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江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中考试物理试卷(含答案)
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这是一份江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中考试物理试卷(含答案)，共40页。
江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
一.选择题（共12小题，每小题2分，共24分）
1．（2分）从杠杆的分类来看，如图所示的各种常用工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钉锤拔钉子 D．镊子
2．（2分）根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（ ）
A．把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为20J
B．中学生跳绳一次所做的功约为500J
C．托起一个鸡蛋的力约为10N
D．中学生爬楼的功率约为150W
3．（2分）如图，用相同的滑轮组装而成的甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F1和F2大小相等
B．甲、乙滑轮组对物体做的有用功相等
C．拉力F1和F2做的总功相等
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
4．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙
B．乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C．甲图是对外输出动力的冲程
D．乙图冲程将内能转化为机械能
5．（2分）掉在水平地面上的弹性小球会弹起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样，下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球在位置3和5比较，它们的机械能相同
C．小球从位置1到位置2的过程中，动能主要转化为势能
D．小球在位置3和5比较，在位置5时动能较小，机械能也较小
6．（2分）如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，对于这两种使用方式下列分析正确的是（ ）
A．向上撬更省力，因为向上时动力臂更长
B．向上撬更省力，因为向上时阻力臂更短
C．向下撬更省力，因为向下时动力臂更长
D．向下撬更省力，因为向下时阻力臂更短
7．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计的符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
9．（2分）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在杆的中点施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F不变，杠杆是费力杠杆
C．F变大，先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．F变小，先是费力杠杆，后是省力杠杆
10．（2分）小红同学将相同的两只小灯泡L1和L2串联在电路中，如图所示，接通开关后发现灯泡L1、L2都不亮；当她用另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，发现三灯都不亮；当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了。产生这一现象的原因分析，你认为合理的是（ ）
A．灯泡L1、L2都发生了断路
B．灯泡L1完好，灯泡L2断路
C．灯泡L1断路，灯泡L2完好
D．灯泡L1短路，灯泡L2断路
11．（2分）如图，某兴趣小组用轻杆自制简易液体密度秤。A端空桶不注入液体时，调节秤砣M悬挂点B使杆在水平位置平衡，在B处标注“0”；往空桶注入一定体积的水，再次调节使杆平衡，在悬挂点处标注“1”，按比例标注其它刻度。下列操作中一定可以增大密度秤量程的是（ ）
A．向右移动支点 B．换用较长的轻杆
C．换用较轻的秤砣 D．换用较轻的空桶
12．（2分）如图甲所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，从a至c的过程中，小球在b处速度最大，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示，不计空气阻力，则从a至c的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．在a处时小球受到的弹力等于自身重力
B．小球在c处速度为零，处于平衡状态
C．ab段小球所受弹力小于重力，处于加速运动阶段
D．bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来
二.填空题（共9小题，每空1分，共28分）
13．（2分）在连接电路时，常要将金属导线绕到接线柱上，再旋紧螺丝。观察图中甲和乙，金属线在接线上绕向正确的是 ；旋紧螺丝时，应当 旋转（选填“顺时针”或“逆时针”）。
14．（3分）国家提倡节能环保，不少国民喜欢国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”），将 能转化为 能储存起来。
15．（3分）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能 （选填“改变力的方向”或“省力”）；
（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是 （选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。
16．（2分）如图所示是小华设计的定时充电电路。充电器充电3小时后，定时器中会有电流通过，充电器将停止充电，其原理是定时器相当于一个定时的 ，时间到，即接通电路，将充电器 ，使其停止充电。
17．（3分）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 大的特性。此次火箭发射过程中，30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J，氢的热值是 J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（3分）如图所示，小明正在做俯卧撑，这时可以把他的身体看作一个杠杆。图中A为身体的重心，小明的体重为550N，手臂长约50cm。则地面对手臂的支持力F的力臂为 cm，力F的大小为 N；若小明25s内完成了15个标准的俯卧撑，则小明这段时间内做功的功率约为 W。
19．（4分）小华用如图甲所示的装置测滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。
（1）实验中，应 拉动绳子的自由端，若偏离这个方向，测得机械效率将 。
（2）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验，将获得的数据绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（3）根据图乙中的A点提供的数据可知，此时被提升的物体重力为 N。
20．（5分）已知铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1：2，则它们吸收热量之比为 ；若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为 。把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，经过一段时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，奶制品与热水的质量相同，则其中 （选填“甲”或“乙”）代表奶制品温度变化的图象。若不考虑热损失，在6min～8min过程中，水的内能 （选“增大”、“减小”或“不变”）。从图象可以发现，甲、乙的比热容之比为 。
21．（3分）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW．则该发动机每秒钟做功 次，此时该发动机的效率是 %（汽油的热值为4.6×107J/kg）
三.解答题（共9小题，共计48分）
22．（2分）根据图1实物连接图，在图2虚线框中画出与它对应的电路图。
23．（2分）如图所示，F1是作用在压水井手柄A点的动力，O为支点，B为阻力作用点。请在图中画出F1的力臂L1、阻力F2。
24．（2分）如图，画出滑轮组的绕线图，使站在地面上的小孩提升重物时所用拉力最小。
25．（8分）小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，用到的器材有：刻度均匀的杠杆（每小格为2cm），支架，细线，钩码若干（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态。接下来，应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量 ；
（2）某次实验中，小依在杠杆A点挂上4个钩码后，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，她应在B点挂上 个钩码，当杠杆水平平衡后，将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，则杠杆 （选填序号A、B、C、D）；
A．左端下沉
B．右端下沉
C．保持水平平衡
D．无法判断
（3）实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E点称为杆秤的“定盘星”，则E点是此时杆秤的 刻度线；
②在称量货物时，使用提纽 （选填“B”或“C”）时，该杆秤的称量范围更大；
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量 （选填“大”或“小”）。
26．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， 液体的温度升高得较快， 液体适合做冷却剂。
27．（7分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 。（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。
28．（6分）质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.2m/s的速度上升10s，在此过程中（不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）求：
（1）拉力F做的有用功多大；
（2）拉力的功率；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率多大。（结果精确到0.1%）
29．（6分）已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为42%，则这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高多少℃？（当地的大气压强为1标准大气压）
30．（9分）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。某电动汽车有关数据如表所示，在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求：
（1）该车在这次测试过程中牵引力所做的功是多少J？
（2）该车受到的水平阻力f为多大？
（3）若该汽车换由效率为30%的汽油机提供相同大小的牵引力，在上述过程中以相同速度行驶相同距离大约需要消耗多少kg的汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg，结果保留一位小数）
（4）近期某公司发布了新研发的电池“麒麟电池”，据报道，该电池的能量密度可达约9×105J/kg，可供使电动汽车续航达到1000km，已知电动车能量利用效率可达90%，若该款汽车搭载300kg此电池（电池质量与原车电池质量相等），在电池满电状态下，可供汽车在同样的测试条件下以相同的最大功率行驶 km；按该公司宣传的电池满电时的最大续航里程来算，该电动车搭载了此电池后的百公里耗电量为 J/100km，请大家思考并解释商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是： 。
车辆类型
电动车
电池类型
磷酸铁锂电池
续航里程
XX千米
最大功率
1×105W
江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷参考答案与试题解析
一.选择题（共12小题，每小题2分，共24分）
1．（2分）从杠杆的分类来看，如图所示的各种常用工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钉锤拔钉子 D．镊子
【分析】依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系：若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆。
【解答】解：A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、钉锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。
故选：D。
【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。
2．（2分）根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（ ）
A．把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为20J
B．中学生跳绳一次所做的功约为500J
C．托起一个鸡蛋的力约为10N
D．中学生爬楼的功率约为150W
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为：W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×0.8m＝1.6J，故A错误；
B、中学生跳绳一次所做的功约为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.1m＝50J，故B错误；
