精品解析:江苏镇江市第三中学2026-2027学年上学期九年级物理作业01
2026-10-27
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内容正文:
物理作业01
(g取10N/ kg)
一、选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个选项是正确的)
1. 物理量功的单位是( )
A. W B. J C. N D. Pa
【答案】B
【解析】
【详解】功率的单位是瓦特(W),功的单位是焦耳(J),力的单位是牛顿(N),压强的单位是帕斯卡(Pa)。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2. 户外活动时,一旦被蜱虫叮咬,要立刻就医。医生用镊子夹住蜱虫头部,垂直皮肤拉出,并用碘伏涂抹。夹蜱虫时镊子属于杠杆,其工作特点是( )
A. 费力,费距离 B. 费力,省距离 C. 省力,费距离 D. 省力,省距离
【答案】B
【解析】
【详解】镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,属于费力杠杆;费力杠杆的特点是费力但省距离,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,一个物体在水平推力F作用下,沿推力的方向在水平地面上移动了一段距离,在此过程中,下列判断正确的是( )
A. 物体所受重力做了功 B. 物体所受推力做了功
C. 物体所受支持力做了功 D. 没有力对物体做功
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体移动的距离是水平方向,物体所受重力方向竖直向下,所以重力不做功,故A错误;
BD.由题意知,物体在推力的方向上移动了距离,所以推力做了功,故B正确,D错误;
C.物体所受支持力竖直向上,移动的距离水平方向,所以支持力不做功,故C错误。
故选B。
4. 科技赋能乡村振兴。如图所示,农业无人机正在农田上方水平匀速飞行喷洒农药。关于无人机(包括药箱和药剂)下列说法正确的是( )
A. 动能不变 B. 重力势能不变 C. 机械能减少 D. 机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】AB.无人机水平匀速飞行喷洒农药,速度和高度不变,质量减小。由可知动能减小,由可知重力势能减小,故AB错误;
CD.机械能等于动能与重力势能之和,动能和重力势能均减小,故机械能减少,故C正确,D错误。
故选C。
5. 下列说法中正确的是( )
A. 能对外做功的物体具有能量 B. 在空中飞行的飞机只具有动能
C. 静止的物体一定没有机械能 D. 没有正在做功的物体不具有能量
【答案】A
【解析】
【详解】A.由能量的定义可知,能够对外做功的物体具有能量,故A正确;
B.在空中飞行的飞机既具有运动对应的动能,又因具有高度对应的重力势能,故B错误;
C.静止的物体若被举高,具有重力势能,重力势能属于机械能,故C错误;
D.物体具有能量指具备对外做功的能力,不需要正在做功,未做功的物体也可具有能量,故D错误。
故选A。
6. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人的正常体温为40℃ B. 初中生正常爬楼梯功率约为100W
C. 中学生重力约为50N D. 将初中物理教材从地面举过头顶对教材做功约400J
【答案】B
【解析】
【详解】A.人的正常体温约为37℃,40℃属于高热状态,故A不符合题意;
BC.初中生质量约50kg,其重力
一层楼的高度约为3m,爬一层楼所用时间约为15s,爬楼梯所做的功
功率,故B符合题意,C不符合题意;
D.初中物理教材质量约0.3kg,重力
将教材从地面举过头顶的高度约为2m,做功
远小于400J,故D不符合题意。
故选B。
7. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 效率越高的机械,功率越大 B. 做功越多的机械,功率越大
C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 功率越大的机械,做功越快
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.功率指做功的快慢,取决于做功的多少和做这些功所用的时间;效率是有用功与总功之比。两者没有必然的联系,故A错误;
B.功率是由做功的多少和做这些功所用的时间共同决定的,做功多的机械,功率不一定大,故B错误;
C.效率的高低取决于有用功占总功的比例,做有用功多的机械,效率不一定高,故C错误;
D.功率就是表示机械做功的快慢,功率越大,表示机械做功越快,故D正确。
故选D。
8. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 温度高的物体,含有的热量多
B. 温度为0℃以下的物体不具有内能
C. 物体温度不变时,内能可能变小
D. 热量从内能大的物体传向内能小的物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是热传递过程中的过程量,仅能描述为吸收或放出热量,不能说物体“含有热量”,故A错误;
B.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃以下的物体也有内能,故B错误;
C.晶体凝固时温度保持不变,持续放出热量,内能减小,故C正确;
