精品解析：江苏南通市海安市海安十三校2026-2027学年度第一学期第一阶段学业练习九年级物理试题

九年级物理 一、选择题（每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。每题2分，共20分） 1. 下图属于费力杠杆的是（　　） A. 起子 B. 道钉撬 C. 筷子 D. 钢丝钳 2. 下列说法正确的是（　　） A. 机械效率越高的机械做功越快 B. 机械效率越高的机械做功越多 C. 功率越大的机械做功越快 D. 功率越大的机械做功越多 3. 关于物体内能的下列说法，正确的是 A. 晒太阳使身体变暖，是通过热传递改变内能的 B. 热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体 C. 一块0℃的冰融化成0℃的水，内能不变 D. 物体吸收热量，内能变大，温度一定升高． 4. 如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C，已知AC>BC，如果拉力做的功分别为WA、WB，拉力所做的功率分别为PA、PB，则（ ） A. WA=WB PA＜PB B. WA>WB PA>PB C. WA＜WB PA>PB D. WA=WB PA=PB 5. 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（　　） A. 0.84×105J B. 1.2×105J C. 2.52×105J D. 都不是，不能计算 6. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，、表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 7. 如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ） A. 小球到达底端时动能等于50J B. 小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能和内能 C. 小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能 D. 小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能 8. 下表是一些物质的比热容 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 根据表中数据，下列判断正确的是（　　） A. 物质的比热容与物质的状态无关 B. 100g水的比热容是50g水的比热容的两倍 C. 寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大 D. 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 9. 小敏同学骑着一辆重力为100N的轻便自行车去上学，途中他骑车在20s内匀速通过了一段长100m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时小敏同学蹬车的功率约为 （ ） A. 30W B. 150W C. 300W D. 1500W 10. 如图，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%。要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ） A. 2个 B. 4个 C. 6个 D. 8个 二、填空题（每空1分，共22分） 11. （1） “早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜．”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，其主要原因是砂石与水相比具有较小的___________．《舌尖上的中国》中推出了扬州烫干丝：大白干切成细丝，反复洗烫，去尽豆腥味，浇上精制卤汁及芝麻油，佐以姜丝、虾米而成． 用热水洗烫干丝时通过_________的方式增加了干丝的内能． （2）一架正在喷洒农药的飞机在空中某一高度匀速飞行，此过程中飞机的动能_________，机械能_________（选填增加、减少或不变）． 12. 如图，某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，做成会跳的卡片。 （1）把卡片放在桌面上，A面朝______（选“上”或“下”）压平，使橡皮筋伸长，______（选“迅速”或“缓慢”）松开手，观察卡片跳起。 （2）这个现象说明：橡皮筋对卡片做功，具有______能。 （3）为了增加卡片跳起的高度，可以______（选“增大”或“减小”）卡片的豁口深度。 13. 人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×106J，质量为80kg的运动员在某次训练中排汗0.7kg，假如汗水均从身上蒸发掉，这将导致运动员的体温下降了________℃，运动员的内能改变了________J．（忽略人体质量变化） 14. 某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验装置如图所示：OB为粗细均匀的杠杆，C为OB的中点，，在A点用轻质绳悬挂总重为6N的钩码，在B点用轻质绳竖直悬挂弹簧测力计；竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升0.2m（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数始终为2.4N。