湖南省长沙市长郡梅溪湖中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。第1~10题为单选题,每小题只有1个选项符合题意。第11、12题为多选题,选对但少选得2分,错选得0分。)
1.(2024九上·长沙开学考)在第31届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A.发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B.二传手将球传出后,球运动到最高点时受力平衡
C.主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D.球落入对方场地时,力的作用效果只是改变了球的形状
2.(2024九上·长沙开学考)在科学实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行多次测量:
①在“测量物理课本的厚度”时,多次测量
②在“探究重力的大小跟质量的关系”时,改变钩码的个数,多次测量
③在“探究反射角与入射角的关系”时,改变入射角,多次测量
④在“测量小车沿斜面下滑时的平均速度”的实验中,多次测量路程和时间
上述实验属于减少误差而进行多次实验的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
3.(2024九上·长沙开学考)2022年北京冬季奥运会举办时,北京作为史无前例的双奥之城成为了全世界瞩目的焦点。下列关于冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,他的运动状态没有改变
②乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,一定受到平衡力的作用
③丙图中的冰壶做的非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①②③④
4.(2024九上·长沙开学考)动物大多有各自的求生绝活,如图所示的“绝活”中,可以减小压强的是( )
A.野牛的角 B.骆驼的巨掌
C.啄木鸟的嘴 D.鹰的利爪
5.(2024九上·长沙开学考)连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用,在如图所举的事例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.排水管的“反水弯”
C.锅炉水位计
D.活塞式抽水机
6.(2024九上·长沙开学考)我国铁路大提速后,站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化,为了有效地防止安全事故的发生,站台的安全线距离由原来的1 m变为2 m。关于列车与乘客间空气流速及压强的变化,判断正确的是( )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强不变 D.气流速度更小、压强更小
7.(2024九上·长沙开学考)如图所示的情境中,对做功情况判断正确的是( )
A.运动员撑着杠铃保持静止的过程,运动员对杠铃做了功
B.人用力搬石块但石块未能离开地面,人对石块做了功
C.人在平直的地面上推着小车匀速运动,人对小车不做功
D.起重机匀速提升货物的过程中,起重机对货物做了功
8.(2024九上·长沙开学考)如图所示,完全相同的试管A、B中分别盛有液体,将试管B倾斜,使两试管中液面相平,两试管中液体对试管底部的压强分别为、。下列说法中正确的是( )(,g取)
A.若,则试管A中液体的密度大于试管B中液体的密度
B.若,则试管A中液体的质量小于试管B中液体的质量
C.若将试管B竖直放置,则液体对试管B底部的压强保持不变
D.若试管B中的液体是水,则
9.(2024九上·长沙开学考)把体积为200cm3、重为1.2N的物体放入水中,当物体静止时,它所处的状态及受到的浮力大小分别是( )
A.漂浮,F浮>1.2N B.漂浮,F浮=1.2N
C.沉底,F浮<1.2N D.沉底,F浮=1.2N
10.(2024九上·长沙开学考)掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示是小球弹跳的闪频照片,小球在A、B位置的高度一样,下列说法正确的是( )
A.小球在A位置的动能大于在B位置时的动能
B.小球在A→C,D→B两个过程时动能均增大
C.小球在C位置的机械能等于D位置的机械能
D.小球分别在A、B两个位置时的动能与势能之和相等
11.(2024九上·长沙开学考)杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,如图所示是我国传统的杆秤,常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤下列说法正确的是( )
A.杆秤利用杠杆平衡来称量物体质量
B.只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止
C.秤杆上50 g的刻度比100 g的刻度离提纽更远
D.用杆秤称量物体质量时,B点是杆秤的支点
12.(2024九上·长沙开学考)如图所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验,下列结果正确的是(g=10N/kg)( )
A.木块的质量是12g B.木块受到的浮力是1.2牛
C.小桶受到的重力是0.4牛 D.木块排开水的体积是1200cm3
二、填空题(本大题共4小题,9空。每空2分,共18分)
13.(2024九上·长沙开学考)在2021年8月的东京奥运会上,中国组合徐诗晓孙梦雅获得了女子500米双人划艇的冠军,拿到了中国女子皮划艇的第一块奥运会金牌。比赛时,两位运动员用船桨向后划水,奋力向前,此现象说明力的作用是 的。水给桨的力 (选填“大于”、“小于”、“等于)桨给水的力。
14.(2024九上·长沙开学考)2022年4月16日,太空“出差”半年的神舟十三号乘组翟志刚、王亚平、叶光富成功返回地球家国。如图是着陆前的场景,在减速降落过程中,机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。三位航天员的“天宫课堂”还让我们回味无穷,当航天员将实验物品用手推出后,物品能够继续向前运动,这是因为它具有 。
15.(2024九上·长沙开学考)如图所示,容器内装有水,水对容器底的压强是 Pa,A点受到的压强是 Pa。(g取10Ng)
16.(2024九上·长沙开学考)一个重为300N的物体Q,底面积400cm2,将其放在水平地面上,它对地面的压强是 Pa。如图所示,现将物体Q挂在杠杆的B端,在A端悬挂一个重为200N的物体P,使杠杆在水平位置平衡,忽略杠杆自重的影响,若OA∶OB=2∶5,那么地面对物体Q的支持力为 N。为了使物体Q对地面的压强刚好为0,则需要在P的下方添加重量为 N的物体。
三、作图题(本题共2个小题,每小题2分,共4分。)
17.(2024九上·长沙开学考)用如图所示的动滑轮和定滑轮提升重物,请画出最省力的绳子绕行方式。
18.(2024九上·长沙开学考)如图所示,细线拉着小球A静止悬挂于支架上的O点,画出小球A受到重力的示意图。
四、实验题(本大题共5小题,14空,每空2分,共28分)
19.(2024九上·长沙开学考)实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中,小博同学有如下猜想:
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关为此,小博同学进行了如图所示的实验。
(1)比较 两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(2)小才同学认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关,于是将甲图中的木块竖着切去一半,如图丁所示,比较甲、丁两次实验,发现拉力大小不同,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。小博同学认为他的结论是错误的,理由是: 。
20.(2024九上·长沙开学考)小桌在“探究影响压力作用效果”和“探究重力势能的影响因素”中也都有使用。如图,是利用小桌探究影响压力作用效果的实验。
(1)通过比较图甲和图乙,说明在 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p'的大小关系为p p'(选填:“>”、“<”或“=”);
(3)若所有桌脚的总面积与桌面的面积之比是1:25,则乙、丙两图中海绵受到的压强之比p乙:p丙= 。
21.(2024九上·长沙开学考)“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的部分操作、装置静止时测力计指针的位置如图所示。
(1)由a、b、c所示实验可得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(2)由c、d所示实验得出的结论是:在排开液体体积相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(3)由图中提供的数据,盐水的密度为 kg/m3。