D.热传递的条件是存在温度差,热量是从高温物体向低温物体传递的,与内能大小无必然关系,故D错误。
故选 C。
9. 初温和质量均相同的铝块和铜块,放出相同的热量后,将它们互相接触,则( )
A. 热量从铝传给铜 B. 不发生热传递
C. 热量从铜传给铝 D. 无法判断
【答案】A
【解析】
【详解】发生热传递时,热传递的方向从高温物体到低温物体,直到温度相同为止。由于铝块和铜块的质量、放出的热量均相同,,根据可以判断铝块温度降低得少,又因为二者的初温相同,放出相同的热量后,铝块的温度大于铜块的温度,根据热传递的条件可得热量将从铝块传给铜块。故选A。
10. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是( )
A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移
C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移
【答案】D
【解析】
【详解】A.钩码的数量适当增加,阻力增大,阻力臂、动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故A不符合题意;
B.钩码的位置适当左移,阻力臂增大,阻力、动力臂不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故B不符合题意;
C.弹簧测力计转到图中虚线位置,动力臂减小,阻力臂、阻力不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力增大,即弹簧测力计示数增大,不可行,故C不符合题意;
D.弹簧测力计位置适当向左平移,动力臂增大,阻力臂、阻力不变,根据杠杆平衡的条件可知,动力减小,即弹簧测力计示数减小,可行,故D符合题意。
故选D。
11. 如图所示的“反向蹦极”运动,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,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,体验者从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经过B点时轻绳的弹力等于人的重力,最高能到达C点。若不计空气阻力,下列描述错误的是( )
A. 从A点到C点的过程中,人的机械能守恒
B. 从A点到B点的过程中,绳子弹性势能的减小量大于人动能的增加量
C. 从A点到C点的过程中,人在B点时动能最大
D. 从A点到C点的过程中,弹性绳在A点时弹性势能最大
【答案】A
【解析】
【详解】A.从A点到C点,弹性绳对人做功,人的机械能与弹性势能相互转化,人的机械能不守恒,故A错误;
B.从A到B的过程中,弹性绳的弹性势能减小,转化为两部分能量:人的动能、人的重力势能。因此绳子弹性势能的减小量等于人动能增加量与重力势能增加量之和,必然大于人动能的增加量,故B正确;
C.从A点到B点弹力大于重力,人加速运动;B点弹力等于重力,速度达到最大;B点到C点弹力小于重力,人减速运动;因此B点动能最大,故C正确;
D.A点弹性绳形变最大,弹性势能最大,故D正确。
本题选择描述错误的,故选A。
12. 如图所示,一辆汽车以恒定的牵引力驶入一段水平的泥地道路,最终停在点,。已知汽车刚进入泥地时所受的阻力为零,行驶距离越远,汽车陷入泥地越深,所受阻力越大。在行驶过程中,汽车( )
A. 动能一直减小
B. 所受的合力先减小后增大
C. 在段、段克服阻力做的功相同
D. 在段的运动时间小于在段的运动时间
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车刚进入泥地时阻力为零,而牵引力恒定且不为零,所以汽车开始时做加速运动,动能增大;随着阻力增大,后来汽车做减速运动直至停止,动能减小,因此动能不是一直减小,故A错误;
B.汽车所受合力的大小等于牵引力与阻力大小之差的绝对值。阻力从零开始逐渐增大:阻力小于牵引力时,合力随阻力增大而减小;阻力等于牵引力时,合力为零;阻力大于牵引力后,合力随阻力增大而增大,故B正确;
C.AB、BC两段路程相等,且阻力随行驶距离增大而增大,因此在后面的BC段克服阻力做的功大于在AB段克服阻力做的功,故C错误;
D.题目只给出阻力随行驶距离增大而增大,不能确定汽车在AB、BC两段的平均速度大小关系,因此不能确定AB段的运动时间一定小于BC段的运动时间,故D错误。
故选B。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共28分)
13. 四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小,内能最小的是___________杯中的水,内能最大的是___________杯中的水。
【答案】 ①. a ②. d
【解析】
【详解】同种液态物质质量相同时,温度越低内能越小,由图可知,a杯中水的内能小于b杯中水的内能,c杯中水的内能小于d杯中水的内能;同种液态物质温度相同时,质量越小内能越小,由图可知,a杯中水的内能小于c杯中水的内能,b杯中水的内能小于d杯中水的内能,所以a杯中水的内能最小,d杯中水的内能最大。
14. 在探究“影响重力势能大小的因素”实验中,未被撞击前,3个木桩陷入沙中的深度是一致的。被撞击后的场景如图所示, 木桩进入沙中的深度越深,说明物体对木桩做的功越_________比较a、b可知,物体重力势能的大小与物体的__________有关;要研究重力势能是否与物体的质量有关,应对比_______(填字母)两次实验的结果。
