精品解析:江苏苏州高新区实验初级中学2026-2027学年第一学期九年级物理期中试卷
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内容正文:
2026~2027学年第一学期期中考试
初三物理试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题,共31题,满分100分,考试用时100分钟。
2.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名和考试号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡相对应的位置上。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡相对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后再选涂其他答案;答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡指定的位置上,不在答题区域内的答案一律无效,不得用其他笔答题。
一、选择题(每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 如图甲所示的“舂”,其结构示意图如图乙所示。下列关于“舂”的说法正确的是( )
A. 是等臂杠杆 B. 是省力杠杆 C. 是费力杠杆 D. 碓杆越长越省力
2. 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中最省力的是( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一高度,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 乙做总功的功率大 B. 甲做的总功多
C. 乙做的有用功多 D. 甲所用装置的机械效率大
4. 水的比热容较大,在生活中应用广泛,下列应用中不是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 冬季供暖的暖气设备用水作传热介质
C. 沿海地区的昼夜温差比内陆地区小
D. 夏天在教室地面上洒水会感到凉爽
5. 《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图所示是匠人正在将铁水凝固成釜,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 凝固成釜时,铁水将温度传递给周围空气
B. 铁水放出热量,内能减小,是通过做功的方式改变内能
C. 铁水凝固成釜后,釜的温度降低,比热容逐渐变大
D. 铁水在凝固的过程中,温度不变,内能减少
6. 小明利用如图甲、乙所示的装置,探究改变物体的内能和热机工作原理的两个演示实验。关于这两个实验的操作和现象,下列说法不正确的是( )
A. 塞子冲出前,烧瓶和试管内气体内能增加的方式不相同
B. 塞子冲出时,烧瓶和试管内气体的温度均降低
C. 图乙中水蒸气推动瓶塞的过程与热机做功冲程的能量转化相同
D. 酒精灯里面酒精燃烧的过程中,酒精的内能转化为化学能
7. 综合实践小组想设计一款既能吹冷风又能吹热风的电吹风机电路,A是电热丝,B是电动机。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
8. 图甲电路中,电源电压为3V不变,闭合开关后电压表指针偏转如图乙。下列说法正确的是( )
A. 两灯并联,电压表测两端电压
B. 两端电压是1V,开关断开,电压表为0V
C. 两灯串联,电压表测两端电压
D. 两端电压是1V,开关断开,电压表为3V
9. 如图所示,开关由闭合到断开,电流表A1、A2的示数I1、I2的变化( )
A. 变小,变大 B. 不变,变大
C. 变大,变小 D. 不变,变小
10. 如图甲所示电路,电流表指针的偏转均如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 灯、并联
B. 通过电流表的电流为
C. 通过灯的电流为
D. 若灯的灯丝烧断,则电流表的示数为零,的示数不变
11. 在探究串、并联电路中电流的规律时,晓丽连接了如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关,灯、均发光
B. 闭合开关,电流表示数为零
C. 仅撤掉导线,闭合开关,灯和并联
D. 仅将导线的左端改接到左端,闭合开关,和并联,电流表能测量中的电流
12. 如图是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮和轮轴组成。是杠杆的支点:小定滑轮的转轴固定在杠杆的A点;细绳一端提着重物,跨过滑轮后,另一端固定在轮轴的小轮上;是轮轴的轴心,小轮半径,手柄P到的距离。使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物质量,A点滑轮上两根绳子间的夹角为60°,该装置提着该重物的机械效率为80%,杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计,g取10N/kg,A点滑轮可看成一个点。下列说法正确的是( )
A. 为确保保持平衡,与水平面夹角为45°
B. 为确保保持平衡,与水平面夹角为60°
C. 匀速提起重物的过程中,手柄P动力为4N
D. 若重物上升1m,则动力做功为37.5J
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共26分)
13. 如图甲所示的A、B两种剪刀,一般剪树枝选用________剪刀;如乙图所示,升旗时旗杆顶端的滑轮是________滑轮,如丙图是一把椅子的侧视图,点A是其重心,若其侧倒在地面上,在B点用竖直向上的力提起椅子,把椅子扶正,则拉力如何变化:________。
14. 如图是家庭使用自动升降的衣架,实现此功能其实就是一些简单机械的组合。小明在一次晾衣过程中用的力,花10s将80N的衣服升起1m,则拉力F的功率是________、整个装置的机械效率是________。
15. 如图为蹦床运动简化示意图,其中运动员在O点时速度为零。A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则:
(1)从O点下落到A点的过程中,运动员的机械能________(增大/减小/不变)。
(2)从B点运动到C点的过程中,能量转化情况是________。
16. 如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,汲水时人的主要用力方向是向下的,由于向下用力可以借助人的体重,因而大大减轻了人提水时的疲劳。硬棒质量忽略不计,O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.8m。
(1)若空桶没有入水,则缓慢向下拉绳放下空桶时拉力为________N。
(2)装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为________N。