则杠杆的机械效率为______，杠杆的重力为______N。若将弹簧测力计由B点移到D点，仍将钩码提升至刚才的高度，则弹簧测力计示数将______ （填“变大”“变小”或“不变”，下同），此时的机械效率将______。 15. 小明在探究“斜面的机械效率”时，用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0 N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。 （1）小明在实验中，调整斜面的高度h=0.22 m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0 N，则小明做的有用功为___________J，斜面机械效率为___________。 （2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，额外功W额与斜面的水平长度L有如下关系： L（m） 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外（J） 0.90 0.80 0.70 0.60 通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成___________比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。据此结论，当斜面的水平长度L=0.40 m时，斜面机械效率为___________（保留一位小数）。 16. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响”实验。把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重力，匀速拉动绳子使物体每次上升距离均为10cm，不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）绳端移动的距离为________cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 _____N，第2次实验滑轮组的机械效率为 ______%； （3）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 三、解答题（共48分） 17. 按要求完成作图 （1）在图中，画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。 （2）在图中，用线代表绳子将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人站在地面上用力往下拉绳能使重物升起。 （3）如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图。 （注意：请在图上保留确保作图准确所画的辅助线） 18. 如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求： （1）小明所受重力的大小； （2）完成一个引体向上克服重力做的功； （3）30s内克服重力做功的功率。 19. 如图用滑轮组提起重630 N的货物，绳子自由端拉力，重物以0.2 m/s 的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求： （1）此时滑轮组的机械效率； （2）拉力做功功率； （3）当所提货物重力为930 N时，滑轮组的机械效率是多大？ 20. 在“再探动滑轮”活动中，如图小明用手通过一个弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在它下面的钩码匀速缓缓上升。改变钩码的数量进行实验，获得的数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 手移动距离s/m 机械效率η/% 1 4 0.1 2.5 0.2 80 2 6 0.1 3.4 0.2 88 3 8 0.1 4.4 0.2 ___________ （1）钩码缓缓匀速上升过程中，弹簧测力计的示数是___________（选填不断变化或稳定不变）的，钩码的机械能将___________。（选填增加、减少或不变） （2）做第3次实验时，动滑轮的机械效率为___________（保留一位小数）。 （3）分析这3次实验的数据得出的结论：使用同一动滑轮，提升不同的重物时，物体越重，动滑轮的机械效率越___________（选填大或小）。若小明仍用此动滑轮提升重为5 N的钩码时，此时动滑轮的机械效率范围为___________。 （4）为了方便实验，小明在测力计静止时读出了拉力大小，由此计算出的机械效率将___________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 21. 图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 （1）为完成实验，应使两个质量___________的小球从轨道上___________高度由静止释放（选填相同或不同） （2）由图甲可知，碰撞木块前瞬间，小球___________的动能较大，理由是：________________________________。两木块通过A、B两点处所受滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA___________fB。