江苏省苏州市昆山市秀峰中学2023-2024学年九年级上学期月考物理试题
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这是一份江苏省苏州市昆山市秀峰中学2023-2024学年九年级上学期月考物理试题,共28页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2023-2024学年江苏省苏州市昆山市秀峰中学九年级(上)月考物理试卷学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________第I卷(选择题)一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)1.如图所示的生活用具中,使用时能省距离但费力的杠杆是( )A. 筷子 B. 托盘天平
C. 核桃夹 D. 瓶起子2.现代农业用无人机喷洒农药,安全又高效。如图所示,喷药无人机正在农田上方沿水平方向匀速飞行并喷洒农药,下列关于无人机的说法,正确的是( )
A. 动能与重力势能均不变 B. 动能与重力势能均减小
C. 动能不变,重力势能减小 D. 动能减小,重力势能不变3.比赛中,被运动员垫起的排球从空中最高点竖直加速下落过程中,经过点、点和点,示意图如图所示。若、两点间的距离等于、两点间的距离,判断下列说法正确的是( )A. 排球在点的动能大于在点的动能
B. 排球在点的重力势能小于在点的重力势能
C. 排球所受的重力在段做的功等于在段做的功
D. 排球所受的重力在段做功的功率大于在段做功的功率
4.如图所示,将细绳的一端固定在天花板上,细绳绕过滑轮后,手作用在细绳的点,利用滑轮匀速提升物体。若不计摩擦,下列说法正确的是( )A. 物体克服重力做的功是总功
B. 物体和绳子上点移动的距离相等
C. 手对点施加的拉力所做的功是有用功
D. 绳子上点和点受到的拉力大小相同5.用如图装置提升物体,先将重为的钩码挂在均匀铁质杠杆上的点,弹簧测力计作用于点,竖直向上匀速拉动测力计,使钩码上升,杠杆的机械效率为;若仅将弹簧测力计改挂到点,仍竖直向上匀速拉动测力计,使钩码上升,杠杆的机械效率为,摩擦不计,则( )A.
B.
C.
D. 无法判断6.近年来送餐机器人以其优质的服务、良好的互动、幽默的语言得到了大家的喜爱。如图是送餐机器人手持托盘水平匀速前进送餐的场景。下列说法正确的是( )A. 机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力是一对平衡力
B. 机器人空载时与满载时所具有的惯性相同
C. 为了让机器人行进时更平稳而不易“跌倒”,应使其重心更高些
D. 托盘的支持力对餐碗、餐碟没有做功
7.年跳水世界杯西安站,我国跳水运动员全红婵再现满分引全场喝彩。从跳台下落过程中,关于全红婵能量变化的描述正确的是( )A. 她的动能保持不变 B. 她的重力势能增加
C. 她的机械能不断增大 D. 她的重力势能逐渐转化为动能8.利用四个相同的滑轮,组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,用同样的时间,把质量相等的重物提升了相同的高度,所用的拉力分别为,,拉力做的功分别为,,拉力的功率分别为,,机械效率分别是,忽略绳重与摩擦,下列关系式正确的是( )
A. B.
C. D. 9.同一物体在力的作用下沿同一水平地面上做直线运动。当物体受到的水平推力为时,运动的路程和时间图像如图甲;当物体受到的水平推力为时,运动的速度和时间图像如图乙。两次推力的功率分别为、。则下列关系正确的是( )
A. B.
C. D. 10.用个相同的滑轮组成滑轮组甲和乙,分别匀速提升、两个物体时,拉力相等。不计绳重和摩擦,若滑轮组甲的机械效率为,则滑轮组乙的机械效率为( )A.
B.
C.
D.
