2023-2024学年江苏省徐州市新沂十中九年级（上）月考物理试卷（10月份）

这是一份2023-2024学年江苏省徐州市新沂十中九年级（上）月考物理试卷（10月份），共22页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1．（2分）下列器具的使用，属于费力杠杆的是（ ）
A．​羊角锤B．​筷子
C．​启瓶器D．​独轮车
2．（2分）如图所示，杠杆在水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（ ）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码
D．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
3．（2分）金坛区某中学为了使学生的午餐营养结构合理，午餐中搭配了苹果。学生午餐时不小心将一个苹果从餐桌上掉到地上，此过程中苹果重力做功大约是（ ）
A．0.13JB．1.3JC．13JD．130J
4．（2分）在水平地面上，小文在10s内用60N力沿水平方向拉着重为160N的小车前进了5m，则小文的功率是（ ）
A．800WB．80WC．300WD．30W
5．（2分）小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（ ）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
6．（2分）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1，G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A．若G1＝G2，拉力做的额外功一定相同
B．若G1＞G2，拉力做的总功可能相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
7．（2分）景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，另一手猛推推杆，艾绒即燃，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中，筒内密封气体的（ ）
A．分子动能减小B．密度不变
C．分子数增加D．内能增大
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体内能增大，一定从外界吸收热量
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．物体的温度升高，内能增大
D．物体的温度不变，其内能就一定不变
9．（2分）夏季，柏油马路被太阳晒得很烫，马路边的草坪却不很热（ ）
A．水的比热容大B．水不吸热
C．柏油马路初温高D．柏油马路放热
10．（2分）如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，先后加热质量、初温相同的甲、乙两种液体，多次实验表明，甲需要的加热时间更长，以下分析正确的是（ ）
A．比较液体吸热多少，可以观察温度计的示数变化
B．加热甲、乙两液体时，选用的酒精灯规格可以不同
C．若不用温度计，可比较两液体从初温到沸腾的加热时间
D．若选择冷却剂，甲液体比乙液体的冷却效果要更好一些
二、填空题（每空1分，17题2分，共20分）
11．（3分）如图所示，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时F （是/不是/不一定是）最小的拉力；保持重物静止不动。使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时，F （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大），F与其力臂的乘积 （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大）。
12．（3分）在水平地面上，工人师傅用50N沿水平方向的力推着重为200N的箱子匀速前进，10s内移动了5m，地面对箱子的摩擦力为 N，重力所做的功为 J，推力做功的功率为 W。
13．（3分）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 ，又可以改变施力的 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为 。
14．（3分）如图是上海明珠线某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将 能转化为 能，此过程中机械能 （选填增加、减少或不变）。
15．（3分）跳绳是校运会的比赛项目之一，如图是体重为480N的某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像．由图可知，她每跳一次克服自身重力所做的功为 J，她1min内跳绳 次，克服重力做功的平均功率为 W。
16．（3分）有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，图中a点是弹性绳自然下垂时下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。从a至c处的过程中，则从a至c处的过程中，游戏者的动能 ；游戏者的重力势能 （以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；在a至b处过程中游戏者动能的变化量 重力势能的变化量（“大于”、“小于”或“等于”）。
17．（2分）某物理兴趣小组，研究徐州市新建大龙湖水域对周边环境温度的影响时发现：大龙湖水域附近，夏天比周边降低1℃左右 。