【答案】 ①. 多 ②. 高度 ③. a、c
【解析】
【详解】实验中,物体下落撞击木桩,物体的重力势能转化为动能,进而对木桩做功,使木桩陷入沙中,木桩进入沙中的深度越深,说明物体对木桩做的功越多,物体具有的重力势能就越大。
由图可知,a、b实验中,物体质量相同,b中物体高度更高,木桩被击打后,陷入沙子的深度更深,因此可得出结论,在质量相同的情况下,物体所处的高度越高,重力势能越大。
根据控制变量法,要研究重力势能是否与物体的质量有关,应该保证物体所处的高度相同,质量不同,由图可知,a、c符合要求。
15. 将一重50 N的物体固定在无人机上,当无人机在空中悬停时,无人机对物体______(选填“做功”或“不做功”);当无人机在10 s内匀速上升20 m,无人机对物体做功的功率为______W。
【答案】 ①.
不做功 ②.
100
【解析】
【详解】无人机悬停时,物体虽受无人机的拉力,但未在拉力方向上移动距离,因此无人机对物体不做功。
物体匀速上升时,拉力与重力平衡,即
无人机对物体做的功
无人机对物体做功的功率为
16. 2026年7月10日,长征十号乙火箭首飞成功,将卫星送入预定轨道,火箭第一级垂直减速返回并精准落入海上船只的网状回收装置,在返回过程中火箭第一级的机械能_______,而人造地球卫星在大气层外运动,当它从近地点向远地点运动时,卫星的重力势能______________________,卫星的机械能____________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 ①.
减小 ②.
增大 ③.
不变
【解析】
【详解】火箭第一级返回过程中,速度减小、高度降低,且克服空气阻力做功消耗机械能,故机械能减小;
卫星从近地点向远地点运动时高度升高,故重力势能增大;
因卫星在大气层外运动时不受空气阻力,只有动能和重力势能相互转化,故机械能不变。
17. 如图,重100N的物体在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿竖直方向运动4s,拉力F为60N,则此过程中,绳端移动的距离为_________m,拉力功率为______W;若增加被提升的物体的重力,滑轮的机械效率将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 ①. 4 ②. 60 ③. 变大
【解析】
【详解】由图可知,承担物重的绳子段数。物体上升的高度
绳端移动的距离
拉力做的总功
拉力的功率
因动滑轮重力不变,增加被提升物体的重力时,有用功增大,额外功不变,有用功在总功中所占比例增大,故机械效率变大。
18. 如图所示,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由落下,沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球由A点运动到O点的过程中,小球的重力势能______(选填“增大、不变、减小”),小球在B的机械能______在A点的机械能(选填“大于、等于、或小于”),小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的______曲线。
【答案】 ①. 减小 ②. 等于 ③. c
【解析】
【详解】[1]小球由A点运动到O点的过程中,小球的质量不变,高度减小,所以重力势能是减小的。
[2]不计空气阻力,小球的机械能守恒,所以小球在B点的机械能等于在A点的机械能。
[3]根据题意,小球从A点由静止滑下,所以小球的机械能等于A点时的重力势能,整个过程中,机械能守恒,a的最高点超过了A点的高度,这是不可能的;故a错误;b点的最高点与A点的高度相同,而在最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以b图线的机械能大于A点的机械能,故b错误;c图线的最高点低于A点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,故c正确;小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,故d错误。故选c。
19. 小林在跨学科实践活动中制作的抛石机模型结构如图所示,点为转轴,杆的端为重物,端为抛石碗,杆和抛石碗的质量不计,。在点用绳子沿竖直方向将杆缓慢拉到水平位置的过程中,绳子的拉力大小________,此装置属于________杠杆。在抛石碗中放置小物块后释放绳子,小物块离开抛石碗后由于________继续向前飞行。
【答案】 ①. 不变 ②. 省力 ③. 惯性
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知,因拉力与阻力均沿竖直方向,动力臂与阻力臂的比值保持不变,阻力大小不变,故绳子拉力大小不变。
由图可知,,则,即动力臂大于阻力臂,此装置属于省力杠杆。
小物块离开抛石碗后由于惯性,保持原来的运动状态继续向前飞行。
20. 如图是1kg某液体放热过程中温度随时间变化的图像,单位时间内该物质放热相等。则第10min时它的内能_____(选填“>”、“<”或“=”)第15min时的内能,它处于固态、液态时的比热容大小关系为 _____ (选填“>”、“<”或“=”):该物质属于_______(选填“晶体”或“非晶体”);1kg该物质从第10min到第20min,放出的热量Q =________________J。[该物质液态时的比热容为 ]
【答案】 ①. > ②. < ③. 晶体 ④.
