2023-2024学年江苏省常州实验中学天宁区分校九年级上学期期中物理试卷

这是一份2023-2024学年江苏省常州实验中学天宁区分校九年级上学期期中物理试卷，共40页。试卷主要包含了单项选择题，填空作图题，探究解答题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．赛艇的桨B．起瓶器
C．核桃夹D．老虎钳
2．（2分）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（ ）
A．热量B．热值C．比热容D．内能
3．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．水在凝固过程中，持续放热，但内能保持不变
B．冰在熔化过程中，持续吸热，内能不断增大
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．电能可以使灯泡发光，同时产生内能，这些内能又可以自动地转化为电能
4．（2分）以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A．锯木头锯条发热B．阳光下路面发热
C．铁丝反复弯折后发热D．搓手时手掌发热
5．（2分）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A．B．
C．D．
6．（2分）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
7．（2分）水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（ ）
A．游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的
B．游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C．游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大
D．游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能
8．（2分）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码重0.5N，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断中正确的是（ ）
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都可省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
9．（2分）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）
A．斜面的机械效率是66.7%
B．斜面的机械效率是75%
C．该同学对物体做功的功率是10W
D．该同学对物体做功的功率是30W
10．（2分）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率一样大
D．乙图省力，机械效率乙图大
11．（2分）如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1匀速运动了距离s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2匀速运动了同样的距离，已知v2＞v1．比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是（ ）
A．W1＝W2B．W1＜W2C．P1＝P2D．P1＞P2
12．（2分）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
13．（2分）电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关S，才能使指示灯L发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
14．（2分）如图所示，装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙、t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（ ）
A．燃料b的热值比燃料a的大
B．液体2吸收的热量最少
C．液体2的比热容比液体1的大
D．燃料b放出热量最多
15．（2分）如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
二、填空作图题（16～23题每空1分，24～25题每图2分，共28分）
16．（2分）“复兴号”动车组座位上装有插座可供乘客手机充电，在充电过程中，手机电池相当于 （电源/用电器），同一排座位上正在充电的两部手机之间是 （串联/并联）的。
17．（3分）常州某餐馆用智能机器人（如图）替代人工送菜。该机器人以1.5m/s的速度运行30m将菜送到客人桌前，用时 s；若机器人工作时牵引力恒为50N，完成本次送菜，牵引力做功 J，牵引力做功的功率为 W。
18．（4分）如图所示是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中是通过观察 运动的距离来判断钢球的动能大小；让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 的关系；换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制钢球 相同；木块最终会停下来，在这个过程中木块通过 的方式把机械能转化为内能。
19．（3分）我国北方供热的“暖气”用水作介质，这主要是因为水的 大；某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg，进水温度为55℃，出水温度为40℃．这段时间里水向外放出热量 J，这些热量相当于完全燃烧 kg酒精放出的热量。（c水＝4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值3×107J/kg。）
20．（3分）小雨用如图所示的滑轮组提升一工件，质量为90kg，工件在10s内上升1m，已知滑轮组的机械效率为60%，则拉力为 N，拉力的功率为 W，当吊起的工件质量增大时，滑轮组的机械效率 （变大/变小/不变）。
21．（3分）如图所示，斜面长s＝10m，高h＝4m，用沿斜面向上的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功。该过程中物体受到的摩擦力为 N，拉力F为 N，斜面的机械效率η＝ %。
22．（3分）如图甲为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动。伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。图甲中吊臂是 （省力/费力）杠杆。从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中，伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐 （变小/变大/不变），从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中，伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐 （变小/变大/不变）。
