内容正文:
江苏苏州市振华中学2026-2027学年第一学期九年级物理10月阶段检测
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 如图所示的机械装置和情景中,在正常使用时不能省力的是( )
A. 门把手 B. 盘山公路
C. 活塞式抽水机的把手 D. 船桨
【答案】D
【解析】
【详解】A.门把手相当于轮轴,动力作用在轮上,阻力作用在轴上,属于省力机械,故A不符合题意;
B.盘山公路是属于斜面,利用斜面可以省力,但要多移动距离,故B不符合题意;
C.活塞式抽水机的把手在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.船桨在使用时,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
2. 如图为小明用衣架晾晒毛巾时,衣架保持水平平衡的情景。已知左侧毛巾对晾衣架的拉力为,右侧毛巾对晾衣架的拉力为,衣架的重力忽略不计,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】衣架绕顶部挂钩转动平衡,因此支点是挂钩的位置,在两个拉力作用点之间,左侧拉力在支点左侧,距离支点更近;右侧拉力在支点右侧的最远端,距离支点更远,由杠杆平衡条件可知,,则。
故选 B。
3. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,每层楼高约3m,他提鸡蛋的力做的功最接近( )
A. 10J B. 1000J C. 100J D. 900J
【答案】C
【解析】
【详解】1个鸡蛋的质量约为50g,30个鸡蛋的重力约为
因此提起30个鸡蛋需要的力约为15N,从1楼到3楼的高度约为6m,则他提鸡蛋的力做的功为
最接近100J,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为0
B. 温度高的物体含有的热量多
C. 冰吸热熔化时温度不变内能不变
D. 热传递过程中,热量可能从内能少的物体传递给内能多的物体
【答案】D
【解析】
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰块同样有内能,故A错误;
B.热量是过程量,可以说“吸收”或“放出”热量,不能表述为物体“含有”热量,故B错误;
C.冰是晶体,熔化时吸热、温度不变,物体吸收热量内能增大,因此熔化过程内能增大,故C错误;
D.热传递的条件是两物体存在温度差,热量从高温物体传向低温物体,内能少的物体温度可能高于内能多的物体,因此热量可能从内能少的物体传递给内能多的物体,故D正确。
故选D。
5. 下列情景中,人施加的力对物体做功的是( )
A. 甲:球被踢出后,在空中飞行的过程
B. 乙:拉车使车向前运动
C. 丙:推箱子但没有推动
D. 丁:提着滑板在水平路面上前进
【答案】B
【解析】
【详解】A.球踢出后,球飞行的过程中,运动员对球没有力的作用,所以人对球没有做功,故A不符合题意;
B.拉车使车向前运动,车在力的方向上通过了距离,所以做了功,故B符合题意;
C.用力推箱子但没有推动,对箱子有力的作用,但箱子没有在力的方向上移动距离,所以不做功,故C不符合题意;
D.提着滑板车在水平地面上匀速前进,人给滑板一个向上的力,滑板向上没有移动距离,力F对滑板没有做功,故D不符合题意。
故选B。
6. 正确理解物理概念是学好物理的关键,下列说法正确的是( )
A. 做功越快的机械,其功率一定越大
B. 质量大的物体,重力势能一定大
C. 动能大的物体,速度一定大
D. 机械效率高的机械,所做的有用功一定多
【答案】A
【解析】
【详解】A.功率是描述物体做功快慢的物理量,因此做功越快的机械,其功率一定越大,故A正确;
B.重力势能的大小与物体的质量、物体被举高的高度有关,由两者共同决定,且与两者均成正比关系,因此不能确定质量大的物体,重力势能一定大,故B错误;
C.动能的大小由物体的质量、物体的速度共同决定,且由两者共同决定,因此不能确定动能大的物体,速度一定大,故C错误;
D.机械效率是指有用功跟总功的比值,由二者共同决定,因此无法确定机械效率高的机械,所做的有用功一定多,故D错误。
故选A。
7. 运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,下列关于运动员的说法正确的是( )
A. A到B运动过程中,重力势能减小
B. B到C运动过程中,重力势能转化为动能
C. 在C点速度为零
D. 在D点着陆后继续向前运动,是因为受惯性作用
【答案】A
【解析】
【详解】A.A到B运动过程中,高度减小,质量不变,重力势能减小,故A正确;
B.B到C运动过程中,高度变高,质量不变,重力势能增大,动能转化为重力势能,故B错误;
C.跃起到空中最高点C时,在竖直方向上速度为0,水平方向上速度不为0,故C错误;
D.从D点落下,能继续前行,是因为运动员具有惯性,惯性是一种性质,不能说受到惯性,故D错误。
故选A。
8. 小明利用如图所示装置沿水平方向匀速拉动一个重600N的物体,物体受到的摩擦力是180N,如果该装置的效率为80%,则作用在绳端的拉力F的大小是( )
A. 150N B. 75N C. 50N D. 250N
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知,连接动滑轮的绳子股数
物体水平运动,有用功为克服摩擦力做的功,总功为拉力做的功。由机械效率
则,故选 B。
9. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,重物的质量关系为,木桩相同,木桩和重物位置如图甲所示,重物静止释放后,木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 若B、C将木桩打入沙中的深度相同,则
B. 比较A、C可知,重力势能与重物被举高度的关系