【解析】
【详解】因物质持续放热,内能不断减小,故第10min时内能大于第15min时的内能。
单位时间内该物质放热相等,由图像可知,固态时温度下降更快,由可知,质量和放热相同时,温度变化越大,比热容越小,故固态比热容小于液态比热容。
由图像可见,该物质放热过程中有一段温度保持5℃不变的水平段,即存在固定的凝固点,因此属于晶体。
液态放出的热量为
放出的热量等于液态放出的热量
21. 图甲是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴组成。O1是杠杆O1A的支点:重物挂在动滑轮下,定滑轮的转轴固定在杠杆的A点,细绳一端固定在A点,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,小轮的半径手柄P到O2的距离使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物的质量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所受的动力和阻力的示意图如图乙所示,动力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,设计时力臂和的比值:______;
(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一圈做的功为__________J。(π取3.14)
【答案】(1) ①. 10 ②. 2:1
(2) ①. 省力 ②. 8
【解析】
【小问1详解】
重物的重力为
因动滑轮承担物重的绳子段数为2,故细绳的拉力为
由题意知动力,阻力,根据杠杆平衡条件,可得
即
【小问2详解】
轮轴工作时动力作用在轮上,轮半径大于轴半径,动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆。
因手柄转一圈时小轮同步转一圈,故绳子自由端移动的距离为小轮的周长,即
重物上升的高度为
提升重物的有用功为
由机械效率公式可得转动P一圈做的总功为
三、解答题(本题共7小题,共48分,解答26、27、28题时应有必要的解题过程)
22. 请按题目要求作答。
(1)图1中用螺丝起子撬图钉,请在图中用小黑点标出支点O,并画出动力F的力臂l;
(2)图2中杠杆OBA静止,请画出作用在B点的最小动力F的示意图及其力臂l;
(3)图3中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
起子与垫块接触的位置即为支点O,支点到动力作用线的距离即为F的力臂l,如图所示:
【小问2详解】
由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,连接OB即为最大动力臂l,过B点做杠杆的垂线,方向向上,即为最小动力,如图所示:
【小问3详解】
由
可知,承担物重的绳子股数越多,越省力,若绳子从定滑轮出发,则有2段绳子承担物重,若绳子从动滑轮出发,则有3段绳子承担物重,因此绳子应从动滑轮出发,向上绕过定滑轮,再向下绕过动滑轮,如图所示:
23. 如图所示,小明做“探究影响动能大小的因素”实验,每次实验中木块A均置于水平桌面的同一位置,让金属球从斜面上由静止释放。(m铝球<m铁球)
(1)本实验研究的是_________(选填“金属球”或“木块A”)的动能。本实验是通过比较__________________来判断研究对象动能大小的。
(2)比较______两图可知:物体的质量不变时, ________________________,动能越大。
(3)比较乙、丙两图可知: _____________________________________。
(4)不计空气阻力,若水平桌面绝对光滑,则本实验________________________ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
【答案】(1) ①. 金属球 ②. 木块A被撞击后在水平桌面上移动的距离
(2) ①. 甲、乙 ②. 速度越大
(3)物体的速度不变时,质量越大,动能越大
(4)不能
【解析】
【小问1详解】
本实验的目的是探究金属球撞击木块前的动能大小的影响因素,因此研究对象是金属球;实验中无法直接测量金属球的动能,通过木块A被撞击后在水平桌面上移动的距离远近,来间接判断金属球动能的大小,这是转换法的典型应用。
【小问2详解】
要探究质量不变时动能和速度的关系,需要控制金属球的质量相同,改变金属球到达水平面的速度,甲、乙两图中使用的都是铝球(质量相同),从斜面不同高度释放,到达水平面时速度不同,符合控制变量的要求;乙图中铝球释放高度更高,木块被推动的距离更远,因此可得结论:物体的质量不变时,速度越大,动能越大。
【小问3详解】
乙、丙两图中,金属球从斜面的同一高度释放,到达水平面时的速度相同,已知
丙图中铁球推动木块移动的距离更远,因此可以得出结论:当物体的速度不变时,质量越大,动能越大。
【小问4详解】
若水平桌面绝对光滑,不计空气阻力,木块被撞击后将不受摩擦力,会始终保持匀速直线运动,无法停下,也就不能通过木块移动的距离来比较金属球的动能大小,因此本实验不能达到探究目的。
24. 小明在“观察不同物质吸热升温的现象”活动中设计了如下实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照___________________________(自下而上/自上而下)的顺序依次安装。
