陕西省西安高新一中2022-2023学年九年级上学期期中物理试题(含答案)
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这是一份陕西省西安高新一中2022-2023学年九年级上学期期中物理试题(含答案),共26页。试卷主要包含了单选题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
陕西省西安市雁塔区高新一中2022-2023学年九年级(上)期中物理试卷
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
一、单选题(本大题共10小题,共20分)
1. 如图所示是一些日常工具,正常使用这些工具时,下列说法正确的是( )
A. 镊子的支点在镊子的尖B. 筷子使用时可以省功
C. 开瓶器使用时是一个省力杠杆D. 食品夹夹取食物时相当于等臂杠杆
2. 关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是( )
A. 人推物体水平前进的过程中,因为人与物体相对静止,所以人对物体不做功
B. 机械效率用字母“P”表示
C. 做功时间越长,机器的功率可能不变
D. 通过减轻机械自重、改进机械结构,减小摩擦可以使机械效率提高至100%
3. 下列各电路图中要使用电流表或电压表测量灯L1的电压或电流,开关闭合后,两灯发光,以下设计完全无误的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,斜面长20m、高10m,固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力F,在20s内把重60N的物块沿斜面向上匀速拉动了10m。此过程中以下说法正确的是( )
A. 拉力对物体做功的功率是15W
B. 斜面的机械效率是66.7%
C. 斜面的对物块的摩擦力与拉力大小相等
D. 在其他条件不变时,拉动物体匀速运动,斜面倾角α越大越省力
5. 下列有关热的说法正确的是( )
A. 晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变
B. 某台四冲程汽油机的转速为2400r/min,则1s内该汽油机对外做功80次
C. 在沿海的白天,由于海水的比热容比陆地大,所以海水升温快
D. “天问一号”搭载的火箭发动机,也属于热机中的一种
6. 很多男生会利用喝完的饮料瓶进行了如图所示的游戏,在饮料瓶中留有少量水,盖紧瓶盖,扭转瓶子,再轻轻扭松瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾。关于上述过程,下列说法中不正确的是( )
A. 图甲瓶盖内的螺旋是斜面的变形,起到了省力的效果
B. 图乙扭转饮料瓶时,瓶内气体温度会上升
C. 图丁白雾是由于热传递改变了内能
D. 图丁中气体冲出时,气体的能量转化类似四冲程内燃机的做功冲程
7. 以下关于教室中的电路及元件说法正确的是( )
A. 教室里悬吊的电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B. 教室里的每一个日光灯管正常工作电流约150A
C. 教室里的每一个日光灯内的两个灯管是串联的
D. 教室里的空调工作时,若空调出现断路而停止工作,教室内的灯也将停止工作
8. 小明设计了一款自动感应垃圾桶,两个桶盖由电动机分别提供动力。扔垃圾时只需将手伸到“可回收”或“不可回收”相应感应区上方一定距离内,感应开关自动闭合,动力装置工作,对应的垃圾桶盖缓缓打开;手离开5s后动力装置会控制桶盖闭合,然后感应开关自动断开。下列电路中符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
9. 如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A. 按钮下压压电材料,压电材料将电能转化为机械能
B. 电火花出现时,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点
C. 排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
D. 燃料使用一半后,热值减少为原来的一半
10. 在某建筑工地上,为了搬运建筑材料,采用如图所示的简单机械。示意图中滑轮A与滑车连接,滑轮D固定在地面塔架上,钢丝绳拉力F由电动机提供(每个滑轮重为500N,滑车质量不计)。此滑轮组在1min内将质量为0.45t的建材匀速提升12m,拉力F做的功为7.2×104J。(g取10N/kg)关于此过程说法正确的是( )
A. 钢丝绳的拉力F为6000N
B. 有用功的功率为90W
C. 本次提升建材时,滑轮组的机械效率为75%