（选填“<”、“=”或“>”） （3）小华取同一木块、质量不同的小球a、b设计了图丙、丁来探究动能的影响因素，根据图你认为___________（能/不能）比较出a、b两球哪个质量大，理由是：_________________________________。 22. 小红同学做“探究不同物质比热容大小”的实验。如图甲，她先将石棉网放在铁圈上，然后将质量相等的沙子和水分别装在相同的烧杯中，测出沙子和水的初温，并同时将烧杯放在石棉网上，再用相同的酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5 min记录一次温度。实验记录如表所示。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 28 32 36 40 44 48 水 20 20.5 21 22 23 24 25 26 27 （1）按照实验规范要求，调整铁圈确定其高度时，___________（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中，用___________（选填“加热时间的长短”或“温度计示数的变化量”）间接反映物体吸收热量的多少。 （2）分析表中数据可知，如果使质量和初温都相同的沙子和水的最后温度相同，则沙子吸收的热量___________水吸收的热量；该实验表明___________吸热的能力更强。 （3）给1 kg某物质加热时温度随时间变化的图像如图乙所示，已知该物质在液态下的比热容为c1＝4.2×103J/（kg•℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图像解答下列问题： （a）该物质在固态下的比热容是___________J/（kg•℃）； （b）不计能量和质量的损失，该物质从第2 min到第10 min共吸收___________J热量，这部分能量是以___________（选填“分子动能”或“分子势能”）的形式存在。 23. 小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长。AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙。实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面。将木块从P向右拉至A（如图虚线位置处），放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。 （1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）___________；木块经过PB段时机械能___________（选填“不变”、“增大”或“减小”）。 （2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是：______________________； （3）为了验证猜想，小明做了以下实验。重物m=100 g，木块M=900 g，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10 N/kg） 序号 1 2 3 4 5 6 PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5 木块在P点的速度平方v2/（m·s-1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0 ①已知物体动能的表达式为，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是___________（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是_________________________________。在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。 ②利用实验信息分析，当L=0.72 m时，木块M在P点的速度为___________m/s，获得的动能为___________J。 （4）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v=______________________（用字母表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 九年级物理 一、选择题（每小题给出的四个选项中只有一个选项正确。每题2分，共20分） 1. 下图属于费力杠杆的是（　　） A. 起子 B. 道钉撬 C. 筷子 D. 钢丝钳 【答案】C 【解析】 【详解】A．起子在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不符合题意； B．道钉撬在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意； C．筷子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意； D．钢丝钳在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C。 2. 下列说法正确的是（　　） A. 机械效率越高的机械做功越快 B. 机械效率越高的机械做功越多 C. 功率越大的机械做功越快 D. 功率越大的机械做功越多 【答案】C 【解析】 【详解】A．机械做功快慢是功率，与机械效率无关，故A错误； B．机械效率越高，有用功在总功中占比越高，与做功多少无关，故B错误； C．功率是指机械做功快慢的物理量，所以功率越大的机械做功越快，故C正确； D．功率是指机械做功快慢的物理量，与做功多少无关，故D错误。 故选C。 3. 