三、解答题（18题4分，19、20每题6分，22、22、23题每空2分，共40分）
18．（2分）图为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2．
19．（2分）按照要求作图。画出图中提起重物最省力的绕绳。
20．（6分）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
21．（6分）小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
（1）CD段水吸收的热量是多少；
（2）计算出冰的比热容？
22．（8分）疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向缓慢 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s＝ m，机械效率η＝ %；
（3）如采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重 （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
23．（8分）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 ；
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 （选填“正确”或“错误”），理由是 。
24．（8分）阅读短文，回答问题。
无人机“UAV”是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，如图甲所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼
（1）该无人机的升力靠旋翼提供，当旋翼旋转时，对空气有向下的作用力 ，无人机获得升力，当升力 （选填“大于”、“小于”或“等于”）无人机所受重力时，就可以悬停在空中；
（2）如图乙所示，外卖小哥使用无人机从地面向医院高楼病房阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.5kg，再水平匀速飞行20m到阳台，整个送餐过程历时20s ，整个过程中无人机做功的功率是 。
25．（2分）两边用自然伸长的弹簧k1和k2拴住的滑块M静止在O点处，向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，下列说法中正确的有（ ）
A．弹簧k1的势能增大，弹簧k2的势能减小
B．弹簧k1的势能减小，弹簧k2的势能增大
C．弹簧k1和k2的势能同时增大
D．滑块M经过O点时的速度等于0
26．（3分）风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。除了图中的实验器材
（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 做功的功率来测定风车做功的功率。
（2）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率P＝ （请用题给符号写出表达式）。
（3）实验过程中，风车转轴处总会有摩擦，摩擦较小时与摩擦较大时相比 （选填：大/小）时测得风车的功率值较大。
27．（4分）汽车在行驶时，为了防止发动机温度过高，可用水进行冷却。实际上，加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表。
（1）混合液中防冻液含量由30%逐渐增大到90%，混合液的凝固点 ；
A．逐渐升高
B．逐渐降低
C．先升高后降低
D．先降低后升高
（2）长时间使用后，混合液会减少。与原来相比，混合液的沸点 （选填：升高/降低/不变），其原因是 。
28．（3分）2022北京冬奥会首次基于5G自动驾驶汽车实现火炬接力，开启了自动驾驶汽车的里程碑。如图甲为一款自动驾驶汽车，其控制系统能根据路面情况作出应对，电动力系统中包括高效电动机、发电机和蓄电池，行驶中燃油机既向车轮提供动力，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，由燃油机和电动机共同驱动车辆前进
车内安装有测量汽车水平运动时速度变化的装置，其结构原理图如图乙，在箱体的前、后壁各安装一个压力传感器A和B，滑块可沿箱底无摩擦滑动，车辆静止时，已知弹簧的弹力与其形变量成正比。
测试时，该车在同一水平道路由静止开始加速到速度为v的过程中，牵引力做功W与速度v的对应关系如表。
（1）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器 A、B的示数均为10N。当车加速行驶时，传感器B的示数为8N （选填“向左”或“向右”），传感器A的示数为 N；
（2）根据表中数据在图丙中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像。汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，给蓄电池充入了6×105J的电能（忽略蓄电池和电动机的能量损失），该车燃油机的效率为40%，则该过程需完全燃烧燃油的质量为 g。（q燃油＝4.0×107J/kg）
29．（2分）如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂L的示意图。
30．（6分）周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，已知水箱容积是100L。求：
（1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg）
（3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。
