江苏省镇江市句容市2022届九年级物理上学期期中试题含解析苏科版

2022-2022学年江苏省镇江市句容市九年级（上）期中物理试卷一．单项选择题（共12小题，每小题2分，共24分）1．小车重200N，小明用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进了50m的过程中，下列判断正确的是()A．小车受到的阻力是230NB．重力做功的功率为0WC．人对车做功1500WD．人对车做功10000J2．如图所示，L1与L2属于串联的是()A．B．C．D．3．表中列举的是几种物质的比热容，单位是[J/（kg•℃）]，下列判断正确的是()水4.2×103铝0.88×103冰2.1×103铜0.39×103A．物质的比热容与物质的状态无关B．150g水的比热容是50g水的比热容的三倍C．寒冬室外盛水的缸容易破裂是因为水的比热容较大D．质量相等的铝块和铜块降低相同的温度，铜块放出的热量少4．汽车沿盘山公路匀速向上行驶的过程中，汽车的()A．动能不变，势能增加B．动能增加，势能减少C．动能变小，势能增加D．动能不变，势能不变5．四个同学在公园进行登山比赛．如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是()A．体重最大的一个B．时间最短的一个C．做功最快的一个D．速度最大的一个6．下列改变物体内能的事例中，其中一个与其它三个改变方式不同的是()A．火车经过后，铁轨的温度升高B．铁锅烧热后，铁锅的温度升高C．反复弯折后，铁丝的温度升高D．锯条锯木后，锯条的温度升高7．如图所示的三个电路，下列对其通路、开路、短路判断正确的是()A．甲开路、乙通路、丙短路B．甲通路、乙断路、丙短路29\nC．甲通路、乙短路、丙开路D．甲短路、乙开路、丙通路8．南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是﹣25℃．一天，南极上的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话，他们的部分说法如下，其中正确的是()A．豆豆：呵呵，这里太冷了，冰山肯定没有内能了B．丁丁：不对，冰山的温度低，所含热量少C．丁丁：唉，反正我现在一点温度也没有了，冻死喽D．豆豆：呵呵，我们一起跳舞吧，这样暖和一些9．小明同学从距地面1m高的地方竖直向上抛出一块橡皮，橡皮离手后，在空中飞行到落地的过程中，动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是()A．B．C．D．10．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()A．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等B．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等C．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同D．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同11．小明家台灯的插头插在如图所示的插座上，插座上有一个开关和一个指示灯．若插座开关和指示灯分别用S1、L1表示，台灯的开关和灯泡分别用S2、L2表示．小明断开或闭合S1、S2时，记录现象如表．由小明的记录可判断出关于L1、L2的连接方式可能是电路图中的()开关状态插座指示灯（L1）台灯（L2）闭合S1，断开S2亮不亮闭合S2，断开S1不亮不亮S1和S2都闭合亮亮29\nA．B．C．D．12．如图所示．杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩）．且在水平位置平衡，杠杆自重不计．如果两人同时以大小相等的速度向支点移动．则杠杆将()A．仍能平衡B．不能平衡，大人那端下沉C．不能平衡，小孩那端下沉D．条件不够，无法判断二、填空题（本题共九小题，每空1分，共28分）13．下列各种机械中，属于省力杠杆的是__________；属于等臂杠杆的是__________；属于费力杠杆的是__________（填字母代号）14．物体的内能是物体内部所有分子__________与分子__________的总和．冰在熔化过程中，温度不变，冰水混合物的内能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．15．如图所示，酸甜多汁的水果点亮了一排发光二极管，在这个简单的电路中工作时，水果把__________能转化为__________能，还应在电路中安装__________才能控制这个电路的通断．16．举重运动员在2s内把1200N的杠铃匀速举高了2m，在空中停留了3s．前2s内的功率是__________W；后3s内的功率是__________W；整个过程的平均功率是__________W．29\n17．如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在左侧的墙壁上，小车放在光滑的水平木板上．小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使小车到达B点；松手后，小车由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零．则小车从位置B运动至位置C的过程中，弹簧的弹性势能的变化情况是__________（选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”）；小车从位置B运动到速度达到最大值的过程中，弹簧的弹性势能转化成__________能；从B点到C点的过程中，系统的机械能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”）．18．如图所示，汽油机正处于__________冲程，这个冲程是将__________能转化为__________能．如果该汽油机的飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟内活塞往复__________次，某次通过燃烧汽油，获得3.2×108J机械能的同时，损失了4.8×108J的热量，该汽油机的效率是__________．19．如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值__________B燃料的热值（选填：“大于“、”小于”或“等于”）．在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为18℃的水吸收，c水=4.2×103J/（kg•℃），则水的温度将升高__________℃．20．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图（1）、（2）示．由图可知，甲车的动能__________（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为__________．（空气阻力忽略不计）29\n21．