九上物理期末复习 （简单机械和功、机械能和内能）压轴题29题
一、单选题
1．（23-24九年级上·江苏南通·期末）研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，人正常步行时，请你估算一名中学生正常步行半小时克服重力做功的功率约为（ ）
A．10W B．20W C．70W D．140W
【答案】C
【详解】中学生的步距约为0.5m，根据题意可知每走一步重心上升的高度
Δh=0.1L=0.1×0.5m=0.05m
中学生的重力约为
G=mg=50kg×10N/kg=500N
每走一步克服重力做功
W=GΔh=500N×0.05m=25J
中学生步行的速度约为1.4m/s，由可得，半小时内通过路程
s=vt＝1.4m/s×30×60s=2520m
总共走的步数
克服重力做的总功
则整个过程中克服重力做功的功率约为
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
2．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）地址震后，许多救灾人员用如图所示的“大力钳”剪断废墟中的钢筋，救出被困群众，大力钳上的主要数据如图所示。若某救灾人员在“握力作用处”向下施加压力F，则“被钳钢筋”承受的压力为（ ）
A．6F B．36F C．18F D．12F
【答案】C
【详解】根据图示可知，支点分别为D点和B点，当以 D点为支点时，杠杆为CDE，动力臂，阻力臂，由知，阻力
当以B点为支点时，杠杆为ABC，动力为6F，动力臂为3a，阻力臂为a，故“被钳钢筋”承受的压力
由计算可知，C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．（23-24九年级上·江苏南京·期末）用如图所示的甲乙两滑轮组提升重物时，两物体重分别为，提升的高度分别为，两动滑轮重分别为，拉力分别为，机械效率分别为。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
【答案】D
【详解】A．不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率与物重和动滑轮自重有关，物重相等，但不知动滑轮自重的大小关系，故无法判断机械效率的大小，故A错误；
BD．由图可知
由题知，故有
滑轮组的机械效率与物重和动滑轮自重有关，物重越重、动滑轮越轻，机械效率越大，滑轮自重相等，，所以，故B错误，D正确；
C．由图可知
由题知，故有
物重相同，甲的动滑轮更重，所以，故C错误。
故选D。
4．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球反弹经过D点时动能为零
B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
【答案】D
【详解】A．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，小球在最高点时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在 D点的动能不为零，故A错误；
B．小球从A点运动到B点的过程中，因光滑桌面没有摩擦阻力，小球处于平衡状态，其速度大小不变，又高度不变，所以动能和重力势能不变，故机械能不变，故B错误；
C．弹性势能大小与弹性形变程度有关，黑色圆斑的大小能反映小球弹性形变程度，圆斑越大，形变越大，小球在C点与在F点时相比较，小球的动能与重力势能都为零，而每次小球反弹到的最高点都比上一次的最高点低，说明小球机械能逐渐变小，所以小球到达C点前的机械能大于到达F点前的机械能，故小球在C点的弹性势能大于在F点的弹性势能，小球在 C点的圆斑要大于在F点的圆斑，故C错误；
D．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而E点在G点之前，故小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能，故D正确。
故选D。
5．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩 l的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】AB．木块在水平地面上向右滑行的过程中，因接触面的粗糙程度和对地面的压力均不变，所以，木块受到的摩擦力f大小不变，其方向水平向左，木块克服地面摩擦力所做的功W＝fs，木块从 l到O点的过程中，x减小，摩擦力做的功W越大，木块从 l到（s﹣ l）的过程中，x增大，摩擦力做的功W也增大，即从 l到O点、从O到（s﹣ l）的过程中，W一直增大，故A错误、B正确；
CD．从x＝ l开始运动时，弹簧的弹力大于木块受到的摩擦力，木块做加速运动，随着弹簧的伸长量减小，弹簧的弹力减小，而木块受到的摩擦力不变，所以木块受到的合力减小，木块速度的增加量减小，当弹簧的弹力和摩擦力相等时，木块的速度达到最大值，木块继续向右运动时，弹簧的弹力小于摩擦力，木块做减速运动，从O点继续向右运动时，弹簧的弹力向左且逐渐增大，此时弹簧的弹力和摩擦力方向均向左，木块做减速运动，直至停止，所以，从 l到O点的过程中，木块的速度先增大后减小，其动能先增大后减小，从O到（s﹣ l）的过程中，木块的动能一直减小，故CD错误。
故选B。
6．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）士兵用力缓慢匀速拉动绳子，把吊桥AB（杠杆）吊起，下列说法正确的是（ ）
A．当杠杆AB处于水平时是费力杠杆
B．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，动力减小
C．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，阻力臂增大
D．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，动力臂先减小后增大
【答案】B
【详解】A．把吊桥AB（杠杆）吊起时，阻力为吊桥的重力，阻力臂长为AB长的一半；动力为绳子对吊桥的拉力，如图，动力臂为
可知，动力臂大于阻力臂，因此当杠杆AB处于水平时是省力杠杆；故A错误。
C．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，杠杆AB的重力不变即阻力大小不变，阻力作用线逐渐靠近A点，所以阻力臂减小，故C错误；
BD．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，绳子与杠杆AB的夹角增大，动力臂为
由数学知识可知，动力臂增大，根据杠杆平衡条件可知，动力减小，故B正确，D错误。
故选B。
7．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（ ）
A．下滑到最大距离时，圆环速度最大
B．圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大
C．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先增大后减小
D．圆环的动能与重力势能相互转化，圆环的机械能守恒
【答案】B
【详解】A．由于圆环的初速度与末速度均为零，所以下滑到最大距离时，圆环速度为零，故A错误；
B．由于圆环下滑过程中，圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，圆环的重力势能逐渐减小，所以圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大，故B正确；
C．由于圆环与弹簧组成的系统机械能守恒；圆环的初速度与末速度均为零，其速度先增大后减小，则圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故C错误；
D．圆环的重力势能转化为圆环的动能和弹簧的弹性势能，所以圆环的机械能减小，故D错误。
故选B。
8．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是（ ）
A．在时间段，该物体吸收的热量为