关于物体内能的下列说法，正确的是 A. 晒太阳使身体变暖，是通过热传递改变内能的 B. 热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体 C. 一块0℃的冰融化成0℃的水，内能不变 D. 物体吸收热量，内能变大，温度一定升高． 【答案】A 【解析】 【分析】要解答本题需掌握：内能的大小和什么因素有关，以及热传递的条件． 【详解】A．晒太阳使身体变暖，是通过热传递使内能增加．故A正确． B．热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体．故B不正确． C．一块0℃的冰融化成0℃的水，虽然温度没变，但状态变了，故内能增加．故C不正确． D．物体吸收热量，内能变大，但温度不一定升高．例如晶体熔化过程，虽然吸热，但温度不变．故D不正确． 故选A． 4. 如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AC、BC以相同的速度从底部匀速拉到顶点C，已知AC>BC，如果拉力做的功分别为WA、WB，拉力所做的功率分别为PA、PB，则（ ） A. WA=WB PA＜PB B. WA>WB PA>PB C. WA＜WB PA>PB D. WA=WB PA=PB 【答案】A 【解析】 【详解】光滑斜面，拉力做功等于克服重力做功。设物体重力为，斜面高度为，则 故 设拉动物体的速度为，由得运动时间 因，故 由得 因 故 故A正确。 故选A。 5. 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物体甲和水加热，他们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（　　） A. 0.84×105J B. 1.2×105J C. 2.52×105J D. 都不是，不能计算 【答案】C 【解析】 【详解】由图像可知，用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，甲物质加热10min吸收的热量与水加热10min吸收的热量相同，且水10min所吸收热量为20min吸收热量的一半，则物质吸收的热量 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6. 用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相间的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率，、表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦），则（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】A 【解析】 【详解】根据题意可知，钩码的重力相同，钩码上升的高度相同，据W有＝Gh可知，所做的有用功相同；此时对动滑轮做的功是额外功，不计绳子和摩擦,滑轮相同，即额外功相同，即W额是相同的，据 W总＝W有+W额 可知，所以W总是相同的，故拉力做的功相同，即W甲＝W乙，机械效率为η＝，故也是相同的,即η甲＝η乙。 故选A。 7. 如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，不计空气阻力，以下说法正确的是（ ） A. 小球到达底端时动能等于50J B. 小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能和内能 C. 小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能 D. 小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能 【答案】D 【解析】 【详解】CD．斜面光滑且不计空气阻力，小球运动过程中机械能守恒，所以小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能，故C错误，D正确； A．小球从顶端自由下滑，顶端动能为0，A点时动能大于0，A点时具有的重力势能为50J，所以A点时机械能大于50J；底端重力势能为0，由于机械能守恒，所以底端动能大于50J，故A错误； B．由于斜面光滑，运动过程中无摩擦，不产生内能，所以小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能，故B错误。 故选D。 8. 下表是一些物质的比热容 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 根据表中数据，下列判断正确的是（　　） A. 物质的比热容与物质的状态无关 B. 100g水的比热容是50g水的比热容的两倍 C. 寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大 D. 质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 【答案】D 【解析】 【详解】A．分析表中数据可知，水和冰是水的两种状态，比热容是不同的，说明比热容与物质状态有关，故A错误； B．比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类有关，与物质的质量无关，所以100g水的比热容与50g水的比热容相同，故B错误； C．冰的密度小于水的密度，水在寒冬季节，达到凝固点而结冰，结冰时，质量不变，体积变大，将把水缸胀破，故C错误； D．由表格数据可知铜的比热容小于铝的比热容，质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，根据可知，比热容小的物质，温度变化较大，所以铜块的温度变化较大，故D正确。 