23．（3分）“可燃冰”作为新型能源，热值为4.2×108J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为 J；若燃烧放出的热量只有25%被水吸收，这些热量能使500kg、70℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是 ℃，这个过程中水的内能 （增大/不变/减小）。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
24．（2分）如图甲，是“常力牌”重型装订器，其上端手柄为一杠杆，O为支点，A为动力作用点，B为阻力作用点，其简化工作原理如图乙所示，请在图乙中画出正常使用时，作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
25．（2分）防控疫情期间，为了严格控制外来车辆出入小区，很多小区安装了门禁系统，如图甲所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆，若是小区内部车辆，则由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆。请依照上述叙述，补全图乙中的模拟电路图。
三、探究解答题（第26题5分，第27题7分，第28题6分，第29题7分，第30题7分，第31题10分）
26．（7分）小明利用如图甲所示的装置，来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）若实验前杠杆静止在甲图位置，此时杠杆 （平衡/不平衡），为使杠杆在水平位置平衡，应该向 （左/右）调节平衡螺母。
（2）实验时，在乙图装置中A点要用弹簧测力计沿竖直方向施加一个拉力，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 。多次改变弹簧测力计（A点）和钩码（B点）的位置，得到了下表数据：
根据以上数据，小明得到了“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”。小华认为小明的结论不对，于是她进行了以下操作： ，以证明小明的结论是错误的。
（3）得到正确结论后，利用丙图所示的装置，钩码悬挂位置和弹簧测力计作用位置如丙图所示，若弹簧测力计的量程是0～5N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知：悬挂的重物不能超过 N。
27．（6分）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，小华用两个相同的容器（图中用线框表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。
（1）从实验效果考虑，本实验选择 （烧杯/易拉罐）作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是 。
（2）两种液体吸收热量的多少可通过 比较。
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时， （A/B）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时， （A/B）升温较高。
（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），则应选择 （A/B）。若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 J/（kg•℃）。
28．（7分）一辆质量为1.6×104kg的新能源汽车在平直公路上匀速行驶，汽车受到的阻力为1.6×103N，匀速行驶1000m，用时50s，求汽车匀速行驶的过程中：
（1）汽车的速度；
（2）50s内汽车牵引力所做的功；
（3）汽车发动机的功率。
29．（7分）某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）热水器中的水所吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
30．（7分）学校食堂改造中，采用如图所示的装置提升建筑材料，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重物A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，提升物体A时滑轮组的机械效率为80%，这个过程中：
（1）工人做功多大？
（2）人对绳子拉力的功率为多大？
（3）动滑轮多重？
（4）支架受到滑轮组的拉力为多大？
31．（7分）如图是一款雪地摩托车，其净质量为150kg，静止时与地面接触的总面积为500cm2，当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108km/h。汽油热值为q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg。问：
（1）雪地摩托车载着质量为50kg的人静止时，对水平地面的压强为多大？（2）该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多大？
（3）若该车发动机为汽油机，效率为24%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23s，需要汽油的质量多大？
2022-2023学年江苏省常州实验中学天宁区分校九年级（上）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本题共15小题，每小题2分，共30分）
1．（2分）如图所示的工具中，属于费力杠杆的是（ ）
A．赛艇的桨B．起瓶器
C．核桃夹D．老虎钳
【分析】判断杠杆的种类，可结合生活经验，根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，则是等臂杠杆。
【解答】解：A、赛艇的桨在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，故A符合题意；
B、起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故B不符合题意；
C、核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故C不符合题意；
D、老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D不符合题意。
故选：A。
【点评】准确分析题目中工具的动力臂与阻力臂的关系，是判断省力杠杆和费力杠杆的关键。
2．（2分）释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是（ ）
A．热量B．热值C．比热容D．内能
【分析】（1）在热传递过程中传递内能的多少叫热量，热量是个过程量，单位是J；
1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，单位是J/kg；
单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量，叫这种物质的比热容，单位是J/（kg•℃）；
内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和，单位是J；
（2）由“每100g 能量2361kJ”可得每克巧克力提供的能量，结合热量、内能、热值、比热容的意义选择。