C、托起一个鸡蛋的力约为0.5N，故C错误；
D、中学生爬楼的功率约为：P＝＝＝＝＝150W，符合实际，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
3．（2分）如图，用相同的滑轮组装而成的甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F1和F2大小相等
B．甲、乙滑轮组对物体做的有用功相等
C．拉力F1和F2做的总功相等
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
【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，所做额外功相同；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：A、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），n1＝2，n2＝3，则绳子受的拉力，F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1≠F2，故A错误。
B、因为提升的物体重和高度相同，且W有＝G物h，不计绳重及摩擦，所以滑轮组做的有用功相同，故B正确。
C、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，不计绳重及摩擦，则 W额＝G动h，所以滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功也相同，故C正确。
D、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，且W有＝G物h，不计绳重及摩擦，则 W额＝G动h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功也相同，又因为η＝所以，两滑轮组的机械效率相同，故D正确。
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。
4．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙
B．乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C．甲图是对外输出动力的冲程
D．乙图冲程将内能转化为机械能
【分析】四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的名称；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解：
甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
A、四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故A正确；
B、四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外输出功，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，甲乙丙图是靠飞轮惯性完成的冲程，故B错误；
C、甲图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，不是对外输出动力的冲程，故C错误；
D、乙图为吸气冲程，没有能量的转化，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5．（2分）掉在水平地面上的弹性小球会弹起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样，下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球在位置3和5比较，它们的机械能相同
C．小球从位置1到位置2的过程中，动能主要转化为势能
D．小球在位置3和5比较，在位置5时动能较小，机械能也较小
【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、被举起的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能的和。
【解答】解：A、小球在位置4时高度并不是最大，所以势能不是最大，势能最大的点为1，故A错误；
B、小球3和5比较，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以小球5比小球3机械能小，故B错误；
C、小球从位置1到位置2的过程中，重力势能主要转化为动能，少部分转化为内能，故C错误；
D、小球3和5比较，高度相等、势能相等，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小，故D正确。
故选：D。
【点评】知道动能、重力势能的影响因素，能判断动能、重力势能、机械能的变化，属于基础题目。
6．（2分）如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，对于这两种使用方式下列分析正确的是（ ）
A．向上撬更省力，因为向上时动力臂更长
B．向上撬更省力，因为向上时阻力臂更短
C．向下撬更省力，因为向下时动力臂更长
D．向下撬更省力，因为向下时阻力臂更短
【分析】分析两种情况下：向上用力时，动力臂为AB，阻力臂为BC；向下用力时，动力臂为AD，阻力臂为CD；因为BC＝CD，AB＞AD，可得阻力臂和动力臂的比值大小。在阻力不变的情况下，根据杠杆平衡条件，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，分析哪种情况最省力。
【解答】解：向上用力支点为B，以B点为支点，
因为F上×AB＝F×BC，
所以F上＝F×，
向下用力支点为D，以D点支点，
因为F下×AD＝F×DC，
所以F下＝F×，
由图知，BC＝CD，AB＞AD，
则＜，
故F上＜F下，即向上用力最省力。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，从图得出两种情况下动力臂和阻力臂的比值关系是本题的关键。
7．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计的符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
由图知，
A、只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故A不符合题意；
B、只闭合S1时，电动机工作，同时闭合S1和S2时，电动机和灯泡都工作，故B不符合题意；
C、只闭合S1时，电动机和灯都工作，故C不符合题意；
D、只S1闭合，灯L发光，再S2闭合，电动机M也工作，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了电路图的设计，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
【分析】（1）物体在任何情况下都具有内能；
（2）热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，可以说放出或吸收多少热量，但不能说含有多少热量；
（3）物体吸收热量时，可能导致物体的温度发生变化，也可能导致物体的状态发生变化；
（4）发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解：A、0℃的水仍然具有内能，故A错误；
B、热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故B错误；
C、晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能增加，故C错误；
D、在热传递过程中，热量总从温度高的物体转移到温度低的物体，或者从同一物体的高度部分传递到低温部分。两个内能相同的物体如果温度不同，相互接触时也会发生热传递，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了热传递的条件以及温度、热量与内能的关系，是一道综合题。
9．（2分）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在杆的中点施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F不变，杠杆是费力杠杆
C．F变大，先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．F变小，先是费力杠杆，后是省力杠杆
【分析】（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
（2）运用杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析动力的大小变化。
【解答】解；由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆；该过程中，动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，物体的重力G的力臂逐渐变大，根据杠杆平衡条件可知，F始终变大。
故选：C。
【点评】能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
10．（2分）小红同学将相同的两只小灯泡L1和L2串联在电路中，如图所示，接通开关后发现灯泡L1、L2都不亮；当她用另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，发现三灯都不亮；当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了。产生这一现象的原因分析，你认为合理的是（ ）
A．灯泡L1、L2都发生了断路
B．灯泡L1完好，灯泡L2断路
C．灯泡L1断路，灯泡L2完好
D．灯泡L1短路，灯泡L2断路
【分析】灯泡不亮时可能是发生短路或灯泡开路，灯泡亮时说明电路是通路，据此分析即可判断。
【解答】解：
由图可知，L1和L2串联在电路中；接通开关后灯泡L1、L2都不亮，说明电路可能处于断路或短路；
当另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，三灯都不亮，说明电路没有形成通路，则L2不可能是短路，L2一定是断路；
当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了，说明L3通过L1与电源的正负极之间形成通路，但L1不亮，说明L1短路。
故选：D。
【点评】本题考查电路故障的判断，知道当灯泡不亮时可能是发生短路或灯泡开路两种情况。
11．（2分）如图，某兴趣小组用轻杆自制简易液体密度秤。A端空桶不注入液体时，调节秤砣M悬挂点B使杆在水平位置平衡，在B处标注“0”；往空桶注入一定体积的水，再次调节使杆平衡，在悬挂点处标注“1”，按比例标注其它刻度。下列操作中一定可以增大密度秤量程的是（ ）
A．向右移动支点 B．换用较长的轻杆
C．换用较轻的秤砣 D．换用较轻的空桶
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，空桶注入一定体积的水作为动力，LOA为动力臂，Loc为阻力臂，要增大密度秤量程，如图所示：
在Loc一定时，显示的读数越大，其量程就越大。
【解答】A．向右移动支点，Loc变小，其读数减小，量程减小，不符合题意；
B．换用较长的轻杆，若OA长度保持不变，OC长度增加，可增大量程；若OA长度也发生变化则增大密度秤量程不能确定。故不符合题意；
C．根据杠杆的平衡条件（G液+G桶）×LOA＝G×LOC，换用较轻的秤砣，在（G液+G桶）×LOA一定时，换用较轻的秤砣，即G越小，LOC越大，LOC一定时，不能增大其量程，
D．换用较轻的空桶换（G液+G桶）×LOA的乘积减小，其LOC减小，在轻杆长度一定时，增大量程。
故选：D。
【点评】此题对杠杆平衡条件的运用，合理分析即可得出正确的结论。
12．（2分）如图甲所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，从a至c的过程中，小球在b处速度最大，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示，不计空气阻力，则从a至c的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．在a处时小球受到的弹力等于自身重力
B．小球在c处速度为零，处于平衡状态
C．ab段小球所受弹力小于重力，处于加速运动阶段
D．bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来
【分析】（1）小球在a处时，与弹簧刚接触还没发生挤压；
（2）小球在b处速度最大，说明弹簧对小球的弹力和小球的重力构成一对平衡力；
（3）由速度变化图像可知，ab段加速，bc段减速；
（4）从能量转化的角度分析，小球的重力势能减小，动能先增大后减小，弹簧的弹性势能一直增大，据此解答。
【解答】解：A、小球运动到a处时刚与弹簧接触，还没发生挤压，此时弹簧弹力为零，故A错误；
B、小球在b处速度最大，说明由b到c是减速过程，重力小于弹力，小球在c点处于非平衡状态，故B错误；
C、由图可知，ab段速度不断增大，说明该过程重力大于弹力，故C正确；
D、从能量转化的角度分析，bc段小球的重力势能减小，动能减小，弹簧的弹性势能增大，所以bc段弹簧的弹性势能是由小球的重力势能和动能转化而来，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查平衡状态的判断、机械能的转化、力与运动的关系，属于综合题。
二.填空题（共9小题，每空1分，共28分）
13．（2分）在连接电路时，常要将金属导线绕到接线柱上，再旋紧螺丝。观察图中甲和乙，金属线在接线上绕向正确的是 甲 ；旋紧螺丝时，应当 顺时针 旋转（选填“顺时针”或“逆时针”）。
【分析】本题抓住电路的连接，接线顺时针旋转，接线会更牢固。
【解答】解：连接电路时，由于螺丝和金属导线间的摩擦，需要顺时针旋转，这样接线会更牢固。
故答案为：甲；顺时针。
【点评】本题考查了电路的接线方式。
14．（3分）国家提倡节能环保，不少国民喜欢国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”），将 电 能转化为 化学 能储存起来。
【分析】电池供电时是电源，充电时则为用电器；充电的过程中，电能转化为化学能。
【解答】解：给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能，所以此时蓄电池相当于用电器。
故答案为：用电器；电；化学。
【点评】本题主要考查了电路元件的判断，要根据能量的转化来判断。
