江苏省淮安市淮阴中学开明分校2024-2025学年九年级上学期10月月考物理试题（解析版）-A4

这是一份江苏省淮安市淮阴中学开明分校2024-2025学年九年级上学期10月月考物理试题（解析版）-A4，共21页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 如下图所示生产生活中使用的工具，属于费力杠杆的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A不符合题意；
B．铡刀在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B不符合题意；
C．斧头撬钉子过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故C不符合题意；
D．起重机在起重的过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2. 投掷实心球是我市体育中考项目之一。投掷过程中，考生对实心球没有做功的是（ ）
A. 从地面拿起实心球B. 将实心球举高
C. 用力将实心球掷出D. 实心球离开手后继续在空中飞行
【答案】D
【解析】
【详解】做功的两个必要条件是首先要有力，其次物体要在该力的方向上移动距离。从地面拿起实心球、将实心球举高、用力将实心球掷出都满足做功的两个必要条件，即有力且在力的方向上也有距离；而D选项实心球离开手后手就对球没有了力的作用，所以考生对实心球没有做功。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 前方遇到障碍物时，想将自行车抬起过去时，若要从图中四点选择一点施加竖直向上的力，将前轮略微提起。其中最省力的点是（ ）
A. A点B. B点C. C点D. D点
【答案】A
【解析】
【详解】根据杠杆平衡的条件，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，若要从如图四点中选择一点施加竖直向上的力，将前轮略微提起，是围绕后轮转轴为支点，力的方向是竖直向上的，所以在A点施加竖直向上的力时，此时的力臂是最大的，根据杠杆的平衡条件可知，此时所用的力是最小的。
故选A。
4. 研究表明，爬楼梯消耗的热量相当于登山消耗的热量，还具有保持关节的灵活性和加强肠道蠕动等优点。妈妈和小冉进行爬楼梯比赛，妈妈和小冉的体重之比是2∶1，爬完相同楼高所用时间之比是3∶2，则妈妈和小冉爬楼梯的功率之比是（ ）
A. 2∶1B. 3∶1C. 4∶3D. 3∶4
【答案】C
【解析】
【详解】两人爬同一楼梯，高度相同，妈妈和小冉爬楼梯的功率之比
故选C。
5. 周末爸爸开车带着小明去看望爷爷奶奶，行驶在高速公路上，小明看到了如图所示的限速标志牌，思考后提出了下面四个探究问题。依据限速标志牌，你认为最合理最有探究价值的问题是（ ）

A. 物体的动能与哪些因素有关?B. 物体的动能与它的速度有什么关系?
C. 物体的动能与物体的形状是否有关?D. 物体的动能与它的质量和速度有什么关系?
【答案】D
【解析】
【详解】物体的动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大，根据图片可知，不同类型的车辆限制不同的速度，所以最有探究价值且易于探究的科学问题是物体的动能大小与质量、速度有什么关系。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6. 山间公路往往环绕山坡，盘山而上，这样可以使上山的汽车（ ）
A. 提高功率B. 提高机械效率C. 减小所需的牵引力D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】A．由可知，由于不知道时间，无法确定功率的大小，故A错误；
B．机械效率取决于有用功在总功中所占的比例；根据斜面的机械效率的特点可知：斜面越陡，机械效率越高；盘山公路实际上是一个较缓的斜面，其机械效率较低，故B错误；
CD．盘山公路是生活中的斜面，使用斜面可以省力，即减小了汽车的牵引力，故C正确，D错误。
故选C。
