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2021年江苏省常州市九年级上学期物理期中考试试卷
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这是一份2021年江苏省常州市九年级上学期物理期中考试试卷，共20页。试卷主要包含了单项选择题，填空题，实验题，作图题，计算题等内容，欢迎下载使用。
九年级上学期物理期中考试试卷
一、单项选择题
1.如下列图的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是〔 〕
A. 起子 B. 镊子 C. 钢丝钳 D. 托盘天平
2.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如下列图的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多
D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
3.小明同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。他依据实验数据绘制了图中甲、乙两条图线中的一条。m冰=0.1kg，c水=4.2×103J/〔kg×°C〕，c冰=2.1×103J/〔kg×°C〕，酒精灯在相同时间内的加热效果相同。以下分析正确的选项是〔 〕
A. 小明绘制的是甲图线 B. 1~3min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
C. 0~1min内冰块吸收的热量为2.1×103J D. 1~3min内，冰水混合物吸收的热量为2.1×103J
4.小明和同学一起荡秋千。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 通过最低点时的动能为零 B. 下降过程中的动能不变
C. 到达最高点的重力势能最大 D. 上升过程中的重力势能减小
5.如下列图，小明利用动滑轮匀速提升重物。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是〔 〕
A. 适当增加重物的质量 B. 增大重物上升的高度
C. 增大提升重物的速度 D. 换用质量更大的动滑轮
6.如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是〔 〕
A. 右边夹子向左移动 B. 左边夹子向左移动
C. 右边毛巾的下角夹在左边夹子上 D. 左边毛中的下角夹在右边夹子上
7.某实验小组分别用如下列图的甲、乙两个滑轮组〔每个滑轮重相同〕在相同时间内把重物G提升相同高度。假设F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 力F1和F2做功的功率相同 B. 力F1和F2做的总功相同
C. 两个滑轮组机械效率一样大 D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
8.关于温度、热量和内能，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B. 温度相同的物体接触时不发生热传递
C. 80°C的水一定比30°C的水含有的内能多
D. 把0°C的冰块加热熔化成0°C的水，假设不考虑水的蒸发，其内能不变
9.某建筑工地上，一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m，起重机吊臂上的滑轮组如下列图，滑轮组的机械效率为75%。以下分析错误的选项是〔 〕
A. 拉力F的大小为7.5×103N B. 有用功的大小为4.5×104J
C. 额外功的大小为1.5×104J D. 拉力F的功率为6.0×103W
10.水的比热容是4.2×103J/〔kg·℃〕，电水壶的容积约为1L，通常情况下要烧开一电水壶水，需吸收的热量大约是〔 〕
A. 4×103J B. 4×104J C. 4×105J D. 4×106J
11.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，图中表示内能转化为机械能的冲程是〔 〕
A. B. C. D.
12.如下列图，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，那么用力F将〔 〕
A. 保持不变 B. 逐渐变小 C. 先变小后变大 D. 逐渐变大
13.某自动售货机，它可通过 扫码〔闭合S1〕或通过投币〔闭合S2〕，启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是以下列图中的〔 〕
A. B. C. D.
14.据报道，有人在闹市区使用“玩具枪〞被拘留。根据规定，以气体为动力的枪支发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比≥1.8J/cm2时，即认定为刑法意义上的枪支，俗称“真枪〞。对以下四支“玩具枪〞进行测试，数据如下表，可以认定为“真枪〞的是〔 〕
甲
乙
丙
丁
距枪口30cm处动能/J
0.3
0.2
0.3
0.2
弹丸最大横截面积/mm2
20
13
15
14
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
15.为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如下列图的图像。以下说法错误的选项是〔 〕
A. 热水的质量可能小于冷水的质量 B. 热水温度下降比冷水温度升高得快
C. 热水和冷水到达同一温度的时间是相同的 D. 热水放出的热量一定等于冷水吸收的热量
二、填空题
16.某同学利用身边的塑料直尺和硬币假设干来验证杠杆平衡的条件，如下列图，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小，他测力臂的方法是 的〔选填“正确〞或“错误〞〕。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，那么杠杆 〔选填“仍平衡〞、“向左倾斜〞、“向右倾斜〞〕。
17.小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过 的方式改变手的内能。这与汽油机工作中 冲程的能量转化相同。
18.汽车发动机工作时的温度高，最高温度超过2000℃｡如果得不到有效冷却，将影响其正常工作｡为此，常使用水冷式冷却系统对汽车发动机降温｡水冷的原理是通过流动的冷却液〔由水、防冻剂、添加剂组成〕包裹缸套和缸头，通过________〔选填“做功〞或“热传递〞〕使发动机内能减少，温度降低｡冷却液的特点是比热容________、凝固点低｡
19.2021年5月5日 18时00分，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道。5月8日13时49分，载人飞船试验船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域。新飞船试验船飞行试验任务取得圆满成功。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的动能________〔 选填“不变〞“增大〞“减少〞〕。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，返回舱的局部机械能转化为________能。
20.如下列图，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计，假设杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m，那么被测物体的质量为 kg，假设秤砣上粘有油污，那么测量值比被测物体的真实质量要 〔选填 “偏大〞或“偏小〞〕
三、实验题
21.研究定滑轮的特点：
〔1〕在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是________和________。
〔2〕如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，那么三个力的大小关系是________。
〔3〕旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮________的特点。
22.如图甲所示，小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，实验数据如表所示。水的比热容为 ，那么5min内水吸收的热量 (选填“>〞、“<〞或“=〞)沙子吸收的热量，测出沙子的比热容是 。如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是乙图A、B中的 。
物质
水
沙子
起始温度
19℃
19℃
同时加热5min后的温度
29℃
61℃
23.小明想估测薯片的热值，进行了如下实验｡
〔1〕将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，那么应将平衡螺母向________端週节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为________g｡
〔2〕如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，那么水吸收的热量Q吸=________J｡[c水=4.2×103J/〔kg･℃〕]
〔3〕根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶________｡
24.小明在“研究杠杆平衡条件〞的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码假设干个．
〔1〕如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，那么应将左端的平衡螺母向 ________ 〔选填“左〞或〞右〞〕调节，直到杠杆在 ________ 位置平衡，目的是便于测量 ________ ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 ________ 对平衡的影响．
〔2〕小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，那么阻力臂L2= ________ m．
〔3〕甲同学测出了一组数据后就得出了〞动力×动力臂=阻力×阻力臂〞的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 ________ ．
〔4〕丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 ________ 〔选填“能〞或〞不能〞〕说明该结论是错误的，图C实验中，杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉〔与水平方向成30°角〕杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 ________ 〔选填“等于〞或“不等于〞〕阻力×阻力臂〞．