2023-2024学年江苏省徐州市新沂十中九年级（上）月考物理试卷（10月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（每题2分，共20分）
1．（2分）下列器具的使用，属于费力杠杆的是（ ）
A．​羊角锤B．​筷子
C．​启瓶器D．​独轮车
【答案】B
【分析】结合图片和生活经验先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：A、羊角锤在使用过程中，是省力杠杆；
B、筷子，是费力杠杆；
C、启瓶器在使用过程中，是省力杠杆；
D、独轮车在使用过程中，是省力杠杆。
故选：B。
2．（2分）如图所示，杠杆在水平位置平衡，下列操作仍能让杠杆在水平位置保持平衡的是（ ）
A．两侧钩码同时向外移一格
B．两侧钩码同时向内移一格
C．左侧的钩码向内移一格，右侧减去一个钩码
D．在两侧钩码下方，同时加挂一个相同的钩码
【答案】C
【分析】原来杠杆平衡是因为两边的力和力臂的乘积相等。杠杆是否再次平衡要看两边的力和力臂的乘积是否相等。
【解答】解：
设一个钩码的重力为G，横梁上一个格的长度为L，则有2G×3L＝4G×2L；
A、两边各向外移一格，右边3G×8L＝9GL，杠杆右端下沉；
B、两边各往内移一格，右边3G×2L＝3GL，杠杆左端下沉；
C、左侧的钩码向内移一格，左边2G×6L＝4GL；4GL＝7GL；故C正确；
D、在两侧钩码下方，左边3G×2L＝6GL，6GL＜8GL，故D错误。
故选：C。
3．（2分）金坛区某中学为了使学生的午餐营养结构合理，午餐中搭配了苹果。学生午餐时不小心将一个苹果从餐桌上掉到地上，此过程中苹果重力做功大约是（ ）
A．0.13JB．1.3JC．13JD．130J
【答案】B
【分析】估测出一只苹果的质量，利用G＝mg求出其重力，然后估测出桌子的高度，根据公式W＝Gh可求做的功。
【解答】解：一只苹果的质量约为150g，
则其重力为G＝mg＝0.15kg×10N/kg＝1.5N，
桌子的高度约为1m，
重力做功为W＝Gh＝1.7N×1m＝1.7J，与B选项最为接近。
故选：B。
4．（2分）在水平地面上，小文在10s内用60N力沿水平方向拉着重为160N的小车前进了5m，则小文的功率是（ ）
A．800WB．80WC．300WD．30W
【答案】D
【分析】已知拉力和拉力方向移动的距离，根据功的计算公式W＝Fs计算拉力做的功，然后利用P＝计算拉力做功的功率。
【解答】解：小文拉力做功：W＝Fs＝60N×5m＝300J，
则小文的功率：P＝＝＝30W。
故选：D。
5．（2分）小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中，以书包为研究对象，其（ ）
A．动能增加，重力势能增加，机械能增加
B．动能增加，重力势能不变，机械能增加
C．动能不变，重力势能增加，机械能增加
D．动能不变，重力势能不变，机械能不变
【答案】C
【分析】影响动能的影响因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能。在分析各个能量的变化时，根据各自的影响因素进行分析。
【解答】解：小明背着书包从教学楼的一楼匀速爬到三楼，此过程中、速度不变，故动能不变，机械能等于动能加势能。
故选：C。
6．（2分）甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1，G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A．若G1＝G2，拉力做的额外功一定相同
B．若G1＞G2，拉力做的总功可能相同
C．若G1＝G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】B
【分析】AB、利用滑轮组提升重物时，拉力做的有用功W有＝Gh，据此结合已知条件分析有用功的大小关系；
不计绳重和摩擦，则额外功的唯一来源为克服动滑轮重力所做的功，结合图示和W额＝G动h可比较额外功的大小；拉力做的总功为W总＝W有+W额，据此结合已知条件分析总功的大小关系；
CD、滑轮组的机械效率为η＝，据此结合已知条件分析机械效率的大小关系。
【解答】解：
A、不计绳重和摩擦；
甲滑轮组中有一个动滑轮，乙滑轮组中有两个动滑轮、提升的高度相同额＝G动h可知，乙滑轮组做的额外功多；
B、若G1＞G2，把物体提升相同的高度，根据W有＝Gh可知，甲所做的有用功大于乙做的有用功，根据W总＝W有+W额可知，拉力做的总功可能相等。
C、若G5＝G2，把物体提升相同的高度，则甲乙所做的有用功相同，根据W总＝W有+W额可知，甲做的总功小于乙做的总功可知甲的机械效率大于乙的机械效率；
D、不计绳重和摩擦，所做的额外功不变，则有用功在总功中所占的比例发生变化，故D错误。
故选：B。
7．（2分）景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器，如图所示。以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，另一手猛推推杆，艾绒即燃，口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中，筒内密封气体的（ ）
A．分子动能减小B．密度不变
C．分子数增加D．内能增大
【答案】D
【分析】猛推推杆时间较短，气体来不及吸放热，主要是外界对气体做功，气体内能增加，温度升高，压强增大。
【解答】解：封闭的气体被推杆压缩过程中，活塞对气体做功，则温度升高，气体体积减小，质量不变，
由ρ＝可知，故D正确。
故选：D。
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．物体内能增大，一定从外界吸收热量
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．物体的温度升高，内能增大