用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将货物抬高30cm，手下降的高度是__________cm，小明根据杠杠的平衡条件算出手向下的力为200N，但是经过测量手向下压杠杆的力实际为250N，人做的总功是__________J，有用功是__________J，这根杠杆的机械效率是__________．三、解答与探究（本题共有七小题，共48分，解答26、27、28时应有必要的解题过程）22．请按题目要求作答：（1）如图甲所示，一根木棒用细线系着悬挂在天花板上，木棒一端吊着一个质量为m的重物．为了使木棒能在图中所示的位置静止，必须给它施加一个力的作用．请你画出施加的最小力的示意图．（2）在图乙所示的两个虚线框内分别填入电源或开关的符号，并满足闭合任何一个开关都能使小灯泡L发光．（3）如图丙所示，站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶．请在图中画出滑轮组绳子的绕法．23．下面是我们甲乙两个兴趣小组的实验甲组：“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置．（1）该实验是通过__________研究方法，研究小车的动能大小和哪些因素有关的；采用__________研究方法比较动能的大小．（2）甲图所示方案是为了探究动能大小与__________（填“速度”或“高度”）关系的，根据你所学的知识可得出的结论是__________．（3）若想用乙图所示方案探究动能大小与质量的关系，需要改进的地方是__________．乙组：如图丙所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验．（1）实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体__________的关系，操作时应该让木块从__________（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．（2）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法__________．24．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆：（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（每个钩码重lN）．29\n（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于__________（选填“平衡”或“不平衡”）状态．（2）实验时，使杠杆在__________位置平衡，主要是为了便于测量__________大小，因此他把杠杆右端的平衡螺母调到最右边，但是杠杆仍然不能水平平衡，接下来他应该__________．（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，作为动力F1，B点处挂上1个钩码，作为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L1和L2，计算后发现：F1L1=F2L2，便得出杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是__________．（4）接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是__________N．以弹簧测力计的拉力为动力F1′，钩码重力为阻力F2′，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1′L1′总是大于F2′L2′，其原因主要是受__________的影响．（5）小明又把弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是图丁中的__________25．物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着“S”形路线骑向坡顶．到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话，如图所示．（1）为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：①如图所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是刻度尺和__________．②在实验过程中应拉动木块1应做__________运动．③他们进行了甲、乙、丙三次操作：29\n以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是__________．④如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是__________．（2）小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用，请举出一例：__________．26．如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为270N的重物匀速提升6m，所用拉力为100N，则他所做的有用功是多少J？额外功是多少J？拉力的功率是多少W？滑轮组的机械效率是多少？如果增加物体的重力，则滑轮组的机械效率将__________（填“增大”或“减小”或“不变”）．27．学校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热．他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），假设酒精灯燃烧放出的热量完全被水和沙子吸收，那么请问：（1）图中__________（“a”或“b”）是水吸热升温的图象；（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）给水加热持续了10min时间，需要完全燃烧多少克酒精？（4）试求出沙子的比热容．29\n28．近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：实验次数123456速度/（km•h﹣1）20406080100120制动距离/m28183250（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的__________较大的特点．（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（写出计算过程）（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为__________（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）（5）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表丙所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是__________m．