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江苏省宿迁市钟吾初级中学2023-2024学年九年级上学期第二次学情调研物理试卷（月考）
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这是一份江苏省宿迁市钟吾初级中学2023-2024学年九年级上学期第二次学情调研物理试卷（月考），共33页。试卷主要包含了选择题，填空题，作图与计算等内容，欢迎下载使用。
2023-2024学年江苏省宿迁市钟吾中学九年级（上）第二次情调研物理试卷
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填涂在答题纸相应位置上）
1．（2分）一个三口之家分别单独使用无烟煤、煤气，天然气的平均月消耗质量是不同的。这是因为无烟煤、煤气、天然气具有不同的（ ）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
2．（2分）如图1是古代舂米的场景（舂米，就是把稻谷去壳，做成白米），舂米装置的示意图如图2所示。使用这种装置可以（ ）
A．省力 B．省功 C．费距离 D．省距离
3．（2分）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力
4．（2分）下图是四个小学生背着书包在水平路面的四种情形，其中对书包做功的是（ ）
A．静止站立 B．跳跃前行
C．背着前行 D．提着前行
5．（2分）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）
A．木块只受到重力和斜面的支持力
B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能
C．下滑过程中，木块的机械能保持不变
D．下滑过程中，木块的重力势能转化为内能
6．（2分）正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快
B．做功多的机械，功率一定大
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
7．（2分）小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼。假设他上楼的速度相同（ ）
A．第一种所做的总功多一些
B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些
D．第二种搬书的效率大一些
8．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，向下压活塞的过程，瓶内气体内能减小
B．图乙，瓶内气体推动塞子跳起时，通过做功改变气体的内能
C．图丙，试管内水蒸气推动塞子冲出时，通过热传递改变其内能
D．图丁，此冲程属于内燃机的压缩冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
9．（2分）一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上，用竖直向上的力F将其细端略提离地面，如图所示。若F＝300牛（ ）
A．300 牛 B．500 牛 C．600 牛 D．800 牛
10．（2分）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同物体提升相同的高度，若两滑轮组的效率分别为η甲、η乙，甲、乙两人所用的拉力分别为F甲、F乙，则η甲：η乙和F甲：F乙分别是（不计绳重及机械摩擦）（ ）
A．2：3 2：3 B．3：2 3：2 C．1：1 3：2 D．1：1 2：3
11．（2分）如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与在O点时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
12．（2分）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
二、填空题（本大题共6小题，每空1分，共18分）
13．（3分）如图甲所示，用扳手拧螺帽时，图 的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是 。如图乙所示，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，它能改变力的方向，但 （选填“能”或“不能”）省力，
14．（3分）航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的 能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，甲板上安装了偏流板（如图），这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度，这是通过 方式改变物体内能的。
15．（3分）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 （选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
16．（3分）小明用如图所示的动滑轮将130N的水和10N的桶匀速提起0.2m，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；小明做的有用功是 J；如果向水桶内再加入40N
的水，则提起时动滑轮的机械效率将 （选填“变大“变小”或“不变”）。
17．（3分）如图所示，是某物质的凝固图象，第20min的内能 （填“大于”、“小于”或“等于”）第10min的内能；若该物质是均匀放热，且质量不变，要放出 J的热量；从图象可以看出，该物质液态与固态的比热容之比为 。（常见物质比热容：水4.2×103J/（kg•℃），酒精2.4×103J/（kg•℃），水银0.14×103J/（kg•℃））
18．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，斜面长3m，高1m，在此过程中工人做的有用功为 J，斜面机械效率为 ，箱子受到的摩擦力为 N。
三、作图与计算（本大题共5小题，共24分）
19．（2分）图中杠杆上吊一重物G，在力F1的作用下杠杆在水平位置静止，l1为F1的力臂，请做出F1的示意图和细线对杠杆的拉力F2的示意图。
20．（2分）如图所示，为了使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请在杠杆上画出所施加的最小力的F。
21．（2分）图中用笔画线代替绳子画出用该滑轮组提升重物时最省力的绕法。
22．（9分）参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h7W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
23．（9分）某工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．（g＝10N/kg）
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率
（2）求动滑轮受到的重力
（3）若该工人体重为600N且最大能举起800N的货物，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
三、实验探究（本大题共4小题，共24分）
24．（6分）如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置示意图。请你完成下列内容。
（1）通过观察 来判断 （选填“A”或“B”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系；
（3）换用质量不同的小球，让它们从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系。
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是 （填写字母）
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的小球
25．（5分）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 。（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
26．（7分）小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水；
（2）实验中，是通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量（选填“温度计示数”或“加热时间”）；这样的实验方法物理学中称为 （选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”）；
（3）小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， 升高的温度更高，由此可见， 的比热容较大；
（4）由图象可知，煤油的比热容是 J/（kg•℃）。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
27．（6分）小明在探究杠杆平衡条件实验中所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。
（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡 调节。
（2）实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式 。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多，不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
（3）完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，则该杠杆的质量 g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作。
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会 （选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）。
2023-2024学年江苏省宿迁市钟吾中学九年级（上）第二次情调研物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填涂在答题纸相应位置上）
