江苏省苏州市张家港二中2022届九年级物理上学期10月份月考试题含解析新人教版

2022-2022学年江苏省苏州市张家港二中九年级（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题1．如图所示，使用中属于费力杠杆的工具是()A．剪子B．起子C．镊子D．钢丝钳2．如图所示四种情景中，人对物体做了功的是()A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．搬而未起C．翘起石块D．推而不动\n3．如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆()A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能4．小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg．当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼．在此过程中以下判断正确的是()A．两个人做功的功率相等B．爸爸做功的功率比小明的大C．小明做功的功率比爸爸的大D．无法比较做功的快慢5．如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提高相同高度()A．若G1=G2，拉力做的额外功相同B．若G1=G2，拉力做的总功相同C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变6．我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞…，你知道其中能量的转化吗？对于图中荡秋千的小孩，下列分析错误的是()A．小孩在A点具有最大动能B．小孩在B点势能最小C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能D．如果没有能量损失，他将一直荡下去\n7．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是()A．F1＞F2W1＞W2B．F1=F2W1＞W2C．F1=F2W1＜W2D．F1＜F2W1＜W28．质量相等、初温相同的水和酒精，分别用两个相同的加热器加热（不计热量损失），加热过程中温度随时间的变化图线如图所示，关于a、b两种液体的鉴别结论正确的是()A．a的比热容大，是水B．a的比热容大，是酒精C．b的比热容大，是水D．b的比热容大，是酒精9．如图的四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是()A．钻木取火B．双手摩擦生热C．锯木头时锯子发热D．烧水时水温升高10．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于内能转化为机械能的是()A．B．C．D．\n11．关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是()A．温度高的物体，内能一定大B．物体温度升高，一定吸收了热量C．物体吸收了热量，温度一定升高D．物体温度升高，内能一定增加12．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值．下列关于密度秤制作的说法中，错误的是()A．每次倒入空桶的液体体积相同B．秤的刻度值向右越来越大C．悬点O适当右移，秤的量程会增大D．增大M的质量，秤的量程会增大二、填空题13．旗杆顶端A装置是__________滑轮，使用它的目的__________．14．一木块重30牛，在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进5米，则拉力做的功为__________焦，功率为__________瓦；在此过程中重力对木块做的功为__________焦．15．如图所示为苏通大桥．“桥塔为什么要造这么高？”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型．小强通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可__________（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而__________（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力．16．题图所示，工人师傅用动滑轮把重40N的物体匀速竖直提升2m，所用拉力为25N，此过程拉力做的功为__________J，动滑轮的机械效率为__________%．用动滑轮提升物体能省力是因为动滑轮实质上是__________杠杆．\n17．将一重600N的粗细均匀铁棒放在水平地面上，稍微抬起一端所需的力至少是__________N．18．两台机器的功率之比为4：3，在相同的时间内，它们做功之比为__________，它们做同样大小的功所需的时间之比为__________．19．在一次军事演习中，一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的动能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”），飞机的重力势能__________（选填“变大”、“变小”或“不变”），物资在加速下落过程中，动能和重力势能之间的转化情况是：__________．20．保温桶内装有质量为50kg、温度为95℃的热水，过了一段时间后，桶内水的温度降为85℃，那么水放出的热量为__________J，水的内能__________（选填“增加”、“不变”、或“减少”）．21．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能__________，这与四冲程汽油机的__________冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成__________个工作循环．22．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出__________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值__________．（填“变大”、“不变”或“变小”）23．将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上．经过一定时间后，观察到的现象如图所示．则三块金属的比热容最大的是__________．\n24．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示．则第4s末时，物体所受摩擦阻力是__________N，第6s末到第9s末，推力F做的功是__________J．三、作图与实验25．按要求完成作图：（1）在图1中，画出作用在“开瓶子起子”上F1的力臂和阻力F2的示意图．（2）在图2中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法．