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    2020-2021学年江苏省苏州市吴江区九年级上学期物理期中考试题及答案
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    2020-2021学年江苏省苏州市吴江区九年级上学期物理期中考试题及答案

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    这是一份2020-2021学年江苏省苏州市吴江区九年级上学期物理期中考试题及答案,共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。

    1. 阿基米德:“只要给我一个支点,我就可以移动地球。”如图所示,生产和生活中的杠杆与阿基米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
    A. 钓鱼竿钓鱼B. 食品夹夹面包
    C. 起子开瓶盖D. 筷子夹菜
    【答案】C
    【解析】
    【详解】阿基米德所说的可以移动地球的机械是一省力杠杆,而钓鱼竿钓鱼、食品夹夹面包、筷子夹菜时,它们的动力臂都小于阻力臂,是费力杠杆,只有起子开瓶盖时其动力臂才大于阻力臂,是省力杠杆,故ABD不符合题意,C符合题意。
    故选C。
    2. 关于温度、内能和热量、下列说法正确的是( )
    A. 冰熔化成水,质量不变,温度不变,比热容不变
    B. 火箭使用液态氢作为燃料,是因为液态氢热值大,含有的热量多
    C. 物体温度降低,内能一定减少
    D. 物体温度升高,物体一定吸收了热量
    【答案】C
    【解析】
    【详解】A.冰熔化成水的过程中,所含物质的多少没有改变,则质量不变;冰是晶体,冰熔化成水的过程中,吸收热量,温度保持不变;冰熔化成水,状态发生变化,所以比热容也发生变化,故A错误;
    B.火箭使用液态氢作为燃料,是因为液态氢热值大,但热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故B错误;
    C.物体温度降低其内能一定减小,由于是同物体,即质量相等,故其温度降低了,其内能就减小了,故C正确;
    D.物体的温度升高,内能增加,可能是吸收了热量,也可能是其它物体对它做功,故D错误。
    故选C。
    3. 两个相同的篮球,表面潮湿,从不同高度自由落至同一地面,留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能(相对于同一参考平面),下列说法正确的是( )
    A. 两个一样大B. 落在a处的大C. 落在b处的大D. 无法比较大小
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    【详解】篮球从静止开始下落,是由重力势能转化为动能;到达地面后,篮球撞击地面,是由动能转化为弹性势能;根据篮球留下的印迹可知,a处的印迹大,说明篮球落在a处时具有的弹性势能大,所以其开始下落时具有的重力势能就大。故选B。
    4. 生活中,小华发现有如图甲所示的水龙头,很难徒手拧开,但用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示)。下列有关这把钥匙的分析中正确的是( )
    A. 在使用过程中可以减小阻力臂
    B. 在使用过程中可以减小阻力
    C. 在使用过程中可以减小动力臂
    D. 在使用过程中可以减小动力
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    【详解】由图知道,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件知道,动力变小,故ABC错误,D正确。
    故选D。
    5. 有一根重200N的木料AB,水平放在地面上,一个人用50N的力,就能抬起木料的A端,关于这根木料( )
    A. 重心一定在木料中点
    B. 重心离A近
    C. 要抬起B端至少用250N的力
    D. 要抬起B端至少用150N的力
    【答案】D
    【解析】
    【分析】
    【详解】AB.设其重心在O点,水平放在地面上,抬起A端时,以B端为支点,则动力的力臂为LAB,重力的力臂为LOB,由杠杆平衡条件知道
    FA×LAB=G×LOB
    所以
    即重心不在木料中点,重心离B端近,故AB错误;
    CD.抬起B端时,以A端为支点,此时重力的力臂为