22.(2024九上·长沙开学考)在“探究杠杆平衡的条件”的实验中:
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图所示。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是: ;
(2)在图中,挂在B点的两只相同的砝码质量均为50克,当弹簧测力计在A点沿竖直向上的a方向拉时,杠杆平衡。若弹簧测力计沿斜向上的b方向拉时杠杆仍然平衡,则弹簧测力计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
23.(2024九上·长沙开学考)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,某小组同学用如下图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
实验次数 钩码重/N 钩码上升的 距离/m 弹簧测力计的 读数/N 弹簧测力计上升的距离/m 机械效率
1 2 0.08 0.8 83.3%
2 4 0.10 1.5 0.30 88.9%
3 6 0.10 2.2 0.30 90.9%
(1)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)表格中的空白处应填的数据是 ;
(3)分析实验数据可得出:使用同一滑轮组时, ,机械效率越大。
五、计算题(本大题共2小题,第24题6分,第25题8分,共14分)
24.(2024九上·长沙开学考)工人用如图所示的滑轮组提升建筑材料A,将重1200N的建筑材料A以0.2m/s的速度匀速提升了5s,在这个过程中,拉力F为500N。(不计绳重与摩擦,g取10N/kg)求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
25.(2024九上·长沙开学考)蔡波同学学习了压强和浮力的知识后,自己设计了一个体验实验装置,该装置的轴剖面图如图甲所示。放在水平桌面上的薄壁容器由上下两个柱状体组合而成,下部分容器横截面积S1=0.01m2,高度h1=0.1m,上部分容器横截面积S2=0.006m2,高度h2=0.04m,容器的质量为0.1kg,图乙是容器的立体图。另有一圆柱形实心铁棒,铁棒横截面积S3=0.004m2,长度l=0.1m。用细绳绕过定滑轮连接铁棒,细绳另端有一控制铁棒缓慢升降和暂停装置(图中未画出),铁棒置于容器口的上方,向容器内注入深度h3=0.09m的水,缓慢将铁棒下降,直至完全浸没后铁棒停止下降,铁棒始终保持竖直且未与容器底部接触。(,g=10N/kg)。求:
(1)注入的水质量是多少kg?
(2)铁棒所受浮力的大小?
(3)容器对水平桌面的压力F的大小?
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;平衡状态的判断
【解析】【解答】A. 发球手将球发出时, 球由静止变为运动,即说明力改变了球的运动状态,故A正确;
B.根据题意可知,当球运动到最高点时只受到重力作用,则此时受力不平衡,故B错误;
C.根据题意可知,球对手的力和手对球的力是一对相互作用力,根据相互作用力的条件可知,二者大小相等,故C错误;
D.当球落到对方场地上时,球受到地面的撞击而形状发生改变,且球从地面弹起,说明力改变物体的运动状态,故D错误。
故选A。
【分析】 AD.力的作用效果包括:力改变物体的运动状态,或力使物体发生形变。
B.对最高点时的球进行受力分析即可;
C.根据力的作用的相互性分析判断。
2.【答案】B
【知识点】光的反射定律;刻度尺的使用;测量物体运动的平均速度;重力及其大小的计算
【解析】【解答】①在“测量物理课本的厚度”时,为了减小误差采取多次测量求平均值的方法;
②在“探究重力的大小跟质量的关系”时,多次测量是为了获得普遍的规律;
③在“探究反射角与入射角的关系”时,多次测量是为了获得普遍的规律;
④在“测量小车沿斜面下滑时的平均速度”的实验中,多次测量路程和时间,是为了减小实验的误差。
综上所述,属于减少误差而进行多次实验的是①④。
故选B。
【分析】根据各个实验中多次测量的目的分析判断。
3.【答案】B
【知识点】重心;物体运动状态的变化;平衡状态的判断;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】①根据题意可知,短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,速度不变,但是运动方向不断变化,所以他的运动状态改变,故①错误;
②根据题意可知,冰球沿水平地面匀速直线滑行时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用,故②正确;
③根据题意可知,冰壶做得非常光滑,在通过减小接触面的粗糙程度来减小与冰面的摩擦力,故③正确;
④根据题意可知,花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒,故④正确。
故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】①运动状态的改变包括:速度大小改变或运动方向改变;
②平衡状态受到平衡力,包括静止状态或匀速直线运动;
③根据减小摩擦力的方法分析;
④重心越低,物体越稳定。
4.【答案】B
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据题意可知,野牛的角、啄木鸟的嘴和鹰的利爪,都是通过减小受力面积来增大压强,故A、C、D不符合题意;
骆驼的巨掌是通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意。
故选B。
【分析】减小压强的方法:减小压力和增大受力面积。
5.【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,茶壶壶身和壶嘴上端开口,底部连通,所以茶壶是连通器,故A不符合题意;
B.根据图片可知,排水管的“反水弯”上端开口,下部连通,是利用连通器的原理工作的,故B不合题意;
C.根据图片可知,锅炉水位计上端开口,底部连通,所以锅炉水位计是连通器,故C不符合题意;
D.根据图片可知,活塞式抽水机抽水时,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下被压上来,利用的是大气压,没有利用连通器原理,故D符合题意。
故选D。
【分析】上面开口,底部连通的容器为连通器,据此对各个选项分析判断即可。
6.【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】根据题意可知,列车驶进车站时,列车旁的空气流速变大,压强变小,铁轨附近空气流速小,压强大,于是会将附近的人推向铁轨,容易发生危险,故A正确,而BCD错误。
故选A。
【分析】根据流体压强和流速的关系分析判断。
7.【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】AB.根据题意可知,运动员撑着杠铃保持静止的过程,人用力搬石块但石块未能离开地面,这两个物体都没有在力的方向上移动距离,因不做功,故AB错误;
C.根据题意可知,人在平直的地面上推着小车匀速运动,有力且在推力的方向上通过了距离,人对小车做功,故C错误;
D.根据题意可知,起重机匀速提升货物的过程中,有力且在拉力的方向上通过了距离,起重机对货物做了功,故D正确。
故选D。
【分析】做功的条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
8.【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,两试管中液体深度相同,若,根据液体压强公式可知,试管A中液体的密度等于试管B中液体的密度,故A错误;
B.根据图片可知,试管A中液体的体积较小,根据可知,试管A中液体的质量小于试管B中液体的质量,故B正确;
C.根据题意可知,若将试管B竖直放置,则试管B中液面上升,根据液体压强公式可知,液体对试管B底部的压强变大,故C错误;
D.若试管B中的液体是水,则液体对试管B底部的压强为
,
故D错误。
故选B。
【分析】A.根据液体压强公式分析;
B.根据图片比较二者体积大小,根据比较二者质量大小;
C.分析液面深度变化,再根据液体压强公式分析;
D.根据液体压强公式计算。
9.【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据题意可知,若物体浸没于水中,它排开水的体积等于自身体积,
则它此时受到的浮力;
比较可知,物体受到的浮力大于它的重力,则最终漂浮于水面上;
那么此时物体受到的浮力等于它的重力,大小为1.2N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】首先根据阿基米德原理计算物体浸没水中受到的浮力,然后与重力比较,从而确定最终的浮沉状态,最后再确定浮力的计算方法即可。
10.【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少,小球在运动过程中不具有弹性势能,A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,小球的质量不变,A位置和B位置小球的高度相同,重力势能相同,所以A位置动能大于B位置动能,故A正确;