15．（3分）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 定 滑轮，它能 改变力的方向 （选填“改变力的方向”或“省力”）；
（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是 减小 （选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。
【分析】（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；
（2）根据杠杆平衡条件，当阻力和动力臂一定时，阻力臂越短，动力越小、越省力。
【解答】解：（1）国旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向，故当旗帜缓慢上升时，手对绳的拉力方向向下；
（2）剪刀在使用过程中，在同样的情况下，被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1＝F2L2可知：阻力和动力臂一定时，阻力臂L2越小，动力越小、越省力，因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
故答案为：（1）定；改变力的方向；（2）减小。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点以及杠杆的应用的了解和掌握，是一道基础题。
16．（2分）如图所示是小华设计的定时充电电路。充电器充电3小时后，定时器中会有电流通过，充电器将停止充电，其原理是定时器相当于一个定时的 开关 ，时间到，即接通电路，将充电器 短路 ，使其停止充电。
【分析】当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，定时器可以控制充电器，由于定时器与充电器并联，则应采取短路的方式来达到这一目的。
【解答】解：由题意可知，定时器相当于一个定时的开关，时间到，即接通电路，将充电器短路，使其停止充电。
故答案为：开关；短路。
【点评】本题考查电路的分析，关键是知道要使用电器不工作有两种方式，即让电路处于断路或让用电器短路。
17．（3分）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 热值 大的特性。此次火箭发射过程中，30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J，氢的热值是 1.4×108 J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】（1）液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
（2）已知氢的质量和完全燃烧放出的热量，利用q＝求氢的热值；
（3）燃料的热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。
【解答】解：（1）火箭使用的燃料主要是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量；
（2）氢的质量：m＝30kg，
由Q放＝mq可知，氢的热值：q＝＝＝1.4×108J/kg；
（3）因为燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，所以液态氢燃烧的过程中，其热值保持不变。
故答案为：热值；1.4×108；不变。
【点评】本题考查了液态氢完全放热公式的应用、热值特性的了解，属于基础性题目。
18．（3分）如图所示，小明正在做俯卧撑，这时可以把他的身体看作一个杠杆。图中A为身体的重心，小明的体重为550N，手臂长约50cm。则地面对手臂的支持力F的力臂为 150 cm，力F的大小为 330 N；若小明25s内完成了15个标准的俯卧撑，则小明这段时间内做功的功率约为 99 W。
【分析】（1）支点到力的作用线的距离是力臂，由图示可以求出力的力臂，应用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的支持力；
（2）根据W＝Fs求出他做一个俯卧撑做的功，然后求出他25s内做的总功，利用P＝求出他1min内的功率。
【解答】解：（1）由图可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂L＝0.6m+0.9m＝1.5m＝150cm；
由杠杆平衡条件可得：FL＝GLG，即F×1.5m＝550N×0.9m，
解得：F＝330N；
（2）每做一次俯卧撑肩膀升高的高度：
h＝50cm＝0.5m，
他做一个俯卧撑做的功：
W＝Fs＝330N×0.5m＝165J，
1min内做的总功：
W总＝nW＝15×165J＝2475J，
他1min内的功率：
P＝＝＝99W。
故答案为：150；330；99。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件、功率的计算，是紧密联系实际的习题，熟练掌握杠杆平衡条件、功、功率的公式是解题的基础，读懂题由图获取足够的信息是解题的关键。
19．（4分）小华用如图甲所示的装置测滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。
（1）实验中，应 竖直 拉动绳子的自由端，若偏离这个方向，测得机械效率将 降低 。
（2）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验，将获得的数据绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低 （填“高”或“低”）。
（3）根据图乙中的A点提供的数据可知，此时被提升的物体重力为 3 N。
【分析】（1）用滑轮组竖直拉动物体时，绳端要竖直向上或向下匀速直线拉动；若偏离这个方向，拉力会变大，根据η＝×100%＝×100%判断出测得机械效率的偏差；
（2）根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论；
（3）根据η＝×100%即可求出被提升物体所受的重力。
【解答】解：（1）实验中用滑轮组向上提升物体，绳端要竖直向上匀速拉动；
若偏离这个方向，拉力会变大，根据η＝×100%＝×100%知测得机械效率的降低；
（2）根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
（3）根据图乙可知，当动滑轮重为1N时，滑轮组的机械效率为75%，
因忽略绳重和摩擦，所以做的额外功，W额外＝G动h，
根据η＝＝＝可知，
被提升物体所受的重力为：
G＝＝＝3N。
故答案为：（1）竖直；降低；（2）低；（3）3。
【点评】此题是探究“影响滑轮组机械效率与动滑轮重关系”的实验，考查了图像分析以及机械效率公式的应用。
20．（5分）已知铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1：2，则它们吸收热量之比为 3：2 ；若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为 1：3 。把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，经过一段时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，奶制品与热水的质量相同，则其中 乙 （选填“甲”或“乙”）代表奶制品温度变化的图象。若不考虑热损失，在6min～8min过程中，水的内能 不变 （选“增大”、“减小”或“不变”）。从图象可以发现，甲、乙的比热容之比为 2：1 。
【分析】（1）比热容是物质的一种特性，运用公式Q＝cmΔt和，可得出题目中的比例；
（2）把凉牛奶放在热水中加热，牛奶吸热、温度升高，热水放热、温度降低，由此判断温度随时间变化的图象中各部分的意义；
（3）物体温度越高，分子运动越剧烈，物体的内能就越大，分析图像6min～8min水的温度变化，得出水的内能变化；
（4）凉牛奶放在热水在相同时间里吸收和放出的热量相同。根据Q＝cm△t判断液体比热容的大小。
【解答】解：铜的比热容是铅的比热容的3倍，即c铜：c铅＝3：1，质量相同的铜块和铅块，即m铜：m铅＝1：1；若它们升高的温度之比为1：2，
则它们吸收热量之比为：；
若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为：；
把凉牛奶放在热水中加热，牛奶吸热、温度升高，热水放热、温度降低，直至两者的末温相等，因此甲是水的温度变化图象，乙是牛奶的温度变化图象；
物体温度越高，分子运动越剧烈，物体的内能就越大，若不考虑热损失，在6min～8min过程中，由图象可知，水的温度始终保持60℃不变，故水的内能不变；
若不考虑热损失，热水和凉牛奶发生热传递时，凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同；
根据图象可知，凉牛奶温度升高了（60℃﹣20℃）＝40℃，热水温度降低了（80℃﹣60℃）＝20℃，即Δt奶＝2Δt水；
不考虑热损失，则Q奶吸＝Q水放，已知m奶＝m水，且Δt奶＝2Δt水，
由Q＝cmΔt可得甲、乙的比热容之比：
。
故答案为：3：2；1：3；乙；不变；2：1。
【点评】本题主要考查学生对热传递的条件、影响内能大小的因素及热量计算公式的应用，属于基本知识的考查。
21．（3分）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 6×103 J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW．则该发动机每秒钟做功 25 次，此时该发动机的效率是 60 %（汽油的热值为4.6×107J/kg）
【分析】（1）根据m＝ρV计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量，然后根据Q放＝qm求出汽油燃烧产生的热量；
（2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周；
（3）先求出1s内汽油的燃烧放出的热量，再求出发动机1s所做的功，发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值，据此计算发动机的效率。
【解答】解：
（1）一个工作循环吸入混合物的体积：V＝2L＝2×10﹣3m3；
一个工作循环吸入混合物的质量：
m混＝ρ混V＝1.5kg/m3×2×10﹣3m3＝3×10﹣3kg；
一个工作循环吸入汽油的质量
m油＝m混＝×3×10﹣3kg＝×10﹣3kg；
发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为：
Q放＝qm油＝4.6×107J/kg××10﹣3kg＝6×103J；
（2）汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次；
（3）1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，
1s内汽油燃烧释放的热量：
Q放总＝25Q放＝25×6×103J＝1.5×105J，
根据公式P＝可知，发动机1s做功为：
W＝Pt＝9×104W×1s＝9×104J；
该车发动机的效率：
η＝＝×100%＝60%。
故答案为：6×103；25；60。
【点评】本题考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算，难点在于计算做一次功消耗燃油的质量，关键是理解空燃比的含义，难度较大。
三.解答题（共9小题，共计48分）
22．（2分）根据图1实物连接图，在图2虚线框中画出与它对应的电路图。
【分析】根据实物图分析电路的连接情况，再画出对应的电路图。
【解答】解：由实物图知，灯泡L1、L2并联，S在L1支路上，电路图如图所示：
【点评】本题考查根据实物图画电路图，正确分析电路的连接方式以及开关的位置是关键。
23．（2分）如图所示，F1是作用在压水井手柄A点的动力，O为支点，B为阻力作用点。请在图中画出F1的力臂L1、阻力F2。
【分析】先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向上）；
已知支点和动力的方向，从支点作力的作用线的垂线段（即力臂）。
【解答】解：从B点作竖直向上的力（即阻力F2）；
延长F1的作用线，从支点O作垂直于F1作用线的垂线段（即动力臂L1），如图所示
【点评】此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂，并且作图要求规范。
24．（2分）如图，画出滑轮组的绕线图，使站在地面上的小孩提升重物时所用拉力最小。
【分析】首先要会组装滑轮组。知道承担物重的绳子段数越多越省力。在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下。
【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起。如图：
【点评】此题考查了滑轮组的组装。滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多。
25．（8分）小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，用到的器材有：刻度均匀的杠杆（每小格为2cm），支架，细线，钩码若干（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆 是 （选填“是”或“不是”）平衡状态。接下来，应将杠杆的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量 力臂，排除杠杆自重对实验的影响 ；
（2）某次实验中，小依在杠杆A点挂上4个钩码后，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，她应在B点挂上 6 个钩码，当杠杆水平平衡后，将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，则杠杆 C （选填序号A、B、C、D）；
A．左端下沉
B．右端下沉
C．保持水平平衡
D．无法判断
（3）实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E点称为杆秤的“定盘星”，则E点是此时杆秤的 零 刻度线；
②在称量货物时，使用提纽 C （选填“B”或“C”）时，该杆秤的称量范围更大；
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量 大 （选填“大”或“小”）。
【分析】（1）当杠杆保持静止或匀速转动状态时，说明杠杆处于平衡状态；
在调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母应向着杠杆高的一端移动。使杠杆在平衡位置平衡的目的是便于测量力臂，排除杠杆自重对实验的影响；
（2）由杠杆的平衡条件可推出B处所挂钩码的个数；
（3）①②杆秤的工作原理是：杠杆的平衡条件，根据杆秤自重重心位置及杠杆平衡条件判断杆秤零刻度线的位置以及杆秤的最大称量；