【解答】解：巧克力的营养成分表上标有“2361kJ/100g”，是指每100g能量2361kJ，据此可得每克巧克力提供的能量；而燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，所以标识的含义与热值类似。
故选：B。
【点评】本题考查了对热量、内能、热值和比热容的掌握，正确理解几个物理量的意义是解题的关键。
3．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．水在凝固过程中，持续放热，但内能保持不变
B．冰在熔化过程中，持续吸热，内能不断增大
C．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D．电能可以使灯泡发光，同时产生内能，这些内能又可以自动地转化为电能
【分析】（1）晶体在凝固过程中放热，虽温度保持不变，但状态变了，内能也改变；
（2）晶体在熔化过程中吸热，虽温度保持不变，但状态变了，内能也改变；
（3）热量是个过程量，区别于状态量，只是在热传递这个过程中才有热量这个物理量，当两物体温度相等时，热传递就停止，所以只能说某物体吸收了多少热量，放出了多少热量。
（4）能量在转化和转移过程中具有方向性。
【解答】解：A、因为冰是晶体，所以水凝固成冰的过程中，持续放热，温度保持不变，但是状态改变了，故内能减少，故A错误；
B、冰是晶体，在熔化过程中持续吸热，温度保持不变，但是状态改变了，故内能增大，故B正确；
C、我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高；热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；
D、电能可以使电灯发光，同时产生内能，而这些内能无法自动地转化为电能，是因为能量的转化是有方向性的，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查的是学生对晶体的熔化和凝固，能量转化，以及内能、温度与热量三者之间的关系的理解，是热学的难点，也是中考的热点。
4．（2分）以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A．锯木头锯条发热B．阳光下路面发热
C．铁丝反复弯折后发热D．搓手时手掌发热
【分析】改变物体内能的方式有两种：一是做功，二是热传递，做功是能量的转化过程，热传递是能量的转移过程。
【解答】解：A、用锯条锯木头时锯条发热，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
B、阳光下路面发热，路面从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式改变物体的内能；
C、反复弯折铁丝时，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
D、搓手时手掌发热，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能；
综上分析可知，改变内能的方式与其他三个不同的是B。
故选：B。
【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能，二者是等效的，但其实质不同，前者是能量的转化，后者是能量的转移。
5．（2分）如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中，哪一个冲程的能量转化过程是相同的（ ）
A．B．
C．D．
【分析】（1）判断汽油机的四个冲程，先看进气门和排气门的关闭情况，进气门打开的是吸气冲程，排气门打开的是排气冲程，进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程；活塞上行为压缩冲程和排气冲程；活塞下行为吸气冲程和做功冲程；
（2）改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低。
【解答】解：水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同；
A、图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；
B、图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；
C、图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；
D、图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程。
故C符合题意，ABD不合题意。
故选：C。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理，以及能量的变化，掌握热机的工作原理。
6．（2分）在北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台的比赛中，中国选手谷爱凌从50m高的跳台由静止出发，在空中完成了一次超高难度的1620度旋转，获得本项目的金牌。现将运动轨迹简化如图所示，若不考虑能量损失，她的运动轨迹最符合实际的是（ ）
A．aB．bC．cD．d
【分析】不考虑能量损失，机械能是守恒的；任何物体都有惯性；在飞出跳台的过程中，根据运动员的受力情况分析其运动的轨迹。
【解答】解：谷爱凌从A点由静止滑下，不考虑能量损失，机械能是守恒的；当谷爱凌从B点飞出，到达最高点时速度不为零，所以动能不为零，所以运动到最高点时重力势能小于A点重力势能，即运动轨迹最高点比A点低；运动到B后，有斜向上的速度，飞出B位置后，由于她具有惯性，仍然会保持原来的运动状态继续斜向上运动，故d线路是错误的；由于受到重力的作用，在重力的作用下，她会先向上运动，再向下运动。综上所述，C是最符合实际的。
故选：C。
【点评】本题考查了机械能的转化、惯性现象，属于基础题。
7．（2分）水上蹦床是一种水上娱乐项目，游客站在上面可以自由蹦跳（如图）。对于蹦床运动的分析，下列说法错误的是（ ）
A．游客每次蹦跳一定到达同一最高点，因为能量是守恒的
B．游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性势能最大
C．游客离开蹦床向上运动过程中，他的动能减小，重力势能增大
D．游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，此过程将消耗游客体能
【分析】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；
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。重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。不计空气阻力时，机械能没有转化为内能，机械能守恒。
【解答】解：
A、游客在上下运动的过程中会受到空气阻力的作用，机械能会转化为内能，机械能不守恒，而游客每次蹦跳都要消耗人的体能，人的体能转化为机械能，人的体能转化的机械能可能不等于人在运动时每次转化的内能，虽然能量是守恒的，但游客每次蹦跳不一定到达同一最高点，故A错误；
B、游客接触蹦床向下运动到最低点时，蹦床的弹性形变的程度最大，所以弹性势能最大，故B正确；
C、游客离开蹦床向上运动过程中，质量不变，速度变小，动能变小，质量不变，高度变大，重力势能增大，故C正确；
D、游客想弹得更高，就要在蹦床上发力，使蹦床的形变程度变大，弹性势能变大，转化为的重力势能就越大，此过程将消耗游客体能，游客的体能转化为弹性势能，故D正确。
故选：A。
【点评】通过游客蹦床时，考查了重力势能、弹性势能、动能的变化等知识，体现了体育运动中包含了很多的物理知识，你可以试着分析一下其它的体育运动中的物理知识。