11.如图所示,有一斜面长为、高为,现用力沿斜面将重力为的物体从底端匀速拉到顶端,斜面的机械效率为。则下列关于斜面对物体的摩擦力的表达式中不正确的是( )
A. B. C. D. 12.如图所示,轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球时,杠杆平衡。若把它们同时浸入水中杠杆仍然平衡,则( )
A. 两球一定都是实心的 B. 大球实心,小球空心
C. 大球空心,小球实心 D. 两球都空心,且空心部分体积不同第II卷(非选择题)二、填空题(本大题共10小题,共20.0分)13.如图所示是“嫦娥四号”点火发射过程。火箭加速上升过程中,“嫦娥四号”的动能______,机械能______。均填“增大”“减小”或“不变”
14.如图所示,用力拉重为的木箱在水平地面上做匀速直线运动,木箱受到的摩擦力为,则方向为水平向______ ;若木箱匀速运动了,则拉力移动的距离为______ ,拉力为______ 。不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦15.如图所示,小京利用动滑轮在端匀速提起重的货物,若不计绳重、滑轮重及摩擦,则他拉绳子端的拉力为______ ;实际测量端的拉力为,不计绳重及摩擦,则该动滑轮的重量为______ ,这个动滑轮的机械效率为______ 。16.如图所示,、为相同的物块,长为,在推力作用下、一起做匀速直线运动,后掉下,以不变的速度继续运动,直到掉下。没掉下时为,则没掉下时、的速度为______ ,从开始推到掉下,推力做的功为______ 。17.一攀岩爱好者体重为,背着质量为的背包用登上的峭壁,在此过程中,攀岩者对背包做功______,他对自己和背包在上升过程中做功的平均功率是______取。18.甲、乙两台机器的功率比:,做相同的功所需时间比为______,在相同的时间内甲、乙做功比为______。19.如图所示,是质量分布均匀的杠杆,长为,是支点。当杠杆不挂重物时,需要在点施加竖直向上的力,使杠杆水平平衡。现将一个重为的重物悬挂在杠杆的点,,则杠杆水平平衡时,作用在点力的大小为______。20.如图所示,动滑轮重,所吊重物重,物体重,此时物体恰好以的速度匀速下降。不计绳重、绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦。求:
水平面对物体的摩擦力是______;
若将重为的物体悬挂于物体的下方,现要使物体和物体一起恰好以的速度匀速上升,则要对物体施加水平向右拉力的功率为______。
21.斜面长,高,把重为的物体匀速地推向斜面顶端,若斜面是光滑的,则推力为______ ;如果斜面不光滑,所用推力为,则斜面的机械效率为______ 。利用斜面所做的额外功为______ ,物体受到斜面对它的摩擦力为______ 。22.如图所示,均匀杆长为,可以绕转轴点在竖直平面内自由转动,在点正上方距离处固定一个小定滑轮,细绳通过定滑轮与杆的另一端相连,并将杆从水平位置缓慢向上拉起。已知杆水平时,细绳的拉力为,杆与水平面夹角为时,细绳的拉力为,则: ______ 。
三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)23.如图所示,为了使轻质杠杆在如图所示位置静止,请在杠杆上画出所施加最小力的示意图及其力臂
24.用滑轮组提升物体如图,请画出最省力的绳子绕法。
四、实验探究题(本大题共4小题,共24.0分)25.小明同学做“测量滑轮组机械效率”的实验如图所示用相同的滑轮组提升不同数量的钩码,记录数据如表所示。实验
次数钩码的
重力钩码提升高度拉力
绳端移动的
距离机械效率
实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计,使物体升高。
观察图中测力计的示数,表格中处的数值是______,处的数值约为______。
小明通过分析表格中的数据,得到了提高滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中,方法______与本实验同理的。
方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员
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
小明发现绳端移动的距离与钩码提升高度有固定的倍数关系,于是他认为钩码数量一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率。你认为他的看法是______正确错误的。26.小明在探究杠杆平衡条件的实验中,所用杠杆质量分布均匀,每个钩码质量均为。
实验前没有挂钩码时,发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的螺母向______调节.调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边处挂四个钩码,要使杠杆在水平位置平衡,应在杠杆右端处挂同样的钩码______个.若将、两点下方所挂的钩码同时向支点靠近格,那么杠杆______选填“左”或“右”端将会下沉.
实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议不宜采用这种方式,其主要原因为______.
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆重心始终位于点制作一个可以直接测量质量的“杆秤”.
如图丙所示,以杠杆上的点为支点,当在位置挂个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,则该杠杆的质量______然后小明将位置的个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”.
为了将该“杆秤”的零刻度线标在位置处,小明应在图丙位置处装配一质量为______的吊盘.
接着小明在图丁的位置标记上该“杆秤”能测的最大质量______,并将其它质量数均匀标记在之间的刻度线上,完成“杆秤”的制作.
小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则小红的测量结果会______选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”.
小华在小明实验的基础上将“杆秤”改装成简易的液体密度秤,如图戊所示,将位置的吊盘换成等质量且容积足够大的空桶,将右侧的“秤砣”换成一已知质量的物块,现往空桶内分别注入密度已知的等体积的不同液体,改变物块悬挂点的位置,当密度秤在水平位置平衡时,在悬挂点处标出相应液体的密度值.下列关于密度秤制作的说法中不正确的是______.