B.小球在A→C,小球处于上升阶段,小球速度不断减小,小球质量不变,动能不断减小;小球在D→B,小球不断下降,小球速度不断增大,小球质量保持不变,动能不断增大,故B错误;
C.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减小,并且每一个时刻都比上一个时刻机械能小,所以C位置的机械能大于D位置的机械能,故C错误;
D.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少,小球在运动过程中不具有弹性势能,A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,即A位置的动能和势能之和大于B位置的动能和势能之和,故D错误。
故选A。
【分析】A.A位置和B位置小球都具有动能和重力势能,但是A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,从重力势能的大小来判断动能大小。
B.从动能大小的影响因素来判断,质量一定时,速度越大动能越大。
C.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少。
D.小球在运动过程中不具有弹性势能,所以机械能等于动能和重力势能之和,并且每一个时刻都比上一个时刻机械能小。
11.【答案】A,D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】AD.根据图片可知,当称量物体的质量时,杆秤围绕着B点转动,故B点是支点,物体的重力相当于阻力,秤砣的重力相当于动力,则杆秤是根据杠杆平衡条件测量物体的质量,故AD正确;
B.由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,只有秤砣的质量与力臂的乘积等于物体的质量与力臂的乘积相等时,杠杆才会平衡,故B错误;
C.在杆秤上,刻度值表示物体的质量,其实就是秤砣到提纽的距离。因为50g<100g,所以前者的刻度到提纽的距离更近,故C错误。
故选AD。
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断即可。
12.【答案】B,C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,木块重力G=1.2N,根据G=mg可知,木块质量,
故A错误;
B.根据图片可知,木块在水面漂浮,则木块受到的浮力等于自身重力,即F浮=G=1.2N,
故B正确;
C.根据阿基米德原理F浮=G排可知,排开水的重力G排=F浮=1.2N,
那么小桶受到的重力G桶=G总-G排=1.6N-1.2N=0.4N,
故C正确;
D.根据题意可知,木块排开水的体积
,
故D错误。
故选BC。
【分析】A.根据图片确定木块重力,利用G=mg求出其质量;
B.利用物体漂浮条件F浮=G排可求出木块受到的浮力;
C.由阿基米德原理G排=F浮计算排开水的重力,再根据G桶=G总-G排计算小桶受到的重力;
D.利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求木块排开水的体积。
13.【答案】相互;等于
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】(1)根据题意可知,比赛时,两位运动员用船桨向后划水,则船桨对水施加向后的作用力,而同时水对桨施加向前的作用力,使船向前,此现象说明力的作用是相互的。
(2)根据相互作用力的条件可知,水给桨的力和桨给水的力大小相等。
【分析】(1)根据力的作用的相互性分析解答;
(2)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和两个物体上。
14.【答案】不守恒;惯性
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)根据题意可知,返回舱在减速降落过程中,质量不变,速度减小,则动能减小;质量不变,高度减小,则重力势能都减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,机械能是减小的,即机械能不守恒。
(2)根据题意可知,当航天员将实验物品用手推出后,物体继续向前运动,这是因为它具有惯性。
【分析】(1)动能与质量和速度有关,而重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
15.【答案】;
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据题意可知,容器底在水中的深度为h=70cm=0.7m,
水对容器底的压强是;
(2)根据题意可知,A点到容器底部的距离为10cm,
则A点在水中的深度为hA=70cm-10cm=60cm=0.6m,
A点受到的压强是。
【分析】(1)根据计算水对容器底部的压强;
(2)根据图片确定A点的深度,再根据计算A点受到水的压强。
16.【答案】7500;220;550
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】物体静止在地面上时,水平面是压力等于其重力,结合压强公式计算物体对地面的压强为
;
根据杠杆平衡原理,物体对杠杆的拉力为
所以杠杆对物体Q的拉力为,对物体Q受力分析,物体受到向下的重力,向上拉力和支持力,即,代入数据解得,物体Q对地面的压强刚好为0时,此时,结合可得
,根据力的作用时相互的可知,需要在P的下方添加重量为。
【分析】1、压强的计算公式:F=Ps,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
2、杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂;
3、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
17.【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图片可知,图中只有一个动滑轮,则承担重力的绳子段数n=1×2+1=3。根据“奇动偶定”可知,绳头应该系在动滑轮上。从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,如下图所示:
【分析】根据图片确定绳子段数,然后根据“奇动偶定”确定绳头的位置,最后依次完成缠绕即可。
18.【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】根据题意可知,小球所受的重力,作用在小球的重心上,方向竖直向下,如下图如下:
【分析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
19.【答案】甲和丙;没有控制压力不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力大小相同,只改变接触面,故选实验图甲和图丙。
(2)小才同学将甲图中的木块竖着切去一半,接触面积的减小了一般,同时压力也减小了一半,存在两个变量,所以比较甲、丁两次实验,得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关的结论是错误的。【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)在探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关时,应控制压力相同,接触面的粗糙程度相同,而改接触力面积的大小。
20.【答案】受力面积;=;25:1
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】探究压力的作用效果时,
(1)图甲、乙中,受力面积相同,压力不同,乙中对海绵的压力大,海绵凹陷明显,则在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)根据图丙、丁中,受力面积相同,压力相同,根据 ,海绵受到的压强大小相等,p=p'。
(3)z 图乙、丙中,小桌对海绵的压力相等,受力面积之比为1:25,则
。
【分析】(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)根据,结合压力和受力面积相同,压强相等;
(3)压力相同时,压强大小之比和受力面积之比成反比。
21.【答案】物体排开液体的体积;液体密度有关;
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)根据图片可知,实验a、b、c中只有物体排开液体的体积大小不同,那么得到:物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(2)根据图片可知,实验c、d中只有液体密度不同,那么得到:物体受到的浮力与液体密度有关。
(3)根据图片a、c可知,物体浸没在水中受到的浮力;
则物体的体积;
由图片a、d可知,物体浸没在盐水中受到的浮力;
则盐水的密度.
