江苏省连云港市新海中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试卷(含答案)

这是一份江苏省连云港市新海中学2022-2023学年九年级上学期第一次月考物理试卷(含答案)，共33页。试卷主要包含了选择题，作图与实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省连云港市新海中学九年级（上）
第一次月考物理试卷
一、选择题（每题2分，共20分）
1．（2分）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．开瓶器 B．钢丝钳
C．食品夹 D．核桃夹
2．（2分）如图是筷子夹菜时的杠杆示意图，其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是（　　）
A． B．
C． D．
3．（2分）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（　　）

A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
4．（2分）利用定滑轮将同一重物匀速提升时，若所用拉力的方向如图所示，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）

A．F1＝F2＝F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1＞F2＝F3
5．（2分）如图所示，工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离是4m
B．动滑轮的重是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
6．（2分）下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械效率越高，做功越多，功率越大
B．机械效率越高，做功越少，功率越大
C．机械的功率越大做功越快
D．机械效率越高，做功越少，但功率不一定大
7．（2分）2019年青龙县中考体育测试项目中，小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．抛出后在空中飞行，是因为受推力的作用
B．抛出后继续向前过程中，小徐同学仍对实心球做功
C．运动到最高点时速度为0，受平衡力的作用
D．抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变，因为受重力的作用
8．（2分）2018年12月8日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，为最终实现人类首次月球背面软着陆而开启了中国月球探测的新旅程。运载火箭在离开地面加速上升的过程中（忽略因燃料燃烧所致质量的变化），下列说法正确的是（　　）
A．动能增加，重力势能减小
B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能增加
D．动能减小，重力势能减小
9．（2分）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
B．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
10．（2分）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%．则下列选项错误的是（　　）
A．拉力大小一定是125N B．有用功一定是150J
C．总功一定是250J D．动滑轮重一定是100N
二.填空题（每空1分，共21分）
11．（2分）如图所示，在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，五星红旗徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个　 　滑轮（选填“动”或“定”），使用它可以改变动力的　 　（选填“大小”或“方向”）。

12．（2分）扁担是一种劳动工具，如图所示，一位挑担人用一根长2m的扁担挑起货物，若在扁担的前端挂300N的物体，后端挂200N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，挑担时可以把扁担看做　 　模型，则扁担顶在肩膀的位置需距前端　 　m远。（不计扁担重力）

13．（2分）如图所示，为了解决疫区的配送问题，顺丰速运采用了无人机快递服务。无人机在带着包裹匀速升空过程中，不计空气阻力，包裹的动能　 　，机械能　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

14．（3分）如图所示，O为杠杆AC的支点，杠杆重力不计，在B处挂一小球，重为100N，AO＝OB＝BC，A、C分别是杠杆的两个端点，为使杠杆在水平位置平衡，需要施加的最小力的作用点应该在 　 　点，力的大小为 　 　N。若将物体提升20cm，则动力做的功是 　 　J。

15．（3分）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙、丙所示。物体在0～2s的过程中处于　 　状态（选填“静止”或“运动”）；在2～4s内，物体的动能　 　（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）；在4～6s内，拉力F做的功是　 　。

16．（2分）家用清洁机器人已经逐渐被人们接受并使用，如图甲所示，质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示。在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，推力所做功为　 　J；当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是　 　W。

17．（2分）如图，重为20N的小球在水平桌面上以4m/s的速度匀速向右滚动了1m后飞出桌面，经0.5s后落在离桌面右边缘2m远的地面上。若桌高80cm，则小球在桌面上滚动时，小球的重力做的功为 　 　J；在小球离开桌面至落地的过程中，重力做功的功率是 　 　W。

18．（5分）（1）如图甲所示，将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端，已知沿斜面的推力是300N，斜面的机械效率是75%。则在此过程中，推力做的总功是 　 　J，重物所受摩擦力为 　 　N，物体的重力为 　 　N。
（2）用如图乙所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩玛重不变），则此时杠杆的机械效率η为 　 　；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′　 　η（填“大于”、“小于”或“等于”）。

三、作图与实验题（每图、每空2分，共32分）
19．（2分）如图所示，用起子开启瓶盖，请画出动力F1的力臂，并作出阻力F2的示意图。

20．（2分）如图，O为杠杆ABO支点，请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。

21．（2分）请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）

22．（2分）请在图中画出最省力的滑轮组的绕线方式。

23．（10分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
序号
动滑轮重G动/N
物重G/N
物体上升的高度h/m
绳端受到的拉力F/N
绳端移动的距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
0.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
0.5
4
0.1
1.8
0.3

（1）根据表格中的数据，在图中画出滑轮组的绕绳方法。
（2）实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应　 　（选填“保持静止”“缓慢上升”或“缓慢下降”）。
（3）第三次实验中滑轮组的机械效率为　 　%（结果精确到0.1%）。
（4）根据表格中的数据分析可知：
①随着物重的增大，额外功　 　（选填“变小”“不变”或“变大”）。
②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取　 　的措施。

24．（14分）如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙丙所示的三次实验，其中hA＝hC＞hB，mA＝mB＜mC

（1）实验中，探究的动能是指　 　（填序号）．
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过　 　（选填“高度h”或“距离s”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将　 　（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　 　的关系，分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越　 　．
（4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A．C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　 　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　 　（选填“相等”或“不相等）．
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
四、计算题（22题8分、23题9分，共17分）
25．（8分）某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：
a、如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。b、将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB＝6cm，OA＝9m，弹簧测力计的示数为200N，根据上述数据测出了大象的重量，试求大象的质量。

26．（9分）一辆质量为5000kg小轿车，以108km/h的速度在一条水平直线的公路上匀速行驶了20min，已知在这段路程中汽车发动机的功率是15kW，求：
（1）汽车通过这段路程中，重力做功为多少？
（2）汽车发动机在这期间所做的功是多少？
（3）汽车受到的牵引力的大小？

2022-2023学年江苏省连云港市新海中学九年级（上）
第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每题2分，共20分）
1．（2分）下列工具中，在使用时属于费力杠杆的是（　　）
A．开瓶器 B．钢丝钳
C．食品夹 D．核桃夹
【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，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。
【解答】解：A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A不合题意；
B、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不合题意；
C、食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故C符合题意；
D、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不合题意。
故选：C。
【点评】此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．（2分）如图是筷子夹菜时的杠杆示意图，其中的一只筷子受阻力和动力方向都正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【分析】根据自己生活中使用筷子的情况，确定动力和阻力的作用点和方向。
【解答】解：手对筷子的作用力为动力，其方向与筷子垂直向下；食物对筷子的阻碍力为阻力，其阻力的作用点为筷子与食物的接触点，并且方向垂直筷子向上。
故选：B。
【点评】本题考查杠杆的五要素，会根据生活中的常见现象确定杠杆的五要素，属于基础题，比较简单。
3．（2分）如图，在均匀杠杆的A处挂3个钩码，B处挂2个钩码，杠杆恰好在水平位置平衡。下列操作中，仍能使杠杆在水平位置平衡的是（所用钩码均相同）（　　）

A．两侧钩码同时向支点移动一格
B．两侧钩码下方同时加挂一个钩码
C．左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码
D．左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格
【分析】杠杆是否平衡，取决于两边力和力臂的乘积是否相等，若F1L1＝F2L2，杠杆平衡；若F1L1≠F2L2，杠杆就不平衡。
【解答】解：设每个钩码重力为G，每个小格长度为L；
A、两侧钩码同时向支点移动一格，左边：3G×L＝3GL，右边：2G×2L＝4GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故A错误；
B、两侧钩码下方同时加挂一个钩码，左边：4G×2L＝8GL，右边：3G×3L＝9GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故B错误；
C、左侧加挂一个钩码，右侧加挂两个钩码，左边：4G×2L＝8GL，右边：4G×3L＝12GL，右边大于左边，杠杆右边下倾，故C错误；
D、左侧拿去一个钩码，右侧钩码向左移动一格，左边：2G×2L＝4GL，右边：2G×2L＝4GL，右边等于左边，杠杆平衡，故D正确。
故选：D。
【点评】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．（2分）利用定滑轮将同一重物匀速提升时，若所用拉力的方向如图所示，则F1、F2和F3的大小关系是（　　）

A．F1＝F2＝F3 B．F1＜F2＜F3 C．F1＞F2＞F3 D．F1＞F2＝F3
【分析】要解答本题需掌握：定滑轮实质上是一等臂杠杆，只改变力的方向，而不省力。
【解答】解：因为定滑轮相当于一等臂杠杆，只能改变力的方向，而不省力，故定滑轮拉同一重物G，沿三个不同方向，用的拉力大小相等，即F1、F2、F3都等于物体的重力。
故选：A。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题。
5．（2分）如图所示，工人用300N的力将重500N的物体匀速提升2m，共用了10秒，若在此过程中（忽略绳重和摩擦）。下列说法正确的是（　　）

A．绳子自由端移动的距离是4m
B．动滑轮的重是50N
C．绳子自由端移动的速度为0.6m/s
D．绳子自由端移动的速度为0.4m/s
【分析】由图可知，滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，根据v＝求出绳子自由端移动的速度，忽略绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重。
【解答】解：
A、由图可知，n＝3，则绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，故A错误；
CD、绳子自由端移动的速度：
v＝＝＝0.6m/s，故C正确、D错误；
B、忽略绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，动滑轮的重：
G动＝nF﹣G＝3×300N﹣500N＝400N，故B错误。
故选：C。
【点评】本题考查了有关滑轮组公式s＝nh、F＝（G+G动）以及速度公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
6．（2分）下列关于功、功率、机械效率的说法中，正确的是（　　）
A．机械效率越高，做功越多，功率越大
B．机械效率越高，做功越少，功率越大
C．机械的功率越大做功越快
D．机械效率越高，做功越少，但功率不一定大
【分析】根据功、功率、机械效率的关系分析。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。
【解答】解：A、B、D、说法错误，机械效率高，只能说明有用功在总功中占的比例多，而不能说明做功的多少、做功的快慢；
C、说法正确，功率越大，说明做功越快；
故选：C。
【点评】本题考查了功、功率、机械效率的关系。功率由功和时间共同决定，机械效率由有用功和总功共同决定。
7．（2分）2019年青龙县中考体育测试项目中，小徐同学抛出的实心球在空中运动的轨迹如图所示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）

A．抛出后在空中飞行，是因为受推力的作用
B．抛出后继续向前过程中，小徐同学仍对实心球做功
C．运动到最高点时速度为0，受平衡力的作用
D．抛出后空中飞行过程中运动状态不断改变，因为受重力的作用
【分析】（1）惯性是指物体保持原来运动状态不变的性质，惯性是物体本身具有的一种属性，一切物体在任何状态下都具有惯性。
（2）做功的两个必要因素：有力作用在物体上，并且物体在这个力的方向上通过一段距离。
（3）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力作用。
（3）地球附近的物体都受到地球的吸引﹣﹣由于地球的吸引而使物体受到的力叫重力，重力的方向是竖直向下的。
【解答】解：
A、被抛出的实心球不再受到手的推力作用，之所以继续向前运动，是因为实心球具有惯性，仍要保持原来的运动状态，故A错误；
B、实心球离开运动员的手后在空中飞行的过程中，小徐同学对实心球没有作用力，所以小徐同学对实心球没有做功，故B错误；
C、实心球运动到最高点时只受重力作用，且速度不为零，此时受力不平衡，故C错误；
D、整个过程中实心球的速度大小和运动方向都是变化的，即运动状态不断改变，主要受重力的作用，故D正确。
故选：D。
【点评】本题的关键是知道任何物体都有惯性以及力与运动的关系，并会用惯性知识解释相关现象。
8．（2分）2018年12月8日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，为最终实现人类首次月球背面软着陆而开启了中国月球探测的新旅程。运载火箭在离开地面加速上升的过程中（忽略因燃料燃烧所致质量的变化），下列说法正确的是（　　）
A．动能增加，重力势能减小
B．动能增加，重力势能增加
C．动能减小，重力势能增加
D．动能减小，重力势能减小
【分析】分析火箭的动能、重力势能大小的变化，从动能和重力势能大小的影响因素考虑。
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、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
【解答】解：火箭升空时，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大。
故选：B。
【点评】掌握动能、重力势能的影响因素，判断动能、重力势能的变化。
9．（2分）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（　　）

A．若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
B．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
【分析】A、弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反应小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大。
B、从轨迹来看，小球既有竖直方向的速度又有水平方向的速度。
C、每次小球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小。
D、由图可知，每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小；机械能是物体动能与势能的总和，AB两点高度相同则重力势能相同。
【解答】解：
A、由图可知，每次小球反弹后到达的最高点都比上一次的最高点要低，说明小球受到空气阻力，机械能逐渐变小，所以小球在M点的机械能大于N点的机械能；
当皮球落到M、N两点，且皮球达到最大形变时，其动能与重力势能都为零，又因为小球在M点的机械能大于N点的机械能，所以小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能，则在M点的圆斑要大于在N点的圆斑，故A错误。
B、从轨迹来看，小球在最高点时，竖直方向的速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度；故B错误。
C、由前面解答可知，小球的机械能逐渐变小，且C点在D点之前，所以小球在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故C正确。
D、小球的机械能逐渐变小，且A点在B点之前，所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能；机械能是物体动能与势能的总和，在A、B两点高度相同则重力势能相同，所以小球在A点的动能大于在B点的动能；故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了机械能的相互转化的相关知识，关键明确最高点时的竖直方向的速度为零，水平方向的速度不一定为零。
10．（2分）用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%．则下列选项错误的是（　　）
A．拉力大小一定是125N B．有用功一定是150J
C．总功一定是250J D．动滑轮重一定是100N
【分析】由题知，用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有右图两种绕法，左图n1＝3，右图n2＝2，

分别对右图两种情况计算分析，最后判断选择：
知道物体重和物体上升的高度，利用W＝Gh求对物体做的有用功；又知道滑轮组的机械效率，利用效率公式求总功，求出了有用功和总功可求额外功，不计绳重和摩擦，额外功W额＝G轮h，据此求动滑轮重；不计摩擦和绳重，根据F＝（G物+G轮）求拉力大小。
【解答】解：对左图滑轮组，承担物重的绳子股数n＝3，
对物体做的有用功：
W有＝Gh＝150N×1m＝150J，
∵η＝，
∴W总＝＝＝250J，
∴W额＝W总﹣W有＝250J﹣150J＝100J；
∵不计绳重和摩擦，W额＝G轮h，
∴动滑轮重：
G轮＝＝＝100N，
拉力F的大小：
F＝（G物+G轮）＝（150N+100N）＝N；
对右图滑轮组，承担物重的绳子股数n＝2，
对物体做的有用功：
W有＝Gh＝150N×1m＝150J，
∵η＝，
∴W总＝＝＝250J，
∴W额＝W总﹣W有＝250J﹣150J＝100J；
∵不计绳重和摩擦，W额＝G轮h，
∴动滑轮重：
G轮＝＝＝100N，
拉力F的大小：
F＝（G物+G轮）＝（150N+100N）＝125N。
由以上计算可知，对物体做的有用功都是150J，总功都是250J，动滑轮重都是100N，故B、C、D都正确；但拉力不同，故A错。
故选：A。
【点评】本题是一个选择题，实质上是一个小综合题，最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断。本题的关键有二：一是两种绕法n的确定，二是不计摩擦和绳重时，W额＝G轮h，F＝（G物+G轮）。
二.填空题（每空1分，共21分）
11．（2分）如图所示，在学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，五星红旗徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个　定　滑轮（选填“动”或“定”），使用它可以改变动力的　方向　（选填“大小”或“方向”）。

【分析】随物体一起运动的滑轮叫动滑轮，轴固定不动的滑轮叫定滑轮；
定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力。
【解答】解：
根据滑轮的轴固定不动的特点可知：旗杆顶部的滑轮是定滑轮；
定滑轮相当于等臂杠杆，旗杆顶部的定滑轮能改变力的方向，而不能省力。
故答案为：定；方向。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握，是一道基础题。
12．（2分）扁担是一种劳动工具，如图所示，一位挑担人用一根长2m的扁担挑起货物，若在扁担的前端挂300N的物体，后端挂200N的物体，挑起重物时使扁担水平平衡，挑担时可以把扁担看做　杠杆　模型，则扁担顶在肩膀的位置需距前端　0.8　m远。（不计扁担重力）

【分析】（1）在物理学中，把在力的作用下可绕一固定点转动的硬棒称作杠杆；
（2）扁担水平平衡时，设出扁担顶在肩膀的位置距前端的长度，根据杠杆的平衡条件得出等式即可得出答案。
【解答】解：（1）挑担时，扁担可以绕着顶在肩膀的位置转动，所以可以把扁担看做杠杆模型；
（2）扁担水平平衡时，设扁担顶在肩膀的位置距前端的长度为L，
由杠杆的平衡条件可得：G前L＝G后（2m﹣L），
代入数据可得：300N×L＝200N×（2m﹣L），
解得：L＝0.8m。
故答案为：杠杆；0.8。
【点评】本题考查了学生对杠杆定义的理解和杠杆平衡条件的应用，是一道较为简单的应用题。
13．（2分）如图所示，为了解决疫区的配送问题，顺丰速运采用了无人机快递服务。无人机在带着包裹匀速升空过程中，不计空气阻力，包裹的动能　不变　，机械能　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

【分析】机械能包括动能和势能，动能大小跟质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大；重力势能的大小跟质量和高度有关。
【解答】解：包裹在匀速上升过程中，其质量不变、速度不变，所以其动能不变；同时高度变大，所以其重力势能变大；因机械能等于动能与势能的总和，所以其机械能变大。
故答案为：不变；变大。
【点评】此题主要考查学生对动能和势能的大小变化理解和掌握，难度不大，要掌握。
14．（3分）如图所示，O为杠杆AC的支点，杠杆重力不计，在B处挂一小球，重为100N，AO＝OB＝BC，A、C分别是杠杆的两个端点，为使杠杆在水平位置平衡，需要施加的最小力的作用点应该在 　C　点，力的大小为 　50　N。若将物体提升20cm，则动力做的功是 　20　J。

【分析】（1）掌握杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，若要使动力做小，则动力臂需最长；确定出支点，找到最长的力臂，根据杠杆平衡条件得出最小的力。
（2）根据题意求出将物体提升20cm时，动力的作用端上升的距离，然后利用W＝Fs计算动力做的功。
【解答】解：（1）由图知，O为支点，当将力作用在C点时力臂最长为OC，OC＝2OB，此时力的方向应该竖直向上，
由杠杆平衡条件可得：F×OC＝G×OB，则：F×2OB＝100N×OB，
解得力的大小为：F＝50N。
（2）若将物体提升20cm，由于AO＝OB＝BC，所以动力的作用端上升的距离s＝20cm×2＝40cm＝0.4m，
则动力做的功为W＝Fs＝50N×0.4m＝20J。
故答案为：C；50；20。
【点评】此题考查了杠杆平衡条件的应用、杠杆中的最小力问题、功的计算，要熟练掌握杠杆平衡条件公式，在应用时应确定两个力及对应的力臂，要得出最小的力，则应确定出最大的力臂。
15．（3分）如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F﹣t和v﹣t图象分别如图乙、丙所示。物体在0～2s的过程中处于　静止　状态（选填“静止”或“运动”）；在2～4s内，物体的动能　变大　（选填“增大”、“减小”或“保持不变”）；在4～6s内，拉力F做的功是　20J　。

【分析】根据图分析物体在0～2s内的运动状态；动能大小与速度和质量有关；根据W＝Fs求出功的大小。
【解答】解：由图可知，物体在0～2s的过程中，路程没有变化，处于静止状态；
在2～4s内，物体的速度变大，质量不变，则动能变大；
在4～6s内，拉力F做的功为：W＝Fs＝Fvt＝5N×2m/s×2s＝20J。
故答案为：静止；变大；20J。
【点评】本题考查了运动状态的判定、动能大小的变化、功的计算，难度不大，要掌握。
16．（2分）家用清洁机器人已经逐渐被人们接受并使用，如图甲所示，质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时，所受水平推力与速度的关系如图乙所示。在150N的水平推力作用下，该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中，推力所做功为　750　J；当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是　180　W。

【分析】（1）由图象可知，在150N的水平推力作用下机器人的速度，根据s＝vt求出匀速直线运动通过的路程，根据W＝Fs求出此时推力做的功；
（2）根据图象读出该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时推力的大小，利用P＝＝＝Fv求出此时水平推力的功率。
【解答】解：由图乙知，水平推力F＝150N时，机器人的速度v＝0.5m/s，
由速度公式得，机器人运动10s的路程：
s＝vt＝0.5m/s×10s＝5m，
推力所做的功：
W＝Fs＝150N×5m＝750J；
当机器人的速度v1＝0.6m/s时，所受的水平推力F1＝300N，
此时水平推力的功率：
P＝＝＝Fv＝300N×0.6m/s＝180W。
故答案为：750；180。
【点评】本题以扫地机器人为载体考查了路程、功、功率的计算，关键是从图象中获取有用信息。
17．（2分）如图，重为20N的小球在水平桌面上以4m/s的速度匀速向右滚动了1m后飞出桌面，经0.5s后落在离桌面右边缘2m远的地面上。若桌高80cm，则小球在桌面上滚动时，小球的重力做的功为 　0　J；在小球离开桌面至落地的过程中，重力做功的功率是 　32　W。

【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此判断重力是否做功，如果做功再利用功的计算公式进行计算即可；
（2）在小球离开桌面至落地的过程中，在重力的方向上移动的距离等于桌高，根据W＝Gh求出重力做的功，利用P＝求出重力做功的功率。
【解答】解：（1）小球在桌面上滚动时，重力的方向竖直向下，路程是水平方向，两者垂直，重力不做功，即重力做功为0J；
（2）在小球离开桌面至落地的过程中，在重力的方向上（竖直向下）移动的距离h＝80cm＝0.8m，
重力做的功：W＝Gh＝20N×0.8m＝16J，重力做功的功率：P＝＝＝32W。
故答案为：0；32。
【点评】本题考查了力是否做功的判断和功、功率计算，要注意物体在重力的方向上移动的距离是桌子的高度。
18．（5分）（1）如图甲所示，将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端，已知沿斜面的推力是300N，斜面的机械效率是75%。则在此过程中，推力做的总功是 　1200　J，重物所受摩擦力为 　75　N，物体的重力为 　450　N。
（2）用如图乙所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”实验时，将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，弹簧测力计作用于P点，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.5m（不计转轴O处的摩擦，钩玛重不变），则此时杠杆的机械效率η为 　80%　；若将钩码移动到Q点，仍将钩码匀速提升h的高度，杠杆的机械效率为η′　等于　η（填“大于”、“小于”或“等于”）。

【分析】（1）知道推力和斜面长度，根据公式W＝Fs求出推力做的总功；
根据公式η＝求出有用功；求出克服摩擦做的额外功，再根据公式W额＝fs求出摩擦力。
根据公式W＝Gh求出物体的重力。
（2）由已知条件，根据η＝＝求杠杆的机械效率；
不计转轴O处的摩擦，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，仍将钩码匀速提升h的高度，则有用功和额外功均不变，由η＝×100%分析机械效率的变化。
【解答】解：（1）推力做的总功：
W总＝Fs＝300N×4m＝1200J；
根据η＝得，推力做的有用功：
W有用＝W总η＝1200J×75%＝900J；
因为W总＝W有+W额，则克服摩擦做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
根据W额＝fs可得，物体所受摩擦力：
f＝＝＝75N；
根据W有用＝Gh可得物体所受的重力：
G＝＝＝450N。
（2）将总重为G＝100N的钩码挂在铁质杠杆上，现竖直向上匀速拉动弹簧测力计，钩码上升的高度为h＝0.2m，弹簧测力计的示数为F＝50N，其移动的距离为s＝0.5m，
则杠杆的机械效率：
η＝＝＝×100%＝80%；
不计转轴O处的摩擦，钩玛重不变，克服铁质杠杆重力做的功为额外功，仍将钩码匀速提升h的高度，由于有用功和额外功均不变，则总功也不变，根据η＝×100%，机械效率不变，即η′＝η。
故答案为：（1）1200；75；450；（2）80%；等于。
【点评】关于斜面和杠杆机械效率的题目，要明确总功、有用功、额外功怎样计算，并且掌握本题中克服摩擦力做的功、克服铁质杠杆重力做的功为额外功是解决此题的关键，对于公式的变形公式也要熟练掌握。
三、作图与实验题（每图、每空2分，共32分）
19．（2分）如图所示，用起子开启瓶盖，请画出动力F1的力臂，并作出阻力F2的示意图。

【分析】要解决此题，需要掌握力臂的概念，知道力臂是从支点到力的作用线的距离。由支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂。
同时要掌握动力和阻力的概念，在此题中盖对起子的力即为阻力。
【解答】解：首先反向延长F1的作用线，然后从支点O向F1的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂L1。
F1使起子沿逆时针转动，其中盖对起子的力阻碍了起子的转动，所以是阻力F2，方向竖直向下。如图所示：

【点评】此题主要考查了力臂的画法，关键是正确理解掌握力臂的概念，找到支点和力的作用线。
20．（2分）如图，O为杠杆ABO支点，请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。

【分析】作用在杠杆上的动力是绳子拉杠杆的力，方向沿绳子向上；阻力是物重对杠杆的力，方向竖直向下；已知支点、动力的方向，根据力臂的画法，过支点作动力作用线的垂线段，即动力臂。
【解答】解：由图知F1为动力，过支点O做动力F的垂线段，即为动力臂L1．重物对杠杆的竖直向下的拉力为阻力，作用点在杠杆上，方向竖直向下。如图所示：

【点评】本题考查了力的示意图和力臂的画法，关键是判断作用在杠杆上的动力和阻力，会根据力臂的画法，准确作出动力臂和阻力臂。
21．（2分）请在图中画出用羊角锤起钉时所用的最小力F．（要求保留作图痕迹）

【分析】本题主要考查两个知识点：（1）对力臂概念的理解：力臂是指从支点到力的作用线的距离。
（2）对杠杆平衡条件（F1l1＝F2l2）的理解与运用：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小。
力的示意图如下图所示：

【点评】本题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长动力越小的结论。
22．（2分）请在图中画出最省力的滑轮组的绕线方式。

【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：
一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；
二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。
【解答】解：图中滑轮组有两种绕线方法，一种是由两根绳子承担重物，另一种是由三根绳子承担重物；要想最省力，应选用三根绳子承担的绕法，即从动滑轮开始缠绕，如图所示：

【点评】滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数，明确了这一点，滑轮组的绕法就变得非常简单。
23．（10分）在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如表：
序号
动滑轮重G动/N
物重G/N
物体上升的高度h/m
绳端受到的拉力F/N
绳端移动的距离s/m
滑轮组的机械效率η/%
1
0.5
1
0.1
0.6
0.3
55.6
2
0.5
2
0.1
1.0
0.3
66.7
3
0.5
4
0.1
1.8
0.3

（1）根据表格中的数据，在图中画出滑轮组的绕绳方法。
（2）实验时沿竖直方向缓慢拉动弹簧测力计使物体升高，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应　缓慢上升　（选填“保持静止”“缓慢上升”或“缓慢下降”）。
（3）第三次实验中滑轮组的机械效率为　74.1　%（结果精确到0.1%）。
（4）根据表格中的数据分析可知：
①随着物重的增大，额外功　变大　（选填“变小”“不变”或“变大”）。
②要提高同一滑轮组的机械效率，可以采取　增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦　的措施。

【分析】（1）根据绳子移动的距离与物体升高高度的关系求出绳子的有效段数连接滑轮组；
（2）根据η＝×100%求第3次实验机械效率；
（3）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；
（4）根据表格中的数据分析可知：
①W额外＝W总﹣W有求出3次实验的额外功；
随着物重的增大，动滑轮的重力不变，物重越大，摩擦力越大；
②分析表中数据回答；
【解答】解：
（1）根据绳子移动的距离与物体上升高度的关系，则绳子的有效段数：n＝＝＝3，滑轮组的绕绳方法如下：

（2）实验中，沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应匀速上升，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数。
（3）第3次实验机械效率：η＝＝＝＝74.1%，解得F≈1.8N；
（4）根据表格中的数据分析可知：
①第1次实验的额外功：W额外1＝W总1﹣W有1＝0.6N×0.3m﹣1N×0.1m＝0.08J；
第2次实验的额外功：W额外2＝W总2﹣W有2＝1.0N×0.3m﹣2N×0.1m＝0.1J；
第3次实验的额外功：W额外3＝W总3﹣W有3＝1.8N×0.3m﹣4N×0.1m＝0.14J；
所以，随着物重的增大，额外功变大；
原因是：随着物重的增大，摩擦力增大，克服摩擦做的额外功更多；
②纵向比较表中数据可知，增大提升的物重可提高机械效率；换用轻质的动滑轮、减小摩擦，也可以提高机械效率；
故答案为：
（1）见上图；（2）缓慢下降；（3）74.1；（4）①变大；②增大提升的物重、换用轻质的动滑轮、减小摩擦。
【点评】本题探究影响滑轮组机械效率的因素，考查滑轮组的连接、测力计读数、注意事项及影响机械效率的因素。
24．（14分）如图所示，小明在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙丙所示的三次实验，其中hA＝hC＞hB，mA＝mB＜mC

（1）实验中，探究的动能是指　B　（填序号）．
A．小球在斜面上的动能
B．小球撞击木块时的动能
C．小球撞击木块后的动能
D．木块被小球撞击的动能
（2）小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过　距离s　（选填“高度h”或“距离s”）来反映的；若水平面绝对光滑，本实验将　不能　（选填“能”或“不能”）达到探究目的．
（3）使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与　速度　的关系，分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，动能越　大　．
（4）在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图丁所示的实验：让质量不同的小球A．C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若C球相对于A球　静止　（选填“运动”或“静止”），就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（5）完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如下表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功　相等　（选填“相等”或“不相等）．
表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
【分析】（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；
（2）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，是通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的；
（3）小球速度的大小是通过改变小球在斜面上的高度实现的，小球动能的大小是通过物体被推动移动的距离体现的；由牛顿第一定律内容分析回答；
（4）通过运动和静止的相对性分析即可判断；
（5）直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定，可根据重力势能大小关系及能量的转化分析．
【解答】解：
（1）据题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小；故选B；
（2）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小球从斜面滑下，到达水平面撞击小木块，通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远，说明小球所具有的动能越大；如果水平面光滑，小球和木块将做匀速直线运动，不能判断小球所具有动能大小了；
（3）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，则小球到达水平面时的速度不同，所以，这是为了研究动能大小与物体速度的关系；
分析比较甲和乙两组实验可得：物体质量相同时，速度越大，推动木块移动的距离越远，则物体的动能越大；
（3）让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若任一时刻两球的速度大小相等，即以任何一个小球为参照物，另一个小球都是静止的，所以若C球相对于A球静止，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等．
（5）让小车从同一高度由静止下滑，根据决定重力势能大小的因素可知，最初小车的重力势能相同，下滑到水平面时的动能也相同，在不同的材料表面上运动时，最终停下来后，动能全部转为内能，克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能，所以，在三个表面克服摩擦力做功相等．
故答案为：（1）B；（2）距离s；不能；（3）速度；大；（4）静止；（5）相等．
【点评】明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，反映动能多少时运用了转换法，最后一问有难度．直接比较大小不易得出答案，要从能量转化角度分析．
四、计算题（22题8分、23题9分，共17分）
25．（8分）某人在动物园内，用弹簧测力计称出了一头大象的重量，在称象过程中，他用到了吊车、铁笼和一根很长的槽钢等辅助工具，操作步骤如下：
a、如图甲所示，将铁笼系于槽钢上的B点，当吊车吊钩在槽钢上的悬吊点移至O点时，槽钢在水平位置平衡。b、将大象引入铁笼，保持吊钩悬吊点O点和铁笼悬挂点B点的位置不变，用弹簧测力计竖直向下拉住槽钢的另一端，使之再次在水平位置平衡，如图乙所示，测得OB＝6cm，OA＝9m，弹簧测力计的示数为200N，根据上述数据测出了大象的重量，试求大象的质量。

【分析】根据杠杆的平衡条件列出杠杆再次平衡的等式，即可求出大象的重力，根据G＝mg求出大象的质量。
【解答】解：如图甲，大象引入铁笼后，再次在水平位置平衡时有：
F×AO＝G象×OB，即200N×900cm＝G象×6cm，
解得：G象＝3×104N，
由G＝mg可得，大象的质量：
m＝＝＝3×103kg。
答：大象的质量为3×103kg。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件和重力公式的应用，要注意槽钢在水平位置平衡时可以消除槽钢和铁笼以及辅助工具的重力对杠杆平衡的影响。
26．（9分）一辆质量为5000kg小轿车，以108km/h的速度在一条水平直线的公路上匀速行驶了20min，已知在这段路程中汽车发动机的功率是15kW，求：
（1）汽车通过这段路程中，重力做功为多少？
（2）汽车发动机在这期间所做的功是多少？
（3）汽车受到的牵引力的大小？
【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此判断重力是否做功，如果做功再利用功的计算公式进行计算即可；
（2）知道汽车发动机的功率和匀速行驶的时间，根据W＝Pt求出汽车发动机在这期间所做的功；
（3）知道汽车匀速行驶的速度和发动机的功率，根据P＝＝＝Fv求出汽车受到的牵引力。
【解答】解：（1）汽车在水平直线的公路上匀速行驶时，重力的方向竖直向下，路程是水平方向，两者垂直，重力不做功，即重力做功为0J；
（2）由P＝可得，汽车发动机在这期间所做的功：W＝Pt＝15×103W×20×60s＝1.8×107J；
（3）汽车匀速行驶的速度：v＝108km/h＝30m/s，
由P＝＝＝Fv可得，汽车受到的牵引力：F＝＝＝500N。
答：（1）汽车通过这段路程中，重力做功为0J；
（2）汽车发动机在这期间所做的功是1.8×107J；
（3）汽车受到的牵引力为500N。
【点评】本题考查了力是否做功的判断和功率公式的应用，计算过程要注意单位的换算。