7. 图中甲、乙两个质量不同但体积相同的小球从相同高度静止释放到同一沙坑中（忽略空气阻力），乙球下落过程中经过P、Q两点，下列说法正确的是（ ）
A. 释放瞬间，两球的重力势能相等
B. 落到沙坑中时，沙坑凹陷程度大的小球质量大
C. 乙球在P点的机械能大于在Q的机械能
D. 从释放到着地，两球所受重力做的功相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．重力势能的大小与质量和高度有关，释放瞬间，两球所处高度相同，但两球质量不同，所以两球的重力势能不相等，故A错误；
B．在测量影响小球重力势能大小的因素时，沙坑的凹陷程度被用来反映小球重力势能的大小。不同质量的小球从同一高度落下，沙坑凹陷程度不同。质量越大的小球打在沙坑上，沙坑凹陷程度就越大，说明其重力势能越大。故B正确；
C．忽略空气阻力，机械能守恒，故乙球在P点和Q点的机械能相等，故C错误；
D．从释放到着地，两球下落的高度相同，但两球质量不同，重力不同，所以，根据可知，两球所受重力做的功不相等。故D错误。
故选B。
8. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 物体吸收热量，内能增加，温度不一定升高
B. 物体的温度越高，含有的热量越多
C. 温度高的物体内能大，温度低的物体内能小
D. 热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
【答案】A
【解析】
【详解】A．物体吸收热量，内能一定增加，但温度却不一定升高，譬如：晶体在熔化时，吸收热量，温度却保持不变，故A正确；
B．热量是过程量，不能说含有热量的多少，只能说：物体的温度越高，内能越大。故B错误；
C．内能的大小与物体的质量、温度和状态有关，仅凭温度高低无法比较物体内能的大小，故C错误；
D．在发生热传递时，热量总是从高温物体向低温物体传递，而高温物体内能不一定比低温物体的内能大，故D错误。
故选A。
9. 用四个滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，用它们匀速提起货物，在绳自由端施加竖直的拉力分别为F甲和F乙，物重分别为G甲和G乙，物体被提升高度分别为h甲、h乙，不计绳重及摩擦，则（ ）
A. 若F甲＝F乙且G甲＝G乙，则乙的机械效率比较低
B. 若F甲＝F乙且h甲＝h乙，则甲的机械效率比较低
C. 若G甲＝G乙且滑轮重均相同，则甲的机械效率比较低
D. 若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则乙的机械效率比较低
【答案】D
【解析】
【详解】A．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2，甲滑轮组的机械效率为
①
乙滑轮组的机械效率为
②
若F甲＝F乙且G甲＝G乙，乙的机械效率大于甲的机械效率，故A不符合题意；
B．由①②知，机械效率与提升物体的高度无关，若F甲＝F乙，根据①②，因不知G甲与G乙的大小关系，故无法确定甲、乙机械效率大小，故B不符合题意；
C．不计绳重及摩擦，则克服动滑轮的重力做的功为额外功的唯一来源，因总功等于有用功与额外功之和，故甲、乙滑轮组的机械效率为
③
若G甲＝G乙且滑轮重均相同，可知甲、乙的机械效率相同，故C不符合题意；
D．甲、乙图绳子的有效段数（n）分别为3、2。不计绳重及摩擦，则作用在绳子自由端的拉力为
则提升物体的重力为
G=nF-G动
若F甲＝F乙且滑轮重均相同，则可知，甲滑轮组提升物体的重力较大，根据③式有
故可知甲的机械效率比乙高，故乙的机械效率比较低，故D符合题意。
故选D。
10. 如图所示，用手沿竖直方向匀速拉动一均匀杠杆提升一个重为G的物体缓缓上升，不计支点处摩擦。若使物体悬挂位置从O向A移动，则杠杆的机械效率与支点O到悬挂点B的距离L的关系可能符合下列图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示：
由三角形的知识可知
杠杆的机械效率