25.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关〞的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M〔M的质量大于m〕，分别从不同的高度h和H〔H> h〕静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如下列图。
〔1〕小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________〔控制变量法/转换法〕。假设水平面绝对光滑，本实验将________〔能/不能〕到达探究目的。
〔2〕由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与________有关。
〔3〕小华根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是________〔正确/错误〕的，理由是________。
〔4〕小王同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度〔h2>h1〕由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________〔正确/错误〕的，理由是________。
26.密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如下列图。
所用器材：轻质杠杆〔自身重力忽略不计〕、两种规格的空桶〔100mL和200mL〕、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
〔1〕将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0 ， 此时C点的密度刻度线应标注为________；
〔2〕在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1 ， 此时C1点的密度值为________〔用题中所给的字母表示〕；
〔3〕密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，那么密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为________cm；
〔4〕要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择________规格的空桶〔选填“100mL〞或“200mL〞〕。
四、作图题
27.以下列图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．
28.电冰箱的压缩机〔电动机〕是由温控开关控制的，当冰箱内温度到达设定温度时，压缩机开始工作。冷藏室中的照明灯是由冰箱门控制的，翻开冰箱门，灯就亮，关上冰箱门，灯就灭。请完成其电路图。
五、计算题
29.随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如下列图是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力F为250N，并在0.4s内使质量m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：
〔1〕小明拉动拉力器做功的功率。
〔2〕小明拉动拉力器过程中产生的摩擦力所做的功。
30.如下列图是一款新型四轮沙滩卡丁车，该车以36km/h的速度在一段平直的沙滩上匀速行驶20min，消耗汽油1.5L。整个行驶过程中，发动机牵引卡丁车前进所做功的功率恒为11.5kW。汽油的密度为0.8×103kg/m3 ， 汽油的热值为4.6×107J/kg，那么，在这段运动过程中，求：
〔1〕该卡丁车所受的阻力是多少？
〔2〕该卡丁车汽油机的效率为多少？
31.如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：
〔1〕动滑轮的重力为多少？
〔2〕第2s内拉力F的功率为多少？
〔3〕此装置最多能匀速运载多重的货物？
〔4〕此装置提升重物的最大机械效率为多少？
答案解析局部
一、单项选择题
1.【答案】 B
【解析】【解答】解：A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、托盘天平的实质是等臂杠杆，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力也不费力．
应选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．
2.【答案】 D
【解析】【解答】A．小球下落过程中，高度减小，重力势能减小，A不符合题意；
B．不计空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，B不符合题意；
C．ab段长度小于cd 段，重力相同，做功大小与下落距离成正比，ab 段做功小于cd 段，C不符合题意；
D．ab段做功小于cd 段做功，而所用时间相等，所以ab段功率小于cd 段做功，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据相同时间通过的路程，判断速度的变化；质量一定时，高度减小，重力势能减小；物体受力相同时，距离越大，做功越多。
3.【答案】 D
【解析】【解答】A．由题意可知，酒精灯在相同时间内的加热效果相同，那么加热相同时间水和冰吸收热量相同，由于水的比热容大于冰，可知加热相同时间水比冰升高温度更低，比照0~1min和3~4min，那么小明绘制的是乙图线，A不符合题意；
B．1~3min内冰块持续吸热，温度不变，B不符合题意；
C．0~1min内冰块升高温度为5℃，那么吸收热量为
C不符合题意；
D．由于酒精灯在相同时间内的加热效果相同，那么1~3min内，冰水混合物吸收的热量是0~1min内冰块吸收的热量2倍，即
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】相同物质，在不同状态时，比热容不同；根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；相同的加热器相同时间放出相同热量。
4.【答案】 C
【解析】【解答】A．通过最低点时速度最大，动能最大，A不符合题意；
B．下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，B不符合题意；
C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，C符合题意；
D．上升过程中，高度增大，重力势能增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5.【答案】 A
【解析】【解答】动滑轮有两段绳子，设重物重力为G，滑轮重力为G滑 ， 拉力为F，上升高度为h，机械效率可表示为
那么适当增加重物的质量可提高机械效率，改变重物上升高度、增大速度或换用质量更大的动滑轮都不能提高动滑轮机械效率，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】动滑轮的机械效率和动滑轮重力有关，和物体的重力有关。
6.【答案】 D
【解析】【解答】AB．由图可知，裤架左低右高，说明左端较重，所以应将左边或右边的夹子向右移动，AB项不符合题意；
C．右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于给左端增加重物，右端减小重物，使左端更重，C项不符合题意；
D．左边毛中的下角夹在右边夹子上，相当于给左端减小重物，右端减小重物，使左端变轻，裤架在水平位置平衡，D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
7.【答案】 D
【解析】【解答】AB．由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n＝4，假设重物上升高度为h，那么两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲＝3h，s乙＝4h
甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h
乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h
F1＝F2 ， 所以W甲总＜W乙总 ， 时间相同，由公式 知，P甲总＜P乙总 ， AB不符合题意；
CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动 ， 不计绳重及摩擦，那么甲滑轮组的机械效率为
η甲＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为η乙＝ ×100%，
所以η甲＞η乙 ， C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
8.【答案】 B
【解析】【解答】A．物体的内能增加，可以是从外界吸收了热量或者外界对物体做功，A不符合题意；
B．物体之间发生热传递需满足具有温度差，温度相同的物体接触时不发生热传递，B符合题意；
C．物体内能大小与温度和质量有关，那么80°C的水不一定比30°C的水含有的内能多，C不符合题意；
D．把0°C的冰块加热熔化成0°C的水，吸收热量，内能增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】改变的内能的方式有做功和热传递；热传递的条件是物体间有温度差；物体的内能和物体的温度、质量、状态有关，固体熔化内能增大。
9.【答案】 A
【解析】【解答】克服重力做的有用功为W有=Gh=1.5×104N×3m=4.5×104J
由于滑轮组的机械效率为75%，那么拉力做的总功为
那么可求额外功为W额=W总-W有=6×104J-4.5×104J=1.5×104J
如图动滑轮上两段绳子，那么倍数关系为2，当物体匀速提升3m，那么绳子拉动6m，那么可求拉力为
拉力的功率为
A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据重力和高度的乘积计算有用功；有用功和机械效率的比值计算总功；功和时间的比值计算功率。
10.【答案】 C
【解析】【解答】一壶水质量约为
通常情况下室温约为25℃左右，那么水烧开升高温度为75℃，吸收热量约为
故答案为：C。
【分析】根据密度和体积的乘积计算质量；根据比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热的多少。
11.【答案】 C
【解析】【解答】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中内能转化为机械能的是做功冲程，该过程中应进排气口关闭，火花塞点火，活塞向下运动，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；做功冲程的气门关闭，活塞下行。
12.【答案】 B
【解析】【解答】在将铁棒从水平地面拉至竖直立起过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，那么动力臂始终为AB，大小不变，铁棒重力大小不变，对应力臂逐渐减小，那么由杠杆平衡公式F1l1=F2l2 ， 可知力F逐渐减小，B符合题意；
故答案为：B。
【分析】在杠杆平衡时，阻力和动力臂不变时，阻力臂减小，动力减小。
13.【答案】 C