17. 小明爸爸开车发现车子行驶时有顿挫感,于是去修车。爸爸问师傅:“该换什么了?”师傅告诉爸爸:“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________(选填“汽油机”或“柴油机”)。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为,则600s火花塞点火________次。
18. 小明用一个柠檬制作水果电池。为了知道如图甲中A、B哪个是正极,小华把铁片A、铜片B插入柠檬,并接入电压表,当其闭合开关S后,发现电压表指针正向偏转,电压表示数如图乙,则柠檬两端的电压为________V,甲图中,水果电池A端为________极;若断开开关,二极管不发光,A、B两金属片之间________(有/无)电压。
19. 在图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合时,观察到电路中两电表的示数只有一个为零。若电路中的故障只发生在、处,则故障可能是________,________。
20. 英语听力考试时,每间教室的喇叭同时工作,听力结束时又同时关闭,则每间教室的喇叭连接方式是________的;同学们晚上回到家中,按下开关,电灯亮了,那么开关与电灯的连接方式是________。
21. 如图所示,两光滑斜面长度AB<AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底端以相同的速度拉到顶端,沿AB斜面拉力F1、做功W1、功率P1;沿AC斜面拉力F2、做功W2、功率P2.则有F1___________F2,W1___________W2,P1___________P2(均选填“>”、“=”或“<”)。
22. 如图所示的电路中,开关闭合时,三个灯泡处于________状态(串联/并联)。电路中,和的指针偏转角度相同,且此时通过、的电流之比为;若通过的电流为,电流表的读数为________。
23. 某杆秤的示意图如图所示,A处是秤钩,B处是提纽,,秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至C点,杆秤恰好水平平衡,;杆秤的最大刻度E处,,则该杆秤最大量程为________g,将物体挂在秤钩上,提起提纽,秤砣移至点D,杆秤水平平衡,,则物体质量为________g;换一个1kg秤砣制作杆秤,其他不变,则该杆秤最大量程为________g。
三、解答题(本题共9小题,共计50分,其中第22、23、24题需要写出必要的解答过程)
24. 根据要求完成相应作图。
(1)如图甲,画出C点把桌子一端抬起的最小力的示意图。
(2)如图乙,工人在地面上用如图的滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
(3)如图丙,用笔画线代替导线,添加或修改一根导线,让两灯并联,电压表测量电压。
25. 用如图所示的滑轮提升货物,已知滑轮重10N,货物重80N,货物以0.5m/s的速度匀速上升2m,拉力F的功率是50W。求:
(1)拉力F;
(2)货物上升2m,拉力做的总功;
(3)滑轮组的机械效率。
26. 如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面)。若将总重为800N的轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,沿斜面所用的推力为150N,求:
(1)在此过程中有用功为多少;
(2)斜面的机械效率为多少;
(3)斜面对轮椅的摩擦力为多少。
27. 新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃,消耗了0.1m3的天然气。天然气的热值,水的比热容。求:
(1)水吸收的热量Q吸;
(2)0.1m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(3)燃气灶烧水的效率η。
28. 小明利用若干个钩码(每个质量为50g)和弹簧测力计,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示静止的杠杆处于________状态(平衡/非平衡);要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向________调节;
(2)调平后小明进行图乙实验,在A处挂了4个钩码。仍使杠杆处于平衡,他应在B点挂________个相同的钩码;此时杠杆的动力或阻力是________(钩码受到的重力/钩码对杠杆的拉力/杠杆对钩码的拉力);实验过程中,使杠杆始终处于水平位置平衡,目的是________;
(3)在图丙实验中,改用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3.0N时,该拉力的作用点可能是________点(多选,选填“B”“C”“D”或“E”);
(4)完成以上实验后,小明利用如图丁所示实验装置来测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。在这个过程中弹簧测力计的示数________(变大/不变/变小),实验中,如果只将钩码由A移至B,此杠杆的机械效率将________(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
29. 小科在做“探究物体的动能跟什么因素有关”的实验中,设计了如图实验。步骤如下:
步骤一:用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆,将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方;
步骤二:将铁球移到a点位置静止释放,撞到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离;
步骤三:将滑块摆放到原处,将铁球移到b点位置静止释放,撞到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离;
步骤四:将滑块摆放到原处,将铁球换成等体积的实心木球,将木球移到b点位置静止释放,撞到摆放在原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离。
(1)该实验中研究的物体动能是指________。
A. 小球在释放点的动能
B. 小球撞击滑块时的动能
C. 小球撞击滑块后的动能
D. 滑块的动能
(2)小科进行“步骤三”和“步骤四”的实验,目的是想探究动能大小与________的关系。
(3)实验中利用滑块被碰撞后移动的距离来反映物体的动能大小。下列实例中也运用了该实验方法的是________。
①认识电流大小时,用水流进行类比
②研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
③用U形管两侧液面高度差反映液体压强大小
(4)实验中发现,和的距离差别不明显。请对实验操作或材料进行改进:________。
