广东省深圳市南山区前海学校2025-2026学年九年级上学期开学物理试题
一、选择题(共14分)
1.(2025九上·南山开学考)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面,如图,则( )
A.风筝飞得时快时慢不需要力的作用
B.风筝受到的重力和绳子的拉力是平衡力
C.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力是相互作用力
D.风筝飞得越高,所受重力越大
【答案】C
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;重力及其大小的计算;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.风筝飞得时快时慢,说明风筝的运动状态发生了改变,可知风筝一定受到了力的作用,A错误;
B.风筝受到的重力方向竖直向下,绳子的拉力沿绳子方向,两个力没有作用在同一条直线上,B错误;
C.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力,两个力作用在不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故C正确;
D.物体所受重力的大小与物体的质量和当地的重力加速度有关,与物体的高度无关,所以风筝质量不变,所受重力不变,D错误。
故选C。
【分析】1.力可以改变物体的运动状态;
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
3.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
4.物体所受重力的大小与物体的质量和当地的重力加速度有关。
2.(2025九上·南山开学考)小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N,当铅锤静止悬挂时,它所受力的合力为( )
A.0.9N B.1.1N C.1N D.0N
【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】当铅锤静止悬挂时,铅锤处于平衡状态,受到平衡力作用,所受合力为0,故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动,处于平衡状态的物体所受合力为0。
3.(2025九上·南山开学考)2025年5月31日是一年一度的端午节,作为我国重要的传统节日之一,端午有包粽子、划龙舟等习俗。罗罗同学在家里亲历了包粽子的过程,还去东湖公园观赏了龙舟竞渡,通过查询资料了解到,端午节还有缝制艾草香囊的习俗,缝制工具选用尖细的针是为了( )
A.减小受力面积,增大压力 B.增大受力面积,减小压力
C.减小受力面积,增大压强 D.增大受力面积,减小压强
【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】缝制工具选用尖细的针,是通过减小受力面积来增大压强,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积;压力一定时,减小受力面积。
4.(2025九上·南山开学考)在“俯身哑铃反向飞鸟”动作中,上臂绕肩关节提升哑铃,哑铃对手臂的拉力为阻力,背部肌肉收缩产生动力。以下与该动作杠杆类型相同的是( )
A.开瓶器 B.镊子
C.天平 D.钳子
【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】由题意及图可知,在“俯身哑铃反向飞鸟”动作时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
A. 使用开瓶器时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.使用镊子时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.使用天平时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C不符合题意;
D.使用钳子时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
【分析】杠杆分类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离),费力杠杆(动力臂小于阻力臂,费力省距离),等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力也不费距离)。
5.(2025九上·南山开学考)打篮球过程中,以下说法正确的是( )
A.投篮过程中,篮球的重力势能不变
B.投篮过程中,篮球的动能不变
C.体重越大的运动员,动能越大
D.由于空气阻力,球在空中运动过程中机械能减小
【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】A.投篮过程中,篮球的质量不变,高度发生变化,所以篮球的重力势能是变化的,故A错误;
B.投篮过程中,篮球的质量不变,速度发生变化,所以篮球的动能是变化的,故B错误;
C.动能大小与质量和速度都有关,体重越大的运动员,速度不一定大,动能不一定答,故C错误;
D.由于空气阻力,篮球在空中运动过程中,会克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,所以篮球的机械能减小,故D正确。
故选D。
【分析】1.重力势能与物体的质量和高度有关;
2.动能与物体的质量和速度有关;
3.克服阻力做功,机械能转化为内能。
6.(2025九上·南山开学考)小红在厨房中帮忙,观察到一些有趣的现象。洗菜时,发现胡萝卜沉入水底,白菜叶漂浮在水面上。此现象说明( )
A.胡萝卜的密度大于水的密度
B.胡萝卜不受浮力
C.白菜叶的密度大于胡萝卜的密度
D.白菜叶受到的浮力大于其重力
【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】胡萝卜沉入水底,根据浮沉条件可知,胡萝卜的密度大于水的密度;白菜叶漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,白菜叶受到的浮力等于其重力,白菜叶的密度小于水的密度,可知白菜叶的密度小于胡萝卜的密度,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】浮沉条件:①浮:上浮(F浮>G物,ρ液>ρ物)→漂浮(F浮=G物,ρ液>ρ物);
②悬:悬浮(F浮=G物,ρ液=ρ物);
③沉:下沉(F浮7.(2025九上·南山开学考)《天工开物》记载了水確春米(指碾米脱壳)的场景:水流冲击水轮转动,同时带动多个春锤上下运动。水確取代了人力或畜力,使得农民在一天内能春出更多米,大大提高了生产效率。此机械无法解决的问题是 ( )
A.一天内做的总功增加 B.完成相同的任务所用时间更少
C.增大了功率 D.减少了额外功
【答案】D
【知识点】功率的概念;机械效率;有用功和额外功
【解析】【解答】A.该机械一天内能春出更多的米,说明有用功增加,但额外功也会增加,所以一天内做的总功增加,所以该机械可以解决此问题,故A不符合题意;
BC.该机械大大提高了生产效率,完成相同任务(做相同的功)所用时间更少,增大了功率,所以该机械可以解决此问题,故BC不符合题意;
D.该机械工作时存在摩擦等因素导致额外功产生,所以不能减少额外功,该机械无法解决此问题,故D符合题意。
故选D。
【分析】1.对我们有用的功为有用功,对机械做的功为总功,总功等于有用功加上额外功;
2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功;
3.功率:表示物体做功快慢的物理量,等于物体单位时间所做的功。
二、非选择题(共56分)
8.(2025九上·南山开学考)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
【答案】
【知识点】弹力;重力示意图
【解析】【解答】松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,弹力大于重力;
过小球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号G和F,注意弹力的线段长度大于重力的线段长度,如图所示:
【分析】对小球受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出小球的受力示意图。
9.(2025九上·南山开学考)为了训练引体向上需要的臂力,小安在家时借助吊环进行锻炼,如题图所示,以O为支点,O1为身体的重心,请画出小安受到的重力及其力臂l的示意图。
【答案】
【知识点】重力示意图;力臂的画法
【解析】【解答】过人体重心O1,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标上符号G;
O为支点,过支点向重力作用线做垂线,标上垂直符号,垂线段即为重力的力臂l,如图所示:
【分析】重力作用点:重心,方向竖直向下,符号为G;
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
10.(2025九上·南山开学考)学校举行了乒乓球比赛。比赛中运动员某次击球,球先后经过A、B、C三个位置,题图甲为球的运动轨迹。其中图乙为球在位置A的机械能参数,球此时的机械能为 J,若图丙为球在位置C的机械能参数,则乒乓球在整个运动过程中,机械能 (选填“守恒”或“不守恒”),小球在位置C的重力势能 (选填“>”“<”或“=”)球在位置A 的重力势能。
【答案】1;不守恒;小于
【知识点】势能的影响因素;机械能守恒条件;机械效率
【解析】【解答】由图乙可知,球在位置A时的动能为0.75 J,占机械能的比例为75%,此时球的机械能为:
由图丙可知,球在位置C时重力势能为0.12 J,占机械能的比例为20%,此时球的机械能为:
由于球在位置A的机械能不等于球在位置C的机械能,所以乒乓球在整个运动过程中,机械能不守恒。
由图甲可知,乒乓球在运动过程中质量不变,球在位置C的高度低于位置A的高度,所以小球在位置C的重力势能小于球在位置A的重力势能。
【分析】1.根据图中的动能、势能的大小结合所占机械能的比例,求出球在不同位置的机械能大小,通过比较机械能的大小,可判断机械能是否守恒;
2.重力势能与物体的质量和高度有关,据此进行分析。
11.(2025九上·南山开学考)小安完成对压强计的测试和调整后,进行探究“液体压强与哪些因素有关”实验:
(1)气密性良好的U 形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器:
(2)由甲、乙两图可知,同种液体内部的压强随深度的增加而 ;
(3)小安观察甲、乙两图发现,探头到烧杯底部的距离是不同的,于是想继续探究液体内部某点压强与该点到容器底部距离是否有关,则在甲、乙两图实验的基础上,还应进行的操作是 。
(4)完成实验后,小安对实验器材进行改装,两个压强计的U 形管内装有不同液体C、D,其他均相同,将它们通过T形管连接在同一金属盒上,实验现象如图丙,则液体密度ρc ρD。理由是 。
【答案】(1)不是
(2)增大
(3)向乙中加入同种液体,直到金属盒的深度为12cm
(4)>;T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh可知,右侧液体密度小
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器是上端开口下端连通的容器,U 形管压强计的右端是封闭的,所以气密性良好的U 形管压强计不是连通器。
(2)由甲、乙两图可知,液体密度相同,甲图中探头在液体中的深度较深,U形管左右两侧的液面高度差较大,说明探头此时受到的液体压强较大,可得出结论:同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)根据控制变量法,探究液体内部某点压强与该点到容器底部距离的关系时,应控制液体的密度和深度相同,改变探头到容器底部的距离。由图甲可知,探头在液体中的深度为:
h=19cm-7cm=12cm
所以应在甲、乙两图实验的基础上,进行的操作是:向乙中加入同种液体,直到金属盒的深度为12cm。
(4)由图丙可知,C侧U形管液面高度差小于D侧,即 hC < hD,T形管中气体的压强是相同的,根据p=ρgh可知,液体密度ρc> ρD ,理由是:T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh可知,右侧液体密度小。
【分析】(1)上端开口、下端连通的容器叫连通器;
(2)(3)转换法:液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法进行分析;
(4)T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh进行分析。
12.(2025九上·南山开学考)某兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”时,提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关;
猜想2:与物体排开液体的体积有关;
猎想3:与液体的密度有关。
为验证上述猜想,小组用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(磁力块可以根据需要组合)组成长方体物块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按照题图所示步骤进行实验:
(1)图乙中物块受到的浮力为 N;根据图甲、乙、丙的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小安却认为不正确,小安的理由是 ;
(2)为了证明小安的想法,利用上述器材设计实验丁,根据甲、乙、丁的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图丁中画出实验时长方体物块的放置图;
(3)由以上实验还可以算出盐水的密度为 g/cm3(已知
【答案】(1)0.2;没有控制物体排开液体的体积相同
(2)
(3)
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)由图甲可知,物块的重力 G=1N ,由图乙可知,弹簧测力计示数 F示=0.8N ,根据称重法可知,图乙中物块受到的浮力为:
F浮=G F示=1N 0.8N=0.2N
由甲、乙、丙可知,物块排开液体的体积和浸入液体的深度都不相同,所以不能验证猜想1,理由是没有控制物体排开液体的体积相同。
(2)探究浮力大小与物体浸在液体中的深度的关系,应控制液体密度和排开液体的体积相同,改变物体浸在液体中的深度,由图乙可知,物体排开液体体积等于两个小长方体磁力块的体积,所以可将图丁中的4个相同的小长方体磁力块组成的长方体横着放,让下面的两个小长方体磁力块浸没在水中,这样既可以控制物块排开液体的体积,又可以改变物块浸入液体中的深度,如图所示:
(3)由图丙可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数 F示丙=0.6N ,则图丙中物块受到的浮力为:
F浮丙=G F示丙=1N 0.6N=0.4N
图丙中物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,则物块的体积为:
由图戊可知,物块浸没在盐水中时,弹簧测力计的示数 F示戊=0.5N ,则图戊中物块受到的浮力为:
F浮戊=G F示戊=1N 0.5N=0.5N
图戊中物块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于物块的体积,则物块排开盐水的体积为:
V'排=V=4 x 10-5m3
盐水的密度为:
【分析】(1)(2)由图甲可知物体重力,由图乙弹簧测力计的示数,利用称重法求出图乙中物块受到的浮力;
根据控制变量法,探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸 在液体中的深度;
(3)由图丙可知弹簧测力计的示数,利用称重法求出图丙中物块受到的浮力;利用阿基米德原理求物体浸没水中时排开水的体积,可得物体的体积;同理求出图戊中物体受到盐水的浮力,物体排开盐水 的体积等于物体的体积,也等于排开水的体积,利用阿基米德原理求出盐水的密度。
13.(2025九上·南山开学考)为迎战体育节拔河比赛,同学们走进实验室进行科学探究,商讨比赛策略。
(1)【理论分析】
双方受力分析:每队都受到绳子的拉力、地面对人的摩擦力、自身重力及地面的支持力。比赛僵持时两队之间的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)决定输赢的关键:比赛双方受到地面的摩擦力方向指向 (选填“自己一方”或“对手方”),因此,为赢得比赛,应穿着防滑性强的鞋子