（3）如图3所示，用一根硬棒撬起一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若用最小的力撬动石块，请标出此时杠杆的支点O并画出最小动力F．26．某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤．a．把杠杆的中点支在支架上；b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡；c．记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；d．改变力和力臂数值，做三次实验．e．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值．（1）请你指出该同学在__________步操作之前漏掉了一个重要步骤，这个步骤是__________．（2）如果实验中所用钩码的质量都相等，如果在如图1所示，杠杆的B处应该挂__________个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡．（3）如果在C点改用弹簧测力计拉，电使杠杆水平平衡，应竖直向__________拉．（4）如果如图2把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上（P点），水平平衡时弹簧测力计示数比步骤（3）中的__________（选填“大”、“小”）．\n27．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2回答下列问题：（1）杠杆机械效率的表达式为η=__________．（用已知或测量的物理量符号表示）（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：__________．（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．28．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．实验次数物体种类物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长s/cm机械效率η/%1木块4151.19060.62小车41590（1）沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动．（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为__________%．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，__________越小，机械效率越大．（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为__________N．\n29．在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节__________（A/B）的高度，调节它的高度是为了__________．（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油__________，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是__________．（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是__________．（答出一个即可）30．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3．（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过__________来反映的．（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，__________．（3）比较__________两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大．（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径__________（选填：“有关”或“无关”）．（5）小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为__________能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为__________能．\n四、计算题31．做俯卧撑运动的人可视为杠杆．如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升O.4m．某次测试中．他1min内完成30次俯卧撑．求：（1）俯卧撑中的动力臂、阻力臂．（2）将身体匀速撑起，双手对地面的压力．（3）将身体撑起一次所做的功．（4）该同学在这1min内的功率．32．工人用如图所示的装置将重物提高5m，所用时间为10s．已知物重为800N，人对绳的拉力为500N（不计绳重和摩擦）．求此过程中：（1）做的有用功．（2）人对绳的拉力做功的功率．（3）滑轮组的机械效率．（4）若将1000N重物提升4m，则拉力做功为多少？33．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2L、20℃水，大火加热直至沸腾，又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[当时的大气压为1标准大气压；c水=4.2×103J（kg•℃）]．求：（1）水壶中水的质量是多少？（2）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（3）如果天然气炉具效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少立方天然气？\n2022-2022学年江苏省苏州市张家港二中九年级（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题1．如图所示，使用中属于费力杠杆的工具是()A．剪子B．起子C．镊子D．钢丝钳【考点】杠杆的分类．【专题】应用题．【分析】该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力．判断杠杆的类型可结合生活经验和动力臂与阻力臂的大小关系来判断．【解答】解：A、题目中的剪刀在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；B、起子在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；C、镊子在使用时动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，符合题意；D、钢丝钳在使用时动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，不符合题意；故选：C．