【分析】(1)(2)根据图片确定对照实验中哪个因素不同,从而确定影响浮力大小的因素即可;
(3)根据图示实验求出物体在水与盐水中受到的浮力,然后根据浮力公式求出盐水的密度。
22.【答案】右;便于测量力臂;大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①根据左图可知,杠杆左端下沉,说明杠杆左侧重右侧轻,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
②根据题意可知,当杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度恰好等于钩码悬挂点到支点之间杠杆的长度,通过上面的刻度可以读出力臂,即便于测量力臂。
(2)根据图片可知,若在A点斜向上拉,则此时动力臂变小,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,所以大于。
【分析】(1)①平衡螺母总是向较轻的一侧调节;
②根据是否方便读出力臂解答。
(2)根据图片分析动力臂的大小变化,再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
23.【答案】匀速;0.24;提升钩码重力越大
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,此时测力计的示数才等于绳子上的拉力。
(2)根据图片可知,第1次实验中与动滑轮上承担重力的绳子段数n=3,则弹簧测力计上升的距离为s=3h=3×0.08m=0.24m;
(3)根据表格数据可知,实验1、2、3中,在使用同一滑轮组时,实验3中钩码的重力最大,且实验3中机械效率最高,那么得到结论:在使用同一滑轮组时,所挂钩码重力越大,机械效率越大。
【分析】(1)根据平衡力的知识分析解答;
(2)根据图片确定第1次实验中承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离;
(3)根据表格数据1、2、3分析影响机械效率的因素即可。
24.【答案】解:(1)根据题意可知,建筑材料A提升的高度为h=vt=0.2m/s×5s=1m;
滑轮组做的有用功W有=Gh=1200N×1m=1200J。
答:工人做的有用功为1200J。
(2)根据图片可知,承担重力的绳子段数n=3,
绳子自由端移动的距离为s=nh=3×1m=3m;
工人做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J;
工人做功的功率。
答:工人做功的功率为300W。
(3)根据题意可知,滑轮组的机械效率。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮(组)的机械效率
【解析】【分析】(1)已知建筑材料A以0.2m/s的速度匀速竖直上升了5s,根据速度公式得出物体提升的高度,根据W有=Gh求有用功;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,由s=nh得出绳子移动的距离,根据W总=Fs求工人做的总功,利用求工人做功的功率;
(3)利用求滑轮组的机械效率。
25.【答案】解:(1)根据题意可知,
则水的体积;
则水的质量;
答:注入的水质量是0.9kg。
(2)铁棒完全浸没水中,排开水的体积;
那么铁棒所受浮力;
答:铁棒所受浮力的大小为4N。
(3)由(2)解析可知,排开水的体积,
该实验装置,水面上方的容积为
那么,水会溢出来,
溢出来的水的体积为;
溢出来的水的质量为;
注入的水质量是0.9kg,剩下水的质量为;
铁棒完全浸没水中,它受到的浮力为4N,
力的作用是相互的,铁棒对水向下的力也为4N,
剩下水的重力;
容器的质量为0.1kg,容器的重力为;
容器对水平桌面的压力等于铁棒对水向下的力、剩下水的重力、容器的重力之和,即
。
答:容器对水平桌面的压力为13.4N。
【知识点】密度公式及其应用;力的合成与应用;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)根据V=Sh求注入水的体积,根据求注入水的质量;
(2)根据V=Sh计算出铁棒的体积,铁棒浸没在水中时排开水的体积等于铁棒的体积,根据F浮=ρ液gV排求出铁棒浸没时受到的浮力;
(3)根据 V容=S1h1+S2h2算出容器的容积,由V棒+V水算出铁棒放入水后的总体积,并与容器的重力比较,判断出是否有水溢出,
若有水溢出,算出溢出水的体积,由G溢=ρ水gV溢算出溢出水的重力,根据G=mg分别求出容器和注入水的重力,根据阿基米德原理求出铁棒排开水的重力,容器对水面桌面的压力大小等于容器和水的总重力加上排开水的重力再减去溢出水的重力。
1 / 1湖南省长沙市长郡梅溪湖中学2024-2025学年九年级上学期开学考试物理试题
一、选择题(本大题共12小题,每小题3分,共36分。第1~10题为单选题,每小题只有1个选项符合题意。第11、12题为多选题,选对但少选得2分,错选得0分。)
1.(2024九上·长沙开学考)在第31届夏季奥运会上,中国女排经过艰苦奋战,最终站到最高领奖台上,有关排球运动的说法,正确的是( )
A.发球手将球发出时,力改变了球的运动状态
B.二传手将球传出后,球运动到最高点时受力平衡
C.主攻手大力扣杀时,球受到手的力大于手受到球的力
D.球落入对方场地时,力的作用效果只是改变了球的形状
【答案】A
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;平衡状态的判断
【解析】【解答】A. 发球手将球发出时, 球由静止变为运动,即说明力改变了球的运动状态,故A正确;
B.根据题意可知,当球运动到最高点时只受到重力作用,则此时受力不平衡,故B错误;
C.根据题意可知,球对手的力和手对球的力是一对相互作用力,根据相互作用力的条件可知,二者大小相等,故C错误;
D.当球落到对方场地上时,球受到地面的撞击而形状发生改变,且球从地面弹起,说明力改变物体的运动状态,故D错误。
故选A。
【分析】 AD.力的作用效果包括:力改变物体的运动状态,或力使物体发生形变。
B.对最高点时的球进行受力分析即可;
C.根据力的作用的相互性分析判断。
2.(2024九上·长沙开学考)在科学实验中,为了减小误差或寻找普遍规律,经常需要进行多次测量:
①在“测量物理课本的厚度”时,多次测量
②在“探究重力的大小跟质量的关系”时,改变钩码的个数,多次测量
③在“探究反射角与入射角的关系”时,改变入射角,多次测量
④在“测量小车沿斜面下滑时的平均速度”的实验中,多次测量路程和时间
上述实验属于减少误差而进行多次实验的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【知识点】光的反射定律;刻度尺的使用;测量物体运动的平均速度;重力及其大小的计算
【解析】【解答】①在“测量物理课本的厚度”时,为了减小误差采取多次测量求平均值的方法;
②在“探究重力的大小跟质量的关系”时,多次测量是为了获得普遍的规律;