8．（2分）如图所示为探究杠杆平衡条件的实验装置，若每个钩码重0.5N，为了让杠杆在水平位置平衡，下列判断中正确的是（ ）
A．在A点挂4个钩码能使杠杆平衡
B．在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，能使杠杆平衡
C．用弹簧测力计在B点拉，无论如何改变用力方向都可省力
D．用弹簧测力计在A点拉，无论如何改变用力方向都要费力
【分析】（1）根据杠杆的平衡条件可以求出在A处挂钩码的个数；
（2）知道阻力、阻力臂、动力臂，根据杠杆平衡条件求出拉力。
（3）根据杠杆平衡条件，阻力和阻力臂不变时，弹簧测力计倾斜，动力臂变小，动力变大。
【解答】解：每个钩码重力为0.5N，设每个小格长度为L，则支点左侧力与力臂的乘积为：1N×3L＝3N×L；
A、在A点挂4个钩码时，杠杆右侧力与力臂的积为：2N×2L＝4N×L＞3N×L，杠杆不能平衡，故A错误；
B、在B点用弹簧测力计竖直向下拉，当示数为0.5N时，杠杆右侧力与力臂的积为：0.5N×5L＝2.5N×L＜3N×L，杠杆不能平衡，故B错误；
C、用弹簧测力计在B点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×5L，最小拉力为0.6N；当力的方向改变时，力臂减小，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆费力，用弹簧测力计在B点拉，当力臂为3L时，拉力为1N．根据杠杆平衡条件知，当改变用力方向，使力臂小于3L时，拉力要大于1N，杠杆才能平衡，要费力，故C错误；
D、用弹簧测力计在A点用弹簧测力计竖直向下拉，根据杠杆平衡条件知，1N×3L＝F×2L，最小拉力为1.5N；当力的方向改变时，力臂减小，无论如何改变用力方向力都要大于1.5N，都要费力，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了杠杆平衡的条件，当杠杆处于水平位置平衡时，竖直作用在杠杆上的力的力臂在杠杆上，倾斜作用在杠杆上力的力臂在杠杆以外的位置上，力臂变小。
9．（2分）如图所示，斜面长20m、高10m，固定在水平地面上。一位同学用平行于斜面向上40N的拉力，在20s内把重60N的物体沿斜面向上匀速拉动了10m。在此过程中（ ）
A．斜面的机械效率是66.7%
B．斜面的机械效率是75%
C．该同学对物体做功的功率是10W
D．该同学对物体做功的功率是30W
【分析】由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动10m时，物体升高5m；
（1）利用W＝Fs求拉力F做的总功，利用W＝Gh求拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；
（2）该同学对物体做功的功率等于拉力做的功与所用时间之比。
【解答】解：
由题知，斜面长20m、高10m，则物体沿斜面向上匀速运动s＝10m时，物体升高h＝5m；
（1）拉力F做的总功：
W总＝Fs＝40N×10m＝400J；
拉力做的有用功：
W有用＝Gh＝60N×5m＝300J；
斜面的机械效率：
η＝＝×100%＝75%；故A错、B正确；
（2）该同学对物体做功的功率：
P＝＝＝20W，故CD错。
故选：B。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算，会根据“斜面长20m、高10m”得出物体沿斜面向上匀速运动10m时物体升高5m。
10．（2分）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）匀速提起相同的重物。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．甲图省力，机械效率甲图大
B．甲图省力，机械效率一样大
C．乙图省力，机械效率一样大
D．乙图省力，机械效率乙图大
【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，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：不计绳重及摩擦，
∵拉力F＝（G物+G轮），n1＝2，n2＝3，
∴绳子受的拉力：
F1＝（G物+G轮），F2＝（G物+G轮），
∴F1＞F2，乙图省力；
∵动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额＝G轮h，W有用＝G物h，
∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同，总功相同，
∵η＝，
∴滑轮组的机械效率相同。
故选：C。
【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。
11．（2分）如图所示，一物体放在同一水平面上，第一次在拉力F1的作用下，以速度v1匀速运动了距离s，第二次在拉力F2的作用下，以速度v2匀速运动了同样的距离，已知v2＞v1．比较前后两次拉力做的功及其功率的大小关系，正确的是（ ）
A．W1＝W2B．W1＜W2C．P1＝P2D．P1＞P2
【分析】根据影响摩擦力大小的因素判定两次拉力的大小，根据W＝Fs判定功的大小；
根据P＝Fv判定功率的大小。
【解答】解：一物体放在同一水平面上在拉力的作用下做匀速直线运动，此时拉力等于摩擦力；由于压力和接触面的粗糙程度不变，故拉力不变，即F1＝F2，由于通过的距离相同，根据W＝Fs可知，所做的功是相同的，即W1＝W2；故A正确，B错误
拉力相同，v2＞v1，则根据P＝Fv可知，第二次的功率大，即P1＜P2，故CD错误；
故选：A。
【点评】本题考查了功和功率公式的应用，能够判定拉力相同时解题的关键。
12．（2分）如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A、B两点具有的动能相同
C．小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC
D．小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【分析】（1）做功的条件是：有力，且沿力的方向运动一段距离；
（2）由于受到的阻力，所以小球下落过程中，有机械能的损失；
（3）物体受到非平衡力，其运动状态不断变化（如速度改变）。
【解答】解：A、小球受到竖直向下的重力的作用，下落中，移动了距离，小球的重力是做功的，因为是粗糙的弧形轨道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A错误；
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落过程中，机械能减小，故在A、B两点具有的动能不同，故B错误；
C、小球运动过程中，要克服摩擦力做功，机械能减小，小球质量不变，故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA＞νB＞νC，故C正确；
D、要克服摩擦力做功，机械能减小，故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能，故D错误。
故选：C。
【点评】此题考查了力是改变物体运动状态的原因、能量的转化和运动快慢的分析，是一道综合题目。
13．（2分）电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源，需要闭合开关S，才能使指示灯L发光，发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】根据指示灯、发热体在工作时是否相互影响分析电路的连接方式。