B．在时间段，该物质的比热容先增大后减小
C．在时间段，该物体放出的热量为
D．该物质在时间段的比热容等于
【答案】D
【详解】A．时间内，物质吸收的热量可以用公式来求解，但是处于熔化阶段，温度不变、持续吸热，故不可以用该公式求解，故A错误；
B．结时间段内，物质均处于液态，比热容不变，故B错误；
C．在时间段，所用时间为，温度从升高到，则该物体吸收的热量为
由题知，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），则单位时间内物体吸收的热量
分析图像可知，该物质为晶体，在时间段，物质处于熔化过程中，则该晶体在熔化过程中吸收的热量
分析图像可知，该晶体在时间段处于凝固过程中，对一定质量的晶体来说，凝固时放出的热量与熔化时吸收的热量相等，所以，在时间段，该物体放出的热量为
故C错误；
D．由前面解答可知，单位时间内物体吸收的热量
分析图像可知，在时间段，该物质已经全部熔化，为液态，则在时间段该物质吸收的热量
设该物质在液态时的比热容为，在时间段该物质温度从升高到，且物质熔化前后的质量不变，则根据可得
解得该物质在液态时的比热容
进一步分析图像可知，该物质在时间段仍然为液态，其比热容不变，所以该物质在时间段的比热容等于
故D正确。
故选D。
9．（23-24九年级上·江苏镇江·期末）下列汽油机工作的一个循环中，对外做功之后的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】对外做功之后的冲程是排气冲程。
A．图中的进气门打开，活塞下行，是吸气冲程，故A不符合题意；
B．图中的气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，故B不符合题意；
C．图中的气门关闭，活塞下行，火花塞打火，是做功冲程，故C不符合题意；
D．图中的排气门打开，活塞上行，是排气冲程，故D符合题意。
故选D。
10．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．弹性绳的弹性势能在B点时最大
B．到达B点时，弹性绳处于原长位置
C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加
D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
【答案】C
【详解】A．弹性绳在A点的弹性形变最大，故弹性绳的弹性势能在A点时最大，故A错误；
B．到达B点时速度最大，此时弹力和重力相等，说明B点时弹性绳有形变，不是原长位置，故B错误；
C．人从A到B的过程中，人的质量不变，速度由0变为最大，所以动能在增加；人的高度不断升高，所以重力势能也在增加，故C正确；
D．人从A到C的过程中，人的质量不变，高度在升高，所以重力势能在增加；但速度在B点时最大，C点为最高点，速度为0，故速度是先变大，后变小，所以动能也是先变大，后变小，故D错误。
故选C。
11．（23-24九年级上·江苏淮安·期末）用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为100g的甲、乙两种液体（其中一种是水）。用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像（如图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（ ）
A． B．乙液体是水
C．0~8min乙吸收的热量为 D．该酒精灯的加热效率为35%
【答案】D
【详解】BC．由图2可知，加热相同的时间，甲和乙吸收的热量相同，甲温度变化得少，因此甲是水，0~8min内甲吸收的热量
因为单位时间内甲和乙吸收的热量相同，所以0~8min乙吸收的热量为，故BC错误；
A．0~8min乙吸收的热量为，则0~4min内乙吸收的热量为
0~4min内乙温度升高了
则乙的比热容
故A错误；
D．乙加热至沸腾用时10min，则10mn内乙吸收的热量
乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精，酒精燃烧释放的热量为
该酒精灯的加热效率为
故D正确。
故选D。
二、填空题
12．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示.若该同学质量为60kg，不计墙壁对手掌的摩擦力，墙壁对她的支撑力约为 N；若她只将胳膊弯曲，墙壁对手掌的支撑力F将会 .若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果，请结合本题知识对她提出一点建议： .
【答案】 225 变大 增大脚尖与墙壁的距离（使用杠杆原理即可）
【详解】[1]该同学的重力为
可以将该同学看作一个杠杆，O点为支点，重力使人体沿顺时针方向转动，墙对人的支持力阻碍人体沿顺时针方向转动。读图可知，重力的力臂为3个小格，F的力臂为8个小格，根据杠杆平衡条件有
[2]将胳膊弯曲时，身体将要前倾，此时重力的力臂要增大，根据杠杆平衡条件可以知道，在重力、阻力臂不变的情况下，重力的力臂增加了，要使杠杆依然平衡，阻力臂就要变大。
[3]增强锻炼效果，即要使力F大一些，可以使脚尖离墙远一些，这样，即增加了重力的力臂，也减小了F的力臂，是可以让F增大的。
13．（23-24九年级上·江苏常州·期末）如图甲所示，升旗时，旗杆顶端装置是 （定/动）滑轮，使用它的作用是 。如图乙所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来。有三支相同的蜡烛，在B端放一支，在AO的中点C放两支，将三支蜡烛同时点燃，他们的燃烧速度相同，在燃烧过程中，直尺将 （A端上升/B端上升/始终保持平衡）。
【答案】 定 改变用力方向 始终保持平衡
【分析】（1）定滑轮的本质是等臂杠杆，既不省力也不费力，但是可以改变力的方向；
（2）在本题中由于蜡烛对直尺的重力作用，故而构成了一个杠杆，蜡烛对直尺的作用力等于蜡烛的重力，由于杠杆是在水平方向平衡，故而力臂的长度则等于蜡烛距离O点的距离，然后结合杠杆平衡的条件可以求解。
【详解】[1][2]旗杆顶端装置的轴不能随物体一起移动是定滑轮，其本质是等臂杠杆，使用它不省力，但是可以改变用力方向。
[3]设一支蜡烛的质量为m，直尺长度为L，由杠杆平衡条件可知
直尺在水平位置平衡；因为三支蜡烛同时点燃，并且燃烧速度相同，所以三支蜡烛因燃烧减少的质量m′相同，即
所以在燃烧过程中直尺仍能平衡。
【点睛】本题考查定滑轮的特点和杠杆的平衡条件，是综合性的题目。
14．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个 滑轮，使用它的好处是 ；
（2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小 ，剪断物体更省力；
（3）如图丙所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上螺纹 （选填“密”或“疏”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 定 改变施力方向 阻力臂 粗 密
【详解】（1）[1]旗杆顶端的是一个定滑轮，因为它的轴是固定的，不随物体一起运动的。
[2]使用定滑轮不能省力，但能改变力的方向。
（2）[3]图乙中，使用剪刀，被剪物体尽量靠近转动轴，据杠杆的平衡原理知，这是在阻力和动力臂不变时，通过减小阻力臂来减小动力。
（3）[4]使用螺丝刀时，手柄相当是轮轴上的轮，增大轮的半径，可省力，所以可使用手柄粗一些的螺丝刀。
[5]螺丝钉上的螺纹相当于斜面，倾斜度相同时，斜面的长度越长，越省力，而螺纹密一些相当于增大斜面长度。
15．（23-24九年级上·江苏南京·期末）一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示。
(1)在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系，如图乙所示，其中最合理的是 。
(2)在B端拉起的过程中，当h1=1m时，测力计的示数 F 为3N；由此推断：金属棒的重心到A端的距离 d= m ；当h2=2m时，拉力F 总共做的功W2= J。
【答案】(1)B
(2) 0.72 7.6
