 如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上,现用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢地竖直起来,且砖不在地面上滑动,当砖的边ab、cd刚离开地面时F1______F2(选填>/</=)。
22. 某同学家新房装修时,在地面与窗台间放置一斜木板,将瓷砖沿木板用时10s,从地面匀速拉上窗台。如图所示,已知窗台高3m,木板长6m,瓷砖重500N,沿斜面所用拉力F为300N。拉力F功率是_______W;物体受到的摩擦力为______N;
23. 如图为四旋翼无人机,质量为1.2 kg,下方悬挂着一个质量为0.1 kg的摄像机,则摄像机的重力为_______N。在10 s内无人机从地面竖直上升了20 m,然后边摄像边斜向上飞行了30 s,仪表盘上显示离地高度为36 m。无人机前10 s对摄像机做功________J,整个过程中,无人机对摄像机做功的功率为________W。(g取10N/kg)
24. 如图(甲)所示,用弹簧测力计测量水平桌面上的钩码所受的重力,弹簧测力计从图示位置开始向上缓慢提升,其示数F与上升的高度h之间的关系如图(乙)所示。试解答下列问题。
(1)钩码所受的重力为______N。
(2)从开始提升到h=16cm,弹簧测力计对钩码所做的功是______。
25. 如图老物件是过去用来称量物体“重”的杆秤,已知秤砣的质量为0.2kg,当手提秤纽杆秤在水平位置静止时,被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m,则被测物体的质量为_____kg;若秤砣上粘有油污,则测量值比被测物体的真实质量要_____(选填“偏大”或“偏小”);下列测量工具与其原理相同的是_____(选填“天平”、“弹簧测力计”或“密度计”)。
三、解答题(共48分)
26.
(1)图中利用羊角锤撬钉子,在锤柄上画出所施加的最小动力F和其力臂l。
(2)请在图中画出动力F1的力臂以及作用于B点的阻力F2的示意图;
(3)用滑轮组将放在水平地面上的重物 G 提起,在图中画出最省力的绳子绕法。
27. 根据“探究杠杆平衡的条件”实验要求,完成下列各小题:
(1)某同学在调节杠杆水平位置平衡前,杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆____(填“是”或“不是”)处于平衡状态。若想将杠杆调节至水平位置平衡,要将平衡螺母向_____________(填“左”或“右”)移动,目的是__________________________________
(2)如图乙所示,在 A 点挂 3 个重力均为 0.5N 的钩码,在 B 点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______N;若在第(1)小题所描述的情形中未调节平衡螺母而直接开展上述实验,让杠杆最终在水平位置平衡,弹簧测力计的示数会_______ (选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)在分析实验误差时,某同学整理了以下四个因素,其中不会带来实验误差的是 。
A. 铁架台自身重力较大 B. 钩码磨损程度不同
C. 悬挂钩码的绳索有重力 D. 杠杆与转轴之间有摩擦
(4)如图丙所示,小明用同一个杠杆分别用方法一和方法二将同一个重物拉升相同的高度,方法二中支点在杠杆中点,两次的机械效率分别为η1和η2,则η1___η2(“>”、“=”或“<”)
28. 测量如图所示滑轮组的机械效率,部分实验数据如下表。
实验次数
钩码重力
钩码上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1.0
5
15
2
1.5
5
0.8
15
3
2.0
5
1.0
15
4
2.0
10
1.0
30
(1)实验过程中,应缓慢拉动弹簧测力计,使钩码竖直向上做__运动。第1次实验时,弹簧测力计示数如图所示,为__N。
(2)第2次实验时所做的有用功为__J,滑轮组的机械效率是__。
(3)分析1、2、3次实验的数据可知,使用同一滑轮组提升重物时,重物重力越__(选填“大”或“小” ,滑轮组的机械效率越高;分析3、4次实验的数据可知,滑轮组的机械效率与钩码上升的高度__(选填“有关“或“无关” 。
(4)结合生产生活实际,用滑轮组提升重物时,下列选项中也可提高机械效率的是__。
A.增大绳重
B.减轻动滑轮重
C.加快物体提升的速度
29. 小波同学和大家一样是一名要参加中考的初三学生,他了解到中考体育跳绳需要达到30s内跳72个才能满分,于是在某个阳光明媚的上午,小波在学校操场上进行了测试。同时,“好奇心”物理兴趣小组的同学们也来测量小波同学跳绳的功率。
(1)要达到实验目的,兴趣小组所需要的实验器材有:体重秤、___ 和 ___ 。
(2)兴趣小组同学根据小波跳绳情况制作了一张图,如图,假设小波跳绳整个过程是匀速的。通过计算,可以判断出这次跳绳小波 ___(“能”或“不能”)获得满分。
(3)小波同学体重约为60kg,请你通过图,大致估算出30s内小波做的功为 ______J;他跳绳的功率约为 ____W。
(4)从实际角度分析,你认为小波同学此次跳绳的实际功率应该比计算出的功率______(“偏大”“偏小”或“相等”)。
30. 小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如图1所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角θ的大小多次测量,得下表所示的数据:
斜面倾斜角θ
小车重G/N
斜面高h/m
斜面长
S/m
拉力
F/N
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
η
12°
5
0.2
1
2.1
①
2.1
48%
30°
5
0.5
1
3.6
2.5
②
69%
45°
5
0.7
1
4.3
3.5
4.3
③
(1)请你替小芳在上表的空格中填上适当的数据。①_______、②________ 、③________
(2)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角θ越_____,斜面越省力,斜面的机械效率越_____。
(3)接下来,小芳同学还想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持_______不变,斜面的光滑程度不变,只改变_______,这种研究问题的方法我们称之为_______法。
(4)在上述实验中,物重,斜面长度不变,若不考虑斜面摩擦,如图2所示,图_____能正确表示F与斜面高度h的关系。
31. 小林用如图所示的滑轮组在20s的时间内把重为120N的重物匀速提升了6m,拉力所做的功为900J,绳重及轮与轴之间的摩擦可忽略不计,求:
(1)小林所做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)动滑轮的重力;
(4)小林把提升的重物增加了100N,求此时滑轮组的机械效率.
32. 一辆载货卡车连同货物的总质量,在平直公路上做匀速直线运动,若卡车受到的阻力是重力的倍,内行驶了。取,求:
(1)卡车受到的阻力大小;
(2)卡车的输出功率;
(3)当卸完货物之后,卡车的质量为,若卡车的功率不变,卡车的速度是多少?
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