【点评】此类型题目的解决主要是依据生活经验及动力臂和阻力臂的大小关系进行判断．2．如图所示四种情景中，人对物体做了功的是()A．提着水桶在水平地面上匀速前进B．\n搬而未起C．翘起石块D．推而不动【考点】力是否做功的判断．【专题】应用题；图析法．【分析】逐个分析选择项中提到的物理情景，结合做功的两个必要因素①作用在物体上的力；②物体在力的方向上通过的距离即可得到答案．【解答】解：A、提着水桶前进，人给水桶一个向上的力，而水桶在水平方向上通过了距离，没有在力的方向上通过距离，所以没有做功．故A错误．B、人给石头一个向上的力，但石头没有移动距离，有力无距离，所以没有做功．故B错误．C、人通过杠杆给石块一个上的力，石块被撬起，即在力的方向上通过了距离，所以此时人对石块做了功．故C正确．D、人给石头一个水平方向上的力，但石头没有移动距离，有力无距离，所以没有做功．故D错误．故选C．【点评】本题要抓住做功的两个必要因素：（1）作用在物体上的力；（2）物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可．3．如图所示，OAB为轻质杠杆，可绕支点O自由转动，在B端施加一个动力使杠杆在水平位置平衡，该杠杆()A．一定是省力杠杆B．一定是费力杠杆C．一定是等臂杠杆D．以上情况都有可能【考点】杠杆的分类．【专题】简单机械．【分析】使用杠杆时，如果动力臂大于阻力臂，为省力杠杆；如果动力臂等于阻力臂，为等臂杠杆；如果动力臂小于阻力臂，为费力杠杆；因为在B点用力的方向不确定，所以其省费力情况要根据用力的方向确定．据此分析．【解答】解：B点力的方向不同，力臂的大小则不同，不能确定动力臂与阻力臂的大小关系，所以此时杠杆可能省力，可能费力，可能既不省力也不费力．故ABC不符合题意，D符合题意．故选D．\n【点评】本题考查了学生对杠杆平衡条件、杠杆的分类的了解与掌握，会画力臂帮助分析是本题的关键．4．小明爸爸的质量为70kg、小明的质量为50kg．当父子俩一起从居住楼的一楼同时走上二楼．在此过程中以下判断正确的是()A．两个人做功的功率相等B．爸爸做功的功率比小明的大C．小明做功的功率比爸爸的大D．无法比较做功的快慢【考点】功率大小的比较．【专题】功、功率、机械效率．【分析】已知质量关系，根据G=mg可知重力关系；上楼克服自身重力做功，根据W=Gh可知做功关系；做功时间相同，根据根据P==比较功率的大小．【解答】解：由G=mg得，小明爸爸的质量比小明的质量大，所以小明爸爸重力大；上楼过程克服自身重力做功，由W=Gh可知，小明爸爸做功多；由P=，可知，相同时间内，小明爸爸功率大．故选项ACD错误，选项B正确；故选B．【点评】熟练运用重力公式、功和功率公式是解题关键，明确上楼过程中高度和时间是相同的．5．如图，两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成．用它们分别将重物G1、G2提高相同高度()A．若G1=G2，拉力做的额外功相同B．若G1=G2，拉力做的总功相同C．若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D．用同一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变【考点】有用功和额外功；功的大小比较；机械效率的大小比较．【专题】压轴题．【分析】图中两个滑轮组的动滑轮数量不同，决定了所做的额外功不一样，再根据机械效率公式进行分析．【解答】\n解：如果两个滑轮组所拉重物相同，由图可得，甲图中动滑轮只有1个，而乙图中动滑轮有2个，说明乙图滑轮组所做的额外功要多．在提升相同重物，提升相同高度的情况下，有用功相同，但乙图中做的额外功多，说明乙图中滑轮组机械效率低，乙图中的滑轮组需要做更多的总功．如果同一滑轮组提升的重物重力越大，说明有用功在总功中的比值越大，则机械效率越高．故选C．【点评】本题考查机械效率在滑轮组中的具体应用．6．我们小时候都玩过秋千吧，闭上眼睛，那种时高时低的感觉如同在飞…，你知道其中能量的转化吗？对于图中荡秋千的小孩，下列分析错误的是()A．小孩在A点具有最大动能B．小孩在B点势能最小C．小孩从B荡到C的过程中，动能转化为势能D．如果没有能量损失，他将一直荡下去【考点】动能和势能的转化与守恒；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】压轴题．【分析】将小孩荡秋千的过程分解成如下过程：从A到B的下降过程、从B到C的上升过程、从C到B的下降过程、从B到A的上升过程．然后再对每个过程中的能量转化去分析，从而得到答案．【解答】解：从A到B的下降过程和从C到B的下降过程、都是将重力势能转化为动能的过程，在这个过程中，A、C两点位置最高，重力势能最大，此时小孩是静止的，所以动能为零；B点的动能最大，由于位置最低，所以重力势能最小．从B到C的上升过程和从B到A的上升过程是将动能转化为重力势能的过程．A、小孩在A点的重力势能最大，动能为零．故A的说法错误．B、小孩在B点的动能最大，重力势能最小．故B的说法正确．C、从B到C的上升过程中，小孩的动能转化为重力势能，故C的说法正确．D、在现实中，小孩的高度是越来越低，最后停下来，那是因为在运动的过程中有能量的损失．若没有能量的损失，他将一直运动下去．故D的说法正确．故选A【点评】可将荡秋千的过程分为两个过程，即上升过程、下降过程去分析．7．用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动，两次运动的s﹣t图象如图所示．其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2，相同时间内所做的功分别为W1、W2，则它们的关系正确的是()\nA．F1＞F2W1＞W2B．F1=F2W1＞W2C．F1=F2W1＜W2D．F1＜F2W1＜W2【考点】功的大小比较．【专题】压轴题；功、功率、机械效率．【分析】（1）弹簧测力计拉动木块在水平面上匀速直线运动时，水平方向上木块受到拉力和滑动摩擦力作用，拉力和滑动摩擦力是一对平衡力．（2）滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关．（3）根据W=FS判断拉力做的功．【解答】解：（1）根据图象可知，物体两次都做匀速直线运动，拉力等于滑动摩擦力，由于压力和接触面的粗糙程度相同，因此滑动摩擦力相等，拉力也相等，即F1=F2．（2）从图象中可以判断出相同时间内第②次通过的距离小，根据公式W=FS，当拉力相等时，通过的距离越大，拉力做的功就越大，即W1＞W2．故选B．【点评】本题通过图象可以判断木块进行匀速直线运动，匀速直线运动的物体受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力和滑动摩擦力大小关系，根据W=FS判断做功的大小．8．质量相等、初温相同的水和酒精，分别用两个相同的加热器加热（不计热量损失），加热过程中温度随时间的变化图线如图所示，关于a、b两种液体的鉴别结论正确的是()A．a的比热容大，是水B．a的比热容大，是酒精C．b的比热容大，是水D．b的比热容大，是酒精【考点】热量的计算；水的比热容的特点及应用．【专题】控制变量法；图析法．【分析】如图所示，可以采用控制变量法分析，具体做法在时间一定时，比较温度的变化量；然后再利用热量的计算公式分析即可．