1．（2分）一个三口之家分别单独使用无烟煤、煤气，天然气的平均月消耗质量是不同的。这是因为无烟煤、煤气、天然气具有不同的（ ）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
【答案】C
【分析】不同的燃料的热值不同，在放出相同热量的情况下，燃料的质量是不同的。
【解答】解：根据放热公式Q＝mq可知，在放出相同热量的情况下，燃料的质量是不同的。
故选：C。
2．（2分）如图1是古代舂米的场景（舂米，就是把稻谷去壳，做成白米），舂米装置的示意图如图2所示。使用这种装置可以（ ）
A．省力 B．省功 C．费距离 D．省距离
【答案】D
【分析】首先根据图示判断机械名称，然后比较动力臂和阻力臂的大小关系得出杠杆类型，再根据费力杠杆的工作特点解答。
【解答】解：（1）由图可知，舂米装置可以绕定点O转动，由于装置自身重力的阻力臂大于脚的动力臂，故可以省距离，D正确。
（2）使用任何机械都不省功，故B错误。
故选：D。
3．（2分）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力
【答案】B
【分析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
【解答】解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，而且物体的质量越大，重力势能越大，高空抛物会造成很大的危害。
故选：B。
4．（2分）下图是四个小学生背着书包在水平路面的四种情形，其中对书包做功的是（ ）
A．静止站立 B．跳跃前行
C．背着前行 D．提着前行
【答案】B
【分析】判断人是否做功的依据就是看在这个过程中，是否同时具备做功的两个必要因素：①作用在物体上的力，②物体在力的方向上通过了距离。
【解答】解：
ACD．静止站立、提着前行时，但书包并没有向上移动距离，不符合题意。
B．跳跃前行时，书包也向上移动距离，符合题意。
故选：B。
5．（2分）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）
A．木块只受到重力和斜面的支持力
B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能
C．下滑过程中，木块的机械能保持不变
D．下滑过程中，木块的重力势能转化为内能
【答案】D
【分析】（1）根据摩擦力的产生条件，判断木块在下滑的过程中是否存在摩擦力，可确定其受力情况；
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，机械能包括动能和重力势能。
【解答】解：A、由图可知，受到重力，故A错误；
B、匀速下滑过程中，所以动能不变，故B错误；
C、下滑过程中，重力势能减小，故C错误；
D、下滑过程中、重力势能减小，内能增大，故D正确。
故选：D。
6．（2分）正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快
B．做功多的机械，功率一定大
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
【答案】A
【分析】（1）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；
（2）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%。
【解答】解：A、功率反映做功的快慢，功率小。故A正确；
B、功率是做功多少与所用时间的比值，时间不确定。故B错误；
C、机械效率与做功快慢没有关系；
D、使用任何机械都要做额外功，即有用功与总功的比值一定小于1．故D错误。
故选：A。
7．（2分）小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼。假设他上楼的速度相同（ ）
A．第一种所做的总功多一些
B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些
D．第二种搬书的效率大一些
【答案】C
【分析】已知这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，根据公式W＝Gh可求克服自身重力做的功；比较两次所做额外功的多少，从而确定总功的大小，根据机械效率公式可知效率的大小；
他上楼的速度相同，得出上楼时间关系，根据P＝可知功率大小。
【解答】解：
这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，两次对书所做的有用功相等；
第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功；
由η＝×100%可知，η1＞η2．故D错误；
因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次；两次搬书对书做的功相同可知P6＞P2．故C正确；
故选：C。
8．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，向下压活塞的过程，瓶内气体内能减小
B．图乙，瓶内气体推动塞子跳起时，通过做功改变气体的内能
C．图丙，试管内水蒸气推动塞子冲出时，通过热传递改变其内能
D．图丁，此冲程属于内燃机的压缩冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
【答案】B
【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。
【解答】解：
A、图甲，活塞对气体做功，气体的内能增加；
B、图乙，气体对塞子做功，内能转化为机械能；
C、图丙，水蒸气对塞子做功，这是通过做功的方式改变内能的；
D、图丁，内能转化为机械能；故D错误。
故选：B。
9．（2分）一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上，用竖直向上的力F将其细端略提离地面，如图所示。若F＝300牛（ ）
A．300 牛 B．500 牛 C．600 牛 D．800 牛
【答案】D
【分析】首先假设实心圆木粗细均匀，根据杠杆平衡条件可求得圆木的重力，然后根据生活经验大致确定粗细不均的实心圆木的重心，比较其动力臂和阻力臂的关系，再利用杠杆平衡条件作出判断。
【解答】解：如图，假设实心圆木粗细均匀，稍抬起一端后，动力臂为AO，且AO＝2BO，
则圆木的重力为G＝＝＝3F＝2×300N＝600N，
根据生活经验可知，粗细不均的实心圆木的重心应该靠近其粗端，
故其动力臂应该大于阻力臂的2倍，
所以，根据杠杆平衡条件可知。
只有D选项符合题意。
故选：D。
10．（2分）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同物体提升相同的高度，若两滑轮组的效率分别为η甲、η乙，甲、乙两人所用的拉力分别为F甲、F乙，则η甲：η乙和F甲：F乙分别是（不计绳重及机械摩擦）（ ）
A．2：3 2：3 B．3：2 3：2 C．1：1 3：2 D．1：1 2：3
【答案】C
【分析】（1）甲、乙两人用相同的滑轮和绳子组成的滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，在不计绳重和机械摩擦情况下，做的有用功相同，额外功相同，根据η＝即可解答；
（2）在不计摩擦和绳重的情况下，甲图有二段绳子在拉动滑轮和重物，故甲拉力为F甲＝G动+G物）；乙图有三段绳子在拉重物，故乙拉力F乙＝（G动+G物）。
【解答】解：（1）机械效率η＝，因为甲，所以所做的有用功相等，所做的额外功就是克服动滑轮的重力所做的功，所以两滑轮组机械效率相同a：ηb＝1：1；
（2）甲、乙两人所用的拉力的大小与承担物重的绳子的段数有关，即F甲＝G动+G物）；乙滑轮组由3段绳子承担乙＝（G动+G物），其中（G＝G物+G动），所以F甲：F乙＝3：3。
故选：C。
11．（2分）如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与在O点时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D
【分析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关，即质量越大，速度越大，所以动能越大。
（2）弹性势能的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大；
（3）水平台面光滑，且AO＝OB，说明没有机械能转化为内能，整个系统能量守恒。
【解答】解：
由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，OB段弹簧处于拉伸状态；
小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性势能变小，
小球所受弹力方向向右、速度不断增大，此过程中弹性势能转化为动能；
到达O点时，弹簧恢复原长，小球所受弹力为零，动能最大；
小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性势能变大，
此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，此过程中动能转化为弹性势能；
则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A、小球的动能先增加后减少；
B、弹簧的弹性势能先减少后增大；
C、小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等；
D、水平台面光滑，说明没有机械能转化为内能，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变。
故选：D。
12．（2分）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h。由丁图可知，0s～1s内，物体上升的距离为0，在水平地面上静止，1s～2s内，物体做加速运动，2s～3s内，物体匀速运动。
（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体在水平地面上静止时，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；
地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；
（2）由乙图可知物体在2～3s内的拉力F，由丙图可可知物体上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及s与h的关系，利用效率公式求滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A、由图丁可知，物体上升的距离为0，由图乙可知，以动滑轮和物体为研究对象动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态