【解析】【解答】由题意可知，通过 扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机；由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，那么灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，综上结合选项可知，只有C图符合题意。
故答案为：C。
【分析】用电器能分别工作的电路是并联电路，多个开关能分别空气用电器，开关并联。
14.【答案】 C
【解析】【解答】解：A、甲“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.5J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故甲枪属于玩具枪；
B、乙“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.54J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故乙枪属于玩具枪；
C、丙“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=2J/cm2＞1.8J/cm2 ， 故丙可认定为“真枪〞；
D、丁“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.43J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故丁枪属于玩具枪。
应选C。
【分析】解决此题需要对数据进行处理，比照后找出符合题目要求的选项。
15.【答案】 D
【解析】【解答】由于热水释放的热量一局部被空气吸收，那么热水放出的热量一定大于冷水吸收的热量，又由于从表格可知，相同时间内，热水和冷水到达同一温度，热水下降的温度高于冷水升高的温度，那么热水温度下降比冷水温度升高得快，又由 可知，热水的质量可能小于冷水的质量，ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】热传递过程中，存在能量损失；热量相同的水，温度变化越大，质量越小。
二、填空题
16.【答案】 错误；向右倾斜
【解析】【解答】图中所标的力臂是错误的，应该是支点O到硬币的中心的距离为力臂，采用极限思维：如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动，在相同时间内，左端的硬币先离开杠杆，右端的硬币仍然在杠杆上，杠杆会向右倾斜。如果都没离开杠杆那么：设一个硬币质量为m那么运动前2mgL1=4mgL2
运动一段时间后，左边2mg〔L1+vt〕
右边4mg〔L2+vt〕
可得2mg〔L1+vt〕<4mg〔L2+vt〕
所以杠杆向右倾斜。
【分析】 杠杆上的力臂，是支点到力的作用线的垂线，不一定是到物体的距离；当力臂相同时，力越大，杠杆的变化越大。
17.【答案】 做功；压缩
【解析】【解答】改变内能的方式有两种：做功和热传递。搓手属于做功的方式改变内能，具体的能量转化为机械能转化成内能，这与内燃机的压缩冲程是一样的。
【分析】物体间摩擦是做功改变内能；汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能。
18.【答案】 热传递；大
【解析】【解答】改变内能的两种方法分别是做功和热传递，由题意知，水冷的原理是通过热传递使发动机内能减少的。比热容反响的是物质的吸放热性能，由题意知，冷却液的选择是比热容大的物质，变化相同的温度能吸收更多的热量。
【分析】不同温度的物体间可以通过热传递改变内能；水的比热容较大，便于吸热或放热。
19.【答案】 增大；内
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，载人飞船试验船质量不变，速度增大，因此动能增大。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关，摩擦可以使机械能转化为内能。
20.【答案】 0.8；偏小
【解析】【解答】如下列图：
因为杠杆平衡，那么有
那么有
假设秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。
【分析】根据杠杆的平衡条件，结合的力和力臂，计算未知力的大小；砝码偏大，测量值偏小。
三、实验题
21.【答案】 〔1〕弹簧测力计对绳子末端的拉力；物体的重力
〔2〕F1=F2=F3
〔3〕可以改变力的方向
【解析】【解答】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即F1=F2=F3
(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
【分析】〔1〕测量定滑轮工作特点时，需要测量物体的重力和绳子上的拉力；
〔2〕使用定滑轮时，力的大小不变；
〔3〕定滑轮可以改变力的方向。
22.【答案】 =；；A
【解析】【解答】小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，在相同时间内，水和沙子吸收的热量是相同的，那么5min内水吸收的热量=沙子吸收的热量。
加热5min，水升高的温度为Δ
沙子升高的温度为Δ
在相同时间内，质量相同的水和沙子吸收相同的热量，根据 Δt可知，物质的比热容与升高的温度成反比，那么故沙子的比热容
故沙子的比热容为 J。
质量相同的水和沙子升高相同的温度，比热容大的，加热时间越长，吸收的热量越多，水的比热容大，那么水的加热时间长，A符合题意。
【分析】相同的加热器相同时间，产生热量相同，物体吸热相同；根据热量和质量相同，结合的比热容和温度差，计算未知物体的比热容；根据温度变化相同判断比热容大小时，加热时间不同。
23.【答案】 〔1〕右；6.2
〔2〕4.2×103J
〔3〕薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收
【解析】【解答】(1)天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左说明天平左侧较重，应将平衡螺母向右调。
由图甲可知，薯片的质量为
(2)水吸收的热量为
(3)薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】〔1〕天平调节平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节；；
〔2〕根据砝码和游码的位置测量质量根据比热容、质量和温度差，计算吸收热量的多少；
〔3〕根据吸收的热量和燃料的质量，计算燃料 热值时，由于存在热损失，热值偏小。
24.【答案】 〔1〕右；水平；力臂；自重
〔2〕0.15
〔3〕一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
〔4〕能；等于
【解析】【解答】〔1〕调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动，由于杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
〔2〕杠杆平衡条件是：F1 L1 =F2 L2 ， 根据数据代入杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2 ，解得阻力臂L2是：L2 =0.15m；
〔3〕甲同学只做一次实验就得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，是不合理，因为一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
〔4〕乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做的如图C的实验能得出此结论是不正确的；即当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立；
杠杆平衡条件为：F1 L1 =F2 L2 ，故可得：4×0.5N×3×5cm=3N×1/2×4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【分析】〔1〕调节杠杆平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节，直到杠杆水平平衡；此时便于测量力臂；
〔2〕根据杠杆平衡条件，结合的力臂和力，计算未知力的大小；
〔3〕探究杠杆平衡条件时，需要屡次实验探究普遍性；
〔4〕杠杆上支点到物体的距离不是力臂；根据力和力臂的乘积，判断杠杆平衡条件。
25.【答案】 〔1〕转换法；不能
〔2〕速度
〔3〕错误；没有控制速度一定
〔4〕错误；实验中没有控制水平面的粗糙程度相同
【解析】【解答】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
假设水平面绝对光滑，那么木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能到达探究目的。
(2)由于甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，所以到达水平面的时的速度不同，推动木块移动的距离不同，即对木块做功多少不同，说明小球的动能不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)小华的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，那么到达水平面的速度不同，所以，不能得出动能大小与质量的关系。
(4)图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。
【分析】〔1〕通过物体推动木块移动距离反响动能的大小，是转换法的利用；
〔2〕相同物体从斜面上下落的高度不同，可以探究动能和速度的关系；
〔3〕探究物体的动能和物体质量关系时，要保持物体的运动速度相同；
〔4〕探究动能大小的影响因素时，水平面粗糙程度不同，不能比较动能的大小。
26.【答案】 〔1〕0
〔2〕
〔3〕3.2
〔4〕200mL
【解析】【解答】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m桶 ， 由杠杆的平衡条件可知m桶gl=mgl0
桶的质量m桶=
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得(m桶+m)gl=mgl1
(m桶+ρV)gl=mgl1
( +ρV)gl=mgl1
ρ=
(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，那么密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2
l2=3.2cm
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ= 可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
【分析】〔1〕杠杆上没有测量物时平衡，此时钩码的位置是0刻度的位置；
〔2〕根据杠杆平衡条件，结合的质量和力臂，计算未知物体的质量；利用质量和体积的比值计算密度；
〔3〕根据密度关系和力臂大小，计算未知的力臂；
〔4〕测量的物体体积越大，在其它条件一定时，密度能精确些。
四、作图题
27.【答案】 解：如下列图：
【解析】【解答】滑轮组最省力，绳子承重段数应该最多，同时拉力方向应该向下才符合题意，故绳子从动滑轮开始绕起。
【分析】根据人的位置，将动滑轮和动滑轮依次连接.