【解答】解：如图所示，在某一定时间时，a的温度的变化量比b的温度变化量大；利用热量的计算公式Q=cm△t分析，a的比热容小，是酒精；b的比热容大，是水．故选C．【点评】本题采用了控制变量法，这是一种常用的一种分析问题和探究物理问题的方法．学生要熟知其道理．9．如图的四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是()A．钻木取火B．双手摩擦生热\nC．锯木头时锯子发热D．烧水时水温升高【考点】热传递改变物体内能．【分析】此题考查改变物体内能的两种方法是做功和热传递，它们在改变物体内能上是等效的．【解答】解：A、钻木取火时钻与木头相互摩擦做功，机械能转化为木头的内能，是通过做功的方式改变物体的内能，不符合题意；B、两手相互摩擦做功，机械能转化为内能，手的内能增大，温度升高，属于利用做功改变物体的内能，不符合题意；C、锯木材时，锯子克服摩擦力做功，内能改变，是通过做功改变物体内能，不符合题意；D、烧水改变内能属于利用热传递改变物体的内能，符合题意；故选D．【点评】此题考查学生对基本概念和基本规律的识记能力，做对题的前提是熟记这些知识点，并灵活运用．10．如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于内能转化为机械能的是()A．B．C．D．【考点】内燃机的四个冲程．【专题】比热容、热机、热值．【分析】根据内燃机的气门关闭和活塞的运行方向判断是哪一个冲程；内燃机四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能．【解答】解：A、进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是内燃机的排气冲程，故A不符合题意；B、进气门打开，排气门关闭，活塞下行，是内燃机的做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；C、进气门打开，排气门关闭，活塞上行，是内燃机的压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；D、进气门关闭，排气门打开，活塞上行，是内燃机的排气冲程，故D不符合题意．故选B．【点评】本题主要考查了内燃机的四个冲程及能量转化情况，是一道基础性题目．11．关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是()A．温度高的物体，内能一定大B．物体温度升高，一定吸收了热量C．物体吸收了热量，温度一定升高\nD．物体温度升高，内能一定增加【考点】温度、热量与内能的关系．【分析】要解答本题需掌握温度、内能与热量三者之间的关系以及晶体在熔化过程中，虽然吸热，但温度保持不变．【解答】解：A、温度是影响内能大小的一个因素，但不是唯一因素，所以温度高的物体内能不一定大．故A不正确；B、改变物体内能的方法有两种：做功和热传递，且二者是等效的，所以物体温度升高不一定是吸收了热量．故B不正确；C、物体吸收热量内能增加，但温度不一定升高，比如：晶体在熔化过程中虽然吸热，但温度保持不变．故C不正确；D、物体温度升高，分子运动加剧，分子动能增加，分子动能和分子势能总和为物体内能．故D正确．故选：D．【点评】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握，是中考的热点．12．如图，小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中，在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体，改变物体M悬挂点B的位置，当杠杆在水平位置平衡时，在M悬挂点处标出相应液体的密度值．下列关于密度秤制作的说法中，错误的是()A．每次倒入空桶的液体体积相同B．秤的刻度值向右越来越大C．悬点O适当右移，秤的量程会增大D．增大M的质量，秤的量程会增大【考点】杠杆的应用．【专题】简单机械．【分析】根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2对各个选项注意分析即可．【解答】解：A、在液体体积相同时，液体的密度越大，质量越大，因此只有每次倒入空桶的液体体积相同，才能通过杠杆平衡条件得出液体质量的大小，从而判断液体密度的情况，故A正确；B、当A端的空桶内的液体密度越大时，根据杠杆平衡的条件可知，在M悬挂点处标出相应液体的密度值越大，故应将M向右移动，故B正确；C、悬点O适当右移，阻力臂减小，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，可知秤的量程会减小，故C错误；D、增大M的质量，根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2，秤的量程会增大，故D正确．故选C．【点评】本题关键是正确运用杠杆的平衡条件，同时在处理方程的时候也要注意技巧．二、填空题13．旗杆顶端A装置是定滑轮，使用它的目的改变用力方向．\n【考点】定滑轮及其工作特点．【专题】简单机械．【分析】使用时，轴固定不变的滑轮叫做定滑轮，定滑轮的省力特点：不能省力，但可以改变用力方向．【解答】解：旗杆顶端的滑轮在使用时，轴固定不动，是定滑轮；它的作用是用来改变用力的方向．故答案为：定；改变用力方向．【点评】定滑轮使用时，滑轮的位置固定不变；定滑轮实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变作用力方向．14．一木块重30牛，在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面前进5米，则拉力做的功为50焦，功率为5瓦；在此过程中重力对木块做的功为0焦．【考点】功的计算；功率的计算．【专题】计算题．【分析】（1）根据W=Fs求出拉力做功多少和重力做功多少．（2）知道拉力做功多少和做功时间，根据P=比较功率．【解答】解：拉力做功：W=Fs=10N×5m=50J．拉力功率为：P===5W．重力做功：W'=Gh=30N×0m=0J．故答案为：50；5；0．【点评】（1）知道力和距离求做功是比较简单的计算，掌握基础知识很重要．（2）有力有距离，力对物体不一定做功，物体必须在力的作用下通过了距离，这个力对物体才做功．15．如图所示为苏通大桥．“桥塔为什么要造这么高？”小强对此进行了研究：他将大桥的结构进行简化，抽象成图乙所示的模型．小强通过比较发现：适当增加桥塔的高度，可增大（填“增大”或“减小”）斜拉索拉力的力臂，从而减小（填“增大”或“减小”）斜拉索的拉力．【考点】杠杆的平衡条件．【专题】应用题；图析法．【分析】（1）根据题意作出桥塔高度不同时，力与力臂的示意图，由图结合几何关系得出动力臂大小与小桥塔高度的关系；（2）然后由杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，判断斜拉索的拉力如何变化．【解答】解：（1）作出桥塔高度不同时，力与力臂的示意图如图所示，由图可知：桥塔高度越大，斜拉索拉力的力臂越大；\n（2）阻力G和阻力臂LG不变，桥塔越高，斜拉索拉力F的力臂LF越大，由杠杆平衡条件：G×LG=F×LF，知：G与LG不变，LF越大，斜拉索拉力F越小．故答案为：增大；减小．【点评】本题应用了“模型法”，生活中处处有物理知识，学会将一个复杂的生活场景变为简单的物理模型是解决生活实际问题的一种好方法．16．