使物体悬挂位置从O向A移动，G不变，物体上升的高度不变，有用功不变，则L1不变，G杠不变，L变大，杠杆的机械效率变大，但不是正比关系，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
二、填空题（本题共8小题，每空1分，共24分）
11. 如图所示，用扳手拧螺帽时，图__________（a/b）的握法更有利于拧紧螺帽，原因是动力臂更_________（长/短）。
【答案】 ①. b ②. 长
【解析】
【详解】[1] [2]对比a、b两图可知，拧同一螺帽时，阻力和阻力臂是一定的，而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂，所以b图所用动力更小。b握法更有利于拧紧螺帽。
12. 如图甲所示，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升。这是由于旗杆顶部有一个__________滑轮，它不能省力，但可以__________。如图乙，将穿好的鞋带两端向两边拉扯，鞋帮就会收紧，达到省力的效果，这与简单机械中__________（杠杆/滑轮组/斜面）的省力原理相同。
【答案】 ①. 定 ②. 改变力的方向 ③. 滑轮组
【解析】
【详解】[1][2] 定滑轮是固定在一个位置不能移动的滑轮。主要作用是改变力的方向。所以旗杆顶部是一个定滑轮，只能改变力的方向，而不能省力。
[3] 鞋帮收紧可以通过多股绳子分担力，从而达到省力的目的。达到省力效果与滑轮组的省力原理相同。
13. 重为600N的小明在60s内跳绳130个，每次跳离地的高度约0.06m，则小明跳绳一次做的功为___________J，他在跳绳时的功率为_______________W，而此时同班的小华同学在60s内跳绳140个，则在本次跳绳时小华的功率__________（一定小于/一定大于/可能小于）小明的功率，若想知道在60s内小华和小明谁做的功多，还需要测量的物理量有__________（选填序号（多选）：A。小华的身高，B。小华的体重，C。小华跳起的高度）。
【答案】 ①. 36 ②. 78 ③. 可能小于 ④. BC
【解析】
【详解】[1]跳一次做的功为
[2]跳130次做的总功为
功率为
[3]由于不知道小华每次跳离地的高度和小华的重力，不知道每跳一次做功多少，两人总功的大小无法判断，功率大小无法判断。所以，小华每跳一次做可能小于小明，则小华的功率就可能小于小明的功率。
[4]由[3]可知还应测量小华的体重和每次跳绳的高度，故BC符合题意，A不符合题意。
故选BC。
14. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。

【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。
15. 如图所示小华组装了甲、乙两种滑轮，用来提升同一物体，（不计绳重、轮重和摩擦），要使物体竖直匀速提升1m。则①___________，②__________N。若想以更快的速度将物体提升起来，则选用方案__________（甲/乙），但该方案的缺点是__________。
【答案】 ①. 50N ②. 200 ③. 乙 ④. 见解析
【解析】
【详解】[1]不计绳重、轮重和摩擦，甲图是动滑轮，拉力的大小
[2]不计绳重、轮重和摩擦，乙图是动滑轮，拉力作用在滑轮的轴上，绳端的拉力是物重的二倍，则
F乙=2G物=2×100N=200N
[3][4]要提升物体更快，乙图中动滑轮更适合，物体上升高度是绳子自由端移动的距离的2倍，物体上升的速度是绳子自由度速度的2倍，该方案中绳端的拉力是物重的二倍，比较费力。
16. 在如图所示的斜面上，一工人用90N的拉力，将一重为150N的物体，沿长为4m，高为2m的斜面底端匀速拉到顶端，用时6s，则此过程中，工人做的总功为__________J，拉力做功的功率为__________W，斜面的机械效率为__________%，斜面对物体的摩擦力大小为__________N。
【答案】 ①. 360 ②. 60 ③. 83.3 ④. 15
【解析】
【详解】[1]工人做的总功
W总=Fs=90N×4m=360J
[2]拉力做功的功率
[3]拉力做的有用功
W有=Gh=150N×2m=300J
斜面的机械效率为