【解答】解：根据题意可知，当蚊香器接上电源，闭合开关S，指示灯L发光，发热体工作，说明开关同时控制指示灯和发热体；指示灯断路不亮，但发热体依然能正常工作，这说明发热体和指示灯互不影响，是并联的，开关在干路上，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了实验电路设计，根据题意确定各电路元件的连接方式是正确解题的关键。
14．（2分）如图所示，装置甲、乙和丙完全相同，燃料质量均为10g，烧杯内液体初温和质量都相等，燃料完全燃烧完后，液体均未沸腾，液体的末温分别为t甲、t乙、t丙，且t甲＞t乙＞t丙，则下列说法正确的是（ ）
A．燃料b的热值比燃料a的大
B．液体2吸收的热量最少
C．液体2的比热容比液体1的大
D．燃料b放出热量最多
【分析】（1）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；
（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种液体比热容的大小关系。
【解答】解：
（1）为了比较燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热同种液体，让液体的质量相同，通过温度计升高的示数得出液体吸热多少和燃料燃烧放热多少，进而判断热值大小，则应选择甲、乙两图进行实验；
由题意知甲、乙两实验中液体的初温相等，末温t甲＞t乙，则Δt甲＞Δt乙，
由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相同，由公式Q＝cmΔt可知，吸收的热量Q甲＞Q乙﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Qa＞Qb，燃料的质量相同，由Q放＝mq可知qa＞qb，即燃料a的热值比燃料b的大，故A、D错误；
（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出升高温度的关系，进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；
甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量均相同，则燃料完全燃烧释放的热量相等，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则液体吸收的热量Q甲＝Q丙﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
所以综合前面解答可知，乙图中液体1吸收的热量最少，故B错误；
甲、丙两实验中液体的初温相等，末温t甲＞t丙，则Δt甲＞Δt丙，即Δta＞Δtb，
因为Q甲＝Q丙，液体质量m相等，升高的温度Δta＞Δtb，
所以由c＝ 可知ca＜cb，即液体b的比热容比液体a的大，故C正确。
故选：C。
【点评】本题考查了学生对热值和比热容概念、吸热公式和燃料完全燃烧放热公式的理解与运用，分析时用好控制变量法是解题的关键。
15．（2分）如图所示电路中，下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确的是（ ）
A．S1、S2都断开，L1、L3串联
B．S1、S2都闭合，L2、L3并联
C．S1闭合，S2断开，L1、L3串联
D．S1断开，S2闭合，L1、L2、L3都能发光
【分析】对每个选项中的开关开合情况进行分析，然后利用“电流路径法”确定灯泡连接关系，找出正确的选项。
【解答】解：A、S1、S2都断开时，电流从电源正极出发，经过灯泡L3、L1回到电源负极，所以灯泡L1、L3串联，故A正确。
B、S1、S2都闭合，电流从电源正极出发分支，一支经灯泡L3、另一支经开关S2、灯泡L2，然后共同经S1回负极，则L2、L3并联，故B正确；
C、S2断开，S1闭合，灯泡L2断路，灯泡L1短路，电流只从灯泡L3经过，此时只有灯泡L3工作，故C错误。
D、S1断开，S2闭合，灯泡L1、L3并联，然后再与L1串联，则L1、L2、L3都能发光，故D正确。
故选：C。
【点评】此题考查我们对多个开关的开合引起电路连接关系变化的认识，分析电路连接关系时，特别注意开关与某一用电器并联造成的部分电路短路问题。
二、填空作图题（16～23题每空1分，24～25题每图2分，共28分）
16．（2分）“复兴号”动车组座位上装有插座可供乘客手机充电，在充电过程中，手机电池相当于 用电器 （电源/用电器），同一排座位上正在充电的两部手机之间是 并联 （串联/并联）的。
【分析】（1）手机电池充电时，电池相当于用电器；
（2）串联电路中，各用电器工作时相互影响；并联电路中，各用电器工作时互不影响。
【解答】解：手机电池充电时，将电能转化为化学能，手机电池相当于用电器；
同一排座位上正在充电的两部手机可以单独工作、互不影响，因此它们间的连接为并联。
故答案为：用电器；并联。
【点评】本题考查了的是电路元件的作用和串并联电路的判断，属于基础题。
17．（3分）常州某餐馆用智能机器人（如图）替代人工送菜。该机器人以1.5m/s的速度运行30m将菜送到客人桌前，用时 20 s；若机器人工作时牵引力恒为50N，完成本次送菜，牵引力做功 1500 J，牵引力做功的功率为 75 W。
【分析】（1）根据v＝可知该机器人以1米/秒的速度运行30米将菜送到客人桌前所用的时间；
（2）根据W＝Fs可得出完成本次送菜，牵引力做的功，利用P＝可计算牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）根据v＝可得，用时：t＝＝＝20s；
（2）完成本次送菜，牵引力做功：W＝Fs＝50N×30m＝1500J；
牵引力做功的功率P＝＝＝75W。
故答案为：20；1500；75。
【点评】本题考查速度公式及其变形的应用和功与功率的有关计算问题，难度不大。
18．（4分）如图所示是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中是通过观察 木块 运动的距离来判断钢球的动能大小；让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下，目的是探究钢球的动能大小与 速度 的关系；换用质量不同的钢球从斜面的相同高度由静止开始滚下，目的是控制钢球 速度 相同；木块最终会停下来，在这个过程中木块通过 做功 的方式把机械能转化为内能。
【分析】该实验采用了转换法，通过比较小球推动木块移动的距离来反映小球动能的大小；
钢球到达水平面的速度由钢球滚下的高度降低，动能的大小与物体的质量和速度有关，探究动能与质量关系时，控制速度不变；探究动能与速度关系时，控制质量不变；
改变内能的方式有两种，即做功和热传递，该实验中木块通过做功方式把动能转化为内能。
【解答】解：在研究动能大小与什么因素有关时，我们是通过观察钢球推动木块移动的距离来反映小球动能大小的，采用的是转换法的思想；
实验中让同一钢球从同一个斜面上不同的高度由静止开始运动，即钢球滚动到斜面底端的速度是不同的，即探究动能大小与物体运动速度的关系；
不同钢球从相同的高度释放，钢球运动到斜面底端的速度相同，该实验探究的是钢球动能与质量的关系；
由于木块受到阻力（或摩擦力）的作用，所以木块最终会停下来；在此过程中木块通过做功方式把动能转化为内能。
故答案为：木块；速度；速度；做功。
【点评】探究影响物体动能大小的因素实验考查控制变量法、转换法的运用以及能的转化过程。
19．（3分）我国北方供热的“暖气”用水作介质，这主要是因为水的 比热容 大；某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg，进水温度为55℃，出水温度为40℃．这段时间里水向外放出热量 6.3×107 J，这些热量相当于完全燃烧 2.1 kg酒精放出的热量。（c水＝4.2×103J/（kg•℃），酒精的热值3×107J/kg。）