C. 木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小
D. 本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
【答案】B
【解析】
【详解】A.若B、C将木桩打入沙中的深度相同,则B、C的重力势能相同,C下落的高度小,因此C质量大,所以
mB<mC
故A正确,不符合题意;
B.根据控制变量法,A、C的质量不同,下落的高度也不同,因此比较A、C不能得出重力势能与重物被举高度的关系,故B错误,符合题意;
C.根据转换法,实验中可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小,故C正确,不符合题意;
D.重力势能与高度和质量有关,用到控制变量法,用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小,用到转换法,故D正确,不符合题意。
故选B。
10. 如图是一位运动员在蹦床比赛中的示意图,某时刻他从A点自由下落,与水平床面在B点接触,他能到达的最低点为C。下列说法正确的是( )
A. 运动员在C点时的动能最大
B. 运动员在B点时的机械能最大
C. 从A到B的过程,运动员的重力势能全部转化为动能
D. 从A到C的过程,运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.运动员从B到C的过程中,一开始重力大于蹦床的弹力,速度还在增大,当重力等于弹力时速度达到最大,之后弹力大于重力,速度减小,到C点时速度为0,动能为0,所以C点动能不是最大,故A错误;
B.从A到B的过程中,克服阻力做功,机械能转化为内能,在A点的机械能最大,故B错误;
C.从A到B的过程中,运动员下落时会受到空气阻力的作用,重力势能除了转化为动能,还有一小部分会因为克服空气阻力做功转化为其它形式的能,不是全部转化为动能,故C错误;
D.从A到C的过程中,运动员减小的机械能一部分转化为蹦床的弹性势能,另一部分因为克服空气阻力做功转化为其它形式的能,所以运动员减小的机械能等于蹦床增加的弹性势能加上转化的其它形式的能,也就是运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能,故D正确。
故选D。
11. 如图1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2所示,下列有关此过程的说法中正确的是( )
A. 提升物体时的拉力大小关系为F甲<F乙
B. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2︰3
C. 物体M、N的重力大小关系为GM=GN
D. 乙滑轮组机械效率比甲低
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由图1可知,甲滑轮组中绳子承重段数n甲=3;乙滑轮组中绳子承重段数n乙=2;由图2可知,甲、乙滑轮组的总功分别为W甲总=1200J,W乙总=800J,用甲、乙两个滑轮组分别将物体M,根据s=nh可知
s甲=n甲h=3×1m=3m
s乙=n乙h=2×1m=2m
绳子自由端移动的距离之比为
s甲︰s乙=3m︰2m=3︰2
两滑轮组中,绳端拉力分别为
因此F甲=F乙,甲滑轮与乙滑轮组所用的拉力相同,故AB错误;
C.由图丙可知
W甲有用=1200J-800J=400J
乙滑轮组做的有用功为
W乙有用=800J-400J=400J
由W有用=Gh可知
因此GM=GN,故C正确;
D.由图丙可知,甲滑轮组做总功为1200J,做额外功为800J,机械效率
乙滑轮组做总功为800J,做额外功为400J,机械效率
因此乙滑轮组机械效率比甲高,故D错误。
故选C。
12. 如图所示,水平木条重24N,、是木条两端,、是木条上的两个点,,,弹簧测力计甲乙皆竖直,此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从点平移到点,下列说法中正确的是( )
A. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是8N
B. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是16N
C. 此时弹簧测力计甲的示数变大,大小是12N
D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化
【答案】B
【解析】
【详解】甲在A点时,整个系统竖直方向受力平衡,即向上的两个拉力之和等于木条向下的重力,则
设木条总长,则由题意可知,
选取A点为杠杆支点,假设木条重心与支点A的距离为
根据杠杆平衡条件,可得,则
即木条重心位于距离A点处,也就是在OB线段的中间位置,距离B点处。
甲从A平移到C后,选取B为新的支点,则甲的力臂,木条重心的力臂为,根据杠杆平衡条件,可得,即
此时两弹簧测力计与木条作为整体来看处于平衡状态,故
甲的示数变大,由6N变为8N,故CD错误。
乙的示数变小,由18N变为16N,故A错误,B正确。
故选B。
二、填空题(每空1分,共26分)
13. 将温度为80℃、质量为10g的铁块投入温度为20℃、质量为100g的水中,则铁块和水之间将会发生______,该过程中,铁块的内能将______。
【答案】 ①. 热传递 ②. 减小
【解析】
【详解】因相互接触的铁块与水存在温度差,故二者之间会发生热传递;热传递过程中高温物体放出热量、内能减小,铁块初始温度高于水,放热过程中温度降低内能减小。
14. 四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,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】同种物质的内能与质量、温度有关,质量越大、温度越高,内能越大。