[4]额外功
W额=W总-W有=360J-300J=60J
斜面对物体的摩擦力大小
17. 2024年8月6日，巴黎奥运会女子10米跳台决赛，全红婵第一跳丝滑入水，全部裁判给出10分，再现全满分名场面，最终以425.60分获得金牌成为中国奥运历史上最年轻的三金得主。下图是跳水过程中分解图。
（1）跳水运功员在起跳时，需要注意身体姿势的协调，同时要控制好起跳的力度和角度。在起跳过程中是跳板的__________能转化为运动员的__________能，帮助运动员起跳的；
（2）某跳水运动员质量是42kg，从10米跳台跳下，用时1.4秒。在整个跳水过程中，运动员的重力做功为__________J，重力做功的功率为__________W。
【答案】（1） ①. 弹性势 ②. 动
（2） ①. 4200 ②. 3000
【解析】
【小问1详解】
[1][2]运动员向下用力是为了使跳板发生弹性形变，在起跳过程中，跳板恢复原状的过程中，弹性势能减小，将跳板的弹性势能转化为运动员的动能。
【小问2详解】
[1][2]在整个跳水过程中，运动员的重力做功为
W=Gh=mgh=42kg×10N/kg×10m=4200J
重力做功的功率为
18. 如图所示，两个等高的托盘秤甲、乙放在同一水平地面上，质量分布不均匀的木条AB重24N，A、B是木条两端，O、C是木条上的两个点，AO=BO，AC=OC，A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上，托盘秤甲的示数是6N。现移动托盘秤甲，让C点放在托盘秤甲上。此时托盘秤乙的示数是___________。
【答案】16N
【解析】
【分析】
【详解】设木条重心在D点，当A端放在托盘秤甲上，B端放在托盘秤乙上时，以B端为支点，托盘秤甲的示数是6N，根据力的作用是相互的，所以托盘秤对木条A端的支持力为6N，如图所示：
由杠杆平衡条件有
FA×AB=G×BD
6N×AB=24N×BD
所以
AB=4BD
当C点放在托盘秤甲上时，仍以C为支点，此时托盘秤乙对木条B处的支持力为FB，如图所示：
因为
AO=BO，AC=OC
所以
CO=OD=BD，BC=3BD
CD=2BD
由杠杆平衡条件有
FB×BC=G×CD
FB×3BD=24N×2BD
所以FB=16N，则托盘秤乙的示数为16N。
三、解答题（本题共5小题，每空1分，每图1分，每问2分，共46分）
19. 如图在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个。（每个钩码重0.5N，杠杆上每格等距）
（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于__________（平衡/不平衡）状态，接下来他应将平衡螺母向__________（左/右）调节，直到杠杆在水平位置平衡，目的是：避免杠杆自重对实验的影响和便于测量__________；
（2）在图乙中的A处先挂2个相同的钩码，要使杠杆水平平衡，应在B处挂__________个同样的钩码：然后再把挂在B处的钩码拿掉，在P处施加一个竖直向上的力F，使杠杆在水平位置平衡，F大小为__________N；
（3）图丙中当弹簧测力计的拉力F向右倾斜时，仍要保持杠杆水平平衡，拉力F的大小将__________（变大/变小/不变）；
（4）杆秤是利用杠杆平衡原理制成的测量物体质量的工具。如图丁所示某杆秤的0刻度距离提纽1cm，秤钩到提纽的水平距离为5cm，秤砣的质量为0.5kg。则提纽右侧距离提纽5cm处的刻度值应为__________kg。若秤砣有缺损，则称出来的质量__________（偏大/偏小/不变）。
【答案】（1） ①. 平衡 ②. 右 ③. 力臂
（2） ①. 1 ②. 0.6
（3）变大 （4） ①. 0.4 ②. 偏大
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]杠杆静止或匀速转动时杠杆就处于平衡状态，图甲中杠杆静止，处于平衡状态；调节杠杆在水平位置平衡，杠杆右端偏高，应将左端或右端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，以便于测量力臂。