28.【答案】 解：如下列图：
【解析】【解答】由于照明灯和电动机应可独立工作，那么为并联，由题意分析可知，门控开关控制照明灯，温控开关控制压缩机，那么作图如下
【分析】各用电器可以独立工作，是并联电路，各用电器在不同的支路上。
五、计算题
29.【答案】 〔1〕解：如图两个都为定滑轮，那么拉动距离为40cm，合0.4m，那么拉力功率为
答：小明拉动拉力器做功的功率250W；
〔2〕解：物体重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N
那么克服摩擦力做功为Wf=W总-W有=Fs-Gh=250N×0.4m-200N×0.4m=20J
答：小明拉动拉力器过程中产生的摩擦力所做的功为20J。
【解析】【分析】〔1〕根据力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值计算功率；
〔2〕根据质量计算重力；利用重力和高度的乘积计算功的大小。
30.【答案】 〔1〕解：汽车速度为v=36km/h=10m/s
汽车匀速运动，阻力等于牵引力，由P=Fv可求
答：卡丁车所受阻力为1150N；
〔2〕解：匀速行驶20min，消耗汽油质量为
汽油产生的热量为Q放=mq=1.2kg×4.6×107J/kg=5.52×107J
发动机做功为W=Pt=1.15×104W×20×60s=1.38×107J
那么卡丁车汽油机的效率为
答：卡丁车汽油机的效率为25%。
【解析】【分析】〔1〕根据功率和速度的比值计算力的大小，结合二力平衡计算摩擦力；
〔2〕根据密度和体积的乘积计算质量；利用燃料的质量和热值的乘积计算热量；根据功率和时间的乘积计算功；功和热量的比值计算热机效率。
31.【答案】 〔1〕解：由乙丙图可知，在1~2s内，物体匀速上升，此时拉力为10N，动滑轮上两段绳子，那么由平衡条件可求动滑轮重力为G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
答：动滑轮重力为5N；
〔2〕解：第2s内拉力为10N，A上升速度为2m/s，由于绳子段数为2，那么人拉绳子速度为4m/s，故第2s内拉力F的功率为P=Fv人=10N×4m/s=40W
答：第2s内拉力F的功率为40W；
〔3〕解：由于C能承受的最大拉力为50N，动滑轮两段绳子，那么滑轮、吊篮和物体总重不能超过100N，即此装置最多能匀速运载货物重力为G货=Gmax-G滑-G篮=100N-5N-15N=80N
答：装置最多能匀速运载80N的货物；
〔4〕解：同一滑轮组所拉重物越重机械效率越高，那么此装置提升重物的最大机械效率为
答：此装置提升重物的最大机械效率为80%。
【解析】【分析】〔1〕根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
〔2〕根据力和速度的乘积计算功率的大小；
〔3〕根据滑轮组的总拉力与动滑轮重力、吊篮重力的差计算物体的重力；
〔4〕根据物体的重力和总重力的比值，计算机械效率。
九年级上学期物理期中考试试卷
一、单项选择题
1.如下列图的简单机械，在使用中属于费力杠杆的是〔 〕
A. 起子 B. 镊子 C. 钢丝钳 D. 托盘天平
2.频闪照相机是研究物体运动的重要手段之一，如下列图的频闪照片记录了竖直下落的小球每隔相等时间的位置，不计空气阻力，在小球下落的过程中，以下说法正确的选项是〔 〕
A.小球的重力势能逐渐增大
B.小球的机械能逐渐减小
C.小球的重力在 ab 段做功比在cd 段多
D.小球的重力在 ab 段做功比在 cd 段慢
3.小明同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。他依据实验数据绘制了图中甲、乙两条图线中的一条。m冰=0.1kg，c水=4.2×103J/〔kg×°C〕，c冰=2.1×103J/〔kg×°C〕，酒精灯在相同时间内的加热效果相同。以下分析正确的选项是〔 〕
A. 小明绘制的是甲图线 B. 1~3min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
C. 0~1min内冰块吸收的热量为2.1×103J D. 1~3min内，冰水混合物吸收的热量为2.1×103J
4.小明和同学一起荡秋千。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 通过最低点时的动能为零 B. 下降过程中的动能不变
C. 到达最高点的重力势能最大 D. 上升过程中的重力势能减小
5.如下列图，小明利用动滑轮匀速提升重物。以下做法可以提高动滑轮机械效率的是〔 〕
A. 适当增加重物的质量 B. 增大重物上升的高度
C. 增大提升重物的速度 D. 换用质量更大的动滑轮
6.如图，裤架上的两个夹子分别夹住一条毛巾。以下方法能使裤架在水平位置平衡的是〔 〕
A. 右边夹子向左移动 B. 左边夹子向左移动
C. 右边毛巾的下角夹在左边夹子上 D. 左边毛中的下角夹在右边夹子上
7.某实验小组分别用如下列图的甲、乙两个滑轮组〔每个滑轮重相同〕在相同时间内把重物G提升相同高度。假设F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 力F1和F2做功的功率相同 B. 力F1和F2做的总功相同
C. 两个滑轮组机械效率一样大 D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
8.关于温度、热量和内能，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 物体的内能增加，一定是从外界吸收了热量
B. 温度相同的物体接触时不发生热传递
C. 80°C的水一定比30°C的水含有的内能多
D. 把0°C的冰块加热熔化成0°C的水，假设不考虑水的蒸发，其内能不变
9.某建筑工地上，一台起重机10s内将重1.5×104N的物体匀速提升3m，起重机吊臂上的滑轮组如下列图，滑轮组的机械效率为75%。以下分析错误的选项是〔 〕
A. 拉力F的大小为7.5×103N B. 有用功的大小为4.5×104J
C. 额外功的大小为1.5×104J D. 拉力F的功率为6.0×103W
10.水的比热容是4.2×103J/〔kg·℃〕，电水壶的容积约为1L，通常情况下要烧开一电水壶水，需吸收的热量大约是〔 〕
A. 4×103J B. 4×104J C. 4×105J D. 4×106J
11.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，图中表示内能转化为机械能的冲程是〔 〕
A. B. C. D.
12.如下列图，一根粗细均匀的铁棒AB静止在水平地面上，现用力F将铁棒从水平地面拉至竖直立起。在这个过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，那么用力F将〔 〕
A. 保持不变 B. 逐渐变小 C. 先变小后变大 D. 逐渐变大
13.某自动售货机，它可通过 扫码〔闭合S1〕或通过投币〔闭合S2〕，启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是以下列图中的〔 〕