A.秤的刻度值可均匀标记在之间的刻度线上
B.秤的刻度值向右越来越大
C.增大的质量,秤的量程会增大
D.将支点向右侧移动格,秤的量程会增大27.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小彤用同一滑轮组进行了三次实验如图所示,实验数据记录如表: 次数物重物体上升
距离测力计示数测力计
上升距离机械效率
实验中要竖直向上______ 拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升。
表格中第次实验的机械效率为______ 。百分数前保留一位小数
分析表中数据可以得出结论:同一滑轮组的机械效率与______ 有关。
根据实验结论,若该滑轮组提升物体时机械效率为,物体的重力可能为______ 。填字母符号
A.
B.
C.
D.
小彤改变动滑轮重,提升同一物体多次实验,根据所测数据绘制出图象丁。由图象可知:被提升物体重力相同时,动滑轮越重,滑轮组机械效率越______ 填“高”或“低”。
根据所学知识,滑轮组的机械效率还与绳重和摩擦有关,分析图象丁中的点可知,被提升物体所受的重力一定______ 填“小于”、“等于”或“大于”。28.为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患,小明同学设计了如下图所示的探究实验:将、、三个小球先后从同一装置高分别为、、的位置滚下,推动小木块运动一段距离后停止。请你根据生活经验和所学的物理探究方法,回答:
在图甲和图丙实验中,球、球刚滚到水平面时的速度 。选填“相等”或“不相等”
小球推动小木块运动的距离越大,表示安全隐患 。选填“越大”、“不变”或“越小”
用来研究超载安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较。
用来研究超速安全隐患时,我们应选择 两个图所示实验进行比较。
实验中,小球碰撞木块后继续向前运动,木块在水平木板上滑动一段距离后停下,设碰撞前一瞬间小球的动能为,木块克服摩擦力所做的功为,则 选填“”、“”或“”。
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)29.如图所示,一辆汽车水平匀速行驶,通过滑轮组将深井中的物体从井底拉至井口,该过程中,轻绳均始终拉直。已知井深,物体重。汽车对轻绳的拉力。物体体积及汽车所受阻力均忽略不计,求:
将物体从井底刚好拉到井口过程中汽车通过的路程;
滑轮组的机械效率;
若物体以的速度匀速竖直上升,汽车牵引力的功率。
30.如图所示,一块重为的质地均匀水泥杆放在水平地面上,杆长,用始终与水泥杆垂直的拉力将杆的一端缓慢抬起,杆围绕点转动,当水泥杆被抬起角度为时,用时,水泥杆粗细忽略,忽略杆被抬起过程中摩擦的影响,求:
水泥杆端即将脱离地面时拉力的大小;
拉力做功的功率。
答案和解析 1.【答案】 【解析】解:、筷子在使用过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B、托盘天平在使用过程中,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故B不符合题意;
C、剥核桃的夹子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D、瓶起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选:。
结合图片和生活经验,判断各个工具在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类和特点,主要包括以下几种:
省力杠杆,动力臂大于阻力臂,省力但费距离;
费力杠杆,动力臂小于阻力臂,费力但省距离;
等臂杠杆,动力臂等于阻力臂,既不省距离也不省力。2.【答案】 【解析】解:喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行并喷洒农药的过程中,喷药无人机整体的质量减小,速度不变,动能减小;质量减小,高度不变,重力势能减小,故B正确。
故选:。
动能大小的影响因素是物体的质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
判断动能和势能大小变化时,必须从它们各自的影响因素入手来考虑。3.【答案】 【解析】解:、排球从点由静止开始下落,质量不变,速度越来越大,动能不断变大,排球在点的动能小于在点的动能,故A错误;