【提出问题与猜想假设】
为探究鞋子的防滑性能与哪些因素有关,小明进行猜想:可能与鞋底材质、鞋底花纹、接触面上的压力大小和接触面材质有关。
【进行实验与收集证据】
用弹簧测力计拉着鞋子在水平面上做匀速直线运动。小明经过多次实验,得到如下表所示的数据。已知:A鞋重3N,B鞋重4N,两只鞋鞋底的材质相同但花纹不同。
实验序号 实验用鞋 接触面材质 图示 鞋子受到的摩擦力
① 一只A鞋 木质桌面 2.2N
② 一只A鞋 橡胶垫 1.8N
③ 一只A鞋 玻璃板 1.0N
④ 一只 B 鞋压在 A 鞋上 玻璃板 2.5N
⑤ 两只B 鞋压在 A 鞋上 玻璃板 4.0N
⑥ 一只 B鞋 玻璃板 1.2N
(3)【实验结论】
由实验①②③可知,鞋子的防滑性能与 有关:
(4)由实验③④⑤可知,其他条件…定时, 越大,鞋子受到的摩擦力越大:
(5)由实验③和⑥可知,鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。
【交流评估】
(6)依据实验结论(4),请提出一条赢得拔河比赛的策略: 。
(7)小美同学认为实验结论(5)不科学,原因是 。
【答案】(1)相等
(2)自己一方
(3)接触面的材质
(4)压力
(5)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以不能得出鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关
(6)应穿鞋底较粗糙的鞋子,选择体重大的同学参加比赛
(7)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以实验结论(5)不科学
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 比赛僵持时两队之间的拉力是一对相互作用力,大小相等。
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反,比赛时,人用力向后拉绳子,相对地面有向前运动的趋势,受到的摩擦力向后,所以人受到地面的摩擦力方向指向自己一方。
(3)实验①②③中,鞋子对对水平面的压力相同,接触面材质不同,弹簧测力计的示数不同,鞋子受到的摩擦力不同,可知鞋子的防滑性能与接触面材质有关。
(4)实验③④⑤中,接触面材质相同,鞋子对对水平面的压力不同,弹簧测力计的示数不同,鞋子受到的摩擦力不同,可知其他条件一定时,压力越大,鞋子受到的摩擦力越大。
(5)实验③和⑥中,要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以不能得出鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。
(6)拔河比赛中需要增大有益摩擦,可以增大压力或增大接触面粗糙程度,所以应穿鞋底较粗糙
的鞋子,选择体重大的同学参加比赛。
(7)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以实验结论(5)不科学 。
【分析】(1)相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反;
(3)(4)(5)(6)(7)鞋子的防滑性能可能与鞋子对水平面的压力、接触面的材质、鞋底花纹等有关,根据控制变量法进行分析。
14.(2025九上·南山开学考)周末,初中生小圳带着正在上幼儿园的弟弟去玩跷跷板,小圳发现自己竟然被弟弟翘起来了。通过课堂学习,小圳知道跷跷板是一种杠杆,并设计以下实验探究杠杆平衡条件。实验器材包括:杠杆、若干个重为0.5N的钩码和弹簧测力计。
(1)【探究】实验前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时可将右边的平衡螺母向 (选填“内”或“外”)调节,使杠杆水平平衡。小圳在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,移动其位置使杠杆水平平衡,多次实验测得数据如下图表。分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件 (用下表中符号表示)。
实验次数 动力F1/N 动力臂l2/ cm 阻力F2/N 阻力臂l2/ cm
1 1 5 0.5 10
2 0.5 10 0.5 10
3 2.0 15 1.5 20
4 1 10.0 0.5 20.0
(2)【交流】
做完上述实验后,有同学发现杠杆的支点O 并非在刻度尺的几何中心,而是在几何中心偏上方(请仔细观察上图),带着这个问题小圳继续实验。
若杠杆静止时如图甲所示。小圳未调节平衡螺母,直接用弹簧测力计在杠杆左侧竖直向下施加动力,杠杆右侧不额外施加其他力。如图乙所示,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计示数为 N,杠杆右侧阻力来源是 。接着,小圳将两个钩码挂在如图丙所示的位置,要使杠杆水平平衡,此时竖直下拉的弹簧测力计示数应为 N。
【答案】(1)内;F1l1=F2l2
(2)0.1 N;杠杆自身重力;2.1
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知,杠杆静止时右端下沉,可将右边的平衡螺母向内调节,使杠杆水平平衡。
分析实验数据,可知每次实验都满足,动力 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂,可归纳出杠杆的平衡条件为 :F1l1=F2l2。
(2)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为0.1 N。
由图乙可知,当杠杆水平平衡时,杠杆右侧没有挂钩码,所以杠杆右侧阻力来源是杠杆自身重力。
设杠杆尺上一小格的长度为L,弹簧测力计的示数为F,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,图丙中杠杆水平平衡时,有
(F 0.1N) × L=1N × 2L
解得此时竖直下拉的弹簧测力计示数为:F=2.1N
【分析】(1)杠杆右端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端平衡螺母向内调节。
杠杆平衡条件为:动力 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂,即F1l1=F2l2。
(2)观察弹簧测力计的分度值,再读数;
由图乙可知杠杆右侧阻力来源是杠杆自身的重力;
根据杠杆平衡条件求出F大小。
15.(2025九上·南山开学考)课间,小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机,如图所示。
(1)小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是____。
A.塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞
B.塑料管:作为进水管将水引入圆筒
C.玻璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道
D.塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的 ,确保向上提活塞时筒内 降低。
【答案】(1)B
(2)气密性;气压
【知识点】大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)A. 塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞,故A正确;
B. 塑料管:作为出水管将水引出圆筒,故B错误;
C. 璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道,故C正确;
D. 塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入,故D正确。
故选B。
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的气密性,确保向上提活塞时筒内气压降低。
【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压工作的,分析各部件功能要围绕大气压原理;