    动力的力臂为LAB,由杠杆平衡条件知道
    FB×LAB=G×LOA
    所以
    故C错误,D正确。
    故选D。
    6. 小球从某高度处由静止下落过程的路程h与时间t关系如图所示,则描述重力对该球做功大小W与下落高度h关系正确的图线是( )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【详解】同一个小球,自由下落时重力G一定,由W=Gh可知,重力做功多少决定于下落高度h,并且做功多少与下落高度成正比。由图像知:
    A.A图像随着高度的增加,重力做功的多少保持不变,故A不符合题意;
    B.B图像重力做的功与下落高度成正比,故B符合题意;
    CD.CD两图像均为曲线,说明重力做的功与下落高度不成正比,故CD不符合题意。
    故选A。
    7. 用相同的加热装置对a、b两种物质加热时,它们的温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是( )
    A. 如果a、b是同种物质,则a的质量更小
    B. 如果a、b质量相等,则a的吸热能力更强
    C. 在加热过程中,利用做功的方式改变了a、b的内能
    D. 温度从T1升高到T2时,a、b吸收的热量Qa=Qb
    【答案】A
    【解析】
    【分析】
    【详解】A.用相同的加热装置对a、b两种物质加热时,吸收热量的多少是通过加热时间来比较的。如果a、b是同种物质,且状态相同,其比热容相同,由图象可知,加热相同的时间(即吸收的热量相同),a的温度升高的快,说明a的质量小,故A正确;
    B.如果a、b质量相等,加热相同的时间(即吸收的热量相同),a的温度升高的快,说明a的比热容小,即a的吸热能力更弱,故B错误;
    C.在加热过程中,利用热传递的方式改变了ab的内能,故C错误;
    D.由图象可知,温度从T1升高到T2时,a的加热时间短,说明a吸收的热量少,即
    Qa<Qb
    故D错误。
    故选A。
    8. 如图所示,开关S闭合时,可能发生的现象是( )
    A. L1不发光、L2发光B. L2被烧坏C. L1被烧坏D. 电池被烧坏
    【答案】D
    【解析】
    【详解】由图知,开关断开时,两盏灯并联;当开关S闭合时,电流不经过两灯,而直接从最右面的导线流回电源负极,会发生电源短路,电池会被烧坏;由于电流不经过两灯,则两灯泡均不发光、且灯丝不会烧断,故D符合题意;ABC不符合题意。
    故选D。
    9. 水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为,吸收的热量之比为,则水和煤油升高的温度之比为( )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【分析】
    【详解】根据比热容公式Q吸=cm得
    2:3
    故B正确,符合题意,ACD错误,不符合题意。
    故选B。
    10. 如图甲所示,小明用弹簧测力计沿水平方向拉动木块,使它沿同一表面粗糙程度相同的水平木板滑动,如图乙是他两次拉动同一木块得到的距离随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
    A. 木块两次具有的动能一样大B. 两次拉力对木块做功一样多
    C. 木块第一次受到的拉力较大D. 第一次拉力做功的功率较大
    【答案】D
    【解析】
    【详解】A.由图乙知,两次物体都做匀速直线运动,第一次物体的速度较大,所以第一次物体的动能较大,故A错误;
    B.从图乙中可以看出,在相同拉力作用下,木块两次运动的距离不同,所以木块两次所做的功不同,由W=Fs可知,但是在没有指出是相同时间内,因此不能比较二者做功多少,故B错误;
    C.由A分析知,接触面粗糙程度、受到的压力不变,木块两次受到的拉力相等,故C错误;
    D.从图乙中可以看出第一次木块运动的速度较大,由功率的变形公式P=Fv可知,力F相同,第一次速度v大,所以功率大,故D正确。
    故选D。
    11. 为了节能、方便,有的楼道照明灯使用声、光控开关,其原理是:光控开关只有在黑暗时才闭合,声控开关只有在有声音时才闭合.下面能实现只在黑暗且有声音时灯才亮的电路原理的是( )
    A. B. C. D.
    【答案】B
    【解析】
    【详解】试题分析:A图中光控开关一闭合就会短路电源,故不合理;B图中只有两个开关都闭合灯才会亮,符合要求;C图中只要有一个开关闭合,灯就会亮,不符合要求;D图中的声控开关闭合后就会短路电源,不符合要求;应选B.