A. B. C. D.
14.据报道，有人在闹市区使用“玩具枪〞被拘留。根据规定，以气体为动力的枪支发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比≥1.8J/cm2时，即认定为刑法意义上的枪支，俗称“真枪〞。对以下四支“玩具枪〞进行测试，数据如下表，可以认定为“真枪〞的是〔 〕
甲
乙
丙
丁
距枪口30cm处动能/J
0.3
0.2
0.3
0.2
弹丸最大横截面积/mm2
20
13
15
14
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
15.为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如下列图的图像。以下说法错误的选项是〔 〕
A. 热水的质量可能小于冷水的质量 B. 热水温度下降比冷水温度升高得快
C. 热水和冷水到达同一温度的时间是相同的 D. 热水放出的热量一定等于冷水吸收的热量
二、填空题
16.某同学利用身边的塑料直尺和硬币假设干来验证杠杆平衡的条件，如下列图，当杠杆在水平位置平衡时，他测出从支点O到硬币边缘的距离作为力臂L1和L2的大小，他测力臂的方法是 的〔选填“正确〞或“错误〞〕。如果将两边的硬币以相同大小的速度同时做远离支点的匀速移动，那么杠杆 〔选填“仍平衡〞、“向左倾斜〞、“向右倾斜〞〕。
17.小刚双手对搓后感觉手上发热，这是通过 的方式改变手的内能。这与汽油机工作中 冲程的能量转化相同。
18.汽车发动机工作时的温度高，最高温度超过2000℃｡如果得不到有效冷却，将影响其正常工作｡为此，常使用水冷式冷却系统对汽车发动机降温｡水冷的原理是通过流动的冷却液〔由水、防冻剂、添加剂组成〕包裹缸套和缸头，通过________〔选填“做功〞或“热传递〞〕使发动机内能减少，温度降低｡冷却液的特点是比热容________、凝固点低｡
19.2021年5月5日 18时00分，长征五号B运载火箭，搭载新一代载人飞船试验船，在我国文昌航天发射场点火升空，然后进入预定轨道。5月8日13时49分，载人飞船试验船的返回舱成功着陆在东风着陆场预定区域。新飞船试验船飞行试验任务取得圆满成功。在火箭加速升空过程中，对于火箭搭载的载人飞船试验船的动能________〔 选填“不变〞“增大〞“减少〞〕。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，返回舱的局部机械能转化为________能。
20.如下列图，杆秤秤砣的质量为0.2kg，杆秤自身质量忽略不计，假设杆秤水平静止时，被测物体和秤砣到秤纽的距离分别为0.05m和0.2m，那么被测物体的质量为 kg，假设秤砣上粘有油污，那么测量值比被测物体的真实质量要 〔选填 “偏大〞或“偏小〞〕
三、实验题
21.研究定滑轮的特点：
〔1〕在研究使用定滑轮是否省力时，用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是________和________。
〔2〕如图乙所示，分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，那么三个力的大小关系是________。
〔3〕旗杆顶部有一个定滑轮，给我们升国旗带来了便利。这是利用定滑轮________的特点。
22.如图甲所示，小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，实验数据如表所示。水的比热容为 ，那么5min内水吸收的热量 (选填“>〞、“<〞或“=〞)沙子吸收的热量，测出沙子的比热容是 。如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是乙图A、B中的 。
物质
水
沙子
起始温度
19℃
19℃
同时加热5min后的温度
29℃
61℃
23.小明想估测薯片的热值，进行了如下实验｡
〔1〕将天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左，那么应将平衡螺母向________端週节；测量质量时，调节天平再次平衡，右盘中的砝码和游码位置如图甲，其质量为________g｡
〔2〕如图乙，将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温度升高了5℃，那么水吸收的热量Q吸=________J｡[c水=4.2×103J/〔kg･℃〕]
〔3〕根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是∶________｡
24.小明在“研究杠杆平衡条件〞的实验中所用的实验器材有，刻度均匀的杠杆，支架，弹簧测力计，刻度尺，细线和质量相同的0.5N重的钩码假设干个．
〔1〕如图A所示，实验前，杠杆左侧下沉，那么应将左端的平衡螺母向 ________ 〔选填“左〞或〞右〞〕调节，直到杠杆在 ________ 位置平衡，目的是便于测量 ________ ，支点在杠杆的中点是为了消除杠杆 ________ 对平衡的影响．
〔2〕小明同学所在实验小组完成某次操作后，实验现象如图B所示，他们记录的数据为动力F1=1.5N，动力臂L1=0.1m，阻力F2=1N，那么阻力臂L2= ________ m．
〔3〕甲同学测出了一组数据后就得出了〞动力×动力臂=阻力×阻力臂〞的结论，乙同学认为他的做法不合理，理由是 ________ ．
〔4〕丙同学通过对数据分析后得出的结论是：动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离，与小组同学交流后，乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做了如图C的实验，此实验 ________ 〔选填“能〞或〞不能〞〕说明该结论是错误的，图C实验中，杠杆上每个小格长度为5cm，每个钩码重0.5N，当弹簧测力计在A点斜向上拉〔与水平方向成30°角〕杠杆，使杠杆在水平位置平衡时，动力×动力臂 ________ 〔选填“等于〞或“不等于〞〕阻力×阻力臂〞．
25.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关〞的实验中，他用质量不同的两个钢球m和M〔M的质量大于m〕，分别从不同的高度h和H〔H> h〕静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离，实验过程如下列图。
〔1〕小明通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这种研究方法是________〔控制变量法/转换法〕。假设水平面绝对光滑，本实验将________〔能/不能〕到达探究目的。
〔2〕由甲、乙两图可得实验结论：物体的动能大小与________有关。
〔3〕小华根据甲、丙两图得出结论：物体的动能大小与质量有关，她的看法是________〔正确/错误〕的，理由是________。
〔4〕小王同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，他将相同质量的小球从不同高度〔h2>h1〕由静止开始释放，通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断小球动能的大小，这种方法是________〔正确/错误〕的，理由是________。
26.密度是物质的重要属性，生产、生活中常常需要测量各种液体的密度。某同学在综合实践活动中自制了测量液体密度的杠杆密度计，可以从杠杆上的刻度直接读出液体密度的数值，受到了老师的肯定和表扬，结构如下列图。
所用器材：轻质杠杆〔自身重力忽略不计〕、两种规格的空桶〔100mL和200mL〕、质量为m的物体A、细线。
设计过程如下：
〔1〕将杠杆在O点悬挂起来，空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡。测出B点到O点的距离为l，C点到O点的距离为l0 ， 此时C点的密度刻度线应标注为________；