(2)加水的目的是增强活塞与筒壁间的气密性;
确保向上提活塞时筒内气压减小,小于外界大气压强在外界大气压的作用下将水压入圆筒。
16.(2025九上·南山开学考)如图所示,用一动滑轮将500N的物体在10s内匀速提高3m,绳子自由端的拉力为300N。求:
(1)拉力做功多大;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
【答案】(1)解:由图可知,动滑轮上绳子段数 n=2,物体上升高度 h=3m,则绳子自由端移动的距离为:
s=nh = 2 x 3m =6m
绳子自由端的拉力 F=300N,拉力做功为:
W总=Fs=300N x 6m =1800J
答:拉力做功为1800J;
(2)解:提升物体所用的时间 t=10s,拉力做功的功率为:
答:拉力做功的功率为180W;
(3)解:物体的重力 G=500N,物体上升的高度 h=3m,有用功为:
W有=Gh=500N x3m =1500J
滑轮组的机械效率为:
答:滑轮组的机械效率为83.3%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)已知绳子端的拉力和物体上升的高度,由图可知动滑轮上绳子的段数,根据s=nh 求出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs求出拉力做功;
(2)已知提升物体所用的时间,根据求出拉力做功的功率;
(3)已知物体的重力和物体上升的高度,根据W有=Gh求出有用功,根据求出滑轮组的机械效率。
17.(2025九上·南山开学考)飞鱼无人机是一款新型水陆两栖无人机,如图,其质量为1.6kg,总体积为 其底部装有2根长支架,支架与地面的总接触面积为( 该无人机在传统旋翼飞行器的基础上,增加了推力方向控制装置,通过改变推力方向切换工作模式。请回答以下问题: g取10N/ kg)
(1)当无人机在水平地面静止停放时,求其对地面的压强;
(2)当无人机浸没在水中悬停时,求:
①无人机所受浮力;②在竖直方向上无人机受到的推力大小。
【答案】(1)解:无人机的质量 m=1.6kg ,无人机的重力为:
G=mg=1.6kg x 10N/ kg = 6N
当无人机在水平地面静止停放时,对地面的压力为:
F=G=16N
无人机支架与地面的总接触面积 S=50cm2=5 x 10-3m2,对地面的压强为:
答:当无人机在水平地面静止停放时,求其对地面的压强为3.2 x 103Pa;
(2)解:无人机的总体积 V=1.5 x 10-3m3, 当无人机浸没在水中悬停时,无人机排开水的体积为:
V排=V=1.5 x 10-3m3
无人机所受浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0 x 103kg/m3 x 10N/kg x 1.5 x 10-3m3=15N
无人机在水中悬停时,无人机在竖直向下的重力、竖直向上的浮力和推力的作用下,处于平衡状态,根据平衡力的关系可知,推力的大小为:
F推=G-F浮=16N-15N=1N
答: ①无人机所受浮力为15N;
②在竖直方向上无人机受到的推力大小为1N。
【知识点】平衡力的辨别;力的合成与应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)已知无人机的质量,根据G=mg求出无人机的重力,根据F=G求出无人机对水平地面的压力,根据求出无人机对地面的压强;
(2)已知无人机的体积,当无人机浸没在水中时,无人机排开水的体积等于无人机的体积,根据阿基米德原理求出无人机受到的浮力;
无人机在水中悬停时,无人机在竖直向下的重力、竖直向上的浮力和推力的作用下,处于平衡状态,根据平衡力的关系求出推力的大小。
18.(2025九上·南山开学考)五一假期小明到广济桥旅游,发现景区对浮桥游客数量进行限流管理,他想到景区也可以通过浮桥排水量实时监控浮桥上的游客数量,于是决定动手制作“浮力秤”进行项目式学习。(g取
(1)【工作原理】浮力秤在水中静止时处于 状态(填浮沉状态名称)。
【项目取材】主要由圆柱体小简、秤盘两部分组成(如图)
(2)【项目制作】
小明发现将组装好的小简和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,他的改进方案是: 。
(3)经测量发现该浮力秤的总质量为100g,当秤盘上不放物体时,浮力秤受到的浮力是 N,已知小简底面积为20cm2,应在距小简底部 cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”。
(4)经测量知小简高度为30cm,将标准质量为 g的物体放入秤盘后发现,小简恰好完全没没,此时可在小简上标记浮力秤的“最大测量值”。
(5)【项目迭代】
制作完成后,小明发现该浮力秤的精确度不高,请你结合该浮力秤提出改进方案: 。
【答案】(1)漂浮
(2)在小筒中放入适当的重物,降低浮力秤的重心,增强稳定性
(3)1;5
(4)500
(5)减小小筒的底面积
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)浮力称在水中静止时处于漂浮状态,所受的浮力等于重力。
(2)组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,可以在小筒中放入适当的重物,降低浮力秤的重心,增强稳定性。
(3)浮力称的总质量 m=100g=0.1kg,浮力称的重力为:
G=mg=0.1kg x 10N/kg=1N
浮力称处于漂浮状态,收到的浮力为:
F浮=G=1N
浮力称排开水的体积为:
小筒的底面积 S=20cm2=2 x 10-3m2,小筒浸入水的深度为:
所以应在距小筒底部5cm位置处标记浮力称的“零刻度线”。
(4)小筒的高度h'=30cm,将物体放入秤盘后小筒恰好完全浸没,小筒浸入水中的深度增加量为:
小筒排开水的体积变化量为:
小筒受到的浮力变化为:
放入物体的重力为:
G物=
放入物体的质量为:
(5)要提高浮力称的精确度,应使小筒浸入水中的深度变化明显,根据可知,在浮力差相同时,可减小小筒的底面积。
【分析】(1)浮力称在水中静止时处于漂浮状态,所受的浮力等于重力;
(2)物体的重心越低,稳定性越好;
(3)已知浮力称的质量,根据G=mg求出浮力称的重力,根据浮沉条件求出浮力称受到的浮力;
根据求出浮力称排开水的体积,根据小筒的底面积,利用求出小筒浸入水中的深度,即为浮力称的“零刻度线”;
(4)由小筒的高度和未放入物体时,小筒浸入水中的深度,求出放入物体后小筒浸入水中的深度变化,利用小筒的底面积和小筒浸入水中的深度变化求出小筒排开水的体积变化,根据阿基米德原理求出小筒受到的浮力变化,由于浮力称处于漂浮状态,放入物体的重力等于浮力的变化,根据求出放入物体的质量。
(5)根据进行分析。
19.(2025九上·南山开学考)阅读材料,回答问题。
心脏与血压
心脏是人体血液循环的动力来源,心脏不停收缩和舒张,对血液做功,推动血液循环。血液在血管流动时,会对血管壁产生挤压,这就是血压。血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,是评估血液循环状态的重要指标。血压是健康的晴雨表,当血压过低时,会导致供血不足;当血压过高时,会增加心脏和血管壁负担。
高血压是危害人体健康的一种常见病,现已查明血管内径变细是其诱因之一。因为血液是一种特殊的流体,其中悬浮着大量红细胞、白细胞等颗粒物,具有粘滞性,在流动时会受到阻力的影响。为了保持血管内相同时间流过的血液量不变,对于同一段血管,横截面积越小,阻力越大,血压会随之增大。
请根据以上文本内容,回答以下问题:
(1)血压中的“压”指的是 (选填“压力”或“压强”)。
(2)心脏推动血液流动的同时,血液也会对心脏有力的作用。这是因为 ;当血压变高时,血液对心脏施加的力会 (选填“变大”或“变小”)。
(3)老人在冬季更容易突发脑溢血(脑部血管破裂),请你从温度对物体影响层面解释原因: ,为了保持血流量不变,血压会增大,此时血管容易破裂。
(4)人在安静时,心脏推动血液流动的功率基本不变。若心脏跳动一次做功1.2J,某同学的心跳频率为75次/分钟,则该同学心脏的功率为 W。食物中的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量,食物的能量只有20%能被心脏利用。营养计量和健身中常用卡路里(cal)作为能量单位, lcal=4.2J。已知米饭的能量是 则该考生在考试的60min内心脏做功消耗的能量大约需要 g米饭来补充(保留一位小数)。
【答案】(1)压强
(2)力的作用是相互的