    12. 用如图所示的滑轮组甲和乙提升重物(钩码),不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
    A. 若钩码重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率相同
    B. 若滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组的机械效率相同
    C. 若滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
    D. 若钩码重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高
    【答案】C
    【解析】
    【分析】
    【详解】A.滑轮组的机械效率
    现在物重相等,两滑轮组动滑轮重力不一定相等,由此可知,若钩码重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率不相等。故A错误;
    BC.甲由3段绳子承担物重,乙由2段绳子承担物重,若滑轮重力和绳端拉力相同,甲图中物重
    G甲=3F-G动
    乙图中物重
    G乙=2F-G动
    显然甲图中物重要重些,根据
    可得,甲的机械效率高。故B错误,C正确。
    D.若钩码重力和绳端拉力相同,由BC知甲图中动滑轮重
    G动甲=3F- G
    乙图中动滑轮重
    G动乙=2F-G
    故甲图中动滑轮重大于乙图中动滑轮重。由
    得滑轮组甲的机械效率小于滑轮组乙的机械效率。故D错误。
    故选C。
    二、填空题(本题共11小题,每空1分,共28分)
    13. 生活中的“热”含义非常丰富,在物理学中,“天气很热”的“热”是指_______;“摩擦生热”的“热”是指_______;“冰熔化要吸热”的“热”是指_______。
    【答案】 ①. 温度 ②. 内能 ③. 热量
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1]天气很热,是指温度高,故“热”指温度。
    [2]摩擦生热,是指通过摩擦使物体的内能增加,在这一过程中,机械能转化为内能,故“热”指内能。
    [3]“冰熔化要吸热”,的“热”是热传递过程中吸收能量的多少,指的是热量。
    14. 如图所示是一个便携式充电器,它在充电过程中,它相当于电路中的___________;它给手机电池充电时,它相当于电路中的___________。
    【答案】 ①. 用电器 ②. 电源
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1][2]在给手机电池充电的过程中,电能转化为电池的化学能,在电路中手机电池消耗电能,手机电池相当于用电器,充电器给手机电池充电的过程中,能提供电能,相当于电源。
    15. 如图所示,要使灯泡L1和L2串联在电路中,应只闭合开关___________;若要使灯泡L1和L2并联在电路中,应只闭合开关___________;若同时闭合开关___________,就会造成电源短路。
    【答案】 ①. S3 ②. S1、S2 ③. S2、S3
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1]若闭合开关时,则电流从电源正极出发后先后依次经过两盏灯泡,所以它们是串联的。
    [2]若闭合开关、时,则电流从电源正极出发,经过开关后,分别流经两盏灯泡,又汇合在一起回到电源的负极,所以它们是并联的。
    [3]同时闭合开关、时,导线直接连在了电源的两端,所以会造成短路。
    16. 如图所示,妈妈体重比小明大,跷跷板水平平衡时,妈妈比小明离转轴____(填“远”或“近”)。若小明往转轴靠近一小段距离,为了保持跷跷板水平平衡,妈妈应适当____(填“远离”或“靠近”)转轴;若小明和妈妈分别抱上一只质量相同铁球,则跷跷板的____端会下沉(填“左”或“右”)。
    【答案】 ①. 近 ②. 靠近 ③. 右
    【解析】
    【详解】[1]跷跷板在水平位置平衡时,设小明的重力为G1,力臂为l1,妈妈的重力为G2,力臂为l2,因为
    G1l1=G2l2
    G1<G2
    所以
    l1>l2
