2025-2026学年广东佛山禅城九年级上册物理开学摸底考试模拟练习卷【含解析】

这是一份2025-2026学年广东佛山禅城九年级上册物理开学摸底考试模拟练习卷【含解析】，共34页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图题，实验题，综合能力题等内容，欢迎下载使用。
1．小华有一款智能运动手表，可以测量人体的健康数据，以下测量数据符合实际的是（ ）
A．小华的体温为36.5℃
B．跑步时的速度为200km/h
C．正常步行一步的距离为200cm
D．正常情况下人心跳两次的间隔时间为1min
2．关于质量，下列说法正确的是（ ）
A．一箱文具从北京快递到成都，质量不变
B．一瓶矿泉水在冰箱里结成冰，质量变大
C．钢板被冲压成其他的形状后，质量变小
D．物资从地球运送到空间站后，质量为零
3．如图所示，小陈去某商城购物，他搭乘观光电梯到达六楼，在他乘坐电梯的过程中。下列说法正确的是（ ）
A．以电梯内的某一乘客为参照物，其它乘客是运动的
B．以电梯为参照物，所有乘客都是运动的
C．以商城的楼房为参照物，乘客是运动的
D．以路上行驶的汽车为参照物，乘客是静止
4．一位同学从一楼走到三楼，要估测他上楼的功率，下列数据中不需要测量的是（ ）
A．体重B．楼高C．上楼时间D．上楼步数
5．投掷实心球是中考体育测试项目之一。在投掷实心球过程中，人对实心球做功的是（ ）
A．手拿着不动B．举着停在空中
C．抛出实心球D．实心球在空中飞行
6．关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功越快
B．做功越多的机械，机械效率越高
C．功率越大的机械，做功越多
D．做功越快的机械，功率越大
7．如图所示，甲、乙、丙三个质量相同的物体，在相等的力F的作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，已知它们的速度v甲＞v乙＞v丙，在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，则（ ）
A．W甲＝W乙＝W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＞W乙＞W丙D．W甲＝W乙＜W丙
二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8．“复兴号”动车组以350km/h的速度运营，标志着我国成为世界高铁商业运营速度最快的国家。如图是乘客放在窗边的随身物品，即便在350公里的时速下，列车运行的相当平稳，这些物品“纹丝不动”，乘客认为这些随身物品“纹丝不动”是以 为参照物，他用于拍摄这张照片的相机相对于车厢外地面是 （选填“运动”或“静止”）的。如果放在窗户上的矿泉水瓶突然向列车前进方向倒下，说明列车在 （选填“加速”或“减速”）。
9．在体育比赛中，小明同学用力将实心球投出，说明力可以改变物体的 ；实心球落离开手之后还会继续运动，此时手对实心球 （该空选填“继续”或“不再”）做功。实心球运动比乒乓球对风力要求小，是因为其 大，惯性大。
10．声音是由物体的 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声，广播声通过 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 ，如图所示，乘客候车时不应越过安全线。
11．如图所示，工人师傅用一动滑轮将重400N的木箱从地面吊到8m高的阳台上，不计摩擦和绳重，若滑轮重为100N，工人至少要用 N的拉力才能拉起木箱，吊到阳台时共用了10s，绳子的末端移动了 m，拉力的功率为 W。
12．在某次无人机送货过程中，无人机的质量M＝1.5千克，货物的质量n＝1千克，无人机与货物间通过轻绳相连，请分析：
（1）无人机匀速上升时，其对货物的拉力为 牛。
（2）无人机水平匀速飞行时，1分钟前进了30米，则无人机的速度大小为 米/秒。此过程无人机对货物所做的功为 焦。
13．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图（1）、（2）所示。由图可知，甲车的速度是 m/s，甲车的动能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 。（空气阻力忽略不计）
14．如图，王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动，物体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动，则在此过程中，拉力F的功率为 W，物体与地面间的滑动摩擦力为 N，物体重力做功为 J。（滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计）
三、作图题：本题7分。
15．如图，质地均匀的实心木球漂浮在水面上，请画出木球所受浮力和重力的示意图。
16．图甲是郑东新区CBD建筑群和在水中倒影构成的美景，请在图乙中画出光从“大玉米”的顶部经水面反射进入人眼的光路图，其中A′点表示水中“大玉米”顶部的位置。
17．如图是活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB可看成是一个杠杆，在动力F1的作用下绕O点顺时针匀速转动，A点所受动力方向如图所示，请在图中画出F1的力臂l1和杠杆在B点受到阻力F2的示意图。
四、实验题：本大题共3小题，第18小题7分，第19小题6分，第20小题7分，共20分。
18．（1）测量地图上A、B两点间的距离，如图1所示，读数为 cm。
（2）如图2所示，在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力为 N。