D. 建材匀速上升的过程中,建材将动能转化为重力势能
二、填空题(本大题共7小题,共20分)
11. 在如图所示的电路中,一节干电池的电压为______V。L1和L2灯泡______联,电流表A1测______的电流(选填“L1”、“L2”或“总电流”)。
12. 如图所示是灯泡与铅笔芯串联的电路图,铅笔芯中电流从A至B的过程中,
大小______(选填“变大”“变小”或“不变”),若正常发光的灯泡突然熄灭,此时电压表示数为0V,若只有一处故障,可能是______(选填“灯泡”或“铅笔芯”)断路。
13. 18世纪人们想了解蒸汽机的生产力是否能够抵得上一匹马,于是瓦特利用如图所示的装置(不考虑绳重和摩擦)测量马的生产能力,发现该马在1分钟内,能匀速提升4500N的重物约10米,瓦特便将这匹马在1秒内所做的功称为1马力,后来人们经常用“马力”来描述机械的动力做功快慢的性能。
(1)图中滑轮的相当于是______(填“等臂”、“省力”或“费力”)杠杆,使用这种滑轮的优点是______。
(2)1马力大约是______。该马在1h内所做的功,如果由功率为60kW的机器代替完成需要______分钟。
14. 如图所示为趣味物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽充水,且铜管另一端置于在水下。当水槽内的水被蜡烛加热,随着水温升高,水的比热容______(选填“增加”、“减小”或“不变”),产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的声响,船就会在水池中向前移动,“噗噗船”水槽内的水汽化是通过______改变内能,然后将水蒸气的内能转化为了船的______。
15. 2022年10月9日我国综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”在酒泉卫星发射中心发射升空,在加速升空过程中,卫星的机械能______,卫星外面的整流罩与大气强烈地摩擦生“热”,这里的“热”是指______(选填“热量”、“内能”或“温度”)。
16. 家用清洁机器人已经逐渐被人们接受并使用,如图甲所示,质量为3kg的清洁机器人在水平地面上匀速运动时,所受水平推力与速度的关系如图乙所示。在150N的水平推力作用下,该机器人在水平地面上匀速运动10s的过程中,推力所做功为______J;当该机器人在水平地面上以0.6m/s的速度匀速运动时水平推力的功率是______W。
17. 人体很多关节可以看作由肌肉和骨骼组成的杠杆模型。
(1)如图甲所示,人的前臂可以看成是以肘关节为支点的杠
杆,当手托物件曲肘时,胳膊上的肱二头肌会对前臂施加一个动力,物件对前臂施加一个阻力。前臂相当于一个______杠杆,假设小臂的长度为0.3m,铅球的重力为30N,动力臂的长为5cm,则肱二头肌对前臂拉力为______N(不考虑杠杆自重及摩擦)。
(2)如图乙所示,是仰卧起坐的动作示意图,人的上半身可视为一个杠杆,随着上身的坐起,腹肌收缩的动力力臂变化不计,则腹肌所需的收缩力______(以上两空均选填“变大”、“变小”或“不变”),地面的支持力对人______(选填“做”或“不做”)功。
三、作图题(本大题共2小题,共8分)
18. 请在图中,画出C点把桌子一端抬起的最小力的示意图。
19. 根据标记的电流方向,把电流表和电源的符号分别填进电路,使两盏灯都发光。
四、实验探究题(本大题共3小题,共24分)
20. (1)使用相同酒精灯、相同的装置分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,绘制的温度——时间关系图像如图甲,则从开始加热到t1时刻,甲、乙吸收热量的关系Q甲______Q乙,甲、乙两种液体比热容大小关系c甲______c乙;
(2)在探究杠杆平衡的条件时,小华同学实验前发现杠杆的右端翘起,如图乙所示,杠杆______(选填“是”或“不是”)处于杠杆平衡状态。此实验杠杆需在水平位置平衡,其目的是______。
(3)图丙所示“探究动能大小与什么因素有关”的实验中,对于同一个球A,要改变A撞击木块前的动能大小,可进行的操作是______。
(4)图丁所示是锌锰干电池的结构图,其中铜帽和石墨作为电池______极。
21. 在“探究并联电路的电流规律”实验中,某小组的同学设计了如图甲所示的电路图。
(1)电流表在使用时必须______联在被测电路中。
(2)某小组刚连完最后一根导线灯泡就亮了,实验过程中不当之处是______。
(3)小丽将把电流表接入C点,当闭合开关前,检查电路发现连接正确但电流表指针如图乙所示,出现这现象的原因是她连接前忘记了一件事,地应补充进行的操作是______,然后闭合开关进行实验。
(4)在图丙中只移动一根导线测量L2的电流,在移动的导线上画“×”,并用笔画线代替导线连接正确的电路.
