2023-2024学年江苏省苏州市吴江实验初中教育集团九年级(上)月考物理试卷(10月份)
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这是一份2023-2024学年江苏省苏州市吴江实验初中教育集团九年级(上)月考物理试卷(10月份),共41页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,计算题,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是 ( )
A. 钢丝钳B. 起子
C. 羊角锤D. 镊子
2.(2分)根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是( )
A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功
B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功
C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功
D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功
3.(2分)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同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( )
A.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<W乙
4.(2分)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了15s( )
A.500WB.100WC.50WD.10W
5.(2分)如图一均匀杠杆A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡,在A、B两处再各加一个钩码,那么( )
A.杠杆仍平衡
B.杠杆左边向下倾
C.杠杆右边向下倾
D.无法确定杠杆是否平衡
6.(2分)下列说法中正确的是( )
A.物体做的功越多,则功率就越大
B.越省力的机械,则功率越小
C.在相同的时间内做的功越多,功率越大
D.功率越大,则机械效率越大
7.(2分)如图一根细绳上端固定,下端系一金属小球,制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放,C点离地面高度为40cm,随后小球由C点再次摆到左侧最高点D(D点未标出)( )
A.40cmB.35cmC.30cmD.25cm
8.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
B.水的温度越高,所含热量越多
C.热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
D.0℃的冰水混合物内能为零
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)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱AB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率( )
A.AB 段做的功较多
B.CD 段做的功较多
C.AB 段与CD 段做的功一样多
D.AB 段的功率比CD 段的功率大
11.(2分)如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C( )
A.先变大后变小B.变小
C.不变D.变大
12.(2分)如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A.物块的边长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
二、填空题:(每空1分,共25分)
13.(2分)如图所示,OA是起重机的吊臂,可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡 N.将吊臂缓慢拉起,使用A点升高2m的过程中,拉力变 。(绳重、吊臂重、摩擦均不计)
14.(2分)如图所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则F1 F2,P1 P2(均选填“<”、“=”或“>”)
15.(2分)杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演,甲站在地面上,肩上顶着一根重为G1=50N的竖直竹竿,重为G2=550N的乙沿竹竿匀速上爬4m,然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m。求在此过程中:摩擦力对乙所做的功 J,甲对竿和乙做的功 J。
16.(4分)如图所示,夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起 不同,两者之间发生了 ,冰块的内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),饮料的内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
17.(2分)现有30包大米,总质量为180kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房 包。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为 s.(g取10N/kg)
18.(2分)如图所示,有一根均匀铁棒,长为L,重力G=600N,为了不使这根铁棒的B端下沉 N;若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端 N。
19.(3分)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面反向向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 (填“增大”“减小”或“不变”),在整个过程中,若不计摩擦等一切阻力 。(选填“守恒”、“不守恒”)
20.(2分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,由图像可知,在0~2s内 J,在4~6s内,物体受到的推力做功的功率为 W。
21.(4分)斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端,则推力为 N;如果斜面不光滑,所用推力为1250N 。利用斜面所做的额外功为 J,物体受到斜面对它的摩擦力为 N。
22.(2分)如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测力计竖直移动的距离s为0.2m,物块重G为1.5N,则杠杆的机械效率为 %。使用杠杆提升物块的过程中,杠杆重力为 N。(不计整个机械的摩擦)
三、作图题(每题2分,共6分)
23.(2分)按要求作图:
如图所示,一轻质杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态,L1是力F1的力臂,请在图中画出F2的力臂ι2和力F1的示意图。
24.(2分)用如图示所示的滑轮组提升重物,若拉力将绳子的自由端移动1m时,重物升高0.5m
25.(2分)曲杆可绕固定点O转动,在一个最小的力F的作用下,在如图所示位置保持静止
四、计算题(26题4分,27题6分,共10分)
26.(4分)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)4N。求:
(1)货车以10m/s的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(2)牵引力做功的功率。
27.(6分)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功;
(2)求绳端的拉力;
(3)若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
五、实验探究题(28题5分,29题11分,30题6分,31题10分,32题3分,共35分)
28.(5分)如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察 的大小,来判断小球动能的大小,这种方法在物理学上称为 (选填“控制变量法”、“转换法”)。
(2)当研究动能的大小与速度的关系时,应该选用质量 的两个小球从斜面上 高度由静止滚下(选填“相同”或“不同”)。
(3)若某小球由静止开始从斜面顶端滚落到水平面,以水平面为参照物其在顶端时候的重力势能为10J,进入水平面瞬间的动能为9.8J J。
29.(11分)小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,他首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,得到下表所示的数据:
(1)实验中,小明的拉力方向应与斜面 ,拉着木块做 运动。
(2)当斜面倾斜角为30度时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= N。
(3)分析表中数据可以得出结论:使用斜面 力,但 距离(选填“省”或“费”),使用机械 (能/不能)省功。
(4)通过对比实验 的数据(选填实验次数),可以得出的探究结论是:其他条件相同时,斜面倾斜角度越大 (选填“高”或“低”)。
(5)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,斜面的粗糙程度不变,只改变物重。通过对比实验 的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 。(有关/无关)
30.(6分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应沿竖直方向尽量 拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为 。(结果保留整数)
(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 图做的。[(a)/(b)/(c)]
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:影响滑轮组的机械效率高低的因素主要是 。
(5)分析第 次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
31.(10分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中
(1)在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”)。下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了在实验中 。
(2)保持图丙中左边钩码的个数和位置不变,在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从B点向支点O移动过程中(未到O点),杠杆始终保持水平平衡 。
(3)如丙图所示,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2 F1(选项“>”、“=”或“<”)。
(4)另一小组的小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端,用力向下拉挂钩,读出弹簧测力计的示数。进行多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件 。
(5)如图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm
请将表格中的实验数据补充完整,A: ,B: 。
(6)小明的第3次实验存在错误,其错误是 。
(7)小红调节杠杆平衡后,在杠杆的两端挂上钩码,杠杆的状态如图所示,小红又调节两端的平衡螺母,使杠杆重新回到水平平衡位置.然后正确记录下钩码重 。
32.(3分)如图,小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出,球经静止在位置a的台面反弹后;经台面反弹后上升过程球的动能 (选填“增大”或“不变”或“减小”),N 比M高(选填“可能”或“不可能”)。球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,到达的最高点P 比N高(选填“可能”或“不可能”)。
2023-2024学年江苏省苏州市吴江实验初中教育集团九年级(上)月考物理试卷(10月份)
参考答案与试题解析
一、选择题:(每题2分,共24分)
1.(2分)如图所示的工具中,属于费力杠杆的是 ( )
A. 钢丝钳B. 起子
C. 羊角锤D. 镊子
【分析】结合图片和生活经验,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、钢丝钳在使用过程中,是省力杠杆;
B、起子在使用过程中,是省力杠杆;
C、羊角锤在使用过程中,是省力杠杆;
D、镊子在使用过程中,是费力杠杆。
故选:D。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和特点,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)根据如图所示的几个情景,下列说法正确的是( )
A.女孩搬起一个箱子,女孩对箱子做了功
B.司机费了很大的力也未能推动汽车,但司机对汽车做了功
C.吊车吊着货物水平移动一段距离,吊车对货物做了功
D.足球被踢出后在草地上滚动的过程中,运动员对足球做了功
【分析】本题要抓住做功的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离;二者缺一不可。
【解答】解:A、女孩搬起一个箱子,且沿力的方向运动了一段距离,故A正确;
B、司机费了很大的力也未能推动汽车,所以司机对汽车没有做功;
C、吊车吊着货物水平移动一段距离,但向上并没有移动距离,故C错误;
D、足球被踢出后在草地上能继续滚动是由于惯性,故D错误;
故选:A。
【点评】有力作用在物体上,力对物体不一定做功;物体运动了一段距离,可能没有力对物体做功。
3.(2分)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同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( )
A.η甲=η乙,W甲=W乙B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲<W乙D.η甲>η乙,W甲<W乙
【分析】(1)对于滑轮组,最钩码做的功是有用功,即W有=Gh;
(2)此题中克服滑轮重做的功是额外功;
(3)W总=W有+W额;
【解答】解:此题中,钩码的重力相同,据W有=Gh可知,所做的有用功相同,不计绳子和摩擦,即额外功相同额是相同的,据W总=W有+W额可知,所以W总是相同的,故拉力做的功相同甲=W乙,机械效率η=×100%,即η甲=η乙。
故选:A。
【点评】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。
4.(2分)登楼梯比赛时,某同学从底楼匀速登上五楼,共用了15s( )
A.500WB.100WC.50WD.10W
【分析】先估算出该同学的质量和上楼的高度,计算出所做的功,然后由功率公式求出他上楼的功率。
【解答】解:该同学的质量约为50kg,每层楼的高度约为3m,
上5楼所做的功约为W=mgh=50kg×10N/kg×5×3m=6000J,
功率约为P===400W。
故选:A。
【点评】本题是一道估算题,根据对实际情况的掌握求出上楼所做的功,然后再求出功率。
5.(2分)如图一均匀杠杆A处挂2个钩码,B处挂1个钩码,杠杆恰好平衡,在A、B两处再各加一个钩码,那么( )
A.杠杆仍平衡
B.杠杆左边向下倾
C.杠杆右边向下倾
D.无法确定杠杆是否平衡
【分析】本题由力矩平衡来求,恰好平衡时A、B产生的力矩相等,则由后来力矩的变化判定。
【解答】解:开始时两力矩平衡,因A处钩码重力为GA=2mg,B处钩码为GB=mg,由力矩平衡得:GALA=GBLB,则2LA=LB;
当再加一钩码,左侧重力变成GA7=3mg,右侧变成GB1=2mg,则A侧力矩为:3mgLA,B侧力矩为2mgLB=6mg×2LA=4mgLA,
即右侧力矩大于左侧力矩,故杠杆向右边下倾。
故选:C。
【点评】解决力矩问题重点是要找到力臂和力,求出力矩,由力矩的大小关系求出偏转方向,同时注意杠杆的要素分析。
6.(2分)下列说法中正确的是( )
A.物体做的功越多,则功率就越大
B.越省力的机械,则功率越小
C.在相同的时间内做的功越多,功率越大
D.功率越大,则机械效率越大
【分析】(1)功率是指物体在单位时间内所做的功,表示物体做功快慢的物理量。
(2)机械效率是表示利用机械做功时,有用功与总功的比值大小。
【解答】解:AC、功率是表示做功快慢的物理量,功率越大,功率不一定大,C正确;
B、功率大小与机械省力情况无关;
D、机械效率的大小与功率大小无关。
故选:C。
【点评】本题主要考查功率的概念和机械效率的概念,正确理解功率的概念是解题的关键之一。
7.(2分)如图一根细绳上端固定,下端系一金属小球,制成一个单摆。现将小球拉到离地面50cm高的位置A后静止释放,C点离地面高度为40cm,随后小球由C点再次摆到左侧最高点D(D点未标出)( )
A.40cmB.35cmC.30cmD.25cm
【分析】物体的动能由质量和速度决定,重力势能由质量和高度决定,分析摆动过程中质量、速度、高度的变化,判断出动能和重力势能的转化;机械能守恒的条件:只有动能和势能的相互转化或者只有重力做功,机械能才守恒。
【解答】解:
小球从A 点开始向C点摆动过程中,机械能转化为内能,所以小球摆到右侧最高点C要小于A点距离地面的高度;随后小球由C点再次摆到左侧最高点D过程中小球依然要克服空气的摩擦而做功,机械能会继续减小,小球摆动的幅度比小球从A ,即消耗的机械能小,即D点离地面的高度在40cm和30cm之间。
故选:B。
【点评】明确整个过程中动能、势能和机械能的变化是解答本题的关键。
8.(2分)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.冰在熔化过程中吸收热量,温度和内能均不变
B.水的温度越高,所含热量越多
C.热量可以从内能少的物体传递到内能多的物体
D.0℃的冰水混合物内能为零
【分析】(1)晶体熔化时,吸收热量,内能增大,但温度不变;
(2)热量是热传递过程中传递能量的多少,是一个过程量;
(3)发生热传递的条件是存在温度差;
(4)任何物体都有内能。
【解答】解:A、冰在熔化过程中吸收热量,温度不变;
B、热量是一个过程量,故B错误;
C、热量总是从高温物体传向低温物体,跟内能多少无关,故C正确;
D、任何物体都有内能,故D错误。
故选:C。
【点评】知道内能、热量、和温度的关系,并能利用上述关系解释问题是解决该题的关键。
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,说明小球受到空气阻力,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,其动能与重力势能都为零,所以小球在M点的弹性势能大于在N点的弹性势能,故A错误。
B、从轨迹来看,竖直方向的速度为零,说明小球还具有水平方向速度。
C、由前面解答可知,且C点在D点之前,故C正确。
D、小球的机械能逐渐变小,所以小球在A点的机械能大于在B点的机械能,在A,所以小球在A点的动能大于在B点的动能。
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)如图所示,用大小相等的拉力F,分别沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱AB=sCD,比较两种情况下拉力F所做的功及其功率( )
A.AB 段做的功较多
B.CD 段做的功较多
C.AB 段与CD 段做的功一样多
D.AB 段的功率比CD 段的功率大
【分析】用物体做功的公式W=Fs,判断出做功多少;根据P=比较功率的大小。
【解答】解:
由题知,沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等AB=sCD,
由W=Fs可知,拉力所做的功相同,AB错误;
由于本题没有给出两种情况下的运动时间,故无法比较功率的大小。
故选:C。
【点评】本题考查功和功率的比较,要紧扣功和功率的公式即可解题。
11.(2分)如图所示,作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直的力F,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C( )
A.先变大后变小B.变小
C.不变D.变大
【分析】力F作用在杠杆一端且始终与杠杆垂直,即动力臂不变,将杠杆缓慢地由位置A拉到位置C过程中,阻力不变,分析阻力臂的变化,然后根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2判断动力如何变化。
【解答】解:由图示可知,将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B的过程中,
动力臂不变,阻力不变,由杠杆平衡条件F1L1=F7L2可知,动力变大;
由图示可知,在杠杆由B位置缓慢转到C位置的过程中,
阻力不变,动力臂不变,由杠杆平衡条件F1L8=F2L2可知,动力变小;
由此可见,将杠杆缓慢地由位置A拉至位置C的过程中。
故选:A。
【点评】分析杠杆的动态平衡时,一般是动中取静,依据杠杆的平衡条件进行分析,最后得到结论。
12.(2分)如图甲所示,用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起,拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后,绳重和摩擦忽略不计。下列选项正确的是( )
A.物块的边长为0.6m
B.动滑轮重为300N
C.提升物块完全离开水面前,动滑轮的机械效率大于87.5%
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J
【分析】(1)动滑轮绳子的有效股数为2,根据图乙读出物块浸没时绳子的拉力,绳重和摩擦忽略不计,根据F=(G+G动﹣F浮)得出等式;根据图乙读出物块完全离开水面后绳子的拉力,根据F=(G+G动)得出等式,然后联立等式即可求出物块受到的浮力,根据F浮=ρ液gV排求出物体排开水的体积即为物块的体积,利用V=L3求出物块的边长;
(2)绳重和摩擦忽略不计,物块完全离开水面后,根据η=×100%=×100%=×100%表示出动滑轮的机械效率,然后联立等式即可求出物块的重力和动滑轮的重力;
(3)绳重和摩擦忽略不计,提升物块完全离开水面前,根据η=×100%=×100%=×100%求出滑轮组的机械效率,然后得出答案;
(4)将物块提升至上表面与水面相平的过程中,根据图乙得出物体上升的高度和拉力F,根据s=nh求出绳子自由端移动的距离,利用W=Fs求出此过程中拉力F做的功。
【解答】解:
A.动滑轮绳子的有效股数n=2,由图乙可知1=1375N,
绳重和摩擦忽略不计,由F=动﹣F浮)可得:1375N=(G+G动﹣F浮)﹣﹣﹣﹣①
当物块完全离开水面后绳子的拉力F2=2000N,
由F=(G+G动)可得:2000N=(G+G动)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:F浮=1250N,
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρ液gV排可得,物块的体积:V=V排===0.125m3,
由V=L2可得,物块的边长:L==,故A错误;
B.绳重和摩擦忽略不计,物块完全离开水面后
η=×100%=×100%×100%﹣﹣﹣﹣﹣③
由②③可得:G=3500N,G动=500N,故B错误;
C.绳重和摩擦忽略不计,提升物块完全离开水面前
η′=×100%=×100%=,
则动滑轮的机械效率小于87.5%,故C错误;
D.将物块提升至上表面与水面相平的过程中,由图乙可知,拉力F=1375N,
绳子自由端移动的距离:s=nh=2×0.6m=5.2m,
此过程中拉力F做的功W=Fs=1375N×1.7m=1650J,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了滑轮组拉力公式和滑轮组机械效率公式、阿基米德原理、做功公式的综合应用,分清有用功和总功以及从图像中获取有用的信息是关键。
二、填空题:(每空1分,共25分)
13.(2分)如图所示,OA是起重机的吊臂,可绕O点转动。在距O点6m远的B处吊有重3000N的物体。为保证吊臂在水平位置平衡 3600 N.将吊臂缓慢拉起,使用A点升高2m的过程中,拉力变 小 。(绳重、吊臂重、摩擦均不计)
【分析】OAB构成杠杆,F的力臂图中标出为5米,阻力臂为OB的长度。根据杠杆平衡条件可解第一问。在动态提升过程中抓好杠杆要素中的不变量与变量的关系。
【解答】解:(1)杠杆阻力为物重G=3000N,阻力臂为OB=6m,因此动力臂为5m7l1=F2l5即F×5m=3000N×6m。所以F=3600N。
(2)在动态提升的过程中阻力(物重)不变,阻力臂变小。由杠杆平衡条件可知拉力变小。
故答案为:3600、变小。
【点评】对于杠杆类习题首先从确定动力、阻力、动力臂、阻力臂入手。动态杠杆问题要分析好变量与不变量。再根据杠杆平衡条件解答。
14.(2分)如图所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动,两次对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,两次拉力的功率分别为P1、P2,则F1 = F2,P1 > P2(均选填“<”、“=”或“>”)
【分析】(1)弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时,水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用,拉力和滑动摩擦力是一对平衡力。
滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关。
(2)根据P=Fv判断拉力的功率。
【解答】解:(1)木块两次都进行匀速直线运动,拉力等于滑动摩擦力,拉力F相等1=F2。
(2)从图象中可以判断出,第②次的运动速度v较小,当拉力相等时,拉力的功率越大8>P2。
故答案为:=;>。
【点评】本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动,匀速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系,根据P=Fv判断功率大小的变化。
15.(2分)杂技表演在我国具有悠久的历史。如图所示为杂技“顶竿”表演,甲站在地面上,肩上顶着一根重为G1=50N的竖直竹竿,重为G2=550N的乙沿竹竿匀速上爬4m,然后甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m。求在此过程中:摩擦力对乙所做的功 2200 J,甲对竿和乙做的功 0 J。
【分析】(1)乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,二力大小相等,方向相反,据此结合乙的重力进行解答;
乙沿竹竿匀速上爬时,根据W=fh求出摩擦力对乙所做的功,根据做功的两个必要的因素判断出甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走2m时摩擦力不做功,然后得出答案;
(2)根据做功的两个必要的因素判断甲对竿和乙做的功。
【解答】解:(1)乙沿竹竿匀速上爬和乙在竹竿上静止时均处于平衡状态,受到的摩擦力和重力是一对平衡力,乙受到摩擦力的大小f=G2=550N,方向和重力的方向相反;
乙沿竹竿匀速上爬时,摩擦力对乙所做的功:W=fh=550N×4m=2200J,
甲顶着乙在水平地面上缓慢直立行走4m时,竖直方向没有移动的距离,
所以,在此过程中摩擦力对乙所做的功为2200J;
(2)甲对竿和乙的作用力是竖直向上的,乙沿竹竿匀速上爬时甲静止,
所以,在此过程中甲对竿和乙的作用力方向上没有移动的距离。
故答案为:2200;0。
【点评】本题考查了二力平衡条件和做功公式的应用,明确做功的两个必要因素(一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离)是关键。
16.(4分)如图所示,夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起 温度 不同,两者之间发生了 热传递 ,冰块的内能 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”),饮料的内能 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【分析】做功和热传递都可以改变物体的内能,它们的主要区别是:做功是能量的转化,而热传递是能量的转移。
【解答】解:夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起。这是因为饮料和冰块的温度不同、内能增大,饮料的放出热量、温度下降,因此该过程是通过热传递改变冰块和饮料的内能。
故答案为:温度;热传递;减小。
【点评】本题考查了学生对改变内能的方法(做功、热传递)的了解与掌握,属于基础题目。
17.(2分)现有30包大米,总质量为180kg。小明想尽快将它们搬上10m高处的库房。如图为小明可以提供的用于搬动物体的功率与被搬运物体质量之间的关系图象。由图分析可知,他为了尽可能快地将大米搬上库房 2 包。若每次下楼时间是上楼时间的一半,则他最快完成搬运任务并返回原地所用的时间为 540 s.(g取10N/kg)
【分析】(1)由于总功一定,由图中信息,根据W=Pt得出何种情况下搬运的时间最短;
(2)知道最大输出功率,可求每次上楼时间,再求出下楼时间,进而得出一次搬动大米总共用的时间。
【解答】解:
(1)由图知当搬动质量为12kg时,人用于搬动物体的功率(输出)最大;
30包大米,总质量为180kg;
由于搬动大米所需要做的总功是一定的,要尽快完成搬运工作,每次应搬动质量12kg的物体;
(2)每次搬运的大米的重力:
G=mg=12kg×10N/kg=120N;
克服大米重力做的功:
W=Gh=120N×10m=1200J;
由P=可得
t===24s,
由题知,每次下楼所用的时间是12s,
每次搬运12kg的大米,180kg需要15次,
所以,他最快完成搬运任务并返回原地所用的总时间:
t′=15×36s=540s。
故答案为:2;540。
【点评】求尽快把物体搬到楼上需要的时间,找到最大功率和最大功率下的质量,这是本题的关键,学会在图象上获取有用信息。有一定难度。
18.(2分)如图所示,有一根均匀铁棒,长为L,重力G=600N,为了不使这根铁棒的B端下沉 200 N;若F的方向不变,微微抬起这根铁棒的B端 300 N。
【分析】(1)根据均匀木杆确定杠杆的重心,支点为A;然后根据杠杆平衡的条件:F1L1=F2L2计算出F的大小;
(2)微微抬起这根铁棒的B端,支点为C,根据杠杆平衡的条件进行分析即可得出。
【解答】解:(1)根据杠杆的平衡条件可知,F×(+;
所以F===200N;
(2)微微抬起这根铁棒的B端,F×L=G×;
所以F===300N。
故答案为:200;300。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用,会确定均匀物体的重心,会熟练应用杠杆平衡条件进行计算力的大小或力臂的长度。
19.(3分)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 弹性势能 。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面反向向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 增大 (填“增大”“减小”或“不变”),在整个过程中,若不计摩擦等一切阻力 不守恒 。(选填“守恒”、“不守恒”)
【分析】利用控制变量法判断影响动能、重力势能、弹性势能的各因素的变化;如本题对于同一个金属罐,其质量一定,只通过比较金属罐的速度、所处的高度和橡皮筋的形变程度来判断铁罐的动能、重力势能和弹性势能的变化。
【解答】解:金属罐从不太陡的斜面上滚下,金属罐先由慢到快,上面一段滚动主要是重力势能减小;下面一段滚动主要是重力势能和金属罐的动能减小;金属罐在斜面上滚到最低处时,具有较大弹性势能。
在橡皮筋恢复的过程中,金属罐会由斜面底部自动滚上去,高度变大。
在整个过程中,若不计摩擦等一切阻力,机械能守恒。
故答案为:弹性势能;增大。
【点评】本题考查金属罐的机械能的转化,包含了动能和弹性势能、重力势能的转化,应细化整个过程的分析。
20.(2分)如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,由图像可知,在0~2s内 0 J,在4~6s内,物体受到的推力做功的功率为 8 W。
【分析】(1)由v﹣t图象知,物体在0~2s速度为0,处于静止状态,物体受到的推力不做功;
(2)由v﹣t图象知,4~6s速度保持4m/s保持不变,由F﹣t图象知,物体在4~6s受到的推力是2N,根据s=vt得出4~6s运动距离,根据W=Fs得出推力做的功,根据P=得出物体受到的推力做功的功率。
【解答】解:(1)由v﹣t图象知,物体在0~2s速度为2,物体受到的推力做的功为0J;
(2)由v﹣t图象知,4~6s速度保持4m/s保持不变,物体在4~7s受到的推力是2N,
推力做功:W=Fs=2N×7m=16J,
物体受到的推力做功的功率为:P===8W。
故答案为:7;8。
【点评】本题考查功和功率的计算,关键是从图中得出有用信息。
21.(4分)斜面长5m,高1m,把重为5000N的物体匀速地推向斜面顶端,则推力为 1000 N;如果斜面不光滑,所用推力为1250N 80% 。利用斜面所做的额外功为 1250 J,物体受到斜面对它的摩擦力为 250 N。
【分析】(1)如果没有摩擦,推力的功等于提升物体所做的有用功,根据W=Gh求出有用功,根据W=Fs求出推力;
(2)如果斜面不光滑,根据W=Fs求出推力做的总功,根据效率公式求出斜面的机械效率;
(3)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W额=fs求出摩擦力的大小。
【解答】解:(1)所做的有用功为:
W有=Gh=5000N×1m=5000J,
若斜面光滑,则没有额外功总=W有=5000J,
因为W总=Fs,
所以推力的大小:
F===1000N;
(2)如果斜面不光滑,推力为1250N
W总′=Fs=1250N×8m=6250J,
斜面的机械效率:
η=×100%=;
(3)因为W总′=W额+W有,
所以W额=W总′﹣W有=6250J﹣5000J=1250J,
根据W额=fs可得摩擦力的大小:
f===250N。
故答案为:1000;80%;250。
【点评】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.(2分)如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,测力计竖直移动的距离s为0.2m,物块重G为1.5N,则杠杆的机械效率为 90 %。使用杠杆提升物块的过程中,杠杆重力为 0.3 N。(不计整个机械的摩擦)
【分析】由图示弹簧测力计确定其分度值,读出其示数。
根据W有用=Gh得出所做的有用功,根据W总=Fs得出总功,根据η=得出机械效率;
不计整个机械的摩擦,根据W额=W总﹣W有用得出克服杠杆的重力所做的额外功,物块上升的高度h为0.3m,根据h′=得出则杠杆的重心上升的高度,根据G杠杆=得出杠杆重力。
【解答】解:由图示弹簧测力计可知,其分度值是0.1N;
所做的有用功为:W有用=Gh=7.5N×0.7m=0.45J;总功为:W总=Fs=2.2N×0.2m=4.5J;
机械效率η=×100%=;
不计整个机械的摩擦,克服杠杆的重力所做的额外功W额=W总﹣W有用=0.8J﹣0.45J=0.05J,
物块上升的高度h为8.3m,则杠杆的重心上升的高度h′==,
杠杆重力G杠杆==≈0.6N。
故答案为:90;0.3。
【点评】本题以杠杆为载体,考查功和机械效率的计算,有一定综合性。
三、作图题(每题2分,共6分)
23.(2分)按要求作图:
如图所示,一轻质杠杆在力F1、F2的作用下处于静止状态,L1是力F1的力臂,请在图中画出F2的力臂ι2和力F1的示意图。
【分析】(1)画力臂的方法:首先确定支点;然后找到动力和阻力,并用虚线延长动力和阻力的作用线,做支点到动力作用线和阻力作用线的垂线即可;
(2)根据力臂的定义,力臂为支点到力的作用线的距离,已知力臂可画出力。
【解答】解:
先作出F2的作用线,再由支点向F2的作用线引垂线,支点到垂足的距离就是力臂l7;
因为力臂为支点到力的作用线的距离,所以力的作用线与力臂垂直1的上端作l1的垂线可得力F4的示意图,F1的方向斜向下,如图所示:
【点评】掌握杠杆的五个要素:支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂;力臂为支点到力的作用线的距离,为一垂线段,不是直线。
24.(2分)用如图示所示的滑轮组提升重物,若拉力将绳子的自由端移动1m时,重物升高0.5m
【分析】已知绳子的自由端移动1m时,重物升高0.5m,则滑轮组由两段绳子来承担物重,根据“偶定奇动”原则即可确定绳子的绕法。
【解答】解:由题意知,绳端移动距离是物体上升高度的2倍,如图所示:
【点评】本题考查的是学生对滑轮组绳子的绕法这一知识点,关键根据s与h的关系确定承担物重的绳子段数。
25.(2分)曲杆可绕固定点O转动,在一个最小的力F的作用下,在如图所示位置保持静止
【分析】根据杠杆的平衡条件,动力臂越长越省力。所以需要找出杠杆的最长力臂,然后根据力臂的概念确定力的方向。
【解答】解:根据此杠杆的形状,从O到A点的距离最大。所以力作用在杠杆的最右端时拉力最小,从支点向其画垂线,如图所示;
【点评】本题考查了作力的示意图、作力臂等问题,知道力臂的概念、掌握力的示意图的作法、熟练应用杠杆平衡条件即可正确解题。
四、计算题(26题4分,27题6分,共10分)
26.(4分)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)4N。求:
(1)货车以10m/s的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;
(2)牵引力做功的功率。
【分析】(1)已知货车的速度和行驶时间,利用v=可求出货车行驶的路程,根据题意求出货车行驶过程中受到的阻力,由于货车匀速行驶,处于平衡状态,受到平衡力作用,由二力平衡的条件可得出货车的牵引力,再利用W=Fs求出货车牵引力做的功;
(2)已知货车牵引力做的功和货车行驶时间,利用P=可求出牵引力做功的功率。
【解答】解:(1)由可知货车10s内行驶的路程为:s=vt=10m/s×10s=100m,
由题知货车匀速行驶过程中受到的阻力为:f=0.1G=8.1×2.7×104N=2500N,
货车匀速行驶时受到平衡力作用,由二力平衡的条件可知货车的牵引力为:F=f=2500N,
则货车牵引力做的功为:W=Fs=2500N×100m=2.4×105J;
(2)牵引力做功的功率为:。
答:(1)10s内货车牵引力做的功为5.5×105J;
(2)牵引力做功的功率为8.5×104W。
【点评】本题考查了功和功率的计算公式的应用,解题关键是利用二力平衡的条件得出货车的牵引力。
27.(6分)如图,塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时,滑轮组的机械效率为80%,g取10N/kg。
(1)求提升重物做的有用功;
(2)求绳端的拉力;
(3)若动滑轮的质量为40kg,求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【分析】(1)利用W有=Gh求有用功;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离s=nh,利用η=×100%求拉力做的总功,再利用W总=Fs求拉力;
(3)利用W额=W总﹣W有求总的额外功,利用G动=m动g求动滑轮的重力,利用W动=G动h求克服动滑轮重做的额外功,由题意可知,此时额外功由克服动滑轮重和克服摩擦和钢丝绳重所做的功两部分组成,据此求出克服摩擦和钢丝绳重所做的功。
【解答】解:(1)提升重物做的有用功:
W有=Gh=1.2×103N×2m=2.2×104J;
(2)由图可知n=3,绳子自由端移动的距离:
s=nh=7×2m=6m,
因为η=×100%
W总===3×103J,
则绳端的拉力:
F===3×103N;
(3)总的额外功:
W额=W总﹣W有=3×105J﹣2.4×106J=6000J,
动滑轮的重力:
G动=m动g=40kg×10N/kg=400N,
克服动滑轮重做的额外功:
W动=G动h=400N×2m=800J,
由题意可知,此时额外功由克服动滑轮重和克服摩擦和钢丝绳重所做的功两部分组成,
所以克服摩擦和钢丝绳重所做的功:
Wf=W额﹣W动=6000J﹣800J=5200J。
答:(1)提升重物做的有用功为2.3×104J;
(2)绳端的拉力为5×102N;
(3)克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5200J。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、额外功和机械效率的计算,弄清楚题中额外功由克服动滑轮重和克服摩擦和钢丝绳重所做的功两部分组成是解题的关键。
五、实验探究题(28题5分,29题11分,30题6分,31题10分,32题3分,共35分)
28.(5分)如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)实验中通过观察 木块移动的距离 的大小,来判断小球动能的大小,这种方法在物理学上称为 转换法 (选填“控制变量法”、“转换法”)。
(2)当研究动能的大小与速度的关系时,应该选用质量 相同 的两个小球从斜面上 不同 高度由静止滚下(选填“相同”或“不同”)。
(3)若某小球由静止开始从斜面顶端滚落到水平面,以水平面为参照物其在顶端时候的重力势能为10J,进入水平面瞬间的动能为9.8J 9.9 J。
【分析】(1)将小球动能的大小通过木块移动的距离来反映,是一种转换的思想;
(2)研究动能的大小与速度关系时,控制质量相同,速度不同;应选择同一小球,这样可以保证小球的质量相同;速度是通过控制小球在斜面上的高度来实现的;
(3)小球从斜面顶点滑下时重力势能转化为动能,斜面有摩擦,有一部分能量转化为内能。
【解答】解:(1)小球动能的大小体现在对外做功的多少,可以通过木块移动的距离s来比较动能的大小;
(2)当研究动能的大小与速度关系时,应该控制小球的质量相同,则应使质量相同的小球从不同的高度滚下;
(3)某小球由静止开始从斜面顶端滚落到水平面,滑下时重力势能转化为动能,有一部分能量转化为内能,当滑到底端时具有机械能是9.8J,所以到达斜面中点克服摩擦做功4.1J。
故答案为:(1)木块移动的距离;转换法;不同。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
(2)掌握动能和重力势能的相互转化。
29.(11分)小明同学用如图所示的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,他首先测出木块重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动木块,得到下表所示的数据:
(1)实验中,小明的拉力方向应与斜面 平行 ,拉着木块做 匀速直线 运动。
(2)当斜面倾斜角为30度时,弹簧测力计的示数如图所示,则此时拉力F= 6 N。
(3)分析表中数据可以得出结论:使用斜面 省 力,但 费 距离(选填“省”或“费”),使用机械 不能 (能/不能)省功。
(4)通过对比实验 1、2 的数据(选填实验次数),可以得出的探究结论是:其他条件相同时,斜面倾斜角度越大 高 (选填“高”或“低”)。
(5)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 斜面的倾角 不变,斜面的粗糙程度不变,只改变物重。通过对比实验 1、3 的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 无关 。(有关/无关)
【分析】(1)小明的拉力要沿着斜面向上拉动木块做匀速直线运动,木块受力平衡;
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,由此可读出弹簧测力计的示数;
(3)从表格中的数据分析可知,使用斜面,拉力F比物重G小,但动力移动的距离s比木块提升的高度h小;根据功的原理可知,使用任何机械都不能省功;
(4)探究斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系,要控制木块的重、斜面的长度、斜面的高度,改变斜面的倾斜角度,由此可知要对比的实验数据序号;利用η=×100%算出两次的机械效率,进行比较可得出斜面的机械效率与斜面的倾斜角度之间的关系;
(5)探究斜面的机械效率与物重的关系,要控制其他因素相同,只改变物重的大小;通过计算两次的机械效率可知,同一斜面,机械效率与所拉物体的重力之间的关系。
【解答】解:(1)小明的拉力沿着斜面向上拉动木块做匀速直线运动,木块受力平衡,且要拉着木块做匀速直线运动;
(2)弹簧测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数是6N;
(3)从表格中的数据分析可知,使用斜面,但动力移动的距离s比木块提升的高度h小,可以省力;利用斜面提升物体时,还要克服斜面的摩擦做功,不但不能省功;
(4)探究斜面的机械效率与斜面倾斜角度的关系,要控制木块的重、斜面的高度,所以要对比实验数据序号1、26=×100%=,实验序号2的机械效率η2=×100%=,所以当其他条件相同时,斜面的机械效率越高;
(5)探究斜面的机械效率与物重的关系,要控制斜面倾斜角度、斜面的高度相同,所以要选择实验序号1;实验序号6机械效率η3=×100%=,由(4)可知实验序号1的机械效率也是69.3%,机械效率与所拉物体的重力无关。
故答案是:(1)平行;匀速直线;
(2)6;
(3)省;费;不能;
(4)1、8;高;
(5)斜面的倾角;1、3;无关。
【点评】本题主要考查探究斜面的机械效率,其中理解利用斜面提升物体时,克服物体的重力做的功是有用功,拉力所做的功是总功,克服斜面的摩擦力做的功是额外功,斜面的支持力不做功是解题的关系。
30.(6分)小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,实验中每个钩码重2N
(1)在实验中,测绳端拉力F时,应沿竖直方向尽量 匀速 拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数。
(2)第1次实验测得的机械效率为 74% 。(结果保留整数)
(3)分析表中数据可知:第4次实验是用 (c) 图做的。[(a)/(b)/(c)]
(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 增大物重 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:影响滑轮组的机械效率高低的因素主要是 动滑轮的重力 。
(5)分析第 3、4 次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
【分析】(1)在实验中,要正确测量绳端拉力,需竖直向上匀速拉动测力计;
(2)根据机械效率的计算公式η==算出第1次实验测得的机械效率;
(3)根据绳端移动距离与物体上升的高度判断出承担物重的绳子段数;
(4)影响滑轮组机械效率的因素:物重和动滑轮的个数。被提升的物体越重、动滑轮的个数越少,则滑轮组的机械效率越高;
(5)根据物体被提升的高度与效率之间的关系得出结论,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
【解答】解:(1)在测绳端拉力时,需竖直向上匀速拉动测力计;
(2)第1次实验测得的机械效率:
η===×100%≈74%;
(3)第6次实验s为h的5倍,所以滑轮组由5段绳子承担物重;
(4)由数据知第2、2次实验中,所以滑轮组由3段绳子承担物重,第7次被提升的物重为6N、第2次实验是用b图做的;
由数据知第8次实验中,s为h的5倍,所以第3次是用(c)图做的;
分析第2、2次实验,但第2次物重大于第2次物重,所以可得使用同一滑轮组;
分析第1、3次实验,第6次实验的动滑轮较重,所以可得使用不同的滑轮组,动滑轮个数越多,所以分析第1;
(5)第3、7次实验只是改变了物体被提升的高度,所以可得滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
故答案为:(1)匀速;(2)74%;(4)增大物重;(5)3、4。
【点评】此题是测量滑轮组的机械效率实验,主要考查了有关滑轮组机械效率的计算,以及影响滑轮组机械效率的主要因素:被提升的物重和动滑轮的重力。被提升的物体越重、动滑轮的重力越小,滑轮组的机械效率越高。而滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
31.(10分)在“探究杠杆的平衡条件”实验中
(1)在做实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,此时杠杆 平衡 (选填“平衡”或“不平衡”)。下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做是为了在实验中 便于测量力臂 。
(2)保持图丙中左边钩码的个数和位置不变,在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从B点向支点O移动过程中(未到O点),杠杆始终保持水平平衡 B 。
(3)如丙图所示,当杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数为F1,将弹簧测力计斜向左拉,杠杆在水平位置平衡时,其示数F2 > F1(选项“>”、“=”或“<”)。
(4)另一小组的小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端,用力向下拉挂钩,读出弹簧测力计的示数。进行多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件 没有考虑弹簧测力计自身的重力 。
(5)如图是小明同学三次实验的情景,实验时所用的每个钩码重0.5N,杠杆上每一格长5cm
请将表格中的实验数据补充完整,A: 15 ,B: 2 。
(6)小明的第3次实验存在错误,其错误是 L1读错了 。
(7)小红调节杠杆平衡后,在杠杆的两端挂上钩码,杠杆的状态如图所示,小红又调节两端的平衡螺母,使杠杆重新回到水平平衡位置.然后正确记录下钩码重 又调节两端的平衡螺母 。
【分析】(1)杠杆静止或匀速转动,杠杆都处于平衡平衡状态。杠杆倾斜时,杠杆的重心偏向杠杆下沉的一端,左、右两端的螺母(或一端的螺母)要向杠杆上翘的一端调节;调节好以后,仍要使杠杆平衡,是为了便于测量力臂的长度;
(2)弹簧测力计从B点向支点O移动过程中(未到O点),动力臂变小,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2分析拉力F的大小随它的力臂l变化的关系;
(3)分析动力臂大小的变化,根据杠杆的平衡条件分析即可解答;
(4)弹簧测力计自身有重力;
(5)(6)根据杠杆平衡条件求出阻力或阻力臂;
(7)调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡后,就不能再移动平衡螺母,依靠改变钩码的数量和位置来使杠杆在水平位置重新平衡。
【解答】解:(1)杠杆静止在如图位置,所以杠杆处于平衡状态。
杠杆的右端上翘,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向上翘的右端移动,这样做是为了在实验中便于测量力臂。
(2)阻力和阻力臂不变,动力臂减小1l1=F7l2可知动力将变大,测量计的示数变大;F2和l2成反比,图象B正确;
(3)将弹簧测力计斜向左拉,阻力和阻力臂不变,根据杠杆平衡条件可知,拉力变大,F2>F1;
(4)如丙图,另一小组的小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端,读出弹簧测力计的示数,原因是没有考虑弹簧测力计自身的重力;
(5)第6次实验:根据杠杆平衡条件F1L1=F6L2得,1.5N×10cm=1N×L2,
可得L3=15cm。
第2次实验:根据杠杆平衡条件F1L4=F2L2得,8N×20cm=F2×10cm,
可得F2=3N。
(6)杠杆在水平位置平衡,F1的方向垂直于杠杆时,力臂才在杠杆上,F1倾斜拉动杠杆在水平位置平衡,力臂不在杠杆上4读取错误;
(7)若在杠杆的支点两侧上挂上钩码后,杠杆不在水平位置平衡,改变钩码的数量或位置。
故答案为:(1)平衡;右;便于测量力臂;(3)>;(5)15;21读错了;(7)又调节两端的平衡螺母。
【点评】本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程,从调节到实际操作、数据分析、原理运用等,考查较为全面,是我们应该掌握的重点实验。
32.(3分)如图,小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出,球经静止在位置a的台面反弹后;经台面反弹后上升过程球的动能 减小 (选填“增大”或“不变”或“减小”),N 可能 比M高(选填“可能”或“不可能”)。球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,到达的最高点P 不可能 比N高(选填“可能”或“不可能”)。
【分析】(1)物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大;
(2)物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大;
(3)小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功。
【解答】解:将球从M点竖直向下以某一速度抛出,此时具有的机械能为动能和重力势能之和,在上升过程,球的动能减小,所以小球的机械能减小,到达的最高点为N点比M点高,到达的最高点为N点比M点低,到达的最高点为N点与M点一样高,台面已升至合适的位置b并保持静止,由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功,到达的最高点P比N点低。
故答案为:减小;可能。
【点评】此题考查了动能和势能的转化,小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功,机械能不守恒。实验次数
斜面倾角θ
木块重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
1
15°
10
0.1
0.4
3.6
2
30°
10
0.2
0.4
3
15°
20
0.1
0.4
7.2
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率/η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
A
2
1
20
B
10
3
1
20
1.5
10
实验次数
斜面倾角θ
木块重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
拉力F/N
有用功W有/J
总功W总/J
机械效率η/%
1
15°
10
0.1
0.4
3.6
2
30°
10
0.2
0.4
3
15°
20
0.1
0.4
7.2
物理量
实验次数
钩码总重G/N
钩码上升的高度h/m
测力计示数F/N
测力计移动距离s/m
机械效率/η
1
4
0.1
1.8
0.3
2
6
0.1
2.4
0.3
83%
3
4
0.1
1.4
0.5
57%
4
4
0.2
1.4
1.0
57%
实验次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1.5
10
1
A
2
1
20
B
10
3
1
20
1.5
10
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