【详解】（1）当金属棒没离开地面时，金属棒是在拉力作用下绕着A端被缓慢匀速提起，此时金属棒是杠杆，支点为A，动力为测力计对金属棒的拉力，阻力为金属棒的重力，其中棒长L，设金属棒的重心离A端距离为d，如图，如图：
根据杠杆的平衡条件可得F1L1=GL2，且由数学知识可得，所以，这一过程中测力计对金属棒的拉力F1不变，且F1当金属棒AB离开地面后，因竖直匀速提起金属棒，所以由二力平衡条件可知，拉力为
F1'=G=5N
测力计对棒所做的功W'=F1'h，且此过程中F'不变，故W和h也成正比关系，但F1'>F1，所以提升相同高度时拉力做功更多，即图线更陡。综上，B图最能表现弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度h的关系，故应该选B。
（2）[1]当h1=lm时，金属棒AB还没离开地面，假设金属棒与地面的夹角为α，根据杠杆平衡条件，有
F×Lcosα=G×dcosα
即
3N×1.2m=5N×d
解得d=0.72m，即金属棒的重心到A端的距离d为0.72m。
[2]当h2=2m时，金属棒AB已经离开地面，未离开地面时，弹簧测力计示数F1为3N且不变，弹簧测力计对棒做的功为
W1=F1L=3N×1.2m=3.6J
金属棒离开地面继续上升的高度为
h2=2m-1.2m=0.8m
离开地面后，弹簧测力计对棒所做的功为克服棒重力做的功为
W2=Gh2=5N×0.8m=4J
故当h2=2m时，拉力F做的功为
W总=W1+W2=3.6J+4J=7.6J
16．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功与木箱运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F= N，斜面的机械效率η= ，木箱所受的摩擦力f= N。
【答案】 100 70% 30
【详解】[1]读图乙知，斜面长为8m，将物体拉到斜面上，做的有用功为560J。总功为
拉力大小为
[2]斜面的机械效率为
[3]克服摩擦做额外功，摩擦力为
17．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）为提升人民生活幸福指数，无锡市政府陆续对老旧小区进行改造。如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升6m，动滑轮的质量为3kg。忽略绳重和摩擦，则工人对绳的拉力为 N，工人拉力做的功为 J，使用滑轮组提升重物的机械效率为 。
【答案】 300 3600 95%
【详解】[1]建筑材料的重力为
G=mg=57kg×10N/kg=570N
动滑轮的重力为
G动=m动g=3kg×10N/kg=30N
由图知，n=2，忽略绳重和摩擦，拉力为
[2]拉力端移动距离为
s=nh=2×6m=12m
工人拉力做的功为
W总=Fs=300N×12m=3600J
[3]拉力做的有用功为
W有=Gh=570N×6m=3420J
滑轮组的机械效率为
18．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的质量分布均匀的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为0.25m，则杠杆的机械效率为 ，从如图位置提升到水平位置的过程中，重物的机械能将 ，拉力的大小将 ；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，杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 90% 变大 不变 变大
【详解】[1]杠杆的机械效率
[2]重物的机械能等于重物的动能和势能之和。当重物从如图位置匀速提升到水平位置时，质量、速度一定，高度变大，因此重物的动能不变，重力势能变大，故重物的机械能变大。
[3]由图示可知，当重物被提升的过程中，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。
[4]杠杆提升钩码时，对钩码做有用功，克服杠杆重做额外功，且
W有用+W额=W总
设杠杆重心升高的距离为h，则
Gh1+G杆h杆=Fh2G不变，h1不变，杠杆不变，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
Gh1+G杆杆h变小，所以Fh2也变小；根据
可知总功变小，有用功不变，所以机械效率变大。
19．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）城市在不断发展扩大中，有些人生活居住与工作的地方相距较远。住在江都的小明要开车到泰州上班，如图乙所示，是小明所开车的汽油机工作过程的四个冲程，与图甲能量转化情况相同的是 （选填字母）。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内汽油机完成了 个冲程；假如该车行驶了10km，共耗油0.5kg，则这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。汽油机工作时会产生大量的热，需要用水进行降温，是通过 的方式改变汽油机的内能的。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
【答案】 A 80 2.3×107 热传递
【详解】[1] 甲图中水蒸气对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。
A．图中的气门关闭，活塞下行，因此这是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
B．图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，因此这是吸气冲程；
C．图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，因此这是排气冲程；
D．图中的气门关闭，活塞上行，因此这是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能。
故与图甲能量转化情况相同的是A，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
[2] 此汽油机飞轮的转速为
2400r/min=40r/s
即1s内该汽油机的飞轮转40周，完成20个工作循环，80个冲程。
[3] 0.5kg汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=0.5kg×4.6×107J/kg=2.3×107J
[4]汽油机工作时会产生大量热，需要用水进行降温， 从 缸吸收热量，温度升 ， 的内能会增 ，这是通过热传递的 式改变 的内能。
三、作图题
20．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）作图题：
(1)请画出力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。
(2)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：阻力的力臂L2；刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
(3)用滑轮组提升重45N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的绕法。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）过支点O作力F1的作用线的垂线段，即为F1的力臂L1；阻力是阻碍杠杆的转动的力，过阻力作用点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，即为阻力F2，如图
（2）反向延长F2的作用线，从支点O作动力F2作用线的垂线，支点到垂足的距离为阻力臂L2；由杠杆平衡条件可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，因此OC作为动力臂最长，动力的方向应该垂直力臂OC向上，过点C垂直于OC向上作出最小动力F1 的示意图，如图