29\n2022-2022学年江苏省镇江市句容市九年级（上）期中物理试卷一．单项选择题（共12小题，每小题2分，共24分）1．小车重200N，小明用30N的水平力推小车沿水平路面匀速前进了50m的过程中，下列判断正确的是()A．小车受到的阻力是230NB．重力做功的功率为0WC．人对车做功1500WD．人对车做功10000J【考点】功的计算；二力平衡条件的应用；功率的计算．【专题】功、功率、机械效率．【分析】解答此题从以下知识点入手：①物体做匀速运动时，推力与摩擦力相等；②做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，据此分析重力做功；③已知水平推力、物体在推力的方向上前进的距离，利用W=Fs求拉力做的功；④不知道推力做功用的时间，无法求出推力的做功功率．【解答】解：A、小车做匀速运动，推力等于摩擦力，f=F=30N，故A错误；B、小车在水平方向上运动，在重力方向上没有移动距离，重力做功为0J，所以重力做功的功率为0W，故B正确；CD、推力做功：W=Fs=30N×50m=1500J；不知道推力做功用的时间，无法求出推力的做功功率，故CD错误．故选B．【点评】本题考查了功和功率的计算、力是否做功的判断，属于基础题目．明确三种情况不做功：一是有力无距离（例如：推而未动），二是有距离无力（靠惯性运动），三是力的方向与运动方向垂直．2．如图所示，L1与L2属于串联的是()A．B．C．D．【考点】串联电路和并联电路的辨别．【专题】应用题．【分析】（1）串联电路是指各用电器首尾顺次连接的电路；（2）并联电路是指各用电器并列地接到电路中的两点间．各用电器之间互不影响．【解答】解：A、C、D中的L1和L2两灯泡都是并列的连接在电路中的两点之间，因此它们是并联电路；只有B中的两灯泡是首尾顺次连接在一起的，是串联电路．故选B【点评】此题主要是考查串并联电路的定义和连接特点，比较简单．3．表中列举的是几种物质的比热容，单位是[J/（kg•℃）]，下列判断正确的是()29\n水4.2×103铝0.88×103冰2.1×103铜0.39×103A．物质的比热容与物质的状态无关B．150g水的比热容是50g水的比热容的三倍C．寒冬室外盛水的缸容易破裂是因为水的比热容较大D．质量相等的铝块和铜块降低相同的温度，铜块放出的热量少【考点】比热容的概念．【专题】应用题；比热容、热机、热值．【分析】①比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度计吸放热情况无关；②水在0℃～4℃之间具有热缩冷胀的反常现象；③质量相同的不同物质，降低相同的温度，放出的热量与物质的比热容成正比．【解答】解：A、水和冰是同一种物质，但比热容不同，说明比热容与物质的状态有关．此选项错误；B、比热容是物质本身的一种特性，同种物质状态一定时，比热容一定，与质量大小无关．此选项错误；C、水结冰时，体积膨胀密度变小，所以冬天放在室外盛有水的水缸会破裂，与水的比热容大小无关．此选项错误；D、质量相等的铝块和铜块降低相同的温度，由于铜的比热容较小，由公式Q=cm△t知，铜块放出的热量较少．此选项正确．故选D．【点评】此题考查了比热的物理意义、热量的变形公式的应用，其中利用热量或其变形公式分析问题时一定要严谨，自觉应用控制变量法．4．汽车沿盘山公路匀速向上行驶的过程中，汽车的()A．动能不变，势能增加B．动能增加，势能减少C．动能变小，势能增加D．动能不变，势能不变【考点】动能和势能的转化与守恒．【专题】机械能及其转化．【分析】（1）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．（2）重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．【解答】解：汽车沿盘山公路匀速上坡时，汽车的质量不变，速度不变，动能不变；高度不断增加，重力势能不断增加．故选A．【点评】（1）掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素．（2）能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化．5．四个同学在公园进行登山比赛．如果规定功率最大者获胜，那么最后胜出者一定是()A．体重最大的一个B．时间最短的一个C．做功最快的一个D．速度最大的一个【考点】功率大小的比较．【专题】功、功率、机械效率．【分析】解答本题可根据功率的物理意义进行分析选择．29\n【解答】解：功率的物理意义：功率是反映物体做功快慢的物理量，功率大的物体，做功快；功率小的物体，做功慢．所以做功最快的那一个人，他的功率最大．故选C．【点评】解答本题关键是要理解功率的物理意义．6．下列改变物体内能的事例中，其中一个与其它三个改变方式不同的是()A．火车经过后，铁轨的温度升高B．铁锅烧热后，铁锅的温度升高C．反复弯折后，铁丝的温度升高D．锯条锯木后，锯条的温度升高【考点】物体内能的改变．【专题】热和能．【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，是机械能和内能相互转化的过程；热传递是内能从高温转移到低温的过程，二者的本质不同．【解答】解：A、火车经过铁轨的过程中，与铁轨摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；B、铁锅烧热后，铁锅的温度升高，由于热传递的缘故，使其温度升高，是热传导改变内能；C、反复弯折铁丝的过程中，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使铁丝内能增加，温度升高，是做功改变内能；D、锯条锯木的过程中，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；故选B．【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能，在效果上是等效的，但其实质不同，做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移．7．如图所示的三个电路，下列对其通路、开路、短路判断正确的是()A．甲开路、乙通路、丙短路B．甲通路、乙断路、丙短路C．甲通路、乙短路、丙开路D．甲短路、乙开路、丙通路【考点】电路的三种状态．【专题】图析法；电流和电路．【分析】根据电路的三种的状态（通路、开路、短路）的概念填写．【解答】解：甲图电路处处连通的电路是通路；乙图电路由于开关断开，则是开路；丙图电路中由于灯泡两端并联了一根导线，直接将电源正负两极相连．则引起电源短路．故选B．【点评】本题考查电路图的分析，牢记基础知识是解答本类题型的前提，属于基础题型．8．南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是﹣25℃．一天，南极上的小企鹅豆豆和丁丁之间发生了一次有趣的对话，他们的部分说法如下，其中正确的是()29\nA．豆豆：呵呵，这里太冷了，冰山肯定没有内能了B．丁丁：不对，冰山的温度低，所含热量少C．丁丁：唉，反正我现在一点温度也没有了，冻死喽D．