湖南省郴州市嘉禾县2023-2024学年九年级下学期4月期中物理试题（解析版）

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一、选择题（每小题只有一个选项正确。每小题3分，共30分，请将答案填入下表中）
1. 如图所示的简单机械，在使用中属于省距离的杠杆是（ ）
A. 起子B. 镊子
C. 钢丝钳D. 托盘天平
【答案】B
【解析】A．起子使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故A不符合题意；
B．镊子使用时，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，省距离，故B符合题意；
C．钢丝钳使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，费距离，故C不符合题意；
D．托盘天平使用时，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆，不省力也不费力，故D不符合题意。
故选B。
2. 关于简单机械，下列说法正确的是（ ）
A 使用杠杆有时可以省力B. 使用定滑轮可以省距离
C. 使用动滑轮可以省功D. 使用滑轮组机械效率总小于100%
【答案】AD
【解析】A．省力杠杆可以省力，但等臂杠杆和费力杠杆不能省力，故A正确；
B．定滑轮的实质是个等臂杠杆，使用定滑轮不能省力，也不能省距离，故B错误；
C．使用机械要克服摩擦、提升机械等做额外功，要多做功，不能省功，即任何机械都不能省功，故C错误；
D．使用滑轮组机械克服摩擦、提升机械等做额外功，要多做功，机械效率总小于100%，故D正确。
故选AD。
3. 下列是我们生活中常见的杠杆，其中属于省力杠杆的是（ ）
A. 筷子
B. 理发剪刀
C 钓鱼杆
D. 钢丝钳
【答案】D
【解析】ABC．在使用筷子、理发剪刀、钓鱼杆时，动力臂小于阻力臂，所以是费力杠杆，故ABC不符合题意；
D．在使用钢丝钳时，动力臂大于阻力臂，所以是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
4. 如图所示，起瓶器开启瓶盖时，可看作是 （ ）
A. 以B为支点，动力方向向下的杠杆
B. 以B为支点，动力方向向上的杠杆
C. 以A为支点，动力方向向下的杠杆
D. 以A为支点，动力方向向上的杠杆
【答案】D
【解析】在使用起瓶器开启瓶盖时，瓶盖中的B点被撬起，所以B点是阻力的作用点，起瓶器绕A点转动，所以A是支点，在开启瓶盖时，杠杆应绕A逆时针旋转，所以动力的方向向上，在整个过程中，动力臂大于阻力臂，故它是省力杠杆，故选D．
5. 如图，下列简单机械中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦，当提起同一重物时，最省力的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】本题中，忽略杠杆、滑轮的自重、绳重及摩擦。
A．根据F1L1=F2L2，可计算
B．B图为动滑轮，故有
C．图为定滑轮，拉力等于重力
F3=G
D．D图为1个定滑轮和1个动滑轮组成的滑轮组，由3段绳子拉着重物，不计滑轮的自重及摩擦
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图所示，日常生活中使用核桃夹夹核桃时，关于力作用在B点和作用在A点的说法正确的是（ ）
A. 力作用在B点更容易将核桃夹碎
B. 力作用在A点更容易将核桃夹碎
C. 说明影响力的作用效果的因素是力的方向
D. 说明影响力的作用效果的因素是力的大小
【答案】A
【解析】AB．由图可知，作用点B点的力臂大于作用点A点的力臂，由可知，力作用在B点更容易将核桃夹碎，故A正确，B错误；
CD．作用点A和B的作用效果不同是因为力的作用点不同，故CD错误。
故选A。
7. 如图所示，水平地面上的建筑工人利用滑轮组，只需用500 N 的拉力便可将重为900 N 的物体在10 s内匀速提升2 m （不计绳重和摩擦阻力）。在这个过程中下列说法正确的是（ ）
A. 绳子自由端移动的距离为6m
B. 动滑轮重为100 N
C. 拉力的功率为150 W
D. 滑轮组的机械效率为60%
【答案】B
【解析】A．由图可知，滑轮组n=2，则绳子自由端移动的距离
故A错误；
B．不计绳重和摩擦阻力，由可知，动滑轮重
故B正确；
C． 绳子自由端移动的速度
拉力的功率
故C错误；
D．滑轮组的机械效率
故D错误。
故选B。
8. 如图所示，A物体受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动。已知拉力F=5N，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是（ ）
A. 5s内拉力F所做功的大小是5J
B. 2s 内绳子自由端移动的距离是0.8m