【分析】（1）水的比热容比较大，质量相同、且降低相同的温度时，水释放的热量多。
（2）已知水的质量、水的初末温和水的比热容，利用放热公式可以求出水放出的热量。
（3）由题知Q放＝Q吸，利用Q放＝mq求需要完全燃烧酒精的质量。
【解答】解：（1）“暖气”用水作介质，是因为水的比热容大，质量相同、且降低相同的温度时，水释放的热量多，取暖效果好；
（2）水放出的热量：
Q水＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×1000kg×（55℃﹣40℃）＝6.3×107J；
（3）热量由完全燃烧酒精提供，即Q酒精＝Q水＝6.3×107J，
Q酒精＝mq需要酒精的质量：
m酒精＝＝＝2.1kg。
故答案为：比热容；6.3×107；2.1。
【点评】本题考查水的比热容大的应用、吸热公式Q吸＝cmΔt、燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq的掌握和运用，因条件已给出，难度不大。
20．（3分）小雨用如图所示的滑轮组提升一工件，质量为90kg，工件在10s内上升1m，已知滑轮组的机械效率为60%，则拉力为 500 N，拉力的功率为 150 W，当吊起的工件质量增大时，滑轮组的机械效率 变大 （变大/变小/不变）。
【分析】（1）利用G＝mg求出工件的重力，由图可知n＝3，利用η＝＝＝＝求拉力；
（2）利用v物＝求工件上升的速度，绳子自由端移动的速度v＝nv物，利用P＝＝＝Fv求拉力的功率；
（3）利用不计绳重和摩擦时η＝＝＝＝＝分析滑轮组的机械效率的变化。
【解答】解：（1）工件的重力为：G＝mg＝90kg×10N/kg＝900N；
由图可知n＝3，由滑轮组的机械效率η＝＝＝＝可得，拉力大小为：F＝＝＝500N；
（2）工件移动的速度为：v物＝＝＝0.1m/s；
绳子自由端移动的速度为：v＝nv物＝3×0.1m/s＝0.3m/s，
拉力的功率为：P＝＝＝Fv＝500N×0.3m/s＝150W；
（3）因为不计绳重和摩擦时，滑轮组的机械效率可表示为：η＝＝＝＝＝，所以在动滑轮的重力不变时，所吊重物重力增大，滑轮组的机械效率变大。
故答案为：500；150；变大。
【点评】本题考查了重力公式、做功公式、功率公式和滑轮组机械效率公式的应用，明确有用功和总功以及利用好η＝＝＝＝＝是关键。
21．（3分）如图所示，斜面长s＝10m，高h＝4m，用沿斜面向上的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功。该过程中物体受到的摩擦力为 20 N，拉力F为 80 N，斜面的机械效率η＝ 75 %。
【分析】知道克服摩擦力做的功，利用W＝fs求摩擦力；根据W有＝Gh得出使用该斜面做的有用功；根据W总＝W有+W额得出总功，根据W总＝Fs可求拉力F，根据η＝×100%得出斜面的机械效率。
【解答】解：根据W＝fs可得，运动过程中物体受到的摩擦力f＝＝＝20N；
使用该斜面做的有用功W有＝Gh＝150N×4m＝600J；
总功W总＝W有+W额＝600J+200J＝800J，
由W总＝Fs可得，拉力F为：F＝＝＝80N，
斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%。
故答案为：20；80；75%。
【点评】本题考查功和效率的计算，综合性强，难度适中。
22．（3分）如图甲为某种吊车的工作示意图。利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点转动。伸缩撑杆为圆弧状，伸缩时对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。图甲中吊臂是 费力 （省力/费力）杠杆。从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中，伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐 变小 （变小/变大/不变），从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中，伸缩撑杆对吊臂的支持力渐渐 变大 （变小/变大/不变）。
【分析】（1）根据杠杆平衡条件，F1×l1＝F2×l2，根据动力臂和阻力臂的关系分析是省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆；
（2）缩短吊臂和吊下货物时，分析阻力、阻力臂、动力臂的变化，利用杠杆平衡条件进行判断支持力的大小变化。
【解答】解：由图可知，吊车在使用时，动力臂小于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力大于阻力，是费力杠杆；
从图甲到图乙所示的仅缩短吊臂的过程中，动力臂不变，阻力臂变小，阻力不变，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力减小；
从图乙到图丙所示的仅匀速放下吊臂的过程中，吊臂顺时针转动，阻力（物重）不变，阻力臂变大；它对吊臂的支持力始终与吊臂垂直，则动力臂不变；根据杠杆平衡条件F1l1＝F2l2可知，动力变大。
故答案为：费力；变小；变大。
【点评】正确确定动力、动力臂、阻力、阻力臂是解决本题的关键，吊车吊起货物时，确定变化量和不变量，根据杠杆平衡条件解决问题。
23．（3分）“可燃冰”作为新型能源，热值为4.2×108J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为 2.1×108 J；若燃烧放出的热量只有25%被水吸收，这些热量能使500kg、70℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是 95 ℃，这个过程中水的内能 增大 （增大/不变/减小）。【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】
【分析】（1）知道“可燃冰”的热值、质量，利用Q放＝mq求出完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量；
（2）若燃烧放出的热量只有25%被水吸收，据此可求水吸收的热量；知道水的比热容、质量，利用Q吸＝cm（t﹣t0）求水升高的温度，知道初温，可求末温，即水的沸点；
（3）水在加热的过程中，吸收热量、温度升高、内能增加。
【解答】解：
（1）完全燃烧0.5kg“可燃冰”释放的热量：
Q放＝m可燃冰q＝0.5kg×4.2×108J/kg＝2.1×108J；
（2）水吸收的热量：
Q吸＝25%×Q放＝25%×2.1×108J＝5.25×107J，
由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度：
Δt＝＝＝25℃，
水的末温，即水的沸点为：
t＝t0+Δt＝70℃+25℃＝95℃；
（3）水在加热的过程中，吸收热量、温度升高、内能增大。
故答案为：2.1×108；95；增大。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的应用，以及内能与温度的关系，属于基础题目。
24．（2分）如图甲，是“常力牌”重型装订器，其上端手柄为一杠杆，O为支点，A为动力作用点，B为阻力作用点，其简化工作原理如图乙所示，请在图乙中画出正常使用时，作用在A点的最小动力F1及其力臂L1。
【分析】（1）杠杆平衡条件：动力×动力臂＝阻力×阻力臂（F1L1＝F2L2），在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小。