豆豆：呵呵，我们一起跳舞吧，这样暖和一些【考点】温度、热量与内能的关系．【专题】应用题；分子热运动、内能．【分析】内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，一切物体都有内能．升华是指固体转化为气体的过程．温度是指物体的冷热程度．【解答】解：A、一切物体都有内能．所以A选项说法错误，不符合题意．B、温度是指物体的冷热程度，和热量没有关系，不符合题意．C、温度是指物体的冷热程度，因此无论多低的温度，也有具体的数值，故C选项说法错误，不合题意．D、跳舞时，机械能转化为内能，说明做功可以改变物体的内能，故D说法正确，符合题意．故选D．【点评】此题综合考查了内能、温度的概念以及物态变化的升华现象，带有童话色彩，能激发同学们学习物理的兴趣．9．小明同学从距地面1m高的地方竖直向上抛出一块橡皮，橡皮离手后，在空中飞行到落地的过程中，动能Ek随时间t变化的曲线最接近的是()A．B．C．D．【考点】动能和势能的大小变化．【专题】机械能及其转化．【分析】影响动能的因素是物体的质量和速度，质量越大、速度越大，动能越大．【解答】解：小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，到达最高点，速度为0，动能为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大，所以动能是先减小，后增大，且落地点低于抛出点，末动能大于初动能．故选D．【点评】本题考查动能的影响因素，关键是根据动能的变化来判断图象．同时还要知道小球的运动情况．10．用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的重物匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，下列说法正确的是()29\nA．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功相等B．绳子自由端移动的距离不相等，拉力对滑轮组所做的功不相等C．绳子受的拉力F1和F2大小相等，滑轮组的机械效率相同D．绳子受的拉力F1和F2大小不相等，滑轮组的机械效率不同【考点】功的大小比较；滑轮（组）的机械效率．【专题】功、功率、机械效率．【分析】由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n，则绳子自由端移动的距离s=nh；把相同的重物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系．【解答】解：（1）不计绳重及摩擦，∵拉力F=（G物+G轮），n1=2，n2=3，∴绳子受的拉力：F1=（G物+G轮），F2=（G物+G轮），∴F1≠F2，∵动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G轮h，W有用=G物h，∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，∵η=，∴滑轮组的机械效率相同，故C、D错；（2）∵绳子自由端移动的距离s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度h相同，∴s1=2h，s2=3h，∴s1≠s2，拉力做的功：W1=F1s1=（G物+G轮）×2h=（G物+G轮）hW2=F2s2=（G物+G轮）×3h=（G物+G轮）h∴，W1=W2，故A正确、B错误．故选A．【点评】本题考查了使用滑轮组时n的确定方法，有用功、额外功、总功的计算方法，不计摩擦和绳重时拉力的求法；本题关键在于确定额外功相等．29\n11．小明家台灯的插头插在如图所示的插座上，插座上有一个开关和一个指示灯．若插座开关和指示灯分别用S1、L1表示，台灯的开关和灯泡分别用S2、L2表示．小明断开或闭合S1、S2时，记录现象如表．由小明的记录可判断出关于L1、L2的连接方式可能是电路图中的()开关状态插座指示灯（L1）台灯（L2）闭合S1，断开S2亮不亮闭合S2，断开S1不亮不亮S1和S2都闭合亮亮A．B．C．D．【考点】串联电路和并联电路的辨别．【专题】电流和电路．【分析】解决此题的最好办法是结合表格中的开关闭合和灯泡亮度情况，在选项中的电路图检验，如果一致则选项中的电路图符合题意，否则不符合．【解答】解：A、当闭合开关Sl、断开S2时，灯泡L1不亮，所以不符合题意；B、当闭合开关S2、断开S1时，灯泡L2亮，所以不符合题意；C、当闭合开关Sl、断开S2时，灯泡L1亮，当闭合开关S2、断开S1时，灯泡L2不亮，当Sl、S2都闭合时，两灯都亮，与表格完全一致，符合题意；D、当闭合开关S2、断开S1时，两灯泡都亮，所以不符合题意；故选C．【点评】对于这类选择题，可以适当运用代入法进行排除，省去很多麻烦．12．如图所示．杠杆上分别站着大人和小孩（G大人＞G小孩）．且在水平位置平衡，杠杆自重不计．如果两人同时以大小相等的速度向支点移动．则杠杆将()A．仍能平衡B．不能平衡，大人那端下沉C．不能平衡，小孩那端下沉D．条件不够，无法判断【考点】杠杆的平衡条件．【专题】估算题．【分析】本题重点在于分析移动中两人相对于支点的力臂变化，通过比较可以得出杠杆的移动方向．【解答】解：开始时杠杆在水平位置平衡，大人的力臂小于小孩的力臂；当运动时，两人速度相同，则在相同时间内移动的距离相同，大人的力矩减少的快，则大人力臂会小于小孩力臂，根据杠杆平衡的条件可以判断出杠杆向小孩那端下沉．故选C．29\n【点评】本解法通过比较力臂的减少量来求出运动后的力臂，解答起来更容易一些，做题时一定不能形成思维定势，只想着比较后来的力臂．二、填空题（本题共九小题，每空1分，共28分）13．下列各种机械中，属于省力杠杆的是C；属于等臂杠杆的是A；属于费力杠杆的是B（填字母代号）【考点】杠杆的分类．【专题】简单机械．【分析】结合生活经验，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：天平A在使用过程中，动力臂等于阻力臂，是等臂杠杆；钓鱼竿B在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；铡刀C在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；故答案为：C；A；B．【点评】此题考查的是杠杆的分类主要包括以下几种：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．14．物体的内能是物体内部所有分子动能与分子势能的总和．冰在熔化过程中，温度不变，冰水混合物的内能增大（选填“增大”、“减小”或“不变”）．【考点】内能的概念．【专题】分子热运动、内能．【分析】内能的概念：所有分子的分子动能和分子势能的总和；晶体在熔化过程中，尽管不断吸热，但是温度却保持熔点不变；做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量转化的过程，热传递是能量转移的过程．【解答】解：分子在无时无刻的运动着，所以分子具有分子动能；分子之间存在间隙，所以分子具有分子势能；构成物质的所有分子的分子动能和分子势能之和就是物体的内能．