（3）自制液体温度计利用了液体 的性质。为提高温度计的精确度，应选择内径更 的玻璃管。
（4）探究平面镜成像特点的实验，如图3所示。
①点燃蜡烛A，眼睛应在图中 （选填“a”或“b”）处观察A在玻璃板后的像。移动与A外形相同的蜡烛B，发现B与A的像重合，说明平面镜所成像与物的大小 。
②得到平面镜成像规律后，若换用面积较大的玻璃板进行实验，蜡烛A的像的大小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
19．小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验，如图所示。
（1）实验中小明是通过观察 来比较压力作用效果的。
（2）比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是：在受力面积相同时，压力越 ，压力作用效果越明显。若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图 二次所示实验。
（3）小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示。由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 。
（4）小明将同一小桌相同的砝码分别放到沙子和木板上，如图A、B所示，则沙子和木板收到的压强pA pB，比较A、B两种情况后，小明认为要用压强表示压力的作用效果，还需要的前提条件是： 。
20．小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，她们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
（1）小红 向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为1N；同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表。
（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，她们意识到出现了错误，请你帮助找出原因 ，该滑轮组的机械效率实际为 。
（3）小雪想交流与评估也是科学探究的一个重要环节。各个小组的同学完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，他们进行了交流。下表是各个小组的实验数据记录：
请你对表中各个小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
A.由第 实验小组数据可知：动滑轮的重是影响滑轮组效率的主要因素之一。
B.由第3、5实验小组数据可知： 是影响滑轮组效率的主要因素之一。
C.第1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，但是测出的滑轮组的效率却不同，可能的原因是：① 。
② 。
五、计算题；本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分。
21．近年来机器人产业蓬勃发展。如图所示，是我国自主研发的某款人形机器人。某次测试中，该机器人在水平地面上10s内匀速直线行进了12m到达指定地点，然后用2s的时间将重50N的箱子匀速竖直向上提升了1m。求：
（1）机器人的行进速度；
（2）机器人对箱子做的功；
（3）机器人对箱子做功的功率。
22．如图甲是边长为1m的正方体、质量为1600kg的装修材料放在水平地面上，g取10N/kg。
（1）求装修材料的密度；
（2）求装修材料对地面的压强。
（3）如图乙所示，工程队用一台额定功率为20kW的电动机将装修材料匀速拉到100m的楼顶，所用时间为100s，则电动机本次提升重物的效率为多大？
六、综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。
23．风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组的同学制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，并想要探究“风车做功的功率与风速有什么关系”，实验装置如图所示。
①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用停表记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇调到不同挡位（电风扇挡位越高，风速越大），重复上述步骤。并将所得数据记录在表格中。
（1）实验中，通过比较 来比较风车做功功率的大小，这里用到的实验方法是 。
（2）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率P＝ （用含上述物理量符号的式子表示）。实验中还应该准备的测量工具有停表和 。
（3）由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率 。
（4）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益 （选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
24．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度。
（2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 N，可见使用斜面可以省 （选填“力”、“距离”或“功”）；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 。