(5)连接正确后,测出三点的电流并记录数据,将电流表的读数写入表格。
C处的电流IC
B处的电流IB
A处的电流IA
0.52
0.3
______
(6)表格设计存在的问题______(写出1点);
(7)某小组在原有的实验器材基础上,只多加一个开关,又设计了一个电路。利用这个电路,不用更换电流表的位置,就可直接测出A、B、C三处的电流,同样可得出三处电流的关系。请在图戊框中画出电路图。
22. 马上将进入冬季,供暖问题成为整个国际社会关注的焦点,让人们意识到能源的重要性,而能源的利用率一直是人们关注的另一个重点。小爱同学通过查阅资料,了解到发动机工作时,燃料必须和吸进的空气成适当的比例,才能形成可以燃烧的混合气,这就是空燃比。从理论上说,每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数,叫做理论空燃比。例如汽油的理论空燃比为14.7,则燃烧1g的汽油,理论上需要14.7g的空气。小爱同学想,实际情况中,如果加入更多的空气,是否可以让汽油燃烧更充分,从而提高利用率?
于是通过实验得到了如表表格
混入的空气质量
空燃比
排气
温度/℃
发动机
热效率/%
理论空气质量
14.70
840
34.2
理论空气质量1.1倍
16.17
800
35.1
理论空气质量1.2倍
17.64
740
36.0
理论空气质量1.3倍
19.11
700
37.0
理论空气质量1.4倍
20.58
680
37.5
理论空气质量1.5倍
22.05
650
37.9
理论空气质量1.6倍
23.52
642
38
理论空气质量1.7倍
24.99
638
37.2
(1)在研究比较______(选填“体积”或“质量”)相等的酒精和碎纸片,燃烧时放出热量的实验中,以相同方式加热相同质量的水,燃烧放热多少是通过比较______(选填序号:A.燃料充分燃烧的时间;B.燃烧相同时间,水温上升示数;C.燃料充分燃烧完,水温上升示数)
(2)汽油的空燃比越高,说明此时混合气体中的燃料越______(选填“浓稠”或“稀薄”)
(3)通过分析表格数据发现,随着混入空气比例增加,发动机的热效率______。
(4)如图“涡轮增压”是目前在各种汽油机中采用的一项节能、提高燃料利用率的技术,它是利用排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入汽油机的进气口。这样做的好处是______(选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,某汽油机燃料蕴含的能量中,燃烧的效率为94%,废气带走的能量为38%,散热损失的能量为16%,机械损失为14%,剩余为汽车的机械能,则该汽油机将化学能输出为汽车的机械能的效率为______。
五、计算题(本大题共2小题,共18分)
23. 元代王祯《农书》记载的高转筒车是一种提水机械,须借助湍急的河水来推动。水轮转动推动竹索,水筒也随竹索上下运动,当水筒下行到水中时,兜满水后随竹索上行,到达上轮高处时,水筒将水倾泻到水槽内,如此循环往复。
若接水槽离取水处高4m,竹索上共有18个取水筒,一个取水筒每次可取水3kg,竹索运行一圈所用时间为60s。(接水槽离取水筒倒水处的高度忽略不计,g取10N/kg)
(1)高转筒车的工作原理是利用水的______能转化为水的______能;
(2)求一个取水筒运行一周对进入筒的水所做的功;
(3)若水流冲击筒车的功率为45W,求竹索运行一圈提水的机械效率。
24. 燃气热水器是一种方便、快捷的加热设备。如图为某款燃气热水器结构和工作原理示意图。使用热水器时,燃气在燃烧器内燃烧,产生1700℃的高温燃气,燃气上升过程中流经热交换器,将A点处流入热交换器的冷水加热,产生的热水从B点处流出,低温燃气从排烟管排出。该燃气热水器的技术参数如表,其中“热水产出率”的含义是:一分钟内使水温升高25℃,如这时热水器的热水流量为8kg,则热水器的规格为8kg。某次使用时,燃气热水器冷水管进水温度15℃,燃气热水器工作了15min。
(1)若使用时燃气完全燃烧,放出的热量为多少焦耳?