冰是晶体，在熔化过程中，尽管不断吸收热量，内能不断增大，但是温度却保持在熔点0℃不变．故答案为：动能；势能；增大．【点评】本题考查了内能的概念、晶体熔化的特点以及内能和温度的关系，注意：物体的温度改变，内能一定改变，但是内能改变，温度不一定改变．15．如图所示，酸甜多汁的水果点亮了一排发光二极管，在这个简单的电路中工作时，水果把化学能转化为电能，还应在电路中安装开关才能控制这个电路的通断．29\n【考点】电源及其能量转化．【专题】实验题；电流和电路．【分析】一个完整的电路有电源、导线、用电器和开关组成，电源是将其他形式的能转化为电能的装置．【解答】解：酸甜多汁的水果点亮了一排发光二极管，在这个简单的电路中水果相当于电源，水果把化学能转化为电能；如果想控制这个电路的通断，还应在电路中安装开关．故答案为：化学；电；开关．【点评】本题考查了电源的能量转化和电路的组成，属于基础知识的考查，比较简单．16．举重运动员在2s内把1200N的杠铃匀速举高了2m，在空中停留了3s．前2s内的功率是1200W；后3s内的功率是0W；整个过程的平均功率是480W．【考点】功率的计算．【专题】功、功率、机械效率．【分析】做功的条件是，有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离，根据W=FS可求做的功，停住不动不做功，根据P=可知，做的功不变，改变的是时间，举的时间是2s，全程时间是5s，可求各个时候的功率．【解答】解：他对杠铃做功W=Gh=1200N×2m=2400J．前2s内的功率P===1200W，后3s内，不做功，功率为0．整个过程的平均功率是P1===480W．故答案为：1200；0；480．【点评】本题考查做功的计算，做功的条件和功率的计算．17．如图所示，弹簧一端与小车相连，另一端固定在左侧的墙壁上，小车放在光滑的水平木板上．小车位于A点时弹簧恰好为自然长度，用力压缩弹簧使小车到达B点；松手后，小车由位置B运动至位置C，在位置C时速度为零．则小车从位置B运动至位置C的过程中，弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大（选填“减小”、“先减小后增大”、“先增大后减小”或“增大”）；小车从位置B运动到速度达到最大值的过程中，弹簧的弹性势能转化成动能；从B点到C点的过程中，系统的机械能不变（选填“增大”、“减小”或“不变”）．【考点】动能和势能的转化与守恒．【专题】机械能及其转化．【分析】（1）弹簧被小车从A位置压缩到B位置时，弹簧的弹性形变程度最大，小车的动能转化成了弹簧的弹性势能；弹簧恢复原状，把小车从B位置推到A位置时，弹簧的弹性势能转化成小车的动能；（2）由于惯性，小车到达A点后不能立即停下来，会继续运动到C点，此时小车的动能又转化成了弹簧的弹性势能．29\n【解答】解：从B到弹簧自然长度A时，是弹簧恢复原状的过程，弹簧的弹性势能减小；从A到C的过程，小车由于惯性继续运动，弹簧发生弹性形变，弹簧的弹性势能增大；所以弹簧的弹性势能的变化情况是先减小后增大；小车从位置B运动到速度达到最大值的过程中，弹簧的弹性势能减小，小车的动能增大，因为是在光滑的水平木板上，所以弹簧的弹性势能全部转化成小车的动能．从B点到C点的过程中，只有动能和弹性势能的转化，系统的机械能守恒．故答案为：先减小后增大；动；不变．【点评】本题解题的关键是能够分析出弹簧在不同情况下，动能和弹性势能的转化情况．同时还要注意，小车放在光滑的水平木板上，不存在小车克服摩擦做功有一部分转化为小车的内能的问题，这也是判断整个系统机械能守恒的关键点．18．如图所示，汽油机正处于做功冲程，这个冲程是将内能转化为机械能．如果该汽油机的飞轮转速是1800r/min，则它每秒钟内活塞往复30次，某次通过燃烧汽油，获得3.2×108J机械能的同时，损失了4.8×108J的热量，该汽油机的效率是40%．【考点】有关热机的计算．【专题】热和能．【分析】（1）汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成，做功冲程，内能转化为机械能；压缩冲程中，机械能转化为内能；（2）在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次；（3）机械能和损失的热量之和即为燃料完全燃烧释放的热量，机械能和燃料完全燃烧释放热量的比值即为该汽油机的效率．【解答】解：（1）如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程，这个冲程是将内能转化为机械能；（2）飞轮转速是1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，活塞往复运动30次；（3）燃料完全燃烧释放的热量：Q放=W+Q损=3.2×108J+4.8×108J=8×108J，该汽油机的效率：η=×100%=×100%=40%．故答案为：做功；内；机械；30；40%．【点评】本题考查了热量冲程的判断和能量的转化、转速的理解以及效率的计算，是一道热机综合题，是一道好题．19．如图所示，是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图，从图中可看出A燃料的热值小于B燃料的热值（选填：“大于“、”小于”或“等于”）．在标准大气压下，若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J，其中有60%的热量被质量为10kg、初始温度为18℃的水吸收，c水=4.2×103J/（kg•℃），则水的温度将升高70℃．29\n【考点】热平衡方程的应用．【专题】计算题；热和能．【分析】（1）单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值，在图象上取某一质量m0，比较相应的Q值，从而比较这两种燃料的热值大小．（2）水吸收的热量Q吸=ηQ放，又知道水的质量、水的比热容，根据Q吸=cm△t可计算水升高的温度．（注意水的末温为100℃，水沸腾时，吸热但温度不变【解答】解：（1）如图，取相同质量m0，由图可知，QA＜QB因为q=可知，qA＜qB；（2）由η=得，水吸收的热量：Q吸=Q放η=4.9×106J×60%=2.94×106J；由Q吸=cm△t得水升高的温度：△t===70℃，水的末温t=t0+△t=18℃+70℃=88℃，水未到达沸点，因此水的温度将升高70℃．故答案为：小于；70．【点评】本题考查学生对燃料完全燃烧放出热量公式和吸热公式的掌握和运用，解答注意沸腾规律．20．在探究“汽车的速度”的实验中，甲、乙两辆相同的汽车在同一水平地面上做直线运动的图象分别如图（1）、（2）示．由图可知，甲车的动能大于（选填“大于”、“小于”或“等于”）乙车的动能；经过相同的时间，甲、乙两车牵引力做的功之比为5：3．（空气阻力忽略不计）29\n【考点】功的大小比较；动能大小的比较．【专题】功和能综合题．【分析】（1）物体的动能与质量和速度成正比．已知两辆汽车完全相同，所以动能大小决定于速度；（2）相同的汽车，对地面的压力相同，相同的路面，所以摩擦力相同．汽车匀速直线运动时，牵引力与摩擦力是一对平衡力．已知运动时间相同，根据速度得到通过的路程，利用公式W=Fs比较牵引力做功多少．