（3）根据题意，动滑轮重、绳重和摩擦均不计时，承担物重的绳子段数为
故需要三段绳子提升，为奇数，根据“奇动偶定”的原则，绳子起始端应系在动滑轮的挂钩上，然后再向定滑轮绕线，如图
四、实验题
21．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）如图甲是一台落地电风扇，图乙是电风扇的尺寸示意图，由于电风扇的质量分布不均匀，它的重心在P点；内部的电路图可简化为丙图，图中M代表电动机，R1、R2是限流电阻。如表为电风扇的参数。
风速挡位 3挡
扇叶 50cm
风扇净重 6kg
额定电压 220V
电动机 中电流 高挡 0.6A
中挡 0.3A
低挡 0.2A
（1）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路。此开关应该安装在丙图中的 （选填“A”、“B”或“C”）处。
（2）电风扇在额定电压下工作，当旋转开关调到2位置时，风速挡位是 （选填“低挡”、“中挡”或“高挡”）；此时，电动机两端的电压为100V，求R1的阻值 。
（3）将电风扇高度调到最大值h＝110cm，放置状态如图乙所示，风扇重心P离底座中轴线横向距离a＝15cm，P点离地面距离b＝60cm，若电风扇以最大风速工作时，在水平方向扇叶受到空气向左的作用力F＝18N，为了使风扇不倾倒，请通过计算说明风扇底座半径r至少为多大 。
【答案】 A 中挡 400Ω 18cm
【详解】（1）[1] 图丙中，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路，即切断火线，以防产生更大的损坏，所以，此开关安装在A点处。
（2）[2]旋钮开关接触点“3”时电路中只有电动机连入，电路中的电阻最小，电流最大，则电风扇的风速最大，为高挡；
旋钮开关接触点“1”时电路中R1、R2、电动机串联连入电路，电阻最大，电流最小，则电风扇的风速最小，为低挡；
旋钮开关接触点“2”时电路中R1与电动机串联连入电路，则为中挡；
[3] 中挡时电动机两端的电压为100V，由表格数据可知中挡时通过电动机的电流为0.3A，由于此时R1与电动机串联，则通过R1的电流也为0.3A，所以R1的阻值
R1＝
（3）[4] 电风扇重心在P点，离电风扇中轴横向距离
a＝15cm
以最高挡（最大风速）水平扇动时，以O为支点，为使电风扇不翻倒，电风扇在风力与重力处于平衡，由杠杆平衡条件得
F×h＝G×（r+a）
所以电风扇工作时，为使电风扇不翻倒，此时底座半径r至少需要18cm，故电风扇的风速达到最大时不会翻倒。
22．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）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。
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.2 0.7 0.4 71.4%
2 2 0.2 1.3 0.4 76.9%
3 3 0.2 1.8 0.4
(1)小雨是用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的；
(2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ；
(3)在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 ；
(4)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（ ）
A． B． C． D．
(5)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”）。
【答案】(1)乙
(2)刻度尺
(3)83.3%
(4)A
(5) 错误 偏大
【详解】（1）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。
（2）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。
（3）在第③次实验中，滑轮组的机械效率是。
（4）动滑轮的重力不可忽略，则克服动滑轮的重所做的功为额外功，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，但机械效率不能大于1，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A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（5）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。
23．（23-24九年级上·江苏南通·期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿外，另提供天平和秒表。
（1）要“比较水和油的比热容大小”，器材选择：选择 两组装置进行实验，通过比较 来比较水和油吸收热量的多少？
（2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，应选择 两组装置进行实验.进行实验时，在两个装置的燃烧皿中注入 相同的酒精和煤油，实验中两烧杯内的液体均未沸腾，待燃料 后，比较 就可比较出两种燃料热值大小；
（3）用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精，若不计热量损失，酒精的热值为 J/kg.[c水=4.2103J/（kg °C）
【答案】 甲丁 加热时间 乙丙（丁戊） 质量 完全燃烧 液体升高的温度
【详解】（1）[1] 比较水和油的比热容大小，应选用相同的加热装置，且水和油的质量应相同，故可选择甲丁两组装置进行实验并得出结论。
[2] ）在实验中，通过加热时间的长短，来比较水和油吸收热量的多少。
（2）[3][4][5][6] 比较酒精和煤油的热值大小，应选用相同质量的酒精和煤油，加热相同质 量的同种物质，应该选择乙丙（丁戊）两组装置进行实验；选择正确后，在两个装置的燃烧皿中注入相同质量的酒精和煤油，待燃料完全燃尽后，比较液体的升高温度，就可判断燃料热值的大小。
（3）[7] 用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精。若不计热量损失，水的比热容为4.2×103J/（kg °C），水吸热为
水吸收的热量等于酒精放出的热量，即∶Q吸= Q放；
酒精的热值为
24．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。
（1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 （选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与 的关系；
（2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越 ，木块被碰撞后在木板上移动的距离就越 ；
（3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究 对物体运动的影响；
（4）小江同学尝试改用如图3所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：
实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
关于小江的实验方案， 。（填选项符号）
A．只有实验方案一可行 B．只有实验方案二可行
C．两个实验方案均可行 D．两个实验方案均不可行
【答案】 ③ 速度 多 远 阻力 A
【详解】（1）[1] [2]本实验中采用控制变量法。为探究动能大小与质量的关系，应控制小车到达水平面的速度相同，让质量不同的小车从斜面上同一高度由静止释放，应选场景①和③；场景③和④中，小车的质量相同，从斜面上释放的高度不同，小车到达水平面上的速度不同，可探究动能与速度的关系。
（2）[3][4] 本题采用转换法判断小车动能的大小，小车的动能越大，发生碰撞时小车推动木块滑行的距离越长，对木块所做的动越多。
（3）[5]将场景①和②中的木块移走，同一小车以相同的速度到达粗糙程度不同的水平面上，可探究阻力对物体运动的影响。
