江苏省盐城市明达初级中学2024-2025学年九年级上学年月考物理试卷(10月份)
展开这是一份江苏省盐城市明达初级中学2024-2025学年九年级上学年月考物理试卷(10月份),共25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,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.2023年2月10日,神舟十五号航天员在机械臂的协同配合下完成了梦天舱外扩展泵组装等任务。机械臂在工作时是一个费力杠杆,如图所示的杠杆中,使用时与机械臂工作时属于同一类杠杆的是( )
A. 天平B. 核桃夹
C. 羊角锤D. 筷子
2.小亮跟着爸爸到河边来钓鱼,使用钓鱼竿时,可以将钓鱼竿看成杠杆,如图所示,下列说法正确的是( )
A. 钓鱼竿受到的阻力为鱼的重力
B. 他左手的位置是钓鱼竿的支点
C. 钓鱼竿在使用时可视作一个省力杠杆
D. 若想减小动力,应增大两手间的距离
3.如图是小华做“探究杠杆平衡条件”实验时的情形,下列操作能使杠杆在水平位置平衡的是( )
A. 增加钩码的个数
B. 向左调节平衡螺母
C. 向右移动钩码的位置
D. 减小弹簧测力计的拉力
4.A中的杠杆和物体处于静止状态,B、C、D中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、绳重和一切摩擦,则所用拉力F最小的是( )
A. B.
C. D.
5.如图甲,大人、男孩、女孩用两根相同圆木棍和一根绳子玩“比力气”的游戏。该游戏装置与滑轮组类似,图乙是其示意图。绳的一端固定在一根木棍上,在两根木棍上绕几圈后女孩拉住绳的另一端向外拉,大人、男孩则各握住一根木棍向外拉,三人中被拉动者为负,他们都使出了最大力气,仍处于“僵持”状态,没能分出胜负。忽略绳与木棍之间的摩擦,以下做法中最有可能使女孩获胜的是( )
A. 仅将绳在两木棍上多绕1圈B. 仅将绳在两木棍上少绕1圈
C. 仅增加绳的总长D. 仅减小绳的总长
6.如图所示是小华同学扔实心球的情景包含四个过程。其中,手对球做功的是( )
A. ①②B. ①③C. ①④D. ③④
7.如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为、,功率的大小分别为、,关于它们之间的大小关系说法正确的是( )
A. B.
C. D.
8.今年常州市又把跳绳如图所示列入了初中体育学业水平测试项目之一。某九年级学生完成了180次跳绳,以下相关估测不符合实际的是( )
A. 学生质量可能是50kgB. 每次跳起的高度约为4cm
C. 学生做功约为20JD. 学生做功的功率约为70W
9.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相间的高度。若用、表示甲、乙两滑轮组的机械效率,、表示拉力所做的功不计绳重与摩擦,则( )
A. ,
B. ,
C. ,
D. ,
10.如图所示,小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中,小明的( )
A. 重力势能减小,机械能减小
B. 动能不变,机械能不变
C. 重力势能减小,动能增大
D. 重力势能不变,机械能减小
11.在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,在纸上留下黑色圆斑A、B,如图所示。下列说法中正确的是( )
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更小
12.如图,小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动,在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题:本大题共8小题,共24分。
13.妈妈带着小涛和他两岁的妹妹到文化活动中心玩跷跷板,如图所示,图中的转轴相当于杠杆的______,妈妈和妹妹的总重力比小涛的重力大,跷跷板在水平位置平衡时,小涛比妈妈离转轴______选填“远”或“近”;若妈妈放下怀抱中的妹妹妈妈的位置不变,为了保持跷跷板水平平衡,小涛应适当______转轴选填“远离”或“靠近”。
14.杆秤是运用不等臂杠杆的特点制作的,是测量物体______的工具。如图所示,若秤能质量为,,该称最多能称量______ kg的物体不计秤杆、秤钩的质量,若杆秤的秤砣磨掉一些,则秤得物体的质量比物体真实质量______选填“偏大”、“偏小”或“偏小”。
15.搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力,独轮车的有关尺寸如图所示,独轮车相当于一个______杠杆,推车时,人手向上的力 F为______ N,手向上抬起独轮车时,手离车箱的距离越远,越______选填“省力”或“费力”。
16.如图甲是同学们常用的燕尾夹,,当用力摁住C点打开该夹子时,此时夹子可近似看作______选填“省力”“费力”或“等臂”杠杆。如图乙所示,手柄______选填“粗”或“细”一些的螺丝刀用起来更省力;螺纹______选填“密”或“稀”一些的螺丝钉拧起来更省力。
17.如图是商场的自动扶梯。质量为60kg的小明站在该扶梯上从商场一楼到二楼,已知扶梯以的速度匀速行驶,则扶梯对他做的功是______ J,对他做功的功率是______ W。小明站在扶梯上随扶梯匀速上行,此时他受到扶梯的摩擦力______选填“向上”、“向下”或“为零”取。
18.如图所示,斜面长4m,高1m,工人用400N沿斜面方向的力把重1200N的货箱匀速推到车上。此过程中,推力做的功为______ J,斜面的机械效率为______,斜面对货箱的摩擦力大小为______ N。
19.如图甲所示,橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部,中间系一个钩码,就制成了一个“魔罐”。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后,你将看到“魔罐”来回滚动,它能滚回来是______能转化为______能;
如图乙所示,这是一个会跳的卡片,将卡片反过来,把它放在桌面上用手向下压,使橡皮筋伸长,迅速松开手,观察到卡片向上跳起。这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片______,因此它具有弹性势能。
20.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较重的杠杆,使重为36N的物体缓慢升高10cm,拉力大小F为16N,拉力移动的距离为25cm,在此过程中拉力的大小变化情况是______变大/变小/不变,杠杆的机械效率为______;若将重物的悬挂点 A向右移动到B点,将重物提升相同的高度,则杠杆的机械效率将______变大/变小/不变。摩擦力可忽略不计
三、作图题:本大题共3小题,共6分。
21.如图是小张用笤帚在水平地面扫地,以O为支点,作用在A点的动力为请在图中画出作用在笤帚上B点摩擦力的示意图及其力臂
22.用滑轮组提升物体如图,请画出最省力的绳子绕法。
23.如图为某同学正在投铅球过程,请在图丙中画出铅球离开手后在空中运行直到落地过程其动能随时间变化的关系图像。设铅球刚离开手时动能为
四、实验探究题:本大题共3小题,共21分。
24.小明在探究“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。
挂钩码前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时杠杆处于______“平衡”或“非平衡”状态;要想使杠杆在水平位置平衡,接下来应将杠杆两端的螺母向______“左”或“右”侧调节;
如图乙所示,小明在A点挂2个重力均为1N的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为______ N;于是小明便得出了杠杆的平衡条件为:。小张认为他这样得出的结论是不合理的原是:______;
小明竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计的示数______选填“变大”、“变小”或“不变”;
图丁的漫画中,______选填“小猴”或“小兔”分得的萝卜质量大。
25.在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,小雨和小明用如图所示的滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表所示。
小雨是用图中的______选填“甲”或“乙”滑轮组完成实验的;
实验中用到的测量工具有弹簧测力计和______;
在第3次实验中,滑轮组的机械效率是______;
分析数据可得结论:使用同一滑轮组,不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率与物重的关系可能是______;
小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法是______选填“正确”或“错误”的,如果这样做,测得的机械效率将______选填“偏大”、“偏小”或“更准确”。
26.小明在“探究影响动能大小的因素”实验中,用质量为m、2m的钢球从同一斜面上由静止滚下撞击同一水平木板上的木块。
实验中通过观察______来判断______选填“木块”或“钢球”的动能大小。若水平面绝对光滑,本实验将______选填“能”或“不能”达到探究目的。
由甲、乙两次实验可初步得出结论:物体动能大小与______有关。
分析______两次实验可得:物体动能大小与质量有关,质量越大,动能越大。
若在这组实验中的某一次,木块被撞后滑出木板需要重做,在不更换器材的前提下,小明可以:______。
另一小组设计了如图丁的装置。用质量不同的小球将同一弹簧压缩到相同程度由静止释放铁球与地面的摩擦忽略不计,撞击水平地面上同一木块,使木块运动一段距离。该实验方案______选填“可行”或“不可行”,若按此方案操作,会看到木块移动的距离______选填“相同”或“不相同”。
五、计算题:本大题共2小题,共9分。
27.骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图,人体的重力为阻力,小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在lmin内完成30个双脚同时踮起动作,每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是8cm。求:
小腿肌肉对脚的拉力;
小明踮脚过程中踮脚一次所做的功至少多大;
小明做功的功率。
28.体重为600N的小亮,用如图所示的滑轮组将一个重为400N的木箱从水平地面提起,使木箱在5s内匀速上升2m,所用的拉力为250N。不计绳重和摩擦,求:
绳子自由端移动的速度;
滑轮组的机械效率;
小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力。
六、综合题:本大题共1小题,共4分。
29.阅读短文,回答问题。
轮轴与自行车轮轴是一种简单机械。轮轴由具有共同转动轴O的大轮和小轮组成。通常把大轮叫轮,小轮叫轴。轮轴实际上是一个可以连续转动的杠杆。轮半径R和轴半径r分别是作用在轮和轴上的力和的力臂,图甲所示。根据杠杆平衡条件,可得,使用时如果动力作用在轮上,能省力且轮半径是轴半径的几倍,动力就是阻力的几分之一;如果动力作用在轴上就费力,但可以省距离。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆结构,动力是人给脚踏板的蹬力,阻力是链条对前齿轮的拉力,动力臂是脚踏板到轴心的长度,阻力臂是前齿轮半径,此时动力臂大于阻力臂,是一个省力杠杆。自行车的后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆结构,动力是链条对后齿轮的拉力,阻力是地面给后车轮的摩擦力,动力臂是后齿轮半径,阻力臂是后车轮半径。
变速自行车的驱动结构在于它的后齿轮由多个半径不同的齿轮共同组成。骑自行车时,人踩脚踏板一圈,前齿轮转动一圈,带动链条转动的长度为前齿轮的周长。同时链条带动后齿轮转动,由于后齿轮的半径小于前齿轮,为了保证链条转动的长度相同,后齿轮必须转过的圈数大于前齿轮。后齿轮的半径越小,它转过的圈数就越多。后齿轮同时带动后车轮转动,它们转动的圈数保持一致。因此,后齿轮越小,脚踩一圈,后车轮转动的圈数越多,即自行车前进的距离越长。
在爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,选择低挡位;下坡时自行车受到的摩擦阻力较小,选择高挡位。选择不同的挡位时,自行车的链条会调整到相应挡位的后齿轮上。
自行车驱动结构中,图乙所示,后齿轮和后车轮组成一个______选填“省力”、“费力”或“等臂”杠杆;
请在图丙中画出最省力时,人脚对脚踏板的力作用点在脚踏板中心,以及这个力对应的力臂L;
爬坡时,自行车受到的摩擦阻力较大,应将链条调整至半径较______选填“大”或“小”的后齿轮上,从而达到______的目的;
自行车在水平道路上行驶时,后车轮受的摩擦阻力为25N,后车轮的半径为30cm,若此时链条挂在中间挡位的后齿轮上,其半径为5cm,由于前齿轮与后齿轮由链条连接,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同,若前齿轮的半径为10cm,脚踏板到轴心的长度为25cm,则自行车匀速行驶时,人蹬车的力至少应为______ N。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A、天平在使用时,动力臂等于阻力臂,是等臂杠杆,故A不合题意;
B、核桃夹在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不合题意;
C、羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不合题意;
D、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D符合题意。
故选:D。
结合图片和生活经验分析动力臂和阻力臂的大小关系,当动力臂大于阻力臂时,是省力杠杆;当动力臂小于阻力臂时,是费力杠杆;当动力臂等于阻力臂时,是等臂杠杆。
本题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
2.【答案】D
【解析】解:如图所示的钓鱼竿,钓鱼时鱼竿绕右手的位置转动,右手的位置为支点,左手的位置为动力作用点,钓鱼竿受到的阻力为鱼对钓鱼竿的顶端的拉力,钓鱼竿的顶端为阻力作用点,则动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;故ABC错误;
若想减小动力,而阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知:需要增大两手之间的距离,故D正确。
故选:D。
先确定杠杆的支点,再根据动力臂和阻力臂的大小关系确定杠杆的类型;
阻力和阻力臂不变,动力臂越小,越费力;动力臂越大,越省力。
本题考查了杠杆的五要素和杠杆的分类,属于基础题目。
3.【答案】C
【解析】解:A、增加左侧钩码个数,力与力臂的乘积变大,杠杆不会平衡,故A错误;
B、在实验的过程中,不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,故B错误;
C、将左侧钩码向右移动,力臂变小,则左侧力与力臂的乘积变小,会使杠杆平衡,故C正确;
D、减小弹簧测力计的拉力,右侧的力臂不变,力变小,力与力臂的乘积变小,杠杆不会平衡,故D错误。
故选:C。
观察如图所示的杠杆,发现左端低右端高,说明左端偏重,要使杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件解答。
本题考查了杠杆的平衡条件的实验探究,学生要加强对杠杆的认识。
4.【答案】D
【解析】解:A、图中,动力臂为阻力臂的一半,所以动力为阻力的2倍,即;
B、图中为定滑轮,不省力,所以;
C、图中有2段绳子承担物体的重,所以;
D、图中有3段绳子承担物体的重,所以;
综上,D图中所用拉力F最小。
故选:D。
根据杠杆平衡公式:分析;
不计摩擦和滑轮重力,使用滑轮组时,有几段绳子承担动滑轮和物体的重,拉力就是物重的几分之一,因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力。
本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数的确定直接从动滑轮上引出的绳子股数,二是利用好不计滑轮重、绳重和摩擦时,拉力和物重的关系。
5.【答案】A
【解析】解:AB、忽略绳与木棍之间的摩擦,仅将绳在两木棍上多绕1圈,这样承担男孩所用木棍的绳子的段数增大,女孩更省力,可能使女孩获胜;同理可知,仅将绳在两木棍上少绕1圈,不能使女孩获胜,故A符合题意,B不符合题意;
CD、改变绳的总长,不能改变力的大小,故CD不符合题意。
故选:A。
使用滑轮组时,承担物重的动滑轮的股数越多越省力。
本题考查了滑轮组的工作特点,属于基础题。
6.【答案】B
【解析】解:①小华将地上的球捡起来,有力作用在球上,球在力的方向上通过了一定的距离,故有力做功,故①符合题意;
②小华将球举起停在空中不动,有力,但球没有在力的方向上移动距离,故没有做功,故②不符合题意;
③小华挥动球,有力作用在球上,球在与手接触的一段时间内通过了一定的距离,故有力做功,故③符合题意;
④球飞出去,球由于惯性向前运动,小华没有对球施加力,小华没有对球做功,故④不符合题意。
可见,手对球做功的过程有①③。
故选:B。
做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体沿力的方向通过一段距离,二者缺一不可。
有力有距离,力对物体不一定做功,物体必须在力的方向上通过了距离,即力的方向和物体前进的距离的方向一致,力对物体才做功。
7.【答案】C
【解析】解:由题可知,先后两次同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离,根据可知它们做功相等;又因为两次所用时间相同,根据得到功率的大小相同。
故选:C。
根据得到该力在此过程中所做功;根据得到功率的大小。
本题考查了功和功率的大小的比较,属于基础题。
8.【答案】C
【解析】解:A、大多数初三学生的质量约为50kg,故A符合实际;
B、跳绳每次起跳的高度约为,故B符合实际;
CD、学生跳绳180次,做的功约为:,故C不符合实际;
学生做功的功率为:,60W与70W相差不大,故D符合实际。
故选:C。
大多数初三学生的质量约为50kg;
跳绳每次起跳的高度约为;
根据算出学生跳绳做的功,由算出学生做功的功率。
解决此类问题要利用生活常识,联系相关的物理知识进行估测。这就要求同学们要学会从生活体验中理解物理知识和物理规律,并且能将物理知识和物理规律用于对生活现象和生活常识的简单解释。
9.【答案】A
【解析】【分析】
本题主要考查机械效率,知道对谁做的是有用功、对谁做的是额外功及机械效率的计算是解决该题的关键。
对于滑轮组,最钩码做的功是有用功,即;
此题中克服滑轮重做的功是额外功;
;
【解答】
解:此题中,钩码的重力相同,钩码上升的高度相同,据可知,所做的有用功相同;此时对动滑轮做的功是额外功,不计绳子和摩擦,滑轮相同,即额外功相同,即是相同的,据可知,所以是相同的,故拉力做的功相同,即,机械效率,故也是相同的,即。
故选:A。
10.【答案】A
【解析】解:小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中质量不变,高度减小,因此小明的重力势能减小;速度不变,因此动能不变。机械能是动能与势能的总和,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小。
故选:A。
动能大小的影响因素:质量、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:质量、高度;质量越大,高度越高,重力势能越大;
机械能是动能与势能的总和。
熟悉动能、重力势能的影响因素,以及机械能的概念是解决该题的关键。
11.【答案】B
【解析】解:A、皮球在下落的过程中,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,故A错误;
B、当球接触地面时,球会发生形变,球的动能转化为球的弹性势能,故B正确;
CD、球的动能越大,转化成的弹性势能越大,则小球的形变越大,在地面上形成的圆斑越大,所以形成圆斑A时皮球接触地面后形变程度更大,形成圆斑B时皮球是从较低处下落的,故CD错误。
故选:B。
皮球由于被举高而具有的能叫做重力势能,重力势能的大小与物体的质量和下落高度有关,下落高度相同时,质量越大,重力势能越大;
皮球由高处下落过程中,重力势能转化为动能,与地面碰撞接触时动能又转化为弹性势能,从而在地面上留下黑色圆斑。
本题借助小球下落综合考查了重力势能的影响因素、动能与势能的转化、弹性势能的影响因素的相关知识,难度不大,有一定的综合性。
12.【答案】D
【解析】解:AB、AB间的距离s为:,由于OB是一个定值,速度不变,则s随t的增大而减小,且是一条直线,故AB错误;
CD、杠杆始终处于水平位置平衡,根据杠杆的平衡条件可知,,则,所以图像为一条直线,由于从A点开始运动,所以A点的F不为零,故D正确、C错误。
故选:D。
根据汽车的移动速度分析s与t的关系;根据杠杆的平衡条件分析F与t的变化关系。
本题主要考查了杠杆的动态平衡分析,难度不大。
13.【答案】支点 远 靠近
【解析】解:把跷跷板看作杠杆,转轴即为杠杆的支点;
设妈妈和妹妹的总重力为,力臂为,小涛的重力为,力臂为,跷跷板在水平位置平衡时,结合杠杆的平衡条件可知、已知,所以,即小涛比妈妈离转轴远;
若妈妈放下怀抱中的妹妹,即减小,妈妈的位置不变,即不变,为了保持跷跷板水平平衡,由知,在和不变时,减小,也减小,即小涛应适当靠近转轴。
故答案为:支点;远;靠近。
在物理学中规定硬棒绕着转动的固定点叫做支点;
跷跷板在水平位置平衡,知道妈妈、妹妹和小涛的体重关系,利用杠杆的平衡条件判断离支点的距离的大小;根据杠杆的平衡条件分析解答。
本题考查杠杆五要素及杠杆平衡条件的应用,杠杆是否平衡取决于力和力臂的乘积是否相等,不能只看力或力臂的大小。
14.【答案】质量 15 偏大
【解析】解:杆秤是一种测量物体质量大小的工具;
如图,杠杆平衡,,
即:,
故;
若秤砣有缺损,减小,而不变,所以要变大,
杆秤所示的质量值要偏大。
故答案为:质量;15;偏大。
杆秤利用的是杠杆的平衡条件,通过力臂的大小关系得出物体重和秤砣重之间的关系,进而得出物体的质量与秤砣的质量之间的关系,测量的是物体的质量;
知道秤砣的质量和两边力臂的大小,利用重力公式和杠杆的平衡条件求被测物的质量;
若秤砣有缺损时,左边的力和力臂不变,右边的力减小,根据杠杆的平衡条件知道右边的力臂增大,即:杆秤所示的质量值要大于被测物的真实质量值。
本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用,找出力臂大小是本题的关键。
15.【答案】省力 300 省力
【解析】解:车轮转轴为支点,动力臂,阻力臂,
,独轮车相当于一个省力杠杆,
由可得,
解得:;
手向上抬起独轮车时,阻力臂和动力臂的比值越小,由变形式可知,重力G不变时,动力F越小,即越省力。
故答案为:省力;300;省力。
先确定支点和动力臂、阻力臂,比较动力臂和阻力臂的大小判断杠杆的类型,又知道阻力车和砖块所受的重力,利用杠杆的平衡条件求出人手向上的力F的大小;
手向上抬起独轮车时,动力臂和阻力臂的比值越大,根据杠杆的平衡条件得出重力G不变时动力F的大小变化,然后得出答案。
本题考查了杠杆的分类和杠杆平衡条件的应用等,是一道较为简单的应用题。
16.【答案】等臂 粗 密
【解析】解:由图甲知,用力摁住C点打开夹子时,AC是绕着B点转动的,C点受到的力是动力,A点受到的力是阻力,所以支点是B点。由题意知,,即动力臂等于阻力臂,所以是等臂杠杆。
如图乙知,螺丝刀在作用时相当于轮轴,手柄相当于动力臂,作用在手柄上的力是动力,据杠杆的平衡条件知,在阻力和阻力臂不变时,使用手柄粗一些的螺丝刀,相当于增大动力臂,可以减少动力,即更省力。
螺丝钉的螺纹的作用相当于斜面,螺纹密一些的螺丝钉,相当于在斜面的高度不变时,增大斜面的长度,起到省力的作用。
故答案为:等臂;粗;密。
比较动力臂、阻力臂大小关系,识别杠杆类型;轮轴属于变形的杠杆,其它条件一定时,动力臂越大,越省力;螺纹属于变形的斜面,斜面越费距离,越省力,据此分析解答。
本题考查了杠杆的分类、杠杆省力情况的分析以及斜面省力情况的分析,属于基础题。
17.【答案】1800 360 为零
【解析】解:扶梯对它做的功是克服人的重力做功,则扶梯对他做的功是
由图可知,结合勾股定理,扶梯移动距离为
已知扶梯以的速度匀速行驶,则扶梯移动5m所需要的时间为
扶梯对他做功的功率是
在匀速上升过程中,人受平衡力,水平方向不受摩擦力,在竖直方向上受重力和支持力,所以他受到扶梯的摩擦力为零。
故答案为:1800;360;为零。
根据得出扶梯对他做的功,由图可知,结合勾股定理得出扶梯移动距离,已知扶梯以的速度匀速行驶,根据速度公式得出扶梯移动5m所需要的时间,根据可知扶梯对他做功的功率;
在匀速上升过程中,人受平衡力,水平方向不受摩擦力,在竖直方向上受重力和支持力,所以他受到扶梯的摩擦力为零。
本题考查学生对图像的认识、功和功率的计算,要求能熟练读图,并能结合运动分析物体的受力情况。
18.【答案】
【解析】解:推力做的功,即总功:W总;
克服货箱重力做的有用功:,
斜面的机械效率:;
克服斜面对货箱的摩擦力所做的额外功:,
斜面对货箱的摩擦力:。
故答案为:1600;;100。
根据求推力做的功,即总功;
根据求克服货箱重力做的有用功;根据求斜面的机械效率;
根据求克服斜面对货箱的摩擦力所做的额外功,根据求斜面对货箱的摩擦力。
本题考查使用斜面时功、机械效率和摩擦力的计算,明确额外功是关键之一
19.【答案】弹性势 动 做功
【解析】解:弹性势能的影响因素:物体的弹性形变程度;
“魔罐”在开始滚动的时候具有动能,滚动的过程中,罐子的动能转化为橡皮筋的弹性势能,当动能为0时,弹性势能最大,“魔罐”开始向回滚动,在“魔罐”滚回来的过程中,橡皮筋的弹性势能减小,罐子的动能增大,即它能滚回来是弹性势能转化为动能。
发生弹性形变的物体就具有了弹性势能,“橡皮筋伸长”说明橡皮筋发生了弹性形变,发生弹性形变的物体要恢复原状,就会对使它发生形变的物体施加力的作用,所以橡皮筋会对硬卡片施力,使它弹起,这个现象说明:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功,因此它具有弹性势能。
故答案为:弹性势;动;做功。
弹性势能的影响因素:物体的弹性形变程度;
发生弹性形变的物体就具有了弹性势能,也具有了弹力,必然会对使它发生形变的物体施加力的作用。若该物体受到了力且在的方向上运动了一段距离,就说力对它做了功;对同一物体,影响弹性势能的因素是形变量。
本题考查动能和重力势能和弹性势能的影响因素,常采用转换法和控制变量法。
20.【答案】不变 变大
【解析】解:由图示可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知动力臂与阻力臂的比值不变,且重物的重力不变,由杠杆平衡条件可知拉力不变;
拉力所做的功:
,
有用功:
,
杠杆的机械效率:
。
杠杆提升钩码时,对钩码做有用功,克服杠杆重做额外功,并且;
设杠杆重心升高的距离为h,所以,,G不变,不变,不变,
钩码从A点到B点,钩码还升高相同的高度,有用功不变;
杠杆上旋的角度减小,杠杆升高的距离h变小,克服杠杆重力所做的额外功变小;
则变小,所以也变小;根据可知,总功变小,有用功不变,所以变大。
故答案为:不变;;变大。
由图示可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知动力臂与阻力臂的关系,再根据杠杆平衡条件可知拉力的变化;已知拉力的大小和拉力移动的距离,根据公式可求拉力所做的功;还知道物体的重力和物体升高的高度,根据公式可求有用功;有用功和总功的比值就是机械效率。
将钩码的悬挂点从A点移至B点,钩码还升高相同的高度,杠杆上旋的角度减小,克服杠杆重做功减小,有用功不变,额外功减小,总功减小,进而判断机械效率的变化。
本题考查了使用杠杆时有用功、总功和机械效率的计算,在判断杠杆的机械效率的大小变化时,利用杠杆平衡条件得出动力的大小变化是关键。
21.【答案】解:由图可知,动力的作用是使杠杆沿顺时针方向转动,所以摩擦力的作用是阻碍其转动,方向与相反,从B点开始,沿水平向左的方向画出摩擦力的示意图;
从支点O作摩擦力作用线的垂线,垂线段为其力臂,如图所示:
【解析】由题意分析笤帚上B点受力摩擦力的方向,再力的示意图要求画出摩擦力示意图,根据力臂的概念画出其力臂。
本题考查摩擦力的示意图和杠杆上力臂的作图,难度不大。
22.【答案】解:n为奇数时,承担物重的有3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n为偶数,绳子固定端在定滑轮上;若n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。
23.【答案】解:铅球离手后,铅球在上升过程中,质量不变,速度不断减小,动能不断变小;铅球在下降过程中,质量不变,速度不断变大,动能不断变大。
铅球在最高点时,仍有一定的速度,故其动能不为零,即图线不能与横轴相交。所以在整个运动过程中,铅球的动能先变小后变大,如图所示:
【解析】动能大小的影响因素:质量、速度。速度一定时,质量越大动能越大;在质量一定时,速度越大,动能越大。
掌握动能大小的影响因素,利用控制变量法,解释动能大小的变化,并通过画图来表示。
24.【答案】平衡 左 3 一次实验得出的结论具有偶然性 不变 小猴
【解析】解:如图甲所示,杠杆处于静止状态,故此时杠杆处于平衡状态;为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆的平衡螺母向左移;
如图乙所示,在刻度线A处挂两个钩码每个钩码为,在刻度线B处用调好的弹簧测力计竖直向下拉杠杆,杠杆在水平位置时,根据杠杆的平衡条件:,每个钩码重力为,杠杆每小格长为L;
则,即,;
杠杆的平衡条件是:动力动力臂=阻力阻力臂或,一次实验得出的结论具有偶然性,要多次实验得出的结论才具有普遍性;
力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图丙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂也变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,已知阻力大小不变,所以拉力大小不变;
图中萝卜处于平衡状态,假设支点左侧重量为,力臂为,支点右侧重量为,力臂为,则,
根据图可知,左侧力臂小,即,杠杆平衡时,力臂越小,力越大,则,
因此,小猴分得的萝卜质量大。
故答案为:平衡;左;;一次实验得出的结论具有偶然性;不变;小猴。
当杠杆受力平衡时将保持静止或匀速转动状态;
调节杠杆水平平衡时,平衡螺母的调节方向是向上翘的那端调节;
根据杠杆的平衡条件计算即可;
实验时,如果只用一组数据得到结论,偶然性太大,因此应获取多组实验数据归纳出物理规律;
力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,此过程中,弹簧测力计对杠杆拉力的力臂变小,钩码对杠杆拉力的力臂减小,根据数学知识和杠杆的平衡条件分析解题;
由图可知,萝卜被支起,处于平衡状态,只要能确定两边力臂的大小关系即可求得两边的重力的大小关系。
探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,便于测量力臂大小,杠杆的重心通过支点,消除杠杆自重对杠杆平衡的影响,使实验简单化,便于探究。
25.【答案】乙 刻度尺 错误 偏大
【解析】解:由表中数据可知,绳子的有效段数为:
;
小皇是利用图中的乙滑轮组完成实验的;
因表中要测量长度,故实验中用到的测量工具有弹簧测力计和刻度尺;
在第③次实验中,滑轮组的机械效率是:
;
动滑轮的重力不可忽略,则克服动滑轮的重和绳与滑轮间的摩擦所做的功为额外功,从摩擦角度考虑,随着物体重力的增加,滑轮与绳子间摩擦会一定程度增大;
同时,物重增大,有用功逐渐增大,有用功占总功的比值在增大,所以机械效率逐渐增大,但由于摩擦也在增大,故机械效率与物体重力G的关系并不成正比,故滑轮组的机械效率与物重的关系可能比较符合的图是A;
故选:A;
实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小。乐乐同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,若该静止读数,没有测量出机械之间的摩擦力,测量值偏小,她的想法是错误,如果这样做,求出的总功偏小,测得的机械效率将偏大。
故答案为:乙;刻度尺;;;错误;偏大。
由表中数据得出绳子的有效段数分析;
因表中要测量长度,据此回答;
在第③次实验中,根据机械效率公式得出滑轮组的机械效率;
通过分析实验数据得出结论;
实验中应匀速缓慢竖直拉动测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数等于作用在绳子自由端的拉力大小,若该静止读数,则没有测量出机械之间的摩擦力,测量值偏小,据此分析回答。
本题测量滑轮组的机械效率,考查所用的测量工具、机械效率计算、数据分析、提升滑轮组的机械效率等知识。
26.【答案】木块移动的距离 钢球 不能 速度大小 甲、丙 减小钢球下落的高度 不可行 相同
【解析】解:“探究影响动能大小的因素”实验中,研究对象是钢球,钢球动能的大小是通过木块移动的距离体现的,木块被撞的越远,说明钢球的动能越大,被撞的越近,说明钢球的动能越小,这里采用了转换法。
若水平面绝对光滑,根据牛顿第一定律可知,木块将做匀速直线运动,由于无法比较木块移动距离的大小,故本实验将不能达到探究目的。
由甲、乙两次实验可知,钢球的质量相同,钢球高度不同,即速度不同,木块被推动的距离不同,说明物体动能大小与速度有关。
要探究物体动能大小与质量有关,根据控制变量法可知,应控制钢球的速度相同,质量不同,由图可知,甲、丙两次实验满足要求,且钢球的质量越大,推动木块移动的距离越远,说明钢球的动能越大。
若在这组实验中的某一次,木块被撞后滑出木板,说明钢球的动能较大,为使木块不滑出木板,在不更换器材的前提下,可以减小钢球的速度即减小钢球下落的高度。
同一弹簧被压缩相同形变量,则每次实验中,弹簧的弹性势能相同,在不考虑铁球与地面间的摩擦力时,由机械能守恒定律知,小球每次碰撞时的动能相同,则碰撞后,木块移动的距离相同,所以该实验方案不可行。
故答案为:木块移动的距离;钢球;不能;速度大小;甲、丙;减小钢球下落的高度;不可行;相同。
实验中通过观察木块被钢球推动距离大小判断钢球的动能大小的,利用了转换法;根据牛顿第一定律分析回答;
动能的决定因素有两个:质量和速度,要利用控制变量法去研究;研究与速度关系时要保证质量相同,速度不同;研究与质量关系时,要保证速度相同,质量不同;
根据影响滑动摩擦力大小的因素分析;
弹簧被压缩到相同程度,释放后弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的动能转化为木块的动能,不计能量损失的情况下,机械能守恒,所以木块移动距离相等,方案不可行。
本题是探究影响动能大小的因素实验,主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用,并要掌握实验中控制速度和改变速度的方法。
27.【答案】解:
由图知,动力F的力臂;重力的力臂;
根据杠杆的平衡条件可得:,
则小腿肌肉对两只脚的拉力:;
小腿肌肉对脚的拉力做的功等于踮脚一次所做的功:;
小明踮脚过程中克服重力做功;
小明在lmin内完成30个双脚同时踮起动作,
则小明踮脚过程中克服重力做功的功率:。
答:小腿肌肉对脚的拉力为400N;
小明踮脚过程中踮脚一次所做的功至少32J;
小明做功的功率16W。
【解析】根据杠杆的平衡条件分析解答小腿肌肉对脚的拉力;
小明踮脚过程中克服重力做功等于踮脚一次所做的功;
根据算出小明踮脚过程中克服重力做功的功率。
本题考查了杠杆的平衡条件、功的计算、功率的计算,其中小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功是解题的关键。
28.【答案】解:由图可知,滑轮组中动滑轮上的绳子段数,
绳子自由端移动的距离:,
绳子自由端移动的速度:;
滑轮组的机械效率:;
木箱匀速上升,不计绳重和摩擦,根据可得,
动滑轮的重力:,
小亮向下拉绳子时,小亮对绳子的最大拉力等于小亮的重力,
即最大拉力:,
所以小亮能提升的最大物重:
。
答:绳子自由端移动的速度为;
滑轮组的机械效率为;
小亮通过该滑轮组能匀速提起木箱的最大重力为1100N。
【解析】由图可知,滑轮组中动滑轮上的绳子段数,根据求绳子自由端移动的距离,根据求绳子自由端移动的速度;
根据求滑轮组的机械效率;
不计绳重和摩擦,根据求动滑轮的重力;小亮对绳子的最大拉力等于小亮的重力,根据求小亮能提升的最大物重。
本题考查使用滑轮组时有关速度、机械效率和提升最大物重的计算,知道n的大小是关键。
29.【答案】费力 大 省力 60
【解析】解:由图乙可知,后齿轮和后车轮组成一个轮轴,动力是链条的拉力,阻力是地面的摩擦力,此轮轴的动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
根据杠杆平衡条件可知,当动力臂最长时,需要的动力是最小的,也就是当F垂直于脚踏板相连的金属杆时最省力,如下图所示:
;
对于后轮的费力杠杆,动力是人通过链条传递给后轴的齿轮的力,动力臂是后齿轮的半径;自行车上坡时所受阻力变大,而阻力臂不变,因此,增大动力臂可以减小所施加的动力,故应换用半径较大的后齿轮会相对省力一些;
对于后车轮的杠杆,设链条对后齿轮的拉力为,由杠杆平衡条件可得:,
已知,可解得:,链条对前齿轮大小是一样的,
对于前齿轮和脚踏板的杠杆,设人登车的力为F,由杠杆平衡条件可得:,
解得:。
故答案为:费力;;大;省力;。
轮轴由轮和轴组成,是变形杠杆,对比杠杆中动力臂和阻力臂的长度大小,可以辨别出是省力还是费力杠杆;
若要找出杠杆最省力的力,根据杠杆平衡条件可知,力臂最大时,所需的力最小;
阻力和阻力臂一定时,增大动力臂可减小动力,达到省力的目的;
对前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型的杠杆与后齿轮和后车轮构成另一个轮轴型的杠杆,链条对前齿轮大小是一样的,利用杠杆平衡条件求出人蹬车的力。
这是一道信息给予题,考查了杠杆和轮轴的相关知识和杠杆公式的应用,难度适中。实验序号
物重
物体上升高度
拉力
绳端移动距离
机械效率
1
1
2
2
3
3
——
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