（2）力臂是从支点到力的作用线的距离。
【解答】解：由杠杆平衡条件F1L1＝F2L2可知，在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小；图中支点在O点，则OA作为动力臂L1时最长；使用装订器时，动力的方向应该向下，过点A垂直于OA向下作出最小动力F1的示意图，如图所示：
【点评】此题的解题关键是通过杠杆的平衡条件得出：在阻力跟阻力臂的乘积一定时，动力臂越长，动力越小的结论。
25．（2分）防控疫情期间，为了严格控制外来车辆出入小区，很多小区安装了门禁系统，如图甲所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆，若是小区内部车辆，则由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆。请依照上述叙述，补全图乙中的模拟电路图。
【分析】根据题意确定两开关的连接方式，再将开关与电动机串联，由此补全电路。
【解答】解：根据题意，若是小区内部车辆，由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后，再与电动机串联，电路图如图所示：
。
【点评】本题结合生活实际考查根据要求设计电路图，关键是确定两开关的连接。
三、探究解答题（第26题5分，第27题7分，第28题6分，第29题7分，第30题7分，第31题10分）
26．（7分）小明利用如图甲所示的装置，来探究“杠杆的平衡条件”。
（1）若实验前杠杆静止在甲图位置，此时杠杆 平衡 （平衡/不平衡），为使杠杆在水平位置平衡，应该向 右 （左/右）调节平衡螺母。
（2）实验时，在乙图装置中A点要用弹簧测力计沿竖直方向施加一个拉力，使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是 消除杠杆自身重力对实验的影响 。多次改变弹簧测力计（A点）和钩码（B点）的位置，得到了下表数据：
根据以上数据，小明得到了“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”。小华认为小明的结论不对，于是她进行了以下操作： 斜着拉动测力计使杠杆平衡 ，以证明小明的结论是错误的。
（3）得到正确结论后，利用丙图所示的装置，钩码悬挂位置和弹簧测力计作用位置如丙图所示，若弹簧测力计的量程是0～5N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知：悬挂的重物不能超过 10 N。
【分析】（1）杠杆处于静止状态和匀速转动状态都称为杠杆平衡；为了使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的一端移动；
（2）便于在杠杆上直接读出力臂大小，支点选在杠杆的中点时，重力的力臂为零，消除杠杆自身重力对实验的影响；
杠杆在水平位置平衡后，支点到力的作用点的距离就是力臂（重力的方向跟杠杆垂直），同时能够消除杠杆自身重力对杠杆平衡的影响，因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡；
杠杆平衡条件探究“动力×动力臂”与“阻力×阻力臂”之间的关系，力臂不一定是支点到力作用点的距离。
（3）设杠杆上的一个刻度为L，重物的重力为G，根据杠杆的平衡条件计算即可。
【解答】解：（1）杠杆静止时，杠杆处于平衡状态；图甲中，杠杆右高左低，应将右端的平衡螺母向右调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）便于在杠杆上直接读出力臂大小，支点选在杠杆的中点时，重力的力臂为零，消除杠杆自身重力对实验的影响；
使杠杆在水平位置平衡，是为了便于测量力臂；杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂，所以小明提出的结论是错误的；
小明结论错误是因为杠杆在水平位置平衡，力臂等于支点到力的作用点的距离，所以要推翻这个错误结论，可以用弹簧测力计斜着拉杠杆使其在水平位置平衡。
（3）利用丙图所示的装置，钩码悬挂位置和弹簧测力计作用位置如丙图所示，若弹簧测力计的量程是0～5N，设杠杆上的一个小格长度为L，悬挂重物的重力最大为Gmax，
当杠杆在水平位置平衡时，根据杠杆的平衡条件可得：Gmax×2L＝5N×4L，
解得Gmax＝10N，即悬挂的重物不能超过10N。
故答案为：（1）平衡；右；（2）消除杠杆自身重力对实验的影响；斜着拉动测力计使杠杆平衡；（3）10。
【点评】本题考查了杠杆平衡条件的实验及其应用，关键是分析出杠杆所受的力及对应的力臂，将已知条件代入便可。
27．（6分）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置，小华用两个相同的容器（图中用线框表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。
（1）从实验效果考虑，本实验选择 易拉罐 （烧杯/易拉罐）作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是 使液体受热均匀 。
（2）两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 比较。
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时， A （A/B）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时， B （A/B）升温较高。
（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），则应选择 A （A/B）。若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 2.1×103 J/（kg•℃）。
【分析】（1）从金属导热性能好分析；实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀；
（2）我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；
（3）根据图乙分析回答；
（4）根据比较物质吸热能力的方法（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）确定哪种物质的吸热能力强，根据Q＝cmΔt分析；
根据Δt＝，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比得出另一种物质的比热容。
【解答】解：（1）因金属导热性能好，故以从实验效果考虑，本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀。
（2）根据转换法，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，A加热时间长，故A吸收的热量较多；
质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，即加热时间相同，B升温较高；
（4）因质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，A吸热多，A的吸热能力，比热容大，根据Q＝cmΔt，质量相同的AB液体降低相同的温度，A放热多效果好；故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择A；