    即妈妈比小明离转轴近。
    [2]若小明往转轴靠近一小段距离,即力臂为l1减小,为了保持跷跷板水平平衡,由G1l1=G2l2知,在G1和G2不变时,l1减小,l2也减小,妈妈应适当靠近转轴。
    [3]若小明和妈妈分别抱上一只质量相同铁球,则左端为
    (G2+G球) l2=G2l2+G球l2
    右端为
    (G1+G球) l1=G1l1+G球l1
    因为
    G1l1=G2l2,l1>l2
    所以右端力和力臂的乘积较大,跷跷板的右端会下沉。
    17. 如图所示,把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为0.9m,实际推力为300N,那么推动物体做的有用功是_______J,斜面的机械效率是_______,物体与斜面之间的摩擦力是_______N。
    【答案】 ①. 540 ②. 60% ③. 120
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1][2]根据题意知道,斜面长s=3m,斜面高h=0.9m,物体重G=600N,推力F=300N;所以,有用功
    W有用=Gh=600N×0.9m=540J
    推力做的总功
    W总=Fs=300N×3m=900J
    斜面的机械效率
    [3]额外功
    W额外=W总-W有用=900J-540J=360J
    由W额外=fs知道,摩擦力大小
    18. 如图为苏通大桥。“桥塔为什么要造这么高?”小强对此进行了研究:他将大桥的结构进行简化,抽象成图甲所示的_______模型(选填“滑轮”“轮轴”或“杠杆”)。又画了桥塔高低不同的两幅图,图乙和图丙。小华通过比较发现:“适当增加桥塔的高度,可_______(填“增大”或“减小”)斜拉索拉力的力臂,从而_______(选填“增大”或“减小”)斜拉索的拉力。
    【答案】 ①. 杠杆 ②. 增大 ③. 减小
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1]将大桥的结构进行简化,由图可知,在力的作用下绕轴转动,符合杠杆原理。
    [2][3]因桥的长度不变,比较乙图和丙图可看出当桥塔越高时,从转轴到引线的垂线越大即力臂越大,而桥重(阻力)、阻力臂不变,由
    Fl动=Gl阻
    可知拉力F减小。
    19. 2020年9月15日,在黄海海域“长征十一号”运载火箭完成当日发射任务,此次发射采用“一箭九星”的方式,成功将卫星送入目标轨道。火箭加速上升过程中,其携带卫星的重力势能______,动能______,机械能______。(均选填“增大”“减小”或“不变")
    【答案】 ①. 增大 ②. 增大 ③. 增大
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1][2][3]火箭加速上升过程中,其携带卫星的质量不变、高度变大,重力势能变大;质量不变、速度变大,动能变大,故机械能变大。
    20. 2020年9月23日,俄罗斯总统普京在谈到“先锋”高超音速战略导弹抗高温性能时表示,这种导弹的飞行就像是“冰棍效应”,一边飞,一边熔化。该导弹在飞行中因克服摩擦力______(填改变内能的方式),内能______(选填“增加”或“减少”)。
    【答案】 ①. 做功 ②. 增加
    【解析】
    【详解】[1][2]改变内能有两种方式:做功和热传递。在导弹飞行过程中,是因为克服摩擦力做功,使它的内能增加,导致其温度升高,一边飞,一边熔化。
    21. 压缩空气储能是一项全新的储能技术,它将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,需要时, 使压缩空气膨胀推动机器转动,又将内能转化成_______能,这一过程类似于四冲程汽油机的______ 冲程.
    【答案】 ①. 机械 ②. 做功
    【解析】
    【详解】将多余电能利用压缩机把空气压缩到密闭容器中,压缩气体做功,气体的内能增加,这是通过做功的方式改变物体的内能;需要时,使压缩空气膨胀推动机器转动,内能转化为机械能;这一过程类似于四冲程汽油机的做功冲程.
    【点睛】热机的四个冲程:进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;
    改变内能的方式有两种:做功和热传递.