B、小球的质量不变,点的高度小于在点的高度,故小球在点的重力势能小于在点的重力势能。故B错误;
C、已知,根据可知,重力一定,通过的距离相同,所以重力做的功相同,故C正确;
D、由题意可知,小球在段的平均速度小于在段的平均速度,和的距离相等,所以在段所用的时间小于在段所用时间,根据可知,重力做功相同的情况下,段的时间短,所以段做功的功率大,故D错误。
故选:。
影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度;
影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度;
根据判断出做功的多少;
根据可判断出功率的大小。
本题考查机械能、功和功率的公式的应用,属于综合题。4.【答案】 【解析】解:由图可知,该滑轮为动滑轮;
、不计摩擦,使用动滑轮时,手对绳端点拉力所做的功是总功,物体克服重力做的功是有用功,故A、C错误;
B、由图可知绳子的有效股数,物体和绳子上点移动的距离,移动的距离不相等,故B错误;
D、、是绳子的始末端,一根绳子上各处拉力的大小是相同的,则点和点绳子受到的拉力大小相同,故D正确。
故选:。
由图可知绳子的有效股数,再利用比较绳端移动距离的大小关系;
使用动滑轮时,拉力做的功为总功,对物体做的功为有用功;
、是绳子的始末端,一根绳子上各处拉力的大小是相同的。
本题考查了动滑轮机械效率的影响因素、有用功和总功的含义,要记住:动滑轮滑轮组的机械效率与提升的物重和动滑轮重有关,而与提升的高度无关。5.【答案】 【解析】解:
原来弹簧测力计作用于点,竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,测得杠杆的机械效率;将弹簧测力计移动到点时,仍将钩码竖直向上匀速提升相同的高度,根据可知有用功不变;
因杠杆的偏转角度不变,则杠杆重心上升的高度不变,根据可知,克服杠杆重和摩擦所做额外功不变;由于有用功和额外功都不变,所以总功也不变,根据可知杠杆的机械效率不变,即。
故选:。
该实验中克服钩码重力做的功为有用功,克服杠杆重力做的功为额外功,总功等于有用功与额外功之和;通过分析有用功、额外功和总功的变化得出机械效率的变化。
本题考查杠杆机械效率的测量,把握有用功、额外功和总功的计算方法,明确两次实验中杠杆重心上升的高度不变是关键。6.【答案】 【解析】解:、机器人对地面的压力与地面对机器人的支持力,没有作用在同一物体上,不是一对平衡力,故A错误;
B、机器人空载时与满载时的质量不同,所具有的惯性不同,故B错误;
C、为了让机器人行进时更平稳而不易“跌倒”,应使其重心降低,让机器人行进时更平稳而不易“跌倒”,故C错误;
D、餐碗、餐碟没有在托盘的支持力方向上移动距离,所以托盘对餐碗、餐碟向上的支持力,没有做功,故D正确。
故选:。
一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上;
惯性与物体的只与物体的质量有关;
降低重心、增大支面,可以提高物体的稳度;
做功的两个必要条件是:一是物体受到力的作用;二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。
本题考查了平衡力、惯性、做功的必要条件以及重心等知识的理解和应用,综合题,熟练掌握基础知识即可正确解题。7.【答案】 【解析】解:全红婵从跳台下落过程中,重力势能转化为动能,重力势能减小、动能增大,由于空气阻力的作用,机械能不守恒,机械能会减小,故D正确,ABC错误。
故选:。
物体的动能大小与质量和速度有关。
重力势能与质量和高度有关。
动能和势能统称为机械能。
本替考查的是动能和势能的转化;知道影响动能、重力势能和机械能的因素。8.【答案】 【解析】解:由图可知,承担物重的绳子段数,。
由题可知,滑轮重、物体质量和重力均相等,不计绳重与摩擦,根据可知,甲滑轮组的拉力较小,即;
拉力做的功是总功,物重相等,提升相同的高度,有用功相同;不计绳重与摩擦,滑轮重相同,做的额外功相同,由可知,拉力做的总功相等,即;
拉力做功的功率,由于总功相等、做功时间相同,故功率大小相同,即;
有用功、总功均相等,由可知,两个滑轮组的机械效率相等,即。
故选:。
由图可知,承担物重的绳子段数,。
由图可知承担物重的绳子股数,不计绳重与摩擦,由可知拉力的大小关系;
拉力做功可以由比较得到;
由分析拉力做功的功率关系;
根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了滑轮组绳子自由端拉力,有用功、额外功、总功,功率和机械效率的认识和理解,灵活运用公式即可比较。9.【答案】 【解析】解:由图像甲可知,物体做匀速直线运动,速度大小为;