(2)实验时,选取________________________相同,初温相同的A、B两种不同液体、加热时液体温度升高,这是通过 _______________________ 方式来增加液体内能的。
(3)此实验通过______(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)根据实验数据,小明绘制出的温度-时间图像如图丙所示,则液体____________(选填“A”或“B”)更适合做家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】(1)自下而上
(2) ①. 质量 ②. 热传递
(3)加热时间的长短 (4)B
【解析】
【小问1详解】
实验装置需先调整酒精灯外焰高度(确保用外焰加热),再依次向上固定烧杯、温度计的位置,因此必须按照自下而上的顺序组装。
【小问2详解】
探究不同物质的吸热能力,需要用控制变量法,应保证两种液体的质量相同、初温相同,只改变液体的种类;
酒精灯加热液体,液体吸收了酒精灯酒精燃烧放出的热量,温度升高,内能增大,通过热传递的方式增大了液体的内能。
【小问3详解】
实验中使用两个相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此液体吸收的热量多少可以通过加热时间的长短来反映,加热时间越长,酒精灯放出的热量越多,液体吸收的热量越多。
【小问4详解】
从温度-时间图像可知,升高相同温度时B的加热时间更长,说明B的吸热能力更强、比热容更大。作为暖气的输运介质,相同质量的物质降低相同温度时,比热容越大放出的热量越多,供热效果越好,因此B更适合做暖气介质。
25. 在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。
(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆处于__________(选填“不平衡”或“平衡”)状态,需向_______________调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡:
(2)杠杆平衡后,如图乙,在杠杆B点挂3个钩码,则在杠杆A点施加__________竖直向上的拉力,可使杠杆重新在水平位置平衡;实验中一般使杠杆在水平位置平衡后,再测量并记录数据,目的是:_______________________
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力F₁数据绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为4cm时,F1为____________________N;
(4)如图丁,另有一质量分布均匀的杠杆,现用竖直向上的拉力将悬挂在A点重为30N 的物体缓慢升高10cm,拉力大小F为20N。拉力移动的距离为25cm,此时杠杆的机械效率为_______________,将拉力的作用点左移至B点,仍沿竖直方向施力将物体提升相同高度,则机械效率将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2) ①. ②. 便于测量力臂
(3)7.5 (4) ①. ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态指杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,属于平衡状态;
此时杠杆左端低右端高,说明杠杆左端偏重,需将平衡螺母向右调节,使杠杆水平平衡。
【小问2详解】
设每格的长度为,B点阻力
阻力臂,A点竖直向上拉,动力臂,由杠杆平衡条件得,
解得
当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂的长度可以直接从杠杆上的刻度读出,便于直接测量力臂。
【小问3详解】
由图丙可知,动力与动力臂乘积恒定,从图丙取一组数据,当时,,则
恒定不变,当时,
【小问4详解】
有用功
总功
机械效率
提升物体做的功是有用功,,物体重力G不变、上升高度h不变,所以有用功不变。额外功主要来自克服杠杆自身重力做功,,当拉力作用点左移至B点,物体提升高度不变,杠杆转动角度不变,杠杆重心上升的高度不变,克服杠杆自重做的额外功不变,
,有用功不变,额外功不变,总功不变,根据可知,机械效率不变。
26. 如图所示,用拉力F通过动滑轮10s内将重为200N的货物匀速提升2m,动滑轮重为50N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F;
(2)有用功;
(3)拉力做功的功率;
(4)动滑轮的机械效率。
【答案】(1)
125N (2)
400J (3)
50W (4)
80%
【解析】
【小问1详解】
动滑轮匀速提升货物,不计绳重及摩擦,承担物重的绳子段数,拉力
【小问2详解】
货物匀速上升过程中,有用功
【小问3详解】
绳子自由端移动距离
拉力做的总功
拉力做功的功率
【小问4详解】
动滑轮的机械效率
27. 小明在外出游玩时,看到一种农具(如图甲),查阅资料后,得知这种农具是农民捣谷用的“舂”,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的质量为4kg,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长
0.3m, 则∶ (g取10N/ kg)
(1)碓头的重力为___________________N。
(2)若不计碓杆重力及摩擦,脚在B处至少用多大的力才可将碓头抬起?