【解答】解：（1）由图象知，甲的速度为v甲===5m/s，乙的速度为v乙=3m/s，已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能；（2）在匀速直线行驶过程中，F甲=F乙=f，因为W=Fs，v=，所以，相同时间牵引力做的功之比为：=====．故答案为：大于；5：3．【点评】此题考查的是我们对动能影响因素和速度、功计算公式的掌握和应用，同时涉及到二力平衡条件的应用，难度不大，关键是读懂图象，并能从图象中获取相关信息．21．用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将货物抬高30cm，手下降的高度是90cm，小明根据杠杠的平衡条件算出手向下的力为200N，但是经过测量手向下压杠杆的力实际为250N，人做的总功是180J，有用功是225J，这根杠杆的机械效率是80%．【考点】杠杆的平衡分析法及其应用；功的计算；机械效率的计算．【专题】计算题；机械与功．【分析】对于杠杆来说，动力臂是阻力臂的几倍，动力移动的距离就是阻力移动距离的几倍；可以根据杠杆的平衡条件先计算物体重力；有用功就是重物被提高所做的功（W有=Gh）；总功就是手用的力所做的功（W总=Fs）；机械效率就是有用功除以总功．【解答】解：因为动力臂是阻力臂的3倍，所以动力（手）移动的距离就是货物移动距离的3倍，也就是3×30cm=90cm=0.9m；而手用的力是250N，所以手（人）做的总功就是W总=Fs=250N×0.9m=225J；29\n小明根据杠杆的平衡条件计算时，F1L1=GL2，可得物体重力：G==200N×=600N，有用功就是货物被举高做的功，即W有用=Gh=600×0.3m=180J；所以这根杠杆的机械效率就是η=×100%=×100%=80%．故答案为：90；180；225；80%．【点评】初中涉及的机械主要就是杠杆和滑轮，相对来说，对滑轮的考查会更多一些．而对机械效率、有用功、总功，所有的机械道理都是一样的，所以要在掌握滑轮的相关计算的基础上，来理解杠杆的机械效率、有用功、总功．三、解答与探究（本题共有七小题，共48分，解答26、27、28时应有必要的解题过程）22．请按题目要求作答：（1）如图甲所示，一根木棒用细线系着悬挂在天花板上，木棒一端吊着一个质量为m的重物．为了使木棒能在图中所示的位置静止，必须给它施加一个力的作用．请你画出施加的最小力的示意图．（2）在图乙所示的两个虚线框内分别填入电源或开关的符号，并满足闭合任何一个开关都能使小灯泡L发光．（3）如图丙所示，站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶．请在图中画出滑轮组绳子的绕法．【考点】杠杆中最小力的问题；滑轮组的设计与组装；电路图及元件符号．【专题】作图题；电流和电路；简单机械．【分析】（1）要使杠杆上的力最小，要求力臂最长．杠杆是直臂杠杆时，力臂在杠杆上力臂最长；根据阻力阻碍杠杆转动，动力使杠杆转动，确定最小力的方向．（2）可以将开关或电源分别放入空缺处，两种情况分别试验，看是否符合题意．（3）要解决此题，需要掌握滑轮组的组装．在绕线时，可以从动滑轮或定滑轮绕起，在题目中要根据实际情况而定．【解答】解：（1）如图，一根木棒用细线系着悬挂在天花板上，木棒一端吊着一个质量为m的重物，杠杆的支点应该在O点，木棒从O点悬挂，当在C处挂一个重物，重物的重力作用在杠杆上，可以看成阻力，要使木棒在图示位置平衡，并且使动力F最小，用OC作动力臂应该最长，作用点在杠杆的C点，重物使杠杆逆时针转动，所以动力要使杠杆顺时针转动，动力F竖直向上．如图所示：29\n（2）若将电源放在上方的空缺处，则当开关闭合时便会造成短路现象，灯不会发光．若将开关放入上方，电源放入下方，则两个开关并联，闭合任何一个开关都可以使灯发光．（3）由题意知，站在地面上的人想用尽可能小的力提升水桶．所以绳子的拉力方向应向下，所以绳子应从动滑轮绕起．故答案为：见上图．【点评】此题考查了力臂的画法，杠杆中最小力的问题，滑轮组的设计与组装，电路图的设计等，是一道综合性较强的题目．杠杆中的最小动力，可以按照以下几个步骤进行：①确定杠杆中的支点和动力作用点的位置；②连接支点与动力作用点，得到最长的线段；③经过动力作用点做出与该线段垂直的直线；④根据杠杆平衡原理，确定出使杠杆平衡的动力方向．23．下面是我们甲乙两个兴趣小组的实验甲组：“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置．（1）该实验是通过控制变量研究方法，研究小车的动能大小和哪些因素有关的；采用转换研究方法比较动能的大小．（2）甲图所示方案是为了探究动能大小与速度（填“速度”或“高度”）关系的，根据你所学的知识可得出的结论是质量一定时，动能与速度有关，速度越大，动能就越大．29\n（3）若想用乙图所示方案探究动能大小与质量的关系，需要改进的地方是让两辆小车从相同的高度释放．乙组：如图丙所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验．（1）实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体质量的关系，操作时应该让木块从相同（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落．（2）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，请简要说明具体做法让同一个木块从不同的高度自由落下来．【考点】探究影响物体动能大小的因素；探究影响物体势能大小的因素．【专题】探究型实验综合题．【分析】甲组：（1）小车对木块做功的多少体现了小车动能的大小，对木块做功的多少可以由木块移动距离来体现；（2）决定动能大小的因素有两个：物体的质量和物体的运动速度．因此研究物体动能大小与这两个因素的关系时要用到控制变量法，即：要研究与哪个因素的关系，就要控制该因素改变，让其他的因素不变．乙组：掌握转换法在此实验中的应用，此实验通过小桌陷入沙子中的深度来判断重力势能的大小；掌握控制变量法在此实验中的应用，重力势能与物体的质量和被举高度有关，在探究重力势能与其中一个量的关系时，另一个量保持不变，改变要探究的量．【解答】解：（1）实验中让小车从斜面上由静止滑下，通过观察小车推动木块距离的远近来判断小车对木块做功的多少，确定小车动能的大小；（2）本实验用同一辆小车是为了控制质量相同，研究动能大小和运动速度的关系；得出的结论是：质量一定时，物体的运动速度越大，动能越大；（3）探究物体动能大小与质量的关系时，要控制速度相同，改变物体质量，故应从同一高度释放小车，使质量不同的小车具有相同的速度．（1）由题意知，实验是通过观察比较小桌在沙子中下陷的深度来间接判断物体重力势能大小的；实验中采用质量不同的物块，是为了探究重力势能与质量的关系，在探究过程中要注意保持物体从同一高度由静止落下；（2）若要探究物体重力势能大小与物体高度的关系，则需让同一木块从不同高度下落，比较小桌下陷的深度．故答案为：（1）控制变量；转换；（2）速度；质量一定时，动能与速度有关，速度越大，动能就越大；（3）让两辆小车从相同的高度释放；（1）质量；相同；（2）让同一个木块从不同的高度自由落下来．【点评】此题主要考查的是学生对动能大小的影响因素的理解和掌握，利用控制变量法和转换法，探究动能大小的影响因素．