C. 拉力F的功率是1W
D. 物体A受到水平地面的摩擦力大小是 12N
【答案】D
【解析】A．由图可知，由3段绳子吊着动滑轮，5s内物体移动的距离为
s物=vt=0.2m/s×5s=1m
绳子自由端移动距离为
s=ns物=3×1m=3m
拉力F所做功的大小是
W总=Fs=5N×3m=15J
故A错误；
B．2s 内物体移动的距离为
s′物=vt′=0.2m/s×2s=0.4m
绳子自由端移动的距离是
s′=ns′物=3×0.4m=1.2m
故B错误；
C．拉力F的功率是
故C错误；
D．拉力做的有用功为
物体A受到水平地面的摩擦力大小是
故D正确。
故选D。
9. 如图所示，把重力为G的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为s，高为h，实际推力为F，斜面上的摩擦力为f，那么，下列判断正确的是（ ）
A. 因为匀速推重物上行，所以F=f
B. 计算额外功大小等于(F-G)h
C. 若使斜面更光滑，推力和机械效率都减小
D. 高度不变，缩短斜面长度将增大机械效率
【答案】D
【解析】A．斜面上的推力需要克服摩擦力做额外功，还要做有用功，因而总功大于额外功，Fs>fs，所以推力F>f，故A错误；
B．有用功为：W有用=Gh；拉力做的总功：W总=Fs，则额外功
W额=W总-W有用=Fs-Gh
故B错误；
C．若使斜面更光滑，可以减小摩擦力，摩擦力减小，额外功减小，而有用功不变，总功减小，斜面长度不变，故推力减小，机械效率增大，故C错误；
D．高度不变，缩短斜面长度，减小了物体对斜面的压力，摩擦力减小，额外功减小，而有用功不变，总功减小，将增大机械效率，故D正确。
故选D。
10. 如图，杠杆处于平衡状态，以下说法正确的是（ ）
A. 若将两边钩码都远离支点一格，杠杆依然可以保持平衡
B. 若在A处增加一个钩码，将B处钩码远离支点一格，杠杆左端下沉
C. 若在A处减少一个钩码，将B处钩码靠近支点一格，杠杆左端下沉
D. 若在AB两处各加一个钩码，杠杆右端下沉
【答案】D
【解析】设杠杆上每格长度是L，每格钩码的重力是G。
A．若将两边的钩码都远离支点一格，左侧
3G×3L=9GL
右侧
2G×4L=8GL
因为
9GL>8GL
杠杆不能平衡，故A错误；
B．若在A处增加一个钩码，将B处钩码远离支点一格，左侧
4G×2L=8GL
右侧
2G×4L=8GL
因为
8GL=8GL
所以杠杆平衡，故B错误；
C．若在A处减少一个钩码，将B处钩码靠近支点一格，左侧
2G×2L=4GL
右侧
2G×2L=4GL
因为
4GL=4GL
所以杠杆平衡，故C错误；
D．若在AB两处各加一个钩码，左侧4G×2L=8GL
右侧3G×3L=9GL
因为8GL”“=”或“
【解析】[1]由题意可知用甲、乙两个滑轮提升物体的重力相同，提升物体的高度相同，根据可知两次做的有用功相同，即W甲=W乙。
[2]当有用功一定时，甲是定滑轮，甲中所做的总功为对一桶沙所做的功，利用机械时做的额外功少，则总功就少，机械效率就高；乙是动滑轮，乙中所做的总功还要加上对动滑轮所做的功，利用乙滑轮做的额外功多，则总功多，机械效率低。即>。
14. 如图所示，用喷壶给课桌喷洒酒精的过程中，若想更省力，应将按压手柄的手指向 _________（选填“A”或“B”）端移动，这样可以增大 _________，从而减小动力。

【答案】B 动力臂
【解析】[1][2]用喷壶给课桌喷洒酒精的过程中，手柄相当于一个杠杆，根据杠杆平衡条件可知，在阻力和阻力臂不变的条件下，若想更省力，如图所示，可以增大动力臂，应将按压手柄的手指向B端移动，这样可以增大动力臂，从而减小动力。
15. 如图所示，已知物体A和动滑轮的总重为200N，当物体A匀速上升高度为1m时，绳子自由端移动的距离为_______m，人对绳子的拉力为_______N，拉力所做的功为_______J，（绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计）。
【答案】2 100 200
【解析】[1]拉力移动距离
s=nh=2×1m=2m
[2]人对绳子的拉力
F=(GA+G动)= ×200N=100N
[3]所以拉力所做的功
W=Fs=100N×2m=200J
16. 如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端，则克服木箱重力做的功是______J，斜面的机械效率为______%，木箱受到的摩擦力是______N．
【答案】300 62.5% 60
【解析】[1]克服木箱重力做的功，即有用功
W有=Gh=300N×1m=300J
[2]拉力做总功
W总=Fs=160N×3m=480J
斜面的机械效率
[3]克服木箱受到的摩擦力做的额外功W额=W总-W有=480J-300J=180J
木箱受到的摩擦力
三、作图与实验探究题（第17题3分，第18题9分，第19题12分，共24分）
17. 如图甲是关闭水龙头时的情景，将水龙头的手柄看作杠杆，请画出施加在点的最小动力及阻力的力臂。