由图可知,a、b杯中水的质量相同,a杯水温更低,故a杯内能小于b杯;c、d杯中水的质量相同,d杯水温更高,故d杯内能大于c杯。
a、c杯中水温相同,a杯水的质量更小,故a杯水的内能小于c杯;b、d杯中水温相同,d杯水的质量更大,故d杯内能大于b杯。
因此内能最小的是a杯中的水,内能最大的是d杯中的水。
15. 如图所示,螺丝刀属于哪种简单机械_________,手柄_________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉属于哪种简单机械_________,螺纹____________(选填“疏”或“密”)一些更省力。
【答案】 ①. 轮轴 ②. 粗 ③. 斜面 ④. 密
【解析】
【详解】螺丝刀属于轮轴,由轮轴省力特点可知,动力作用在轮上时轮半径越大越省力,故手柄粗一些更省力;螺丝钉属于斜面,由斜面省力特点可知,高度一定时斜面越长越省力,螺纹越密对应斜面总长度越长,故螺纹密一些更省力。
16. 如图所示,甲物体重为,乙物体重为5N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重及摩擦,则弹簧测力计示数为_________,甲对地面的压力为_________。
【答案】 ①. 5 ②. 13
【解析】
【详解】[1]弹簧测力右侧受到的拉力由物体乙的重力产生,大小为5N,装置处于静止状态,所以弹簧测力计的左侧也受甲给它5N的拉力,弹簧测力计的示数显示为5N。
[2]甲给弹簧测力计5N的拉力,物体间力的作用是相互的,所以弹簧测力计对甲产生5N向上的拉力,甲对地面的压力就等于甲的重力减去弹簧测力计对甲的拉力,即甲对地面的压力为
F压=G甲-F拉=18N-5N=13N
17. 如图所示,小明利用两个倾角不同的斜面进行实验,若甲、乙斜面的粗糙程度相同,则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时,对物体做的有用功W甲______W乙,克服阻力所做的额外功W甲______W乙,若甲乙斜面光滑,则拉力F甲______F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放,则木块到达斜面底端的速度v甲______v乙(均选填“>”、“<”、或“=”)。
【答案】 ①. = ②. > ③. < ④. =
【解析】
【详解】[1]拉动过程中对物体做的有用功是克服物体的重力做功,由于物重相同,上升的距离相同,因此对物体做的有用功相同,即。
[2]因为两斜面的粗糙程度相同,甲斜面的倾斜程度较小,木块对斜面的压力较大,所以甲斜面的摩擦力较大,同时甲斜面长度较大,由公式可知,拉力做的额外功。
[3]已知同一木块在高度相同的光滑斜面上运动,所 以拉力做的功等于克服重力做的功,即,由于甲斜面长度较大,所以拉力较小,即。
[4]已知同一木块在高度相同的光滑斜面上滑下,则原来的重力势能相等;由于斜面光滑,则木块下滑过程中机械能守恒,木块到达底端时重力势能全部转化为动能,所以木块到达底端时的动能相同,且木块的质量不变,则到达底端时的速度相同,即。
18. 小明在操场上进行体育活动。
(1)小明引体向上的运动如图甲,为估测其功率进行了以下实验:
①用体重秤测出自身的质量m;
②测出1次引体向上过程中上升的高度h;
③记录n次引体向上的_____;
④则小明引体向上时的功率P=_____(用所测物理量符号表示)。
(2)小明向右上方投出实心球,M、N和S是球出手后经过的三点,球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是_____,N点机械能的大小范围可能是_____。
【答案】(1) ①. 时间t ②.
(2) ①. (a)、(b) ②. 1.5J~1.8J
【解析】
【小问1详解】
[1][2]引体向上是克服自身重力做功,小明引体向上时的功率,所以还需要记录n次引体向上的时间t。
【小问2详解】
[1][2]由图2可知,M点的动能,重力势能,则M点的机械能为,S点的动能,重力势能,则S点的机械能为
因此M点的机械能大于S点的机械能,由于小球在运动过程中受空气阻力,所以机械能会越来越小,所以先经过M点,再经过S点,故运动轨迹可能是(a)、(b);因为N点在M点和S点之间,所以N点机械能可能为1.5J~1.8J之间。
19. 如图所示,将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=5N匀速拉到斜面的顶端,物体沿斜面移动的距离s为5m,上升的高度h为2m,则人对物体做的有用功是_____J,斜面的机械效率为_____%,物体在向上运动的过程中受到的摩擦力为______N。
【答案】 ①. 20 ②. 80 ③. 1
【解析】
【详解】人对物体做的有用功为
拉力做的总功为
斜面的机械效率为
克服摩擦力做的额外功为
物体受到的摩擦力为
20. 建筑工地用电动机通过如图所示的滑轮组把900N的建筑材料在100s内匀速提升了10m,电动机拉动绳子的功率恒为120W,则此时的机械效率是________;该电动机拉动绳子时,拉动速度调节范围为,则该装置能实现的最大机械效率是________(不计绳重和摩擦)。
【答案】 ①. 75% ②. 92.5%
【解析】
【详解】对建筑材料做的功为有用功
电动机拉力做的总功
机械效率
不计绳重和摩擦,额外功为克服动滑轮重力做的功
动滑轮的重力
由滑轮组结构可知承担物重的绳子段数。因且电动机功率恒定,故拉动速度越小,拉力越大,提升的物重越大,不计绳重和摩擦,机械效率
物重越大机械效率越高,取最小拉动速度,得最大拉力
最大物重
最大机械效率
21. 如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1米(质量忽略不计),手机对杆竖直向下的作用力F2为2N,图中l1=10cm、l2=80cm,则手垂直于杆的动力F1=______N;若F2、l1不变,延伸自拍杆到1.5m(倾斜角度不变),则______N;若F2、l2不变,只将F1方向变为水平向左、则______N(保留一位小数)。