（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 （选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 N。
25．阅读短文，回答问题：
风洞
风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。风洞种类繁多，如图甲所示为闭口直流式风洞，其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置，动力装置包括直流电机和风扇，风扇转动后，将空气吸入风洞中，通过调节电机转速以获得不同的实验段速度，收缩段前装有整流栅，整流栅是做成方格状的，用来消除气流中的旋涡，气流通过收缩段后，流速增大，这样可使进入试验段的气流较为均匀，试验段截面是方形的，模型放在其中进行试验，扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。
因为风洞的控制性佳，可重复性高，现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试，譬如结构物的风力荷载和振动，风力发电、防风设施的功效等，一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近。
（1）用图甲所示的风洞做实验，实验模型应放置在 段，风机工作时风速的方向向 （选填：“左”或“右”）。
（2）风洞通过调节 ，获得不同的风速，实验时模型以 为参照物，是运动的。
（3）将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上（类似物体放在台秤上），并放置于风洞中，无风时记录测力计的示数，风机工作时测力计的示数将随着风速的变化而变化，关于这一现象，以下说法正确的是 。
A．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的大
B．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的小
C．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的大
D．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的小
（4）若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F，实验得到F与风速的二次方v2关系图象如图丙所示，当风速是原来的2倍时，力F是原来 。
A．2倍
B．4倍
C．0.5倍
D．0.25倍
广东省佛山禅城区2025-2026学年物理九年级上学期开学摸底考试模拟练习卷
一、选择题：本大题共7小题，每小题3分，共21分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．小华有一款智能运动手表，可以测量人体的健康数据，以下测量数据符合实际的是（ ）
A．小华的体温为36.5℃
B．跑步时的速度为200km/h
C．正常步行一步的距离为200cm
D．正常情况下人心跳两次的间隔时间为1min
【答案】A
【解答】解：A、小华的体温为36.5℃，故A正确；
B、跑步时的速度为1.5m/s＝5.4km/h，故B错误；
C、正常步行一步的距离为50cm，故C错误；
D、正常情况下人心跳两次的间隔时间为1s，故D错误。
故选：A。
2．关于质量，下列说法正确的是（ ）
A．一箱文具从北京快递到成都，质量不变
B．一瓶矿泉水在冰箱里结成冰，质量变大
C．钢板被冲压成其他的形状后，质量变小
D．物资从地球运送到空间站后，质量为零
【答案】A
【解答】解：A．一箱文具从北京快递到成都，位置改变，质量不变。故A正确；
B．一瓶矿泉水在冰箱里结成冰，状态改变，质量不变，故B错误；
C．钢板被冲压成其他的形状后，形状改变，质量不变，故C错误；
D．物资从地球运送到空间站后，位置改变，质量不变，故D错误。
故选：A。
3．如图所示，小陈去某商城购物，他搭乘观光电梯到达六楼，在他乘坐电梯的过程中。下列说法正确的是（ ）
A．以电梯内的某一乘客为参照物，其它乘客是运动的
B．以电梯为参照物，所有乘客都是运动的
C．以商城的楼房为参照物，乘客是运动的
D．以路上行驶的汽车为参照物，乘客是静止
【答案】C
【解答】解：A、以电梯内的某一乘客为参照物，其它乘客与该乘客之间没有发生位置变化，其它乘客是静止的，故A错误；
B、以电梯为参照物，所有乘客与电梯之间都没有发生位置变化，所有乘客都是静止的，故B错误；
C、以商城的楼房为参照物，乘客与商城的楼房之间发生了位置变化，乘客是运动的，故C正确；
D、以路上行驶的汽车为参照物，乘客与路上行驶的汽车之间发生了位置变化，乘客是运动的，故D错误。
故选：C。
4．一位同学从一楼走到三楼，要估测他上楼的功率，下列数据中不需要测量的是（ ）
A．体重B．楼高C．上楼时间D．上楼步数
【答案】D
【解答】解：自己上楼时的功率：P=Wt=Gℎt，需要测量的物理量是小明的体重、楼层的高度、上楼时所用的时间，不需要测量上楼步数。
故选：D。
5．投掷实心球是中考体育测试项目之一。在投掷实心球过程中，人对实心球做功的是（ ）
A．手拿着不动B．举着停在空中
C．抛出实心球D．实心球在空中飞行
【答案】C
【解答】解：A、手拿着不动，有力作用在球上，但球没有在力的方向上移动距离，人对球不做功，故A错误；
B、举着停在空中，有力作用在球上，但球没有在力的方向上移动距离，人对球不做功，故B错误；
C、抛出实心球，有力作用在球上，球在该力的方向上移动距离，人对球做功，故C正确；
D、球飞出去，靠的是惯性，有距离，但没有对球施加力，人对球不做功，故D错误。