(3)若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人的功率是多大?
【答案】(1)40 (2)200N (3)20W
【解析】
【小问1详解】
碓头的重力为
【小问2详解】
由杠杆平衡条件 ,脚在B处至少用的力为
【小问3详解】
先求单次提升碓头的有用功
1min内总有用功
由机械效率公式 得人做的总功
人的功率
28. 太阳能在生活中有广泛的应用。
(1)太阳能热水器可把太阳能转化为内能,某太阳能热水器每小时平均接收的太阳能,在4小时的有效照射时间内,使热水器中质量为50kg、初温为20℃的水温度升高到60℃。求:
①热水器中的水吸收的热量;(水的比热容
②热水器将太阳能转化为水内能的效率。
(2)某太阳能汽车,白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,下表为这款太阳能汽车的参数:
整车质量
800kg
太阳平均辐射热
太阳能薄膜总面积
巡航速度
太阳能电池板发电效率
30%
汽车以巡航速度匀速行驶时,所受平均阻力是车重的0.08倍;(g取10N/kg)
①求汽车匀速行驶过程中牵引力做功的功率。
②汽车将电能转化为机械能的效率为80%,若用太阳能充电8h,能使汽车以巡航速度最多行驶多少千米?
【答案】(1),50%
(2)19.2kW,32.4km
【解析】
【小问1详解】
水升温吸收的热量
4小时接收的总太阳能
能量转化效率
【小问2详解】
车重
阻力
汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡,因此牵引力
巡航速度
牵引力功率
8h接收的总太阳能
转化得到的电能
电能转化得到的机械能
根据公式得,行驶路程
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物理作业01
(g取10N/ kg)
一、选择题(每小题2分,共24分。每小题只有一个选项是正确的)
1. 物理量功的单位是( )
A. W B. J C. N D. Pa
2. 户外活动时,一旦被蜱虫叮咬,要立刻就医。医生用镊子夹住蜱虫头部,垂直皮肤拉出,并用碘伏涂抹。夹蜱虫时镊子属于杠杆,其工作特点是( )
A. 费力,费距离 B. 费力,省距离 C. 省力,费距离 D. 省力,省距离
3. 如图所示,一个物体在水平推力F作用下,沿推力的方向在水平地面上移动了一段距离,在此过程中,下列判断正确的是( )
A. 物体所受重力做了功 B. 物体所受推力做了功
C. 物体所受支持力做了功 D. 没有力对物体做功
4. 科技赋能乡村振兴。如图所示,农业无人机正在农田上方水平匀速飞行喷洒农药。关于无人机(包括药箱和药剂)下列说法正确的是( )
A. 动能不变 B. 重力势能不变 C. 机械能减少 D. 机械能不变
5. 下列说法中正确的是( )
A. 能对外做功的物体具有能量 B. 在空中飞行的飞机只具有动能
C. 静止的物体一定没有机械能 D. 没有正在做功的物体不具有能量
6. 下列物理量最接近实际的是( )
A. 人的正常体温为40℃ B. 初中生正常爬楼梯功率约为100W
C. 中学生重力约为50N D. 将初中物理教材从地面举过头顶对教材做功约400J
7. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法,正确的是( )
A. 效率越高的机械,功率越大 B. 做功越多的机械,功率越大
C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 功率越大的机械,做功越快
8. 关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 温度高的物体,含有的热量多
B. 温度为0℃以下的物体不具有内能
C. 物体温度不变时,内能可能变小
D. 热量从内能大的物体传向内能小的物体
9. 初温和质量均相同的铝块和铜块,放出相同的热量后,将它们互相接触,则( )
A. 热量从铝传给铜 B. 不发生热传递
C. 热量从铜传给铝 D. 无法判断
10. 小明用如图所示装置探究杠杆平衡条件,实验中杠杆始终保持水平平衡。此时弹簧测力计处于竖直方向,他发现弹簧测力计示数稍稍超过量程。为了完成实验,下列方案可行的是( )
A. 钩码的数量适当增加 B. 钩码的位置适当左移
C. 弹簧测力计转到图中虚线位置 D. 弹簧测力计位置适当向左平移
11. 如图所示的“反向蹦极”运动,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,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,体验者从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经过B点时轻绳的弹力等于人的重力,最高能到达C点。若不计空气阻力,下列描述错误的是( )
A. 从A点到C点的过程中,人的机械能守恒
B. 从A点到B点的过程中,绳子弹性势能的减小量大于人动能的增加量