F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝100N﹣8×30N+G动＝G动+10N＞10N，故A正确；
B、由图丙可知，物体的速度由0增大到2.5m/s，故B正确；
C、由图可知在2～3s内，v6＝2.50m/s，拉力F3＝40N，n＝2，
拉力F的作用点下降的速度：v3′＝3v4＝3×2.50m/s＝3.5m/s，
拉力做功的功率（总功率）：P总＝F3v3′＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；
D、2～3s内滑轮组的机械效率：η＝×100%＝，故D正确。
故选：C。
二、填空题（本大题共6小题，每空1分，共18分）
13．（3分）如图甲所示，用扳手拧螺帽时，图 b 的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是 动力臂更长 。如图乙所示，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，但 不能 （选填“能”或“不能”）省力，
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长，动力越小，杠杆越省力。
（2）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。
【解答】解：（1）通过对比图a和b可知，对于同一螺帽，而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂。
（2）根据滑轮的轴固定不动的特点可知：旗杆顶部的定滑轮，它的使用特点是只能改变力的方向。
故答案为：b；动力臂更长；定。
14．（3分）航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的 内 能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，甲板上安装了偏流板（如图），这是利用水的 比热容大 的特性来降低偏流板的温度，这是通过 热传递 方式改变物体内能的。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）燃料燃烧时，它的化学能转化为内能；
（2）用水循环来降低偏流板的温度，是因为水在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好；改变内能的方法有两个：做功和热传递。
【解答】解：
飞机内的燃料的燃烧，使飞机获得大量的内能；
水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量；这是通过热传递方式改变物体内能的。
故答案为：内；比热容大。
15．（3分）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 Gh ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 Gh 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 小于 （选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
【答案】见试题解答内容
【分析】利用W＝Gh求重力做功，根据机械能守恒定律判断，铁球在C位置的运动趋势判断受力情况。
【解答】解：从A位置到C位置铁球的重力做功W＝Gh，
因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知：弹性势能增加量为E＝W＝Gh；
铁球在C位置受力不平衡，在弹力的作用下有向上运动的趋势。
故答案为：Gh；Gh。
16．（3分）小明用如图所示的动滑轮将130N的水和10N的桶匀速提起0.2m，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 80 N；小明做的有用功是 26 J；如果向水桶内再加入40N
的水，则提起时动滑轮的机械效率将 变大 （选填“变大“变小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出拉力；
（2）小明克服水的重力做的功为有用功；
（3）滑轮组的机械效率受物重和动滑轮重的影响，其他条件不变的情况下，物体越重，机械效率越大。
【解答】解：（1）小明拉绳子的动力：
F＝（G水+G桶+G动）＝×（130N+10N+20N）＝80N；
（2）小明做的有用功：
W有用＝G水h＝130N×0.2m＝26J；
（3）其他条件不变的情况下，物体越重，所以如果向水桶内再加入40N的水。
故答案为：80；26。
17．（3分）如图所示，是某物质的凝固图象，第20min的内能 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）第10min的内能；若该物质是均匀放热，且质量不变，要放出 2.1×104 J的热量；从图象可以看出，该物质液态与固态的比热容之比为 2：1 。（常见物质比热容：水4.2×103J/（kg•℃），酒精2.4×103J/（kg•℃），水银0.14×103J/（kg•℃））
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据图象可知该物质的凝固时保持0℃不变，据此判断出该物质是水，水在凝固时，放出热量、内能较小，温度不变；
（2）由图可知水从A点降温到B点时降低的温度，根据Q放＝cmΔt求出此过程中放出的热量；该物质是均匀放热，且质量不变，据此得出液态降温10℃和固态降温20℃时放出的热量相等，根据Q放＝cmΔt求出该物质液态与固态的比热容之比。
【解答】解：
（1）由凝固图象可知，该物质的凝固时温度保持0℃不变，
因水在凝固时，放出热量，所以第20min的内能小于第10min的内能；
（2）由图象可知，水从A点降温到B点时，
所以，此过程中放出的热量Q放＝c水mΔt＝4.5×103J/（kg•℃）×0.3kg×10℃＝2.1×108J；
因该物质是均匀放热，且质量不变，
所以，相同时间内，
由图象知，液态降温10℃和固态降温20℃所用的时间相等，
则该物质液态与固态的比热容之比：＝＝＝＝。
故答案为：小于；2.1×106；2：1；
18．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，斜面长3m，高1m，在此过程中工人做的有用功为 900 J，斜面机械效率为 75% ，箱子受到的摩擦力为 100 N。
【答案】见试题解答内容
【分析】知道斜面的高度和箱子的重力，根据W＝Gh求出此过程中工人做的有用功，又知道工人施加的力和斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力做的总功，利用η＝×100%求出斜面机械效率；总功减去有用功即为克服箱子受到的摩擦力所做的额外功，据此求出额外功，利用W额＝fs求出箱子受到的摩擦力。
【解答】解：此过程中工人做的有用功：
W有＝Gh＝900N×1m＝900J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝；
因W总＝W有+W额，
所以，克服箱子受到的摩擦力所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
由W额＝fs可得，箱子受到的摩擦力：
f＝＝＝100N。
故答案为：900；75%。
三、作图与计算（本大题共5小题，共24分）
19．（2分）图中杠杆上吊一重物G，在力F1的作用下杠杆在水平位置静止，l1为F1的力臂，请做出F1的示意图和细线对杠杆的拉力F2的示意图。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据力与力臂的关系确定F1的作用点和方向；根据杠杆平衡条件确定拉力F2的方向即可。
【解答】解：做出力臂L1的垂线，与杠杆相交于一点P1的作用点，由于G使杠杆沿顺时针方向转动4的方向应使杠杆沿逆时针方向转动，方向斜向上；
根据杠杆平衡条件可知，重物G对杠杆拉力F2的方向竖直向下，作用点在杠杆上的A点
20．（2分）如图所示，为了使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请在杠杆上画出所施加的最小力的F。
【答案】见试题解答内容
【分析】使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可。
【解答】解：根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，即动力臂最长，所以OB作动力臂最长，过B点垂直于OB向上作垂线段，如下图所示：
21．（2分）图中用笔画线代替绳子画出用该滑轮组提升重物时最省力的绕法。
【答案】见试题解答内容
【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
【解答】解：图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，要求最省力，是最省力的绕绳方法，绕过上面的定滑轮，如图所示：
。
22．（9分）参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h7W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道燃烧航空煤油的体积，再利用Q放＝qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量；
（2）根据公式P＝Fv求出发动机获得水平推力的大小；
（3）有用功与煤油完全燃烧放出热量的比值就是发动机的热机效率。
【解答】解：
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝3.92×1011J；
（2）该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s，
由P＝＝＝Fv得
F＝＝＝2.6×105 N；
（3）该飞机沿水平方向匀速航行5h，则发动机做的功为：
W＝Pt＝3.2×108 W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：
η＝＝×100%＝60%。
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J；
（2）发动机获得水平推力F是4.6×105 N；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。
23．（9分）某工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．（g＝10N/kg）
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率
（2）求动滑轮受到的重力