故选：C。
6．关于功、功率和机械效率相互关系的说法中，正确的是（ ）
A．机械效率越高，机械做功越快
B．做功越多的机械，机械效率越高
C．功率越大的机械，做功越多
D．做功越快的机械，功率越大
【答案】D
【解答】解：
A、功率是单位时间内做的功的多少，机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高，只能说明所做的有用功占总功的比值大，不能说明做功的快慢，故A错误；
B、由于机械效率是有用功与总功的比值，故做功多，不一定机械效率就大，故B错误；
C、功率是表示做功快慢的物理量，功率大说明做功快，如果做功时间为零，则做功为零，故C错误；
D、功率是表示做功快慢的物理量，做功快说明功率大，故D正确。
故选：D。
7．如图所示，甲、乙、丙三个质量相同的物体，在相等的力F的作用下，分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s，已知它们的速度v甲＞v乙＞v丙，在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙，则（ ）
A．W甲＝W乙＝W丙B．W甲＜W乙＜W丙
C．W甲＞W乙＞W丙D．W甲＝W乙＜W丙
【答案】A
【解答】解：由题知，力F大小相等，物体沿力的方向移动相同的距离s相等，根据W＝Fs可知，在三种情况下做的功相等，即W甲＝W乙＝W丙，故A正确。
故选：A。
二、填空题：本大题共7小题，每空1分，共21分。
8．“复兴号”动车组以350km/h的速度运营，标志着我国成为世界高铁商业运营速度最快的国家。如图是乘客放在窗边的随身物品，即便在350公里的时速下，列车运行的相当平稳，这些物品“纹丝不动”，乘客认为这些随身物品“纹丝不动”是以 车厢 为参照物，他用于拍摄这张照片的相机相对于车厢外地面是 运动 （选填“运动”或“静止”）的。如果放在窗户上的矿泉水瓶突然向列车前进方向倒下，说明列车在 减速 （选填“加速”或“减速”）。
【答案】车厢；运动；减速。
【解答】解：（1）以车厢为参照物，这些随身物品与车厢之间没有位置变化，所以相对于车厢它们是静止的；
他用于拍摄这幅照片的相机相对于地面之间发生了位置变化，所以是运动的。
（2）如果放在窗户上的矿泉水瓶突然向列车前进方向倒下，说明列车在减速，水瓶的底部由于摩擦随列车一起减速，而水瓶的上部由于惯性继续向前运动，所以会出现向前倾倒的现象。
故答案为：车厢；运动；减速。
9．在体育比赛中，小明同学用力将实心球投出，说明力可以改变物体的 运动状态 ；实心球落离开手之后还会继续运动，此时手对实心球 不再 （该空选填“继续”或“不再”）做功。实心球运动比乒乓球对风力要求小，是因为其 质量 大，惯性大。
【答案】运动状态；不再；质量。
【解答】解：小明同学用力将实心球投出，说明力可以改变物体的运动状态；实心球落离开手之后还会继续运动，实心球依靠惯性向前运动，不再受到人的作用力，此时手对实心球不再做功。实心球运动比乒乓球对风力要求小，是因为其质量大，惯性大。
故答案为：运动状态；不再；质量。
10．声音是由物体的 振动 产生的。乘客听到列车即将进站的广播声，广播声通过 空气 传播到人耳。由于空气流速越大的位置压强越 小 ，如图所示，乘客候车时不应越过安全线。
【答案】振动；空气；小。
【解答】解：（1）声音是由物体的振动产生的；
（2）乘客听到列车即将进站的广播声，广播声通过空气传播到人耳；
（3）当列车驶过车站时，安全线以内的地方空气流速增大压强减小，人外侧受到的压强大于内侧受到的压强，人被压向列车，发生交通事故，所以乘客候车时不应越过安全线。
故答案为：振动；空气；小。
11．如图所示，工人师傅用一动滑轮将重400N的木箱从地面吊到8m高的阳台上，不计摩擦和绳重，若滑轮重为100N，工人至少要用 250 N的拉力才能拉起木箱，吊到阳台时共用了10s，绳子的末端移动了 16 m，拉力的功率为 400 W。
【答案】250；16；400。
【解答】解：（1）由图可知n＝2，因为不计绳重和摩擦，所以拉力：
F=1n（G+G动）=12×（400N+100N）＝250N；
（2）绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝2×8m＝16m；
（3）拉力做的总功：
W总＝Fs＝250N×16m＝4000J；
拉力做功的功率：
P=W总t=4000J10s=400W。
故答案为：250；16；400。
12．在某次无人机送货过程中，无人机的质量M＝1.5千克，货物的质量n＝1千克，无人机与货物间通过轻绳相连，请分析：
（1）无人机匀速上升时，其对货物的拉力为 10 牛。
（2）无人机水平匀速飞行时，1分钟前进了30米，则无人机的速度大小为 0.5 米/秒。此过程无人机对货物所做的功为 0 焦。
【答案】（1）10；（2）0.5；0
【解答】解：
（1）无货物的重力：G＝mg＝1kg×10N/kg＝10N，
由二力平衡条件可知，无人机匀速上升时，其对货物的拉力为F＝G＝10N；
（2）无人机的速度：
v=st=30m60s=0.5m/s，
货物水平移动时，无人机对货物的拉力与移动距离的方向垂直，此过程中拉力不做功。
故答案为：（1）10；（2）0.5；0。
13．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图（1）、（2）所示。由图可知，甲车的速度是 5 m/s，甲车的动能 大于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为 5：3 。（空气阻力忽略不计）
【答案】见试题解答内容
【解答】解：（1）由图象知，甲的速度为v甲=s甲t甲=30m−15m3s=5m/s；乙的速度为v乙＝3m/s；
已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能；