【小问2详解】
[1]设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，由杠杆平衡条件得
2G×3L=nG×6L
n=1
所以应在杠杆右边B处挂1个相同的钩码。
[2]由杠杆平衡条件可得
F×5L=2×0.5N×3L
解得
F=0.6N
【小问3详解】
当弹簧测力计的拉力F向右倾斜时，杠杆保持水平平衡，阻力和阻力臂一定，动力臂减小，根据杠杆平衡条件得到动力将变大，弹簧测力计的示数将逐渐变大。
【小问4详解】
[1]秤砣的重力为
G秤砣=m秤砣g=0.5kg×10N/kg=5N
依题意与杠杆平衡条件得
G秤钩×5cm=G秤砣×1cm
当秤砣在提纽右侧距离提纽5cm处时，杆秤在水平位置平衡时，由杠杆平衡条件得到
(G秤钩+G物体)×5cm=G秤砣×5cm
则
G物体=G秤砣-G秤钩=5N-1N=4N
物体的质量为
[2]若秤砣有缺损，则动力减小，而阻力和阻力臂不变，所以根据杠杆平衡条件可知，动力臂要增大，则杆称所测物体的质量会偏大。
20. 在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图所示的两组滑轮组进行了4次测量（其中一个钩码重为2N甲图中使用的滑轮重为0.5N，乙图中使用的滑轮重为1N），测得数据如表：
（1）测量原理：__________；
（2）测量工具：弹簧测力计和__________；
（3）请依照上表第3组数据在甲图中画出滑轮组的连线方式：_______
（4）通过第1、2两组数据对比分析可知：滑轮组的机械效率与物体被提高的高度__________（有/无）关；
（5）经过计算发现第1次测量中的额外功为___________J，第3次测量中的额外功__________（大于/小于/等于）第1次额外功，其原因可能是__________；
（6）表格中编号①处数据为__________；
（7）分析表格中3、4两次的数据，得到了提高滑轮组机械效率的另一种方法。生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请指出以下三种提高效率的方法中，方法__________采用了与此相同的方法：
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量满员出行；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量：
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑；
（8）用如图乙所示的滑轮组提升重物，若不计摩擦和绳重，绳子能承受的最大拉力为5N，则该滑轮组的最大机械效率为__________。
【答案】（1）
（2）刻度尺 （3）
（4）无 （5） ①. 0.22 ②. 大于 ③. 第 3 次测量中物重更大，克服摩擦力做的额外功增加
（6）55.6 （7）二
（8）90%
【解析】
【小问1详解】
实验是通过测量物体的重力G、上升的高度h计算有用功W有，再测出绳端的拉力F和移动的距离s计算总功W总，然后用有用功W有除以总功W总计算出机械效率，测机械效率的实验原理是
【小问2详解】
测量重力、拉力用弹簧测力计，测物体上升的高度、绳端移动的距离，需要用刻度尺。
【小问3详解】
根据上表第3组数据可知，承担物重的绳子段数
所以滑轮组应该采用绳子固定端在动滑轮上的接法，故作图如下
小问4详解】
分析第1、2次实验数据可知，使用的是同一滑轮组，物体被提高的高度不同，但机械效率相同，故滑轮组的机械效率与物体被提高的高度无关。
【小问5详解】
[1]第1次测量中的总功为
第1次有用功为
第1次额外功为
[2]第3次测量中的总功为
第3次有用功为
第3次额外功为
故第3次测量中的额外功大于第1次额外功。
[3]第 3 次测量中的额外功大于第 1 次额外功，原因是第 3 次测量中动滑轮重不变，但物重增大，提升相同高度时，虽然克服动滑轮重力做的额外功不变，但克服摩擦力做的额外功增加。
【小问6详解】
第4次的总功为
有用功为
机械效率为
【小问7详解】