③在“探究反射角与入射角的关系”时,多次测量是为了获得普遍的规律;
④在“测量小车沿斜面下滑时的平均速度”的实验中,多次测量路程和时间,是为了减小实验的误差。
综上所述,属于减少误差而进行多次实验的是①④。
故选B。
【分析】根据各个实验中多次测量的目的分析判断。
3.(2024九上·长沙开学考)2022年北京冬季奥运会举办时,北京作为史无前例的双奥之城成为了全世界瞩目的焦点。下列关于冰雪运动的说法中正确的是( )
①甲图中短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,他的运动状态没有改变
②乙图中冰球沿水平地面匀速直线滑行时,一定受到平衡力的作用
③丙图中的冰壶做的非常光滑,是为了减小与冰面的摩擦力
④丁图中花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒
A.①②③ B.②③④ C.②③ D.①②③④
【答案】B
【知识点】重心;物体运动状态的变化;平衡状态的判断;增大或减小摩擦的方法
【解析】【解答】①根据题意可知,短道速滑运动员沿弯道匀速滑行时,速度不变,但是运动方向不断变化,所以他的运动状态改变,故①错误;
②根据题意可知,冰球沿水平地面匀速直线滑行时,处于平衡状态,所以一定受到平衡力的作用,故②正确;
③根据题意可知,冰壶做得非常光滑,在通过减小接触面的粗糙程度来减小与冰面的摩擦力,故③正确;
④根据题意可知,花样滑冰运动员做有些动作时会弯膝蹲下,是为了降低重心,避免摔倒,故④正确。
故B正确,ACD错误。
故选B。
【分析】①运动状态的改变包括:速度大小改变或运动方向改变;
②平衡状态受到平衡力,包括静止状态或匀速直线运动;
③根据减小摩擦力的方法分析;
④重心越低,物体越稳定。
4.(2024九上·长沙开学考)动物大多有各自的求生绝活,如图所示的“绝活”中,可以减小压强的是( )
A.野牛的角 B.骆驼的巨掌
C.啄木鸟的嘴 D.鹰的利爪
【答案】B
【知识点】减小压强的方法及其应用
【解析】【解答】根据题意可知,野牛的角、啄木鸟的嘴和鹰的利爪,都是通过减小受力面积来增大压强,故A、C、D不符合题意;
骆驼的巨掌是通过增大受力面积来减小压强,故B符合题意。
故选B。
【分析】减小压强的方法:减小压力和增大受力面积。
5.(2024九上·长沙开学考)连通器在日常生产和生活中有着广泛的应用,在如图所举的事例中,不是利用连通器原理工作的是( )
A.茶壶
B.排水管的“反水弯”
C.锅炉水位计
D.活塞式抽水机
【答案】D
【知识点】连通器原理及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,茶壶壶身和壶嘴上端开口,底部连通,所以茶壶是连通器,故A不符合题意;
B.根据图片可知,排水管的“反水弯”上端开口,下部连通,是利用连通器的原理工作的,故B不合题意;
C.根据图片可知,锅炉水位计上端开口,底部连通,所以锅炉水位计是连通器,故C不符合题意;
D.根据图片可知,活塞式抽水机抽水时,通过活塞上移使抽水机内水面上方的气压减小,水在外界大气压的作用下被压上来,利用的是大气压,没有利用连通器原理,故D符合题意。
故选D。
【分析】上面开口,底部连通的容器为连通器,据此对各个选项分析判断即可。
6.(2024九上·长沙开学考)我国铁路大提速后,站台上的乘客与列车间的空气流速和压强也发生了变化,为了有效地防止安全事故的发生,站台的安全线距离由原来的1 m变为2 m。关于列车与乘客间空气流速及压强的变化,判断正确的是( )
A.气流速度更大、压强更小 B.气流速度更大、压强更大
C.气流速度更小、压强不变 D.气流速度更小、压强更小
【答案】A
【知识点】流体压强与流速的关系
【解析】【解答】根据题意可知,列车驶进车站时,列车旁的空气流速变大,压强变小,铁轨附近空气流速小,压强大,于是会将附近的人推向铁轨,容易发生危险,故A正确,而BCD错误。
故选A。
【分析】根据流体压强和流速的关系分析判断。
7.(2024九上·长沙开学考)如图所示的情境中,对做功情况判断正确的是( )
A.运动员撑着杠铃保持静止的过程,运动员对杠铃做了功
B.人用力搬石块但石块未能离开地面,人对石块做了功
C.人在平直的地面上推着小车匀速运动,人对小车不做功
D.起重机匀速提升货物的过程中,起重机对货物做了功
【答案】D
【知识点】是否做功的判断
【解析】【解答】AB.根据题意可知,运动员撑着杠铃保持静止的过程,人用力搬石块但石块未能离开地面,这两个物体都没有在力的方向上移动距离,因不做功,故AB错误;
C.根据题意可知,人在平直的地面上推着小车匀速运动,有力且在推力的方向上通过了距离,人对小车做功,故C错误;
D.根据题意可知,起重机匀速提升货物的过程中,有力且在拉力的方向上通过了距离,起重机对货物做了功,故D正确。
故选D。
【分析】做功的条件:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
8.(2024九上·长沙开学考)如图所示,完全相同的试管A、B中分别盛有液体,将试管B倾斜,使两试管中液面相平,两试管中液体对试管底部的压强分别为、。下列说法中正确的是( )(,g取)
A.若,则试管A中液体的密度大于试管B中液体的密度
B.若,则试管A中液体的质量小于试管B中液体的质量
C.若将试管B竖直放置,则液体对试管B底部的压强保持不变
D.若试管B中的液体是水,则
【答案】B
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,两试管中液体深度相同,若,根据液体压强公式可知,试管A中液体的密度等于试管B中液体的密度,故A错误;
B.根据图片可知,试管A中液体的体积较小,根据可知,试管A中液体的质量小于试管B中液体的质量,故B正确;
C.根据题意可知,若将试管B竖直放置,则试管B中液面上升,根据液体压强公式可知,液体对试管B底部的压强变大,故C错误;
D.若试管B中的液体是水,则液体对试管B底部的压强为
,
故D错误。
故选B。
【分析】A.根据液体压强公式分析;
B.根据图片比较二者体积大小,根据比较二者质量大小;
C.分析液面深度变化,再根据液体压强公式分析;
D.根据液体压强公式计算。
9.(2024九上·长沙开学考)把体积为200cm3、重为1.2N的物体放入水中,当物体静止时,它所处的状态及受到的浮力大小分别是( )
A.漂浮,F浮>1.2N B.漂浮,F浮=1.2N
C.沉底,F浮<1.2N D.沉底,F浮=1.2N
【答案】B
【知识点】阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】根据题意可知,若物体浸没于水中,它排开水的体积等于自身体积,
则它此时受到的浮力;
比较可知,物体受到的浮力大于它的重力,则最终漂浮于水面上;
那么此时物体受到的浮力等于它的重力,大小为1.2N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
【分析】首先根据阿基米德原理计算物体浸没水中受到的浮力,然后与重力比较,从而确定最终的浮沉状态,最后再确定浮力的计算方法即可。