D．物体的温度不变，其内能就一定不变
【答案】C
【分析】（1）做功和热传递都能改变物体的内能；
（2）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；
（3）内能的大小与物体质量、温度和状态有关，同一物体，温度升高，内能增加；
（4）物体的温度不变，其内能可能增加可能不变。
【解答】解：
A、物体的内能增大，也可能是外界物体对它做了功；
B、热量是一个过程量，只能说吸收或放出热量；
C、物体的温度升高，物体的内能增加；
D、物体的温度不变，如晶体熔化过程吸收热量，温度不变。
故选：C。
9．（2分）夏季，柏油马路被太阳晒得很烫，马路边的草坪却不很热（ ）
A．水的比热容大B．水不吸热
C．柏油马路初温高D．柏油马路放热
【答案】A
【分析】水的比热容大，和质量相等的其它物质相比，在吸收和放出相同热量时，水的温度变化小。
【解答】解：马路边的草坪周围的水多，由于水的比热容大，太阳照射同样的时间，由于水的比热容较大，因此柏油马路被太阳晒得很烫，故A正确。
故选：A。
10．（2分）如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，先后加热质量、初温相同的甲、乙两种液体，多次实验表明，甲需要的加热时间更长，以下分析正确的是（ ）
A．比较液体吸热多少，可以观察温度计的示数变化
B．加热甲、乙两液体时，选用的酒精灯规格可以不同
C．若不用温度计，可比较两液体从初温到沸腾的加热时间
D．若选择冷却剂，甲液体比乙液体的冷却效果要更好一些
【答案】D
【分析】（1）（2）“探究不同物质吸热升温的现象”时，用相同的加热器加热，相同时间内物质吸收的热量是相同的；
（3）根据物质的沸点分析；
（4）根据Q＝cmΔt分析。
【解答】解：
AB、“探究不同物质吸热升温的现象”时，相同时间内加热器放出的热量相同，所以用加热时间表示物质吸收热量的多少；
C、不同的物质的沸点是不同的，故C错误；
D、根据Q＝cmΔt，升高相同的温度，液体冷却效果好、乙升高相同的温度，则甲的比热容大，甲液体冷却效果更好。
故选：D。
二、填空题（每空1分，17题2分，共20分）
11．（3分）如图所示，为一可绕O点转动的杠杆，在A端通过绳作用一竖直向下的拉力F使杠杆平衡，此时F 不是 （是/不是/不一定是）最小的拉力；保持重物静止不动。使绳绕A点从如图位置沿虚线CD顺时针转动时，F 先变小后变大 （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大），F与其力臂的乘积 不变 （变大/变小/不变/先变大后变小/先变小后变大）。
【答案】不是；先变小后变大；不变
【分析】从支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即力臂。根据杠杆平衡条件动力×动力力臂＝阻力×阻力力臂，分析力臂的变化可知力的变化。
【解答】解：如图所示；连接OA；
；
此时F的动力臂不是最大，所以F不是最小的力；
已知阻力（物重）不变，阻力臂不变，动力臂先变小后变大动L动＝F阻L阻可知：力F先变小后变大；此过程中，所以F与其力臂的乘积不变。
故答案为：不是；先变小后变大。
12．（3分）在水平地面上，工人师傅用50N沿水平方向的力推着重为200N的箱子匀速前进，10s内移动了5m，地面对箱子的摩擦力为 50 N，重力所做的功为 0 J，推力做功的功率为 25 W。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据二力平衡条件求出地面对箱子的摩擦力；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动一段距离，据此分析重力是否做功；
（3）利用W＝Fs求推力做的功，利用P＝求推力做功的功率。
【解答】解：（1）因为箱子做匀速直线运动，所以地面对箱子的摩擦力：f＝F＝50N；
（2）物体沿水平方向移动，在重力的方向上没有移动距离，即重力所做的功为0J；
（3）推力做的功：W＝Fs＝50N×5m＝250J，
则推力做功的功率：P＝＝＝25W。
故答案为：50；7；25。
13．（3分）如图所示，塔式起重机上的滑轮组既可以 省力 ，又可以改变施力的 方向 ，若用它将900N的物体匀速吊起5m高，拉力为400N，则滑轮组的机械效率为 75% 。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）使用由定滑轮和动滑轮组成的滑轮组，既可以省力，又可以改变用力的方向；
（2）利用W＝Gh求拉力做的有用功；由图知，n＝3，拉力端移动的距离s＝nh，利用W＝Fs求拉力做的总功；滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解：
（1）在图中的滑轮组中，使用下面的动滑轮可以省力，所以使用图中的滑轮组，也可以改变施力的方向；
（2）拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝900N×5m＝4500J；
由图知，承担物重的绳子股数n＝3，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×15m＝6000J，
滑轮组的机械效率：
η＝＝×100%＝75%。
故答案为：省力；方向。
14．（3分）如图是上海明珠线某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。当列车无动力滑行进站时将 动 能转化为 重力势 能，此过程中机械能 减少 （选填增加、减少或不变）。
【答案】动；重力势；减少。
【分析】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；
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；