故选D。 9. 小敏同学骑着一辆重力为100N的轻便自行车去上学，途中他骑车在20s内匀速通过了一段长100m的平直公路。若自行车所受路面的阻力约为人和车总重力的0.05倍，则通过该段公路时小敏同学蹬车的功率约为 （ ） A. 30W B. 150W C. 300W D. 1500W 【答案】B 【解析】 【详解】小敏同学的重力约为，则人和车总重力 则路面阻力 自行车匀速行驶，由二力平衡条件可知，蹬车牵引力 自行车的行驶速度 则蹬车功率 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 10. 如图，利用动滑轮提升一个重为G的物块，不计绳重和摩擦，其机械效率为60%。要使此滑轮的机械效率达到90%，则需要提升重力为G的个数为（ ） A. 2个 B. 4个 C. 6个 D. 8个 【答案】C 【解析】 【详解】不计绳重和摩擦时，动滑轮的额外功仅由动滑轮自重，因此机械效率可写为 提升一个重为的物块时，机械效率 动滑轮重力 设需要提升个重力为的物块，此时总物重为，要求机械效率 代入公式得 将代入公式，解得 因此需要提升重力为的物块个数为6，故选C。 二、填空题（每空1分，共22分） 11. （1） “早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜．”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，其主要原因是砂石与水相比具有较小的___________．《舌尖上的中国》中推出了扬州烫干丝：大白干切成细丝，反复洗烫，去尽豆腥味，浇上精制卤汁及芝麻油，佐以姜丝、虾米而成． 用热水洗烫干丝时通过_________的方式增加了干丝的内能． （2）一架正在喷洒农药的飞机在空中某一高度匀速飞行，此过程中飞机的动能_________，机械能_________（选填增加、减少或不变）． 【答案】 ①. 比热容 ②. 热传递 ③. 减小 ④. 减小 【解析】 【详解】(1)[1]“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著，我国新疆某些地区都是沙漠或沙石，没有水，沙石的比热容远远小于水的比热容，所以沙石吸收同样多的热量温度升高的快，故中午温度很高；同样，沙石放出同样多的热量温度降低的也很快，故夜晚和早上温度很低，需穿皮袄； [2]改变物体内能的方法：做功和热传递，用热水洗烫干丝时通过热传递的方式增加了干丝的内能； (2)[3][4]因为飞机在空中喷洒农药，所以质量变小，又在某一高度做匀速飞行，高度和速度都不变，所以动能和重力势能都变小，故机械能变小 12. 如图，某兴趣小组将一张硬卡片对折，在开口的一边剪两个小豁口，然后套上橡皮筋，做成会跳的卡片。 （1）把卡片放在桌面上，A面朝______（选“上”或“下”）压平，使橡皮筋伸长，______（选“迅速”或“缓慢”）松开手，观察卡片跳起。 （2）这个现象说明：橡皮筋对卡片做功，具有______能。 （3）为了增加卡片跳起的高度，可以______（选“增大”或“减小”）卡片的豁口深度。 【答案】（1） ①. 下 ②. 迅速 （2）弹性势 （3）减小 【解析】 【小问1详解】 [1]把卡片放在桌面上，要使橡皮筋伸长，应将卡片向下压平，这样才能让橡皮筋具有弹性势能，故应将A面朝下。 [2]由于橡皮筋恢复原状的力是瞬间作用的，所以迅速松开手时，卡片会立刻被弹起。 【小问2详解】 当橡皮筋被拉伸后松手，卡片跳起的现象表明发生弹性形变的橡皮筋释放了弹性势能并转化为动能，因此橡皮筋具有弹性势能。 【小问3详解】 想让卡片跳得更高，就要使橡皮筋有更大的弹性势能，橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的被拉伸的长度有关，被拉伸的越长，弹性势能越大，故应减小AB两个豁口的深度。 13. 人体主要成分是水，可认为人的比热容和水的相等，每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×106J，质量为80kg的运动员在某次训练中排汗0.7kg，假如汗水均从身上蒸发掉，这将导致运动员的体温下降了________℃，运动员的内能改变了________J．（忽略人体质量变化） 【答案】 ①. 5 ②. 1.68×106 【解析】 【详解】[1][2]由题知，每千克汗水汽化所需吸收的热量为，排汗吸收的热量： 而运动员放出的热量（内能的降低值）： 因为，，，所以运动员的体温下降了： 14. 某实验小组利用图示装置探究杠杆的机械效率，实验装置如图所示：OB为粗细均匀的杠杆，C为OB的中点，，在A点用轻质绳悬挂总重为6N的钩码，在B点用轻质绳竖直悬挂弹簧测力计；竖直向上拉动弹簧测力计使其缓慢匀速上升0.2m（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数始终为2.4N。则杠杆的机械效率为______，杠杆的重力为______N。若将弹簧测力计由B点移到D点，仍将钩码提升至刚才的高度，则弹簧测力计示数将______ （填“变大”“变小”或“不变”，下同），此时的机械效率将______。 【答案】 ①. 83.3% ②. 0.8 ③. 变大 ④. 不变 【解析】 【分析】 【详解】[1]设A、B两点上升高度分别为hA，hB，因为 由相似三角形的知识可得 hA∶hB=1∶3 杠杆的机械效率为 [2]因为OB为粗细均匀的杠杆，C为OB的中点，所以当弹簧测力计缓慢匀速上升hB=0.2m，重心升高h杠杆=0.1m，物体升高 hA= 有用功 W有=GhA=6N×=0.4J 做功 W总=FhB=2.4N×0.2m=0.48J 额外功 W额=W总-W有用=0.48J-0.4J=0.08J 克服杠杆重力做的功为额外功，杠杆的重力为 [3]弹簧测力计拉力方向是竖直向上的，将弹簧测力计由B点移到D点，阻力臂不变，阻力不变，动力臂减小，由杠杆平衡条件可知，动力会增大。 [4]若只将弹簧测力计由B点移到D点，钩码还升高相同的高度，杠杆上旋的角度不变，杠杆升高的高度h不变，则有用功不变，克服杠杆重力做的额外功也不变，则总功也不变，故机械效率不变。 15. 小明在探究“斜面的机械效率”时，用长度s=0.50 m的木板搭成一个斜面，用弹簧测力计将重力G=5.0 N的物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端。 （1）小明在实验中，调整斜面的高度h=0.22 m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F=4.0 N，则小明做的有用功为___________J，斜面机械效率为___________。 （2）小明利用上述器材进一步研究发现，木板搭成倾角不同的斜面时，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，额外功W额与斜面的水平长度L有如下关系： L（m） 0.45 0.40 0.35 0.30 W额外（J） 0.90 0.80 0.70 0.60 通过数据分析，小明得出初步结论：W额外与L成___________比，小明查阅资料后证实此结论是正确的。据此结论，当斜面的水平长度L=0.40 m时，斜面机械效率为___________（保留一位小数）。 【答案】（1） ①. 1.1 ②. 55% （2） ①. 正 ②. 65.2% 【解析】 【小问1详解】 小明做的有用功为 拉力做的总功公式为 斜面机械效率为 【小问2详解】 观察表格数据，额外功和水平长度的比值始终为定值2（如，其余组数据比值均相同），因此与成正比。 斜面的木板总长度固定为，当水平长度时，斜面的竖直高度 此时有用功 由表格得此时额外功为，总功为 因此机械效率 16. 用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重力对滑轮组机械效率的影响”实验。把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重力，匀速拉动绳子使物体每次上升距离均为10cm，不计绳重，实验数据如表。 次数 G物/N G动/N F/N η/% 1 6.0 0.3 2.2 90.9 2 6.0 1.0 3 6.0 1.9 2.9 69.0 4 6.0 3.2 3.4 58.8 （1）绳端移动的距离为________cm； （2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 _____N，第2次实验滑轮组的机械效率为 ______%； （3）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1）30 （2） ①. 2.5 ②. 80 （3）变小 【解析】 【小问1详解】 从图中可知有效绳子段数，每次实验绳端移动距离 【小问2详解】 [1][2]测力计的分度值为0.1N，读数为2.5N，第2次实验滑轮组的机械效率 【小问3详解】 四次实验中，物体上升的高度 有用功 第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功 摩擦引起的额外功 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功 总功 摩擦引起的额外功 摩擦引起的额外功占总额外功的比例为 本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。 三、解答题（共48分） 17. 按要求完成作图 （1）在图中，画出作用在“开瓶起子”上动力F1的力臂L1和阻力F2的示意图。 （2）在图中，用线代表绳子将两个滑轮连成省力的滑轮组，要求人站在地面上用力往下拉绳能使重物升起。 （3）如图所示，使用羊角锤拔钉子，动力作用在锤柄上A点。请作出拔钉子时所用最小动力F 的示意图。 （注意：请在图上保留确保作图准确所画的辅助线） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 力臂是支点到力的作用线的垂直距离，从支点O向动力的作用线作垂线段，标注该垂线段为，就是动力臂； 开瓶时起子绕O点转动，瓶盖阻碍起子向上转动，因此阻力方向向下。在起子和瓶盖顶部接触的位置，画出竖直向下的带箭头线段，标注为，代表瓶盖对起子的向下阻力。据此作图。 【小问2详解】 要求拉力方向向下，因此承担物重的绳子段数为2，绳子一端固定在定滑轮的下挂钩上，向下绕过动滑轮，再向上绕过定滑轮，绳子自由端竖直向下，刚好满足人站在地面向下拉绳提升重物的要求。 【小问3详解】 根据杠杆平衡条件，在阻力、阻力臂固定时，动力臂越长动力越小；支点到A点的线段长度是该场景下的最长动力臂，对应动力最小。先连接羊角锤的支点（锤与木板的接触点）和动力作用点A，这条线段就是最长动力臂，过A点作这条连线的垂线，标注为F，方向向右，据此作图。 18. 如图所示，小明的质量为60kg，他在30s内完成了10个引体向上，每次重心上升50cm，g取10N/kg。求： （1）小明所受重力的大小； （2）完成一个引体向上克服重力做的功； （3）30s内克服重力做功的功率。 【答案】（1）600N；（2）300J；（3）100W 【解析】 【详解】解：（1）小明所受的重力为 G=mg=60kg×10N/kg=600N （2）完成一个引体向上克服重力做的功为 W=Gh=600N×0.5m=300J （3）30s内克服重力做的功为 W总=10W=10×300J=3000J 30s内克服重力做功的功率为 答：（1）小明所受重力为600N； （2）完成一个引体向上克服重力做的功为300J； （3）30s内克服重力做功的功率为100W。 