(3)冬季气温降低,血管遇冷收缩,血管内径变小,阻力变大,为保持血流量不变,血压会增大
(4)1.5;5.6
【知识点】功率的计算;力作用的相互性;压强;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)由材料可知,血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,即压强。
(2)心脏推动血液流动的同时,血液也会对心脏有力的作用,这是因为力的作用是相互的;
根据 F= pS可知,当血压变高时,血液对心脏施加的力会变大。
(3)冬季气温降低,血管遇冷收缩,血管内径变小,阻力变大,为保持血流量不变,血压会增大,所以血管容易破裂。
(4)若心脏跳动一次做功1.2J,某同学的心跳频率为75次/分钟, 则心脏跳动1分钟做的功为:
W=75 x 1.2J=90J
该同学心脏的功率为:
该考生60min内心脏消耗的能量(做的功)为:
W总=Pt=1.5W×3600s=5400 J
食物的能量只有20%能被心脏利用,需要米饭提供的能量为:
需要米饭的质量为:
【分析】(1)单位面积上受到的压力叫做压强;
(2)物体间力的作用是相互的;
当血压过高时,会增加心脏和血管壁负担,对心脏施加的力变大;
(3)冬季血管遇冷收缩,横截面积变小,分析阻力的变化;
(4)根据题意求出心脏跳动1分钟做的功,根据得到该同学心脏的功率;
求出60min心脏消耗的能量,再求出需要提供的能量,从而得到米饭的质量。
1 / 1广东省深圳市南山区前海学校2025-2026学年九年级上学期开学物理试题
一、选择题(共14分)
1.(2025九上·南山开学考)“儿童散学归来早,忙趁东风放纸鸢”,描绘的是儿童放飞风筝的画面,如图,则( )
A.风筝飞得时快时慢不需要力的作用
B.风筝受到的重力和绳子的拉力是平衡力
C.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力是相互作用力
D.风筝飞得越高,所受重力越大
2.(2025九上·南山开学考)小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N,当铅锤静止悬挂时,它所受力的合力为( )
A.0.9N B.1.1N C.1N D.0N
3.(2025九上·南山开学考)2025年5月31日是一年一度的端午节,作为我国重要的传统节日之一,端午有包粽子、划龙舟等习俗。罗罗同学在家里亲历了包粽子的过程,还去东湖公园观赏了龙舟竞渡,通过查询资料了解到,端午节还有缝制艾草香囊的习俗,缝制工具选用尖细的针是为了( )
A.减小受力面积,增大压力 B.增大受力面积,减小压力
C.减小受力面积,增大压强 D.增大受力面积,减小压强
4.(2025九上·南山开学考)在“俯身哑铃反向飞鸟”动作中,上臂绕肩关节提升哑铃,哑铃对手臂的拉力为阻力,背部肌肉收缩产生动力。以下与该动作杠杆类型相同的是( )
A.开瓶器 B.镊子
C.天平 D.钳子
5.(2025九上·南山开学考)打篮球过程中,以下说法正确的是( )
A.投篮过程中,篮球的重力势能不变
B.投篮过程中,篮球的动能不变
C.体重越大的运动员,动能越大
D.由于空气阻力,球在空中运动过程中机械能减小
6.(2025九上·南山开学考)小红在厨房中帮忙,观察到一些有趣的现象。洗菜时,发现胡萝卜沉入水底,白菜叶漂浮在水面上。此现象说明( )
A.胡萝卜的密度大于水的密度
B.胡萝卜不受浮力
C.白菜叶的密度大于胡萝卜的密度
D.白菜叶受到的浮力大于其重力
7.(2025九上·南山开学考)《天工开物》记载了水確春米(指碾米脱壳)的场景:水流冲击水轮转动,同时带动多个春锤上下运动。水確取代了人力或畜力,使得农民在一天内能春出更多米,大大提高了生产效率。此机械无法解决的问题是 ( )
A.一天内做的总功增加 B.完成相同的任务所用时间更少
C.增大了功率 D.减少了额外功
二、非选择题(共56分)
8.(2025九上·南山开学考)如图所示,将一个小球放在竖直放置的弹簧上,用手向下压小球,松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,请画出此时小球的受力示意图。
9.(2025九上·南山开学考)为了训练引体向上需要的臂力,小安在家时借助吊环进行锻炼,如题图所示,以O为支点,O1为身体的重心,请画出小安受到的重力及其力臂l的示意图。
10.(2025九上·南山开学考)学校举行了乒乓球比赛。比赛中运动员某次击球,球先后经过A、B、C三个位置,题图甲为球的运动轨迹。其中图乙为球在位置A的机械能参数,球此时的机械能为 J,若图丙为球在位置C的机械能参数,则乒乓球在整个运动过程中,机械能 (选填“守恒”或“不守恒”),小球在位置C的重力势能 (选填“>”“<”或“=”)球在位置A 的重力势能。
11.(2025九上·南山开学考)小安完成对压强计的测试和调整后,进行探究“液体压强与哪些因素有关”实验:
(1)气密性良好的U 形管压强计 (选填“是”或“不是”)连通器:
(2)由甲、乙两图可知,同种液体内部的压强随深度的增加而 ;
(3)小安观察甲、乙两图发现,探头到烧杯底部的距离是不同的,于是想继续探究液体内部某点压强与该点到容器底部距离是否有关,则在甲、乙两图实验的基础上,还应进行的操作是 。
(4)完成实验后,小安对实验器材进行改装,两个压强计的U 形管内装有不同液体C、D,其他均相同,将它们通过T形管连接在同一金属盒上,实验现象如图丙,则液体密度ρc ρD。理由是 。
12.(2025九上·南山开学考)某兴趣小组探究“浮力大小与哪些因素有关”时,提出如下猜想:
猜想1:与物体浸在液体中的深度有关;
猜想2:与物体排开液体的体积有关;
猎想3:与液体的密度有关。
为验证上述猜想,小组用弹簧测力计、4个相同的小长方体磁力块(磁力块可以根据需要组合)组成长方体物块、2个分别盛有水和盐水的烧杯等,按照题图所示步骤进行实验:
(1)图乙中物块受到的浮力为 N;根据图甲、乙、丙的测量结果,小明认为猜想1是正确的,小安却认为不正确,小安的理由是 ;
(2)为了证明小安的想法,利用上述器材设计实验丁,根据甲、乙、丁的测量结果,可得:浮力大小与物体浸在液体中的深度无关,请在图丁中画出实验时长方体物块的放置图;
(3)由以上实验还可以算出盐水的密度为 g/cm3(已知
13.(2025九上·南山开学考)为迎战体育节拔河比赛,同学们走进实验室进行科学探究,商讨比赛策略。
(1)【理论分析】
双方受力分析:每队都受到绳子的拉力、地面对人的摩擦力、自身重力及地面的支持力。比赛僵持时两队之间的拉力大小 (选填“相等”或“不相等”)。
(2)决定输赢的关键:比赛双方受到地面的摩擦力方向指向 (选填“自己一方”或“对手方”),因此,为赢得比赛,应穿着防滑性强的鞋子
【提出问题与猜想假设】
为探究鞋子的防滑性能与哪些因素有关,小明进行猜想:可能与鞋底材质、鞋底花纹、接触面上的压力大小和接触面材质有关。
【进行实验与收集证据】
用弹簧测力计拉着鞋子在水平面上做匀速直线运动。小明经过多次实验,得到如下表所示的数据。已知:A鞋重3N,B鞋重4N,两只鞋鞋底的材质相同但花纹不同。
实验序号 实验用鞋 接触面材质 图示 鞋子受到的摩擦力
① 一只A鞋 木质桌面 2.2N
② 一只A鞋 橡胶垫 1.8N
③ 一只A鞋 玻璃板 1.0N
④ 一只 B 鞋压在 A 鞋上 玻璃板 2.5N
⑤ 两只B 鞋压在 A 鞋上 玻璃板 4.0N
⑥ 一只 B鞋 玻璃板 1.2N
(3)【实验结论】
由实验①②③可知,鞋子的防滑性能与 有关:
(4)由实验③④⑤可知,其他条件…定时, 越大,鞋子受到的摩擦力越大:
(5)由实验③和⑥可知,鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。
【交流评估】
(6)依据实验结论(4),请提出一条赢得拔河比赛的策略: 。
(7)小美同学认为实验结论(5)不科学,原因是 。
14.(2025九上·南山开学考)周末,初中生小圳带着正在上幼儿园的弟弟去玩跷跷板,小圳发现自己竟然被弟弟翘起来了。通过课堂学习,小圳知道跷跷板是一种杠杆,并设计以下实验探究杠杆平衡条件。实验器材包括:杠杆、若干个重为0.5N的钩码和弹簧测力计。
(1)【探究】实验前,杠杆在图甲所示的位置静止,此时可将右边的平衡螺母向 (选填“内”或“外”)调节,使杠杆水平平衡。小圳在杠杆左右两侧分别挂上不同数量的钩码,移动其位置使杠杆水平平衡,多次实验测得数据如下图表。分析实验数据,可归纳出杠杆的平衡条件 (用下表中符号表示)。
实验次数 动力F1/N 动力臂l2/ cm 阻力F2/N 阻力臂l2/ cm
1 1 5 0.5 10