（3）若该工人体重为600N且最大能举起800N的货物，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，利用P＝求出拉力的功率；
（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝50%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据η＝＝＝求出动滑轮受到的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，根据G＝mg求出其大小，根据F＝（G+G动）求出提升的最大物重，然后利用η＝＝＝求求出滑轮组的最大机械效率．
【解答】解：
（1）由图可知，n＝3
s＝nh＝3×5m＝18m，
拉力做的功：
W＝Fs＝200N×18m＝3600J，
拉力的功率：
P＝＝＝60W；
（2）由图乙可知，物重G＝300N时，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，
所以，滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝50%，
解得：G动＝300N；
（3）已知工人的体重为600N，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大＝G人＝600N，
由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：
G大＝nF大﹣G动＝3×600N﹣300N＝1500N，
则滑轮组的最大机械效率：
η大＝×100%＝．
答：（1）拉力的功率为60W；
（2）动滑轮受到的重力为300N；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是83.33%．
三、实验探究（本大题共4小题，共24分）
24．（6分）如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置示意图。请你完成下列内容。
（1）通过观察 木块被推动的距离 来判断 A （选填“A”或“B”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 速度 的关系；
（3）换用质量不同的小球，让它们从斜面的 相同 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 质量 的关系。
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是 B （填写字母）
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的小球
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）小球从斜面上滑下，重力势能转化为动能；
（2）（3）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法的操作要求分析解答；
（4）“探究阻力对物体运动的影响”的实验，要让球在不同的阻力下运动，据此分析；
【解答】解：（1）研究物体的动能与哪些因素有关的实验，小球A从斜面上滚落下来重力势能转化为动能，木块被推动的越远；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，质量一定，目的是为了探究动能的大小与速度的关系；
（3）换用质量不同的小球，改变了物体质量，推动木块做功；
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，实验中需要让物体运动时所受阻力不同，所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面；
故答案为：（1）木块被推动的距离；A；（2）速度；质量。
25．（5分）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 越大 ，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 0.54 W
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 C 。（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）根据表中数据，由η＝＝求出第三次实验中滑轮组的机械效率；
（3）纵向分析表中实验数据得出结论；
（4）物体上升的速度为0.1m/s，根据v＝3v物得出则绳子自由端的速度；
根据P＝＝＝Fv求出拉力F的功率；
（5）机械效率与动滑轮的重有关，根据机械效率公式分析。
【解答】解：（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力等于测力计示数；
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是：
η＝＝＝≈74.1%；
（3）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，滑轮组的机械效率越高；
（4）若在第三次实验中，F＝3.8N，则绳子自由端的速度：
v＝3×2.1m/s＝0.6m/s，
则拉力F的功率为：
P＝＝＝Fv＝1.8N×6.3m/s＝0.54W；
（5）A．测拉力时，指针指在零刻度线下方，机械效率变小；
B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，机械效率变小；
C．使用的动滑轮的重力小于智慧小组，额外功减小，符合题意。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）74.4%；（4）0.54。
26．（7分）小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 质量 相等的煤油和水；
（2）实验中，是通过比较 加热时间 来间接反映煤油和水吸收的热量（选填“温度计示数”或“加热时间”）；这样的实验方法物理学中称为 转换法 （选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”）；
（3）小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 等于 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， 煤油 升高的温度更高，由此可见， 水 的比热容较大；
（4）由图象可知，煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）质量；（2）加热时间；转换法；（3）等于；煤油；水；（4）2.1×103。
【分析】（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象知升高30℃煤油和水所用的时间，求出煤油吸热与水吸热之比；根据c＝，在质量和升高温度都相同时，不同物质的比热容之比等于吸收热量之比，据此求出煤油的比热容。
【解答】解：（1）要比较水和煤油的吸热能力，根据控制变量法可知；
（2）实验中，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量；
（3）根据转换法，加热10min；
由图象知，加热相同时间，根据比较吸热能力的第2种方法可知，水的比热容较大；
（4）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象，温度都升高30℃，水用时20min＝＝，
根据c＝可知，不同物质的比热容之比等于吸收热量之比，
故煤油的比热容：
c煤油＝c水＝×4.8×103J/（kg•℃）＝2.2×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；（3）等于；水；（4）2.8×103。
27．（6分）小明在探究杠杆平衡条件实验中所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。
（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡 右 调节。
（2）实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式 C 。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多，不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
（3）完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，则该杠杆的质量 100 g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为 150 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 600 g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作。
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会 偏大 （选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）。
【答案】（1）右；（2）C；（3）①100；②150；③600；④偏大。
【分析】（1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（2）研究杠杆的平衡，需要有动力和阻力，增加动力或阻力的力的个数，不易得出结论；
（3）杠杆自身受到重力，在根据杠杆的平衡条件列式时，考虑重力对实验的影响
【解答】解：（1）杠杆右高，应将杠杆平衡螺母向右端调节；
（2）实验中小明的实验方式，杠杆支点左侧钩码数量过多，力和力臂数目过多，故选C；
（3）①以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，设杠杆的质量为m钩码g2L+mgL＝，
解得：m＝2m钩码＝2×50g＝100g；
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，由①可知，杠杆能够重新保持平衡；
③小明在图丁的D位置挂上6个钩码后，设物体的最大质量为m'钩码g×8L，解得：m'＝12m钩码＝12×50g＝600g；
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，当使用三个钩码作为秤砣时；只将两个钩码作为“秤砣”来使用，阻力减小，秤砣的力臂增大，所以测量结果会偏大。
故答案为：（1）右；（2）C；②150；④偏大。
2023-2024学年江苏省宿迁市钟吾中学九年级（上）第二次情调研物理试卷