C. 从A点到C点的过程中,人在B点时动能最大
D. 从A点到C点的过程中,弹性绳在A点时弹性势能最大
12. 如图所示,一辆汽车以恒定的牵引力驶入一段水平的泥地道路,最终停在点,。已知汽车刚进入泥地时所受的阻力为零,行驶距离越远,汽车陷入泥地越深,所受阻力越大。在行驶过程中,汽车( )
A. 动能一直减小
B. 所受的合力先减小后增大
C. 在段、段克服阻力做的功相同
D. 在段的运动时间小于在段的运动时间
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共28分)
13. 四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示。关于四只烧杯中水的内能的大小,内能最小的是___________杯中的水,内能最大的是___________杯中的水。
14. 在探究“影响重力势能大小的因素”实验中,未被撞击前,3个木桩陷入沙中的深度是一致的。被撞击后的场景如图所示, 木桩进入沙中的深度越深,说明物体对木桩做的功越_________比较a、b可知,物体重力势能的大小与物体的__________有关;要研究重力势能是否与物体的质量有关,应对比_______(填字母)两次实验的结果。
15. 将一重50 N的物体固定在无人机上,当无人机在空中悬停时,无人机对物体______(选填“做功”或“不做功”);当无人机在10 s内匀速上升20 m,无人机对物体做功的功率为______W。
16. 2026年7月10日,长征十号乙火箭首飞成功,将卫星送入预定轨道,火箭第一级垂直减速返回并精准落入海上船只的网状回收装置,在返回过程中火箭第一级的机械能_______,而人造地球卫星在大气层外运动,当它从近地点向远地点运动时,卫星的重力势能______________________,卫星的机械能____________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)。
17. 如图,重100N的物体在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿竖直方向运动4s,拉力F为60N,则此过程中,绳端移动的距离为_________m,拉力功率为______W;若增加被提升的物体的重力,滑轮的机械效率将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
18. 如图所示,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由落下,沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力),则小球由A点运动到O点的过程中,小球的重力势能______(选填“增大、不变、减小”),小球在B的机械能______在A点的机械能(选填“大于、等于、或小于”),小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的______曲线。
19. 小林在跨学科实践活动中制作的抛石机模型结构如图所示,点为转轴,杆的端为重物,端为抛石碗,杆和抛石碗的质量不计,。在点用绳子沿竖直方向将杆缓慢拉到水平位置的过程中,绳子的拉力大小________,此装置属于________杠杆。在抛石碗中放置小物块后释放绳子,小物块离开抛石碗后由于________继续向前飞行。
20. 如图是1kg某液体放热过程中温度随时间变化的图像,单位时间内该物质放热相等。则第10min时它的内能_____(选填“>”、“<”或“=”)第15min时的内能,它处于固态、液态时的比热容大小关系为 _____ (选填“>”、“<”或“=”):该物质属于_______(选填“晶体”或“非晶体”);1kg该物质从第10min到第20min,放出的热量Q =________________J。[该物质液态时的比热容为 ]
21. 图甲是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮组和轮轴组成。O1是杠杆O1A的支点:重物挂在动滑轮下,定滑轮的转轴固定在杠杆的A点,细绳一端固定在A点,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,小轮的半径手柄P到O2的距离使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物的质量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所受的动力和阻力的示意图如图乙所示,动力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,设计时力臂和的比值:______;
(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一圈做的功为__________J。(π取3.14)
三、解答题(本题共7小题,共48分,解答26、27、28题时应有必要的解题过程)
22. 请按题目要求作答。