2 0.5 10 0.5 10
3 2.0 15 1.5 20
4 1 10.0 0.5 20.0
(2)【交流】
做完上述实验后,有同学发现杠杆的支点O 并非在刻度尺的几何中心,而是在几何中心偏上方(请仔细观察上图),带着这个问题小圳继续实验。
若杠杆静止时如图甲所示。小圳未调节平衡螺母,直接用弹簧测力计在杠杆左侧竖直向下施加动力,杠杆右侧不额外施加其他力。如图乙所示,当杠杆水平平衡时,弹簧测力计示数为 N,杠杆右侧阻力来源是 。接着,小圳将两个钩码挂在如图丙所示的位置,要使杠杆水平平衡,此时竖直下拉的弹簧测力计示数应为 N。
15.(2025九上·南山开学考)课间,小明用一个空塑料瓶、一根筷子、一块塑料片、一个玻璃球、一块橡皮膏和一根塑料管自制了一台简易活塞式抽水机,如图所示。
(1)小明对自制抽水机各部件功能的描述错误的是____。
A.塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞
B.塑料管:作为进水管将水引入圆筒
C.玻璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道
D.塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的 ,确保向上提活塞时筒内 降低。
16.(2025九上·南山开学考)如图所示,用一动滑轮将500N的物体在10s内匀速提高3m,绳子自由端的拉力为300N。求:
(1)拉力做功多大;
(2)拉力做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率。
17.(2025九上·南山开学考)飞鱼无人机是一款新型水陆两栖无人机,如图,其质量为1.6kg,总体积为 其底部装有2根长支架,支架与地面的总接触面积为( 该无人机在传统旋翼飞行器的基础上,增加了推力方向控制装置,通过改变推力方向切换工作模式。请回答以下问题: g取10N/ kg)
(1)当无人机在水平地面静止停放时,求其对地面的压强;
(2)当无人机浸没在水中悬停时,求:
①无人机所受浮力;②在竖直方向上无人机受到的推力大小。
18.(2025九上·南山开学考)五一假期小明到广济桥旅游,发现景区对浮桥游客数量进行限流管理,他想到景区也可以通过浮桥排水量实时监控浮桥上的游客数量,于是决定动手制作“浮力秤”进行项目式学习。(g取
(1)【工作原理】浮力秤在水中静止时处于 状态(填浮沉状态名称)。
【项目取材】主要由圆柱体小简、秤盘两部分组成(如图)
(2)【项目制作】
小明发现将组装好的小简和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,他的改进方案是: 。
(3)经测量发现该浮力秤的总质量为100g,当秤盘上不放物体时,浮力秤受到的浮力是 N,已知小简底面积为20cm2,应在距小简底部 cm位置处标记浮力秤的“零刻度线”。
(4)经测量知小简高度为30cm,将标准质量为 g的物体放入秤盘后发现,小简恰好完全没没,此时可在小简上标记浮力秤的“最大测量值”。
(5)【项目迭代】
制作完成后,小明发现该浮力秤的精确度不高,请你结合该浮力秤提出改进方案: 。
19.(2025九上·南山开学考)阅读材料,回答问题。
心脏与血压
心脏是人体血液循环的动力来源,心脏不停收缩和舒张,对血液做功,推动血液循环。血液在血管流动时,会对血管壁产生挤压,这就是血压。血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,是评估血液循环状态的重要指标。血压是健康的晴雨表,当血压过低时,会导致供血不足;当血压过高时,会增加心脏和血管壁负担。
高血压是危害人体健康的一种常见病,现已查明血管内径变细是其诱因之一。因为血液是一种特殊的流体,其中悬浮着大量红细胞、白细胞等颗粒物,具有粘滞性,在流动时会受到阻力的影响。为了保持血管内相同时间流过的血液量不变,对于同一段血管,横截面积越小,阻力越大,血压会随之增大。
请根据以上文本内容,回答以下问题:
(1)血压中的“压”指的是 (选填“压力”或“压强”)。
(2)心脏推动血液流动的同时,血液也会对心脏有力的作用。这是因为 ;当血压变高时,血液对心脏施加的力会 (选填“变大”或“变小”)。
(3)老人在冬季更容易突发脑溢血(脑部血管破裂),请你从温度对物体影响层面解释原因: ,为了保持血流量不变,血压会增大,此时血管容易破裂。
(4)人在安静时,心脏推动血液流动的功率基本不变。若心脏跳动一次做功1.2J,某同学的心跳频率为75次/分钟,则该同学心脏的功率为 W。食物中的营养成分在人体细胞里与氧结合可以提供能量,食物的能量只有20%能被心脏利用。营养计量和健身中常用卡路里(cal)作为能量单位, lcal=4.2J。已知米饭的能量是 则该考生在考试的60min内心脏做功消耗的能量大约需要 g米饭来补充(保留一位小数)。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;重力及其大小的计算;平衡力的辨别
【解析】【解答】A.风筝飞得时快时慢,说明风筝的运动状态发生了改变,可知风筝一定受到了力的作用,A错误;
B.风筝受到的重力方向竖直向下,绳子的拉力沿绳子方向,两个力没有作用在同一条直线上,B错误;
C.线对风筝的拉力和风筝对线的拉力,两个力作用在不同物体上,大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,故C正确;
D.物体所受重力的大小与物体的质量和当地的重力加速度有关,与物体的高度无关,所以风筝质量不变,所受重力不变,D错误。
故选C。
【分析】1.力可以改变物体的运动状态;
2.二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
3.相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
4.物体所受重力的大小与物体的质量和当地的重力加速度有关。
2.【答案】D
【知识点】力的合成与应用
【解析】【解答】当铅锤静止悬挂时,铅锤处于平衡状态,受到平衡力作用,所受合力为0,故ABC错误,D正确。
故选D。
【分析】物体的平衡状态包括静止和匀速直线运动,处于平衡状态的物体所受合力为0。
3.【答案】C
【知识点】增大压强的方法及其应用
【解析】【解答】缝制工具选用尖细的针,是通过减小受力面积来增大压强,故ABD错误,C正确。
故选C。
【分析】增大压强的方法:压力一定时,减小受力面积;压力一定时,减小受力面积。
4.【答案】B
【知识点】杠杆的分类
【解析】【解答】由题意及图可知,在“俯身哑铃反向飞鸟”动作时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆;
A. 使用开瓶器时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故A不符合题意;
B.使用镊子时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B符合题意;
C.使用天平时,动力臂等于阻力臂,属于等臂杠杆,故C不符合题意;
D.使用钳子时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故D不符合题意。
故选B。
【分析】杠杆分类:省力杠杆(动力臂大于阻力臂,省力费距离),费力杠杆(动力臂小于阻力臂,费力省距离),等臂杠杆(动力臂等于阻力臂,不省力也不费距离)。
5.【答案】D
【知识点】动能的影响因素;势能的影响因素;机械能及其转化
【解析】【解答】A.投篮过程中,篮球的质量不变,高度发生变化,所以篮球的重力势能是变化的,故A错误;
B.投篮过程中,篮球的质量不变,速度发生变化,所以篮球的动能是变化的,故B错误;
C.动能大小与质量和速度都有关,体重越大的运动员,速度不一定大,动能不一定答,故C错误;
D.由于空气阻力,篮球在空中运动过程中,会克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,所以篮球的机械能减小,故D正确。
故选D。
【分析】1.重力势能与物体的质量和高度有关;
2.动能与物体的质量和速度有关;
3.克服阻力做功,机械能转化为内能。
6.【答案】A
【知识点】物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】胡萝卜沉入水底,根据浮沉条件可知,胡萝卜的密度大于水的密度;白菜叶漂浮在水面上,根据浮沉条件可知,白菜叶受到的浮力等于其重力,白菜叶的密度小于水的密度,可知白菜叶的密度小于胡萝卜的密度,故A正确,BCD错误。