A、B两种物质有一种为水，A比热容大，则A为水，根据Δt＝，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容成反比，由图可知，加热相同的时间，B升高的温度是时升高温度的2倍，则B的比热容为水的比热容的一半，即B液体的比热容为：×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）易拉罐；使液体受热均匀；（2）加热时间；（3）A、B；（4）A；2.1×103。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查器材的选择、注意事项、控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。
28．（7分）一辆质量为1.6×104kg的新能源汽车在平直公路上匀速行驶，汽车受到的阻力为1.6×103N，匀速行驶1000m，用时50s，求汽车匀速行驶的过程中：
（1）汽车的速度；
（2）50s内汽车牵引力所做的功；
（3）汽车发动机的功率。
【分析】（1）根据速度公式v＝求出汽车匀速行驶的速度；
（2）汽车匀速行驶时，处于平衡状态，根据F＝f得出所受的牵引力，根据W＝Fs得出牵引力所做的功；
（3）由P＝可求得牵引力做功的功率。
【解答】解：（1）汽车匀速行驶时的速度：v＝＝＝20m/s；
（2）汽车匀速行驶，牵引力F＝f＝1.6×103N，
50s内汽车牵引力所做的功W＝Fs＝1.6×103N×1000m＝1.6×106J；
（3）牵引力做功的功率P＝＝3.2×104W。
答：（1）汽车匀速行驶时的速度为20m/s；
（2）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力所做的功为1.6×106J；
（3）汽车在该段路程匀速行驶时牵引力做功的功率为3.2×104W。
【点评】本题考查了速度、功的计算及二力平衡条件的综合应用，涉及到的知识点较多，综合性强，难以程度适中。
29．（7分）某太阳能热水器中装有40kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：
（1）热水器中的水所吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？（天然气的热值为8.4×107J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
【分析】（1）已知水的质量与初末温度，由热量公式可以求出水所吸收的热量。
（2）根据Q放＝Q吸，再根据Q放＝Vq求出天然气的体积。
【解答】解：（1）热水器中水吸收的热量：
Q＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg•℃）×40kg×（60℃﹣10℃）
＝8.4×106J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放＝Q吸＝8.4×106J，
因为Q放＝Vq
所以天然气的体积V＝＝＝0.1m3。
答：（1）热水器中的水所吸收的热量是8.4×106J；
（2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.1m3的天然气。
【点评】此题主要考查的是学生对吸热公式和燃料热值计算公式的理解和掌握，基础性题目。
30．（7分）学校食堂改造中，采用如图所示的装置提升建筑材料，滑轮组悬挂在水平支架上，工人站在水平地面上，竖直向下拉动绳子自由端，使重物A在5s内匀速上升了1m。已知物体A重400N，两个滑轮的质量相等，不计绳重和摩擦，提升物体A时滑轮组的机械效率为80%，这个过程中：
（1）工人做功多大？
（2）人对绳子拉力的功率为多大？
（3）动滑轮多重？
（4）支架受到滑轮组的拉力为多大？
【分析】（1）利用W有用＝Gh计算有用功，根据η＝可知总功，即工人做功；
（2）由P＝可知人对绳子拉力的功率；
（3）根据图示滑轮组可知绳子的有效股数，由物体重力和高度，利用η＝＝表示出滑轮组的机械效率，即可求出绳子自由端受到的竖直向下的拉力；不计滑轮组的绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮的重力；
（4）根据两个滑轮质量相等可知定滑轮的重力，支架受到滑轮组的拉力等于3股绳子的拉力加上定滑轮的重力。
【解答】解：（1）有用功W有用＝Gh＝400N×1m＝400J，
根据η＝可知总功W总＝＝500J；
（2）人对绳子拉力的功率P＝＝＝100W；
（3）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，
则滑轮组的机械效率：η＝＝，
即80%＝，得：F＝250N，
不计滑轮组的绳重和摩擦，由F＝（G+G动）可得，
动滑轮的重力：G动＝2F﹣G＝2×250N﹣400N＝100N；
（3）由两个滑轮质量相等可知，定滑轮的重力：G定＝G动＝100N，
则支架受到滑轮组的拉力：F拉＝3F+G定＝3×250N+100N＝850N。
答：（1）工人做功500J；
（2）人对绳子拉力的功率为100W；
（3）动滑轮重100N；
（4）支架受到滑轮组的拉力为850N。
【点评】本题考查了滑轮组机械效率和功率公式、滑轮组绳子拉力公式的综合应用等，要注意支架受到滑轮组的拉力等于3股绳子的拉力加上定滑轮的重力。
31．（7分）如图是一款雪地摩托车，其净质量为150kg，静止时与地面接触的总面积为500cm2，当其以最大功率72kW在水平雪地上匀速直线行驶时，最高速度可达108km/h。汽油热值为q＝4.6×107J/kg，g取10N/kg。问：
（1）雪地摩托车载着质量为50kg的人静止时，对水平地面的压强为多大？（2）该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为多大？
（3）若该车发动机为汽油机，效率为24%，则该车以最大功率在水平雪地上用最高速度匀速直线行驶23s，需要汽油的质量多大？
【分析】（1）先算出摩托车和人的总重力，再根据p＝计算出对水平地面的压强。
（2）根据F＝计算出牵引力，再推算出阻力。
（3）先根据W有＝Pt计算出汽车做的有用功，再根据Q放＝计算出汽油放出的热量，再根据m＝计算出汽油的质量。
【解答】解：（1）雪地摩托车静止在水平地面上时：
F＝G＝m总g＝（150+50）kg×10N/kg＝2000N；
雪地摩托车对水平地面的压强：
p＝＝＝4×104Pa；
（2）因为v＝108km/h＝30m/s，故汽车受到的拉力：
F拉＝＝＝2400N；
因为汽车做匀速直线运动，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，故：
f＝F拉＝2400N；
（3）汽车做的有用功：
W有＝Pt＝72000W×23s＝1.656×106J；
汽油放出的热量：
Q放＝＝＝6.9×106J；
汽油的质量：
m＝＝＝0.15kg。
答：（1）雪地摩托车对水平地面的压强是4×104Pa；
（2）该车以最大功率在水平雪地上以最高速度匀速直线行驶时，所受阻力为2400N；
（3）需要汽油的质量是0.15kg。
【点评】本题考查了学生对功率和压强的计算及热机效率的计算，同学们要熟记公式。实验序号
动力F1/N
AO/cm
阻力F2/N
BO/cm
1
1
15
1.5
10
2
1
20
2
10
3
4
5
1
20
4
1.5
20
2
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实验序号
动力F1/N
AO/cm
阻力F2/N
BO/cm
1
1
15
1.5
10
2
1
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1
20
4
1.5
20
2
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