    22. 如图所示,为某物质熔化时温度随时间变化的图象,物质第15min的内能_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)第10min的内能;整个过程加热装置和加热方式都没有改变,且物质的质量不变,从图象可以看出,该物质液态与固态的比热容之比为_________。
    【答案】 ①. 大于 ②. 3:2
    【解析】
    【详解】[1]由固体的熔化图象可知该物质的固体为晶体,在熔化时,吸收热量、内能变大,温度不变,所以第10分钟的内能小于第15分钟的内能。
    [2]由Q=cmΔt,得c=,因为固态段和液态段物质的质量 m相同,由图象知,固态段加热10min,升温是3℃;液态段加热10min,升温是2℃,加热时间相等,则Q固吸=Q液吸,则该物质液态与固态的比热容之比为
    = = =
    23. 如图所示,是A、B两种燃料完全燃烧释放的热量Q与其质量m的关系图,从图中可看出A燃料的热值_______B燃料的热值(选填“大于”、“小于”或“等于”).在标准大气压下,若一定质量的B燃料完全燃烧释放的热量为4.9×106J,其中有60%的热量被质量为20kg、初始温度为38℃的水吸收,c水=4.2×103J/(kg•℃),则水的温度将升高到_______℃。
    【答案】 ①. 小于 ②. 73
    【解析】
    【分析】
    【详解】[1]取相同质量m0,由图可知
    QA由可得
    qA[2]水吸收的热量
    Q吸=Q放η=4.9×106J×60%=2.94×106J
    由Q吸=cmt,可得水升高的温度
    水的末温
    t=t0+t=38℃+35℃=73℃
    三、解答题(本题共9小题,共48分。解答第25、26题时应有解题过程)
    24. 试根据规定要求作图。
    (1)如图①,用螺丝刀撬起图钉,请在图上画出螺丝刀受到图钉阻力F2的力臂l2;并画出作用在螺丝刀柄上A点的最小动力F1的示意图。( )
    (2)如图②,某人在A处提起物体,请在图中画出既省力又能改变用力方向的绳子绕法。( )
    (3)如图③,请在答题卷虚线框内画出实物电路对应的电路图。( )
    【答案】 ①.
    ②.
    ③.
    【解析】
    【详解】(1)反向延长阻力F2的延长线,过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段l2(即阻力臂);支点为O点,由图知,最长的动力臂为OA,所以当动力方向与OA垂直时,力臂最长,力最小,方向垂直OA向下。如下图所示:
    (2)由于要求既可以省力又可以改变力的方向,所以绳子自由端拉力的方向必须向下,则绳子从定滑轮下面的挂钩开始绕起,如图所示:
    (3)实物图中电铃和小灯泡串联,电流从电源正极出发,依次通过开关、电铃、小灯泡,最后回到电源的负极,画电路图如下:
    25. 如图所示,物体重为270N,现在100N的拉力作用下匀速上升了4m(不计绳重和摩擦)
    (1)求它机械效率;
    (2)用同样的滑轮组换用另一种可以改变施力方向的绕法,仍然来提升这个重物并使它匀速上升4m,求此时它的机械效率;
    (3)用原来的绕法,如果在它的下面挂重为540N的重物,求此时所需要的拉力.