（2）在匀速直线行驶过程中，F甲＝F乙＝f，
因为W＝Fs，v=st，
所以，相同时间牵引力做的功之比为：W甲W乙=F甲v甲tF乙v乙t=v甲v乙=53。
故答案为：5；大于； 5；3。
14．如图，王兵同学用20N的水平拉力F将重100N的物体M向左匀速拉动，物体以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动，则在此过程中，拉力F的功率为 12 W，物体与地面间的滑动摩擦力为 60 N，物体重力做功为 0 J。（滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计）
【答案】12；60；0
【解答】解：由图知，动滑轮上的绳子股数n＝3，则绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝3×0.2m/s＝0.6m/s，
拉力F的功率：P=Wt=Fst=Fv＝20N×0.6m/s＝12W；
滑轮重、绳重、摩擦均忽略不计，根据F=1nf可得，物体与地面间的滑动摩擦力f＝nF＝3×20N＝60N；
重力的方向竖直向下，物体在水平地面上向左匀速运动，没有在重力的方向上移动距离，根据做功的条件可知，重力没有做功，即做功为0J。
故答案为：12；60；0。
三、作图题：本题7分。
15．如图，质地均匀的实心木球漂浮在水面上，请画出木球所受浮力和重力的示意图。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：木球漂浮在水面上，重力和浮力是一对平衡力，二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上；过木球的重心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条有向线段，并分别用G和F浮表示，注意这两条线段长度应相等，如下图所示：
16．图甲是郑东新区CBD建筑群和在水中倒影构成的美景，请在图乙中画出光从“大玉米”的顶部经水面反射进入人眼的光路图，其中A′点表示水中“大玉米”顶部的位置。
【答案】
【解答】解：先根据物像关于平面镜对称确定“大玉米”顶部A的位置；连接A′、眼睛交平面镜于点O，O为入射点，连接AO为入射光线，连接O、眼睛为反射光线；如图所示：
17．如图是活塞式抽水机的示意图。其中手柄AOB可看成是一个杠杆，在动力F1的作用下绕O点顺时针匀速转动，A点所受动力方向如图所示，请在图中画出F1的力臂l1和杠杆在B点受到阻力F2的示意图。
【答案】
【解答】解：由图知，此时向上提起杠杆的左端，杠杆会绕O点顺时针转动，则B点会受到下面连杆向上的支持力，即阻力的方向竖直向上，过B点作竖直向上的阻力F2；
反向延长力F1画出力的作用线，过支点O作动力作用线的垂线段，即动力臂l1，如图所示：
四、实验题：本大题共3小题，第18小题7分，第19小题6分，第20小题7分，共20分。
18．（1）测量地图上A、B两点间的距离，如图1所示，读数为 2.35 cm。
（2）如图2所示，在水平面上，用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动，此时木块受到的滑动摩擦力为 2.4 N。
（3）自制液体温度计利用了液体 热胀冷缩 的性质。为提高温度计的精确度，应选择内径更 细 的玻璃管。
（4）探究平面镜成像特点的实验，如图3所示。
①点燃蜡烛A，眼睛应在图中 a （选填“a”或“b”）处观察A在玻璃板后的像。移动与A外形相同的蜡烛B，发现B与A的像重合，说明平面镜所成像与物的大小 相等 。
②得到平面镜成像规律后，若换用面积较大的玻璃板进行实验，蜡烛A的像的大小 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】（1）2.35（答案不唯一，2.32～2.38均可）；（2）2.4；（3）热胀冷缩；细；（4）①a；相等；②不变。
【解答】解：
（1）测量地图上A、B两点间的距离，如图1所示，该刻度尺的分度值1mm，A点在零刻度线，粗点B与尺子接触处对应刻度的准确值为2.3cm，可估读为2.35cm，即A、B两点间的距离为2.35cm（答案不唯一，2.32cm～2.38cm均可）；
（2）用弹簧测力计水平拉着木块在长木板上做匀速直线运动，木块处于平衡状态，受到平衡力，即滑动摩擦力的大小等于拉力的大小（即弹簧测力计的示数），由图2知道，弹簧测力计的分度值为0.2N，其示数为2.2N，则滑动摩擦力的大小为2.4N；
（3）自制温度计是利用液体热胀冷缩的性质工作的；温度升高相同，膨胀体积相同，管子越细，液面高度变化越明显，精确越高；
（4）①平面镜成像属于光的反射，小芳把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小芳应在A蜡烛一侧（a处）观察玻璃板中的像，移动蜡烛B的位置使之与蜡烛A的像重合；为比较像与物的大小关系，实验中对两根蜡烛的要求是大小完全相同；
②若换用面积较大的玻璃板进行实验，像始终与物体大小相等，因而蜡烛所成像的大小将不变。
19．小明同学利用A、B两物体、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验，如图所示。
（1）实验中小明是通过观察 泡沫的凹陷程度； 来比较压力作用效果的。
（2）比较甲、乙两图所示实验，能够得到的结论是：在受力面积相同时，压力越 大 ，压力作用效果越明显。若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图 甲、丙 二次所示实验。
（3）小明同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图丁所示。由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关。你认为他在探究过程中存在的问题是 没有控制压力不变 。