由图像乙可知,物体的速度保持不变,即物体做匀速直线运动,速度大小为;
因为两次都是匀速直线运动,根据二力平衡条件可知,推力都等于摩擦力,物体对地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则物体受到的摩擦力不变,故受到的水平推力为:;
已知,由可得,两次推力的功率。
故选:。
根据图像确定物体两次的运动状态,然后根据其运动状态得出推力和摩擦力的关系,再根据滑动摩擦力大小的影响因素得出两次受到的摩擦力大小,进而得出两次推力的大小关系;
利用比较其功率关系。
此题考查了学生对图像问题的分析能力,能从图像中得出相关的信息,然后结合二力平衡条件和功率的计算公式进行计算求解,是中考的热点考题。10.【答案】 【解析】解:甲图中,,滑轮组的机械效率为,则物体的重力,
不计绳重和摩擦,图甲中绳端拉力,则动滑轮的重力,
乙图中,,绳端拉力,则,
乙图中滑轮组的机械效率为,故ACD错误,B正确。
故选:。
根据甲图中滑轮组的机械效率,导出物体的重力和的关系,不计绳重和摩擦,根据滑轮组的特点绳端拉力,导出动滑轮的重力和的关系,导出物体的重力和的关系,根据计算乙的机械效率。
本题考查了滑轮组机械效率的计算,要求学生能够灵活运用公式进行计算,能够导出物体和的关系,是解答本题的关键。11.【答案】 【解析】解:有用功:,,额外功:,
由,得:,故B表达式正确;
因为,,所以,即,则有,故C表达式正确;
总功拉力做的功:,
斜面的机械效率:,
整理可得物体与斜面间的摩擦力:,故D表达式正确。
故选:。
斜面上做的有用功为:,总功为:,额外功为:;斜面的机械效率为:,还可以表示为,据此可推出摩擦力的表达式。
此题考查的是斜面机械效率与摩擦力的计算,关键是根据总功、有用功和额外功之间的关系来求解。12.【答案】 【解析】解:设大球的力臂为,小球的力臂为,大球的密度为,小球的密度为。
则两球在放入水中之前,根据杠杆的平衡条件可知:,
所以,则;
当两球都浸没在水中时,根据杠杆的平衡条件可知:
,
由阿基米德原理原理可得:
,
则:;
综合前面两式得出:;
由此可得:,
所以,
则,那么,所以;
A、当两球都是实心时,两球的密度才是相等的,故A正确。
B、若大球实心,小球空心,则,故B错误。
C、若大球空心,小球实心,则,故C错误。
D、两球是实心时,,即;
若两球都是空心,且空心部分体积相同,则两球减小的质量都相同,设减小的质量都是,而体积还是和原来相同,
所以现在两个球的密度分别是,,
由于,所以,即,故D错误。
故选:。
判断两球是空心还是实心,其实就是判断两球的密度关系。那么要判断两球密度关系,我们需要根据题中条件,利用杠杆平衡条件和阿基米德原理列出两个等量关系式,然后再结合密度计算公式、重力计算公式进行推导。
本题考查了杠杆的平衡原理以及浮力和密度知识的综合,难度比较大。解题中,要将两个球的重力、浮力通过公式展开,得出密度、、体积和力臂的乘积,这样通过等式的建立,相等的量就可以消除,只剩下密度一个物理量。这类题要注意会运用公式进行物理量之间的推导和转化。13.【答案】增大 增大 【解析】解:影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能大小的因素是质量和高度;
“嫦娥四号”加速上升时,质量不变,速度增大,动能增大;高度增加,重力势能增加;因为动能与势能的总和等于机械能,所以机械能增大。
故答案为:增大;增大。
物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素有质量和速度;
物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,影响重力势能大小的因素是质量和高度;
动能与势能的总和等于机械能。
本题重点考查了机械能的变化,分析题目中的表示物体速度和高度变化的关键字词是解题的关键。14.【答案】右 【解析】解:木箱向左运动,滑动摩擦力的方向与木箱相对于地面滑动方向相反,为水平向右。
由图可知,,若木箱匀速运动了,则拉力移动的距离为:
;
木箱在水平地面上做匀速直线运动,拉力为:
。
故答案为:右;;。
摩擦力的方向与物体相对运动方向相反;
由图可知,动滑轮上有段绳子,所以绳子自由端移动的距离是物体移动距离的倍;
不计滑轮重及绳与滑轮间的摩擦,绳子自由端的拉力为木箱对动滑轮拉力的二分之一。
本题考查滑轮组的相关知识,是基础题。15.【答案】 【解析】解:由图可知,,若不计绳重、滑轮重及摩擦,拉力为:
;
不计绳重及摩擦,根据得动滑轮重力为:
;
动滑轮的机械效率为:
。
故答案为:;;。
由图可知,,若不计绳重、滑轮重及摩擦,根据算出拉力;
不计绳重及摩擦,根据算出动滑轮重;
根据算出动滑轮的机械效率。
本题考查了使用动滑轮组时拉力、动滑轮重力和机械效率的计算,利用好不计绳重和摩擦时是关键。16.【答案】 【解析】解:根据题意可知,刚开始掉下时的中点正好到了桌边,行驶的距离为:
;
则没掉下时、的速度为:
;
从开始推到掉下,推力做的功为:
;
从掉下到掉下,物块经过的距离为:
;
掉下后到掉下过程中,对桌面的压力减小为原来的一半,桌面的粗糙程度没有改变,滑动摩擦力的大小与接触面积无关,因此推力减小为原来的一半,为:
;
从掉下到掉下,推力做的功为:
;
从开始推到掉下,推力做的功为:
。
故答案为:;。
滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面粗糙程度有关,且滑动摩擦力的大小与物体做匀速直线运动时的推力大小相等,根据求出没掉下时、的速度;
根据求出推力做的功。
此题考查了平均速度的计算、功的计算、滑动摩擦力的影响因素,稍有难度。17.【答案】 【解析】解:背包的质量,,
背包的重力,
在此过程中攀岩者对背包做功:。
人的重力,
则人和包的总重力,
人对自己和背包在上升过程中做功:。
运动时间,
做功的平均功率:。
故答案为:;。
已知背包质量,可利用公式计算重力,已知攀登的高度,利用公式计算功。
已知攀岩者在此过程中所做的功和做功的时间,可利用公式计算功率。
本题考查了利用重力的公式、功的公式和功率的公式进行分析和计算,已知量都知道,直接代入数值即可。18.【答案】: : 【解析】解;
根据公式可得,,
则做相同的功所需时间比:
。
根据公式可得,,
则在相同的时间内甲、乙做功比:
。
故答案为::;:。
已知功率之比和做相同的功,利用公式求解所需时间比;
已知功率之比和时间相同,利用公式计算甲、乙做功比。
本题考查了功率计算公式的应用,计算过程要注意各量之间的关系,不要颠倒。19.【答案】 【解析】解:由杠杆平衡条件知,杠杆的重力:
,即,解得;
将一个重为的重物悬挂在杠杆的点,,
由杠杆平衡条件知,
,即,
解得。
故答案为:。
知道动力臂、阻力臂、阻力,根据杠杆平衡条件求出杠杆的重力;
将一个重为的重物悬挂在杠杆的点,再根据杠杆平衡条件求出作用在点力的大小。
本题考查杠杆平衡条件及其应用,明确力和力臂的大小是解答本题的关键。20.【答案】 【解析】解:
由图知,,不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体匀速下降时,物体受到水平向右滑动摩擦力的大小:
;
当物体、匀速上升时,绳子的拉力:,
对物体进行受力分析可知,物体受到水平向左绳子的拉力、摩擦力以及水平向右的拉力,由力的平衡条件可得,当物体匀速上升时,物体受到的摩擦力始终不变,则对物体施加水平向右的拉力:,
体向右运动的速度:,
拉力的功率:。
故答案为:;。
由图知,,不计绳重和滑轮组内部的摩擦,当物体匀速下降时,物体受到水平向右滑动摩擦力的大小;
当物体匀速上升时,对物体施加水平向右的拉力等于摩擦力加上滑轮组绳子自由端拉力,即,物体向右运动的速度等于物体上升速度的倍,利用求拉力的功率。
本题考查了使用滑轮组时拉力、功率的计算,要利用好:不计绳重和摩擦,当物体匀速下降时,滑轮组绳子自由端拉力。21.【答案】 【解析】解:所做的有用功为:
,
若斜面光滑,则没有额外功,即推力做的功,
因为,
所以推力的大小:
;
如果斜面不光滑,推力为,则推力的功为:
,
斜面的机械效率:
;
因为,
所以,
根据可得摩擦力的大小:
。
故答案为:;;;。
如果没有摩擦,推力的功等于提升物体所做的有用功,根据求出有用功,根据求出推力;
如果斜面不光滑,根据求出推力做的总功,根据效率公式求出斜面的机械效率;
总功减去有用功求出额外功,额外功为克服摩擦力所做的功,根据求出摩擦力的大小。
本题考查了有用功、总功、斜面的机械效率和摩擦力的计算,关键是知道额外功为克服斜面的摩擦力所做的功。22.【答案】: 【解析】解:杆在水平位置时,如图,和都为等腰直角三角形,则
由于
故AE,
由杠杆平衡可得:
,
。
把吊桥拉起到与水平面的夹角为时,如图:
为等边三角形,,,
由于
故AE,
在中,,,
由于,
故AC,
根据杠杆平衡的条件可得:
,
;
故:::。
故答案为::。
找出杠杆即将离开水平位置和把杆拉起到与水平面的夹角为时的动力臂和阻力臂,然后结合利用杠杆的平衡条件分别表示出、的大小,并求出比值.