列车克服摩擦做功，机械能转化为内能，据此解答。
【解答】解：列车进站时爬坡，速度减小，通过爬坡将动能转化为重力势能储存起来，机械能转化为内能。
故答案为：动；重力势。
15．（3分）跳绳是校运会的比赛项目之一，如图是体重为480N的某同学某次跳绳时重心移动的高度h随时间t变化的图像．由图可知，她每跳一次克服自身重力所做的功为 24 J，她1min内跳绳 150 次，克服重力做功的平均功率为 60 W。
【答案】24；150；60。
【分析】跳绳时，人要克服自身重力做功，根据图像可知跳绳的高度和跳一次所需时间，再根据W＝Gh求出每跳一次克服自身重力所做的功，根据P＝求出克服重力做功的平均功率。
【解答】解：由图像可知，某同学每次跳的高度为5cm，
则他每跳一次所做的功为：W＝Gh＝480N×5×10﹣8m＝24J；
由图像可知，他在0.4s内完成一次跳绳动作，
所以在4min内跳绳的次数：
n＝＝150次；
克服重力做功的功率为：
P＝＝＝60W。
故答案为：24；150。
16．（3分）有一种蹦极游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，图中a点是弹性绳自然下垂时下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。从a至c处的过程中，则从a至c处的过程中，游戏者的动能 先变大后变小 ；游戏者的重力势能 变小 （以上两空均选填“变小”、“变大”、“先变大后变小”或“先变小后变大”）；在a至b处过程中游戏者动能的变化量 小于 重力势能的变化量（“大于”、“小于”或“等于”）。
【答案】先变大后变小；变小；小于。
【分析】（1）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）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。
（3）不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
【解答】解：由图乙可知，从a至c处的过程中，高度一直变小，重力势能变小；
不计空气阻力，机械能守恒，游戏者的重力势能转化为动能和弹性势能。
故答案为：先变大后变小；变小。
17．（2分）某物理兴趣小组，研究徐州市新建大龙湖水域对周边环境温度的影响时发现：大龙湖水域附近，夏天比周边降低1℃左右 徐州市新建大龙湖水域后，水的质量变多，因为水的比热容较大，夏天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，导致气温将比原来下降1℃左右；冬天，（相同质量的水和沙石比较）放出相同的热量，水的温度降低的少，导致气温比原来升高1℃左右 。
【答案】见试题解答内容
【分析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少，据此进行分析。
【解答】解：
徐州市新建大龙湖水域后，水的质量变多，夏天，吸收相同的热量，导致气温将比原来下降1℃左右，（相同质量的水和沙石比较）放出相同的热量，导致气温比原来升高1℃左右。
故答案为：徐州市新建大龙湖水域后，水的质量变多，夏天，吸收相同的热量，导致气温将比原来下降6℃左右，（相同质量的水和沙石比较）放出相同的热量，导致气温比原来升高1℃左右。
三、解答题（18题4分，19、20每题6分，22、22、23题每空2分，共40分）
18．（2分）图为单侧钳柄及相连部分示意图。请在图中画出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L1和阻力F2．
【答案】见试题解答内容
【分析】阻力即阻碍杠杆转动的力，做出阻力F2，根据力臂的概念做出动力臂L1。
【解答】解：阻力即阻碍杠杆转动的力，由题意知，做出支点到动力作用线的距离即为动力臂L1；如图所示：
19．（2分）按照要求作图。画出图中提起重物最省力的绕绳。
【答案】
【分析】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。
【解答】解：从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子，最后有三段绳子承担物重。如图所示：
20．（6分）用如图所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
【答案】（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，人对绳的拉力F为150N；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，滑轮组的机械效率为75%，克服绳重和摩擦所做的额外功为60J。
【分析】（1）由图可知n＝2，利用不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦F＝G求人对绳的拉力F；
（2）利用v＝求物体上升的高度，利用W有＝Gh求有用功，利用η＝×100%求滑轮组的机械效率；
利用W总＝W有+W额求额外功，由题意可知，额外功由克服动滑轮重力做的额外功和克服绳重和摩擦所做的额外功两部分组成，利用W动＝G动h求克服动滑轮重力做的额外功，进而求出克服绳重和摩擦所做的额外功。
【解答】解：（1）由图可知n＝2，因为不计动滑轮重，所以绳子自由端的拉力：
F＝G＝；
（2）由v＝可知
h＝vt＝0.6m/s×10s＝1m，
拉力做的有用功：
W有＝Gh＝300N×1m＝300J，
滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝；
拉力做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝400J﹣300J＝100J，
克服动滑轮重力做的额外功：
W动＝G动h＝40N×8m＝40J，
则克服绳重和摩擦所做的额外功：