（4）小明将同一小桌相同的砝码分别放到沙子和木板上，如图A、B所示，则沙子和木板收到的压强pA ＝ pB，比较A、B两种情况后，小明认为要用压强表示压力的作用效果，还需要的前提条件是： 控制受压面的材料相同 。
【答案】（1）泡沫的凹陷程度；
（2）大；
（3）甲、丙；
（4）没有控制压力不变；
（5）＝；控制受压面的材料相同。
【解答】解：（1）实验中，泡沫的凹陷程度越大，压力作用效果越明显，用泡沫的凹陷程度来反映压力作用效果。
（2）由甲、乙两图所示实验可知，受力面积相同而压力不同，压力作用效果不同，压力越大，压力作用效果越明显，由此可得：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；
（3）研究压力作用效果和受力面积的关系时，应该保持压力不变。故实验中甲、丙符合要求。
（4）将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，受力面积不同，由于没有控制物体间压力相同，所以得到的结论“压力作用效果与受力面积无关”是错误的。
（5）两图中整个小桌对接触面的压力相同，受力面积相同，根据p=FS可知，p甲＝p乙。
根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是受压面的材料相同，且应选择易形变的材料。
故答案为：（1）泡沫的凹陷程度；
（2）大；
（3）甲、丙；
（4）没有控制压力不变；
（5）＝；控制受压面的材料相同。
20．小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，她们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。
（1）小红 匀速竖直 向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为1N；同时小雪用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表。
（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，她们意识到出现了错误，请你帮助找出原因 弹簧测力计提升的高度计算错误，应为0.3m ，该滑轮组的机械效率实际为 66.7% 。
（3）小雪想交流与评估也是科学探究的一个重要环节。各个小组的同学完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，他们进行了交流。下表是各个小组的实验数据记录：
请你对表中各个小组的实验数据进行分析比较，回答下列问题：
A.由第 3、4或5、6 实验小组数据可知：动滑轮的重是影响滑轮组效率的主要因素之一。
B.由第3、5实验小组数据可知： 钩码重力 是影响滑轮组效率的主要因素之一。
C.第1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，但是测出的滑轮组的效率却不同，可能的原因是：① 绳重或摩擦 。
② 操作不规范 。
【答案】（1）匀速竖直；（2）弹簧测力计提升的高度计算错误，应为0.3m；66.7%；（3）3、4或5、6；钩码重力；绳重或摩擦；操作不规范。
【解答】解：
（1）小红应匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，让系统处于平衡状态，由力的平衡条件可知，此时测力计示数等于拉力大小；
（2）由图知，绳子的有效段数n＝3，钩码提升的高度为0.1m，
则有用功：W有＝Gh＝2N×0.1m＝0.2J，
弹簧测力计提升的高度：s＝3h＝3×0.1m＝0.3m，
故总功：W＝Fs＝1N×0.3m＝0.3J，
即出现错误的原因是：弹簧测力计提升的高度计算错误，应为0.3m；
该滑轮组的机械效率实际为：η=W有W总×100%=×100%≈66.7%；
（3）A、由3、4或5、6可以看出，钩码重相同，动滑轮越重，机械效率越低，说明动滑轮的重是影响滑轮组效率的主要因素之一；
B、由3、5可以看出，动滑轮重相同，钩码越重，机械效率越高，说明钩码重力是影响滑轮组效率的主要因素之一；
C、第1、2两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，但是拉力的大小不同，这是由于绳重和摩擦不同造成的，或者操作过程中的不规范导致的。
故答案为：（1）匀速竖直；（2）弹簧测力计提升的高度计算错误，应为0.3m；66.7%；（3）3、4或5、6；钩码重力；绳重或摩擦；操作不规范。
五、计算题；本大题共2小题，第21小题6分，第22小题7分，共13分。
21．近年来机器人产业蓬勃发展。如图所示，是我国自主研发的某款人形机器人。某次测试中，该机器人在水平地面上10s内匀速直线行进了12m到达指定地点，然后用2s的时间将重50N的箱子匀速竖直向上提升了1m。求：
（1）机器人的行进速度；
（2）机器人对箱子做的功；
（3）机器人对箱子做功的功率。
【答案】（1）机器人的行进速度为1.2m/s；
（2）机器人对箱子做的功为50J；
（3）机器人对箱子做功的功率为25W。
【解答】解：（1）机器人的行进速度：v=st=12m10s=1.2m/s；
（2）机器人对箱子做的功：W＝Gh＝50N×1m＝50J；
（3）机器人对箱子做功的功率：P=Wt=50J2s=25W。
答：（1）机器人的行进速度为1.2m/s；
（2）机器人对箱子做的功为50J；
（3）机器人对箱子做功的功率为25W。
22．如图甲是边长为1m的正方体、质量为1600kg的装修材料放在水平地面上，g取10N/kg。
（1）求装修材料的密度；