题图所示，工人师傅用动滑轮把重40N的物体匀速竖直提升2m，所用拉力为25N，此过程拉力做的功为100J，动滑轮的机械效率为80%．用动滑轮提升物体能省力是因为动滑轮实质上是省力杠杆．【考点】功的计算；滑轮（组）的机械效率．【专题】计算题；功、功率、机械效率．【分析】（1）根据动滑轮提升物体确定提升物体绳子的条数n，然后根据s=nh求出自由端移动的距离，再利用W=Fs求出拉力做的功；（2）根据工人师傅用动滑轮把重40N的物体匀速竖直提升2m，利用W=Gh可求得有用功，再利用η=×100%即可求出动滑轮的机械效率；（3）动滑轮的实质是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆．【解答】解：（1）因为使用的是动滑轮，所以n=2，则s=2h=2×2m=4m；W=Fs=25N×4m=100J；（2）W有用=Gh=40N×2m=80J，η=×100%=×100%=80%．（3）动滑轮提升物体能省力是因为动滑轮实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆．故答案为：100；80；省力．【点评】本题中主要考查了功的计算、机械效率的计算，搞清各力与距离之间的对应关系，熟练运用相关公式是解决此题的关键．17．将一重600N的粗细均匀铁棒放在水平地面上，稍微抬起一端所需的力至少是300N．【考点】杠杆的平衡条件．\n【专题】简单机械．【分析】可以将铁棒看做一个杠杆，因为铁棒是均匀的，所以其重心在其几何中心，抬起铁棒的一端，即动力作用在一端，动力垂直于铁棒，动力臂最长、动力最小，利用杠杆的平衡条件来分析求解即可．【解答】解：由题意知，此时可以将铁棒看做是一个以铁棒没有离地端为支点的杠杆，阻力是铁棒的重力为600N，由于铁棒是均匀的，所以动力臂等于铁棒长L，此时动力垂直于铁棒、动力最小．阻力臂是棒长的一半L，根据杠杆的平衡条件F1===300N，即动力F1为300N．故答案为：300．【点评】将铁棒看做是一个杠杆是解决此题的关键．若抬起一个粗细不均匀的铁棒，抬起粗端与细端所用力的大小与铁棒的重力有什么关系也是这种类型的题目，但重心不在棒的中点．18．两台机器的功率之比为4：3，在相同的时间内，它们做功之比为4：3，它们做同样大小的功所需的时间之比为3：4．【考点】功率计算公式的应用．【专题】功、功率、机械效率．【分析】已知两台机器的功率之比，根据W=Pt求出相同时间内所做功之比；根据t=求出它们做相等的功所用时间之比．【解答】解：由题知，两台机器的功率之比是4：3，由P=可得W=Pt，则它们在相同时间内所做功之比：===；由P=可得t=，则它们做相等的功所用时间之比：===．故答案为：4：3；3：4．【点评】本题考查了功率公式的灵活应用，由于是求比值问题，要细心，防止因颠倒而出错．19．在一次军事演习中，一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的动能变小（选填“变大”、“变小”或“不变”），飞机的重力势能变小（选填“变大”、“变小”或“不变”），物资在加速下落过程中，动能和重力势能之间的转化情况是：重力势能转化成动能．【考点】动能和势能的大小变化；动能和势能的转化与守恒．\n【专题】机械能及其转化．【分析】（1）影响动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；（2）影响重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．【解答】解：飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的速度不变，质量变小，所以动能变小；物资在加速下落过程中，质量不变，高度变小，重力势能变小，但速度越来越快，动能越来越大，所以，重力势能转化为动能．故答案为：变小；变小；重力势能转化成动能．【点评】本题主要考查了动能和重力势能大小的判断，只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答．20．保温桶内装有质量为50kg、温度为95℃的热水，过了一段时间后，桶内水的温度降为85℃，那么水放出的热量为2.1×106J，水的内能减少（选填“增加”、“不变”、或“减少”）．【考点】热量的计算；热传递改变物体内能．【专题】计算题．【分析】利用热量的计算公式计算即可【解答】解：水放出的热量Q=cm△t=4.2×103J/（kg．℃）×50kg×10℃=2.1×106J；水放出热量其内能减少．故答案为：2.1×106，减少．【点评】本题比较简单，直接利用热量计算公式计算即可．水的比热为4.2×103J/（kg•℃）是一常数．21．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧，此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能增加，这与四冲程汽油机的压缩冲程的能量转化相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1min内，汽油机完成1200个工作循环．【考点】有关热机的计算；做功改变物体内能．【专题】分子热运动、内能；比热容、热机、热值．【分析】（1）改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在⊋压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能；（2）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．在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次．【解答】解：（1）在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速向下压，棉絮燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；压火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似；（2）四冲程汽油机的飞轮转速为2400r/min，则该飞轮每秒钟转40圈．因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以飞轮转40圈，共20个工作循环，共80个冲程，共做功20次．1min完成1200个工作循环．\n故答案为：增加；压缩；1200．【点评】根据改变物体内能的方法以及内燃机的工作过程和原理（能量的转化）；知道在一个工作循环中曲轴转2圈，飞轮转2周，做功一次可解答此题22．氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14.3×107J/kg，完全燃烧0.5kg的氢气可放出7.15×107J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值不变．（填“变大”、“不变”或“变小”）【考点】热量的计算；燃料的热值．【专题】计算题．【分析】（1）知道氢气的热值和氢气的质量，利用Q放=mq求完全燃烧放出的热量；（2）1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，其大小只与燃料的种类有关，而与燃料的质量无关．