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填涂在答题纸相应位置上）
1．（2分）一个三口之家分别单独使用无烟煤、煤气，天然气的平均月消耗质量是不同的。这是因为无烟煤、煤气、天然气具有不同的（ ）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
2．（2分）如图1是古代舂米的场景（舂米，就是把稻谷去壳，做成白米），舂米装置的示意图如图2所示。使用这种装置可以（ ）
A．省力 B．省功 C．费距离 D．省距离
3．（2分）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力
4．（2分）下图是四个小学生背着书包在水平路面的四种情形，其中对书包做功的是（ ）
A．静止站立 B．跳跃前行
C．背着前行 D．提着前行
5．（2分）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）
A．木块只受到重力和斜面的支持力
B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能
C．下滑过程中，木块的机械能保持不变
D．下滑过程中，木块的重力势能转化为内能
6．（2分）正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快
B．做功多的机械，功率一定大
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
7．（2分）小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼。假设他上楼的速度相同（ ）
A．第一种所做的总功多一些
B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些
D．第二种搬书的效率大一些
8．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，向下压活塞的过程，瓶内气体内能减小
B．图乙，瓶内气体推动塞子跳起时，通过做功改变气体的内能
C．图丙，试管内水蒸气推动塞子冲出时，通过热传递改变其内能
D．图丁，此冲程属于内燃机的压缩冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
9．（2分）一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上，用竖直向上的力F将其细端略提离地面，如图所示。若F＝300牛（ ）
A．300 牛 B．500 牛 C．600 牛 D．800 牛
10．（2分）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同物体提升相同的高度，若两滑轮组的效率分别为η甲、η乙，甲、乙两人所用的拉力分别为F甲、F乙，则η甲：η乙和F甲：F乙分别是（不计绳重及机械摩擦）（ ）
A．2：3 2：3 B．3：2 3：2 C．1：1 3：2 D．1：1 2：3
11．（2分）如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与在O点时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
12．（2分）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
二、填空题（本大题共6小题，每空1分，共18分）
13．（3分）如图甲所示，用扳手拧螺帽时，图 的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是 。如图乙所示，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，它能改变力的方向，但 （选填“能”或“不能”）省力，
14．（3分）航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的 能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，甲板上安装了偏流板（如图），这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度，这是通过 方式改变物体内能的。
15．（3分）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 （选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
16．（3分）小明用如图所示的动滑轮将130N的水和10N的桶匀速提起0.2m，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 N；小明做的有用功是 J；如果向水桶内再加入40N
的水，则提起时动滑轮的机械效率将 （选填“变大“变小”或“不变”）。
17．（3分）如图所示，是某物质的凝固图象，第20min的内能 （填“大于”、“小于”或“等于”）第10min的内能；若该物质是均匀放热，且质量不变，要放出 J的热量；从图象可以看出，该物质液态与固态的比热容之比为 。（常见物质比热容：水4.2×103J/（kg•℃），酒精2.4×103J/（kg•℃），水银0.14×103J/（kg•℃））
18．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，斜面长3m，高1m，在此过程中工人做的有用功为 J，斜面机械效率为 ，箱子受到的摩擦力为 N。
三、作图与计算（本大题共5小题，共24分）
19．（2分）图中杠杆上吊一重物G，在力F1的作用下杠杆在水平位置静止，l1为F1的力臂，请做出F1的示意图和细线对杠杆的拉力F2的示意图。
20．（2分）如图所示，为了使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请在杠杆上画出所施加的最小力的F。
21．（2分）图中用笔画线代替绳子画出用该滑轮组提升重物时最省力的绕法。
22．（9分）参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h7W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
23．（9分）某工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．（g＝10N/kg）
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率
（2）求动滑轮受到的重力
（3）若该工人体重为600N且最大能举起800N的货物，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
三、实验探究（本大题共4小题，共24分）
24．（6分）如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置示意图。请你完成下列内容。
（1）通过观察 来判断 （选填“A”或“B”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系；
（3）换用质量不同的小球，让它们从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 的关系。
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是 （填写字母）
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的小球
25．（5分）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 ，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 W
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 。（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
26．（7分）小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水；
（2）实验中，是通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量（选填“温度计示数”或“加热时间”）；这样的实验方法物理学中称为 （选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”）；
（3）小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， 升高的温度更高，由此可见， 的比热容较大；
（4）由图象可知，煤油的比热容是 J/（kg•℃）。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
27．（6分）小明在探究杠杆平衡条件实验中所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。
（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡 调节。
（2）实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式 。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多，不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
（3）完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，则该杠杆的质量 g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作。
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会 （选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）。
2023-2024学年江苏省宿迁市钟吾中学九年级（上）第二次情调研物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共12小题，每小题2分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有且只有一项是符合题目要求的，请将正确选项填涂在答题纸相应位置上）
1．（2分）一个三口之家分别单独使用无烟煤、煤气，天然气的平均月消耗质量是不同的。这是因为无烟煤、煤气、天然气具有不同的（ ）
A．密度 B．比热容 C．热值 D．沸点
【答案】C
【分析】不同的燃料的热值不同，在放出相同热量的情况下，燃料的质量是不同的。
【解答】解：根据放热公式Q＝mq可知，在放出相同热量的情况下，燃料的质量是不同的。
故选：C。
2．（2分）如图1是古代舂米的场景（舂米，就是把稻谷去壳，做成白米），舂米装置的示意图如图2所示。使用这种装置可以（ ）
A．省力 B．省功 C．费距离 D．省距离
【答案】D
【分析】首先根据图示判断机械名称，然后比较动力臂和阻力臂的大小关系得出杠杆类型，再根据费力杠杆的工作特点解答。
【解答】解：（1）由图可知，舂米装置可以绕定点O转动，由于装置自身重力的阻力臂大于脚的动力臂，故可以省距离，D正确。
（2）使用任何机械都不省功，故B错误。
故选：D。
3．（2分）高空抛物是极不文明的行为，会造成很大的伤害，因为高处的物体具有较大的（ ）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．重力
【答案】B
【分析】物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。
【解答】解：由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，而且物体的质量越大，重力势能越大，高空抛物会造成很大的危害。
故选：B。
4．（2分）下图是四个小学生背着书包在水平路面的四种情形，其中对书包做功的是（ ）
A．静止站立 B．跳跃前行
C．背着前行 D．提着前行
【答案】B
【分析】判断人是否做功的依据就是看在这个过程中，是否同时具备做功的两个必要因素：①作用在物体上的力，②物体在力的方向上通过了距离。
【解答】解：
ACD．静止站立、提着前行时，但书包并没有向上移动距离，不符合题意。
B．跳跃前行时，书包也向上移动距离，符合题意。
故选：B。
5．（2分）如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）
A．木块只受到重力和斜面的支持力
B．下滑过程中，木块的重力势能转化为动能
C．下滑过程中，木块的机械能保持不变
D．下滑过程中，木块的重力势能转化为内能
【答案】D
【分析】（1）根据摩擦力的产生条件，判断木块在下滑的过程中是否存在摩擦力，可确定其受力情况；
（2）动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，机械能包括动能和重力势能。
【解答】解：A、由图可知，受到重力，故A错误；
B、匀速下滑过程中，所以动能不变，故B错误；
C、下滑过程中，重力势能减小，故C错误；
D、下滑过程中、重力势能减小，内能增大，故D正确。
故选：D。
6．（2分）正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快
B．做功多的机械，功率一定大
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
【答案】A
【分析】（1）功率是描述物体做功快慢的物理量，它等于单位时间内所做的功，功率大则做功快；
（2）机械效率反映了机械的性能优劣，是有用功与总功的比值，与做功快慢没有关系；使用任何机械不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%。
【解答】解：A、功率反映做功的快慢，功率小。故A正确；
B、功率是做功多少与所用时间的比值，时间不确定。故B错误；
C、机械效率与做功快慢没有关系；
D、使用任何机械都要做额外功，即有用功与总功的比值一定小于1．故D错误。
故选：A。
7．（2分）小明将一箱书搬上三楼，先后采用了两种方法：一是一次把所有的书搬上三楼；二是分两次把所有的书搬上三楼。假设他上楼的速度相同（ ）
A．第一种所做的总功多一些
B．第二种对书做的功多一些
C．第一种搬书的功率大一些
D．第二种搬书的效率大一些
【答案】C
【分析】已知这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，根据公式W＝Gh可求克服自身重力做的功；比较两次所做额外功的多少，从而确定总功的大小，根据机械效率公式可知效率的大小；
他上楼的速度相同，得出上楼时间关系，根据P＝可知功率大小。
【解答】解：
这箱书的重力一定，楼的高度前后不变，两次对书所做的有用功相等；
第一种所做的额外功为克服人的重力做的功，而第二种所做的额外功是两次克服人的重力做的功，故第二种所做的总功大于第一种所做的总功；
由η＝×100%可知，η1＞η2．故D错误；
因上楼的速度相同，第二种需要上楼二次；两次搬书对书做的功相同可知P6＞P2．故C正确；
故选：C。
8．（2分）如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析正确的是（ ）
A．图甲，向下压活塞的过程，瓶内气体内能减小
B．图乙，瓶内气体推动塞子跳起时，通过做功改变气体的内能
C．图丙，试管内水蒸气推动塞子冲出时，通过热传递改变其内能
D．图丁，此冲程属于内燃机的压缩冲程，燃气的内能转化为活塞的机械能
【答案】B
【分析】做功可以改变物体的内能，当外界对物体做功时，物体的内能增大，当物体对外界做功时，物体的内能就会减小。
【解答】解：
A、图甲，活塞对气体做功，气体的内能增加；
B、图乙，气体对塞子做功，内能转化为机械能；
C、图丙，水蒸气对塞子做功，这是通过做功的方式改变内能的；
D、图丁，内能转化为机械能；故D错误。
故选：B。
9．（2分）一根粗细不均的实心圆木横放在水平地面上，用竖直向上的力F将其细端略提离地面，如图所示。若F＝300牛（ ）
A．300 牛 B．500 牛 C．600 牛 D．800 牛
【答案】D
【分析】首先假设实心圆木粗细均匀，根据杠杆平衡条件可求得圆木的重力，然后根据生活经验大致确定粗细不均的实心圆木的重心，比较其动力臂和阻力臂的关系，再利用杠杆平衡条件作出判断。
【解答】解：如图，假设实心圆木粗细均匀，稍抬起一端后，动力臂为AO，且AO＝2BO，
则圆木的重力为G＝＝＝3F＝2×300N＝600N，
根据生活经验可知，粗细不均的实心圆木的重心应该靠近其粗端，
故其动力臂应该大于阻力臂的2倍，
所以，根据杠杆平衡条件可知。
只有D选项符合题意。
故选：D。
10．（2分）用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同物体提升相同的高度，若两滑轮组的效率分别为η甲、η乙，甲、乙两人所用的拉力分别为F甲、F乙，则η甲：η乙和F甲：F乙分别是（不计绳重及机械摩擦）（ ）
A．2：3 2：3 B．3：2 3：2 C．1：1 3：2 D．1：1 2：3
【答案】C
【分析】（1）甲、乙两人用相同的滑轮和绳子组成的滑轮组，把相同物体提升了相同的高度，在不计绳重和机械摩擦情况下，做的有用功相同，额外功相同，根据η＝即可解答；
（2）在不计摩擦和绳重的情况下，甲图有二段绳子在拉动滑轮和重物，故甲拉力为F甲＝G动+G物）；乙图有三段绳子在拉重物，故乙拉力F乙＝（G动+G物）。
【解答】解：（1）机械效率η＝，因为甲，所以所做的有用功相等，所做的额外功就是克服动滑轮的重力所做的功，所以两滑轮组机械效率相同a：ηb＝1：1；
（2）甲、乙两人所用的拉力的大小与承担物重的绳子的段数有关，即F甲＝G动+G物）；乙滑轮组由3段绳子承担乙＝（G动+G物），其中（G＝G物+G动），所以F甲：F乙＝3：3。
故选：C。
11．（2分）如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球的动能不断增加
B．弹簧的弹性势能不断减少
C．小球运动到O点时的动能与在O点时弹簧的弹性势能相等
D．在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变
【答案】D
【分析】（1）动能的大小与物体的质量、速度有关，即质量越大，速度越大，所以动能越大。
（2）弹性势能的大小与物体的形变程度有关，形变程度越大，弹性势能越大；
（3）水平台面光滑，且AO＝OB，说明没有机械能转化为内能，整个系统能量守恒。
【解答】解：
由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，OB段弹簧处于拉伸状态；
小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，弹性势能变小，
小球所受弹力方向向右、速度不断增大，此过程中弹性势能转化为动能；
到达O点时，弹簧恢复原长，小球所受弹力为零，动能最大；
小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性势能变大，
此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小，此过程中动能转化为弹性势能；
则小球从A位置运动到B位置的过程中：
A、小球的动能先增加后减少；
B、弹簧的弹性势能先减少后增大；
C、小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性势能（为零）不相等；
D、水平台面光滑，说明没有机械能转化为内能，所以在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变。
故选：D。
12．（2分）为了将放置在水平地面上重为100N的物体提升一定高度，设置了图甲所示的滑轮组装置。当用图乙所示随时间变化的竖直向下的拉力F拉绳时，物体的速度v和物体上升的高度h随时间变化的关系分别如图丙和丁所示。（不计绳重和绳与轮之间的摩擦）（ ）
A．0s～1s内，地面对物体的支持力大于10N
B．1s～2s内，物体在做加速运动
C．2s～3s内，拉力F的功率是100W
D．2s～3s内，滑轮组的机械效率是83.33%
【答案】C
【分析】由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n＝3，则拉力F移动的距离s＝3h。由丁图可知，0s～1s内，物体上升的距离为0，在水平地面上静止，1s～2s内，物体做加速运动，2s～3s内，物体匀速运动。
（1）已知滑轮组绳子的段数n和拉力F拉，物体在水平地面上静止时，设滑轮组对物体的拉力F′，其关系为F拉＝（F′+G动）；
地面对物体的支持力等于物体对地面的压力，等于物体的重力G减去整个滑轮组对物体的拉力F′；
（2）由乙图可知物体在2～3s内的拉力F，由丙图可可知物体上升的速度，求出拉力F的作用点下降的速度，利用P＝＝Fv求拉力做功功率，知道拉力F和物重G大小，以及s与h的关系，利用效率公式求滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A、由图丁可知，物体上升的距离为0，由图乙可知，以动滑轮和物体为研究对象动，向上的支持力F支，及三根绳子向上的拉力F′作用，处于静止状态
F支＝G﹣F′＝G﹣3F拉+G动＝100N﹣8×30N+G动＝G动+10N＞10N，故A正确；
B、由图丙可知，物体的速度由0增大到2.5m/s，故B正确；
C、由图可知在2～3s内，v6＝2.50m/s，拉力F3＝40N，n＝2，
拉力F的作用点下降的速度：v3′＝3v4＝3×2.50m/s＝3.5m/s，