③根据杠杆平衡条件分析秤砣对秤杆拉力力臂的变化即可解答。
【解答】解：（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态；
接下来，她们应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，排除杠杆自重对实验的影响。
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格长为L，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，
4G×3L＝nG×2L，
解得：n＝6，即在B位置挂上6个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，
左侧3G×4L＝12GL，
右侧6G×2L＝12GL，
左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积，杠杆保持水平平衡，故选：C；
（3）①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E称为“定盘星”，是杆秤的零刻度线；
②由图示可知，使用提纽C时，秤砣对秤杆拉力的力臂变大，货物对秤杆拉力的力臂变小，由m秤砣gL秤砣＝m物gL物可知，杆秤的最大称量较大；
③当秤砣磨损一部分，相当于秤砣的质量减小了，根据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，动力减小，动力臂增大，所以测量结果偏大了。
故答案为：（1）是；右；力臂，排除杠杆自重对实验的影响；（2）6；C；（3）零；C；大。
【点评】本题主要考查探究杠杆的平衡条件的实验，属于基础题，难度不大，其中判断杠杆是否处于平衡状态是易错点。
26．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 甲乙 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 加热时间 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 甲丙 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 质量和升高的温度乘积 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， a 液体的温度升高得较快， b 液体适合做冷却剂。
【分析】（1）根据控制变量法分析比较不同燃料的热值时，需要选择哪两个图进行实验；
实验过程中根据加热时间来反映燃料完全燃烧放出的热量；
（2）根据控制变量法分析比较不同物质吸热升温时，需要选择哪两个图进行实验；
比热容是指单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量；
（3）从图中可知加热相同时间时a和b升高的温度，据此分析哪个液体温度升高较快；
从图中分析a和b的比热容大小，便可知道哪个液体更适合做冷却剂。
【解答】解：（1）比较不同燃料的热值，需要使被加热的物质相同而燃料不同，由图可知应选择甲、乙两图进行实验；加热时间越长，燃料完全放出的热量越多，因此燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过加热时间来反映的；
（2）比较不同物质吸热升温的特点，需要使燃料种类相同，被加热物质不同，由图可知应选择甲、丙两图进行实验；
由比热容的概念可知将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫比热容；
（3）由图可知，加热相同时间时，a升高的温度更多，即a液体的温度升高较快；
由图可知升高相同温度，b的加热时间长，即b吸收的热量更多，因此b的比热容较大，b液体更适合做冷却剂。
故答案为：（1）甲乙；加热时间；（2）甲丙；质量和升高的温度乘积；（3）a；b。
【点评】本题考查了比较不同物质吸热和不同燃料燃烧放热的实验，解题关键是运用好控制变量法。
27．（7分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 速度 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 质量 有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 物块移动的距离 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 转换法 。（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： 物体的动能与物体的质量有关 ；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 超速 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 两次实验铁球的动能相等 。
【分析】（1）根据题中的信息进行分析，得出合理结论；
（2）碰撞时，钢球对物块做功越多，物体运动距离越远。通过观察物块移动的距离长短，来判断小钢动能的大小，是将钢球动能的大小转换为物块移动的距离长短，符合转换法的思想；
（3）（4）探究性实验应用的是控制变量法，可根据控制变量法的思想，结合题干进行分析，得出合理的结论；
（5）同一个弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，再结合题意进行分析。
【解答】解：（1）十次车祸九次快中的快指的是速度，则汽车的动能可能跟速度有关，安全驾驶莫超载中超载指的是质量，则汽车的动能可能跟质量有关；
（2）钢球具有的动能越大，钢球碰撞物块时，钢球对物块做的功就越多，物体运动的距离就越远，所以该验是通过观察物块运动的距离大小，来说明铁球对木块做功的多少。
将钢球动能的大小转换为物块移动的距离长短，这种探究问题的方法是转换法；
（3）根据甲、乙两图可知，甲图中钢球时乙图的2倍，从斜面下落时的高度一样，则钢球碰撞物块时的速度一样，碰撞后，两图中物块运动的距离不同，所以可得出的结论为：
物体的动能与物体的质量有关；
（4）根据甲、丙两图可知，钢球的质量相同，从斜面下落时的高度不同，甲的高度高，则甲图中钢球碰撞物块时的速度大于丙图的，碰撞后，物块移动的距离为：S1＞S3，说明：物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因；
（5）同一个弹簧被压缩的形变量相同时，所具有的弹性势能一样，释放弹簧时，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能，则两次铁球的动能都是相同的，导致在撞击同一木块后，木块的移动距离一样。
故答案为：（1）速度 质量； （2）物块移动的距离；转换法；（3）物体的动能与物体的质量有关；（4）超速； （5）两次实验铁球的动能相等。
【点评】本题考查了动能大小的影响因素和机械能守恒定律，利用控制变量法和转换法来探究动能大小跟各因素之间的关系，综合性较强，难度较大。
28．（6分）质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.2m/s的速度上升10s，在此过程中（不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）求：
（1）拉力F做的有用功多大；
（2）拉力的功率；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率多大。（结果精确到0.1%）
【分析】（1）利用v＝求出货物上升的距离，利用W有＝Gh求拉力F做的有用功；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度v＝nv物，利用P＝＝＝Fv求拉力做功的功率；
（3）利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求动滑轮的重力，根据G＝mg求工人的重力，工人能提供的最大拉力等于自身重力；在其他条件相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大；当工人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高；利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求提升的最大物重，利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由v＝可知，货物上升的距离：h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝500N×0.4m/s＝200W；
（3）因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×500N﹣900N＝100N，
工人的重力：G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
工人能提供的最大拉力：F最大＝G人＝600 N，
在其他条件相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大，
当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×600N﹣100N＝1100N，
则滑轮组的最大机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈91.7%。
答：（1）拉力F做的有用功为1800J；
（2）拉力的功率为200W；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率为91.7%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、功、功率、机械效率的计算，要知道：人能提供的最大拉力等于自身重力，当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高。
29．（6分）已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为42%，则这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高多少℃？（当地的大气压强为1标准大气压）
【分析】（1）已知天然气的热值和体积，利用Q放＝Vq得到这些天然气完全燃烧放出的热量；
（2）已知天然气放出的热量和热效率，利用效率公式求水吸收的热量；又知道水的比热容、质量，利用Q吸＝cmΔt求水升高的温度。注意：在标准大气压下水的沸点是100℃，水沸腾时吸收热量、温度不变。
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.04m3×3.8×107J/m3＝1.52×106J；
（2）由η＝可得水吸收的热量：
Q吸＝ηQ放＝42%×1.52×106J＝6.384×105J，
由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：
Δt＝＝＝8℃，
答：（1）完全燃烧0.04m3天然气放出1.52×106J的热量；
（2）这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高8℃。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、效率公式的应用，属于基础题目。
30．（9分）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。某电动汽车有关数据如表所示，在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求：
（1）该车在这次测试过程中牵引力所做的功是多少J？
（2）该车受到的水平阻力f为多大？
（3）若该汽车换由效率为30%的汽油机提供相同大小的牵引力，在上述过程中以相同速度行驶相同距离大约需要消耗多少kg的汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg，结果保留一位小数）
（4）近期某公司发布了新研发的电池“麒麟电池”，据报道，该电池的能量密度可达约9×105J/kg，可供使电动汽车续航达到1000km，已知电动车能量利用效率可达90%，若该款汽车搭载300kg此电池（电池质量与原车电池质量相等），在电池满电状态下，可供汽车在同样的测试条件下以相同的最大功率行驶 54 km；按该公司宣传的电池满电时的最大续航里程来算，该电动车搭载了此电池后的百公里耗电量为 2.7×107 J/100km，请大家思考并解释商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是： 测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程 。
车辆类型
电动车
电池类型
磷酸铁锂电池
续航里程
XX千米
最大功率
1×105W
【分析】（1）牵引力所做的功W＝Fs＝Pt，可根据题目给的具体条件，灵活选择使用；
（2）车在匀速直线行驶时，处于平衡状态，测试阻力等于牵引力；
（3）由效率公式，先计算出燃料燃烧时产生的热量，再根据热值算出消耗的汽油质量；
（4）理解电池的能量密度9×105J/kg这个概念，它指的是电池每1kg中所含的电能是9×105J。再根据功的公式计算其行驶的距离。
【解答】解：（1）由P＝得，该车在这次测试过程中牵引力所做的功为W＝Pt＝1×105W×360s＝3.6×107J；
（2）由W＝Fs得，测试过程中牵引力为F＝＝＝4.5×103N，
车在匀速直线行驶时，处于平衡状态，由二力平衡得，测试阻力为f＝F＝4.5×103N；
（3）由η＝%得，换效率为30%的汽油机提供动力时，汽油燃烧时释放的热量为Q＝＝＝1.2×108J，
由q＝得，行驶相同距离需要消耗的汽油为m＝＝≈2.7kg；
（4）由题意知，电池能量密度为9×105J/kg，电池质量为300kg，电动车能量利用效率为90%，则电池为汽车提供能量时，提供的总能量为W总＝9×105J/kg×300kg×90%＝2.43×108J，
由W＝Fs得，汽车行驶的距离为s＝＝＝5.4×104m＝54km，
按该公司宣传的电池满电时，电池中所储存的电能为9×105J/kg×300kg＝2.7×108J，其最大续航里程为1000km时，则100km耗电量为2.7×108J÷10＝2.7×107J，
商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是，测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程。
故答案为：（1）这次测试过程中牵引力所做的功3.6×107J；
（2）水平阻力f为4.5×103N；
（3）以相同速度行驶相同距离需要消耗的汽油约为2.7kg；