【解答】解：（1）0.5kg氢气完全燃烧放出的热量：Q放=mq=0.5kg×14.3×107J/kg=7.15×107J，（2）一罐氢气用去了一半，氢气的热值不变，仍为14.3×107J/kg．故答案为：7.15×107，不变．【点评】本题考查了燃料热值的概念，以及利用热值计算燃料燃烧放出的热量，因条件已给出，难度不大．23．将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上．经过一定时间后，观察到的现象如图所示．则三块金属的比热容最大的是丙．【考点】比热容的概念．【分析】甲、乙、丙三个金属块的初温、质量都是相等的，过一段时间后，三个金属块的温度降低，末温也是相等的；石蜡熔化多的说明石蜡吸收热量多，说明它上面放置的金属块放出热量多，根据Q放=cm（t0﹣t），在质量、降低的温度相同时，放出热量多的这种物质比热容大．【解答】解：金属块丙下方的石蜡熔化快，说明金属块丙放出的热量多，甲、乙、丙的初温、末温都是相等的，温度变化值就是相同的，根据公式Q放=cm（t0﹣t）可知：甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等的，金属块丙放出的热量多，所以金属块丙的比热容比较大．故答案为丙．【点评】本题考查了学生对放热公式的掌握和运用，根据在冰块上判断金属块的末温相同是突破口，知道形状改变程度不同反应放出热量不同是关键．24．如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物体速度v与时间t的关系如图乙所示．则第4s末时，物体所受摩擦阻力是4N，第6s末到第9s末，推力F做的功是24J．\n【考点】力与图象的结合；功的计算．【专题】运动和力．【分析】由v﹣t图象可知物体的速度为0，即物体静止；6﹣9s物体做匀速直线运动，速度2m/s，根据平衡力和摩擦力影响因素可得4s末摩擦力；由F﹣t图象可知6﹣9s物体受到的推力为4N，利用公式W=Fs计算推力所做的功．【解答】解：由v﹣t图象可知物体的速度为0，即物体静止；3﹣6s物体开始运动，6﹣9s物体做匀速直线运动，做匀速直线运动时，推力与摩擦力是一对平衡力，即f=F=4N，因为摩擦力与只压力和接触面的粗糙程度有关，所以4s末与匀速运动时的摩擦力相等为4N；第6s末到第9s末，推力做功：W=Fs=Fvt=4N×2m/s×3s=24J．故答案为：4；24．【点评】本类型题的关键是会分析题目中提供的图示，判断出不同状态下的受力情况和速度的大小．三、作图与实验25．按要求完成作图：（1）在图1中，画出作用在“开瓶子起子”上F1的力臂和阻力F2的示意图．（2）在图2中，画出使用滑轮组提升重物时，绳子最省力的绕法．（3）如图3所示，用一根硬棒撬起一个石块，棒的上端A是动力的作用点，若用最小的力撬动石块，请标出此时杠杆的支点O并画出最小动力F．【考点】力的示意图；滑轮组的设计与组装．【专题】图像综合题．【分析】（1）知道力臂是从支点到力的作用线的距离，由支点向力的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂；掌握动力和阻力的概念，在此题中盖对起子的力即为阻力．（2）滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力．（3）支点是杠杆绕着转动的固定点，动力向下作用时，杠杆应绕小石块尖端转动；\n根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，在阻力×阻力臂一定的情况下，动力臂越大，动力将越小．【解答】解：（1）首先在F1的方向上做出力F1的作用线，然后从支点O向F1的作用线引垂线，垂线段的长度即为力臂L1．F1使起子沿逆时针转动，其中盖对起子的力阻碍了起子的转动，所以是阻力F2，方向竖直向下，如下图所示：（2）将绳子的一端固定在定滑轮的挂钩上，然后将绳子绕在滑轮组上．如图所示：（3）由图示可知，当杠杆与地面的接触点为支点时，作用在A点的动力力臂最大，此时动力最小，力垂直于杠杆向上，支点O与最小作用力F如图所示：【点评】（1）本题主要考查了力臂的画法，关键是正确理解掌握力臂的概念，找到支点和力的作用线．（2）滑轮组最省力的绕绳方法，其实就是寻找连接动滑轮最多的绳子的段数，明确了这一点，滑轮组的绕法就变得非常简单．（3）本题考查杠杆平衡条件的应用，在力与力臂乘积一定的情况下，若支点与力的作用点成为力臂，此时的力臂最大，使用杠杆最省力．26．某同学在做“研究杠杆平衡条件”的实验进行了如下实验步骤．a．把杠杆的中点支在支架上；b．把钩码挂在杠杆的两边，改变钩码的位置使杠杆水平平衡；c．记下两边的钩码的重，用尺量出它们的力臂，记下实验数据；d．改变力和力臂数值，做三次实验．e．求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂数值．（1）请你指出该同学在b步操作之前漏掉了一个重要步骤，这个步骤是调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡．\n（2）如果实验中所用钩码的质量都相等，如果在如图1所示，杠杆的B处应该挂4个钩码，才能使杠杆在水平位置平衡．（3）如果在C点改用弹簧测力计拉，电使杠杆水平平衡，应竖直向上拉．（4）如果如图2把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上（P点），水平平衡时弹簧测力计示数比步骤（3）中的大（选填“大”、“小”）．【考点】探究杠杆的平衡条件实验．【专题】探究型实验综合题．【分析】（1）为了避免实验过程中，杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，杠杆平衡调节要在实验前进行．（2）根据杠杆平衡的条件（F1×L1=F2×L2），计算F2的值，并且当F1L1是定值，L2越小，F2越大．【解答】解：（1）实验步骤中，把杠杆的中点支在支架上，就进行探究杠杆平衡条件的实验数据的测量，没有考虑杠杆重力对杠杆平衡产生的影响和便于测量力臂，所以b步之前漏掉一个重要步骤：调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）设每个钩码的重力为G，每个格的长度为L，根据杠杆平衡的条件：F1×L1=F2×L2，2G×4L=F2×2L，∴F2=4G，杠杆的B处应该挂4个钩码；（3）如果在C点改用弹簧测力计拉，也使杠杆平衡，虽然F1、L1、F2、L2不变，但A点和C点在杠杆的同一端，测力计的拉力应阻碍杠杆的转动，即在C点沿竖直向上的方向拉；（4）①如果如图乙图示把弹簧测力计斜拉，且拉环固定在支架上，测力计拉力的力臂减小，根据杠杆平衡的条件：F1L1不变，测力计拉力的力臂比（3）中竖直拉时的力臂减小，杠杆水平平衡时弹簧测力计示数比步骤（3）中的大．故答案为：（1）b；调节平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡；（2）4；（3）上；（4）大．【点评】本题考查能准确找出题中杠杆的五要素，再将对应的动力和动力臂、阻力和阻力臂代入杠杆平衡条件解决杠杆平衡问题．27．