拉力做功的功率（总功率）：P总＝F3v3′＝40N×7.5m/s＝300W，故C错误；
D、2～3s内滑轮组的机械效率：η＝×100%＝，故D正确。
故选：C。
二、填空题（本大题共6小题，每空1分，共18分）
13．（3分）如图甲所示，用扳手拧螺帽时，图 b 的握法更有利于拧紧或松开螺帽，原因是 动力臂更长 。如图乙所示，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，但 不能 （选填“能”或“不能”）省力，
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂可知，在阻力和阻力臂不变的情况下，动力臂越长，动力越小，杠杆越省力。
（2）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。
【解答】解：（1）通过对比图a和b可知，对于同一螺帽，而b图中的动力臂要大于a图中的动力臂。
（2）根据滑轮的轴固定不动的特点可知：旗杆顶部的定滑轮，它的使用特点是只能改变力的方向。
故答案为：b；动力臂更长；定。
14．（3分）航母舰载机即将起飞前，燃料燃烧会获得大量的 内 能，向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害，甲板上安装了偏流板（如图），这是利用水的 比热容大 的特性来降低偏流板的温度，这是通过 热传递 方式改变物体内能的。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）燃料燃烧时，它的化学能转化为内能；
（2）用水循环来降低偏流板的温度，是因为水在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，冷却效果好；改变内能的方法有两个：做功和热传递。
【解答】解：
飞机内的燃料的燃烧，使飞机获得大量的内能；
水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量；这是通过热传递方式改变物体内能的。
故答案为：内；比热容大。
15．（3分）用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h，则从A位置到C位置铁球的重力做功是 Gh ；在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 Gh 。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力 小于 （选填“大于”、“小于”、“等于”）弹簧所施加的弹力。（整个过程中不计能量损耗）
【答案】见试题解答内容
【分析】利用W＝Gh求重力做功，根据机械能守恒定律判断，铁球在C位置的运动趋势判断受力情况。
【解答】解：从A位置到C位置铁球的重力做功W＝Gh，
因为从A位置开始向下运动的过程中，重力势能转化为动能，整个过程中不计能量损耗根据机械能守恒定律可知：弹性势能增加量为E＝W＝Gh；
铁球在C位置受力不平衡，在弹力的作用下有向上运动的趋势。
故答案为：Gh；Gh。
16．（3分）小明用如图所示的动滑轮将130N的水和10N的桶匀速提起0.2m，动滑轮重20N（不计绳重和摩擦），小明拉绳子的动力为 80 N；小明做的有用功是 26 J；如果向水桶内再加入40N
的水，则提起时动滑轮的机械效率将 变大 （选填“变大“变小”或“不变”）。
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出拉力；
（2）小明克服水的重力做的功为有用功；
（3）滑轮组的机械效率受物重和动滑轮重的影响，其他条件不变的情况下，物体越重，机械效率越大。
【解答】解：（1）小明拉绳子的动力：
F＝（G水+G桶+G动）＝×（130N+10N+20N）＝80N；
（2）小明做的有用功：
W有用＝G水h＝130N×0.2m＝26J；
（3）其他条件不变的情况下，物体越重，所以如果向水桶内再加入40N的水。
故答案为：80；26。
17．（3分）如图所示，是某物质的凝固图象，第20min的内能 小于 （填“大于”、“小于”或“等于”）第10min的内能；若该物质是均匀放热，且质量不变，要放出 2.1×104 J的热量；从图象可以看出，该物质液态与固态的比热容之比为 2：1 。（常见物质比热容：水4.2×103J/（kg•℃），酒精2.4×103J/（kg•℃），水银0.14×103J/（kg•℃））
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）根据图象可知该物质的凝固时保持0℃不变，据此判断出该物质是水，水在凝固时，放出热量、内能较小，温度不变；
（2）由图可知水从A点降温到B点时降低的温度，根据Q放＝cmΔt求出此过程中放出的热量；该物质是均匀放热，且质量不变，据此得出液态降温10℃和固态降温20℃时放出的热量相等，根据Q放＝cmΔt求出该物质液态与固态的比热容之比。
【解答】解：
（1）由凝固图象可知，该物质的凝固时温度保持0℃不变，
因水在凝固时，放出热量，所以第20min的内能小于第10min的内能；
（2）由图象可知，水从A点降温到B点时，
所以，此过程中放出的热量Q放＝c水mΔt＝4.5×103J/（kg•℃）×0.3kg×10℃＝2.1×108J；
因该物质是均匀放热，且质量不变，
所以，相同时间内，
由图象知，液态降温10℃和固态降温20℃所用的时间相等，
则该物质液态与固态的比热容之比：＝＝＝＝。
故答案为：小于；2.1×106；2：1；
18．（3分）往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，斜面长3m，高1m，在此过程中工人做的有用功为 900 J，斜面机械效率为 75% ，箱子受到的摩擦力为 100 N。
【答案】见试题解答内容
【分析】知道斜面的高度和箱子的重力，根据W＝Gh求出此过程中工人做的有用功，又知道工人施加的力和斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力做的总功，利用η＝×100%求出斜面机械效率；总功减去有用功即为克服箱子受到的摩擦力所做的额外功，据此求出额外功，利用W额＝fs求出箱子受到的摩擦力。
【解答】解：此过程中工人做的有用功：
W有＝Gh＝900N×1m＝900J，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝400N×3m＝1200J，
斜面的机械效率：
η＝×100%＝；
因W总＝W有+W额，
所以，克服箱子受到的摩擦力所做的额外功：
W额＝W总﹣W有＝1200J﹣900J＝300J，
由W额＝fs可得，箱子受到的摩擦力：
f＝＝＝100N。
故答案为：900；75%。
三、作图与计算（本大题共5小题，共24分）
19．（2分）图中杠杆上吊一重物G，在力F1的作用下杠杆在水平位置静止，l1为F1的力臂，请做出F1的示意图和细线对杠杆的拉力F2的示意图。
【答案】见试题解答内容
【分析】根据力与力臂的关系确定F1的作用点和方向；根据杠杆平衡条件确定拉力F2的方向即可。
【解答】解：做出力臂L1的垂线，与杠杆相交于一点P1的作用点，由于G使杠杆沿顺时针方向转动4的方向应使杠杆沿逆时针方向转动，方向斜向上；
根据杠杆平衡条件可知，重物G对杠杆拉力F2的方向竖直向下，作用点在杠杆上的A点
20．（2分）如图所示，为了使轻质杠杆AB在如图所示位置静止，请在杠杆上画出所施加的最小力的F。
【答案】见试题解答内容
【分析】使用杠杆时，当阻力和阻力臂一定时，动力臂越长，越省力；因此只需找出使动力臂最长的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可。
【解答】解：根据杠杆平衡条件可知，在阻力与阻力臂的乘积一定的情况下，即动力臂最长，所以OB作动力臂最长，过B点垂直于OB向上作垂线段，如下图所示：
21．（2分）图中用笔画线代替绳子画出用该滑轮组提升重物时最省力的绕法。
【答案】见试题解答内容
【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
【解答】解：图中滑轮组由一个定滑轮和一个动滑轮组成，要求最省力，是最省力的绕绳方法，绕过上面的定滑轮，如图所示：
。
22．（9分）参加今年国庆阅兵的运20是我国自主发展的大型运输机，它的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，使发动机获得向前的推力。若运20在高空中飞行时在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h7W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：
在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）知道燃烧航空煤油的体积，再利用Q放＝qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量；
（2）根据公式P＝Fv求出发动机获得水平推力的大小；
（3）有用功与煤油完全燃烧放出热量的比值就是发动机的热机效率。
【解答】解：
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝3.92×1011J；
（2）该飞机水平匀速飞行的速度v＝720km/h＝200m/s，
由P＝＝＝Fv得
F＝＝＝2.6×105 N；
（3）该飞机沿水平方向匀速航行5h，则发动机做的功为：
W＝Pt＝3.2×108 W×3600s＝1.152×1011J，
发动机的热效率为：
η＝＝×100%＝60%。
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J；
（2）发动机获得水平推力F是4.6×105 N；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。
23．（9分）某工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图像如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计．（g＝10N/kg）
（1）若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为200N，求拉力的功率
（2）求动滑轮受到的重力
（3）若该工人体重为600N且最大能举起800N的货物，则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳端移动的距离，根据W＝Fs求出拉力做的功，利用P＝求出拉力的功率；
（2）由图乙可知，物重G＝300N时，滑轮组的机械效率η＝50%，机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，克服动滑轮重力和物重做的功为总功，根据η＝＝＝求出动滑轮受到的重力；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力等于人的重力，根据G＝mg求出其大小，根据F＝（G+G动）求出提升的最大物重，然后利用η＝＝＝求求出滑轮组的最大机械效率．