10.(2024九上·长沙开学考)掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示是小球弹跳的闪频照片,小球在A、B位置的高度一样,下列说法正确的是( )
A.小球在A位置的动能大于在B位置时的动能
B.小球在A→C,D→B两个过程时动能均增大
C.小球在C位置的机械能等于D位置的机械能
D.小球分别在A、B两个位置时的动能与势能之和相等
【答案】A
【知识点】机械能及其转化
【解析】【解答】A.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少,小球在运动过程中不具有弹性势能,A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,小球的质量不变,A位置和B位置小球的高度相同,重力势能相同,所以A位置动能大于B位置动能,故A正确;
B.小球在A→C,小球处于上升阶段,小球速度不断减小,小球质量不变,动能不断减小;小球在D→B,小球不断下降,小球速度不断增大,小球质量保持不变,动能不断增大,故B错误;
C.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减小,并且每一个时刻都比上一个时刻机械能小,所以C位置的机械能大于D位置的机械能,故C错误;
D.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少,小球在运动过程中不具有弹性势能,A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,即A位置的动能和势能之和大于B位置的动能和势能之和,故D错误。
故选A。
【分析】A.A位置和B位置小球都具有动能和重力势能,但是A位置的动能和重力势能之和大于B位置的动能和重力势能之和,从重力势能的大小来判断动能大小。
B.从动能大小的影响因素来判断,质量一定时,速度越大动能越大。
C.掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低,说明小球的机械能不断减少。
D.小球在运动过程中不具有弹性势能,所以机械能等于动能和重力势能之和,并且每一个时刻都比上一个时刻机械能小。
11.(2024九上·长沙开学考)杆秤是我国古代杠杆应用的杰作,如图所示是我国传统的杆秤,常用来测量物体的质量。它由带有刻度的秤杆、秤盘、秤砣、提纽等组成。关于杆秤下列说法正确的是( )
A.杆秤利用杠杆平衡来称量物体质量
B.只有所测物体的质量与秤砣的质量相等时秤杆才能水平静止
C.秤杆上50 g的刻度比100 g的刻度离提纽更远
D.用杆秤称量物体质量时,B点是杆秤的支点
【答案】A,D
【知识点】杠杆的平衡分析法及其应用
【解析】【解答】AD.根据图片可知,当称量物体的质量时,杆秤围绕着B点转动,故B点是支点,物体的重力相当于阻力,秤砣的重力相当于动力,则杆秤是根据杠杆平衡条件测量物体的质量,故AD正确;
B.由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,只有秤砣的质量与力臂的乘积等于物体的质量与力臂的乘积相等时,杠杆才会平衡,故B错误;
C.在杆秤上,刻度值表示物体的质量,其实就是秤砣到提纽的距离。因为50g<100g,所以前者的刻度到提纽的距离更近,故C错误。
故选AD。
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断即可。
12.(2024九上·长沙开学考)如图所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行试验,下列结果正确的是(g=10N/kg)( )
A.木块的质量是12g B.木块受到的浮力是1.2牛
C.小桶受到的重力是0.4牛 D.木块排开水的体积是1200cm3
【答案】B,C
【知识点】阿基米德原理;浮力大小的计算;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】A.根据图片可知,木块重力G=1.2N,根据G=mg可知,木块质量,
故A错误;
B.根据图片可知,木块在水面漂浮,则木块受到的浮力等于自身重力,即F浮=G=1.2N,
故B正确;
C.根据阿基米德原理F浮=G排可知,排开水的重力G排=F浮=1.2N,
那么小桶受到的重力G桶=G总-G排=1.6N-1.2N=0.4N,
故C正确;
D.根据题意可知,木块排开水的体积
,
故D错误。
故选BC。
【分析】A.根据图片确定木块重力,利用G=mg求出其质量;
B.利用物体漂浮条件F浮=G排可求出木块受到的浮力;
C.由阿基米德原理G排=F浮计算排开水的重力,再根据G桶=G总-G排计算小桶受到的重力;
D.利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求木块排开水的体积。
二、填空题(本大题共4小题,9空。每空2分,共18分)
13.(2024九上·长沙开学考)在2021年8月的东京奥运会上,中国组合徐诗晓孙梦雅获得了女子500米双人划艇的冠军,拿到了中国女子皮划艇的第一块奥运会金牌。比赛时,两位运动员用船桨向后划水,奋力向前,此现象说明力的作用是 的。水给桨的力 (选填“大于”、“小于”、“等于)桨给水的力。
【答案】相互;等于
【知识点】力作用的相互性
【解析】【解答】(1)根据题意可知,比赛时,两位运动员用船桨向后划水,则船桨对水施加向后的作用力,而同时水对桨施加向前的作用力,使船向前,此现象说明力的作用是相互的。
(2)根据相互作用力的条件可知,水给桨的力和桨给水的力大小相等。
【分析】(1)根据力的作用的相互性分析解答;
(2)相互作用力的条件:大小相等,方向相反,作用在同一直线和两个物体上。
14.(2024九上·长沙开学考)2022年4月16日,太空“出差”半年的神舟十三号乘组翟志刚、王亚平、叶光富成功返回地球家国。如图是着陆前的场景,在减速降落过程中,机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。三位航天员的“天宫课堂”还让我们回味无穷,当航天员将实验物品用手推出后,物品能够继续向前运动,这是因为它具有 。
【答案】不守恒;惯性
【知识点】机械能及其转化;惯性及其现象
【解析】【解答】(1)根据题意可知,返回舱在减速降落过程中,质量不变,速度减小,则动能减小;质量不变,高度减小,则重力势能都减小。根据“机械能=动能+重力势能”可知,机械能是减小的,即机械能不守恒。
(2)根据题意可知,当航天员将实验物品用手推出后,物体继续向前运动,这是因为它具有惯性。
【分析】(1)动能与质量和速度有关,而重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能;
(2)物体保持运动状态不变的性质叫惯性。
15.(2024九上·长沙开学考)如图所示,容器内装有水,水对容器底的压强是 Pa,A点受到的压强是 Pa。(g取10Ng)
【答案】;
【知识点】液体压强计算公式的应用