（2）求装修材料对地面的压强。
（3）如图乙所示，工程队用一台额定功率为20kW的电动机将装修材料匀速拉到100m的楼顶，所用时间为100s，则电动机本次提升重物的效率为多大？
【答案】（1）装修材料的密度为1.6×103kg/m3；
（2）装修材料对地面的压强为1.6×104Pa；
（3）电动机本次提升重物的效率为80%。
【解答】解：（1）装修材料的密度为：
ρ=mV=1600kg(1m)3=1.6×103kg/m3；
（2）装修材料对地面的压力等于自身的重力，即F＝G＝mg＝1600kg×10N/kg＝16000N，
则装修材料对地面的压强为：
p=FS=16000N(1m)2=1.6×104Pa；
（3）克服装修材料重力做的有用功为：
W有＝Gh＝16000N×100m＝1.6×106J，
电动机做的总功为：
W总＝Pt＝20×103W×100s＝2×106J，
则电动机本次提升重物的效率为：
η=W有W总=1.6×106J2×106J×100%＝80%。
答：（1）装修材料的密度为1.6×103kg/m3；
（2）装修材料对地面的压强为1.6×104Pa；
（3）电动机本次提升重物的效率为80%。
六、综合能力题：本大题共3小题，每小题6分，共18分。
23．风车是利用风力做功的装置。小明带领物理兴趣小组的同学制作了一架小风车，想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，并想要探究“风车做功的功率与风速有什么关系”，实验装置如图所示。
①将叶片安装在风车底座上，把线的一端固定在风车转轴上，另一端系上钩码；
②在风车正前方1m处放置电风扇，将电风扇的风速调到1挡位，用停表记录提升钩码到A点所需的时间。
③将电风扇调到不同挡位（电风扇挡位越高，风速越大），重复上述步骤。并将所得数据记录在表格中。
（1）实验中，通过比较 提升钩码到A点的时间 来比较风车做功功率的大小，这里用到的实验方法是 转换法 。
（2）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率P＝ Gℎt （用含上述物理量符号的式子表示）。实验中还应该准备的测量工具有停表和 弹簧测力计 。
（3）由表格数据可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率 越大 。
（4）兴趣小组在交流评估时有成员提出“上述结论是否符合普遍规律呢？”的问题，小明从网上查到风速与风力发电机的输出功率的关系如表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益 先变大后变小 （选填“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”）。
【答案】（1）提升钩码到A点的时间；转换法； （2）Gℎt；弹簧测力计； （3）越大； （4）先变大后变小。
【解答】解：（1）结合已知条件，由转换法，实验中，通过比较提升钩码到A点的时间来比较风车做功功率的大小。
（2）实验时，若测得钩码上升到A点的高度h、所用的时间t、钩码的重力G，则风车对钩码做功的功率
P=Wt=Gℎt；
因要测量物体重力，故实验中还应该准备的测量工具有停表和弹簧测力计。
（3）由表格数据知，电风扇挡位越大，提升钩码到A点的时间越短，根据风车对钩码做功的功率表达式可初步得出：在其他条件相同时，风速越大，风车做功的功率越大。
（4）根据风速与风力发电机的输出功率的关系如表所示。根据表中数据分析，随着风速的增大，风车给风电场发电带来的经济效益先变大后变小。
故答案为：（1）提升钩码到A点的时间；转换法； （2）Gℎt；弹簧测力计； （3）越大； （4）先变大后变小。
24．图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。（g取10N/kg）
（1）使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，正确测量B点高度。
（2）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并校零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 0.3 N，可见使用斜面可以省 力 （选填“力”、“距离”或“功”）；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 0.3 J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 60% 。
（3）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 无关 （选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 120 N。
【答案】（2）②0.3；力；③0.3；60%；（3）①无关；②120。
【解答】解：（2）②由图可知，弹簧测力计的分度值是0.02N，弹簧测力计的示数为0.3N＜2.0N，说明使用斜面可以省力；
③刻度尺上1cm之间有10个小格，所以一个小格代表的长度是0.1cm＝1mm，即此刻度尺的分度值为1mm，使刻度尺“0”刻度线与水平地面对齐，B点所处高度为9.00cm；
将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为：W总＝Fs＝0.3N×1m＝0.3J；
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为：W有用＝Gh＝2.0N×9.00×10﹣2m＝0.18J；
机械效率为：η=W有用W总×100%=×100%＝60%；