【答案】 ①. 16 ②. 24 ③. 26.7
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件得,手垂直于杆的动力
设延伸后新的阻力臂为,因倾斜角度不变,阻力臂与杆长成正比
由杠杆平衡条件得
设杆顶端竖直高度为,由勾股定理得
设水平向左的的动力臂为,由相似三角形可知,动力臂等于F1作用点的竖直高度
由杠杆平衡条件得
三、解答题(共50分)
22. 如图甲是一款修理路灯的升降机,其支撑臂相当于一个杠杆,其简化图如图乙所示。请在图乙中画出动力F1的力臂L1及作用在B点的阻力F2。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知,O点为支点,反向延长动力F1的作用线,然后从O点向其作垂线,支点到垂足的距离即为动力臂L1;人在B端,阻力为人对杠杆的压力,方向竖直向下,如图所示:
23. 小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物,请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法。
【答案】
【解析】
【详解】一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,可以有2段和3段绳子承担重物,由于没有要求绳子拉力端的方向,要最省力选3段绳子,如图所示:
24. 生活中我们要节约用水,用完水后要记得及时关闭水龙头。如图是关闭水龙头的情景,水龙头手柄可视为一根杠杆(O为支点),请你画出施加在A点的最小动力F1。
【答案】
【解析】
【详解】动力最小,即动力臂最长,阻力的方向已标出,所以动力的方向应该向下,连接支点O与A点,以OA为动力臂时动力臂最长,动力最小,过A点作OA向下的垂线就得到在A点施加的最小动力F1,如图所示:
25. 质量为1t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)2000N
(2)30m/s (3)1.8×107J
【解析】
【小问1详解】
汽车做匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得,牵引力
【小问2详解】
汽车的功率
所以汽车的速度
【小问3详解】
轿车匀速行驶5min牵引力做的功
26. 如图所示,工人通过滑轮组匀速提升重为350N的物体,物体移动的速度为1m/s,人对绳的拉力为200N,不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重力;
(2)若匀速拉动10s,拉力做的功及功率;
(3)若人的质量为50kg,用此滑轮组能提升的最大机械效率。
【答案】(1)50N (2)4000J,400W
(3)95%
【解析】
【小问1详解】
滑轮组匀速提升重物,不计绳重和摩擦,承担物重的绳子段数
由滑轮拉力公式可知,动滑轮重力
【小问2详解】
绳子自由端移动速度
绳子自由端移动距离
根据功的公式可知,拉力做的总功
根据功率公式可知,拉力的功率
【小问3详解】
人站在地面拉绳子时,最大拉力不能超过自身重力,否则人会被绳子拉起,当拉力大小等于人的重力时,提升物重最大,滑轮组机械效率最高。
根据重力公式可知,人的重力
最大拉力
由滑轮拉力公式 可知,最大重力为
根据效率公式可知,最大机械效率
27. 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如下表所示(不计绳重)。
序号
动滑轮重G动/N
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
①
0.2
1
0.2
0.70
0.4
71.4
②
0.2
2
0.2
1.25
0.4
80.0%
③
0.2
3
0.2
0.4
(1)实验时,应______向上拉动弹簧测力计;
(2)第③次实验中,弹簧测力计示数为______N,提升动滑轮所做的功为______J,动滑轮的机械效率为______%;
(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则克服轮与轴间的摩擦所做的额外功将______,动滑轮的机械效率______(以上两空均选填“减小”、“不变”或“增大”);
(4)另一位同学也用该装置提升重2N的钩码,测量相关数据后算得动滑轮的机械效率为90.9%,与表中小明算得的80.0%有较大差别,则造成上述较大差别的原因可能是该同学在实验操作中______。
A. 提升的高度比小明实验时的大
B. 拉着弹簧测力计向上加速运动
C. 弹簧测力计使用前未校零,指针在“0”刻度线以上
D. 没有沿竖直方向拉动弹簧测力计
【答案】(1)匀速竖直
(2) ①. 1.8 ②. 0.04 ③. 83.3%
(3) ①. 增大 ②. 增大 (4)C
【解析】
【小问1详解】
实验时,为使示数稳定,应匀速竖直向上拉动弹簧测力计,使钩码匀速竖直上升。
【小问2详解】
由图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为1.8N。
提升动滑轮所做的功为
动滑轮的机械效率
【小问3详解】
仅增加被提升物体的重力,克服轮与轴间的摩擦变大,则克服轮与轴间的摩擦所做的额外功将增大;增加被提升物体的重力,所做有用功增大,额外功增大程度低于有用功,故机械效率增大。
【小问4详解】
A.滑轮组机械效率与物体被提升的高度无关,故A错误;
BD.拉着弹簧测力计向上加速运动,没有沿竖直方向拉动弹簧测力计会使拉力偏大,机械效率变小,故BD错误;
C.弹簧测力计使用前未校零,指针在“0”刻度线以上,会使拉力偏小,机械效率变大,故C正确。
故选C。