【答案】
【解析】反向延长的作用线，过支点作阻力作用线的垂线段，即为阻力的力臂；要动力最小，则动力臂应最长，连接支点与点，则为最长的动力臂；阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，过点作的垂线就得到在点施加的最小动力；如图所示：
18. 实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个。小霞想利用上述实验器材探究：“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”。她的实验步骤如下：
①用调好的弹簧测力计测出1个钩码所受的重力G，如图所示组装实验器材。
②用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，使钩码上升的高度 h为5cm，读出此时绳子自由端所受拉力F、绳子自由端移动的距离s，记录测量数据。
③保持动滑轮和所挂钩码不变，改变钩码上升的高度分别为 10cm、15cm，仿照步骤②再做2次实验，并把各次的测量数据记录在表格中；
④利用公式 ，计算各次动滑轮的机械效率η，并将η值记录在表格中。
在这个实验中：
（1）小霞准备探究的问题的因变量是：_______。
（2）小霞实验过程中存在的问题：_______。
【答案】动滑轮的机械效率 没有改变物体的重力
【解析】（1）[1]根据控制变量法，要探究“动滑轮的机械效率与提升物体所受重力的关系”，需要控制动滑轮的重力不变，改变被提升物体所受的重力，所以自变量是被提升物体所受的重力，因变量是动滑轮的机械效率。
（2）[2]研究动滑轮的机械效率与物体所受重力有关，应使用同一装置，控制动滑轮的重力不变，只改变物体的重力，而步骤中没有改变物体的重力，改变的是钩码物体上升的高度。
19. 李彬在“探究——杠杆平衡的条件”时，使用的杠杆如图所示：
（1）实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在 _____位置平衡；
（2）如果在杠杆的A处挂三个相同的钩码，则在B处要挂 _____个同样的钩码，杠杆才能仍然保持在水平位置平衡；
（3）如果在杠杆的C处挂总重1.5 N的钩码，用弹簧测力计作用在B处，要使杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计的最小示数为 _____N，应 _____拉弹簧测力计。
【答案】（1）水平 （2）2 （3）0.5 竖直向上
【解析】（1）[1]为了便于测量力臂的长度，并消除杠杆自身重力对实验的影响，实验前，应先调节杠杆两端的螺母，使杠杆在水平位置平衡。
（2）[2]根据杠杆平衡条件可得
解得，在B处挂同样钩码的个数为
n=2
（3）[3][4]在杠杆的C处挂钩码，使杠杆顺时针转动，为使杠杆平衡，弹簧测力计拉力应使杠杆逆时针转动，所以应向上拉杠杆，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，最长动力臂为OB，所以，应竖直向上拉弹簧测力计。根据杠杆平衡条件得
解得，弹簧测力计的最小示数为
F=0.5N
四、计算题（第20题10分，第21题12分，共22分）
20. 东莞市环莞快速路建设正在进行，如图所示，施工现场一台起重机将质量为1800kg的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度，用时60s，起重机所做的额外功是7.2×104J。求：
（1）重物上升高度h；
（2）起重机提升重物所做的有用功；
（3）起重机的功率。（g取10N/kg）
【答案】（1）6m；（2）1.08×105J；（3）3×103W
【解析】解：（1）由知道，60s重物上升高度
（2）起重机提升重物所做的有用功
（3）由题知道，起重机所做的额外功是7.2×104J，总功
起重机的功率
答：（1）重物上升高度h为6m；
（2）起重机提升重物所做的有用功为1.08×105J。
（3）起重机的功率是3×103W。
21. 如图所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以0.5m/s的速度匀速上升8s，已知矿石重2700N，动滑轮重300N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：
（1）汽车所受拉力的大小；
（2）汽车所做的有用功；
（3）滑轮组的机械效率。
【答案】（1）1000N；（2）1.08×104J；（3）90%
【解析】解：（1）由图可知，因为不计绳重和摩擦，所以汽车所受拉力的大小为
（2）由可知，矿石上升的高度为
有用功为
（3）绳子自由端移动的距离为
拉力做的总功为
滑轮组的机械效率为
答：（1）汽车所受拉力的大小为1000N；
（2）汽车所做的有用功为1.08×104J；
（3）滑轮组的机械效率为。