(2)设定热水管出水温度40℃,水吸收的热量为多少焦耳?[c水=4.2×103J/(kg⋅℃)]
(3)该过程加热效率为多少?若加热效率不变,设定热水管出水温度45℃,每分钟热水流量为多少千克?
适用燃气
天然气
热值
3×107J/m3
每小时耗气量
3.6m3
热水产出率
12kg/min
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:A、杠杆在使用时,固定不动的点是支点。镊子在使用过程中,尖端在动,上下相连的点不动,此点为支点,故A不符合题意;
B、筷子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,费力省距离,不省功,故B不符合题意;
C、开瓶器在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故C符合题意;
D、食品夹在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D不符合题意。
故选:C。
(1)杠杆在使用过程中,固定不动的点是支点;
(2)使用任何机械都不省功;
(3)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,根据杠杆的平衡条件,判断它属于哪种杠杆。
本题考查了关于杠杆的知识,要求学生知道杠杆的五要素、杠杆的分类、功的原理。
2.【答案】C
【解析】解:A、人推物体水平前进的过程中,物体在推力的方向上移动了距离,所以在水平方向上人对物体做功,故A错误。
B、机械效率用字母“η”表示,故B错误。
C、功率来表示物体做功的快慢,做功时间越长,做功越多,机器的功率可能不变,故C正确。
D、机械效率永远达不到100%,故D错误。
故选:C。
(1)功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
(2)机械效率用字母“η”表示。
(3)功率来表示物体做功的快慢。
(4)机械效率永远达不到100%。
本题考查了功率、机械效率和力是否做功的有关知识,属于基础题。
3.【答案】D
【解析】解:
A、图中电流表并联了,故A错误;
B、图中电压表串联了,故B错误;
C、图中电压表并联,正负接线柱接反了,故C错误;
D、图中电流表串联,正负接线柱接法正确,能测量灯L1的电流,故D正确。
故选:D。
电流表应串联接入电路中,电压表应并联接入电路中;电流要从电表的正接线柱流入、负接线柱流出。
本题考查了电流表和电压表的使用,属于基础题。
4.【答案】A
【解析】解:
由题知,斜面长20m、高10m,则物体沿斜面向上匀速运动s=10m时,物体升高h=5m
A、拉力做的有用功:
W有=Gh=60N×5m=300J;
该同学对物体做功的功率(有用功功率):
P=W有用t=300J20s=15W,故A正确;
B、拉力F做的总功:
W总=Fs=40N×10m=400J,
斜面的机械效率:
η=W有W总=300J400J×100%=75%,故B错误;
C.克服摩擦力做的额外功:
W额=W总-W有=400J-300J=100J,
由W额=fs可得:
f=W额s=100J10m=10N,
所以,斜面的对物块的摩擦力与拉力大小不相等,故C错误;
D、在其他条件不变时,拉动物体匀速运动,斜面倾角α越大越费力,故D错误。
故选:A。
(1)利用W=Gh求拉力做的有用功,该同学对物体做功的功率等于拉力做的有用功与所用时间之比;
(2)利用W=Fs求拉力F做的总功,斜面的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)克服摩擦力做的功为额外功,等于总功减去有用功,再利用W额=fs求摩擦力大小;
(4)在其他条件相同时,斜面的倾斜程度越小,斜面越省力。