Wf＝W额﹣W动＝100J﹣40J＝60J；
答：（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，克服绳重和摩擦所做的额外功为60J。
21．（6分）小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。
（1）CD段水吸收的热量是多少；
（2）计算出冰的比热容？
【答案】（1）4.2×104 J；
（2）2.1×103 J/（kg•℃）。
【分析】（1）由图像读出CD段水温的变化量，然后根据热量公式计算可得CD段水吸收的热量；
（2）由图象可知，冰温度升高20℃是水温度升高20℃吸收热量的一半，据此求出冰温度升高20℃吸收热量Q冰，然后将数据代入热量公式可求出冰的比热容。
【解答】解：（1）m水＝m冰＝0.5kg，由图可知CD段水温的变化量Δt＝20℃
Q水＝c水m水Δt水＝3.5kg×4.6×103 J/（kg•℃）×20℃＝4.2×104 J；
（2）由图象知道，冰从﹣20℃吸收热量升高到0℃，CD段水从2℃升高到20℃，故冰在AB段吸收的热量为：
Q冰＝Q水＝×4.3×104 J＝2.6×104 J；
冰的比热容为：
c冰＝Q冰/mΔt冰＝2.5×104J/0.2kg×20℃＝2.1×107 J/（kg•℃）。
故答案为：（1）4.2×106 J；
（2）2.1×104 J/（kg•℃）。
22．（8分）疯狂物理实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如图所示。
（1）实验中应沿竖直方向缓慢 匀速 拉动弹簧测力计，使钩码上升；
（2）小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中空缺的数据应为：绳端移动距离s＝ 0.3 m，机械效率η＝ 83.3 %；
（3）如采用图丙装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重 越低 （选填“越高”、“不变”或“越低”）。
【答案】（1）匀速；（2）0.3；83.3；（3）越低。
【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
（2）根据表中实验数据求出绳子移动的距离，应用效率公式η＝求出滑轮组效率。
（3）根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论；
【解答】解：（1）实验中应沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定；
（2）实验1中，绳端移动距离是物体上升高度的3倍，用第4次实验中使用的装置做第3次实验。绳端移动距离为0.4m。
机械效率为：
η＝＝＝＝×100%≈83.3%；
（3）由图丁可知，随着动滑轮重力的增加，说明被提升物体所受的重力相同时，滑轮组的机械效率越低。
故答案为：（1）匀速；（2）3.3；（3）越低。
23．（8分）如图为某学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。
（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的 速度 ；
（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于 转换法 （选填“控制变量法”或“转换法”）；
（3）小华认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是 错误 （选填“正确”或“错误”），理由是 没有控制小球质量相同 。
【答案】（1）速度；（2）转换法；（3）错误；没有控制小球质量相同。
【分析】（1）当研究动能大小与质量的关系时，要让小球沿斜面的同一高度下落，这样保证下落速度相同；
（2）木块B被小球撞击后移动的距离s来判断小球具有动能的大小，这是一种转换法的思想；
（3）找出实验步骤乙和实验步骤丙的相同量和不同量，根据控制变量法分析解答。
【解答】解：（1）让不同质量的两个小球从同一高度由静止滚下，使小球到达水平面时的速度是相同的；
（2）木块B被小球撞击后移动的距离s越大，说明小球对木块做的功越多；木块的距离长短反映了物体动能的大小；
（3）由图知实验步骤乙和实验步骤丙的质量和下落的高度都不同，不可以判断动能大小与速度的关系。
故答案为：（1）速度；（2）转换法；没有控制小球质量相同。
24．（8分）阅读短文，回答问题。
无人机“UAV”是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞行器，如图甲所示的无人机质量为3kg，具有4个旋翼
（1）该无人机的升力靠旋翼提供，当旋翼旋转时，对空气有向下的作用力 物体间力的作用是相互的 ，无人机获得升力，当升力 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）无人机所受重力时，就可以悬停在空中；
（2）如图乙所示，外卖小哥使用无人机从地面向医院高楼病房阳台送餐。已知无人机质量为3kg，外卖质量为0.5kg，再水平匀速飞行20m到阳台，整个送餐过程历时20s 250J ，整个过程中无人机做功的功率是 87.5W 。
【答案】（1）物体间力的作用是相互的；等于；（2）250J；87.5W。
【分析】（1）物体间力的作用是相互的；当无人机悬停在空中时，受力平衡，根据二力平衡知识判断两个力的大小；
（2）利用h＝vt求无人机在上升过程中通过的距离，利用W＝Gh求克服外卖的重力所做的功；无人机水平匀速飞行时，由于升力的方向竖直向上，运动方向是水平的，所以此过程中无人机对外卖不做功，进一步可知整个过程中无人机克服外卖的重力所做的功。
根据P＝求无人机对做功的功率。
【解答】解：（1）该无人机工作时，旋翼旋转向下推动空气，由于物体间力的作用是相互的，无人机获得升力；