对比发现，第 4 次测量中动滑轮重比第 3 次测量中动滑轮重大，物重相同，机械效率小。说明在有用功相同的情况下，可以通过减小机械自重产生的额外功，来提高滑轮组机械效率。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故不符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小机械自重的额外功，来增加机械效率的，故符合题意；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。提高机械效率的方法是通过减小机械摩擦，来减小额外功，从而增加机械效率的，故不符合题意。
【小问8详解】
根据乙图可知，滑轮组绳子受力段数，则动滑轮与物重之间满足为
由题可知，，绳子能承受的最大拉力为5N，则物重最大为
不计摩擦和绳重，根据
可知，机械效率最大为
21. 如图是探究“动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。其中，小球质量，由静止开始释放的高度。
（1）动能是指__________（木块/小球/斜面）碰撞__________（选填前/后）动能；上述三次实验中，图中__________（A/B/C）钢球动能最大；
（2）通过甲、乙两次实验，可以得到：__________（选填序号：①动能与速度的关系，②动能与高度的关系）：
（3）做丙图实验时，硬纸盒被撞后滑出木板掉落，为防止因此造成硬纸盒损坏需改进丙图实验，再与乙图实验对比。在不改变木板长度的情况下，应采用以下方法__________（填写正确选项前的字母）：
A. 换用质量比B小的钢球B. 给水平木板铺上毛巾
C. 适当降低钢球的初始高度D. 换用一个较结实的木块
（4）做乙图实验时，钢球撞硬纸盒后继续向前运动，硬纸盒在水平木板上滑动0.5m后停下，硬纸盒在滑动过程中受到0.6N的摩擦力，则硬纸盒克服摩擦力所做的功____________J，设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为，则____________W（大于/等于/小于）；
（5）小明还想通过上述实验过程探究物体重力势能与质量的关系，小明的设想__________（可行/不可行）；
（6）有同学将实验装置改进成图丁所示；
A．若用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，可以研究小球的动能大小与__________（质量/速度）的关系；
B．若用甲、乙两个质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，当弹簧弹开小球时，在不考虑能量损失的情况下甲、乙两个小球获得动能是__________（甲大，乙大/相等），则甲、乙两个小球在这一瞬间的速度__________（大于/小于/等于），所以该实验__________（可以/不可以）研究动能大小跟质量的关系。
【答案】（1） ①. 小球 ②. 前 ③. C
（2）② （3）A
（4） ①. 0.3 ②. 大于
（5）可行 （6） ①. 速度 ②. 相等 ③. 小于 ④. 不可以
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，所以动能是指小球碰撞前动能；三次实验中，丙的质量越大，在斜面上的高度较大，滚到水平面的速度较大，所以图中丙C钢球的动能最大。
【小问2详解】
通过甲、乙两次实验，质量相同，到达水平面速度不同，可以探究动能与速度的关系。
【小问3详解】
A．换用质量比B小的钢球，在速度不变的情况下，动能变小，推动木块移动的距离变小，故A符合题意；
B．给水平木板铺上毛巾可以增大阻力，减小纸盒被撞击移动的距离，但是与乙图实验对比水平面的光滑程度不同，不符合控制变量法的要求，故B不符合题意；
C．适当降低钢球的初始高度，可以减小钢球到达水平面的速度，减小动能，减小纸盒被撞后移动的距离，但是与乙图实验对比小球的质量、高度都不同，不符合控制变量法的要求，故C不符合题意；
D．换用一个较结实的木块，钢球的动能不变，木块被撞后移动的距离不变，会滑出木板，故D不符合题意。
故选A。
【小问4详解】
[1][2]硬纸盒克服摩擦力所做的功为