故选A。
【分析】浮沉条件:①浮:上浮(F浮>G物,ρ液>ρ物)→漂浮(F浮=G物,ρ液>ρ物);
②悬:悬浮(F浮=G物,ρ液=ρ物);
③沉:下沉(F浮7.【答案】D
【知识点】功率的概念;机械效率;有用功和额外功
【解析】【解答】A.该机械一天内能春出更多的米,说明有用功增加,但额外功也会增加,所以一天内做的总功增加,所以该机械可以解决此问题,故A不符合题意;
BC.该机械大大提高了生产效率,完成相同任务(做相同的功)所用时间更少,增大了功率,所以该机械可以解决此问题,故BC不符合题意;
D.该机械工作时存在摩擦等因素导致额外功产生,所以不能减少额外功,该机械无法解决此问题,故D符合题意。
故选D。
【分析】1.对我们有用的功为有用功,对机械做的功为总功,总功等于有用功加上额外功;
2.额外功:并非我们需要但又不得不做的功;
3.功率:表示物体做功快慢的物理量,等于物体单位时间所做的功。
8.【答案】
【知识点】弹力;重力示意图
【解析】【解答】松手后,小球在弹簧弹力作用下向上加速运动,不考虑空气阻力,小球受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力,弹力大于重力;
过小球的重心,分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段,标上符号G和F,注意弹力的线段长度大于重力的线段长度,如图所示:
【分析】对小球受力分析,然后从力的作用点,沿力的方向作有向线段,即可作出小球的受力示意图。
9.【答案】
【知识点】重力示意图;力臂的画法
【解析】【解答】过人体重心O1,沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段,标上符号G;
O为支点,过支点向重力作用线做垂线,标上垂直符号,垂线段即为重力的力臂l,如图所示:
【分析】重力作用点:重心,方向竖直向下,符号为G;
力臂是从支点到力的作用线的垂直距离。
10.【答案】1;不守恒;小于
【知识点】势能的影响因素;机械能守恒条件;机械效率
【解析】【解答】由图乙可知,球在位置A时的动能为0.75 J,占机械能的比例为75%,此时球的机械能为:
由图丙可知,球在位置C时重力势能为0.12 J,占机械能的比例为20%,此时球的机械能为:
由于球在位置A的机械能不等于球在位置C的机械能,所以乒乓球在整个运动过程中,机械能不守恒。
由图甲可知,乒乓球在运动过程中质量不变,球在位置C的高度低于位置A的高度,所以小球在位置C的重力势能小于球在位置A的重力势能。
【分析】1.根据图中的动能、势能的大小结合所占机械能的比例,求出球在不同位置的机械能大小,通过比较机械能的大小,可判断机械能是否守恒;
2.重力势能与物体的质量和高度有关,据此进行分析。
11.【答案】(1)不是
(2)增大
(3)向乙中加入同种液体,直到金属盒的深度为12cm
(4)>;T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh可知,右侧液体密度小
【知识点】探究液体压强的特点实验
【解析】【解答】(1)连通器是上端开口下端连通的容器,U 形管压强计的右端是封闭的,所以气密性良好的U 形管压强计不是连通器。
(2)由甲、乙两图可知,液体密度相同,甲图中探头在液体中的深度较深,U形管左右两侧的液面高度差较大,说明探头此时受到的液体压强较大,可得出结论:同种液体内部的压强随深度的增加而增大。
(3)根据控制变量法,探究液体内部某点压强与该点到容器底部距离的关系时,应控制液体的密度和深度相同,改变探头到容器底部的距离。由图甲可知,探头在液体中的深度为:
h=19cm-7cm=12cm
所以应在甲、乙两图实验的基础上,进行的操作是:向乙中加入同种液体,直到金属盒的深度为12cm。
(4)由图丙可知,C侧U形管液面高度差小于D侧,即 hC < hD,T形管中气体的压强是相同的,根据p=ρgh可知,液体密度ρc> ρD ,理由是:T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh可知,右侧液体密度小。
【分析】(1)上端开口、下端连通的容器叫连通器;
(2)(3)转换法:液体内部压强的大小是通过液体压强计U形管两边液面的高度差来判断的;
液体压强与液体的深度和密度有关,根据控制变量法进行分析;
(4)T形管中气体的压强是相同的,右侧液体两管液面高度差大,根据p=pgh进行分析。
12.【答案】(1)0.2;没有控制物体排开液体的体积相同
(2)
(3)
【知识点】探究影响浮力大小的因素
【解析】【解答】(1)由图甲可知,物块的重力 G=1N ,由图乙可知,弹簧测力计示数 F示=0.8N ,根据称重法可知,图乙中物块受到的浮力为:
F浮=G F示=1N 0.8N=0.2N
由甲、乙、丙可知,物块排开液体的体积和浸入液体的深度都不相同,所以不能验证猜想1,理由是没有控制物体排开液体的体积相同。
(2)探究浮力大小与物体浸在液体中的深度的关系,应控制液体密度和排开液体的体积相同,改变物体浸在液体中的深度,由图乙可知,物体排开液体体积等于两个小长方体磁力块的体积,所以可将图丁中的4个相同的小长方体磁力块组成的长方体横着放,让下面的两个小长方体磁力块浸没在水中,这样既可以控制物块排开液体的体积,又可以改变物块浸入液体中的深度,如图所示:
(3)由图丙可知,物块浸没在水中时,弹簧测力计的示数 F示丙=0.6N ,则图丙中物块受到的浮力为:
F浮丙=G F示丙=1N 0.6N=0.4N
图丙中物块浸没在水中,排开水的体积等于物块的体积,则物块的体积为:
由图戊可知,物块浸没在盐水中时,弹簧测力计的示数 F示戊=0.5N ,则图戊中物块受到的浮力为:
F浮戊=G F示戊=1N 0.5N=0.5N
图戊中物块浸没在盐水中,排开盐水的体积等于物块的体积,则物块排开盐水的体积为:
V'排=V=4 x 10-5m3
盐水的密度为:
【分析】(1)(2)由图甲可知物体重力,由图乙弹簧测力计的示数,利用称重法求出图乙中物块受到的浮力;
根据控制变量法,探究物体所受浮力的大小与物体浸在液体中的深度有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同,改变物体浸 在液体中的深度;
(3)由图丙可知弹簧测力计的示数,利用称重法求出图丙中物块受到的浮力;利用阿基米德原理求物体浸没水中时排开水的体积,可得物体的体积;同理求出图戊中物体受到盐水的浮力,物体排开盐水 的体积等于物体的体积,也等于排开水的体积,利用阿基米德原理求出盐水的密度。
13.【答案】(1)相等
(2)自己一方
(3)接触面的材质
(4)压力
(5)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以不能得出鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关
(6)应穿鞋底较粗糙的鞋子,选择体重大的同学参加比赛
(7)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以实验结论(5)不科学
【知识点】探究影响摩擦力大小因素的实验
【解析】【解答】(1) 比赛僵持时两队之间的拉力是一对相互作用力,大小相等。
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反,比赛时,人用力向后拉绳子,相对地面有向前运动的趋势,受到的摩擦力向后,所以人受到地面的摩擦力方向指向自己一方。
(3)实验①②③中,鞋子对对水平面的压力相同,接触面材质不同,弹簧测力计的示数不同,鞋子受到的摩擦力不同,可知鞋子的防滑性能与接触面材质有关。
(4)实验③④⑤中,接触面材质相同,鞋子对对水平面的压力不同,弹簧测力计的示数不同,鞋子受到的摩擦力不同,可知其他条件一定时,压力越大,鞋子受到的摩擦力越大。
(5)实验③和⑥中,要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以不能得出鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关。
(6)拔河比赛中需要增大有益摩擦,可以增大压力或增大接触面粗糙程度,所以应穿鞋底较粗糙
的鞋子,选择体重大的同学参加比赛。
(7)要探究鞋子的防滑性能与鞋底花纹有关,应控制压力和接触面材质相同,但两只鞋子的重力不同,对水平面的压力不同,所以实验结论(5)不科学 。
【分析】(1)相互作用力关系:作用在不同物体上的两个力,大小相等,方向相反,作用在同一直线上;