当无人机悬停在空中时，受力平衡；
（2）无人机在上升过程中通过的距离为：h＝vt1＝5m/s×10s＝50m，
则克服外卖的重力所做的功为：W＝G外卖h＝m外卖gh＝4.5kg×10N/kg×50m＝250J，
无人机水平匀速飞行时，由于升力的方向竖直向上，所以无人机对外卖不做功，
所以整个过程中无人机克服外卖的重力所做的功为250J；
整个过程中无人机做的功为：
W总＝G总h＝（3kg+3.5kg）×10N/kg×50m＝1750J，
整个过程中无人机做功的功率：
P＝＝＝87.5W。
故答案为：（1）物体间力的作用是相互的；等于；87.5W。
25．（2分）两边用自然伸长的弹簧k1和k2拴住的滑块M静止在O点处，向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，下列说法中正确的有（ ）
A．弹簧k1的势能增大，弹簧k2的势能减小
B．弹簧k1的势能减小，弹簧k2的势能增大
C．弹簧k1和k2的势能同时增大
D．滑块M经过O点时的速度等于0
【答案】C
【分析】影响弹簧弹性势能的主要因素是弹簧的形变程度，因此，分析其形变程度是如何变化的，便可做出相应的判断。
【解答】解：A、滑块在压缩弹簧k2，其形变在增大，其弹性势能不可能一直减小；
B、弹簧k1被拉长，其弹性势能增加；
C、弹簧k8被拉长，k2被压缩，弹性势能都增加
D、滑块M经过O点时的速度最大，弹簧的弹性势能最小；
故选：C。
26．（3分）风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。除了图中的实验器材
（1）观察实验装置，小明是通过测量细线对 回形针 做功的功率来测定风车做功的功率。
（2）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率P＝ （请用题给符号写出表达式）。
（3）实验过程中，风车转轴处总会有摩擦，摩擦较小时与摩擦较大时相比 小 （选填：大/小）时测得风车的功率值较大。
【答案】（1）回形针；（2）；（3）小。
【分析】（1）由图可知，回形针随风车的转动会上升，测量细线对回形针做功的功率即可测出风车做功的功率；
（2）根据做功公式和功率公式得出细线对回形针做功的功率即为风车做功功率的表达式；
（3）风速一定时，总能量不变，根据能量的转化分析测得风车的功率值如何变化。
【解答】解：
（1）由实验装置可知，回形针随风车的转动会上升，这用到了转换法；
（2）若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t，则风车做功的功率：P＝＝＝；
（3）风速一定时，总能量不变，摩擦较小时克服风车转轴处摩擦消耗的能量小，所以测得风车的功率值会大于摩擦较大时的功率值。
故答案为：（1）回形针；（2）。
27．（4分）汽车在行驶时，为了防止发动机温度过高，可用水进行冷却。实际上，加入防冻液后的混合液冬天不容易凝固，长时间开车也不容易沸腾。有关资料表明，混合液的凝固点、沸点不同，具体数值参见下表。
（1）混合液中防冻液含量由30%逐渐增大到90%，混合液的凝固点 D ；
A．逐渐升高
B．逐渐降低
C．先升高后降低
D．先降低后升高
（2）长时间使用后，混合液会减少。与原来相比，混合液的沸点 升高 （选填：升高/降低/不变），其原因是 混合液中水的含量减少，防冻液的含量增大，由表可知混合液的沸点升高 。
【答案】（1）D；（2）升高；混合液中水的含量减少，防冻液的含量增大，由表可知混合液的沸点升高。
【分析】（1）根据图表分析，随着防冻液含量增加，混合液凝固点先降低，再升高；沸点一直在升高。实际应用题结合物理知识点进行分析，严格按照题目所提供信息得出结论。
（2）长时间使用后，混合液中的水由于汽化而减少，防冻液的含量增大，使混合液的沸点升高。
【解答】解：（1）通过图表分析可知，防冻液含量从30%逐渐增大到60%时，当防冻液含量由60%逐渐增大到90%时，所以防冻液含量从30%增大到90%时，故选D；
（2）与原来相比，水箱内的水由于汽化而减少，防冻液的含量增大。
故答案为：（1）D；（2）升高，防冻液的含量增大。
28．（3分）2022北京冬奥会首次基于5G自动驾驶汽车实现火炬接力，开启了自动驾驶汽车的里程碑。如图甲为一款自动驾驶汽车，其控制系统能根据路面情况作出应对，电动力系统中包括高效电动机、发电机和蓄电池，行驶中燃油机既向车轮提供动力，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，由燃油机和电动机共同驱动车辆前进
车内安装有测量汽车水平运动时速度变化的装置，其结构原理图如图乙，在箱体的前、后壁各安装一个压力传感器A和B，滑块可沿箱底无摩擦滑动，车辆静止时，已知弹簧的弹力与其形变量成正比。
测试时，该车在同一水平道路由静止开始加速到速度为v的过程中，牵引力做功W与速度v的对应关系如表。
（1）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器 A、B的示数均为10N。当车加速行驶时，传感器B的示数为8N 向右 （选填“向左”或“向右”），传感器A的示数为 12 N；
（2）根据表中数据在图丙中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像。汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，给蓄电池充入了6×105J的电能（忽略蓄电池和电动机的能量损失），该车燃油机的效率为40%，则该过程需完全燃烧燃油的质量为 150 g。（q燃油＝4.0×107J/kg）
【答案】（1）向右；12；（2）图见解答部分；150。
【分析】（1）当车加速行驶时，由于滑块具有惯性导致滑块运动滞后，滑块向后方移动导致车前进方向弹簧压缩程度减小，另一侧弹簧压缩程度增大，根据传感器B的示数变化，可推知车行驶的方向；