28. 小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验前小明发现杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,小红在A位置再增加2个钩码,为使杠杆再次水平平衡,应将B位置的钩码向右移动_______格;
(3)小红用图丙测量杠杆的机械效率,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F如图丙所示,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为_______(精确到小数点后一位)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2)2 (3)66.7%
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态定义为杠杆静止或匀速转动,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,为使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母应向翘起的右侧调节。
【小问2详解】
设每个钩码重力为G,每一格长度为L。A位置增加2个钩码后,根据杠杆平衡条件得到
解得,因此应将B位置的钩码向右移动2格。
【小问3详解】
图丙中,弹簧测力计的分度值为0.1N,示数为F=0.5N。
拉力总功为
有用功为
机械效率为
29. 在进行篮球投篮比赛时,小明发现篮球落地后都会反弹,但反弹的高度却不同。为了“探究球反弹的高度与哪些因素有关”,小明和同学们提出如下猜想:
猜想1:与球下落的高度有关;猜想2:与球内的气压有关;猜想3:与地面的材料有关。
(1)为了验证上述猜想是否正确,小明将同一篮球充不同气压值的气体,从不同高度自由下落到木质或水泥地面,用尺测出球反弹的高度,进行多次实验。记录的部分数据如下表:
实验序号
球内气压/Pa
下落高度/cm
地面材料
反弹的高度/cm
1
120
木质
80
2
120
水泥
90
3
135
水泥
100
4
150
水泥
110
5
110
水泥
95
①比较实验序号为______的两组数据,可得出猜想3是正确的;
②比较实验序号为2、3、4的三组数据。可得出的结论是:______
③比较实验序号为2、5的数据,______(选填“能”或“不能”)验证猜想2是否正确。
(2)除了猜想1、2、3,你认为球的反弹的高度还可能跟______因素有关。
(3)实验中,小明发现同一篮球从同一高度落到同一地面,重复几次测得的反弹高度并不完全相同,总是略有差异。请你写出一种可能的原因,并提出改进的方法。
【答案】(1) ①. 1、2 ②. 球内气压、地面材料相同时,篮球下落高度越大,反弹高度越高 ③. 能
(2)篮球材质##篮球质量
(3)释放篮球时难以保证严格静止释放,改进方法可以用挡板固定释放位置,由支架静止释放篮球;测量反弹高度时读数存在视觉误差,改进方法可以多次测量反弹高度取平均值。
【解析】
【小问1详解】
验证猜想 3,要控制球内气压、下落高度相同,只改变地面材料,1、2 组气压和下落高度相同,地面分别为木质、水泥,满足要求。
2、3、4 组气压、地面不变,下落高度依次变大,反弹高度随之变大。所以可得出结论在球内气压、地面材料相同时,篮球下落高度越大,反弹高度越高。
比较实验序号为2、5的数据,能验证猜想2是正确的,由前面分析可知,其他因素相同时,下落高度越大,球反弹的高度越高,但序号5中球下落高度大,反弹高度反而低,说明球反弹的高度是和球内气压有关的。
【小问2详解】
球的反弹的高度还可能跟篮球材质、篮球质量等因素有关。
【小问3详解】
略
30. 如图1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,mA=mB<mC,hA=hC>hB。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(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 D. 木块被小球撞击的动能
(2)图1中A和B两小球分别推动同一木块在同一水平面上运动时,木块受到的摩擦力分别为f1、f2,则f1_______f2(选填“大于”、“小于”、“等于”)。两次实验中,木块在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功______(选填“相等”、“不相等”);
(3)如果做小球C实验时,木块被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成木块损坏,改进做小球C实验,再与做小球A实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下____方法;
A. 换用质量更小的小球 B. 给水平木板铺上毛巾
C. 适当降低小球的高度 D. 换用一个较重的木块
(4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小华设计了如图2所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球________(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
【答案】(1)B (2) ①. 等于 ②. 不相等 (3)A
(4)静止
【解析】
【小问1详解】
本实验的研究对象是从斜面滚下的小球,我们通过木块被撞击后移动的距离,来反映小球撞击木块瞬间的动能大小,因此探究的动能是小球撞击木块时的动能,故选B。
【小问2详解】
木块在同一水平面上运动,压力大小和接触面的粗糙程度都不变,根据摩擦力的影响因素可知,摩擦力大小只与压力和接触面粗糙程度有关,所以f1等于f2。