（4）[6]方案一：质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较。可以研究钢球的动能大小与速度的关系；
方案二：若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧势能相同，转化出的动能相同，因此，木块最终移动的距离相同，这样是不能完成实验的。故选A。
25．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示是研究做功与能量转化关系的装置．重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长．AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙．实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面．将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x．不计空气阻力、滑轮摩擦。
（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为 （用字母表示）；木块经过PB段内能 （增大/不变/减小）；
（2）观察实验，小明提出猜想：重物和木块（系统）动能的变化与重物重力做功多少有关；
（3）为了验证猜想，小明做了以下实验．重物，木块，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：
序号 1 2 3 4 5 6
PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.43 0.5
木块在P点的速度平方 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像 。已知物体动能的表达式为 ，分析系统动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是 （正确/错误）的，得到的结论是 。
②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是 J。
【答案】 MgL 增大 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增大而增大 0.72
【详解】（1）[1]木块在AB段运动过程中，木块运动到P点时重物刚好落地，因此重物下落的高度为
由表中数据知，重物和木块质量一定，重物的重力做的功
[2] AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙，木块经过PB段时，木块与水平面间存在摩擦力，木块克服摩擦做功，动能转化成内能，故木块木块经过PB段时内能增加。
（3）①[3]根据表中数据，在图乙中描点，用平滑的线连接个点，作出L与v2的图像如图
[4][5]木块在光滑的AP段运动时，木块与重物组成的系统只有重力做功，机械能守恒，重力做的功等于系统动能的增加量
由上式可知，重物和木块（系统）动能的变化与重物重力做功多少有关，可知猜想是正确的；由上式得到的结论是：重物和木块动能的变化随重物重力做功的增大而增大。
②[6]有表中的数据结合图像可知，L与v2成正比，即
当L=0.8m时，由上式可得
解得
木块在P点获得的动能是
[6]重力做的功等于系统动能的增加量
当L=0.8m时，由上式可得
解得
木块在P点获得的动能是
26．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验， （选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由： ；
(2)改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是 ；
(3)如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(4)图丙的漫画中， （选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 。
【答案】(1) 平衡 不能 杠杆的自重对平衡有影响
(2)避免偶然性，寻找普遍规律
(3)变大
(4) 小猴 杠杆平衡时，力臂越小，力越大
【详解】（1）[1]杠杆保持静止，此时杠杆处于静止状态，达到平衡。
[2][3]实验前需调节杠杆在水平位置平衡，可以便于测量力臂并消除杠杆自重对实验的影响，若没有调节杠杆在水平位置平衡，无法得到正确结论。
（2）本实验是探究杠杆平衡条件的实验，属于探究性实验，多次测量的目的是避免偶然性，寻找普遍规律。
（3）如图乙所示，当弹簧测力计逐渐向左倾时，动力臂变小，因阻力和阻力臂不变，由杠杆的平衡条件，则弹簧测力计的示数将逐渐变大。
（4）[1][2]如下图所示：
以为支点，左端的重心在P处，右端的重心在Q处，，即左端重力的力臂小于右端重力的力臂。根据杠杆的平衡条件可得
所以萝卜的重力为
即
所以
故小猴分得的萝卜质量大。
五、计算题
27．（23-24九年级上·江苏南通·期末）小明组装了如图所示的装置，已知物体A、B的质量分别为0.3kg、0.25kg，当挂上物体B一段时间后，物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升0.5m，B接触地面，不考虑空气阻力，g取10N/kg。在物体A上升0.5m的过程中，求：
（1）物体B做的有用功；
（2）该装置的机械效率；
（3）物体B做功的功率。
【答案】（1）1.5J；（2）60%；（3）0.5W
【详解】
解：（1）物体B做的有用功就是物体A克服重力做的功，即
W有＝GAhA＝mAghA＝0.3kg×10N/kg×0.5m＝1.5J
（2）图中通过动滑轮的绳子段数n＝2，则B物体运动的距离为
sB＝2hA＝2×0.5m＝1m
则物体B做的总功为
W总＝FsB＝GBsB＝mBgsB＝0.25kg×10N/kg×1m＝2.5J
该装置的机械效率为
(3)由题知，物体A运动的时间为
物体B运动的时间和A的相同，则物体B做功的功率为
答：（1）物体B做的有用功为1.5J；
（2）该装置的机械效率为60%；
（3）物体B做功的功率为0.5W。
28．（23-24九年级上·江苏泰州·期末）小明学习了热学的有关知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），他想估算自己家所用的天然气灶的效率，他在铁锅中装入3kg水，并将其放在天然气灶上从15℃加热到75℃，加热前后小明观察了天然气表（如图），上面的示数分别为:m3和m3。
（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的警示，请说出原因。
（2）水从15℃升高到75℃吸收了多少热量
（3）若铁锅吸收的热量不考虑，则该天然气灶烧水的效率大约是多少 （q天然气约为3.9×107J/m3）
【答案】（1）天然气遇到明火易发生爆炸；（2）7.56×105J；（3）51%
【详解】解：（1）天然气遇到明火易发生爆炸（答成“被点燃”也可）。
（2）水从15℃升高到75℃吸收热量为
Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（75℃－15℃）=7.56×105J
（3）加热前后天然气用量
V=1234.605 m3－1234.567 m3=0.038 m3
天然气燃烧放出的热量为
Q放=qV =3.9×107J/m3×0.038 m3=1.482×106J
该天然气灶烧水的效率
答：（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的原因是天然气遇到明火易发生爆炸；
（2）水从15℃升高到75℃吸收的热量是7.56×105J；
（3）该天然气灶烧水的效率大约是51%。
六、科普阅读题
29．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）阅读短文，回答问题。
“阳光动力2号”太阳能飞机