W=Fs=fs=0.6N×0.5m=0.3J
钢球在木板上滚动时，由于摩擦力的存在，存在机械能的损失，所以设钢球与硬纸盒碰撞前的动能为E1，则E1大于W。
【小问5详解】
不同质量的小球在同一高度的重力势能不同，小球滑下的过程重力势能转化为动能，根据控制变量法可知实验控制了小球滑下的高度相同，而小球的质量不同，故可探究物体重力势能与质量的关系。
【小问6详解】
[1]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。
[2][3][4]若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能相同，转化成的动能相同，甲的质量大于乙的质量，甲的速度小于乙的速度，所以不能探究动能大小跟质量的关系。
22. 如图所示，塔式起重机上的滑轮组将重为的重物吊起，使其在15s内匀速上升10m，滑轮组的机械效率为90%。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）求拉力的功率：
（4）若克服摩擦和钢丝绳重所做的功为12000J，求动滑轮的重力。
【答案】（1）2.7×105J
（2）1×104N （3）2×104W
（4）1800N
【解析】
【小问1详解】
提升重物做的有用功
W有=Gh=2.7×104N×10m=2.7×105J
【小问2详解】
拉力做的总功
由图可知，承担物重的绳子股数n=3，绳子自由端移动的距离
s=nh=3×10m=30m
绳端的拉力
【小问3详解】
拉力的功率
【小问4详解】
额外功
W额=W总-W有=3×105J-2.7×105J=30000J
克服动滑轮做功
W额1=W额-W额2=30000J-12000J=18000J
动滑轮重
23. T型杠铃是一种常见的健身器材，它由底座和一个可以绕固定轴旋转的杠铃组成。使用时，双手将杠铃反复拉起可以锻炼背部和手臂的肌肉。如图甲所示，是小陌爸爸在水平地面将杠铃拉至水平静止时的情境，杠铃离开地面后，且与水平地面平行，可抽象成如图乙所示的杠杆模型，杠铃的固定轴为O，手对杠铃的拉力作用在B点，杠铃的重心在A点。已知杠铃的总重为500N，OA长1.4m，OB长1.0m。
（1）手对杠铃的拉力与杠铃垂直，在图乙建立杠杆模型（作出力和力臂），并求的大小。
（2）图丙所示的是小陌爸爸将杠铃拉至另一位置静止时的情境，此时杠铃与水平地面成一定角度，手对杠铃的拉力与杠铃垂直，且仍作用在B点。分析并说明与的大小关系。
【答案】（1）700N
（2）F1>F2
【解析】
【小问1详解】
图乙中，画出两个杠杆受到的重力和拉力F1，及其力臂，如下图所示：
由图可知
L1=OB=1.0m
LG=OA=14m
根据杠杆的平衡条件可得
F1L1=G×LG
F1×1.0m=500N×1.4m
解得F1=700N。
【小问2详解】
O为支点，匀速拉动时，拉力方向始终与杠杆垂直，拉力的力臂大小保持不变，重物对A点的拉力等于杠铃的重G，重力的力臂逐渐减小，根据杠杆的平衡条件知，阻力和动力臂不变，阻力臂减小，动力减小，故F1＞F2。
24. 请你利用杠杆平衡条件测量一块橡皮的质量，提供的实验器材有刻度尺（30cm）、砝码（10g）、圆柱形铅笔。（可以用作图的方式配合实验解题）
【答案】见解析
【解析】
【详解】如图（a）所示，设刻度尺的质量为M，将质量为m=10g的砝码放在刻度尺左边某一刻度处，此时应沿逆时针旋转铅笔，使刻度尺移动，直到刻度尺在铅笔上水平平衡，读出左侧力臂l1（支点到砝码重心的距离） 和右侧力臂l2（支点到刻度尺重心的距离）；取下砝码，并在该位置放上橡皮，旋转铅笔，使刻度尺再次在水平位置平衡，此时左侧力臂l3，右侧力臂l4， 根据杠杆的平衡条件可得
可以计算出刻度尺质量
根据杠杆的平衡条件可得
橡皮总质量
实验次数
动滑轮重
钩码总重
钩码上升高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率η/%
1
0.5
2
0.1
1.4
0.3
47.6
2
0.5
2
0.2
1.4
0.6
47.6
3
0.5
4
0.1
2.2
0.3
60.6
4
1
4
0.1
3.6
0.2
①