30. 如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)小明想比较不同燃料的热值;应选择________两图进行实验,实验时,点燃燃料加热液体,在________(选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”)测量液体温度,温度越高,说明燃料的热值越大。
(2)为比较不同物质的比热容,应选择________两图装置进行实验。实验中通过比较________(加热时间/升高的温度)来比较物质吸收热量的多少。
(3)如图丁所示,是小明同学做冰熔化实验时绘制的温度-时间图像,冰的质量是0.1kg,若相同时间内物质吸收的热量相同,他查资料了解到:一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,则冰的熔化热是________。(水的比热容为)
(4)若冰熔化时,相同时间内吸收的热量相同,根据以上知识,请你判断以下冰熔化实验图像是错误的是哪些:________。
31. 在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的实物电路,有些错误,请你在原图上只改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路的电流__________,电流表测________点(A/B/C)的电流,电流表测________点(A/B/C)的电流。实验中,为了使结论具有普遍性,应至少准备________个灯泡;
(2)若小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,则操作中的错误是________。
(3)若闭合开关后,两灯都发光,若此时小灯泡的灯丝断了,小灯泡将________(发光/不发光)。
(4)小成又设计了如图丙所示的电路,在不拆电路的情况下,只通过控制开关,直接测量和的电流大小,他的方案________(填“可行”或“不可行”),理由是________。
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2026~2027学年第一学期期中考试
初三物理试卷
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题,共31题,满分100分,考试用时100分钟。
2.答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名和考试号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡相对应的位置上。
3.答选择题必须用2B铅笔把答题卡相对应题目的答案标号涂黑,如需改动,请用橡皮擦干净后再选涂其他答案;答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡指定的位置上,不在答题区域内的答案一律无效,不得用其他笔答题。
一、选择题(每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的)
1. 如图甲所示的“舂”,其结构示意图如图乙所示。下列关于“舂”的说法正确的是( )
A. 是等臂杠杆 B. 是省力杠杆 C. 是费力杠杆 D. 碓杆越长越省力
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知,OB是动力臂,OA是阻力臂,,是费力杠杆,且碓杆越长越费力。故选C。
2. 下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】不计机械重和摩擦,物重G相同:A图是定滑轮,定滑轮不省力,即;B图动滑轮有2段绳子承担物重,;C图滑轮组由3股绳承担物重,;D图杠杆的动力臂
阻力臂,由杠杆平衡条件 得,
综上分析,,故选 D。
3. 如图所示,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一高度,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是( )
A. 乙做总功的功率大 B. 甲做的总功多
C. 乙做的有用功多 D. 甲所用装置的机械效率大
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.由图可知,不计绳重及滑轮的摩擦,甲为动滑轮,需克服滑轮自身重力做额外功,总功;乙为定滑轮,总功,根据题意要把质量相等的货物匀速提升到同一高度,则甲乙做的有用功相等即,所以即甲做的总功多;因时间相同,由得,即甲做总功的功率大,故AC错误,B正确;
D.因为,,由可知,故D错误。
故选B。
4. 水的比热容较大,在生活中应用广泛,下列应用中不是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 冬季供暖的暖气设备用水作传热介质
C. 沿海地区的昼夜温差比内陆地区小
D. 夏天在教室地面上洒水会感到凉爽
【答案】D
【解析】
【详解】A.用水给汽车发动机冷却,相同质量的水和其他冷却剂比,升高相同温度能带走更多热量,利用了水的比热容大的特性,故A不符合题意;
B.暖气用水做传热介质,相同质量的水和其他介质比,降低相同温度能放出更多热量,利用了水的比热容大的特性,故B不符合题意;
C.沿海地区水多,内陆砂石多,水的比热容比砂石大,白天吸收相同热量水升温慢,夜晚放出相同热量水降温慢,所以沿海昼夜温差更小,利用了水的比热容大的特性,故C不符合题意;
D.夏天教室地面洒水感到凉爽,是因为水汽化(蒸发)吸热使周围温度降低,与水的比热容无关,故D符合题意。
故选D。
5. 《天工开物》记录了我国古代的传统手工技术。如图所示是匠人正在将铁水凝固成釜,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 凝固成釜时,铁水将温度传递给周围空气
B. 铁水放出热量,内能减小,是通过做功的方式改变内能
C. 铁水凝固成釜后,釜的温度降低,比热容逐渐变大
D. 铁水在凝固的过程中,温度不变,内能减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.热传递过程中传递的是热量而非温度,故A错误;
B.铁水放出热量,内能减小,是通过热传递的方式改变内能,故B错误;
C.比热容是物质的特性,与温度无关,但铁水凝固成釜后,比热容会略微变小,相差不大,故C错误;
D.铁是晶体,凝固过程中放出热量,温度不变,内能减少,故D正确。
故选D。
6. 小明利用如图甲、乙所示的装置,探究改变物体的内能和热机工作原理的两个演示实验。关于这两个实验的操作和现象,下列说法不正确的是( )
A. 塞子冲出前,烧瓶和试管内气体内能增加的方式不相同
B. 塞子冲出时,烧瓶和试管内气体的温度均降低
C. 图乙中水蒸气推动瓶塞的过程与热机做功冲程的能量转化相同
D. 酒精灯里面酒精燃烧的过程中,酒精的内能转化为化学能
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲图塞子冲出前,通过打气对瓶内气体做功增加内能;乙图通过酒精灯加热,利用热传递增加试管内气体内能,改变内能方式不相同,故A正确;
B.塞子冲出时,甲图瓶内气体和乙图试管内水蒸气均对外做功,内能均减小,温度均降低,故B正确;