由图可知,A小球推动木块滑行的距离大于B小球推动木块滑行的距离,根据可知,f相同,滑行的距离不同,所以两次实验中,木块在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功不相等。
【小问3详解】
对比图中A、C实验,结合可知,A、C实验探究的是物体的动能大小与质量的关系。
A.换用质量更小的小球,小球撞击木块时的动能会减小,木块获得的动能减小,滑行距离会缩短,需确保更换小球的质量不等于A球质量,故换用质量更小的小球方法可以实现,故A符合题意;
B.探究动能与质量关系时,需要控制接触面相同,铺上毛巾改变了接触面的粗糙程度,故B不符合题意;
C.适当降低小球的高度,增加了变量,不符合控制变量法的要求,无法探究动能大小与质量的关系,故C不符合题意;
D.换用更重的木块,木块本身的摩擦力会改变,两次实验的摩擦力不再相同,无法通过滑行距离准确对比动能,不符合要求,故D不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
如果一个物体相对于另一个物体的位置没有发生变化,那么这两个物体相对静止,说明它们的速度大小相等。实验中让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,若C球相对于A球静止,就意味着在任一时刻,两球之间的相对位置没有改变,也就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
31. 阅读短文,回答问题。
跨学科实践——自制杆秤
(1)实践背景:如图甲是《墨经》记载的杆秤,文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”。称量时,先将“重”挂在挂钩上,然后将“权”拨到合适位置,直至秤杆水平平衡,此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。其中“标”、“本”表示杠杆五要素中的______,当“重”更重时,要使秤杆再次水平平衡应将“权”向______移动(选填“左”或“右”)。为此,跨学科实践小组准备结合《墨经》的记载和已学知识,自制一把杆秤。
(2)器材准备:轻质木条(总长22cm)、轻质纸盘、细绳、钩码(50g、100g、200g各一),如图乙所示,;
制作要求:
①测量范围为0~400g。
②分度值为20g。
③在木条上做刻度,相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些;
作品分析:如图乙所示,若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计,则该杆秤的零刻度线在提纽______(选填“B点处”“B点左”或“B点右”),为了达到上述制作要求,你应选______g的钩码作为秤砣更合适;
(3)作品调试:在实际制作过程中,小明发现“轻质木条”质量并不小,不能忽略不计,为此,他用一合适的烧杯替代轻质纸盘,使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中,要提高测量的量程,下列方法肯定可行的是______;
A. 减小秤砣的质量
B. 增加烧杯质量并缩小BC长度
C. 将B向C点移
D. 减少烧杯质量并增大AB长度
(4)作品改进:小组制作好的杆秤如图丙所示(A、B、C均已固定),AB长14cm,BC长3.5cm,小组继续将其改装成测量液体密度的装置,于是对杆秤的刻度进行重新标度,烧杯内液体体积(液面在标记处),则AB中点位置,密度应该标______;进一步发现此装置刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的,该密度计可鉴别密度差异不小于______的液体。
【答案】(1) ①. 力臂 ②. 左
(2) ①. B点处 ②. 100 (3)B
(4) ①. 2 ②. 均匀 ③. 0.2
【解析】
【小问1详解】
“标”是支点到秤砣对杆秤的力的作用线的距离,“本”是支点到重物对杆秤的力的作用线的距离,均为杠杆的力臂;
根据杠杆平衡条件,重物重力变大、其阻力臂不变,秤砣重力不变时,需增大动力臂,故“权”向左移动。
【小问2详解】
木条和纸盘均为轻质、质量不计,当纸盘不放物体时,秤砣挂在提纽B点处即可让杠杆平衡,因此零刻度线在B点处;
木条总长22cm,故
最大称量为400g时,秤砣在A端,由杠杆平衡条件可得
秤砣的质量为
因此选100g钩码,既满足量程要求,又能保证刻度间距适当大。
【小问3详解】
A.减小秤砣质量,由可知,量程减小,故A错误;
B.缩小BC长度(提纽向C移动),动力臂AB增大、阻力臂BC减小,量程变大;增加烧杯质量可抵消木条重力带来的变化,使零刻度仍在B点,故B正确;
C.将B向C点移,木条重力的力臂增大、由烧杯的重力而对杆秤产生的力的力臂减小,空杯时左端下沉,零刻度移至B点右侧,杆秤无法正常使用,故C错误;
D.增大AB长度相当于B向C移,同时减少烧杯质量,会使零刻度更靠右,杆秤无法使用,故D错误。
故选B。
【小问4详解】
杆秤最大称量为400g,对应秤砣在A点。因液体质量与钩码到B点的距离成正比,AB中点对应液体质量为最大质量的一半,即
液体密度
由可知,ρ与钩码到B点的距离L成正比,故刻度均匀。
原杆秤分度值为20g,对应密度差
即可鉴别密度差异不小于0.2g/cm3。
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江苏苏州市振华中学2026-2027学年第一学期九年级物理10月阶段检测
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 如图所示的机械装置和情景中,在正常使用时不能省力的是( )
A. 门把手 B. 盘山公路
C. 活塞式抽水机的把手 D. 船桨
2. 如图为小明用衣架晾晒毛巾时,衣架保持水平平衡的情景。已知左侧毛巾对晾衣架的拉力为,右侧毛巾对晾衣架的拉力为,衣架的重力忽略不计,下列建构的杠杆示意图正确的是( )