（4）54；2.7×107；测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程。
【点评】本题考查了机械功，功率，效率等知识点，并对新概念的理解，计算量比较大，难度较大，综合性强，对学生的要求较高。
江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷
一.选择题（共12小题，每小题2分，共24分）
1．（2分）从杠杆的分类来看，如图所示的各种常用工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钉锤拔钉子 D．镊子
2．（2分）根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（ ）
A．把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为20J
B．中学生跳绳一次所做的功约为500J
C．托起一个鸡蛋的力约为10N
D．中学生爬楼的功率约为150W
3．（2分）如图，用相同的滑轮组装而成的甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F1和F2大小相等
B．甲、乙滑轮组对物体做的有用功相等
C．拉力F1和F2做的总功相等
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
4．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙
B．乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C．甲图是对外输出动力的冲程
D．乙图冲程将内能转化为机械能
5．（2分）掉在水平地面上的弹性小球会弹起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样，下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球在位置3和5比较，它们的机械能相同
C．小球从位置1到位置2的过程中，动能主要转化为势能
D．小球在位置3和5比较，在位置5时动能较小，机械能也较小
6．（2分）如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，对于这两种使用方式下列分析正确的是（ ）
A．向上撬更省力，因为向上时动力臂更长
B．向上撬更省力，因为向上时阻力臂更短
C．向下撬更省力，因为向下时动力臂更长
D．向下撬更省力，因为向下时阻力臂更短
7．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计的符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
9．（2分）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在杆的中点施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F不变，杠杆是费力杠杆
C．F变大，先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．F变小，先是费力杠杆，后是省力杠杆
10．（2分）小红同学将相同的两只小灯泡L1和L2串联在电路中，如图所示，接通开关后发现灯泡L1、L2都不亮；当她用另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，发现三灯都不亮；当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了。产生这一现象的原因分析，你认为合理的是（ ）
A．灯泡L1、L2都发生了断路
B．灯泡L1完好，灯泡L2断路
C．灯泡L1断路，灯泡L2完好
D．灯泡L1短路，灯泡L2断路
11．（2分）如图，某兴趣小组用轻杆自制简易液体密度秤。A端空桶不注入液体时，调节秤砣M悬挂点B使杆在水平位置平衡，在B处标注“0”；往空桶注入一定体积的水，再次调节使杆平衡，在悬挂点处标注“1”，按比例标注其它刻度。下列操作中一定可以增大密度秤量程的是（ ）
A．向右移动支点 B．换用较长的轻杆
C．换用较轻的秤砣 D．换用较轻的空桶
12．（2分）如图甲所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，从a至c的过程中，小球在b处速度最大，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示，不计空气阻力，则从a至c的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．在a处时小球受到的弹力等于自身重力
B．小球在c处速度为零，处于平衡状态
C．ab段小球所受弹力小于重力，处于加速运动阶段
D．bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来
二.填空题（共9小题，每空1分，共28分）
13．（2分）在连接电路时，常要将金属导线绕到接线柱上，再旋紧螺丝。观察图中甲和乙，金属线在接线上绕向正确的是 ；旋紧螺丝时，应当 旋转（选填“顺时针”或“逆时针”）。
14．（3分）国家提倡节能环保，不少国民喜欢国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”），将 能转化为 能储存起来。
15．（3分）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 滑轮，它能 （选填“改变力的方向”或“省力”）；
（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是 （选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。
16．（2分）如图所示是小华设计的定时充电电路。充电器充电3小时后，定时器中会有电流通过，充电器将停止充电，其原理是定时器相当于一个定时的 ，时间到，即接通电路，将充电器 ，使其停止充电。
17．（3分）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 大的特性。此次火箭发射过程中，30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J，氢的热值是 J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
18．（3分）如图所示，小明正在做俯卧撑，这时可以把他的身体看作一个杠杆。图中A为身体的重心，小明的体重为550N，手臂长约50cm。则地面对手臂的支持力F的力臂为 cm，力F的大小为 N；若小明25s内完成了15个标准的俯卧撑，则小明这段时间内做功的功率约为 W。
19．（4分）小华用如图甲所示的装置测滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。
（1）实验中，应 拉动绳子的自由端，若偏离这个方向，测得机械效率将 。
（2）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验，将获得的数据绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
（3）根据图乙中的A点提供的数据可知，此时被提升的物体重力为 N。
20．（5分）已知铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1：2，则它们吸收热量之比为 ；若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为 。把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，经过一段时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，奶制品与热水的质量相同，则其中 （选填“甲”或“乙”）代表奶制品温度变化的图象。若不考虑热损失，在6min～8min过程中，水的内能 （选“增大”、“减小”或“不变”）。从图象可以发现，甲、乙的比热容之比为 。
21．（3分）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW．则该发动机每秒钟做功 次，此时该发动机的效率是 %（汽油的热值为4.6×107J/kg）
三.解答题（共9小题，共计48分）
22．（2分）根据图1实物连接图，在图2虚线框中画出与它对应的电路图。
23．（2分）如图所示，F1是作用在压水井手柄A点的动力，O为支点，B为阻力作用点。请在图中画出F1的力臂L1、阻力F2。
24．（2分）如图，画出滑轮组的绕线图，使站在地面上的小孩提升重物时所用拉力最小。
25．（8分）小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，用到的器材有：刻度均匀的杠杆（每小格为2cm），支架，细线，钩码若干（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆 （选填“是”或“不是”）平衡状态。接下来，应将杠杆的平衡螺母向 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量 ；
（2）某次实验中，小依在杠杆A点挂上4个钩码后，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，她应在B点挂上 个钩码，当杠杆水平平衡后，将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，则杠杆 （选填序号A、B、C、D）；
A．左端下沉
B．右端下沉
C．保持水平平衡
D．无法判断
（3）实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E点称为杆秤的“定盘星”，则E点是此时杆秤的 刻度线；
②在称量货物时，使用提纽 （选填“B”或“C”）时，该杆秤的称量范围更大；
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量 （选填“大”或“小”）。
26．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， 液体的温度升高得较快， 液体适合做冷却剂。
27．（7分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 。（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： ；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 。
28．（6分）质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.2m/s的速度上升10s，在此过程中（不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）求：
（1）拉力F做的有用功多大；
（2）拉力的功率；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率多大。（结果精确到0.1%）
29．（6分）已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为42%，则这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高多少℃？（当地的大气压强为1标准大气压）
30．（9分）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。某电动汽车有关数据如表所示，在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求：
（1）该车在这次测试过程中牵引力所做的功是多少J？
（2）该车受到的水平阻力f为多大？
（3）若该汽车换由效率为30%的汽油机提供相同大小的牵引力，在上述过程中以相同速度行驶相同距离大约需要消耗多少kg的汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg，结果保留一位小数）
（4）近期某公司发布了新研发的电池“麒麟电池”，据报道，该电池的能量密度可达约9×105J/kg，可供使电动汽车续航达到1000km，已知电动车能量利用效率可达90%，若该款汽车搭载300kg此电池（电池质量与原车电池质量相等），在电池满电状态下，可供汽车在同样的测试条件下以相同的最大功率行驶 km；按该公司宣传的电池满电时的最大续航里程来算，该电动车搭载了此电池后的百公里耗电量为 J/100km，请大家思考并解释商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是： 。
车辆类型
电动车
电池类型
磷酸铁锂电池
续航里程
XX千米
最大功率
1×105W
江苏省镇江市丹阳市华南实验学校2022-2023学年九年级上学期期中物理试卷参考答案与试题解析
一.选择题（共12小题，每小题2分，共24分）
1．（2分）从杠杆的分类来看，如图所示的各种常用工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．开瓶器 B．核桃夹
C．钉锤拔钉子 D．镊子
【分析】依据杠杆的动力臂和阻力臂大小关系：若动力臂大于阻力臂，则是省力杠杆；若动力臂小于阻力臂，则是费力杠杆；若动力臂等于阻力臂，则为等臂杠杆。
【解答】解：A、开瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故A错误；
B、核桃夹在使用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B错误；
C、钉锤拔钉子时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C错误；
D、镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故D正确。
故选：D。
【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。
2．（2分）根据所学的物理知识和生活经验，你认为下列数据最接近实际的是（ ）
A．把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为20J
B．中学生跳绳一次所做的功约为500J
C．托起一个鸡蛋的力约为10N
D．中学生爬楼的功率约为150W
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解，对于选项中的单位，可根据需要进行相应的换算或转换，排除与生活实际相差较远的选项，找出符合生活实际的答案。
【解答】解：A、把物理课本从地上捡起放到课桌上，所做的功约为：W＝Gh＝mgh＝0.2kg×10N/kg×0.8m＝1.6J，故A错误；