世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图）飞机的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几。飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系。白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行。晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行。并且下降到1500米的高度，以减少能耗。飞机的有关技术参数如下表：
飞机净/总质量/kg 2300/3600 发动机最大功率 kW 54
锂电池能量密度/ kW·h/kg 0.25 发动机转换效率 70%
锂电池的总质量/kg 667 ――――――――――
（1）白天飞机在高海拔高度飞行，而晚上下降到低海拔高度飞行，这一过程 能转化为 能；
（2）若锂电池充满电后的总储存量约为6×108J。某次飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发动机转换效率为70%，则发动机输出的机械能为 J，若这些机械能改由航空燃油来提供，不计能量损失，需要完全燃烧氢气 m3（已知氢气的热值为1.4×108J/m3）；
（3）若飞机发动机最大功率为54kW，飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航，所受的阻力为 N，若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比，则当飞机以15m/s速度沿水平方向运行时，发动机输出的功率为 W。
【答案】 重力势 动 8.4×107 0.6 1.8×103 6.75×103
【详解】（1）[1][2]白天飞机在高海拔高度飞，而晚上下降到低海拔高度飞行，高度降低，质量不变，所以重力势能减小，而速度增大，动能增大，这一过程是重力势能转化为动能。
（2）[3][4]飞机的锂电池总的储存能量6×108J，飞机飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发动机输出的机械能为
W机=6×108J×20%×70%=8.4×107J
由题意可知
Q=Vq= W机
不考虑能量损失，需要完全燃烧氢气体积为
（3）[5]由
可得，飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航时，所受的阻力为
[6]飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度成正比，即f=kv2，所以飞机分别以30m/s和15m/s的速度飞行时，有
代入数据得
解得f2=450N，当飞机以15m/s速度沿水平方向运动时，发动机的推力为
F2=f2=450N
发动机输出的功率为
P2=F2v2=450N×15m/s=6.75×103W
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页九上物理期末复习 （简单机械和功、机械能和内能）压轴题29题
一、单选题
1．（23-24九年级上·江苏南通·期末）研究表明，人步行时重心升降的幅度约为脚跨一步距离的0.1倍，人正常步行时，请你估算一名中学生正常步行半小时克服重力做功的功率约为（ ）
A．10W B．20W C．70W D．140W
2．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）地址震后，许多救灾人员用如图所示的“大力钳”剪断废墟中的钢筋，救出被困群众，大力钳上的主要数据如图所示。若某救灾人员在“握力作用处”向下施加压力F，则“被钳钢筋”承受的压力为（ ）
A．6F B．36F C．18F D．12F
3．（23-24九年级上·江苏南京·期末）用如图所示的甲乙两滑轮组提升重物时，两物体重分别为，提升的高度分别为，两动滑轮重分别为，拉力分别为，机械效率分别为。若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．若，则
B．若，则
C．若，则
D．若，则
4．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，描述正确的是（ ）
A．小球反弹经过D点时动能为零
B．小球从A点运动到B点的过程中机械能不断减少
C．若将弹性小球表面涂黑，则会在C、F两点留下等大的黑色圆斑
D．小球经过E点的机械能大于经过G点的机械能
5．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图所示，轻弹簧左端固定，原长时右端位于O点，现将木块置于弹簧的右端，用力将弹簧压缩 l的长度（弹簧始终在弹性限度内）后由静止释放，木块在水平地面上向右滑行距离为s后停在O点右侧。下列描述该过程中木块克服地面摩擦力所做的功W、木块的动能Ek随木块距O点的长度x变化的关系图线中，可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
6．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）士兵用力缓慢匀速拉动绳子，把吊桥AB（杠杆）吊起，下列说法正确的是（ ）
A．当杠杆AB处于水平时是费力杠杆
B．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，动力减小
C．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，阻力臂增大
D．当杠杆AB缓慢匀速升至虚线位置的过程，动力臂先减小后增大
7．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（ ）
A．下滑到最大距离时，圆环速度最大
B．圆环的动能和弹簧的弹性势能之和一直增大
C．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先增大后减小
D．圆环的动能与重力势能相互转化，圆环的机械能守恒
8．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是（ ）
A．在时间段，该物体吸收的热量为
B．在时间段，该物质的比热容先增大后减小
C．在时间段，该物体放出的热量为
D．该物质在时间段的比热容等于
9．（23-24九年级上·江苏镇江·期末）下列汽油机工作的一个循环中，对外做功之后的冲程是（ ）
A． B．
C． D．
10．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连，打开扣环，人A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经B点上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（ ）
A．弹性绳的弹性势能在B点时最大
B．到达B点时，弹性绳处于原长位置
C．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能增加
D．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
11．（23-24九年级上·江苏淮安·期末）用如图1所示的同一个实验装置分别加热质量均为100g的甲、乙两种液体（其中一种是水）。用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像（如图2），乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法正确的是（ ）
A． B．乙液体是水
C．0~8min乙吸收的热量为 D．该酒精灯的加热效率为35%
二、填空题
12．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）某同学锻炼时，双脚并拢，脚尖O触地，脚后跟踮起，手掌支撑在竖直墙壁上，手臂水平，A为人体重心所在位置.此时墙壁对手掌的支撑力F如图所示.若该同学质量为60kg，不计墙壁对手掌的摩擦力，墙壁对她的支撑力约为 N；若她只将胳膊弯曲，墙壁对手掌的支撑力F将会 .若该同学欲增强对胳膊肌肉的锻炼效果，请结合本题知识对她提出一点建议： .