〔2〕在B点的空桶内注满液体，空桶容积为V，移动物体A至C1位置，使杠杆在水平位置平衡。C1点到O点的距离为l1 ， 此时C1点的密度值为________〔用题中所给的字母表示〕；
〔3〕密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，那么密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为________cm；
〔4〕要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，应选择________规格的空桶〔选填“100mL〞或“200mL〞〕。
四、作图题
27.以下列图中，站在地面上的小华借助滑轮组匀速提升重物，请画出最省力的绕线方法．
28.电冰箱的压缩机〔电动机〕是由温控开关控制的，当冰箱内温度到达设定温度时，压缩机开始工作。冷藏室中的照明灯是由冰箱门控制的，翻开冰箱门，灯就亮，关上冰箱门，灯就灭。请完成其电路图。
五、计算题
29.随着人们生活水平的提高，不少居民小区都配备了健身房。小明每个周末回家都会到健身房锻炼，如下列图是小明最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图。如果小明每次向下拉动拉杆时，拉力F为250N，并在0.4s内使质量m=20kg的配重块匀速升高到h=40cm后放手让其自由落下。不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg。求：
〔1〕小明拉动拉力器做功的功率。
〔2〕小明拉动拉力器过程中产生的摩擦力所做的功。
30.如下列图是一款新型四轮沙滩卡丁车，该车以36km/h的速度在一段平直的沙滩上匀速行驶20min，消耗汽油1.5L。整个行驶过程中，发动机牵引卡丁车前进所做功的功率恒为11.5kW。汽油的密度为0.8×103kg/m3 ， 汽油的热值为4.6×107J/kg，那么，在这段运动过程中，求：
〔1〕该卡丁车所受的阻力是多少？
〔2〕该卡丁车汽油机的效率为多少？
31.如图甲所示装置，A是重15N的空吊篮，绳子B和C能承受的最大拉力分别为100N和50N。质量为50kg的小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度v随时间变化关系如图丙所示。忽略绳重及摩擦，g取10N/kg。问：
〔1〕动滑轮的重力为多少？
〔2〕第2s内拉力F的功率为多少？
〔3〕此装置最多能匀速运载多重的货物？
〔4〕此装置提升重物的最大机械效率为多少？
答案解析局部
一、单项选择题
1.【答案】 B
【解析】【解答】解：A、起子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
B、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C、钢丝钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D、托盘天平的实质是等臂杠杆，在使用过程中，动力臂等于阻力臂，不省力也不费力．
应选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．
2.【答案】 D
【解析】【解答】A．小球下落过程中，高度减小，重力势能减小，A不符合题意；
B．不计空气阻力时，小球重力势能与动能互相转化，机械能守恒，大小不变，B不符合题意；
C．ab段长度小于cd 段，重力相同，做功大小与下落距离成正比，ab 段做功小于cd 段，C不符合题意；
D．ab段做功小于cd 段做功，而所用时间相等，所以ab段功率小于cd 段做功，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】根据相同时间通过的路程，判断速度的变化；质量一定时，高度减小，重力势能减小；物体受力相同时，距离越大，做功越多。
3.【答案】 D
【解析】【解答】A．由题意可知，酒精灯在相同时间内的加热效果相同，那么加热相同时间水和冰吸收热量相同，由于水的比热容大于冰，可知加热相同时间水比冰升高温度更低，比照0~1min和3~4min，那么小明绘制的是乙图线，A不符合题意；
B．1~3min内冰块持续吸热，温度不变，B不符合题意；
C．0~1min内冰块升高温度为5℃，那么吸收热量为
C不符合题意；
D．由于酒精灯在相同时间内的加热效果相同，那么1~3min内，冰水混合物吸收的热量是0~1min内冰块吸收的热量2倍，即
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】相同物质，在不同状态时，比热容不同；根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算热量；相同的加热器相同时间放出相同热量。
4.【答案】 C
【解析】【解答】A．通过最低点时速度最大，动能最大，A不符合题意；
B．下降过程中，高度变小，重力势能变小，速度增大，动能增大，B不符合题意；
C．到达最高点时，高度最大，重力势能最大，C符合题意；
D．上升过程中，高度增大，重力势能增大，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】运动的物体具有动能，物体的质量越大、速度越大，物体的动能就越大；处在高处物体具有重力势能，物体的质量越大、高度越高，物体的重力势能就越大。
5.【答案】 A
【解析】【解答】动滑轮有两段绳子，设重物重力为G，滑轮重力为G滑 ， 拉力为F，上升高度为h，机械效率可表示为
那么适当增加重物的质量可提高机械效率，改变重物上升高度、增大速度或换用质量更大的动滑轮都不能提高动滑轮机械效率，A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】动滑轮的机械效率和动滑轮重力有关，和物体的重力有关。
6.【答案】 D
【解析】【解答】AB．由图可知，裤架左低右高，说明左端较重，所以应将左边或右边的夹子向右移动，AB项不符合题意；
C．右边毛巾的下角夹在左边夹子上，相当于给左端增加重物，右端减小重物，使左端更重，C项不符合题意；
D．左边毛中的下角夹在右边夹子上，相当于给左端减小重物，右端减小重物，使左端变轻，裤架在水平位置平衡，D项符合题意。
故答案为：D。
【分析】杠杆处于平衡状态，结合动力、动力臂、阻力、阻力臂，利用杠杆的平衡条件分析求解即可。
7.【答案】 D
【解析】【解答】AB．由图知，甲滑轮组中承担物重的绳子段数n＝3，乙滑轮组中承担物重的绳子段数n＝4，假设重物上升高度为h，那么两滑轮组中绳端移动的距离分别为
s甲＝3h，s乙＝4h
甲滑轮组中拉力做的总功为W甲总＝F1•3h
乙滑轮组中拉力做的总功为W乙总＝F2•4h
F1＝F2 ， 所以W甲总＜W乙总 ， 时间相同，由公式 知，P甲总＜P乙总 ， AB不符合题意；
CD．甲、乙两滑轮组提升的物重G相同，设一个动滑轮的重为G动 ， 不计绳重及摩擦，那么甲滑轮组的机械效率为
η甲＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%
同理可得，乙滑轮组的机械效率为η乙＝ ×100%，
所以η甲＞η乙 ， C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】通过表达式可以看出，在不考虑摩擦力的影响时，滑轮组的机械效率与物体的重力和动滑轮的重力有关，与提升的高度和绳子的绕法无关。
8.【答案】 B
【解析】【解答】A．物体的内能增加，可以是从外界吸收了热量或者外界对物体做功，A不符合题意；
B．物体之间发生热传递需满足具有温度差，温度相同的物体接触时不发生热传递，B符合题意；
C．物体内能大小与温度和质量有关，那么80°C的水不一定比30°C的水含有的内能多，C不符合题意；
D．把0°C的冰块加热熔化成0°C的水，吸收热量，内能增大，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】改变的内能的方式有做功和热传递；热传递的条件是物体间有温度差；物体的内能和物体的温度、质量、状态有关，固体熔化内能增大。