B、中学生跳绳一次所做的功约为：W＝Gh＝mgh＝50kg×10N/kg×0.1m＝50J，故B错误；
C、托起一个鸡蛋的力约为0.5N，故C错误；
D、中学生爬楼的功率约为：P＝＝＝＝＝150W，符合实际，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测，结合对生活的了解和对物理单位的认识，找出符合实际的选项即可。
3．（2分）如图，用相同的滑轮组装而成的甲、乙两个滑轮组，分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同的高度，不计绳重及摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．拉力F1和F2大小相等
B．甲、乙滑轮组对物体做的有用功相等
C．拉力F1和F2做的总功相等
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等
【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，所做额外功相同；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：A、不计绳重及摩擦，拉力F＝（G物+G动），n1＝2，n2＝3，则绳子受的拉力，F1＝（G物+G动），F2＝（G物+G动），所以F1≠F2，故A错误。
B、因为提升的物体重和高度相同，且W有＝G物h，不计绳重及摩擦，所以滑轮组做的有用功相同，故B正确。
C、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，不计绳重及摩擦，则 W额＝G动h，所以滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功也相同，故C正确。
D、因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，且W有＝G物h，不计绳重及摩擦，则 W额＝G动h，所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，则总功也相同，又因为η＝所以，两滑轮组的机械效率相同，故D正确。
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。
4．（2分）如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙
B．乙、丙、丁图是靠飞轮惯性完成的冲程
C．甲图是对外输出动力的冲程
D．乙图冲程将内能转化为机械能
【分析】四冲程内燃机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气、做功、压缩和排气，根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的名称；其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能。
【解答】解：
甲图中两个气阀都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，此冲程机械能转化为内能；
乙图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；
丙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；
丁图中两个气阀都关闭，火花塞点火，活塞下运动，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
A、四个冲程的正确顺序是乙甲丁丙，故A正确；
B、四冲程内燃机工作时，只有做功冲程对外输出功，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程，甲乙丙图是靠飞轮惯性完成的冲程，故B错误；
C、甲图为压缩冲程，在该冲程中将机械能转化为内能，不是对外输出动力的冲程，故C错误；
D、乙图为吸气冲程，没有能量的转化，故D错误。
故选：A。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。
5．（2分）掉在水平地面上的弹性小球会弹起，而且弹跳的高度会越来越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片，MN为等高线，小球在3、5位置的高度一样，下面说法正确的是（ ）
A．小球在位置4时的势能最大
B．小球在位置3和5比较，它们的机械能相同
C．小球从位置1到位置2的过程中，动能主要转化为势能
D．小球在位置3和5比较，在位置5时动能较小，机械能也较小
【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、被举起的高度，质量越大，高度越高，重力势能越大。
（3）机械能等于动能和势能的和。
【解答】解：A、小球在位置4时高度并不是最大，所以势能不是最大，势能最大的点为1，故A错误；
B、小球3和5比较，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以小球5比小球3机械能小，故B错误；
C、小球从位置1到位置2的过程中，重力势能主要转化为动能，少部分转化为内能，故C错误；
D、小球3和5比较，高度相等、势能相等，在弹跳的过程中机械能转化为其他形式的能，机械能减小，所以动能减小，故D正确。
故选：D。
【点评】知道动能、重力势能的影响因素，能判断动能、重力势能、机械能的变化，属于基础题目。
6．（2分）如图所示，用撬棒撬起大石头，向上、向下用力都可以，对于这两种使用方式下列分析正确的是（ ）
A．向上撬更省力，因为向上时动力臂更长
B．向上撬更省力，因为向上时阻力臂更短
C．向下撬更省力，因为向下时动力臂更长
D．向下撬更省力，因为向下时阻力臂更短
【分析】分析两种情况下：向上用力时，动力臂为AB，阻力臂为BC；向下用力时，动力臂为AD，阻力臂为CD；因为BC＝CD，AB＞AD，可得阻力臂和动力臂的比值大小。在阻力不变的情况下，根据杠杆平衡条件，动力×动力臂＝阻力×阻力臂，分析哪种情况最省力。
【解答】解：向上用力支点为B，以B点为支点，
因为F上×AB＝F×BC，
所以F上＝F×，
向下用力支点为D，以D点支点，
因为F下×AD＝F×DC，
所以F下＝F×，
由图知，BC＝CD，AB＞AD，
则＜，
故F上＜F下，即向上用力最省力。
故选：A。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件的应用，从图得出两种情况下动力臂和阻力臂的比值关系是本题的关键。
7．（2分）有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计的符合要求的是（ ）
A． B．
C． D．
【分析】由题知，S1闭合，灯L发光，照亮人脸进行识别，但不开锁，人脸识别成功后S2闭合，电动机M工作，即两开关都闭合时电动机才能工作，由此根据选项图分析解答。
【解答】解：根据题意知，S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。
由图知，
A、只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故A不符合题意；
B、只闭合S1时，电动机工作，同时闭合S1和S2时，电动机和灯泡都工作，故B不符合题意；
C、只闭合S1时，电动机和灯都工作，故C不符合题意；
D、只S1闭合，灯L发光，再S2闭合，电动机M也工作，故D符合题意。
故选：D。
【点评】本题考查了电路图的设计，关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
8．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．0℃的水不具有内能
B．温度越高的物体，含有的热量越多
C．物体温度保持不变，内能一定不变
D．两个内能相同的物体相互接触时，也可能发生热传递
【分析】（1）物体在任何情况下都具有内能；
（2）热量是指热传递过程中传递能量的多少，是过程量，可以说放出或吸收多少热量，但不能说含有多少热量；
（3）物体吸收热量时，可能导致物体的温度发生变化，也可能导致物体的状态发生变化；
（4）发生热传递的条件是存在温度差。
【解答】解：A、0℃的水仍然具有内能，故A错误；
B、热量是过程量，不能说物体含有热量的多少，故B错误；
C、晶体熔化时吸收热量，温度不变，内能增加，故C错误；
D、在热传递过程中，热量总从温度高的物体转移到温度低的物体，或者从同一物体的高度部分传递到低温部分。两个内能相同的物体如果温度不同，相互接触时也会发生热传递，故D正确。
故选：D。
【点评】此题考查了热传递的条件以及温度、热量与内能的关系，是一道综合题。
9．（2分）如图所示，在轻质杠杆上吊一重物G，在杆的中点施加一个始终与杠杆垂直的动力F，使杠杆缓慢地从OA转至OB，则在转动过程中（ ）
A．F不变，杠杆是省力杠杆
B．F不变，杠杆是费力杠杆
C．F变大，先是省力杠杆，后是费力杠杆
D．F变小，先是费力杠杆，后是省力杠杆
【分析】（1）力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂。
（2）运用杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2分析动力的大小变化。
【解答】解；由图可知动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，在杠杆从竖直位置向水平位置转动的过程中，重力的力臂逐渐增大，在L2＜L1之前杠杆是省力杠杆，在L2＞L1之后，杠杆变为费力杠杆；该过程中，动力F1的力臂始终保持不变，物体的重力G始终大小不变，物体的重力G的力臂逐渐变大，根据杠杆平衡条件可知，F始终变大。
故选：C。
【点评】能否正确分析重力的阻力臂与动力臂的大小关系是本题的解题关键。
10．（2分）小红同学将相同的两只小灯泡L1和L2串联在电路中，如图所示，接通开关后发现灯泡L1、L2都不亮；当她用另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，发现三灯都不亮；当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了。产生这一现象的原因分析，你认为合理的是（ ）
A．灯泡L1、L2都发生了断路
B．灯泡L1完好，灯泡L2断路
C．灯泡L1断路，灯泡L2完好
D．灯泡L1短路，灯泡L2断路
【分析】灯泡不亮时可能是发生短路或灯泡开路，灯泡亮时说明电路是通路，据此分析即可判断。
【解答】解：
由图可知，L1和L2串联在电路中；接通开关后灯泡L1、L2都不亮，说明电路可能处于断路或短路；
当另一个相同规格的完好灯泡L3并接在L1两端时，三灯都不亮，说明电路没有形成通路，则L2不可能是短路，L2一定是断路；
当把L3并接在L2两端时，发现只有灯L3亮了，说明L3通过L1与电源的正负极之间形成通路，但L1不亮，说明L1短路。
故选：D。
【点评】本题考查电路故障的判断，知道当灯泡不亮时可能是发生短路或灯泡开路两种情况。
11．（2分）如图，某兴趣小组用轻杆自制简易液体密度秤。A端空桶不注入液体时，调节秤砣M悬挂点B使杆在水平位置平衡，在B处标注“0”；往空桶注入一定体积的水，再次调节使杆平衡，在悬挂点处标注“1”，按比例标注其它刻度。下列操作中一定可以增大密度秤量程的是（ ）
A．向右移动支点 B．换用较长的轻杆
C．换用较轻的秤砣 D．换用较轻的空桶
【分析】根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2，空桶注入一定体积的水作为动力，LOA为动力臂，Loc为阻力臂，要增大密度秤量程，如图所示：
在Loc一定时，显示的读数越大，其量程就越大。
【解答】A．向右移动支点，Loc变小，其读数减小，量程减小，不符合题意；
B．换用较长的轻杆，若OA长度保持不变，OC长度增加，可增大量程；若OA长度也发生变化则增大密度秤量程不能确定。故不符合题意；
C．根据杠杆的平衡条件（G液+G桶）×LOA＝G×LOC，换用较轻的秤砣，在（G液+G桶）×LOA一定时，换用较轻的秤砣，即G越小，LOC越大，LOC一定时，不能增大其量程，
D．换用较轻的空桶换（G液+G桶）×LOA的乘积减小，其LOC减小，在轻杆长度一定时，增大量程。
故选：D。
【点评】此题对杠杆平衡条件的运用，合理分析即可得出正确的结论。
12．（2分）如图甲所示，小球从竖直放置的弹簧正上方一定高度处由静止开始下落，从a处开始接触弹簧，压缩至c处时弹簧最短，从a至c的过程中，小球在b处速度最大，小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示，不计空气阻力，则从a至c的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．在a处时小球受到的弹力等于自身重力
B．小球在c处速度为零，处于平衡状态
C．ab段小球所受弹力小于重力，处于加速运动阶段
D．bc段弹簧的弹性势能由小球的重力势能转化而来
【分析】（1）小球在a处时，与弹簧刚接触还没发生挤压；
（2）小球在b处速度最大，说明弹簧对小球的弹力和小球的重力构成一对平衡力；
（3）由速度变化图像可知，ab段加速，bc段减速；
（4）从能量转化的角度分析，小球的重力势能减小，动能先增大后减小，弹簧的弹性势能一直增大，据此解答。
【解答】解：A、小球运动到a处时刚与弹簧接触，还没发生挤压，此时弹簧弹力为零，故A错误；
B、小球在b处速度最大，说明由b到c是减速过程，重力小于弹力，小球在c点处于非平衡状态，故B错误；
C、由图可知，ab段速度不断增大，说明该过程重力大于弹力，故C正确；
D、从能量转化的角度分析，bc段小球的重力势能减小，动能减小，弹簧的弹性势能增大，所以bc段弹簧的弹性势能是由小球的重力势能和动能转化而来，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查平衡状态的判断、机械能的转化、力与运动的关系，属于综合题。
二.填空题（共9小题，每空1分，共28分）
13．（2分）在连接电路时，常要将金属导线绕到接线柱上，再旋紧螺丝。观察图中甲和乙，金属线在接线上绕向正确的是 甲 ；旋紧螺丝时，应当 顺时针 旋转（选填“顺时针”或“逆时针”）。
【分析】本题抓住电路的连接，接线顺时针旋转，接线会更牢固。
【解答】解：连接电路时，由于螺丝和金属导线间的摩擦，需要顺时针旋转，这样接线会更牢固。
故答案为：甲；顺时针。
【点评】本题考查了电路的接线方式。
14．（3分）国家提倡节能环保，不少国民喜欢国产油电混合动力汽车。给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 用电器 （选填“用电器”或“电源”），将 电 能转化为 化学 能储存起来。
【分析】电池供电时是电源，充电时则为用电器；充电的过程中，电能转化为化学能。
【解答】解：给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能，所以此时蓄电池相当于用电器。