    【答案】(1)90%;(2)90%;(3)190N
    【解析】
    【分析】
    【详解】(1)由图知道,n=3,绳端移动的距离
    s=nh=3×4m=12m
    有用功
    W有=Gh=270N×4m=1080J
    总功
    W总=Fs=100N×12m=1200J
    滑轮组的机械效率
    (2)由于不计摩擦和绳重,由知道,动滑轮的重力
    G动=nF-G=3×100N-270N=30N
    改变滑轮组的绕法时,从动滑轮开始缠绕,如下图
    则绳端的拉力
    此时滑轮组的机械效率
    (3)用原来的绕法,如果在它的下面挂上重为540N的重物,此时所需要的拉力为
    答:(1)滑轮组的机械效率为90%;
    (2)用同样的滑轮组换用另一种绕法,仍然来提升这个重物并使它匀速上升,则此时它的机械效率为90%;
    (3)用原来的绕法,如果在它的下面挂上重为540N的重物,此时所需要的拉力为190N。
    26. 煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某度假酒店在冬季利用一口自喷状态的热井为客人提供温泉服务,已知该热井的出水量为每小时1.5×105kg,出水温度为90℃。
    (1)求每小时流出的地热水温度降低到50℃所放出的热量。(c水=4.2×103J/(kg·℃)
    (2)这些热量如果用煤锅炉供热,且煤锅炉的热效率为80%,则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少煤?(煤的热值为3×107J/kg)
    【答案】(1)2.52×1010J;(2)1050kg
    【解析】
    【分析】
    【详解】解:(1)已知出水流量为1.5×105kg/h,则每小时流出水的质量m=1.5×105kg,水放出的热量
    Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.5×105kg×(90℃-50℃)=2.52×1010J
    (2)由得煤完全燃烧放出的热量
    由Q放=mq得需要煤的质量
    则利用上述地热能供暖一小时可以节约1050kg的煤。
    答:(1)每小时流出的地热水温度降低到50℃,所放出的热量为2.52×1010J;
    (2)利用上述地热能供暖一小时可以节约1050kg的煤。
    27. 如图所示是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置.
    (1)实验中是通过观察________的大小,来判断小球动能的大小,这种方法在物理学上称为________(选填“控制变量法”或“转换法”)。
    (2)当研究动能的大小与速度的关系时,应该选用质量________的两个小球从斜面上________高度由静止滚下(两空均选填“相同”或“不同”)。
    (3)若某小球由静止开始从粗糙程度不变的斜面顶端滚落到水平面,以水平面为参考平面,其在顶端时候的重力势能为10J,进入水平面瞬间的动能为9.8J,则在斜面中点的时机械能为________J。(不计空气阻力)
    【答案】 ①. 木块移动的距离 ②. 转换法 ③. 相同 ④. 不同 ⑤. 9.9
    【解析】
    【分析】
    【详解】(1)[1][2]小球动能大小体现在对外做功的多少,可以通过木块移动的距离s来比较动能的大小;通过观察木块移动的距离s来比较小球动能的大小时用到了转换法。
    (2)[3][4]当研究动能的大小与速度关系时,应该控制小球的质量相同,速度不同,则应使质量相同的小球从斜面上不同的高度由静止滚下。
    (3)[5]某小球由静止开始从粗糙程度不变的斜面顶端滚落到水平面,滑下时重力势能转化为动能,斜面有摩擦,有一部分能量转化为内能,刚开始具有的机械能是10J,当滑到底端时具有机械能是9.8J,从顶点到水平面克服摩擦做功0.2J,所以到达斜面中点克服摩擦做功0.1J,所以小球到达斜面中点时的机械能是9.9J。
    28. 在探究“杠杆的平衡条件”的实验过程中:
    (1)实验前,将杠杆中点置于支架上,当杠杆静止时,发现杠杆左端下沉,如图甲所示,此时杠杆的重心在悬挂点O________侧(选填“左”、“右”、“上”或“下”),为避免杠杆的重力对实验产生影响,应把杠杆左端的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。
    (2)“杠杆不处于水平位置能否平衡?”小洁和小红意见不同。小洁认为杠杆平衡不一定是水平的,这种说法对吗?________(选填“对”或“错”)。后来小洁将杠杆调节在水平位置平衡,在杠杆支点左侧某位置挂3个钩码,在支点右侧某位置用始终竖直向下的力拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图乙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂________(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),拉力的大小________。
    (3)小林同学尝试利用杠杆原理测量一把直尺的质量,如图丙所示,将质量是m的钩码挂在刀口左侧的直尺上某一适当位置,在刀口上向右移动直尺,使其在水平位置平衡,读出此时________到刀口的距离,视为动力臂l1,尺中心(重心)到刀口的距离,视为阻力臂l2,则用上述已知的和测得的物理量可写出直尺的质量为________。
    【答案】 ①. 左 ②. 右 ③. 对 ④. 变小 ⑤. 不变 ⑥. 钩码 ⑦.