【解答】解：
（1）由图可知，n＝3
s＝nh＝3×5m＝18m，
拉力做的功：
W＝Fs＝200N×18m＝3600J，
拉力的功率：
P＝＝＝60W；
（2）由图乙可知，物重G＝300N时，
因机械中摩擦力及绳重忽略不计，克服物重做的功为有用功，
所以，滑轮组的机械效率：
η＝＝＝＝＝50%，
解得：G动＝300N；
（3）已知工人的体重为600N，
则该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，绳子的最大拉力：
F大＝G人＝600N，
由F＝（G+G动）可得，提升的最大物重：
G大＝nF大﹣G动＝3×600N﹣300N＝1500N，
则滑轮组的最大机械效率：
η大＝×100%＝．
答：（1）拉力的功率为60W；
（2）动滑轮受到的重力为300N；
（3）该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是83.33%．
三、实验探究（本大题共4小题，共24分）
24．（6分）如图是“研究物体的动能与哪些因素有关”的实验装置示意图。请你完成下列内容。
（1）通过观察 木块被推动的距离 来判断 A （选填“A”或“B”）动能的大小；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 速度 的关系；
（3）换用质量不同的小球，让它们从斜面的 相同 （选填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与 质量 的关系。
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，必须增加的器材是 B （填写字母）
A．倾斜程度不同的斜面
B．粗糙程度不同的水平面
C．质量不同的小球
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）小球从斜面上滑下，重力势能转化为动能；
（2）（3）动能的影响因素是质量和速度，根据控制变量法的操作要求分析解答；
（4）“探究阻力对物体运动的影响”的实验，要让球在不同的阻力下运动，据此分析；
【解答】解：（1）研究物体的动能与哪些因素有关的实验，小球A从斜面上滚落下来重力势能转化为动能，木块被推动的越远；
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，质量一定，目的是为了探究动能的大小与速度的关系；
（3）换用质量不同的小球，改变了物体质量，推动木块做功；
（4）若利用图所示的器材做“探究阻力对物体运动的影响”的实验，实验中需要让物体运动时所受阻力不同，所以必须增加的器材是粗糙程度不同的水平面；
故答案为：（1）木块被推动的距离；A；（2）速度；质量。
25．（5分）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
（1）实验过程中，应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是 74.1% 。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重 越大 ，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F的功率为 0.54 W
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是 C 。（填字母）
A．测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B．弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C．所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
【答案】见试题解答内容
【分析】（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计；
（2）根据表中数据，由η＝＝求出第三次实验中滑轮组的机械效率；
（3）纵向分析表中实验数据得出结论；
（4）物体上升的速度为0.1m/s，根据v＝3v物得出则绳子自由端的速度；
根据P＝＝＝Fv求出拉力F的功率；
（5）机械效率与动滑轮的重有关，根据机械效率公式分析。
【解答】解：（1）实验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力等于测力计示数；
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是：
η＝＝＝≈74.1%；
（3）纵向分析表中实验数据可知，同一滑轮组，滑轮组的机械效率越高；
（4）若在第三次实验中，F＝3.8N，则绳子自由端的速度：
v＝3×2.1m/s＝0.6m/s，
则拉力F的功率为：
P＝＝＝Fv＝1.8N×6.3m/s＝0.54W；
（5）A．测拉力时，指针指在零刻度线下方，机械效率变小；
B．弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，机械效率变小；
C．使用的动滑轮的重力小于智慧小组，额外功减小，符合题意。
故答案为：（1）匀速缓慢；（2）74.4%；（4）0.54。
26．（7分）小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，如图甲所示，以探究水和煤油的吸热能力。
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 质量 相等的煤油和水；
（2）实验中，是通过比较 加热时间 来间接反映煤油和水吸收的热量（选填“温度计示数”或“加热时间”）；这样的实验方法物理学中称为 转换法 （选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”）；
（3）小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙，则加热10min，水吸收的热量 等于 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量， 煤油 升高的温度更高，由此可见， 水 的比热容较大；
（4）由图象可知，煤油的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。[已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【答案】（1）质量；（2）加热时间；转换法；（3）等于；煤油；水；（4）2.1×103。
【分析】（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象知升高30℃煤油和水所用的时间，求出煤油吸热与水吸热之比；根据c＝，在质量和升高温度都相同时，不同物质的比热容之比等于吸收热量之比，据此求出煤油的比热容。
【解答】解：（1）要比较水和煤油的吸热能力，根据控制变量法可知；
（2）实验中，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量；
（3）根据转换法，加热10min；
由图象知，加热相同时间，根据比较吸热能力的第2种方法可知，水的比热容较大；
（4）由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象，温度都升高30℃，水用时20min＝＝，
根据c＝可知，不同物质的比热容之比等于吸收热量之比，
故煤油的比热容：
c煤油＝c水＝×4.8×103J/（kg•℃）＝2.2×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）质量；（2）加热时间；（3）等于；水；（4）2.8×103。
27．（6分）小明在探究杠杆平衡条件实验中所用杠杆质量分布均匀，每个钩码质量均为50g。
（1）实验前没有挂钩码时，发现杠杆右端高，要使杠杆在水平位置平衡 右 调节。
（2）实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码，杠杆也能在水平位置平衡，但老师建议不宜采用这种方式 C 。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多，不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
（3）完成实验后小明突发奇想，想利用该杠杆（重心始终位于O点）制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示，以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，则该杠杆的质量 100 g。然后小明将C位置的3个钩码取下，挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，小明应在图丙C位置处装配一质量为 150 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 600 g，并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上，完成“杆秤”的制作。
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，不留意只将两个钩码作为“秤砣”来使用，则小红的测量结果会 偏大 （选填“偏小”、“依然准确”或“偏大”）。
【答案】（1）右；（2）C；（3）①100；②150；③600；④偏大。
【分析】（1）在调节杠杆平衡时，应将平衡螺母向较高的一端调节；
（2）研究杠杆的平衡，需要有动力和阻力，增加动力或阻力的力的个数，不易得出结论；
（3）杠杆自身受到重力，在根据杠杆的平衡条件列式时，考虑重力对实验的影响
【解答】解：（1）杠杆右高，应将杠杆平衡螺母向右端调节；
（2）实验中小明的实验方式，杠杆支点左侧钩码数量过多，力和力臂数目过多，故选C；
（3）①以杠杆上的A点为支点，当在C位置挂3个钩码，设杠杆的质量为m钩码g2L+mgL＝，
解得：m＝2m钩码＝2×50g＝100g；
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处，由①可知，杠杆能够重新保持平衡；
③小明在图丁的D位置挂上6个钩码后，设物体的最大质量为m'钩码g×8L，解得：m'＝12m钩码＝12×50g＝600g；
④小红用小明制作好的“杆秤”测一物体的质量，当使用三个钩码作为秤砣时；只将两个钩码作为“秤砣”来使用，阻力减小，秤砣的力臂增大，所以测量结果会偏大。
故答案为：（1）右；（2）C；②150；④偏大。
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