C.图乙中水蒸气推动瓶塞,水蒸气内能转化为瓶塞机械能;热机做功冲程也是燃气内能转化为活塞机械能,能量转化相同,故C正确;
D.酒精燃烧过程中,化学能转化为内能,故D错误。
本题选择不正确的,故选D。
7. 综合实践小组想设计一款既能吹冷风又能吹热风的电吹风机电路,A是电热丝,B是电动机。下列电路图符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中,电动机和电热丝串联,闭合开关S,电动机和电热丝同时工作,只能吹热风,故A不符合题意;
B.图中,电动机和电热丝并联,闭合开关S,电动机和电热丝同时工作,只能吹热风,故B不符合题意;
C.图中,闭合开关S1,电热丝单独工作,只能发热,再闭合开关S2,此时吹热风,不能吹冷风,故C不符合题意;
D.图中,闭合开关S1,电动机单独工作,吹冷风,再闭合开关S2,电动机和电热丝同时工作,吹热风,故D符合题意。
故选D。
8. 图甲电路中,电源电压为3V不变,闭合开关后电压表指针偏转如图乙。下列说法正确的是( )
A. 两灯并联,电压表测两端电压
B. 两端电压是1V,开关断开,电压表为0V
C. 两灯串联,电压表测两端电压
D. 两端电压是1V,开关断开,电压表为3V
【答案】C
【解析】
【详解】AC.由图甲可知,电流只有一条路径,两灯串联,电压表并联在两端,测两端电压,故A错误,C正确;
BD.电源电压,由串联电路电压规律可知,两端电压应小于电源电压,所以电压表所选量程为,分度值为,示数为,即两端电压,两端电压为
开关断开后,电压表无法连接到电源两端,示数为,故BD错误。
故选C。
9. 如图所示,开关由闭合到断开,电流表A1、A2的示数I1、I2的变化( )
A. 变小,变大 B. 不变,变大
C. 变大,变小 D. 不变,变小
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示,开关闭合时,两灯并联,电流表A1、A2分别测L1、干路电流,开关断开时,L2断开,电路为L1的简单电路,根据并联电路电流的规律,L1的电流不变,总电流变小,故不变,变小,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
10. 如图甲所示电路,电流表指针的偏转均如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 灯、并联
B. 通过电流表的电流为
C. 通过灯的电流为
D. 若灯的灯丝烧断,则电流表的示数为零,的示数不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.由电路图可知,电流从电源正极出发,分成两条支路,一条支路是L2,另一条支路是电流表A1和灯泡L1,最后汇合后通过电流表A2后流回负极,因此两灯并联,故 A 正确;
BC.并联电路干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针偏转相同,说明测量干路电流的电流表A2使用大量程,分度值为0.1A,示数为;测量L1支路电流的电流表A1使用小量程 ,分度值为0.02A,示数为,由并联电路电流特点可知,通过灯 L2 的电流 ,故 BC 正确;
D.并联电路各支路独立工作,若L1灯丝烧断,A1所在支路断开,A1示数变为零;但此时电路变为只有L2的简单电路,干路的A2原本测L1、L2的总电流,现在只测L2的电流,示数变小,故 D 错误。
本题选错误的, 故选 D。
11. 在探究串、并联电路中电流的规律时,晓丽连接了如图所示的电路,下列说法正确的是( )
A. 闭合开关,灯、均发光
B. 闭合开关,电流表示数为零
C. 仅撤掉导线,闭合开关,灯和并联
D. 仅将导线的左端改接到左端,闭合开关,和并联,电流表能测量中的电流
【答案】B
【解析】
【详解】AB.原电路闭合开关后,导线②直接将和电流表短路,电流只有经过的通路,电流表中没有电流,因此电流表示数为零,只有发光,不发光。 故A错误,B正确;
C.仅撤掉导线②后,电流只有一条路径,依次经过、电流表、,因此和是串联,不是并联。 故C错误;
D.仅将导线①的左端改接到左端后,电流分为两条独立支路: ① 电源正极电流表→开关→电源负极; ② 电源正极开关→电源负极。 因此和并联,电流表接在的支路上,且电流从电流表正接线柱流入、负接线柱流出,接法正确,可以测量的电流。 故D错误。
故选B。
12. 如图是某学习小组自制的起重机模型,该模型主要由杠杆、滑轮和轮轴组成。是杠杆的支点:小定滑轮的转轴固定在杠杆的A点;细绳一端提着重物,跨过滑轮后,另一端固定在轮轴的小轮上;是轮轴的轴心,小轮半径,手柄P到的距离。使用时,逆时针转动手柄P,通过张紧的细绳将重物提起。重物质量,A点滑轮上两根绳子间的夹角为60°,该装置提着该重物的机械效率为80%,杠杆、滑轮及细绳的质量忽略不计,g取10N/kg,A点滑轮可看成一个点。下列说法正确的是( )
A. 为确保保持平衡,与水平面夹角为45°
B. 为确保保持平衡,与水平面夹角为60°
C. 匀速提起重物的过程中,手柄P动力为4N
D. 若重物上升1m,则动力做功为37.5J
【答案】B
【解析】
【详解】AB.重物匀速上升,绳子拉力
定滑轮点受到两股绳子的拉力,大小均为,所以杠杆动力为定滑轮左侧细绳的拉力,阻力为定滑轮右侧细绳竖直向下的拉力,由杠杆的平衡条件可知,由于,所以,即支点到两个拉力的作用线的距离相等,根据数学几何知识可知,会位于两根绳子间的夹角的角平分线上;由于两根绳子间的夹角为60°,所以与定滑轮右侧竖直方向的细线的夹角为,所以与水平面夹角为,故A错误,B正确;
CD.左侧轮轴手柄转动半径,小轮半径,当重物上升时,绳子移动距离,所以手柄移动距离
这个过程中克服重物重力做的有用功
装置提着该重物的机械效率为80%,所以动力做的总功
所以动力,故CD错误。
故选B。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共26分)
13. 如图甲所示的A、B两种剪刀,一般剪树枝选用________剪刀;如乙图所示,升旗时旗杆顶端的滑轮是________滑轮,如丙图是一把椅子的侧视图,点A是其重心,若其侧倒在地面上,在B点用竖直向上的力提起椅子,把椅子扶正,则拉力如何变化:________。
【答案】 ①. A ②. 定 ③. 逐渐减小
【解析】
【详解】A剪刀动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,B剪刀动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,剪树枝需要省力,所以应选择动力臂长、阻力臂短的剪刀,即A剪刀;
旗杆顶端滑轮,轴固定不动,是定滑轮;
抬起过程中,支点O为椅脚与地面的接触点,拉力与重力均为竖直方向,动力臂、阻力臂分别为支点到对应力作用线的水平距离,随着椅子绕支点转动,的比值逐渐变小,由可得,拉力,逐渐变小,所以拉力逐渐变小,当OA竖直向下时阻力臂为0,此时拉力最小,为零。
14. 如图是家庭使用自动升降的衣架,实现此功能其实就是一些简单机械的组合。小明在一次晾衣过程中用的力,花10s将80N的衣服升起1m,则拉力F的功率是________、整个装置的机械效率是________。
【答案】 ①.