9.【答案】 A
【解析】【解答】克服重力做的有用功为W有=Gh=1.5×104N×3m=4.5×104J
由于滑轮组的机械效率为75%，那么拉力做的总功为
那么可求额外功为W额=W总-W有=6×104J-4.5×104J=1.5×104J
如图动滑轮上两段绳子，那么倍数关系为2，当物体匀速提升3m，那么绳子拉动6m，那么可求拉力为
拉力的功率为
A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故答案为：A。
【分析】根据重力和高度的乘积计算有用功；有用功和机械效率的比值计算总功；功和时间的比值计算功率。
10.【答案】 C
【解析】【解答】一壶水质量约为
通常情况下室温约为25℃左右，那么水烧开升高温度为75℃，吸收热量约为
故答案为：C。
【分析】根据密度和体积的乘积计算质量；根据比热容、质量和温度差的乘积，计算吸热的多少。
11.【答案】 C
【解析】【解答】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中内能转化为机械能的是做功冲程，该过程中应进排气口关闭，火花塞点火，活塞向下运动，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】汽油机的做功冲程，将内能转化为机械能；做功冲程的气门关闭，活塞下行。
12.【答案】 B
【解析】【解答】在将铁棒从水平地面拉至竖直立起过程中，力F作用在B端且始终与铁棒垂直，那么动力臂始终为AB，大小不变，铁棒重力大小不变，对应力臂逐渐减小，那么由杠杆平衡公式F1l1=F2l2 ， 可知力F逐渐减小，B符合题意；
故答案为：B。
【分析】在杠杆平衡时，阻力和动力臂不变时，阻力臂减小，动力减小。
13.【答案】 C
【解析】【解答】由题意可知，通过 扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机；由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，那么灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，综上结合选项可知，只有C图符合题意。
故答案为：C。
【分析】用电器能分别工作的电路是并联电路，多个开关能分别空气用电器，开关并联。
14.【答案】 C
【解析】【解答】解：A、甲“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.5J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故甲枪属于玩具枪；
B、乙“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.54J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故乙枪属于玩具枪；
C、丙“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=2J/cm2＞1.8J/cm2 ， 故丙可认定为“真枪〞；
D、丁“玩具枪〞的发射的弹丸距枪口30cm处的动能与弹丸的横截面积之比：=1.43J/cm2＜1.8J/cm2 ， 故丁枪属于玩具枪。
应选C。
【分析】解决此题需要对数据进行处理，比照后找出符合题目要求的选项。
15.【答案】 D
【解析】【解答】由于热水释放的热量一局部被空气吸收，那么热水放出的热量一定大于冷水吸收的热量，又由于从表格可知，相同时间内，热水和冷水到达同一温度，热水下降的温度高于冷水升高的温度，那么热水温度下降比冷水温度升高得快，又由 可知，热水的质量可能小于冷水的质量，ABC正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故答案为：D
【分析】热传递过程中，存在能量损失；热量相同的水，温度变化越大，质量越小。
二、填空题
16.【答案】 错误；向右倾斜
【解析】【解答】图中所标的力臂是错误的，应该是支点O到硬币的中心的距离为力臂，采用极限思维：如果将两边的硬币以相同速度同时匀速做远离支点的运动，在相同时间内，左端的硬币先离开杠杆，右端的硬币仍然在杠杆上，杠杆会向右倾斜。如果都没离开杠杆那么：设一个硬币质量为m那么运动前2mgL1=4mgL2
运动一段时间后，左边2mg〔L1+vt〕
右边4mg〔L2+vt〕
可得2mg〔L1+vt〕<4mg〔L2+vt〕
所以杠杆向右倾斜。
【分析】 杠杆上的力臂，是支点到力的作用线的垂线，不一定是到物体的距离；当力臂相同时，力越大，杠杆的变化越大。
17.【答案】 做功；压缩
【解析】【解答】改变内能的方式有两种：做功和热传递。搓手属于做功的方式改变内能，具体的能量转化为机械能转化成内能，这与内燃机的压缩冲程是一样的。
【分析】物体间摩擦是做功改变内能；汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能。
18.【答案】 热传递；大
【解析】【解答】改变内能的两种方法分别是做功和热传递，由题意知，水冷的原理是通过热传递使发动机内能减少的。比热容反响的是物质的吸放热性能，由题意知，冷却液的选择是比热容大的物质，变化相同的温度能吸收更多的热量。
【分析】不同温度的物体间可以通过热传递改变内能；水的比热容较大，便于吸热或放热。
19.【答案】 增大；内
【解析】【解答】在火箭加速升空过程中，载人飞船试验船质量不变，速度增大，因此动能增大。在返回舱返回地面的过程中会与大气摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能。
【分析】物体的动能和物体的质量、速度有关，摩擦可以使机械能转化为内能。
20.【答案】 0.8；偏小
【解析】【解答】如下列图：
因为杠杆平衡，那么有
那么有
假设秤砣上粘有油污，m2增大，而G1lOA不变，所以lOB要变小，杆秤所示的质量值要偏小。
【分析】根据杠杆的平衡条件，结合的力和力臂，计算未知力的大小；砝码偏大，测量值偏小。
三、实验题
21.【答案】 〔1〕弹簧测力计对绳子末端的拉力；物体的重力
〔2〕F1=F2=F3
〔3〕可以改变力的方向
【解析】【解答】(1)在研究使用定滑轮是否省力时，我们需要比较绳子末端受到的拉力和物体的重力大小；用如图甲所示装置匀速提升重物，需要测量的物理量是弹簧测力计对绳子末端的拉力和物体的重力。
(2)图乙的装置是一个定滑轮，定滑轮工作的特点既不省力也不费距，所以分别用拉力F1、F2、F3匀速提升重物，三个力的大小相等，即F1=F2=F3
(3)虽然既不省力也不费距，但是定滑轮可以改变力的方向，所以旗杆顶部装一个定滑轮能够方便我们升降国旗。
【分析】〔1〕测量定滑轮工作特点时，需要测量物体的重力和绳子上的拉力；
〔2〕使用定滑轮时，力的大小不变；
〔3〕定滑轮可以改变力的方向。
22.【答案】 =；；A
【解析】【解答】小明用相同的酒精灯给质量相等的水和沙子加热，在相同时间内，水和沙子吸收的热量是相同的，那么5min内水吸收的热量=沙子吸收的热量。
加热5min，水升高的温度为Δ
沙子升高的温度为Δ
在相同时间内，质量相同的水和沙子吸收相同的热量，根据 Δt可知，物质的比热容与升高的温度成反比，那么故沙子的比热容
故沙子的比热容为 J。
质量相同的水和沙子升高相同的温度，比热容大的，加热时间越长，吸收的热量越多，水的比热容大，那么水的加热时间长，A符合题意。
【分析】相同的加热器相同时间，产生热量相同，物体吸热相同；根据热量和质量相同，结合的比热容和温度差，计算未知物体的比热容；根据温度变化相同判断比热容大小时，加热时间不同。
23.【答案】 〔1〕右；6.2
〔2〕4.2×103J
〔3〕薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收
【解析】【解答】(1)天平放在水平面上并将游码归零，发现指针偏左说明天平左侧较重，应将平衡螺母向右调。