本题考查考了杠杆平衡条件的应用,分析题意画出两种情况下的杠杆示意图是本题的关键,数学是基础23.【答案】解:根据杠杆平衡条件可知,在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下,要最省力,即动力臂最长;由图知比长,所以作动力臂最长,最省力,过点垂直于向上作垂线段,就得到动力最小力的示意图,其力臂为,如下图所示:
【解析】使用杠杆时,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力;因此只需找出使动力臂最长的动力作用点,然后作动力臂的垂线即可。
根据杠杆的平衡条件,要使杠杆上的力最小,必须使该力的力臂最大,而力臂最大时力的作用点一般离杠杆的支点最远,所以在杠杆上找到离杠杆支点最远的点即力的作用点,这两点的连线就是最长的力臂,过力的作用点作垂线就是最小的力。24.【答案】解:为奇数时,承担物重的有段绳子,此时最省力,根据奇动偶定,绳子的固定端在动滑轮上,如图所示:
。 【解析】要使滑轮组省力,就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力,图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成,有两种绕线方法。若为偶数,绳子固定端在定滑轮上;若为奇数,绳子固定端在动滑轮上;即:“奇动偶定”。
滑轮组的组装有两种方法,从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。从动滑轮开始绕,承担物重的绳子段数多。25.【答案】匀速 一 正确 【解析】解:实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使物体升高,此时系统处于平衡状态,测力计示数考等于拉力大小;
图中测力计的分度值为,示数,即表格中处的数值是;
机械效率为:
;
处的数值约为;
由表中数据可知,同一滑轮将不同的重物提升相同的高度,提升物体越重,机械效率越高;即对同一滑轮,增加提升物体的重力可提高机械效率;
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,是通过减小额外功来增加机械效率的,故不符合题意。
方法三:经常给汽车做保养,保持良好的润滑。提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增加机械效率的,故不符合题意,
故选方法一与本实验同理;
因,知机械效率与高度无关,故小明的正确。
故答案为:匀速;;;一;正确。
实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
弹簧测力计的读数,应该先看分度值再读数;
根据算出有用功,根据算出总功,由算出机械效率;
对于改变滑轮组机械效率的方法,有两种情况:一是减轻动滑轮质量、加润滑油减小摩擦,这些方法可以减少额外功,提高机械效率;二是增加提升物体的重,在额外功不变的情况下,增大有用功,从而提高机械效率。据此分析。
根据因来分析。
本题考查了测量滑轮组机械效率的实验,涉及到注意事项、测力计读数、滑轮组机械效率的计算和分析实验数据得出结论的能力等,要注意影响滑轮组机械效率因素的运用。26.【答案】右 右 偏大 【解析】解:杠杆右高,应将杠杆平衡螺母向右端调节,使杠杆在水平位置平衡;
设杠杆的分度值为,一个钩码的重为,根据杠杆平衡条件得,,所以个;
将、两点下方所挂的钩码同时向支点靠近个格,则杠杆左端:,杠杆右端:,故右端下沉;
实验中小明的实验方式,杠杆支点左侧钩码数量过多,每个钩码对杠杆的拉力对应了每个拉力的力臂,力和力臂数目过多,不易得出结论,故选C;
以杠杆上的点为支点,当在位置挂个钩码,杠杆在水平位置刚好平衡,设杠杆的质量为,则:
;解得:;
为了将该“杆秤”的零刻度线标在位置处,由可知,小明应在图丙位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,杠杆能够重新保持平衡,即吊盘质量为;
小明在图丁的位置挂上个钩码后,设物体的最大质量为,由杠杆的平衡条件可知:,解得:;
小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量,当使用三个钩码作为秤砣时,左侧吊盘中物体质量等于杠杆上的示数;只将两个钩码作为“秤砣”来使用,则秤砣的质量减小,阻力减小,根据杠杆的平衡条件,此时杠杆左侧托盘中物体的质量会小于杠杆上示数,所以测量结果会偏大;
设液体密度为,液体的体积为,秤砣对应的力臂为,根据杠杆平衡条件可以列式:
;解得:;
:由于、、都是固定值,所以秤的刻度值可均匀标记在之间的刻度线上。A正确;
:随着的增大,的值变大,即秤的刻度值向右越来越大。B正确;
:增大的值,当取到最大值时,的值变大,即增大的质量,秤的量程会增大。C正确;
:将支点向右移动格,左侧力臂变大,右侧力臂变小,根据上述计算式,的值变小,秤的量程会减小。D错误。
故答案为:右;;右;;;;;偏大;
在调节杠杆平衡时,应将平衡螺母向较高的一端调节。根据杠杆平衡条件求出处挂钩码的个数和杠杆的偏转方向;
研究杠杆的平衡,需要有动力和阻力,增加动力或阻力的力的个数,不易得出结论;