24．在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有：杠杆：（杠杆上每小格长为2cm）、支架、弹簧测力计、刻度尺、细线和质量相同的钩码若干个（每个钩码重lN）．29\n（1）实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于平衡（选填“平衡”或“不平衡”）状态．（2）实验时，使杠杆在水平位置平衡，主要是为了便于测量力臂大小，因此他把杠杆右端的平衡螺母调到最右边，但是杠杆仍然不能水平平衡，接下来他应该把左端的平衡螺母往右调．（3）杠杆在水平位置平衡后，小明在杠杆A点处挂上2个钩码，作为动力F1，B点处挂上1个钩码，作为阻力F2，杠杆恰好在水平位置平衡，如图乙所示，分别测量出两个力的力臂L1和L2，计算后发现：F1L1=F2L2，便得出杠杆的平衡条件是：F1L1=F2L2．但小红认为小明这种实验处理方法是不完善的，理由是没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性．（4）接着，小明提出新的探究问题：“若支点不在杠杆的中点时，杠杆的平衡条件是否仍然成立？”于是小明利用如图丙所示装置进行探究，在杠杆D点处挂上2个钩码，用弹簧测力计在C点处竖直向上拉，使杠杆在水平位置处于平衡状态，此时弹簧测力计的示数如图丙所示，则弹簧测力计的拉力是3.3N．以弹簧测力计的拉力为动力F1′，钩码重力为阻力F2′，多次调整力和力臂的大小进行测量，发现：F1′L1′总是大于F2′L2′，其原因主要是受杠杆重力的影响．（5）小明又把弹簧测力计的作用点固定，只改变测力计与水平方向的角度θ，则能描述测力计示数F与θ关系的图象是图丁中的B【考点】探究杠杆的平衡条件实验．【专题】实验题；实验分析法；探究型实验综合题．【分析】（1）杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态．（2）杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡，使杠杆在水平位置平衡的目的是为了便于测量力臂．（3）在探究性实验中，应进行多次实验，寻找普遍规律，避免结论的偶然性．（4）弹簧测力计的拉力由图读出；杠杆在水平位置平衡，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；杠杆的重心过支点，消除杠杆重对杠杆平衡的影响．（5）根据杠杆的平衡条件动力×动力臂=阻力×阻力臂可知，当阻力和阻力臂不变时，动力臂越大，动力越小．【解答】解：（1）杠杆静止在如图甲所示位置，杠杆处于静止状态，所以此时杠杆处于平衡状态；29\n（2）在“探究杠杆的平衡条件”实验中，应先调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了便于测量力臂．他把杠杆右端的平衡螺母调到最右边，但是杠杆仍然不能水平平衡，接下来他应该把左端的平衡螺母往右调；（3）小明仅凭一测量就得出杠杆平衡条件，这种实验处理方法是不完善的，因为实验次数过少，会导致实验结论具有偶然性，应该改变动力或阻力的方向进行多次测量，寻找普遍规律，以避免偶然性．（4）由图可知，弹簧测力计的刻度值为0.1N，指针在3N以下三格处，示数为3.3N．用如图丙所示装置进行探究，杠杆的重心没有通过支点，杠杆的自重对杠杆平衡有影响．（5）当测力计和杠杆的角度从0度逐渐增加到90度时，动力臂越来越大，动力越来越小，当测力计和杠杆垂直时，此时动力臂最大，动力最小，当测力计和杠杆的角度从90度逐渐增加到180度时，角度越大，动力臂越小，动力越大．所以B图象符合题意．故答案为：（1）平衡；（2）水平；力臂；把左端的平衡螺母往右调；（3）没有经过多次测量就得出结论，实验没有普遍性；（4）3.3；杠杆重力；（5）B．【点评】本题考查了探究杠杆平衡条件的实验过程，从原理到实际操作、实验方法、数据分析等，考查较为全面，是我们应该掌握的重点实验．25．物理活动课上，同学们骑自行车经过一个斜坡，小明沿直线奔向坡顶，小红则沿着“S”形路线骑向坡顶．到达坡顶时两人很有感慨地进行了一番对话，如图所示．（1）为了验证小明的说法，他们设计实验测量斜面的机械效率：①如图所示，选用的器材有长木板、木块1、木块2各一个，还需要的测量工具是刻度尺和弹簧测力计．②在实验过程中应拉动木块1应做匀速直线运动．③他们进行了甲、乙、丙三次操作：以上三次操作过程，能验证小明说法的两次操作是甲和丙．④如果小明的说法正确，你选择的两次操作中机械效率的大小关系是η甲＞η丙．（2）小红的做法所依据的物理知识在实际中还有什么应用，请举出一例：盘山公路（或螺丝钉）．【考点】斜面机械效率的测量实验．【专题】压轴题；实验探究题；答案开放型；设计与制作题；控制变量法．【分析】（1）根据斜面的机械效率实验目的可知，需要测拉力和移动的距离的工具．29\n（2）利用斜面提升木块，额外功主要是克服摩擦力而做的功，若木块加速运动，会使木块的动能逐渐增加，从而增加拉力所做的额外功，若木块变速运动，弹簧测力计示数不稳定，不便于测量；所以拉力方向必须与摩擦力方向保持在同一条直线上，且匀速拉动木块．（3）小明的说法，可以用探究斜面机械效率与斜面长度的关系来验证，然后根据控制变量法去设计实验．（4）研究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度关系，应控制斜面的粗糙程度，斜面的长度，物体的重力不变．【解答】解：（l）①由实验目的知，需要测拉力和移动的距离的工具；测距离的工具刻度尺已选择，还缺少测量力的工具：弹簧测力计．②为了便于测量拉力和尽量减小不必要的额外功，应保持木块沿斜面向上拉动木块，使其做匀速直线运动．③要验证小明的说法，可以研究斜面机械效率与斜面长度的关系，这个实验应只改变斜面的倾斜程度，控制其它所有可变的因素，如：木板的粗糙程度，木板的长度，木块的重力，木块提升的高度相同．比较甲、乙、丙三个图可知：甲和丙符合．④如果小明的说法正确，就是指斜面长度越短，机械效率越高，而甲操作中的斜面比丙中的斜面短，则机械效率的大小关系是η甲＞η丙．（2）使用斜面的特点是方便省力，如：盘山公路、骑自行车爬坡走S形路线、螺丝钉等，故答案为（1）①弹簧测力计；②匀速直线；③甲和丙；④η甲＞η丙；（2）盘山公路（或螺丝钉）．【点评】本题考查探究斜面机械效率的实验中需测量的物理量、影响因素、综合分析应用等，必须熟练掌握控制变量法．26．如图所示，搬运工人用滑轮组在20s内将重为270N的重物匀速提升6m，所用拉力为100N，则他所做的有用功是多少J？额外功是多少J？拉力的功率是多少W？滑轮组的机械效率是多少？如果增加物体的重力，则滑轮组的机械效率将增大（填“增大”或“减小”或“不变”）．【考点】滑轮（组）的机械效率．【专题】功、功率、机械效率．【分析】由图可知滑轮组通过动滑轮绳子的段数，根据s=nh求出绳端移动的距离，根据W有=Gh求出有用功，根据W总=Fs求出总功，根据W总=W有+W额计算额外功；根据P=计算拉力的功率；利用η=×100%求出滑轮组的机械效；通过分析有用功、额外功、总功的变化，可判断滑轮组机械效率的变化．