本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算,明确拉力做的额外功等于克服摩擦做的功是关键。
5.【答案】D
【解析】解:A、晶体熔化过程中温度不变,但由于需要不断吸热,所以内能增加,故A错误;
B、四冲程汽油机的转速为2400r/min=40r/s,由于汽油机1个工作循环完成4个冲程,飞轮获取曲轴转2圈,对外做功1次,所以1s内该汽油机对外做功20次,故B错误;
C、海水的比热容比砂石大,相同质量的海水和砂石相比,吸收相同的热量,海水升温慢,故C错误;
D、“天问一号”搭载的火箭发动机,是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置,所以火箭发动机也属于热机的一种,故D正确。
故选:D。
(1)晶体熔化过程中要持续吸热,内能增加,温度不变;
(2)根据汽油机的飞轮转速求出每秒的转数,汽油机1个工作循环完成4个冲程,飞轮获取曲轴转2圈,对外做功1次,据此可求1s内该汽油机对外做功的次数;
(3)水的比热容比砂石大,相同质量的水和砂石相比,吸收相同的热量,水升温慢;
(4)热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
本题考查热机的工作特点、对比热容概念的理解晶体熔化的特点以及内能的影响因素,是一道综合题,难度不大。
6.【答案】C
【解析】解:A、图甲瓶盖内的螺旋是斜面的变形,起到了省力的效果,故A正确;
B、图乙扭转饮料瓶时,压缩瓶内气体做功,使气体的内能增大、温度会上升,故B正确;
C、图丁气体冲出时,气体对外做功,自身的内能减小、温度降低,使水蒸气遇冷液化成白雾,因此是由于做功改变了内能,故C错误;
D、图丁中气体冲出时,气体对外做功,内能转化为机械能,能量转化类似四冲程内燃机的做功冲程,故D正确。
故选:C。
(1)斜面是一种简单的机械,可以省力;
(2)(3)做功和热传递都可以改变物体的内能;当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小;
(4)汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能;压缩冲程中,机械能转化为内能。
本题考查以简单的物理实验为内容,考查了对斜面的应用、改变物体内能方法的理解、汽油机不同冲程中能量转化的认识等,有一定综合性,但难度不大。
7.【答案】A
【解析】解:A、电风扇的主要部件是电动机,工作时主要将电能转化为机械能,故A正确;
B、家庭电路的电压是220V,教室灯管的功率大约是40W左右,根据I=PU=40W220V≈0.18A=180mA,故B错误;
C、教室里的每一个日光灯内的两个灯管如果一只损坏,另一只仍能工作,说明它是并联的,故C错误;
D、教室里的空调与灯是并联的,工作时互不影响,因此如果空调出现断路而停止工作,教室内的灯也仍能工作,故D错误。
故选:A。
(1)电动机工作时主要将电能转化为机械能;
(2)教室灯管的功率大约是40W左右,根据电源电压,利用公式P=UI的变形可估算电流的大小;
(3)串联电路中电流只有一条路径,用电器之间相互影响;并联电路中电流有多条路径,用电器之间互不影响;
(4)空调与灯是并联的,工作时互不影响。
本题主要围绕教室内的电路元件及其工作情况进行考查,体现了物理与生活的联系,难度不大。
8.【答案】B
【解析】解:扔垃圾时只需将手伸到“可回收”或“不可回收”相应感应区上方一定距离内,感应开关自动闭合,动力装置工作,对应的垃圾桶盖缓缓打开,这说明到“可回收”或“不可回收”的感应开关是并联的,工作是互不影响,且每个开关在支路中控制一个电动机,故B图正确。
故选:B。
根据题意分析两个感应开关、电动机的连接方式,根据选项得出正确的电路图。
本题考查了电路的设计,能判定出电路的连接方式是解题的关键。
9.【答案】B