(1)图1中用螺丝起子撬图钉,请在图中用小黑点标出支点O,并画出动力F的力臂l;
(2)图2中杠杆OBA静止,请画出作用在B点的最小动力F的示意图及其力臂l;
(3)图3中画出使用该滑轮组时最省力的绕法。
23. 如图所示,小明做“探究影响动能大小的因素”实验,每次实验中木块A均置于水平桌面的同一位置,让金属球从斜面上由静止释放。(m铝球<m铁球)
(1)本实验研究的是_________(选填“金属球”或“木块A”)的动能。本实验是通过比较__________________来判断研究对象动能大小的。
(2)比较______两图可知:物体的质量不变时, ________________________,动能越大。
(3)比较乙、丙两图可知: _____________________________________。
(4)不计空气阻力,若水平桌面绝对光滑,则本实验________________________ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
24. 小明在“观察不同物质吸热升温的现象”活动中设计了如下实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照___________________________(自下而上/自上而下)的顺序依次安装。
(2)实验时,选取________________________相同,初温相同的A、B两种不同液体、加热时液体温度升高,这是通过 _______________________ 方式来增加液体内能的。
(3)此实验通过______(选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)根据实验数据,小明绘制出的温度-时间图像如图丙所示,则液体____________(选填“A”或“B”)更适合做家中“暖气”中输运能量的介质。
25. 在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。
(1)实验前杠杆如图甲所示,此时杠杆处于__________(选填“不平衡”或“平衡”)状态,需向_______________调节平衡螺母使杠杆处于水平位置平衡:
(2)杠杆平衡后,如图乙,在杠杆B点挂3个钩码,则在杠杆A点施加__________竖直向上的拉力,可使杠杆重新在水平位置平衡;实验中一般使杠杆在水平位置平衡后,再测量并记录数据,目的是:_______________________
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂和动力F₁数据绘制了的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当为4cm时,F1为____________________N;
(4)如图丁,另有一质量分布均匀的杠杆,现用竖直向上的拉力将悬挂在A点重为30N 的物体缓慢升高10cm,拉力大小F为20N。拉力移动的距离为25cm,此时杠杆的机械效率为_______________,将拉力的作用点左移至B点,仍沿竖直方向施力将物体提升相同高度,则机械效率将__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
26. 如图所示,用拉力F通过动滑轮10s内将重为200N的货物匀速提升2m,动滑轮重为50N,不计绳重及摩擦。求:
(1)拉力F;
(2)有用功;
(3)拉力做功的功率;
(4)动滑轮的机械效率。
27. 小明在外出游玩时,看到一种农具(如图甲),查阅资料后,得知这种农具是农民捣谷用的“舂”,其工作原理图如图乙,AOB为碓杆,O为支点,A处连接着碓头,脚踏碓杆的B处可使碓头升高,抬起脚,碓头会落下去击打稻谷,若碓头的质量为4kg,每踩一次碓头上升的高度为60cm,AO长1.5m,OB长
0.3m, 则∶ (g取10N/ kg)
(1)碓头的重力为___________________N。
(2)若不计碓杆重力及摩擦,脚在B处至少用多大的力才可将碓头抬起?
(3)若1min将B踩下30次,舂的机械效率为60%,则人的功率是多大?
28. 太阳能在生活中有广泛的应用。
(1)太阳能热水器可把太阳能转化为内能,某太阳能热水器每小时平均接收的太阳能,在4小时的有效照射时间内,使热水器中质量为50kg、初温为20℃的水温度升高到60℃。求:
①热水器中的水吸收的热量;(水的比热容
②热水器将太阳能转化为水内能的效率。
(2)某太阳能汽车,白天通过太阳能电池板发电供给发动机使用,下表为这款太阳能汽车的参数:
整车质量
800kg
太阳平均辐射热
太阳能薄膜总面积
巡航速度
太阳能电池板发电效率
30%
汽车以巡航速度匀速行驶时,所受平均阻力是车重的0.08倍;(g取10N/kg)
①求汽车匀速行驶过程中牵引力做功的功率。
②汽车将电能转化为机械能的效率为80%,若用太阳能充电8h,能使汽车以巡航速度最多行驶多少千米?
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