【解答】解：由图可知，通过动滑轮绳子的段数n=3，他所做的有用功：29\nW有用=Gh=270N×6m=1620J，W总=Fs=Fnh=100N×6m×3=1800J，由W总=W有+W额额外功为：W额=W总﹣W有用=1800J﹣1620J=180J，拉力的功率：P===90W，滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=90%；在使用同一滑轮组时，增加钩码的重力相当于增大了有用功，而额外功不变，所以根据机械效率的公式可知，其机械效率会增大．答：他所做的有用功是1620J；额外功是180J；拉力的功率是90W；滑轮组的机械效率是90%；增大．【点评】本题考查了有用功、总功和滑轮组机械效率的计算，明确滑轮组绳子的有效股数是关键．27．学校物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热．他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示．已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），假设酒精灯燃烧放出的热量完全被水和沙子吸收，那么请问：（1）图中b（“a”或“b”）是水吸热升温的图象；（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？（3）给水加热持续了10min时间，需要完全燃烧多少克酒精？（4）试求出沙子的比热容．【考点】热量的计算；比热容的概念．【专题】计算题；图析法；比热容、热机、热值．【分析】（1）在回答问题时，要理解吸热本领大的真正含义．相同质量的不同物质，在同样受热的情况下，比热容越大，吸热本领越强，温度变化越慢；否则越快．（2）首先根据图象，得出加热2分钟时水的温度，然后根据公式Q=cm•△t进行计算．（3）根据加热2分钟时水吸收的热量得出加热10min时间需要的热量，然后利用m=求需要完全燃烧的酒精．29\n（4）同时加热2分钟，水和沙子吸收的热量是相同的，然后根据公式Q=cm•△t，代入吸收的热量、质量及升高的温度，从而计算出沙子的比热容．【解答】解：（1）图b表示的是水吸热升温的过程；因为沙子的比热比水小，吸收相同热量时，水温度升得慢．（2）由图象知，水加热2分钟时的温度是70℃．则Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃﹣20℃）=4.2×104J．（3）加热10min时间需要的热量Q=×10min=×10min=2.1×105J，则m===0.007kg=7g．（4）由于相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量．则在2分钟的时间内，Q沙吸=Q水吸由于Q吸=cm△t得：c沙===0.91×103J/（kg•℃），答：（1）b；（2）水吸收了4.2×104J的热量；（3）给水加热持续了10min时间，需要完全燃烧7克酒精；（4）沙子的比热容是0.91×103J/（kg•℃）．【点评】此题通过各个方面考查了学生对比热容概念的理解，同时考查了学生根据图象分析问题的能力，同时考查了有关热量的计算及公式的变形运用．28．近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：实验次数123456速度/（km•h﹣1）20406080100120制动距离/m28183250（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的比热容较大的特点．（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少J的能量，这些能量能产生多少J的有用功．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（写出计算过程）（3）若轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？轿车在运动过程中受到的阻力是多少？（写出计算过程）（4）汽车行驶时发动机产生的牵引力为F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s为（用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）29\n（5）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表丙所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是72m．【考点】热量的计算；速度公式及其应用；功率计算公式的应用；水的比热容的特点及应用．【专题】计算题；比热容、热机、热值；长度、时间、速度；功、功率、机械效率．【分析】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多．（2）根据热值和汽油的质量，用公式Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量；由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值，得出内燃机的效率；根据W=Q放×30%求出有用功．（3）知道发动机的功率和做功时间，利用W=Pt求发动机做功大小；当汽车匀速运动时，牵引力等于摩擦力，此时机车的功率P=fv．（4）根据得出的内燃机的效率，根据W=Q放×η求运行距离．（5）由对表格中速度和制动距离的关系的分析我们可以得出制动距离应与速度的平方成正比，则可得速度为120km/h时的制动距离．【解答】解：（1）因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机常用循环流动的水来帮助散热．（2）汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量：Q放=mq=0.2kg×4.6×107J/kg=9.2×106J；由图可知，有用功的能量：100%﹣30%﹣30%﹣5%=35%，所以，η=35%；因此产生的有用功：W=Q放×35%=9.2×106J×35%=3.22×106J．（3）因轿车以60kW的恒定功率启动做直线运动，所以轿车发动机做功W=Pt=6×104W×5s=3×105J；由图示知轿车匀速直线运动时的速度是v=30m/s；由P=Fv得：F===2000N；由于做匀速直线运动，因此受到的阻力等于牵引力，即f=F=2000N．（4）由图可知，热机效率η=35%；由题知：W=Fs=Q放×35%=mq×35%=0.35qm，解得：s=．（5）通过对1、2、3、4的分析可知速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比：则由=，29\n解得：120km/h的制动距离为72m．故答案为：（1）比热容；（2）完全燃烧0.2kg的汽油能够获得9.2×106J的能量，这些能量能产生3.22×106J的有用功；（3）在0～5s时间内，轿车发动机对外做功3×105J；轿车在运动过程中受到的阻力是2000N；（4）；（5）72．【点评】本题以汽车为切入点综合考查力学、热学相关知识，灵活运用所学知识、正确选用所学公式是解题的关键，属于难题．29