【解析】解:A、按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能,故A错误;
B、电火花出现时,电能转化为内能,温度升高,使AB间的燃料达到着火点,故B正确;
C、排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,将内能转化为机械能,内能减小,温度降低,故C错误;
D、燃料的热值是燃料一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,热量燃料使用一半后,热量的热值不变,故D错误。
故选:B。
(1)按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能;
(2)电火花出现时,将电能转化为内能,温度升高;
(3)气体对外膨胀做功,将内能转化为机械能,内能减小,温度降低;
(4)燃料的热值是燃料一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、放出热量的多以及是否充分燃烧无关。
本题考查对燃料热值概念的理解、改变物体内能的方式以及压电点火器的能量转化,是一道综合题,有一定的难度。
10.【答案】C
【解析】解:A、由图知,承担重物绳子的段数n=3,绳端移动距离:s=nh=2×12m=24m,
拉力F做的功是总功,由W总=Fs可得,钢丝绳的拉力:
F=W总s=7.2×104J24m=3×103N,故A错误;
B、克服建材重力做的功是有用功,
所以:W有=Gh=mgh=0.45×103kg×10N/kg×12m=5.4×104J,
有用功的功率:P有=W有t=5.4×104J60s=900W,故B错误;
C、本次提升建材时滑轮组的机械效率:
η=W有W总=5.4×103J7.2×104J=75%,故C正确;
D、建材质量不变,匀速上升的过程中,速度不变,动能不变,高度增加,重力势能变大,没有动能转化为重力势能,故D错误。
故选:C。
(1)由图知,承担重物绳子的段数n=3,根据s=nh和W总=Fs计算钢丝绳的拉力;
(2)根据W有=Gh=mgh计算有用功,根据P有=W有t计算有用功的功率;
(3)根据η=W有W总计算本次提升建材时滑轮组的机械效率;
(4)能量转化时,减少的能转化为增加能,据此分析解答。
本题考查了对滑轮组特点的认识、有用功、功率、机械效率的计算,还考查了机械能的转化问题,考查知识点多,综合性强。
11.【答案】1.5 并 L2
【解析】解:一节干电池的电压为1.5V;
由实物图可知,两灯泡并联,电流表A1测灯泡L2的电流,电流表A2测总电流。
故答案为:1.5;并;L2。
一节干电池电压是1.5V;
根据实物图分析电路,确定两灯泡连接方式和两电流表的测量对象,据此作答。
本题考查了干电池的电压、实物图分析、电流表的使用,是一道基础题。
12.【答案】不变 铅笔芯
【解析】解:由图可知,灯泡与铅笔芯串联接入电路中,电压表测量灯泡两端的电压;由于串联电路中电流处处相等,所以铅笔芯中电流从A至B的过程中,电流大小不变;
若正常发光的灯泡突然熄灭,此时电压表示数为0V,这说明电压表与电源之间是断开的或者与电压表并联的部分短路,所以故障可能是铅笔芯断路或灯泡短路。
故答案为:不变;铅笔芯。
由图可知,灯泡与铅笔芯串联接入电路中,电压表测量灯泡两端的电压;在串联电路中,电流处处相等;
若正常发光的灯泡突然熄灭,此时电压表示数为0V,这说明电压表与电源之间是断开的,或者与电压表并联的用电器短路,据此分析电路的故障。
本题考查了串联电路电流的特点、电路故障的判定,难度不大。
13.【答案】等臂 能改变用力的方向 750W 0.75
【解析】解:(1)图中的两个轮都是定滑轮,相当于等臂杠杆;
定滑轮在使用时只改变用力的方向不改变用力的大小;
(2)该马在1分钟内做的功为W=FS=4500N×10m=45000J,