10W ②.
80%
【解析】
【详解】由图可知,该装置由两组滑轮组成,力 同时拉动两组滑轮,每组滑轮承担物重的绳子段数 ,两组滑轮同步运动,绳子自由端移动距离 。拉力做的总功
拉力的功率
有用功是克服衣服重力做的功
机械效率
15. 如图为蹦床运动简化示意图,其中运动员在O点时速度为零。A点是蹦床不发生形变时的原位置,B点是运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等处,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则:
(1)从O点下落到A点的过程中,运动员的机械能________(增大/减小/不变)。
(2)从B点运动到C点的过程中,能量转化情况是________。
【答案】(1)
不变 (2)
动能和重力势能(机械能)转化为弹性势能
【解析】
【小问1详解】
从O点下落到A点的过程中,蹦床还未发生形变,因此蹦床对运动员没有弹力作用,由于忽略空气阻力,运动员下落过程只有重力做功,属于只有动能和重力势能相互转化的情况,因此运动员的机械能总量保持不变。
【小问2详解】
B点是重力和蹦床弹力相等的位置,从B到C的过程中,蹦床的形变程度持续变大,弹力大于重力,运动员的速度不断减小、高度不断降低,因此运动员的动能和重力势能都在减小,蹦床的弹性势能随形变增大而增大,最终是运动员的动能和重力势能(机械能)逐渐转化为蹦床的弹性势能。
16. 如图所示,是《天工开物》中记载的我国传统提水工具“桔槔”,汲水时人的主要用力方向是向下的,由于向下用力可以借助人的体重,因而大大减轻了人提水时的疲劳。硬棒质量忽略不计,O点作为支点,A端挂有重为40N的石块,B端挂有重为20N的空桶,OA长为1.2m,OB长为0.8m。
(1)若空桶没有入水,则缓慢向下拉绳放下空桶时拉力为________N。
(2)装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起,向上拉绳提起装满水的桶时拉力为________N。
【答案】(1)
40 (2)
60
【解析】
【小问1详解】
由杠杆平衡条件,平衡时B端所需向下的总拉力
人的拉力
【小问2详解】
桶和水的总重力为
因A端石块重力、OA、OB均不变,由杠杆平衡条件可知,平衡时B端向下的合力仍为,故人向上的拉力为
17. 小明爸爸开车发现车子行驶时有顿挫感,于是去修车。爸爸问师傅:“该换什么了?”师傅告诉爸爸:“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________(选填“汽油机”或“柴油机”)。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为,则600s火花塞点火________次。
【答案】 ①. 汽油机 ②.
【解析】
【详解】因汽油机为点燃式点火,需依靠火花塞工作,柴油机为压燃式点火,无火花塞,故可判断对应热机类型是汽油机。
由四冲程内燃机工作规律可知,飞轮每转动2周,火花塞完成1次点火。飞轮转速为
600s内飞轮总转数为
火花塞点火总次数为
18. 小明用一个柠檬制作水果电池。为了知道如图甲中A、B哪个是正极,小华把铁片A、铜片B插入柠檬,并接入电压表,当其闭合开关S后,发现电压表指针正向偏转,电压表示数如图乙,则柠檬两端的电压为________V,甲图中,水果电池A端为________极;若断开开关,二极管不发光,A、B两金属片之间________(有/无)电压。
【答案】 ①. 0.1 ②. 负 ③. 有
【解析】
【详解】由图乙可知,电压表的量程为0~3V,分度值为0.1V,其示数为0.1V;由图甲可知,电压表测量柠檬电池两端电压,则柠檬两端的电压为0.1V;
图乙中电压表正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的是电池的正极,即B为正极,则A是水果电池的负极;
断开开关,电路中无电流,则二极管不发光,但电源电压仍然存在,即A、B两金属片之间仍有电压。
19. 在图所示的电路中,电源电压保持不变。开关S闭合时,观察到电路中两电表的示数只有一个为零。若电路中的故障只发生在、处,则故障可能是________,________。
【答案】 ①.