某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：①用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；②竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持0点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2回答下列问题：（1）杠杆机械效率的表达式为η=×100%．（用已知或测量的物理量符号表示）\n（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：杠杆的自重．（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）．【考点】杠杆机械效率的测量实验；杠杆的平衡条件；机械效率；机械效率的计算；杠杆的机械效率．【专题】计算题；压轴题；实验探究题．【分析】（1）使用杠杆克服钩码的重力做功，有用功等于克服钩码重力做的功，总功等于弹簧测力计的拉力做的功，机械效率等于有用功和总功的比值；（2）机械效率是有用功和总功的比值，它反映了有用功在总功中所占比例的大小，也反映了额外功所占比例的大小，影响机械效率的因素从有用功和额外功两方面考虑；（3）将钩码的悬挂点从A点移至C点，改变了钩码重力的力臂，根据杠杆平衡条件分析，改变了弹簧测力计的拉力，改变了弹簧测力计的拉力做功的多少，改变了机械效率的高低．【解答】解：（1）有用功为W有=Gh1，总功W总=Fh2，则机械效率的表达式η=×100%=×100%．（2）有用功是提升钩码所做的功，额外功主要是克服杠杆重力做的功，影响机械效率的因素主要是有用功和总功所占的比例；提升的钩码重一定说明有用功一定，所以影响杠杆机械效率的主要因素是杠杆自身的重力．（3）钩码的悬挂点在A点时，由杠杠的平衡条件得G•OA=F•OB；悬挂点移至C点时，由杠杠的平衡条件得G•OC=F•OB，经对比发现，由OA到OC力臂变大，所以拉力F也变大，如果仍使钩码提升相同的高度，那么杠杆提升的高度就会减小，额外功减小，因此杠杆的机械效率变大．故答案为：（1）×100%；（2）杠杆的自重；（3）变大．【点评】本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式，知道提高机械效率的方法．28．用图示装置探究“斜面机械效率”，实验记录如下表．实验次数物体种类物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长s/cm机械效率η/%1木块4151.19060.62小车41590（1）沿斜面拉动物体时，应使其做匀速直线运动．\n（2）根据图中测力计的示数，可知第2次实验的机械效率为95.2%．由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．（3）第1次实验中，木块所受摩擦力为0.43N．【考点】斜面机械效率的测量实验．【专题】测量型实验综合题．【分析】（1）从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；（2）先读出弹簧测力计的示数，然后根据η=×100%=×100%求出机械效率；比较两次机械效率的大小即可判断；（3）先根据W有=Gh和W总=Fs分别求出有用功和总功，然后根据W额=W总﹣W有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f=求出摩擦力．【解答】解：（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动．（2）由图可知，第2次实验弹簧测力计的示数即拉力F=0.7N，则斜面的机械效率η=×100%=×100%=×100%≈95.2%．比较两次的机械效率可知，第2次机械效率大，斜面的倾斜程度相同，小车所受的摩擦力小，由此可得结论：斜面倾斜程度相同时，摩擦力越小，机械效率越大．（3）由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功W有=Gh=4N×0.15m=0.6J，拉力做的总功W总=Fs=1.1N×0.9m=0.99J，则额外功W额=W总﹣W有=0.99J﹣0.6J=0.39J，由W额=fs得，木块所受摩擦力f==0.390.=0.43N．故答案为：（1）匀速直线；（2）95.2；摩擦力；（3）0.43．【点评】本题考查了实验注意事项、实验数据分析、以及斜面机械效率计算的掌握情况，应用控制变量法、认真分析实验数据即可正确解答，尤其要注意摩擦力的求法，是最容易出错的地方．\n29．在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节A（A/B）的高度，调节它的高度是为了确保使用外焰加热．（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是秒表．（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等．（答出一个即可）【考点】探究比热容的实验．【专题】探究型实验综合题．【分析】（1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整．（2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱．（3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题．【解答】解：（1）组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的B部分，这样可以避免重复调整；（2）在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．实验中需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；（3）由图乙所示实验可知，实验用同一烧杯用“水浴法”对水与煤油同时加热，该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等；故答案为：（1）A；确保使用外焰加热；（2）升高的温度；秒表；（3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等．【点评】“比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验．此实验不仅考查学生对基本过程的掌握情况，更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、提出问题的能力．要知道“水浴法”加热的优点．30．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表面高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3．\n（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映的．（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，质量越大，重力势能越大．（3）比较A、C两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大．