故答案为：用电器；电；化学。
【点评】本题主要考查了电路元件的判断，要根据能量的转化来判断。
15．（3分）使用简单机械可以给人们的生活带来便利。
（1）学校升旗仪式上，当升旗手缓缓向下拉绳子时，旗子就会徐徐上升，这是由于旗杆顶部有一个 定 滑轮，它能 改变力的方向 （选填“改变力的方向”或“省力”）；
（2）使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是 减小 （选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力。
【分析】（1）定滑轮实质上是一等臂杠杆，它的特点是：只能改变力的方向，而不省力；
（2）根据杠杆平衡条件，当阻力和动力臂一定时，阻力臂越短，动力越小、越省力。
【解答】解：（1）国旗杆上的滑轮为定滑轮，利用它来升国旗，可以改变施加力的方向，故当旗帜缓慢上升时，手对绳的拉力方向向下；
（2）剪刀在使用过程中，在同样的情况下，被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1＝F2L2可知：阻力和动力臂一定时，阻力臂L2越小，动力越小、越省力，因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
故答案为：（1）定；改变力的方向；（2）减小。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点以及杠杆的应用的了解和掌握，是一道基础题。
16．（2分）如图所示是小华设计的定时充电电路。充电器充电3小时后，定时器中会有电流通过，充电器将停止充电，其原理是定时器相当于一个定时的 开关 ，时间到，即接通电路，将充电器 短路 ，使其停止充电。
【分析】当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，定时器可以控制充电器，由于定时器与充电器并联，则应采取短路的方式来达到这一目的。
【解答】解：由题意可知，定时器相当于一个定时的开关，时间到，即接通电路，将充电器短路，使其停止充电。
故答案为：开关；短路。
【点评】本题考查电路的分析，关键是知道要使用电器不工作有两种方式，即让电路处于断路或让用电器短路。
17．（3分）火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料 热值 大的特性。此次火箭发射过程中，30kg氢完全燃烧释放出的热量是4.2×109J，氢的热值是 1.4×108 J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】（1）液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量；
（2）已知氢的质量和完全燃烧放出的热量，利用q＝求氢的热值；
（3）燃料的热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。
【解答】解：（1）火箭使用的燃料主要是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量；
（2）氢的质量：m＝30kg，
由Q放＝mq可知，氢的热值：q＝＝＝1.4×108J/kg；
（3）因为燃料的热值是燃料的特性，与燃料的质量和燃烧程度无关，所以液态氢燃烧的过程中，其热值保持不变。
故答案为：热值；1.4×108；不变。
【点评】本题考查了液态氢完全放热公式的应用、热值特性的了解，属于基础性题目。
18．（3分）如图所示，小明正在做俯卧撑，这时可以把他的身体看作一个杠杆。图中A为身体的重心，小明的体重为550N，手臂长约50cm。则地面对手臂的支持力F的力臂为 150 cm，力F的大小为 330 N；若小明25s内完成了15个标准的俯卧撑，则小明这段时间内做功的功率约为 99 W。
【分析】（1）支点到力的作用线的距离是力臂，由图示可以求出力的力臂，应用杠杆平衡的条件可以求出地面对手的支持力；
（2）根据W＝Fs求出他做一个俯卧撑做的功，然后求出他25s内做的总功，利用P＝求出他1min内的功率。
【解答】解：（1）由图可知，O为支点，地面对手的支持力的力臂L＝0.6m+0.9m＝1.5m＝150cm；
由杠杆平衡条件可得：FL＝GLG，即F×1.5m＝550N×0.9m，
解得：F＝330N；
（2）每做一次俯卧撑肩膀升高的高度：
h＝50cm＝0.5m，
他做一个俯卧撑做的功：
W＝Fs＝330N×0.5m＝165J，
1min内做的总功：
W总＝nW＝15×165J＝2475J，
他1min内的功率：
P＝＝＝99W。
故答案为：150；330；99。
【点评】本题考查了杠杆的平衡条件、功率的计算，是紧密联系实际的习题，熟练掌握杠杆平衡条件、功、功率的公式是解题的基础，读懂题由图获取足够的信息是解题的关键。
19．（4分）小华用如图甲所示的装置测滑轮组的机械效率（忽略绳重和摩擦）。
（1）实验中，应 竖直 拉动绳子的自由端，若偏离这个方向，测得机械效率将 降低 。
（2）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验，将获得的数据绘制出如图乙所示的图像。分析图像可知：被提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低 （填“高”或“低”）。
（3）根据图乙中的A点提供的数据可知，此时被提升的物体重力为 3 N。
【分析】（1）用滑轮组竖直拉动物体时，绳端要竖直向上或向下匀速直线拉动；若偏离这个方向，拉力会变大，根据η＝×100%＝×100%判断出测得机械效率的偏差；
（2）根据机械效率与动滑轮重的关系得出相应的结论；
（3）根据η＝×100%即可求出被提升物体所受的重力。
【解答】解：（1）实验中用滑轮组向上提升物体，绳端要竖直向上匀速拉动；
若偏离这个方向，拉力会变大，根据η＝×100%＝×100%知测得机械效率的降低；
（2）根据图乙可知，被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低；
（3）根据图乙可知，当动滑轮重为1N时，滑轮组的机械效率为75%，
因忽略绳重和摩擦，所以做的额外功，W额外＝G动h，
根据η＝＝＝可知，
被提升物体所受的重力为：
G＝＝＝3N。
故答案为：（1）竖直；降低；（2）低；（3）3。
【点评】此题是探究“影响滑轮组机械效率与动滑轮重关系”的实验，考查了图像分析以及机械效率公式的应用。
20．（5分）已知铜的比热容是铅的比热容的3倍。质量相同的铜块和铅块，若它们升高的温度之比为1：2，则它们吸收热量之比为 3：2 ；若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为 1：3 。把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中，经过一段时间，它们的温度随时间变化的图像如图所示，奶制品与热水的质量相同，则其中 乙 （选填“甲”或“乙”）代表奶制品温度变化的图象。若不考虑热损失，在6min～8min过程中，水的内能 不变 （选“增大”、“减小”或“不变”）。从图象可以发现，甲、乙的比热容之比为 2：1 。
【分析】（1）比热容是物质的一种特性，运用公式Q＝cmΔt和，可得出题目中的比例；
（2）把凉牛奶放在热水中加热，牛奶吸热、温度升高，热水放热、温度降低，由此判断温度随时间变化的图象中各部分的意义；
（3）物体温度越高，分子运动越剧烈，物体的内能就越大，分析图像6min～8min水的温度变化，得出水的内能变化；
（4）凉牛奶放在热水在相同时间里吸收和放出的热量相同。根据Q＝cm△t判断液体比热容的大小。
【解答】解：铜的比热容是铅的比热容的3倍，即c铜：c铅＝3：1，质量相同的铜块和铅块，即m铜：m铅＝1：1；若它们升高的温度之比为1：2，
则它们吸收热量之比为：；
若放出相同的热量，则他们降低的温度之比为：；
把凉牛奶放在热水中加热，牛奶吸热、温度升高，热水放热、温度降低，直至两者的末温相等，因此甲是水的温度变化图象，乙是牛奶的温度变化图象；
物体温度越高，分子运动越剧烈，物体的内能就越大，若不考虑热损失，在6min～8min过程中，由图象可知，水的温度始终保持60℃不变，故水的内能不变；
若不考虑热损失，热水和凉牛奶发生热传递时，凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同；
根据图象可知，凉牛奶温度升高了（60℃﹣20℃）＝40℃，热水温度降低了（80℃﹣60℃）＝20℃，即Δt奶＝2Δt水；
不考虑热损失，则Q奶吸＝Q水放，已知m奶＝m水，且Δt奶＝2Δt水，
由Q＝cmΔt可得甲、乙的比热容之比：
。
故答案为：3：2；1：3；乙；不变；2：1。
【点评】本题主要考查学生对热传递的条件、影响内能大小的因素及热量计算公式的应用，属于基本知识的考查。
21．（3分）汽油发动机工作时，汽油必须和吸进的空气成适当的比例，才能形成可以有效燃烧的混合气，这就是空燃比（可燃混合气中空气质量与燃油质量之比），某总排量为2.0L的发动机的空燃比为22：1，混合燃气的密度为1.5kg/m3，则发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为 6×103 J，当发动机曲轴每分钟转速为3000转时，此时汽车输出的机械功率为90kW．则该发动机每秒钟做功 25 次，此时该发动机的效率是 60 %（汽油的热值为4.6×107J/kg）
【分析】（1）根据m＝ρV计算出燃料混合物的质量，根据空燃比计算出汽油的质量，然后根据Q放＝qm求出汽油燃烧产生的热量；
（2）四冲程汽油机的四个冲程为一个工作循环，一个工作循环中只有做功冲程对外做功，活塞往复两次，曲轴转动两周；
（3）先求出1s内汽油的燃烧放出的热量，再求出发动机1s所做的功，发动机的效率是有用功跟汽油燃烧释放热量的比值，据此计算发动机的效率。
【解答】解：
（1）一个工作循环吸入混合物的体积：V＝2L＝2×10﹣3m3；
一个工作循环吸入混合物的质量：
m混＝ρ混V＝1.5kg/m3×2×10﹣3m3＝3×10﹣3kg；
一个工作循环吸入汽油的质量
m油＝m混＝×3×10﹣3kg＝×10﹣3kg；
发动机做一次功，燃料燃烧产生的热量为：
Q放＝qm油＝4.6×107J/kg××10﹣3kg＝6×103J；
（2）汽油机的转速为3000r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数等于50次，一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动50次，对外做功25次；
（3）1s内高温高压的燃气推动活塞做功25次，
1s内汽油燃烧释放的热量：
Q放总＝25Q放＝25×6×103J＝1.5×105J，
根据公式P＝可知，发动机1s做功为：
W＝Pt＝9×104W×1s＝9×104J；
该车发动机的效率：
η＝＝×100%＝60%。
故答案为：6×103；25；60。
【点评】本题考查了功的计算、热量的计算、热机效率的计算，难点在于计算做一次功消耗燃油的质量，关键是理解空燃比的含义，难度较大。
三.解答题（共9小题，共计48分）
22．（2分）根据图1实物连接图，在图2虚线框中画出与它对应的电路图。
【分析】根据实物图分析电路的连接情况，再画出对应的电路图。
【解答】解：由实物图知，灯泡L1、L2并联，S在L1支路上，电路图如图所示：
【点评】本题考查根据实物图画电路图，正确分析电路的连接方式以及开关的位置是关键。
23．（2分）如图所示，F1是作用在压水井手柄A点的动力，O为支点，B为阻力作用点。请在图中画出F1的力臂L1、阻力F2。
【分析】先确定阻力作用点（即B点），然后过阻力作用点表示阻力的方向（即竖直向上）；
已知支点和动力的方向，从支点作力的作用线的垂线段（即力臂）。
【解答】解：从B点作竖直向上的力（即阻力F2）；
延长F1的作用线，从支点O作垂直于F1作用线的垂线段（即动力臂L1），如图所示
【点评】此类题的关键是掌握杠杆五要素，然后根据杠杆的五要素作出相应的作用力或力臂，并且作图要求规范。
24．（2分）如图，画出滑轮组的绕线图，使站在地面上的小孩提升重物时所用拉力最小。
【分析】首先要会组装滑轮组。知道承担物重的绳子段数越多越省力。在此题中，人在地面用力，所以拉力方向下。
【解答】解：要使滑轮组最省力，需要承担物重的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起。如图：
【点评】此题考查了滑轮组的组装。滑轮组的组装有两种方法，从定滑轮绕起或从动滑轮绕起。从动滑轮开始绕，承担物重的绳子段数多。
25．（8分）小依和小钟同学在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，用到的器材有：刻度均匀的杠杆（每小格为2cm），支架，细线，钩码若干（每个钩码重0.5N）。
（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆 是 （选填“是”或“不是”）平衡状态。接下来，应将杠杆的平衡螺母向 右 （选填“左”或“右”）移动，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是方便测量 力臂，排除杠杆自重对实验的影响 ；
（2）某次实验中，小依在杠杆A点挂上4个钩码后，如图乙所示，要使杠杆在水平位置平衡，她应在B点挂上 6 个钩码，当杠杆水平平衡后，将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，则杠杆 C （选填序号A、B、C、D）；
A．左端下沉
B．右端下沉
C．保持水平平衡
D．无法判断
（3）实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图丙所示，其主要结构由秤杆、秤钩A、两个提纽（B、C）、秤砣D组成。
①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E点称为杆秤的“定盘星”，则E点是此时杆秤的 零 刻度线；
②在称量货物时，使用提纽 C （选填“B”或“C”）时，该杆秤的称量范围更大；
③若该杆秤配套的秤砣D有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量 大 （选填“大”或“小”）。
【分析】（1）当杠杆保持静止或匀速转动状态时，说明杠杆处于平衡状态；
在调节杠杆在水平位置平衡时，平衡螺母应向着杠杆高的一端移动。使杠杆在平衡位置平衡的目的是便于测量力臂，排除杠杆自重对实验的影响；
（2）由杠杆的平衡条件可推出B处所挂钩码的个数；
（3）①②杆秤的工作原理是：杠杆的平衡条件，根据杆秤自重重心位置及杠杆平衡条件判断杆秤零刻度线的位置以及杆秤的最大称量；
③根据杠杆平衡条件分析秤砣对秤杆拉力力臂的变化即可解答。
【解答】解：（1）实验前，杠杆在支架上静止时如图甲所示，此时杠杆处于平衡状态；
接下来，她们应将杠杆的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，排除杠杆自重对实验的影响。
（2）一个钩码的重力为G，设杠杆的一个小格长为L，
由杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2知，