【解析】【解答】(1)根据题意可知,容器底在水中的深度为h=70cm=0.7m,
水对容器底的压强是;
(2)根据题意可知,A点到容器底部的距离为10cm,
则A点在水中的深度为hA=70cm-10cm=60cm=0.6m,
A点受到的压强是。
【分析】(1)根据计算水对容器底部的压强;
(2)根据图片确定A点的深度,再根据计算A点受到水的压强。
16.(2024九上·长沙开学考)一个重为300N的物体Q,底面积400cm2,将其放在水平地面上,它对地面的压强是 Pa。如图所示,现将物体Q挂在杠杆的B端,在A端悬挂一个重为200N的物体P,使杠杆在水平位置平衡,忽略杠杆自重的影响,若OA∶OB=2∶5,那么地面对物体Q的支持力为 N。为了使物体Q对地面的压强刚好为0,则需要在P的下方添加重量为 N的物体。
【答案】7500;220;550
【知识点】二力平衡的条件及其应用;压强的大小及其计算;杠杆的平衡条件
【解析】【解答】物体静止在地面上时,水平面是压力等于其重力,结合压强公式计算物体对地面的压强为
;
根据杠杆平衡原理,物体对杠杆的拉力为
所以杠杆对物体Q的拉力为,对物体Q受力分析,物体受到向下的重力,向上拉力和支持力,即,代入数据解得,物体Q对地面的压强刚好为0时,此时,结合可得
,根据力的作用时相互的可知,需要在P的下方添加重量为。
【分析】1、压强的计算公式:F=Ps,增加压强的方式有增加压力、减小受力面积、减小压强的方式有减小压力,增加受力面积;
2、杠杆平衡的条件 ,原理为动力*动力臂=阻力*阻力臂;
3、相互作用力:作用力是相互的,施力物体也是受力物体。特点为大小相等、方向相反、作用在两个物体上。
三、作图题(本题共2个小题,每小题2分,共4分。)
17.(2024九上·长沙开学考)用如图所示的动滑轮和定滑轮提升重物,请画出最省力的绳子绕行方式。
【答案】
【知识点】滑轮组的设计与组装
【解析】【解答】根据图片可知,图中只有一个动滑轮,则承担重力的绳子段数n=1×2+1=3。根据“奇动偶定”可知,绳头应该系在动滑轮上。从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,如下图所示:
【分析】根据图片确定绳子段数,然后根据“奇动偶定”确定绳头的位置,最后依次完成缠绕即可。
18.(2024九上·长沙开学考)如图所示,细线拉着小球A静止悬挂于支架上的O点,画出小球A受到重力的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图
【解析】【解答】根据题意可知,小球所受的重力,作用在小球的重心上,方向竖直向下,如下图如下:
【分析】对物体进行受力分析,确定力的三要素,然后沿力的方向画带箭头的线段即可。
四、实验题(本大题共5小题,14空,每空2分,共28分)
19.(2024九上·长沙开学考)实验小组在探究“影响摩擦力大小因素”的实验中,小博同学有如下猜想:
A.滑动摩擦力大小与压力大小有关
B.滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关为此,小博同学进行了如图所示的实验。
(1)比较 两次实验,是为了探究滑动摩擦力的大小与接触面粗糙程度的关系;
(2)小才同学认为滑动摩擦力大小还可能与接触面积大小有关,于是将甲图中的木块竖着切去一半,如图丁所示,比较甲、丁两次实验,发现拉力大小不同,由此得出结论:滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关。小博同学认为他的结论是错误的,理由是: 。
【答案】甲和丙;没有控制压力不变
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1)探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系时,需要控制压力大小相同,只改变接触面,故选实验图甲和图丙。
(2)小才同学将甲图中的木块竖着切去一半,接触面积的减小了一般,同时压力也减小了一半,存在两个变量,所以比较甲、丁两次实验,得出滑动摩擦力大小与接触面积的大小有关的结论是错误的。【分析】(1)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(2)在探究滑动摩擦力大小与接触面积是否有关时,应控制压力相同,接触面的粗糙程度相同,而改接触力面积的大小。
20.(2024九上·长沙开学考)小桌在“探究影响压力作用效果”和“探究重力势能的影响因素”中也都有使用。如图,是利用小桌探究影响压力作用效果的实验。
(1)通过比较图甲和图乙,说明在 时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)将该小桌和砝码放在如图丁所示的木板上,则图丙中海绵受到的压强p和图丁中木板受到的压强p'的大小关系为p p'(选填:“>”、“<”或“=”);
(3)若所有桌脚的总面积与桌面的面积之比是1:25,则乙、丙两图中海绵受到的压强之比p乙:p丙= 。
【答案】受力面积;=;25:1
【知识点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【解析】【解答】探究压力的作用效果时,
(1)图甲、乙中,受力面积相同,压力不同,乙中对海绵的压力大,海绵凹陷明显,则在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显。
(2)根据图丙、丁中,受力面积相同,压力相同,根据 ,海绵受到的压强大小相等,p=p'。
(3)z 图乙、丙中,小桌对海绵的压力相等,受力面积之比为1:25,则
。
【分析】(1)受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
(2)根据,结合压力和受力面积相同,压强相等;
(3)压力相同时,压强大小之比和受力面积之比成反比。
21.(2024九上·长沙开学考)“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验的部分操作、装置静止时测力计指针的位置如图所示。
(1)由a、b、c所示实验可得出的结论是:在液体密度相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(2)由c、d所示实验得出的结论是:在排开液体体积相同时,物体所受浮力的大小跟 有关;
(3)由图中提供的数据,盐水的密度为 kg/m3。
【答案】物体排开液体的体积;液体密度有关;
【知识点】阿基米德原理
【解析】【解答】(1)根据图片可知,实验a、b、c中只有物体排开液体的体积大小不同,那么得到:物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关。
(2)根据图片可知,实验c、d中只有液体密度不同,那么得到:物体受到的浮力与液体密度有关。
(3)根据图片a、c可知,物体浸没在水中受到的浮力;
则物体的体积;
由图片a、d可知,物体浸没在盐水中受到的浮力;
则盐水的密度.