A. B. C. D.
3. 小华把装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼提到3楼的家里,每层楼高约3m,他提鸡蛋的力做的功最接近( )
A. 10J B. 1000J C. 100J D. 900J
4. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为0
B. 温度高的物体含有的热量多
C. 冰吸热熔化时温度不变内能不变
D. 热传递过程中,热量可能从内能少的物体传递给内能多的物体
5. 下列情景中,人施加的力对物体做功的是( )
A. 甲:球被踢出后,在空中飞行的过程
B. 乙:拉车使车向前运动
C. 丙:推箱子但没有推动
D. 丁:提着滑板在水平路面上前进
6. 正确理解物理概念是学好物理的关键,下列说法正确的是( )
A. 做功越快的机械,其功率一定越大
B. 质量大的物体,重力势能一定大
C. 动能大的物体,速度一定大
D. 机械效率高的机械,所做的有用功一定多
7. 运动员在自由式滑雪空中技巧比赛中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,下列关于运动员的说法正确的是( )
A. A到B运动过程中,重力势能减小
B. B到C运动过程中,重力势能转化为动能
C. 在C点速度为零
D. 在D点着陆后继续向前运动,是因为受惯性作用
8. 小明利用如图所示装置沿水平方向匀速拉动一个重600N的物体,物体受到的摩擦力是180N,如果该装置的效率为80%,则作用在绳端的拉力F的大小是( )
A. 150N B. 75N C. 50N D. 250N
9. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,重物的质量关系为,木桩相同,木桩和重物位置如图甲所示,重物静止释放后,木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 若B、C将木桩打入沙中的深度相同,则
B. 比较A、C可知,重力势能与重物被举高度的关系
C. 木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小
D. 本实验用到的实验方法有控制变量法和转换法
10. 如图是一位运动员在蹦床比赛中的示意图,某时刻他从A点自由下落,与水平床面在B点接触,他能到达的最低点为C。下列说法正确的是( )
A. 运动员在C点时的动能最大
B. 运动员在B点时的机械能最大
C. 从A到B的过程,运动员的重力势能全部转化为动能
D. 从A到C的过程,运动员减小的机械能大于蹦床增加的弹性势能
11. 如图1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2所示,下列有关此过程的说法中正确的是( )
A. 提升物体时的拉力大小关系为F甲<F乙
B. 甲、乙两个滑轮组中,绳子自由端移动的距离之比为2︰3
C. 物体M、N的重力大小关系为GM=GN
D. 乙滑轮组机械效率比甲低
12. 如图所示,水平木条重24N,、是木条两端,、是木条上的两个点,,,弹簧测力计甲乙皆竖直,此时弹簧测力计乙的示数是18N。现移动弹簧测力计甲的位置从点平移到点,下列说法中正确的是( )
A. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是8N
B. 此时弹簧测力计乙的示数变小,大小是16N
C. 此时弹簧测力计甲的示数变大,大小是12N
D. 由于木条质量分布不均匀无法判断弹簧测力计甲、乙示数的变化
二、填空题(每空1分,共26分)
13. 将温度为80℃、质量为10g的铁块投入温度为20℃、质量为100g的水中,则铁块和水之间将会发生______,该过程中,铁块的内能将______。
14. 四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,内能最小的是_____杯中的水,内能最大的是_____杯中的水。
15. 如图所示,螺丝刀属于哪种简单机械_________,手柄_________(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力;螺丝钉属于哪种简单机械_________,螺纹____________(选填“疏”或“密”)一些更省力。
16. 如图所示,甲物体重为,乙物体重为5N,甲、乙均静止,不计弹簧测力计自重及摩擦,则弹簧测力计示数为_________,甲对地面的压力为_________。
17. 如图所示,小明利用两个倾角不同的斜面进行实验,若甲、乙斜面的粗糙程度相同,则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时,对物体做的有用功W甲______W乙,克服阻力所做的额外功W甲______W乙,若甲乙斜面光滑,则拉力F甲______F乙。将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放,则木块到达斜面底端的速度v甲______v乙(均选填“>”、“<”、或“=”)。
18. 小明在操场上进行体育活动。
(1)小明引体向上的运动如图甲,为估测其功率进行了以下实验:
①用体重秤测出自身的质量m;
②测出1次引体向上过程中上升的高度h;
③记录n次引体向上的_____;
④则小明引体向上时的功率P=_____(用所测物理量符号表示)。
(2)小明向右上方投出实心球,M、N和S是球出手后经过的三点,球在M、S两点时所具有的机械能如图乙所示。则丙中的运动轨迹与图乙的能量状态相符的是_____,N点机械能的大小范围可能是_____。
19. 如图所示,将一个重10N的物体用沿斜面向上的拉力F=5N匀速拉到斜面的顶端,物体沿斜面移动的距离s为5m,上升的高度h为2m,则人对物体做的有用功是_____J,斜面的机械效率为_____%,物体在向上运动的过程中受到的摩擦力为______N。
20. 建筑工地用电动机通过如图所示的滑轮组把900N的建筑材料在100s内匀速提升了10m,电动机拉动绳子的功率恒为120W,则此时的机械效率是________;该电动机拉动绳子时,拉动速度调节范围为,则该装置能实现的最大机械效率是________(不计绳重和摩擦)。
21. 如图是使用手机和自拍杆自拍时的示意图。已知自拍杆长1米(质量忽略不计),手机对杆竖直向下的作用力F2为2N,图中l1=10cm、l2=80cm,则手垂直于杆的动力F1=______N;若F2、l1不变,延伸自拍杆到1.5m(倾斜角度不变),则______N;若F2、l2不变,只将F1方向变为水平向左、则______N(保留一位小数)。
三、解答题(共50分)
22. 如图甲是一款修理路灯的升降机,其支撑臂相当于一个杠杆,其简化图如图乙所示。请在图乙中画出动力F1的力臂L1及作用在B点的阻力F2。
23. 小红想用图中的滑轮组装一个滑轮组提升重物,请你在下图中画出使用这个滑轮组提升重物最省力的绕线方法。
24. 生活中我们要节约用水,用完水后要记得及时关闭水龙头。如图是关闭水龙头的情景,水龙头手柄可视为一根杠杆(O为支点),请你画出施加在A点的最小动力F1。