4G×3L＝nG×2L，
解得：n＝6，即在B位置挂上6个钩码，使杠杆在水平位置平衡；
将左侧所挂的钩码个数减少1个，并将悬挂点向左移动一格，
左侧3G×4L＝12GL，
右侧6G×2L＝12GL，
左侧力与力臂的乘积等于右侧力与力臂的乘积，杠杆保持水平平衡，故选：C；
（3）①不称货物时，提住提纽B，将秤砣移至E处，杆秤恰能在水平方向平衡，E称为“定盘星”，是杆秤的零刻度线；
②由图示可知，使用提纽C时，秤砣对秤杆拉力的力臂变大，货物对秤杆拉力的力臂变小，由m秤砣gL秤砣＝m物gL物可知，杆秤的最大称量较大；
③当秤砣磨损一部分，相当于秤砣的质量减小了，根据杠杆的平衡条件知，在阻力和阻力臂不变时，动力减小，动力臂增大，所以测量结果偏大了。
故答案为：（1）是；右；力臂，排除杠杆自重对实验的影响；（2）6；C；（3）零；C；大。
【点评】本题主要考查探究杠杆的平衡条件的实验，属于基础题，难度不大，其中判断杠杆是否处于平衡状态是易错点。
26．（6分）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择 甲乙 两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 加热时间 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）比较不同物质吸热升温的特点，应选择 甲丙 两图进行实验，比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的 质量和升高的温度乘积 之比，叫做比热容。
（3）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可以看出， a 液体的温度升高得较快， b 液体适合做冷却剂。
【分析】（1）根据控制变量法分析比较不同燃料的热值时，需要选择哪两个图进行实验；
实验过程中根据加热时间来反映燃料完全燃烧放出的热量；
（2）根据控制变量法分析比较不同物质吸热升温时，需要选择哪两个图进行实验；
比热容是指单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量；
（3）从图中可知加热相同时间时a和b升高的温度，据此分析哪个液体温度升高较快；
从图中分析a和b的比热容大小，便可知道哪个液体更适合做冷却剂。
【解答】解：（1）比较不同燃料的热值，需要使被加热的物质相同而燃料不同，由图可知应选择甲、乙两图进行实验；加热时间越长，燃料完全放出的热量越多，因此燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过加热时间来反映的；
（2）比较不同物质吸热升温的特点，需要使燃料种类相同，被加热物质不同，由图可知应选择甲、丙两图进行实验；
由比热容的概念可知将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫比热容；
（3）由图可知，加热相同时间时，a升高的温度更多，即a液体的温度升高较快；
由图可知升高相同温度，b的加热时间长，即b吸收的热量更多，因此b的比热容较大，b液体更适合做冷却剂。
故答案为：（1）甲乙；加热时间；（2）甲丙；质量和升高的温度乘积；（3）a；b。
【点评】本题考查了比较不同物质吸热和不同燃料燃烧放热的实验，解题关键是运用好控制变量法。
27．（7分）兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是他们进行了如下探究：
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关？
（1）【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想：汽车的动能可能跟 速度 有关；由“安全驾驶莫超载”可猜想：汽车的动能可能跟 质量 有关；
（2）【进行实验】他们做了如图所示的三次实验：用铁球模拟汽车，让铁球从斜槽的某一高度由静止开始滚下，碰到水平面上的物块，将物块撞出一段距离。该实验是通过观察 物块移动的距离 的大小，来说明铁球对木块做功的多少，这种探究问题的方法是 转换法 。（填“控制变量法”或“转换法”或“归纳法”）
（3）【分析论证】分析甲、乙两图的实验现象，可以初步得到的结论是： 物体的动能与物体的质量有关 ；
（4）【实践应用】用甲、丙两图的实验现象所得到的结论，可以解释汽车 超速 （选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。
（5）【改进实验】研究动能大小与质量的关系，有同学将实验装置改成如图丁所示，利用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放（不考虑铁球运动过程中所受的阻力），撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，发现两次实验木块移动的距离相等，其原因是 两次实验铁球的动能相等 。
【分析】（1）根据题中的信息进行分析，得出合理结论；
（2）碰撞时，钢球对物块做功越多，物体运动距离越远。通过观察物块移动的距离长短，来判断小钢动能的大小，是将钢球动能的大小转换为物块移动的距离长短，符合转换法的思想；
（3）（4）探究性实验应用的是控制变量法，可根据控制变量法的思想，结合题干进行分析，得出合理的结论；
（5）同一个弹簧的弹性势能与弹簧的形变量有关，再结合题意进行分析。
【解答】解：（1）十次车祸九次快中的快指的是速度，则汽车的动能可能跟速度有关，安全驾驶莫超载中超载指的是质量，则汽车的动能可能跟质量有关；
（2）钢球具有的动能越大，钢球碰撞物块时，钢球对物块做的功就越多，物体运动的距离就越远，所以该验是通过观察物块运动的距离大小，来说明铁球对木块做功的多少。
将钢球动能的大小转换为物块移动的距离长短，这种探究问题的方法是转换法；
（3）根据甲、乙两图可知，甲图中钢球时乙图的2倍，从斜面下落时的高度一样，则钢球碰撞物块时的速度一样，碰撞后，两图中物块运动的距离不同，所以可得出的结论为：
物体的动能与物体的质量有关；
（4）根据甲、丙两图可知，钢球的质量相同，从斜面下落时的高度不同，甲的高度高，则甲图中钢球碰撞物块时的速度大于丙图的，碰撞后，物块移动的距离为：S1＞S3，说明：物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大，可以解释汽车超速行驶时危险性大的原因；
（5）同一个弹簧被压缩的形变量相同时，所具有的弹性势能一样，释放弹簧时，弹簧的弹性势能转化为铁球的动能，则两次铁球的动能都是相同的，导致在撞击同一木块后，木块的移动距离一样。
故答案为：（1）速度 质量； （2）物块移动的距离；转换法；（3）物体的动能与物体的质量有关；（4）超速； （5）两次实验铁球的动能相等。
【点评】本题考查了动能大小的影响因素和机械能守恒定律，利用控制变量法和转换法来探究动能大小跟各因素之间的关系，综合性较强，难度较大。
28．（6分）质量为60kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重力为900N的货物，所用的拉力F为500N，物体以0.2m/s的速度上升10s，在此过程中（不计绳重及摩擦，g＝10N/kg）求：
（1）拉力F做的有用功多大；
（2）拉力的功率；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率多大。（结果精确到0.1%）
【分析】（1）利用v＝求出货物上升的距离，利用W有＝Gh求拉力F做的有用功；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度v＝nv物，利用P＝＝＝Fv求拉力做功的功率；
（3）利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求动滑轮的重力，根据G＝mg求工人的重力，工人能提供的最大拉力等于自身重力；在其他条件相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大；当工人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高；利用不计绳重和摩擦时F＝（G+G动）求提升的最大物重，利用η＝＝＝＝求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）由v＝可知，货物上升的距离：h＝vt＝0.2m/s×10s＝2m，
拉力做的有用功：W有＝Gh＝900N×2m＝1800J；
（2）由图可知n＝2，绳子自由端移动的速度：v＝nv物＝2×0.2m/s＝0.4m/s，
拉力做功的功率：P＝＝＝Fv＝500N×0.4m/s＝200W；
（3）因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以动滑轮的重力：G动＝nF﹣G＝2×500N﹣900N＝100N，
工人的重力：G人＝mg＝60kg×10N/kg＝600N，
工人能提供的最大拉力：F最大＝G人＝600 N，
在其他条件相同时，提升的物体重力越大，滑轮组的机械效率越大，
当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高，
因为不计绳重和摩擦时F＝（G+G动），所以提升的最大物重：G最大＝nF最大﹣G动＝2×600N﹣100N＝1100N，
则滑轮组的最大机械效率：η＝＝＝＝＝×100%≈91.7%。
答：（1）拉力F做的有用功为1800J；
（2）拉力的功率为200W；
（3）他利用此滑轮组工作时的最大机械效率为91.7%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时绳子的拉力、功、功率、机械效率的计算，要知道：人能提供的最大拉力等于自身重力，当人施加最大拉力时，提升的物重最大，滑轮组的机械效率最高。
29．（6分）已知天然气的热值为3.8×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）完全燃烧0.04m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为42%，则这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高多少℃？（当地的大气压强为1标准大气压）
【分析】（1）已知天然气的热值和体积，利用Q放＝Vq得到这些天然气完全燃烧放出的热量；
（2）已知天然气放出的热量和热效率，利用效率公式求水吸收的热量；又知道水的比热容、质量，利用Q吸＝cmΔt求水升高的温度。注意：在标准大气压下水的沸点是100℃，水沸腾时吸收热量、温度不变。
【解答】解：
（1）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.04m3×3.8×107J/m3＝1.52×106J；
（2）由η＝可得水吸收的热量：
Q吸＝ηQ放＝42%×1.52×106J＝6.384×105J，
由Q吸＝cmΔt可得，水升高的温度：
Δt＝＝＝8℃，
答：（1）完全燃烧0.04m3天然气放出1.52×106J的热量；
（2）这些天然气可使质量为19kg、初温为25℃的水升高8℃。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式、效率公式的应用，属于基础题目。
30．（9分）电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。某电动汽车有关数据如表所示，在一次测试过程中，该车以最大功率在水平地面上360秒内匀速直线行驶了8000米。求：
（1）该车在这次测试过程中牵引力所做的功是多少J？
（2）该车受到的水平阻力f为多大？
（3）若该汽车换由效率为30%的汽油机提供相同大小的牵引力，在上述过程中以相同速度行驶相同距离大约需要消耗多少kg的汽油？（q汽油＝4.5×107J/kg，结果保留一位小数）
（4）近期某公司发布了新研发的电池“麒麟电池”，据报道，该电池的能量密度可达约9×105J/kg，可供使电动汽车续航达到1000km，已知电动车能量利用效率可达90%，若该款汽车搭载300kg此电池（电池质量与原车电池质量相等），在电池满电状态下，可供汽车在同样的测试条件下以相同的最大功率行驶 54 km；按该公司宣传的电池满电时的最大续航里程来算，该电动车搭载了此电池后的百公里耗电量为 2.7×107 J/100km，请大家思考并解释商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是： 测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程 。
车辆类型
电动车
电池类型
磷酸铁锂电池
续航里程
XX千米
最大功率
1×105W
【分析】（1）牵引力所做的功W＝Fs＝Pt，可根据题目给的具体条件，灵活选择使用；
（2）车在匀速直线行驶时，处于平衡状态，测试阻力等于牵引力；
（3）由效率公式，先计算出燃料燃烧时产生的热量，再根据热值算出消耗的汽油质量；
（4）理解电池的能量密度9×105J/kg这个概念，它指的是电池每1kg中所含的电能是9×105J。再根据功的公式计算其行驶的距离。
【解答】解：（1）由P＝得，该车在这次测试过程中牵引力所做的功为W＝Pt＝1×105W×360s＝3.6×107J；
（2）由W＝Fs得，测试过程中牵引力为F＝＝＝4.5×103N，
车在匀速直线行驶时，处于平衡状态，由二力平衡得，测试阻力为f＝F＝4.5×103N；
（3）由η＝%得，换效率为30%的汽油机提供动力时，汽油燃烧时释放的热量为Q＝＝＝1.2×108J，
由q＝得，行驶相同距离需要消耗的汽油为m＝＝≈2.7kg；
（4）由题意知，电池能量密度为9×105J/kg，电池质量为300kg，电动车能量利用效率为90%，则电池为汽车提供能量时，提供的总能量为W总＝9×105J/kg×300kg×90%＝2.43×108J，
由W＝Fs得，汽车行驶的距离为s＝＝＝5.4×104m＝54km，
按该公司宣传的电池满电时，电池中所储存的电能为9×105J/kg×300kg＝2.7×108J，其最大续航里程为1000km时，则100km耗电量为2.7×108J÷10＝2.7×107J，
商家宣传的最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程的原因可能是，测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程。
故答案为：（1）这次测试过程中牵引力所做的功3.6×107J；
（2）水平阻力f为4.5×103N；
（3）以相同速度行驶相同距离需要消耗的汽油约为2.7kg；
（4）54；2.7×107；测试时是以最大速度行驶，汽车的速度越大，其受到的空气阻力越大，则克服阻力做的额外功就越多，导致最大续航里程远大于我们通过测试计算出的里程。
【点评】本题考查了机械功，功率，效率等知识点，并对新概念的理解，计算量比较大，难度较大，综合性强，对学生的要求较高。
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