L1短路 ②.
L1断路
【解析】
【详解】由电路可知,L1与L2串联,电流表测串联电路的电流,电压表测L1两端电压;
若电压表示数为零、电流表示数不为零,说明电路为通路且电压表被短路,故故障为L1短路;
若电流表示数为零、电压表示数不为零,说明电路断路且电压表两端可连通电源两极,故故障为L1断路;
L2短路时两电表示数均不为零,L2断路时两电表示数均为零,均不符合题意。
20. 英语听力考试时,每间教室的喇叭同时工作,听力结束时又同时关闭,则每间教室的喇叭连接方式是________的;同学们晚上回到家中,按下开关,电灯亮了,那么开关与电灯的连接方式是________。
【答案】 ①. 并联 ②. 串联
【解析】
【详解】英语听力考试时,各教室的喇叭虽然同时开启、同时关闭,但应能独立工作,某间教室的喇叭发生故障不应影响其他教室。由并联电路各支路用电器独立工作、互不影响的特点可知,各教室的喇叭应采用并联连接。电灯的开关用于控制电灯所在电路的通断,开关闭合时电路接通,电灯亮;开关断开时电路断开,电灯熄灭,因此开关应与对应电灯串联。
21. 如图所示,两光滑斜面长度AB<AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底端以相同的速度拉到顶端,沿AB斜面拉力F1、做功W1、功率P1;沿AC斜面拉力F2、做功W2、功率P2.则有F1___________F2,W1___________W2,P1___________P2(均选填“>”、“=”或“<”)。
【答案】 ①. > ②. = ③. >
【解析】
【详解】[1][2]斜面光滑说明摩擦力为0,使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2,斜面AC倾斜角度小于AB,更省力,所以物体沿AB运动时拉力较大,即F1>F2。
[3]根据公式
可知,速度相同,F1>F2,所以拉力沿AB运动时拉力F1做功的功率较大,即P1>P2。
22. 如图所示的电路中,开关闭合时,三个灯泡处于________状态(串联/并联)。电路中,和的指针偏转角度相同,且此时通过、的电流之比为;若通过的电流为,电流表的读数为________。
【答案】 ①.
并联 ②.
【解析】
【详解】电流从电源正极流出后,可分为三条独立路径分别经过、、,最终汇合回到电源负极,因此三个灯泡是并联状态;
A2测量和的总电流,即;测量干路总电流,即
已知,即,且、指针偏转角度相同,由于并联干路电流大于支路电流,说明两表使用了不同量程:用大量程、用小量程,大量程读数是小量程的5倍,即, 代入测量关系可得
整理得,已知,则干路电流
23. 某杆秤的示意图如图所示,A处是秤钩,B处是提纽,,秤砣质量为0.5kg。提起B处提纽,秤钩不挂物体,将秤砣移至C点,杆秤恰好水平平衡,;杆秤的最大刻度E处,,则该杆秤最大量程为________g,将物体挂在秤钩上,提起提纽,秤砣移至点D,杆秤水平平衡,,则物体质量为________g;换一个1kg秤砣制作杆秤,其他不变,则该杆秤最大量程为________g。
【答案】 ①.
②.
③.
【解析】
【详解】由空秤时杆秤水平平衡,根据杠杆平衡条件,可得杆自重对应的质量与力臂的乘积为
若秤砣在E处,由杠杆平衡条件可得最大量程为
秤砣移至D点时,由杠杆平衡条件可得物体质量为
换用1kg秤砣时,杆自重对应的质量与力臂的乘积不变,由杠杆平衡条件可得最大量程为
三、解答题(本题共9小题,共计50分,其中第22、23、24题需要写出必要的解答过程)
24. 根据要求完成相应作图。
(1)如图甲,画出C点把桌子一端抬起的最小力的示意图。
(2)如图乙,工人在地面上用如图的滑轮组提升重物,画出滑轮组的绕绳方式。
(3)如图丙,用笔画线代替导线,添加或修改一根导线,让两灯并联,电压表测量电压。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
C是施力点,支点选桌子左侧的A点,支点到C的最长距离就是线段AC,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂固定时,动力臂越长动力越小。因此垂直于AC向上施力时力最小。连接A、C得到最长动力臂AC;过C点作垂直于AC、方向斜向上的带箭头线段,标注力的符号F即可。
【小问2详解】
工人站在地面提升重物,要求拉力方向竖直向下,因此采用“2段绳子承担物重”的绕法,绳子先系在定滑轮的下挂钩上,向下绕过下方的动滑轮,再向上绕回顶部的定滑轮,最终绳子自由端竖直向下,指向地面的工人手中。
【小问3详解】
将当前连接右接线柱和电压表负接线柱的导线拆除,连接电压表负接线柱和左接线柱,此时电流从电源正极出发经过开关,分两条支路,一条经过灯,一条经过灯,汇合后回到电源负极,此时电压表并联在灯两端,测量电压。
25. 用如图所示的滑轮提升货物,已知滑轮重10N,货物重80N,货物以0.5m/s的速度匀速上升2m,拉力F的功率是50W。求:
(1)拉力F;
(2)货物上升2m,拉力做的总功;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)
50N (2)
200J (3)
【解析】
【小问1详解】
货物匀速上升,由图可知动滑轮承担物重的绳子段数
绳子自由端的速度为
由功率公式得拉力
【小问2详解】
货物上升的时间为
拉力做的总功为
【小问3详解】
提升货物做的有用功为
滑轮组的机械效率为
26. 如图所示,为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面)。若将总重为800N的轮椅沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,沿斜面所用的推力为150N,求:
(1)在此过程中有用功为多少;
(2)斜面的机械效率为多少;
(3)斜面对轮椅的摩擦力为多少。
【答案】(1)
960J (2)
80% (3)
30N
【解析】
【小问1详解】
有用功
【小问2详解】
总功
斜面机械效率为
【小问3详解】
额外功为
因为额外功等于克服摩擦力做的功,所以斜面对轮椅的摩擦力为
27. 新型节能燃气灶能够提高热效率、减少能源消耗和环境污染。旧燃气灶将5kg的20℃的水加热到100℃,消耗了0.1m3的天然气。天然气的热值,水的比热容。求:
(1)水吸收的热量Q吸;
(2)0.1m3的天然气完全燃烧放出的热量Q放;
(3)燃气灶烧水的效率η。
【答案】(1)
(2)
(3)42%
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量
【小问2详解】
0.1m3的天然气完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
燃气灶烧水的效率
28. 小明利用若干个钩码(每个质量为50g)和弹簧测力计,探究杠杆的平衡条件。
(1)如图甲所示静止的杠杆处于________状态(平衡/非平衡);要使它在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向________调节;
(2)调平后小明进行图乙实验,在A处挂了4个钩码。仍使杠杆处于平衡,他应在B点挂________个相同的钩码;此时杠杆的动力或阻力是________(钩码受到的重力/钩码对杠杆的拉力/杠杆对钩码的拉力);实验过程中,使杠杆始终处于水平位置平衡,目的是________;
(3)在图丙实验中,改用弹簧测力计拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计的示数为3.0N时,该拉力的作用点可能是________点(多选,选填“B”“C”“D”或“E”);
(4)完成以上实验后,小明利用如图丁所示实验装置来测量杠杆的机械效率。实验时,竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。在这个过程中弹簧测力计的示数________(变大/不变/变小),实验中,如果只将钩码由A移至B,此杠杆的机械效率将________(以上两空均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2) ①. 6 ②. 钩码对杠杆的拉力 ③. 便于直接从杠杆上读出力臂的大小
(3)B、C 、E (4) ①. 不变 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动状态,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调节,使杠杆在水平位置平衡。
【小问2详解】
设每个小格长度为L,A点在O点左侧距离支点3格处,挂4个钩码,B点在O点右侧距离支点2格处,根据杠杆平衡条件得,解得。 杠杆的动力/阻力是作用在杠杆上的力,钩码的重力受力物体是钩码,杠杆对钩码的拉力受力物体也是钩码,只有钩码对杠杆的拉力受力物体是杠杆,符合要求。 杠杆水平平衡时,力的方向竖直向下,力臂与杠杆重合,可直接通过杠杆上的刻度读取力臂,无需额外测量。
【小问3详解】
4个钩码总重力为
A点力臂为3L,阻力与阻力臂的乘积为
弹簧测力计的示数为3.0N,故动力臂应为
D点距支点距离只有L,不符合题意排除;C点与B点离支点的距离都为2L,C点与A点同侧,B点与A点异侧,故C点拉力竖直向上,B点拉力竖直向下,即可满足弹簧测力计示数为3.0N;E点离支点的距离为4L,将弹簧测力计倾斜,将减小力臂为2L时,也可以满足弹簧测力计示数为3.0N的条件。综上所述,B、C、E点都有可能是该拉力的作用点。
【小问4详解】
竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,杠杆始终处于动态平衡状态,拉力的力臂、钩码重力的力臂、杠杆自重的力臂的比例始终不变,因此弹簧测力计示数不变。
钩码从A移至B(B点离支点更远),两次实验使钩码上升相同高度,有用功保持不变;因钩码悬挂点离支点越远,杠杆转过的角度越小,杠杆重心上升高度越低,克服杠杆自重的额外功越小,根据机械效率公式,可知杠杆机械效率变大。
29. 小科在做“探究物体的动能跟什么因素有关”的实验中,设计了如图实验。步骤如下:
步骤一:用一条没有弹性的细绳吊着一个实心铁球制成单摆,将一滑块放到滑槽上并使之左端刚好在悬点O的正下方;
步骤二:将铁球移到a点位置静止释放,撞到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离;
步骤三:将滑块摆放到原处,将铁球移到b点位置静止释放,撞到滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离;
步骤四:将滑块摆放到原处,将铁球换成等体积的实心木球,将木球移到b点位置静止释放,撞到摆放在原处的滑块上,记录滑块在滑槽上移动的距离。
(1)该实验中研究的物体动能是指________。
A. 小球在释放点的动能
B. 小球撞击滑块时的动能
C. 小球撞击滑块后的动能
D. 滑块的动能
(2)小科进行“步骤三”和“步骤四”的实验,目的是想探究动能大小与________的关系。
(3)实验中利用滑块被碰撞后移动的距离来反映物体的动能大小。下列实例中也运用了该实验方法的是________。
①认识电流大小时,用水流进行类比