杠杆自身受到重力,在根据杠杆的平衡条件列式时,考虑重力对实验的影响;
根据杠杆的平衡条件,算出密度与刻度之间的关系。
这道题考查同学对杠杆平衡条件的灵活应用,属于难题。27.【答案】匀速 物体的重力 低 大于 【解析】解:在实验过程中,应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,受到平衡力的作用,测力计示数才等于拉力大小;
由表中数据可得第次的总功为:,
第次实验中滑轮组的机械效率为:;
纵向分析数据可得结论:用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高;
根据“用同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高”,所以,若该滑轮组提升物体时机械效率为,物体的重力应该大于,可能为,故D符合题意;
故选:;
根据图丁可知,被提升物体所受的重力相同时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低;
根据图丁可知,当动滑轮重为时,滑轮组的机械效率为;
若忽略绳重和摩擦,滑轮组的机械效率,
所以,被提升物体所受的重力:,
但由于绳重和摩擦力使得额外功变大,根据知,在机械效率不变时,额外功增大,有用功也增大,若提升相同高度,物体的重力会大于,故C正确。
故选:。
故答案为:匀速;;物体的重力;;低;大于。
在实验过程中,应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计;
由表中数据,由求出第次实验中滑轮组的机械效率;
纵向分析数据可得结论得出结论;
根据结合分析;
根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论;
若忽略绳重和摩擦,根据即可求出被提升物体所受的重力。
本题测量滑轮组的机械效率实验,考查注意事项、测力计读数和机械效率计算、数据分析及影响机械效率大小的因素分析。28.【答案】相等 越大 甲、丙 甲、乙 【解析】解:小球从同一高度释放,运动到水平面时,它们的速度相等;
实验中通过比较滚下的小球撞击木块移动的距离,来比较小球动能的大小。在同样的平面上木块被撞得越远,小球的动能就越大,安全隐患越大;
超载是指汽车的速度一定时,质量越大动能越大。选择到达水平面的速度相等,质量不同的小球进行实验。
超速是指汽车的质量一定,速度越大,动能越大。选择质量相等到达水平面速度不同的小球。
球与木块碰撞的过程中,球对木块做功,由于碰撞后小球继续运动,仍具有动能,做功的大小小于球最初的动能;木块在运动过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小,也就是小于碰撞前小球的动能。
故答案为:相等;越大;甲、丙;甲、乙;。
实验中为使小球运动到水平面时的速度相同,让小球从同一高度处由静止滚下;
实验中运用转换法来研究小球动能的大小,即观察小球撞击木块移动的距离远近,安全隐患越大;
动能大小的影响因素:质量和速度;由控制变量法,速度一定时,质量越大,动能越大。
由控制变量法,质量一定时,速度越大,动能越大;
木块滑动过程中,克服摩擦力做功。
用控制变量法研究动能大小的影响因素,用转换法表示动能的大小;采用控制变量法研究实验时,一定注意相同因素和不同因素;掌握能量的转化,此题中由于弹簧的弹性势能相同,所以小球的动能相同,做功相同,此处是难点。29.【答案】解:由图可知,,汽车通过的路程为;
物体体积及汽车所受阻力均忽略不计,滑轮组的机械效率为:
;
若物体以的速度匀速竖直上升,汽车水平匀速行驶的速度为,
则汽车牵引力的功率为:
。
答:将物体从井底刚好拉到井口过程中汽车通过的路程为;
滑轮组的机械效率为;
若物体以的速度匀速竖直上升,汽车牵引力的功率为。 【解析】根据滑轮组装置确定绳子股数,利用求出汽车通过的路程;
物体体积及汽车所受阻力均忽略不计,根据求出滑轮组的机械效率;
根据求出汽车水平匀速行驶的速度,利用求出汽车牵引力的功率。
本题考查了功率公式和滑轮组机械效率公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。30.【答案】解:用始终与水泥杆垂直的拉力将杆的一端缓慢抬起,杆围绕点转动,则杠杆的支点为点;
由题意可知,的方向始终和直杆垂直,则动力臂等于杆的长度,
质地均匀水泥杆的重心在其中点处,根据杠杆平衡条件可得水泥杆端即将脱离地面时拉力;
杆长,当水泥杆被抬起角度为时,端升高的距离,
拉力做功,
拉力做功的功率。
答:水泥杆端即将脱离地面时拉力的大小为;
拉力做功的功率为。 【解析】用始终与水泥杆垂直的拉力将杆的一端缓慢抬起,杆围绕点转动,则杠杆的支点为点,
由题意可知,的方向始终和直杆垂直,则动力臂等于杆的长度,质地均匀水泥杆的重心在其中点处,根据杠杆平衡条件计算水泥杆端即将脱离地面时拉力;
杆长,根据数学知识计算当水泥杆被抬起角度为时端升高的距离,根据计算拉力做功,根据计算拉力做功的功率。
本题考查杠杆平衡条件、做功公式、功率公式的灵活运用,综合性强。
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