对于相同的弹簧，弹力的大小与弹簧弹性形变程度成正比，静止时左右两侧的弹簧形变程度是相同的，加速时一侧弹性形变程度减少多少，另一侧的弹性形变程度要增加相同的量，所以传感器B的示数变化量与传感器A的示数变化量相同；
（2）根据表中数据在图丙中分别作出对应的坐标点，再用平滑的曲线作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像；
由表格数据分析可知汽车牵引力做功W与速度v的平方成正比，对比15m/s与5m/s的倍数关系及对应数据可得到汽车牵引力做的功，车牵引力做的功加上给蓄电池充入的电能可得到汽车所做的有用功，再由η＝×100%可得到测试过程中需完全燃烧燃油的质量。
【解答】解：（1）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A；当车加速行驶时，滑块向后方移动会导致车前进方向弹簧压缩程度减小，由右侧传感器B的示数由10N变为8N；
对于相同的弹簧，弹力的大小与弹性形变程度成正比，加速时一侧弹性形变程度减少多少，所以当传感器B的示数由10N变为8N，传感器A的数值要增加7N；
（2）根据表中数据，在图丙中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像如下图所示：
，
由表格数据分析可知汽车牵引力做功W与速度v的平方成正比，汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，则此时汽车牵引力做功W是加速到5m/s时做功的9倍6J，则加速到15m/s时做功为W＝9×2.8×105J＝1.2×106J；
此过程中汽车做的有用功为W有＝W+E＝1.3×106J+6×106J＝2.4×103J；
该车燃油机的效率为40%，该过程需完全燃烧燃油的质量：m＝＝。
故答案为：（1）向右；12；150。
29．（2分）如图所示置于水平地面上的学生座椅，要在C点用最小的力F使座椅绕A点逆时针转动，请在图中画出最小力F及其力臂L的示意图。
【答案】
【分析】杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F3L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力越小；
图中支点在A点，要求在C点用力，则AC就是最长的动力臂L，要在C点用最小的力F使座椅绕A开始逆时针转动，据此可画出最小动力F的示意图
30．（6分）周末，小明对太阳能热水器的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，已知水箱容积是100L。求：
（1）该过程中水吸收的热量；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧多少kg液化气？（液化气灶的热效率为40%，液化气的热值为q＝5×107J/kg）
（3）该地太阳辐射到地面单位面积上的功率为P＝2.1×103W/m2，该太阳能热水器的集热面积为S＝2.5m2，热转化效率η＝40%（即将太阳能的40%转化为水的内能）。求太阳光照射的时间t。
【答案】（1）该过程中水吸收的热量为8.4×106J；
（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧0.42kg液化气；
（3）太阳光照射的时间t为4000s。
【分析】（1）利用密度公式求出水箱中水的质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求出水吸收的热量；
（2）根据效率公式求出液化气完全燃烧放出的热量，利用Q放＝mq求出需要完全燃烧液化气的质量；
（3）知道太阳能的热转化效率，利用效率公式求出需要的太阳能E；利用E＝PSt求出太阳能照射的时间t。
【解答】解：（1）水的体积V＝100L＝100dm3＝0.8m3，
由ρ＝可知3kg/m2×0.1m8＝100kg，
水吸收的热量：Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.3×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.8×106J；
（2）由η＝可知放＝＝＝2.1×107J，
由Q放＝mq可知，需要完全燃烧液化气的质量：m液化气＝＝＝0.42kg；
（3）根据η＝可知＝＝2.1×103J，
由E＝PSt可知，太阳能照射的时间：t＝＝。
答：（1）该过程中水吸收的热量为7.4×106J；
（2）若用液化气灶加热使水吸收同样的热量，需要燃烧6.42kg液化气；
（3）太阳光照射的时间t为4000s。实验次数物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
防冻液含量（%）
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点（℃）
﹣17
﹣28
﹣37
﹣49
﹣48
﹣46
﹣28
混合液的沸点（℃）
103
104
107
111
117
124
141
v/m•s﹣1
5
10
17.5
20
25
W/J
2.0×105
8.0×105
2.45×106
3.2×106
5.0×106
实验次数物理量
1
2
3
钩码重G/N
4
4
6
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F/N
1.8
1.6
2.4
绳端移动距离s/m
0.3
0.4
机械效率η
74.1%
62.5%
防冻液含量（%）
30
40
50
60
70
80
90
混合液的凝固点（℃）
﹣17
﹣28
﹣37
﹣49
﹣48
﹣46
﹣28
混合液的沸点（℃）
103
104
107
111
117
124
141
v/m•s﹣1
5
10
17.5
20
25
W/J
2.0×105
8.0×105
2.45×106
3.2×106
5.0×106