    【解析】
    【分析】
    【详解】(1)[1][2]杠杆左端下沉,说明杠杆重心偏左,应把杠杆左端的平衡螺母向右调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就消除了杠杆的自重对实验的影响。
    (2)[3]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都叫杠杆平衡,所以小洁的说法是对的。
    [4][5]力臂等于支点到力的作用线的距离,竖直向下拉弹簧测力计,使杠杆从水平位置缓慢转过一定角度,如图乙所示,此过程中,弹簧测力计拉力的力臂变小,但是根据三角形的相似性,动力臂和阻力臂的比值是不变的,所以拉力大小不变。
    (3)[6][7]将质量是m的钩码挂在刀口左侧的直尺上某一适当位置,在刀口上向右移动直尺,使其在水平位置平衡,读出此时钩码到刀口的距离,视为动力臂l1,尺中心(重心)到刀口的距离为阻力臂l2,根据杠杆平衡的条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂,可知
    G钩码×l1=G直尺×l2

    mgl1=m直尺gl2
    所以直尺的质量
    29. 某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率,相关数据记录在下表中。
    (1)实验中,使用滑轮组提升钩码时,应竖直向上________拉动弹簧测力计。
    (2)第二次实验中,钩码上升的高度为0.10m,已知动滑轮重1.0N,则克服绳重及摩擦所做的额外功是________J。
    (3)第三次实验中,3s内钩码上升的高度为0.15m,拉力F做功的功率为________W,滑轮组的机械效率为________。
    (4)分析比较第一、二两次实验数据,有用功W1有________W2有,滑轮组的机械效率η1________η2(两空均选填“>”“=”或“<”)。由此可知:可采用________的方法来提高滑轮组的机械效率。
    【答案】 ①. 缓慢匀速 ②. 0.05 ③. 0.375 ④. 80% ⑤. < ⑥. < ⑦. 增大物重
    【解析】
    【分析】
    【详解】(1)[1]实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直向上缓慢匀速拉动弹簧测力计,测力计示数才等于拉力大小。
    (2)[2]有用功
    W有用=Gh=6.0N×0.10m=0.6J
    克服动滑轮做的额外功
    W动=G动h=1.0N×0.10m=0.1J
    拉力做的总功
    W总=Fs=2.5N×0.30m=0.75J
    克服绳重及摩擦力所做的额外功
    W额=W总-W有用-W动=0.75J-0.6J-0.1J=0.05J
    (3)[3][4]第3次测量中,钩码运动的速度为
    拉力F作用点移动的速度
    v=nv钩码=3×0.05m/s=0.15m/s
    拉力F做功的功率为
    第3次测量中,绳端移动的距离
    s=nh=3×015m=0.45m
    滑轮组的机械效率
    (4)[5][6]根据第1次和第2次数据可知,有用功分别为
    W1有=G1h1=4N×0.1m=0.4J
    W2有=G2h2=6N×0.1m=0.6J

    W1有总功分别为
    W总1=F1s1=1.8N×0.3m=0.54J
    W总2=F2s2=2.5N×0.3m=0.75J
    机械效率分别为

    η1<η2
    [7]两次所用滑轮组相同,但第2次物重大于第1次物重,机械效率也大于第一次的机械效率,所以可得:使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率。
    30. 小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条,探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系.”他依次将橡皮条固定在弹弓上,如图所示,在弹性范围内,拉伸相同的伸长量,将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去,测得弹射的水平距离,数据如下表:
    请回答以下问题:
    (1)实验中,是通过比较___________________来间接反映橡皮条的弹性势能大小;
    (2)比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能与橡皮条的______有关;
    (3)比较低1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条的弹性势能还与橡皮条的_____有关;
    (4)用同种材料同厚度的橡皮条,拉伸相同的伸长量,弹性势能最大的橡皮条是______
    A、窄面长的 B、宽面长的 C、窄面短的 D、宽面短的.