（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关（选填：“有关”或“无关”）．（5）小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为动能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为内能．【考点】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】（1）实验中通过球陷入沙面的深度来反映铅球重力势能的大小，用到转换法；（2）影响重力势能的因素有物体的质量和下落高度，实验中研究物体的重力势能与物体的质量关系时，需要保持下落高度和运动路径相同，改变物体质量；（3）研究物体重力势能与下落高度的关系时，需要保持物体质量和运动路径相同，改变下落高度；（4）研究物体重力势能与运动路径的关系时，需要保持物体质量和下落高度相同，改变运动路径；（5）动能和势能合称机械能，一定条件下，动能和势能可以相互转化；物体克服摩擦做功，将机械能转化为内能．【解答】解：（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过球陷入沙面的深度来反映；（2）比较A、B两球，下落高度和运动路径相同，B球质量大于A球质量，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大；（3）C球陷入沙深度更大，比较知，C球下落的高度最大，要研究重力势能与高度的关系，需要保持球的质量一定，所以选择的是A、C两球；（4）比较C、D两球，两球的质量相同，下落高度也相同，两球的运动路径不同，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径无关．（5）球在下落过程中，高度减小，速度增大，所以将重力势能转化为动能；当球陷入沙中，与沙子摩擦，最终静止，将机械能转化为内能．故答案为：（1）球陷入沙面的深度；（2）质量越大，重力势能越大；（3）A、C；（4）无关；（5）动；内．\n【点评】此题考查学生对于物体重力势能影响因素探究过程及能量转化的理解和掌握，注意分析实验时控制变量法和转换法的应用．四、计算题31．做俯卧撑运动的人可视为杠杆．如图所示，一同学重500N，P点为重心，他每次将身体撑起，肩部上升O.4m．某次测试中．他1min内完成30次俯卧撑．求：（1）俯卧撑中的动力臂、阻力臂．（2）将身体匀速撑起，双手对地面的压力．（3）将身体撑起一次所做的功．（4）该同学在这1min内的功率．【考点】功的计算；杠杆的平衡条件；功率的计算．【专题】计算题；压轴题．【分析】支点为O点，线段OA为动力臂，OB为阻力臂；利用杠杆平衡的条件可以求出双手对地面的压力；根据W=FS求出做的功，利用求出功率．【解答】已知：OB=0.9m，AB=0.6m，G=500N，h=0.4m，n=30，t=1min求：OA=？OB=？F，W，P解：（1）动力臂OA=OB+AB=1.5m、阻力臂OB=0.9m．（2）F1L1=F2L2F1×1.5m=500N×0.9mF1=300N（3）W=FS=300N×0.4m=120J（4）=60W答：动力臂是1.5m，阻力臂是0.9m，双手对地面的压力是300N，身体撑起一次做的功是120J，1min内的功率是60W．【点评】本类型题涉及知识面比较多，关键是熟练掌握功、功率以及杠杆知识．32．工人用如图所示的装置将重物提高5m，所用时间为10s．已知物重为800N，人对绳的拉力为500N（不计绳重和摩擦）．求此过程中：（1）做的有用功．（2）人对绳的拉力做功的功率．（3）滑轮组的机械效率．（4）若将1000N重物提升4m，则拉力做功为多少？\n【考点】机械效率的计算；功的计算；功率的计算．【专题】功、功率、机械效率．【分析】由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；（1）知道物重和升高的高度，利用W=Gh求有用功．（2）拉力端移动的距离s=nh，知道拉力，利用W=Fs求人对绳的拉力做功，知道做功时间，再利用P=求功率．（3）求出了有用功、总功，然后由效率公式求出滑轮组的效率．（4）不计摩擦，根据滑轮组拉力公式F=（G物+G轮）求出动滑轮的重力，然后再求出提升1000N物体的拉力，求出绳端移动距离，利用W=Fs求拉力做功．【解答】解：由图示可知，滑轮组绳子的有效股数n=2；（1）工人做的有用功：W有用=Gh=800N×5m=4000J；（2）人对绳的拉力做功：W总=Fs=Fnh=500N×2×5m=5000J；拉力做功的功率：P===500W；（3）滑轮组的机械效率：η=×100%=×100%=80%；（4）∵不计摩擦，绳子的拉力F=（G物+G轮），∴G轮=2F﹣G物=2×500N﹣800N=200N，提升1000N物体时，绳子拉力：F′=（G物′+G轮）=（1000N+200N）=600N，拉力做功：W总=F′s′=F′nh′=600N×2×4m=4800J．答：（1）做的有用功为4000J．（2）人对绳的拉力做功的功率为500W．（3）滑轮组的机械效率为80%．（4）若将1000N重物提升4m，则拉力做功为4800J．\n【点评】本题考查了功、功率、机械效率的计算，关键是公式的灵活运用和有用功、总功、机械效率的理解与掌握．利用好：不计摩擦，滑轮组拉力公式F=（G物+G轮）．33．随着生活条件的改善，小明家住上了新楼房，新楼使用的是天然气，小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2L、20℃水，大火加热直至沸腾，又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3．[当时的大气压为1标准大气压；c水=4.2×103J（kg•℃）]．求：（1）水壶中水的质量是多少？（2）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？（3）如果天然气炉具效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少立方天然气？【考点】密度公式的应用；热平衡方程的应用．【专题】比热容、热机、热值；密度及其应用．【分析】（1）已知水的体积和密度，根据公式可求水的质量；（2）知道水的初温和末温（1标准大气压水的沸点为100℃），根据公式Q吸=cm△t可求水吸收的热量．（2）根据天然气炉具的效率是40%，求出燃料完全燃烧放出的热量，再利用Q放=vq可求得需要燃烧多少m3的天然气．【解答】解：（1）由ρ=得：m=ρV=1.0g/cm3×2000cm3=2000g=2kg（2）水吸收的热量：Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×2kg×（100℃﹣20℃）=6.72×105J（2）由题知，Q放===1.68×106J而Q放=Vq，∴V===2.1×10﹣2m3．答：（1）水壶中水的质量是2kg；（2）水需要吸收热量6.72×105J；（3）烧开这壶水，需要燃烧2.1×10﹣2m3的天然气．【点评】本题考查了学生对密度公式、吸热公式和燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，计算时注意单位统一．