（3）从图像读出当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1＝0.75J，
竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2＝0.45J，
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为：η′=W2W1×100%=×100%＝60%，
η′＝η，所以由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关；
②这位母亲和所坐的轮椅总重力为：
G总＝m总g＝（60kg+20kg）×10N/kg＝800N，
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为：
W有用′=Gℎ=800N×9.00×10−2m=72J，
由η=W有用W总×100%知道，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为：
W总′=W有用′η=72J60%=120J，
由W＝Fs得，力的大小为：
F′=W总′s=120J1m=120N。
故答案为：（2）②0.3；力；③0.3；60%；（3）①无关；②120。
25．阅读短文，回答问题：
风洞
风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。风洞种类繁多，如图甲所示为闭口直流式风洞，其主要组成部分为收缩段、试验段、扩散段和动力装置，动力装置包括直流电机和风扇，风扇转动后，将空气吸入风洞中，通过调节电机转速以获得不同的实验段速度，收缩段前装有整流栅，整流栅是做成方格状的，用来消除气流中的旋涡，气流通过收缩段后，流速增大，这样可使进入试验段的气流较为均匀，试验段截面是方形的，模型放在其中进行试验，扩散段的功能是使试验段后面的气流减速后再排入大气。
因为风洞的控制性佳，可重复性高，现今风洞广泛用于空气动力学工程的测试，譬如结构物的风力荷载和振动，风力发电、防风设施的功效等，一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近。
（1）用图甲所示的风洞做实验，实验模型应放置在 试验 段，风机工作时风速的方向向 右 （选填：“左”或“右”）。
（2）风洞通过调节 电机转速 ，获得不同的风速，实验时模型以 气流 为参照物，是运动的。
（3）将图乙所示的机翼模型固定在台式测力计上（类似物体放在台秤上），并放置于风洞中，无风时记录测力计的示数，风机工作时测力计的示数将随着风速的变化而变化，关于这一现象，以下说法正确的是 D 。
A．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的大
B．有风时测力计的示数比无风时的大，机翼模型下方的空气流速比上方的小
C．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的大
D．有风时测力计的示数比无风时的小，机翼模型下方的空气流速比上方的小
（4）若图乙所示机翼模型在水平风的作用下获得竖直方向的力的大小为F，实验得到F与风速的二次方v2关系图象如图丙所示，当风速是原来的2倍时，力F是原来 B 。
A．2倍
B．4倍
C．0.5倍
D．0.25倍
【答案】（1）试验；右；（2）电机转速；气流；（3）D；（4）B。
【解答】解：（1）试验段的横截面面积最小，试验段的风速最大，故实验模型应放置在试验段；
风机工作时，根据”风扇转动后，将空气吸入风洞中”知，风从左端进入风洞中，即风速的方向向右；
（2）根据“风扇转动后，将空气吸入风洞中，通过调节电机转速以获得不同的实验段速度”知风洞通过调节电机转速来获得不同的风速；
实验时，模型和气流有位置的变化，故以气流为参照物，模型是运动的；
（3）有风时，在相同时间内，空气经过模型上表面路程长，气体速度大，压强小，下表面路程短，气体速度小，压强大，产生向上的升力，测力计示数小，故D正确；
故选D；
（4）由F与风速的二次方v2关系图象知，力F与v2成正比，故当风速是原来的2倍时，力F是原来4倍，故B正确；
故选B。
钩码重/N
弹簧测力计提升的高度/m
有用功/J
总功/J
机械效率
2
0.2
0.2
0.2
100%
实验小组
钩码重
G/N
动滑轮重
G/N
拉力
F/N
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
0.4
0.35
47.6
2
0.5
0.4
0.38
43.9
3
1
0.6
0.62
53.8
4
1
0.8
0.71
46.9
5
2
0.6
0.98
68.0
6
2
0.8
1.06
62.9
电风扇挡位
钩码的重力/N
提升钩码到A点的时间/s
1
0.5
15
2
0.5
13
3
0.5
10
风速/（m•s﹣1）
4
6
8
10
12
14
16
18
20
输出功率/kW
0
75
200
360
540
740
730
650
550
钩码重/N
弹簧测力计提升的高度/m
有用功/J
总功/J
机械效率
2
0.2
0.2
0.2
100%
实验小组
钩码重
G/N
动滑轮重
G/N
拉力
F/N
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
0.4
0.35
47.6
2
0.5
0.4
0.38
43.9
3
1
0.6
0.62
53.8
4
1
0.8
0.71
46.9
5
2
0.6
0.98
68.0
6
2
0.8
1.06
62.9
电风扇挡位
钩码的重力/N
提升钩码到A点的时间/s
1
0.5
15
2
0.5
13
3
0.5
10
风速/（m•s﹣1）
4
6
8
10
12
14
16
18
20
输出功率/kW
0
75
200
360
540
740
730
650
550