    【答案】 ①. 弹珠被弹射的水平距离 ②. 长度 ③. 宽度 ④. D
    【解析】
    【详解】[1]弹弓弹性势能的大小是通过弹珠射出的距离来表示,射出的越远,弹弓的弹性势能越大;
    [2]比较第1次和第2次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮条宽度相同,长度不同,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关;
    [3]比较第1次和第3次实验可知,拉伸相同的伸长量,橡皮长度度相同,条宽不同,弹珠射出的距离不同,故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关;
    [4]由以上可知,弹性势能的大小与宽度、长度有关;在拉伸相同的伸长量时,宽度越宽,弹性势能越大,长度越短,弹性势能越大,故弹性势能最大的橡皮条是宽面短的,故选D.
    31. 如图所示,小华利用甲、乙、丙三套完全相同的装置,完成下面两个热学实验.
    (1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择________(选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙”)两套装置.实验应控制水和煤油的初温相同、________相同。小明通过比较________(选填“加热时间”、“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少,经过实验得出了水和煤油温度随时间变化的图象如图丁所示,则图线________(选填“a”或“b”)对应液体的吸热能力强。若不计实验过程中的热量损失,则煤油的比热容为________J/(kg·℃)。
    (2)为比较不同燃料的热值,小华选择了甲、乙两套装置,他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的两种液体进行加热,直至燃料全部燃烧完。
    ①请你指出小华设计的方案中存在的明显缺陷。答:________。
    ②改正上述方案缺陷后进行实验,小华发现燃料1燃烧后烧杯内液体升高的温度为△t1,燃料2燃烧后烧杯内液体升高的温度为△t2,且 .可是,老师却说他不能据此数据得出“燃料1的热值是燃料2的热值的2倍”的结论,原因可能是________。
    【答案】 ①. 甲丙 ②. 质量 ③. 加热时间 ④. a ⑤. 2.1×103 ⑥. 对质量和初温相等的两种液体加热 ⑦. 放出的热量不能全部被液体吸收并且实验次数太少没有普遍性
    【解析】
    【分析】
    【详解】(1)[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小,应选用相同的燃料加热(即相同的热源),目的是在相同的时间内两种物质吸收的热量相同,所以,应选择甲丙两套装置。
    [2]由控制变量法知道,实验时应控制水和煤油初温和质量相同。
    [3]根据转换法知道,可以通过比较加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少。
    [4]由图丁知道,升高的温度均为20℃时(从10℃加热到30℃),a需要的加热时间(6min)大于b需要的加热时间(3min),所以,图线a对应液体的吸热能力强。
    [5]由图知道,水和煤油变化的温度均为20℃时,Q水=2Q油,即
    解得煤油的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
    (2)①[6]为便于通过升高温度比较液体吸收的热量,应使用初温和质量相同的同种液体,实验中的缺陷是:对质量和初温相等的两种液体加热。
    ②[7]用不同燃料对液体加热时,两种燃料释放的热量不可能完全被液体吸收,并且实验次数太少没有普遍性,不能根据液体升高的温度直接得出“燃料2的热值是燃料1的2倍”的结论。
    实验次数
    钩码重/N
    钩码上升的高度/m
    绳端的拉力/N
    绳端移动的距离/m
    机械效率
    1
    4.0
    0.10
    18
    0.30
    2
    6.0
    0.10
    2.5
    0.30
    3
    6.0
    0.15
    2.5
    次数
    橡皮条
    橡皮条宽/cm
    橡皮条长/cm
    弹射的水平距离/m
    1
    a
    0.50
    20.00
    10.10
    2
    b
    0.50
    30.00
    8.20
    3
    c
    1.00
    2000
    1400
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