13．（23-24九年级上·江苏常州·期末）如图甲所示，升旗时，旗杆顶端装置是 （定/动）滑轮，使用它的作用是 。如图乙所示，粗细均匀的直尺AB，将中点O支起来。有三支相同的蜡烛，在B端放一支，在AO的中点C放两支，将三支蜡烛同时点燃，他们的燃烧速度相同，在燃烧过程中，直尺将 （A端上升/B端上升/始终保持平衡）。
14．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）如图甲，旗杆的顶端安装着一个 滑轮，使用它的好处是 ；
（2）如图乙，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，可减小 ，剪断物体更省力；
（3）如图丙所示，是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄 （选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力；螺丝钉上螺纹 （选填“密”或“疏”）一些的螺丝钉拧起来更省力。
15．（23-24九年级上·江苏南京·期末）一根长度为1.2m、重为5 N的金属棒 AB置于水平地面上，用弹簧测力计始终沿竖直方向拉棒的B端使其缓慢匀速拉起，直至离开地面，如图甲所示。
(1)在此过程中，弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度 h的关系，如图乙所示，其中最合理的是 。
(2)在B端拉起的过程中，当h1=1m时，测力计的示数 F 为3N；由此推断：金属棒的重心到A端的距离 d= m ；当h2=2m时，拉力F 总共做的功W2= J。
16．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示，一木箱重400N，工人用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处。已知整个过程中工人做的有用功与木箱运动距离s的关系如图乙所示，整个过程的额外功是240J，则拉力F= N，斜面的机械效率η= ，木箱所受的摩擦力f= N。
17．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）为提升人民生活幸福指数，无锡市政府陆续对老旧小区进行改造。如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升6m，动滑轮的质量为3kg。忽略绳重和摩擦，则工人对绳的拉力为 N，工人拉力做的功为 J，使用滑轮组提升重物的机械效率为 。
18．（23-24九年级上·江苏南通·期末）如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的质量分布均匀的杠杆，使重为36N的物体缓慢升高0.1m，拉力大小F为16N，拉力移动的距离为0.25m，则杠杆的机械效率为 ，从如图位置提升到水平位置的过程中，重物的机械能将 ，拉力的大小将 ；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，杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
19．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）城市在不断发展扩大中，有些人生活居住与工作的地方相距较远。住在江都的小明要开车到泰州上班，如图乙所示，是小明所开车的汽油机工作过程的四个冲程，与图甲能量转化情况相同的是 （选填字母）。若该汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内汽油机完成了 个冲程；假如该车行驶了10km，共耗油0.5kg，则这些汽油完全燃烧放出的热量为 J。汽油机工作时会产生大量的热，需要用水进行降温，是通过 的方式改变汽油机的内能的。（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
三、作图题
20．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）作图题：
(1)请画出力F1的力臂l1，以及杠杆受到的阻力F2。
(2)图甲是自行车手闸，其中AOC部分可视为杠杆，O为支点，刹车线对A点的拉力为阻力F2，其简化示意图如图乙。请在乙图中画出：阻力的力臂L2；刹车时，作用在杠杆AOC上的最小动力F1。
(3)用滑轮组提升重45N的物体，绳子能够承受的最大拉力为20N，假设动滑轮重、绳重和摩擦均不计，在图中画出滑轮组绳子的绕法。
四、实验题
21．（23-24九年级上·江苏无锡·期末）如图甲是一台落地电风扇，图乙是电风扇的尺寸示意图，由于电风扇的质量分布不均匀，它的重心在P点；内部的电路图可简化为丙图，图中M代表电动机，R1、R2是限流电阻。如表为电风扇的参数。
风速挡位 3挡
扇叶 50cm
风扇净重 6kg
额定电压 220V
电动机 中电流 高挡 0.6A
中挡 0.3A
低挡 0.2A
（1）小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电风扇被碰倾倒时能自动断开电路。此开关应该安装在丙图中的 （选填“A”、“B”或“C”）处。
（2）电风扇在额定电压下工作，当旋转开关调到2位置时，风速挡位是 （选填“低挡”、“中挡”或“高挡”）；此时，电动机两端的电压为100V，求R1的阻值 。
（3）将电风扇高度调到最大值h＝110cm，放置状态如图乙所示，风扇重心P离底座中轴线横向距离a＝15cm，P点离地面距离b＝60cm，若电风扇以最大风速工作时，在水平方向扇叶受到空气向左的作用力F＝18N，为了使风扇不倾倒，请通过计算说明风扇底座半径r至少为多大 。
22．（23-24九年级上·江苏宿迁·期末）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。
实验序号 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 1 0.2 0.7 0.4 71.4%
2 2 0.2 1.3 0.4 76.9%
3 3 0.2 1.8 0.4
(1)小雨是用图中的 （选填“甲”或“乙”）滑轮组完成实验的；
(2)实验中用到的测量工具有弹簧测力计和 ；
(3)在第3次实验中，滑轮组的机械效率是 ；
(4)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（ ）
A． B． C． D．
(5)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”）。
23．（23-24九年级上·江苏南通·期末）将初温相同的液体装入如图所示的五组实验装置中，烧杯（相同）、温度计、铁架台和燃烧皿外，另提供天平和秒表。
（1）要“比较水和油的比热容大小”，器材选择：选择 两组装置进行实验，通过比较 来比较水和油吸收热量的多少？