19. 如图用滑轮组提起重630 N的货物，绳子自由端拉力，重物以0.2 m/s 的速度匀速上升，不考虑绳重和摩擦，求： （1）此时滑轮组的机械效率； （2）拉力做功功率； （3）当所提货物重力为930 N时，滑轮组的机械效率是多大？ 【答案】（1）70% （2）180 W （3）77.5% 【解析】 【小问1详解】 由图可知，滑轮组绳子的段数，滑轮组的机械效率 【小问2详解】 重物以0.2 m/s 的速度匀速上升，则绳端上升的速度 拉力做功功率 【小问3详解】 不考虑绳重和摩擦，由可知，动滑轮的重力 当所提货物重力为930 N时，绳端的拉力 此时滑轮组的机械效率 20. 在“再探动滑轮”活动中，如图小明用手通过一个弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在它下面的钩码匀速缓缓上升。改变钩码的数量进行实验，获得的数据如下表： 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 手移动距离s/m 机械效率η/% 1 4 0.1 2.5 0.2 80 2 6 0.1 3.4 0.2 88 3 8 0.1 4.4 0.2 ___________ （1）钩码缓缓匀速上升过程中，弹簧测力计的示数是___________（选填不断变化或稳定不变）的，钩码的机械能将___________。（选填增加、减少或不变） （2）做第3次实验时，动滑轮的机械效率为___________（保留一位小数）。 （3）分析这3次实验的数据得出的结论：使用同一动滑轮，提升不同的重物时，物体越重，动滑轮的机械效率越___________（选填大或小）。若小明仍用此动滑轮提升重为5 N的钩码时，此时动滑轮的机械效率范围为___________。 （4）为了方便实验，小明在测力计静止时读出了拉力大小，由此计算出的机械效率将___________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”） 【答案】（1） ①. 稳定不变 ②. 增加 （2）90.9% （3） ①. 大 ②. 80%~88% （4）偏大 【解析】 【小问1详解】 钩码匀速上升时处于平衡状态，竖直方向受力平衡，因此弹簧测力计的示数稳定不变； 钩码质量不变、速度不变则动能不变，高度上升则重力势能增加，机械能是动能与势能的总和，因此钩码机械能增加。 【小问2详解】 做第3次实验时，动滑轮的机械效率为 【小问3详解】 对比三次实验数据：钩码越重，机械效率越高，因此同一动滑轮提升的物体越重，机械效率越大； 5N的钩码重力介于第一次实验的4N和第二次实验的6N之间，因此对应的机械效率也在两次实验的效率区间内，即80%~88%。 【小问4详解】 静止时读数，没有计入滑轮转动时的摩擦阻力，测得的拉力F会偏小，总功偏小，而有用功不变，因此计算出的机械效率偏大。 21. 图甲是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。 （1）为完成实验，应使两个质量___________的小球从轨道上___________高度由静止释放（选填相同或不同） （2）由图甲可知，碰撞木块前瞬间，小球___________的动能较大，理由是：________________________________。两木块通过A、B两点处所受滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA___________fB。（选填“<”、“=”或“>”） （3）小华取同一木块、质量不同的小球a、b设计了图丙、丁来探究动能的影响因素，根据图你认为___________（能/不能）比较出a、b两球哪个质量大，理由是：_________________________________。 【答案】（1） ①. 相同 ②. 不同 （2） ①. 1 ②. 小球1把木块推出的距离较远 ③. = （3） ①. 能 ②. b球速度小，但动能却较大，说明b质量大 【解析】 【小问1详解】 探究动能与速度的关系时，需控制质量相同，改变速度，所以质量相同的两个小球要从轨道上不同的高度由静止释放。 【小问2详解】 由图甲，图中木块1被推到的虚线位置比木块2被推到的虚线位置更远。木块移动距离越远，说明小球1对木块1做的功越多，即小球1具有的动能更大； 两木块是相同的，说明它们的质量相等，对水平木板的压力相等；且都在同一块木板上滑动，接触面的粗糙程度相同，所以，两木块通过A、B两点处所受滑动摩擦力大小相等，即 。 【小问3详解】 物体的动能与物体质量和速度有关，由图丙与丁可知，b球释放高度比a球小，到达水平面的速度比a小，但木块被撞后移动的距离更远，即动能更大，说明小球b的质量一定比a的质量大。 22. 小红同学做“探究不同物质比热容大小”的实验。如图甲，她先将石棉网放在铁圈上，然后将质量相等的沙子和水分别装在相同的烧杯中，测出沙子和水的初温，并同时将烧杯放在石棉网上，再用相同的酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5 min记录一次温度。实验记录如表所示。 时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 沙子 20 22 24 28 32 36 40 44 48 水 20 20.5 21 22 23 24 25 26 27 （1）按照实验规范要求，调整铁圈确定其高度时，___________（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。