(2)摩擦力的方向与物体相对运动的趋势方向相反;
(3)(4)(5)(6)(7)鞋子的防滑性能可能与鞋子对水平面的压力、接触面的材质、鞋底花纹等有关,根据控制变量法进行分析。
14.【答案】(1)内;F1l1=F2l2
(2)0.1 N;杠杆自身重力;2.1
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)由图甲可知,杠杆静止时右端下沉,可将右边的平衡螺母向内调节,使杠杆水平平衡。
分析实验数据,可知每次实验都满足,动力 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂,可归纳出杠杆的平衡条件为 :F1l1=F2l2。
(2)由图乙可知,弹簧测力计的分度值为0.1 N,示数为0.1 N。
由图乙可知,当杠杆水平平衡时,杠杆右侧没有挂钩码,所以杠杆右侧阻力来源是杠杆自身重力。
设杠杆尺上一小格的长度为L,弹簧测力计的示数为F,根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,图丙中杠杆水平平衡时,有
(F 0.1N) × L=1N × 2L
解得此时竖直下拉的弹簧测力计示数为:F=2.1N
【分析】(1)杠杆右端下沉,为使杠杆在水平位置平衡,应将右端平衡螺母向内调节。
杠杆平衡条件为:动力 x 动力臂 = 阻力 x 阻力臂,即F1l1=F2l2。
(2)观察弹簧测力计的分度值,再读数;
由图乙可知杠杆右侧阻力来源是杠杆自身的重力;
根据杠杆平衡条件求出F大小。
15.【答案】(1)B
(2)气密性;气压
【知识点】大气压的综合应用;制作简易活塞式抽水机
【解析】【解答】(1)A. 塑料瓶:剪开后分别作为抽水机的圆筒和活塞,故A正确;
B. 塑料管:作为出水管将水引出圆筒,故B错误;
C. 璃球:作为进水阀门,活塞向上提起时打开进水通道,故C正确;
D. 塑料片:活塞上提时会关闭,盖住活塞上的孔N,防止空气进入,故D正确。
故选B。
(2)有经验的人在使用抽水机时,先往圆筒里倒一点水,目的是增强活塞与筒壁间的气密性,确保向上提活塞时筒内气压降低。
【分析】(1)活塞式抽水机是利用大气压工作的,分析各部件功能要围绕大气压原理;
(2)加水的目的是增强活塞与筒壁间的气密性;
确保向上提活塞时筒内气压减小,小于外界大气压强在外界大气压的作用下将水压入圆筒。
16.【答案】(1)解:由图可知,动滑轮上绳子段数 n=2,物体上升高度 h=3m,则绳子自由端移动的距离为:
s=nh = 2 x 3m =6m
绳子自由端的拉力 F=300N,拉力做功为:
W总=Fs=300N x 6m =1800J
答:拉力做功为1800J;
(2)解:提升物体所用的时间 t=10s,拉力做功的功率为:
答:拉力做功的功率为180W;
(3)解:物体的重力 G=500N,物体上升的高度 h=3m,有用功为:
W有=Gh=500N x3m =1500J
滑轮组的机械效率为:
答:滑轮组的机械效率为83.3%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)已知绳子端的拉力和物体上升的高度,由图可知动滑轮上绳子的段数,根据s=nh 求出绳子自由端移动的距离,根据W总=Fs求出拉力做功;
(2)已知提升物体所用的时间,根据求出拉力做功的功率;
(3)已知物体的重力和物体上升的高度,根据W有=Gh求出有用功,根据求出滑轮组的机械效率。
17.【答案】(1)解:无人机的质量 m=1.6kg ,无人机的重力为:
G=mg=1.6kg x 10N/ kg = 6N
当无人机在水平地面静止停放时,对地面的压力为:
F=G=16N
无人机支架与地面的总接触面积 S=50cm2=5 x 10-3m2,对地面的压强为:
答:当无人机在水平地面静止停放时,求其对地面的压强为3.2 x 103Pa;
(2)解:无人机的总体积 V=1.5 x 10-3m3, 当无人机浸没在水中悬停时,无人机排开水的体积为:
V排=V=1.5 x 10-3m3
无人机所受浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0 x 103kg/m3 x 10N/kg x 1.5 x 10-3m3=15N
无人机在水中悬停时,无人机在竖直向下的重力、竖直向上的浮力和推力的作用下,处于平衡状态,根据平衡力的关系可知,推力的大小为:
F推=G-F浮=16N-15N=1N
答: ①无人机所受浮力为15N;
②在竖直方向上无人机受到的推力大小为1N。
【知识点】平衡力的辨别;力的合成与应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;阿基米德原理
【解析】【分析】(1)已知无人机的质量,根据G=mg求出无人机的重力,根据F=G求出无人机对水平地面的压力,根据求出无人机对地面的压强;
(2)已知无人机的体积,当无人机浸没在水中时,无人机排开水的体积等于无人机的体积,根据阿基米德原理求出无人机受到的浮力;
无人机在水中悬停时,无人机在竖直向下的重力、竖直向上的浮力和推力的作用下,处于平衡状态,根据平衡力的关系求出推力的大小。
18.【答案】(1)漂浮
(2)在小筒中放入适当的重物,降低浮力秤的重心,增强稳定性
(3)1;5
(4)500
(5)减小小筒的底面积
【知识点】重力及其大小的计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用
【解析】【解答】(1)浮力称在水中静止时处于漂浮状态,所受的浮力等于重力。
(2)组装好的小筒和秤盘放入水中时很难在竖直方向上静止,可以在小筒中放入适当的重物,降低浮力秤的重心,增强稳定性。
(3)浮力称的总质量 m=100g=0.1kg,浮力称的重力为:
G=mg=0.1kg x 10N/kg=1N
浮力称处于漂浮状态,收到的浮力为:
F浮=G=1N
浮力称排开水的体积为:
小筒的底面积 S=20cm2=2 x 10-3m2,小筒浸入水的深度为:
所以应在距小筒底部5cm位置处标记浮力称的“零刻度线”。
(4)小筒的高度h'=30cm,将物体放入秤盘后小筒恰好完全浸没,小筒浸入水中的深度增加量为:
小筒排开水的体积变化量为:
小筒受到的浮力变化为:
放入物体的重力为:
G物=
放入物体的质量为:
(5)要提高浮力称的精确度,应使小筒浸入水中的深度变化明显,根据可知,在浮力差相同时,可减小小筒的底面积。
【分析】(1)浮力称在水中静止时处于漂浮状态,所受的浮力等于重力;
(2)物体的重心越低,稳定性越好;
(3)已知浮力称的质量,根据G=mg求出浮力称的重力,根据浮沉条件求出浮力称受到的浮力;
根据求出浮力称排开水的体积,根据小筒的底面积,利用求出小筒浸入水中的深度,即为浮力称的“零刻度线”;
(4)由小筒的高度和未放入物体时,小筒浸入水中的深度,求出放入物体后小筒浸入水中的深度变化,利用小筒的底面积和小筒浸入水中的深度变化求出小筒排开水的体积变化,根据阿基米德原理求出小筒受到的浮力变化,由于浮力称处于漂浮状态,放入物体的重力等于浮力的变化,根据求出放入物体的质量。
(5)根据进行分析。
19.【答案】(1)压强
(2)力的作用是相互的
(3)冬季气温降低,血管遇冷收缩,血管内径变小,阻力变大,为保持血流量不变,血压会增大
(4)1.5;5.6
【知识点】功率的计算;力作用的相互性;压强;压强的大小及其计算
【解析】【解答】(1)由材料可知,血压是指血管内的血液对单位面积血管壁的侧压力,即压强。
(2)心脏推动血液流动的同时,血液也会对心脏有力的作用,这是因为力的作用是相互的;
根据 F= pS可知,当血压变高时,血液对心脏施加的力会变大。
(3)冬季气温降低,血管遇冷收缩,血管内径变小,阻力变大,为保持血流量不变,血压会增大,所以血管容易破裂。
(4)若心脏跳动一次做功1.2J,某同学的心跳频率为75次/分钟, 则心脏跳动1分钟做的功为:
W=75 x 1.2J=90J
该同学心脏的功率为:
该考生60min内心脏消耗的能量(做的功)为:
W总=Pt=1.5W×3600s=5400 J
食物的能量只有20%能被心脏利用,需要米饭提供的能量为:
需要米饭的质量为:
【分析】(1)单位面积上受到的压力叫做压强;
(2)物体间力的作用是相互的;
当血压过高时,会增加心脏和血管壁负担,对心脏施加的力变大;
(3)冬季血管遇冷收缩,横截面积变小,分析阻力的变化;
(4)根据题意求出心脏跳动1分钟做的功,根据得到该同学心脏的功率;
求出60min心脏消耗的能量,再求出需要提供的能量,从而得到米饭的质量。
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