【分析】(1)(2)根据图片确定对照实验中哪个因素不同,从而确定影响浮力大小的因素即可;
(3)根据图示实验求出物体在水与盐水中受到的浮力,然后根据浮力公式求出盐水的密度。
22.(2024九上·长沙开学考)在“探究杠杆平衡的条件”的实验中:
(1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图所示。此时,应把杠杆两端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是: ;
(2)在图中,挂在B点的两只相同的砝码质量均为50克,当弹簧测力计在A点沿竖直向上的a方向拉时,杠杆平衡。若弹簧测力计沿斜向上的b方向拉时杠杆仍然平衡,则弹簧测力计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】右;便于测量力臂;大于
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①根据左图可知,杠杆左端下沉,说明杠杆左侧重右侧轻,故应向右调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
②根据题意可知,当杠杆在水平位置平衡时,力臂的长度恰好等于钩码悬挂点到支点之间杠杆的长度,通过上面的刻度可以读出力臂,即便于测量力臂。
(2)根据图片可知,若在A点斜向上拉,则此时动力臂变小,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,动力变大,所以大于。
【分析】(1)①平衡螺母总是向较轻的一侧调节;
②根据是否方便读出力臂解答。
(2)根据图片分析动力臂的大小变化,再根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析。
23.(2024九上·长沙开学考)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,某小组同学用如下图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
实验次数 钩码重/N 钩码上升的 距离/m 弹簧测力计的 读数/N 弹簧测力计上升的距离/m 机械效率
1 2 0.08 0.8 83.3%
2 4 0.10 1.5 0.30 88.9%
3 6 0.10 2.2 0.30 90.9%
(1)在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计;
(2)表格中的空白处应填的数据是 ;
(3)分析实验数据可得出:使用同一滑轮组时, ,机械效率越大。
【答案】匀速;0.24;提升钩码重力越大
【知识点】滑轮(组)机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)根据题意可知,只有竖直向上匀速拉动弹簧测力计时,此时测力计的示数才等于绳子上的拉力。
(2)根据图片可知,第1次实验中与动滑轮上承担重力的绳子段数n=3,则弹簧测力计上升的距离为s=3h=3×0.08m=0.24m;
(3)根据表格数据可知,实验1、2、3中,在使用同一滑轮组时,实验3中钩码的重力最大,且实验3中机械效率最高,那么得到结论:在使用同一滑轮组时,所挂钩码重力越大,机械效率越大。
【分析】(1)根据平衡力的知识分析解答;
(2)根据图片确定第1次实验中承担重力的绳子段数n,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离;
(3)根据表格数据1、2、3分析影响机械效率的因素即可。
五、计算题(本大题共2小题,第24题6分,第25题8分,共14分)
24.(2024九上·长沙开学考)工人用如图所示的滑轮组提升建筑材料A,将重1200N的建筑材料A以0.2m/s的速度匀速提升了5s,在这个过程中,拉力F为500N。(不计绳重与摩擦,g取10N/kg)求:
(1)工人做的有用功;
(2)工人做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】解:(1)根据题意可知,建筑材料A提升的高度为h=vt=0.2m/s×5s=1m;
滑轮组做的有用功W有=Gh=1200N×1m=1200J。
答:工人做的有用功为1200J。
(2)根据图片可知,承担重力的绳子段数n=3,
绳子自由端移动的距离为s=nh=3×1m=3m;
工人做的总功W总=Fs=500N×3m=1500J;
工人做功的功率。
答:工人做功的功率为300W。
(3)根据题意可知,滑轮组的机械效率。
答:滑轮组的机械效率为80%。
【知识点】功率计算公式的应用;机械效率的计算;滑轮(组)的机械效率
【解析】【分析】(1)已知建筑材料A以0.2m/s的速度匀速竖直上升了5s,根据速度公式得出物体提升的高度,根据W有=Gh求有用功;
(2)根据图片确定承担重力的绳子段数n,由s=nh得出绳子移动的距离,根据W总=Fs求工人做的总功,利用求工人做功的功率;
(3)利用求滑轮组的机械效率。
25.(2024九上·长沙开学考)蔡波同学学习了压强和浮力的知识后,自己设计了一个体验实验装置,该装置的轴剖面图如图甲所示。放在水平桌面上的薄壁容器由上下两个柱状体组合而成,下部分容器横截面积S1=0.01m2,高度h1=0.1m,上部分容器横截面积S2=0.006m2,高度h2=0.04m,容器的质量为0.1kg,图乙是容器的立体图。另有一圆柱形实心铁棒,铁棒横截面积S3=0.004m2,长度l=0.1m。用细绳绕过定滑轮连接铁棒,细绳另端有一控制铁棒缓慢升降和暂停装置(图中未画出),铁棒置于容器口的上方,向容器内注入深度h3=0.09m的水,缓慢将铁棒下降,直至完全浸没后铁棒停止下降,铁棒始终保持竖直且未与容器底部接触。(,g=10N/kg)。求:
(1)注入的水质量是多少kg?
(2)铁棒所受浮力的大小?
(3)容器对水平桌面的压力F的大小?
【答案】解:(1)根据题意可知,
则水的体积;
则水的质量;
答:注入的水质量是0.9kg。
(2)铁棒完全浸没水中,排开水的体积;
那么铁棒所受浮力;
答:铁棒所受浮力的大小为4N。
(3)由(2)解析可知,排开水的体积,
该实验装置,水面上方的容积为
那么,水会溢出来,
溢出来的水的体积为;
溢出来的水的质量为;
注入的水质量是0.9kg,剩下水的质量为;
铁棒完全浸没水中,它受到的浮力为4N,
力的作用是相互的,铁棒对水向下的力也为4N,
剩下水的重力;
容器的质量为0.1kg,容器的重力为;
容器对水平桌面的压力等于铁棒对水向下的力、剩下水的重力、容器的重力之和,即
。
答:容器对水平桌面的压力为13.4N。
【知识点】密度公式及其应用;力的合成与应用;阿基米德原理;浮力的利用
【解析】【分析】 (1)根据V=Sh求注入水的体积,根据求注入水的质量;
(2)根据V=Sh计算出铁棒的体积,铁棒浸没在水中时排开水的体积等于铁棒的体积,根据F浮=ρ液gV排求出铁棒浸没时受到的浮力;
(3)根据 V容=S1h1+S2h2算出容器的容积,由V棒+V水算出铁棒放入水后的总体积,并与容器的重力比较,判断出是否有水溢出,
若有水溢出,算出溢出水的体积,由G溢=ρ水gV溢算出溢出水的重力,根据G=mg分别求出容器和注入水的重力,根据阿基米德原理求出铁棒排开水的重力,容器对水面桌面的压力大小等于容器和水的总重力加上排开水的重力再减去溢出水的重力。
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