实验中，用___________（选填“加热时间的长短”或“温度计示数的变化量”）间接反映物体吸收热量的多少。 （2）分析表中数据可知，如果使质量和初温都相同的沙子和水的最后温度相同，则沙子吸收的热量___________水吸收的热量；该实验表明___________吸热的能力更强。 （3）给1 kg某物质加热时温度随时间变化的图像如图乙所示，已知该物质在液态下的比热容为c1＝4.2×103J/（kg•℃），设物质相同时间内从热源吸收的热量恒定不变，根据图像解答下列问题： （a）该物质在固态下的比热容是___________J/（kg•℃）； （b）不计能量和质量的损失，该物质从第2 min到第10 min共吸收___________J热量，这部分能量是以___________（选填“分子动能”或“分子势能”）的形式存在。 【答案】（1） ①. 需要 ②. 加热时间的长短 （2） ①. 小于 ②. 水 （3） ①. ②. ③. 分子势能 【解析】 【小问1详解】 调整铁圈高度时，需点燃酒精灯，依据酒精灯外焰（温度最高）的高度确定铁圈位置，保证用外焰加热；实验使用相同酒精灯，相同时间内两种物质吸收的热量相等，因此用加热时间的长短间接反映吸收热量的多少，这是转换法的应用。 【小问2详解】 从表格数据可知，相同加热时间（吸收相同热量）时沙子升温比水快，若要让初温、质量都相同的沙子和水最终温度相同，沙子需要的加热时间更短，因此沙子吸收的热量小于水吸收的热量；比热容是衡量物质吸热能力的物理量，升高相同温度时水吸收的热量更多，说明水的吸热能力更强。 【小问3详解】 （a）由图乙可知：物质在固态阶段（0~2min），2min内温度从−40℃升高到0℃，温度变化量；熔化结束后变为液态（10~14min），4min内温度从0℃升高到40℃，温度变化量；相同时间内物质吸收热量恒定，因此1min内吸收的热量为定值：液态阶段4min吸收的热量​，得 即，固态阶段2min吸收的热量​，得 （b）从第2min到第10min共8min，总吸收热量 该时间段内物质处于熔化过程，温度不变，分子动能不变，吸收的热量用来打破分子间的束缚，因此能量以分子势能的形式存在。 23. 小明利用如图装置研究做功与能量的转化关系。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长。AQ为水平面，AP段长为L，表面光滑；PQ段粗糙。实验开始时，木块的细绳拉直，质量为M的木块位于P点，质量为m的重物恰好置于地面。将木块从P向右拉至A（如图虚线位置处），放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x。不计空气阻力、滑轮摩擦。 （1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做功为（用字母表示）___________；木块经过PB段时机械能___________（选填“不变”、“增大”或“减小”）。 （2）观察实验并联系生活实际，小明提出猜想：重物和木块获得的总动能与重物重力做功多少有关。他提出猜想的生活依据是：______________________； （3）为了验证猜想，小明做了以下实验。重物m=100 g，木块M=900 g，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：（g取10 N/kg） 序号 1 2 3 4 5 6 PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.45 0.5 木块在P点的速度平方v2/（m·s-1）2 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0 ①已知物体动能的表达式为，分析重物和木块获得的总动能与重物的重力做功的多少，可知猜想是___________（选填“正确”或“错误”）的，得出的结论是_________________________________。在AP段滑行的过程中，该系统（重物和木块）的机械能___________（选填“守恒”或“不守恒”）。 ②利用实验信息分析，当L=0.72 m时，木块M在P点的速度为___________m/s，获得的动能为___________J。 （4）如果上述结论具有普遍性，则一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度v=______________________（用字母表示）。 【答案】（1） ①. mgL ②. 减小 （2）物体下落过程中速度越来越快 （3） ①. 正确 ②. 重物和木块获得的总动能等于重物重力做的功 ③. 守恒 ④. 1.2 ⑤. 0.648 （4） 【解析】 【小问1详解】 木块从A向左运动到P点时，重物恰好下落L距离落到地面，之后绳子松弛重物不再随木块运动，因此重物在木块AB段运动过程中，仅下落了L的高度，根据重力做功公式，得重力做功为 PB段水平面粗糙，木块不受绳子拉力，仅受摩擦力作用，速度不断减小，动能减小，木块在水平面重力势能不变，因此机械能减小。 【小问2详解】 根据生活依据猜想，生活中物体下落时的速度会越来越快，因此重力做功的多少会影响动能。 【小问3详解】 ①重物重力做功为，重物和木块的总动能为，代入表格数据：比如第一组时，重物重力做功为 总动能 其余组数据也完全满足二者相等。结论：在误差允许范围内，重物和木块获得的总动能等于重物重力做的功； AP段光滑，没有摩擦力消耗能量，系统的重力做功全部转化为两者的动能，机械能总量保持不变； 由，得 根据动能公式得 【小问4详解】 光滑斜面无摩擦，物体重力做的功全部转化为物体的动能，即，整理得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $