浙江省杭州十三中教育集团2021-2022学年九年级上学期期中考试物理试题（Word版含解析）

这是一份浙江省杭州十三中教育集团2021-2022学年九年级上学期期中考试物理试题（Word版含解析），共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（每小题3分。每小题只有一个选项符合题意）
1．（3分）下列机械或工具的使用，属于费力杠杆的是（ ）
A．羊角锤B．筷子
C．起瓶器D．独轮车
2．（3分）2021年10月3日，我国自主研制的“神舟十三号“载人飞船发射升空，在飞船刚离地上升的过程中（ ）
A．动能增加，势能增加B．动能不变，势能减少
C．动能减少，势能不变D．动能减少，势能减少
3．（3分）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体做功越多，功率越大
B．作用在物体上的力越大，物体所做的功越多
C．机械效率是表示物体做功快慢的物理量
D．同一滑轮组，增加物重可以提高机械效率
4．（3分）如图所示，F1＝4N，F2＝3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。下列说法错误的是（ ）
A．F2的功率为0.6W
B．弹簧测力计读数为9N
C．物体A和地面之间有摩擦力
D．如果增大F2，物体A可能向左运动
二、填空题
5．（6分）如图所示的斜面长4米、高2米。用沿斜面向上的拉力F把一个重力为150牛的物体，从斜面底端匀速拉到顶端，拉力F共做了400焦的功。拉力F的大小是 牛，物体与斜面间摩擦力的大小是 牛，斜面的机械效率为 。
6．（4分）甲、乙是两个相同的小球，如图所示，在同一高度同时以大小相等的速度v，将甲球竖直向下抛出，乙球竖直向上抛出，若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中能量转化情况是 ；甲球落地时速度 乙球落地时速度（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
7．（4分）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h。（忽略空气阻力）
（1）物体从A点滑到B点时，克服摩擦力所做的功为 。
（2）C点距离水平面的高度为 。
三、实验探究题
8．（4分）如图甲所示，是探究小球的重力势能大小与哪些因素有关的实验装置。其中AB是四分之一光滑图弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放。小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来。小球可认为是光滑的。如图乙所示。是实验过程中的三个步骤，其中小球质量m1＜m2＝m3，小球由静止释放的位置距水平面的高度h1＝h2＜h3。
（1）小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的 。
（2）通过观察 来比较小球的重力势能的大小。
（3）步骤一、步骤二中让不同小球从距水平面相同高度h处由静止释放的目的是 。这样是为了探究小球的重力势能大小与 关系。
9．（6分）小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示。
（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会 （选填“变大”、“变小”或“不变”），其理由是 。
（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如上表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是 。
10．（10分）利用如图所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”.
（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态吗？ （选填“是”或“不是”）.
可将杠杆两端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是： 。
（2）保持B点钩码数量和力臂不变，杠杆在水平位置平衡时，测出多组动力臂l1和动力F1的数据，绘制了l1﹣F1的关系图像，如图丙所示。请根据图像推算，当l1为0.6m时，F1为 N。
（3）如表是小明同学本次实验得到的数据。据此分析可以发现这次实验的不妥之处是 ，
（4）如图丁所示，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，其示数 （选填“变大”“不变”取“变小”）。
（5）小明同学用图戊装置进行探究。发现总是无法得到课本上所给出的平衡齐作，原因是 。
四、解答题（本大题共28分）
11．（2分）“节约用水，人人有责！”如图甲所示，是用水后及时关闭水龙头时的情景，水龙头手柄看作是一个杠杆，F2是的阻力，请你在如图乙中画出施加在A点的最小动力F1及其力臂L1的示意图。
12．（2分）如图所示，某人站在A处用一根绳子和滑轮组拉小车，请画出最省力的绕线。
13．（6分）如图所示，轻质杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直面内转动。AB＝2BC＝2CD＝0.4m，D端挂有一重物，现在A点施加一个竖直向下力F，使得杠杆保持水平平衡。求：
①若重物为10牛，能保持杠杆水平平衡的最大力F大。
②若重物为6牛，能保持杠杆水平平衡的最小值F小。
③若施加在杠杆上的力F在某一范围内变化，能使得杠杆保持水平平衡，且这个范围内的力最大变化量△F＝12牛，求重物的重力G。
14．（4分）小清去超市买了一袋10kg的面粉，他将这袋面粉一口气从一楼扛到三楼的家中。已知小清的质量为60kg，每层楼的高度为3m。通过计算回答：小清扛着这袋面粉（面粉袋的质量忽略不计）从一楼到三楼的过程中，总共做功多少焦？（g＝10N/kg）
2021-2022学年浙江省杭州十三中教育集团九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（每小题3分。每小题只有一个选项符合题意）
1．【解答】解：A、羊角锤在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、筷子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、独轮车在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
故选：B。
2．【解答】解：在飞船刚离地上升的过程中做加速运动，质量不变，速度变大，动能变大；高度变大，重力势能变大，故A正确。
故选：A。
3．【解答】解：
A、物体做功越多，功率不一定大，功率的大小与功和时间有关，故A错误；
B、作用在物体上的力越大，物体在只有在力的方向上移动的距离越大，做的功才一定越大；故B错误；
C、机械效率为有用功是总功的比值，表示物体做功快慢的物理量是功率，故C错误；
D、增大物重，提升高度相同时，有用功增大；额外功几乎不变、总功增大，有用功在总功中所占的比例变大，则滑轮组的机械效率会增大，故D正确；
故选：D。
4．【解答】解：
A、由图知，水平使用滑轮组，n＝2，拉力端移动速度v＝2v物＝2×0.1m/s＝0.2m/s，拉力做功功率P2＝F2v＝3N×0.2m/s＝0.6W，故A正确；
B、不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数F＝3F2＝3×3N＝9N，故B正确；
C、对于物体A，受到的力：
B向左的摩擦力fB＝2F2＝2×3N＝6N、
向右的拉力F1＝4N、
因为A静止，所以地面向右的摩擦力f地＝fB﹣F1＝6N﹣4N＝2N，所以物体A与地面之间有摩擦力，故C正确；
D、如果增大F2，B将做加速运动，B对A的压力和接触面的粗糙程度不变，B与A之间的摩擦力不变，A受力不变，还是处于静止状态，故D错。
故选：D。
二、填空题
5．【解答】解：（1）由W总＝Fs可得拉力：
F＝＝＝100N；
（2）利用斜面做的有用功：
W有用＝Gh＝150N×2m＝300J，
拉力做的额外功：
W额＝W总﹣W有用＝400J﹣300J＝100J，
由W额＝fs可得摩擦力：
f＝＝＝25N；
（3）斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
故答案为：100；25；75%。
6．【解答】解：
（1）乙球在上升过程中，质量不变，速度减小，则动能减小，同时高度增大，重力势能增大，所以乙球在上升过程中是动能转化为重力势能。
（2）由题知，甲乙两球的质量相等，抛出时两球的速度相等，则最初两球的动能相等；抛出时的高度相同，则最初两球的重力势能也相同；因动能和势能统称为机械能，所以抛出时两球的机械能相同；
由于不计空气阻力，则小球的机械能是守恒的，故落地时两球的机械能相同，又因为两球落地时高度相同，则重力势能相同，故两球落地时的动能也相同，根据动能大小的影响因素可知，两球落地时的速度相等。
故答案为：动能转化为重力势能；等于。
7．【解答】解：（1）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能，即克服摩擦力所做的功为：
W＝ΔE＝GΔh＝mg（H﹣h）；
（2）再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，
所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）：EC＝EB﹣ΔE＝mgh﹣mg（H﹣h）＝mg（2h﹣H），
由W＝Gh可得，C点距离水平面的高度为：hC＝＝＝＝2h﹣H。
故答案为：（1）mg（H﹣h）；（2）2h﹣H。
三、实验探究题
8．【解答】解：（1）小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的动能；
（2）该实验通过木块移动的距离大小反映小球重力势能的大小，利用了转换法。
（3）比较步骤一、步骤二可以看出小球释放的高度相同，目的是使小球到达水平面的速度相同，小球的质量不同，木块移动的距离不同，所以这两次实验是探究小球的重力势能大小与小球质量的关系。
故答案为：（1）动能；（2）木块被小球推动的距离；（3）使小球到达水平面的速度相同；质量。
9．【解答】解：（1）测力计倒过来使用时，弹簧测力计受力情况是：受到向上绳子的拉力，受到向下的重力和手的向下拉力。这时测力计测量的是手向下的拉力，大小等于绳子自由端的拉力与测力计的重力之差。所以在匀速拉动时，根据二力平衡条件可知实验会造成测量值会小于钩码的重力。
（2）人在提升重物时把动滑轮也提起了，所以动滑轮本身的重力是存在差异的最主要原因；由于转轴之间有摩擦，绳也有一定重量，导致拉力增大。
故答案为：（1）变小；测力计的重力；
（2）动滑轮本身有重力。
10．【解答】解：（1）实验前，杠杆静止如图甲所示，此时杠杆是处于平衡状态；使杠杆在水平位置平衡，此时杠杆的重心过支点，是为了避免杠杆自重对实验的影响；
（2）由于此题中的阻力和阻力臂不变，据F1l1＝F2l2可知，利用图像丙中任意一组数据都能得出，F2l2＝F1l1＝0.1m×3N＝0.3N•m；
故若当l1为0.6m时，F1＝＝＝0.5N；
（3）由表格中数据知，只做了3次实验，且动力臂始终为阻力臂的2倍，实验数据不具普遍性；
（4）如图丁，用弹簧测力计在B位置向下拉杠杆，保持杠杆在水平位置平衡，弹簧测力计由图中a位置移至b位置时，阻力和阻力臂一定，动力臂变小，动力变大，所以，测力计的示数将变大；
（5）利用图戊装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
故答案为：（1）是；避免杠杆自重对实验的影响；（2）0.5；（3）动力臂是阻力臂的两倍，实验数据不具普遍性；（4）变大；（5）杠杆的自重对杠杆平衡有影响。
四、解答题（本大题共28分）
11．【解答】解：动力要最小，即动力臂要最长，阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，OA即为最长的动力臂L1，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如图所示：
。
12．【解答】解：从动滑轮上挂钩开始，依次绕过定滑轮和动滑轮，绳端回到人的手中，则F＝为最省力的绕法，如图所示：
13．【解答】解：
设：BC的长度为l，则AB＝2l，CD＝l；
（1）由题可知，当支点为B点时，对应的阻力臂BD＝2l为最长，对应的动力臂AB＝2l为最短，此时对应的动力最大，
根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，
带入数值可得：F大×2l＝10N×2l，
解得F大＝10N；
（2）由题可知，当支点为C点时，对应的阻力臂CD＝l为最短，对应的动力臂AC＝3l为最长，此时对应的动力最小，
根据杠杆的平衡条件：F1L1＝F2L2，
带入数值可得：F小×3l＝6N×l，
解得F小＝2N；
（3）设：重物的重力为G，
当支点为C时，对应的动力最小，此时动力臂为阻力臂的3倍，
则最小的动力为：F最小＝G，
当支点为B时，对应的动力最大，此时动力臂等于阻力臂，
则最大的动力为：F最大＝G，
由于F最大﹣F最小＝12N，
即G﹣G＝12N，
解得G＝18N。
答：
①若重物为10牛，能保持杠杆水平平衡的最大力F为10N。
②若重物为6牛，能保持杠杆水平平衡的最小值F为2N。
③重物的重力G为18N。
14．【解答】解：人和面粉的总重力G总＝m总g＝（m人+m面）g＝（60kg+10kg）×10N/kg＝700N，
从一楼到三楼的过程中，上升高度h＝2×3m＝6m，
则小清扛着这袋面粉从一楼到三楼的过程中，总共做的功：
W＝G总h＝700N×6m＝4200J。
答：总共做功4200J。
实验
次数
物重
G/N
测力计的
示数F/N
1
1.00
0.65
2
1.50
0.90
3
2.00
1.15
实验次数
动力F1/N
动力背l1/cm
阻力F2/N
阻力臂l2/cm
1
1.5
10
3.0
5
2
1.0
20
2.0
10
3
0.5
30
1.0
15