由图甲可知，薯片的质量为
(2)水吸收的热量为
(3)薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。
【分析】〔1〕天平调节平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节；；
〔2〕根据砝码和游码的位置测量质量根据比热容、质量和温度差，计算吸收热量的多少；
〔3〕根据吸收的热量和燃料的质量，计算燃料 热值时，由于存在热损失，热值偏小。
24.【答案】 〔1〕右；水平；力臂；自重
〔2〕0.15
〔3〕一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
〔4〕能；等于
【解析】【解答】〔1〕调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母向上翘的一端移动，由于杠杆右端偏高，左端的平衡螺母应向上翘的右端移动，使杠杆在水平位置平衡，消除杠杆自重对杠杆平衡的影响，力臂在杠杆上，便于测量力臂大小；
〔2〕杠杆平衡条件是：F1 L1 =F2 L2 ， 根据数据代入杠杆平衡条件得：1.5N×0.1m=1N×L2 ，解得阻力臂L2是：L2 =0.15m；
〔3〕甲同学只做一次实验就得出杠杆平衡的条件是：动力×动力臂=阻力×阻力臂，是不合理，因为一组实验数据太少，具有偶然性，不便找出普遍规律
〔4〕乙同学为了证明丙同学的结论是错误的，他做的如图C的实验能得出此结论是不正确的；即当动力臂不等于支点到动力作用点的距离时，看实验结论是否成立；
杠杆平衡条件为：F1 L1 =F2 L2 ，故可得：4×0.5N×3×5cm=3N×1/2×4×5cm，左右相等，杠杆在水平位置平衡时，即动力×动力臂=阻力×阻力臂。
【分析】〔1〕调节杠杆平衡时，平衡螺母向偏高的一侧调节，直到杠杆水平平衡；此时便于测量力臂；
〔2〕根据杠杆平衡条件，结合的力臂和力，计算未知力的大小；
〔3〕探究杠杆平衡条件时，需要屡次实验探究普遍性；
〔4〕杠杆上支点到物体的距离不是力臂；根据力和力臂的乘积，判断杠杆平衡条件。
25.【答案】 〔1〕转换法；不能
〔2〕速度
〔3〕错误；没有控制速度一定
〔4〕错误；实验中没有控制水平面的粗糙程度相同
【解析】【解答】(1)实验中通过观察木块B移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法。
假设水平面绝对光滑，那么木块运动时不受摩擦力作用，撞击后将保持匀速直线运动，不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小，所以本实验将不能到达探究目的。
(2)由于甲、乙两图中小球的质量一定，初始高度不同，所以到达水平面的时的速度不同，推动木块移动的距离不同，即对木块做功多少不同，说明小球的动能不同，故可以得出结论：物体的动能大小与速度有关。
(3)小华的看法是错误的，因为要探究动能与质量的关系，需要保证小球的速度不变，甲、丙两图中小球下落的高度不同，那么到达水平面的速度不同，所以，不能得出动能大小与质量的关系。
(4)图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系，应改变小球撞击木块前的速度，控制其它因素相同，而实验中没有控制水平面的粗糙程度相同，故错误的。
【分析】〔1〕通过物体推动木块移动距离反响动能的大小，是转换法的利用；
〔2〕相同物体从斜面上下落的高度不同，可以探究动能和速度的关系；
〔3〕探究物体的动能和物体质量关系时，要保持物体的运动速度相同；
〔4〕探究动能大小的影响因素时，水平面粗糙程度不同，不能比较动能的大小。
26.【答案】 〔1〕0
〔2〕
〔3〕3.2
〔4〕200mL
【解析】【解答】(1)空桶悬挂在B点，质量为m的物体A悬挂在C点时，杠杆水平平衡，桶中没有液体，液体的密度为零，此时C点的密度刻度线应标注为0。
(2)设空桶的质量为m桶 ， 由杠杆的平衡条件可知m桶gl=mgl0
桶的质量m桶=
在B点的空桶内注满液体，根据杠杆的平衡条件可得(m桶+m)gl=mgl1
(m桶+ρV)gl=mgl1
( +ρV)gl=mgl1
ρ=
(3)由(2)中的公式可知ρ与(l1-l0)成正比，密度为1.0×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为4cm，那么密度为0.8×103kg/m3刻度线与零刻度线之间的距离为l2
l2=3.2cm
(4)要使制作的杠杆密度计测量精度更高一些，分度值小一些，由ρ= 可知增大液体的体积可以使密度小一些，分度值小一些，所以选择200mL规格的空桶，精度更高一些。
【分析】〔1〕杠杆上没有测量物时平衡，此时钩码的位置是0刻度的位置；
〔2〕根据杠杆平衡条件，结合的质量和力臂，计算未知物体的质量；利用质量和体积的比值计算密度；
〔3〕根据密度关系和力臂大小，计算未知的力臂；
〔4〕测量的物体体积越大，在其它条件一定时，密度能精确些。
四、作图题
27.【答案】 解：如下列图：
【解析】【解答】滑轮组最省力，绳子承重段数应该最多，同时拉力方向应该向下才符合题意，故绳子从动滑轮开始绕起。
【分析】根据人的位置，将动滑轮和动滑轮依次连接.
28.【答案】 解：如下列图：
【解析】【解答】由于照明灯和电动机应可独立工作，那么为并联，由题意分析可知，门控开关控制照明灯，温控开关控制压缩机，那么作图如下
【分析】各用电器可以独立工作，是并联电路，各用电器在不同的支路上。
五、计算题
29.【答案】 〔1〕解：如图两个都为定滑轮，那么拉动距离为40cm，合0.4m，那么拉力功率为
答：小明拉动拉力器做功的功率250W；
〔2〕解：物体重力为G=mg=20kg×10N/kg=200N
那么克服摩擦力做功为Wf=W总-W有=Fs-Gh=250N×0.4m-200N×0.4m=20J
答：小明拉动拉力器过程中产生的摩擦力所做的功为20J。
【解析】【分析】〔1〕根据力和距离的乘积计算做功多少，功和时间的比值计算功率；
〔2〕根据质量计算重力；利用重力和高度的乘积计算功的大小。
30.【答案】 〔1〕解：汽车速度为v=36km/h=10m/s
汽车匀速运动，阻力等于牵引力，由P=Fv可求
答：卡丁车所受阻力为1150N；
〔2〕解：匀速行驶20min，消耗汽油质量为
汽油产生的热量为Q放=mq=1.2kg×4.6×107J/kg=5.52×107J
发动机做功为W=Pt=1.15×104W×20×60s=1.38×107J
那么卡丁车汽油机的效率为
答：卡丁车汽油机的效率为25%。
【解析】【分析】〔1〕根据功率和速度的比值计算力的大小，结合二力平衡计算摩擦力；
〔2〕根据密度和体积的乘积计算质量；利用燃料的质量和热值的乘积计算热量；根据功率和时间的乘积计算功；功和热量的比值计算热机效率。
31.【答案】 〔1〕解：由乙丙图可知，在1~2s内，物体匀速上升，此时拉力为10N，动滑轮上两段绳子，那么由平衡条件可求动滑轮重力为G动=2F-GA=2×10N-15N=5N
答：动滑轮重力为5N；
〔2〕解：第2s内拉力为10N，A上升速度为2m/s，由于绳子段数为2，那么人拉绳子速度为4m/s，故第2s内拉力F的功率为P=Fv人=10N×4m/s=40W
答：第2s内拉力F的功率为40W；
〔3〕解：由于C能承受的最大拉力为50N，动滑轮两段绳子，那么滑轮、吊篮和物体总重不能超过100N，即此装置最多能匀速运载货物重力为G货=Gmax-G滑-G篮=100N-5N-15N=80N
答：装置最多能匀速运载80N的货物；
〔4〕解：同一滑轮组所拉重物越重机械效率越高，那么此装置提升重物的最大机械效率为
答：此装置提升重物的最大机械效率为80%。
【解析】【分析】〔1〕根据滑轮组绳子的拉力和物体的重力，可以计算动滑轮的重力；
〔2〕根据力和速度的乘积计算功率的大小；
〔3〕根据滑轮组的总拉力与动滑轮重力、吊篮重力的差计算物体的重力；
〔4〕根据物体的重力和总重力的比值，计算机械效率。
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