②研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系,应控制接触面粗糙程度相同
③用U形管两侧液面高度差反映液体压强大小
(4)实验中发现,和的距离差别不明显。请对实验操作或材料进行改进:________。
【答案】(1)B (2)质量 (3)③
(4)增大小球a点和b点的释放高度差
【解析】
【小问1详解】
本实验的研究对象是小球,我们探究的是小球撞击滑块瞬间的动能大小,通过滑块被推动的距离来反映该动能的大小,故选B。
【小问2详解】
步骤三和四中,小球从同一b点静止释放,因此小球撞击滑块时的速度大小相同,仅将铁球换成等体积的木球、改变了小球的质量,符合控制变量法的要求,目的是探究动能大小与质量的关系。
【小问3详解】
实验中用滑块移动距离反映动能大小的方法是转换法。
①用水流类比电流是类比法,故①不符合题意;
②控制接触面粗糙程度相同研究滑动摩擦力和压力的关系是控制变量法,故②不符合题意;
③用U形管液面高度差反映液体压强大小,是将不易直接观察的压强大小转换为易观测的液面高度差,属于转换法,故③符合题意。
故选③。
【小问4详解】
和差别不明显,说明两次小球撞击滑块的动能差异太小,增大小球两次释放的高度差可以增大小球撞击滑块时的速度差,拉大两次的动能差距,让滑块移动距离的差异更明显。
30. 如图,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)小明想比较不同燃料的热值;应选择________两图进行实验,实验时,点燃燃料加热液体,在________(选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”)测量液体温度,温度越高,说明燃料的热值越大。
(2)为比较不同物质的比热容,应选择________两图装置进行实验。实验中通过比较________(加热时间/升高的温度)来比较物质吸收热量的多少。
(3)如图丁所示,是小明同学做冰熔化实验时绘制的温度-时间图像,冰的质量是0.1kg,若相同时间内物质吸收的热量相同,他查资料了解到:一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,则冰的熔化热是________。(水的比热容为)
(4)若冰熔化时,相同时间内吸收的热量相同,根据以上知识,请你判断以下冰熔化实验图像是错误的是哪些:________。
【答案】(1) ①. 甲乙 ②. 燃料都烧完后
(2) ①. 甲丙 ②. 加热时间
(3) (4)甲丁
【解析】
【小问1详解】
比较不同燃料的热值,需要控制被加热的液体种类、质量完全相同,仅改变燃料种类,因此选甲、乙两图。 热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量,只有让质量相等的不同燃料全部烧完,才能通过液体最终升温幅度对比总放热量,进而比较热值大小,因此要在燃料都烧完后测量液体温度。
【小问2详解】
比较不同物质的比热容,需要控制加热的燃料完全相同(保证相同时间放出热量相同),仅改变烧杯内液体种类,因此选甲、丙两图。 本实验用转换法:相同装置在相同时间内放出的热量相等,因此通过加热时间长短来反映物质吸收热量的多少。
【小问3详解】
CD段是水吸热升温过程,0.1kg的水从0℃升到80℃,用时10min,水的比热容为 ,该过程吸收的热量
BC段是冰的熔化过程,用时10min,该过程吸收的总热量
根据熔化热定义,冰的熔化热
【小问4详解】
冰的比热容小于水的比热容,质量相同的冰和水吸收相同热量时,冰升温速度比水更快;
甲、丁图:冰升温速度和水升温速度相等,故甲、丁错误;
乙、丙图:冰升温速度大于水升温速度,符合规律,故乙、丙正确。
31. 在“探究并联电路中的电流特点”实验中,图甲是某小组同学设计的电路图。
(1)图乙是该小组连接的实物电路,有些错误,请你在原图上只改动一根导线,使两只电流表分别测干路和支路的电流__________,电流表测________点(A/B/C)的电流,电流表测________点(A/B/C)的电流。实验中,为了使结论具有普遍性,应至少准备________个灯泡;
(2)若小明连接好最后一根导线时,灯泡立即发光,则操作中的错误是________。
(3)若闭合开关后,两灯都发光,若此时小灯泡的灯丝断了,小灯泡将________(发光/不发光)。
(4)小成又设计了如图丙所示的电路,在不拆电路的情况下,只通过控制开关,直接测量和的电流大小,他的方案________(填“可行”或“不可行”),理由是________。
【答案】(1) ①. ②. C ③. A ④. 3
(2)连接电路的过程中开关始终处于闭合状态
(3)发光 (4) ①. 不可行 ②. 两次测量中必有一次正负接线柱接反
【解析】
【小问1详解】
甲图中C点在干路、A点是支路的点、B点是支路的点。按题目要求改动后测干路电流,对应C点;测支路电流,对应A点,故将右接线柱改接到右端。为了让实验结论避免偶然性、具备普遍性,需要换用不同规格的灯泡多次实验,至少需要3个灯泡完成多组不同的搭配测试。
【小问2详解】
连接电路的规范操作要求闭合开关前开关必须断开,接完最后一根导线灯泡立刻发光,说明连接电路的过程中开关始终处于闭合状态。
【小问3详解】
并联电路各支路的工作互不影响,灯丝断了之后,所在的支路仍然是通路,因此可以正常发光。
【小问4详解】
观察丙图电路,只闭合时电流表测的电流,若此时电流从电流表正接线柱流入;只闭合时电流表测的电流,电流会从电流表的负接线柱流入,正负接线柱接反,违反电流表使用规则,无法正确测量,因此方案不可行。
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