（2）要“比较酒精和煤油的热值大小”，应选择 两组装置进行实验.进行实验时，在两个装置的燃烧皿中注入 相同的酒精和煤油，实验中两烧杯内的液体均未沸腾，待燃料 后，比较 就可比较出两种燃料热值大小；
（3）用甲图中的装置“测量酒精的热值”，加热12min使水温升高了30°C，刚好消耗掉2g酒精，若不计热量损失，酒精的热值为 J/kg.[c水=4.2103J/（kg °C）
24．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图1所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至木板上后与木块碰撞。通过改变小车释放时高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法，得到了图2虚线框内的四个实验场景。
（1）为探究小车动能与质量的关系，应选用场景①和 （选填“②”、“③”或“④”）进行实验；选用场景③和④进行实验时，可探究小车动能与 的关系；
（2）在实验中，小车动能越大，发生碰撞时对木块所做的功就越 ，木块被碰撞后在木板上移动的距离就越 ；
（3）若将场景①和②中的木块均移走，利用这两个场景可探究 对物体运动的影响；
（4）小江同学尝试改用如图3所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”，经过思考设计了以下两个实验方案：
实验方案一：探究动能大小与速度的关系：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
实验方案二：探究动能大小与质量的关系：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
关于小江的实验方案， 。（填选项符号）
A．只有实验方案一可行 B．只有实验方案二可行
C．两个实验方案均可行 D．两个实验方案均不可行
25．（23-24九年级上·江苏苏州·期末）如图甲所示是研究做功与能量转化关系的装置．重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长．AQ为水平面，AP段光滑，PQ段粗糙．实验开始时，质量为M的重物恰好置于地面．将质量为m的木块从P向右拉至A，PA长为L，放手后木块向左运动，最终停在B点，PB长为x．不计空气阻力、滑轮摩擦。
（1）木块在AB段运动过程中，重物的重力做的功为 （用字母表示）；木块经过PB段内能 （增大/不变/减小）；
（2）观察实验，小明提出猜想：重物和木块（系统）动能的变化与重物重力做功多少有关；
（3）为了验证猜想，小明做了以下实验．重物，木块，改变木块从P点右移的距离L，测得一组数据，记录如下：
序号 1 2 3 4 5 6
PA的长L/m 0.1 0.15 0.2 0.35 0.43 0.5
木块在P点的速度平方 0.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①根据表中数据，在图乙中作出L与v2的图像 。已知物体动能的表达式为 ，分析系统动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是 （正确/错误）的，得到的结论是 。
②利用实验信息分析，当L=0.8m时，木块在P点获得的动能是 J。
26．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）在“探究杠杆的平衡条件”实验中：
(1)实验前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于 （选填“平衡”或“非平衡”）状态；实验时，小明没有调节杠杆在水平位置平衡，就开始实验， （选填“能”或“不能”）探究得到正确结论；请说出你的理由： ；
(2)改变钩码的位置和个数，使杠杆平衡收集多组数据，其目的是 ；
(3)如图乙，用测力计在A处竖直向上拉，使杠杆在水平位置平衡，在测力计逐渐向左倾斜到虚线位置的过程中，为了保持杠杆在水平位置平衡，测力计的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(4)图丙的漫画中， （选填“小猴”或“小兔”）分得的萝卜质量大，其原因是 。
五、计算题
27．（23-24九年级上·江苏南通·期末）小明组装了如图所示的装置，已知物体A、B的质量分别为0.3kg、0.25kg，当挂上物体B一段时间后，物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升0.5m，B接触地面，不考虑空气阻力，g取10N/kg。在物体A上升0.5m的过程中，求：
（1）物体B做的有用功；
（2）该装置的机械效率；
（3）物体B做功的功率。
28．（23-24九年级上·江苏泰州·期末）小明学习了热学的有关知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），他想估算自己家所用的天然气灶的效率，他在铁锅中装入3kg水，并将其放在天然气灶上从15℃加热到75℃，加热前后小明观察了天然气表（如图），上面的示数分别为:m3和m3。
（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的警示，请说出原因。
（2）水从15℃升高到75℃吸收了多少热量
（3）若铁锅吸收的热量不考虑，则该天然气灶烧水的效率大约是多少 （q天然气约为3.9×107J/m3）
六、科普阅读题
29．（23-24九年级上·江苏扬州·期末）阅读短文，回答问题。
“阳光动力2号”太阳能飞机
世界最大的太阳能飞机“阳光动力2号”（如图）飞机的表面使用一种碳纤维材料，其承载能力要比一般材料更好，但质量仅与一辆小型汽车相差无几。飞机上设有的通话、网络等设备，可随时保证飞机与地面的联系。白天，飞机飞行高度达到海拔8500米，依靠两翼上安装的太阳能电池板为直流电动机提供动力，同时对锂电池充电以保证夜间或阴雨天不间断飞行。晚上，依靠储存在锂电池里的电能继续飞行。并且下降到1500米的高度，以减少能耗。飞机的有关技术参数如下表：
飞机净/总质量/kg 2300/3600 发动机最大功率 kW 54
锂电池能量密度/ kW·h/kg 0.25 发动机转换效率 70%
锂电池的总质量/kg 667 ――――――――――
（1）白天飞机在高海拔高度飞行，而晚上下降到低海拔高度飞行，这一过程 能转化为 能；
（2）若锂电池充满电后的总储存量约为6×108J。某次飞行消耗了锂电池总储存量的20%，发动机转换效率为70%，则发动机输出的机械能为 J，若这些机械能改由航空燃油来提供，不计能量损失，需要完全燃烧氢气 m3（已知氢气的热值为1.4×108J/m3）；
（3）若飞机发动机最大功率为54kW，飞机在最大功率下，以30m/s的速度沿水平方向正常巡航，所受的阻力为 N，若飞机沿水平方向飞行过程中所受阻力与速度的平方成正比，则当飞机以15m/s速度沿水平方向运行时，发动机输出的功率为 W。
试卷第1页，共3页
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