25. 质量为1t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. 如图所示,工人通过滑轮组匀速提升重为350N的物体,物体移动的速度为1m/s,人对绳的拉力为200N,不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮的重力;
(2)若匀速拉动10s,拉力做的功及功率;
(3)若人的质量为50kg,用此滑轮组能提升的最大机械效率。
27. 在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如下表所示(不计绳重)。
序号
动滑轮重G动/N
钩码重G/N
钩码上升的高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率
①
0.2
1
0.2
0.70
0.4
71.4
②
0.2
2
0.2
1.25
0.4
80.0%
③
0.2
3
0.2
0.4
(1)实验时,应______向上拉动弹簧测力计;
(2)第③次实验中,弹簧测力计示数为______N,提升动滑轮所做的功为______J,动滑轮的机械效率为______%;
(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则克服轮与轴间的摩擦所做的额外功将______,动滑轮的机械效率______(以上两空均选填“减小”、“不变”或“增大”);
(4)另一位同学也用该装置提升重2N的钩码,测量相关数据后算得动滑轮的机械效率为90.9%,与表中小明算得的80.0%有较大差别,则造成上述较大差别的原因可能是该同学在实验操作中______。
A. 提升的高度比小明实验时的大
B. 拉着弹簧测力计向上加速运动
C. 弹簧测力计使用前未校零,指针在“0”刻度线以上
D. 没有沿竖直方向拉动弹簧测力计
28. 小明和小红一起做探究杠杆平衡条件的实验。
(1)实验前小明发现杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,小红在A位置再增加2个钩码,为使杠杆再次水平平衡,应将B位置的钩码向右移动_______格;
(3)小红用图丙测量杠杆的机械效率,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F如图丙所示,钩码总重G为1.0N,钩码上升高度h为0.1m,测力计移动距离s为0.3m,则杠杆的机械效率为_______(精确到小数点后一位)。
29. 在进行篮球投篮比赛时,小明发现篮球落地后都会反弹,但反弹的高度却不同。为了“探究球反弹的高度与哪些因素有关”,小明和同学们提出如下猜想:
猜想1:与球下落的高度有关;猜想2:与球内的气压有关;猜想3:与地面的材料有关。
(1)为了验证上述猜想是否正确,小明将同一篮球充不同气压值的气体,从不同高度自由下落到木质或水泥地面,用尺测出球反弹的高度,进行多次实验。记录的部分数据如下表:
实验序号
球内气压/Pa
下落高度/cm
地面材料
反弹的高度/cm
1
120
木质
80
2
120
水泥
90
3
135
水泥
100
4
150
水泥
110
5
110
水泥
95
①比较实验序号为______的两组数据,可得出猜想3是正确的;
②比较实验序号为2、3、4的三组数据。可得出的结论是:______
③比较实验序号为2、5的数据,______(选填“能”或“不能”)验证猜想2是否正确。
(2)除了猜想1、2、3,你认为球的反弹的高度还可能跟______因素有关。
(3)实验中,小明发现同一篮球从同一高度落到同一地面,重复几次测得的反弹高度并不完全相同,总是略有差异。请你写出一种可能的原因,并提出改进的方法。
30. 如图1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,mA=mB<mC,hA=hC>hB。
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
(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 D. 木块被小球撞击的动能
(2)图1中A和B两小球分别推动同一木块在同一水平面上运动时,木块受到的摩擦力分别为f1、f2,则f1_______f2(选填“大于”、“小于”、“等于”)。两次实验中,木块在水平面上滑行的过程中克服摩擦力做功______(选填“相等”、“不相等”);
(3)如果做小球C实验时,木块被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成木块损坏,改进做小球C实验,再与做小球A实验对比。在不改变木板长度的情况下,应采用以下____方法;
A. 换用质量更小的小球 B. 给水平木板铺上毛巾
C. 适当降低小球的高度 D. 换用一个较重的木块
(4)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小华设计了如图2所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球________(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
31. 阅读短文,回答问题。
跨学科实践——自制杆秤
(1)实践背景:如图甲是《墨经》记载的杆秤,文中将待称量的物体称为“重”、将秤砣称为“权”。称量时,先将“重”挂在挂钩上,然后将“权”拨到合适位置,直至秤杆水平平衡,此时根据“权”绳所对应的刻度就可以知道待称量物体的质量。其中“标”、“本”表示杠杆五要素中的______,当“重”更重时,要使秤杆再次水平平衡应将“权”向______移动(选填“左”或“右”)。为此,跨学科实践小组准备结合《墨经》的记载和已学知识,自制一把杆秤。
(2)器材准备:轻质木条(总长22cm)、轻质纸盘、细绳、钩码(50g、100g、200g各一),如图乙所示,;
制作要求:
①测量范围为0~400g。
②分度值为20g。
③在木条上做刻度,相邻两刻度之间的距离相等且适当大一些;
作品分析:如图乙所示,若轻质木条和轻质纸盘的质量都不计,则该杆秤的零刻度线在提纽______(选填“B点处”“B点左”或“B点右”),为了达到上述制作要求,你应选______g的钩码作为秤砣更合适;
(3)作品调试:在实际制作过程中,小明发现“轻质木条”质量并不小,不能忽略不计,为此,他用一合适的烧杯替代轻质纸盘,使杆秤的零刻度始终满足上述要求和分析。在测量过程中,要提高测量的量程,下列方法肯定可行的是______;
A. 减小秤砣的质量
B. 增加烧杯质量并缩小BC长度
C. 将B向C点移
D. 减少烧杯质量并增大AB长度
(4)作品改进:小组制作好的杆秤如图丙所示(A、B、C均已固定),AB长14cm,BC长3.5cm,小组继续将其改装成测量液体密度的装置,于是对杆秤的刻度进行重新标度,烧杯内液体体积(液面在标记处),则AB中点位置,密度应该标______;进一步发现此装置刻度是______(选填“均匀”或“不均匀”)的,该密度计可鉴别密度差异不小于______的液体。
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