这匹马在1秒内所做的功为P=Wt=45000J60s=750W,即1马力大约是750W;
该马在1h内所做的功W'=Pt'=0.75kW×1h=0.75kW⋅h,
由机器代替需要的时间t机器=W'P机器=0.75kW⋅h60kW=0.0125h=0.75min。
故答案为:(1)等臂;能改变用力的方向;(2)750W;0.75。
(1)图中的两个轮,在使用过程中都固定不动,为定滑轮,相当于等臂杠杆;
定滑轮只能改变力的方向,不能改变力的大小;
(2)根据题意结合功的公式W=Fs计算出该马在1分钟内做的功,根据功率的公式P=Wt计算这匹马的功率,即为1马力的大小;
根据W=Pt计算该马1h做的功,知道机器的功率,根据P=Wt计算机器需要的时间。
本题考查了滑轮、功和功率的计算,要求学生知道定滑轮的特点和作用,能够灵活运用功、功率的公式进行计算。
14.【答案】不变 热传递 机械能
【解析】解:(1)由题意可知,水的温度逐渐升高,还是液态水,水的状态不变,比热容将不变;
(2)水槽内的水汽化是水被蜡烛加热,因此,是通过热传递改变内能;产生的水蒸气从管口喷出,水蒸气对外做功,将水蒸气的内能转化为了船的机械能。
故答案为:不变;热传递;机械能。
(1)比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类、所处的状态有关,而与物体的质量、温度无关;
(2)做功和热传递都可以改变物体的内能;当对物体做功时,机械能转化为物体的内能,物体的内能增大;当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小。
本题主要考查了对比热容概念的理解,对改变物体内能方法的认识,以及对做功时能量转化的判断,难度不大。
15.【答案】增大 内能
【解析】解:在加速升空过程中,卫星的质量不变,速度增大,高度升高,动能和重力势能都增大,所以机械能增大;
摩擦生热是通过克服摩擦做功,使物体的内能增加,所以这里的“热”指内能。
故答案为:增大;内能。
动能的大小与质量、速度有关,重力势能的大小与质量、高度有关;机械能为动能和势能的和;
根据内能、温度、热量的概念填写。内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;温度指物体的冷热程度;热量是指在热传递或做功的过程中,内能改变的多少。
虽然同样是“热”,但在不同的语境中含义却不一样。本题要求学生知道温度、热量和内能的相同点和不同点,并且能够区分温度、热量和内能。
16.【答案】750 180
【解析】解:由图乙知,水平推力F=150N时,机器人的速度v=0.5m/s,
由速度公式得,机器人运动10s的路程:
s=vt=0.5m/s×10s=5m,
推力所做的功:
W=Fs=150N×5m=750J;
当机器人的速度v1=0.6m/s时,所受的水平推力F1=300N,
此时水平推力的功率:
P=Wt=Fst=Fv=300N×0.6m/s=180W。
故答案为:750;180。
(1)由图象可知,在150N的水平推力作用下机器人的速度,根据s=vt求出匀速直线运动通过的路程,根据W=Fs求出此时推力做的功;
(2)根据图象读出该机器人在水平地面上以0.6m/s速度匀速直线运动时推力的大小,利用P=Wt=Fst=Fv求出此时水平推力的功率。
本题以扫地机器人为载体考查了路程、功、功率的计算,关键是从图象中获取有用信息。
17.【答案】费力 180 变小 不做
【解析】解:(1)将人的前臂抽象为一个杠杆,则肘关节为支点,肱二头肌对前臂的拉力为动力,铅球对人的压力为阻力。已知动力臂为5cm=0.05m,阻力臂等于前臂长度,为0.3m,动力臂动力臂时,阻力
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