2022-2023学年江苏省南通市通州区九年级上学期物理第一次月考试题及答案

这是一份2022-2023学年江苏省南通市通州区九年级上学期物理第一次月考试题及答案，共21页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
1. 《民法典》规定：禁止从建筑物中抛掷物品，高空抛物存在巨大的安全隐患，是因为高处的物体具有较大的（ ）
A. 重力B. 内能C. 动能D. 重力势能
【答案】D
【解析】
【详解】由题意可知，高空抛物现象之所以存在巨大的安全隐患，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，因此高空抛物会造成很大的危害。
故选D。
2. 下列对图中物理现象的分析，正确的是（ ）
A. 甲图中小明脚踩滑板从高处匀速滑下时，小明的机械能增大
B. 乙图中蜡烛跷跷板往复转动，利用的是杠杆原理
C. 丙图中学生背书包在水平路面上行走时，人对书包做了功
D. 丁图中用动滑轮吊木箱时，减小木箱重力可提高动滑轮的机械效率
【答案】B
【解析】
【详解】A．图中小明脚踩滑板从高处匀速滑下时，小明的动能不变，重力势能减小故小明的机械能是减小的，故A错误；
B．乙图中蜡烛跷跷板往复转动，利用的是杠杆原理，故B正确；
C．丙图中学生背书包在水平路面上行走时，力的方向与运动方向垂直，人对书包不做功，故C错误；
D．额外功不变，如果减小木箱质量，有用功会减小，机械效率会降低，故D错误。
故选B。
3. 关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 物体内能增加，温度可能不变
B. 物体温度越高，所含的热量越多
C. 一杯水放在高处时比放在低处时具有的内能大
D. 热量总是自发地从内能大的物体向内能小的物体转移
【答案】A
【解析】
【详解】A．晶体在熔化过程中吸收热量，内能变大，但是温度不变，故A正确；
B．热量是过程量，只表现在吸热或放热过程中，与物体温度的变化有关，不能说温度越高，热量越多，故B错误；
C．一杯水放在高处比放在低处时具有的重力势能大，但内能不变，故C错误；
D．发生热传递时，热量总是从高温物体传递给低温物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，内能大的物体的温度不一定高，故D错误。
故选A。
4. 如图是小明同学用“思维导图”总结的知识要点，其中①、②、③内容空缺，请在下列选项中选出合理一项，把图中②、③补充完整（ ）
A. ②热传递③化学能B. ②做功③化学能
C. ②热传递③热量D. ②做功③热量
【答案】A
【解析】
【详解】由图知，①是指由机械能转化为内能，所以是做功改变物体的内能；②是改变物体内能的另一种方式，内能发生转移，为热传递；③是指燃料燃烧时，将化学能转化为内能，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5. 小明阅读“一些物质的比热容”表格后，得出以下结论，其中正确的是（ ）
一些物质的比热容
①在太阳光的照射下，干泥土比湿泥土升温慢
②同种物质升高相同的温度，吸收的热量不一定相等
③不同物质的比热容有可能大致相等
④同种物质在不同状态下，比热容不同
A. ①②B. ①②③C. ②③④D. ①②③④
【答案】C
【解析】
【详解】①水的比热容较大，所以湿泥土的比热容比干泥土要大一些；在阳光照射下吸热相同，由可知，湿泥土升温慢一些，干泥土的温度升高得更快，故①错误；
②同种物质在状态相同时比热容相同，在状态不同时比热容不同，当升高相同的温度时，根据公式可知，吸收的热量不一定相等，故②正确；
③④不同种物质比热容可能相同，如煤油和冰的比热容相同；同种物质在不同状态下，比热容可能不同，如水和冰的比热容不同，故③④正确。综上，故C正确，ABD错误。
故选C。
6. 如图所示，斜面固定在水平地面上，斜面倾角为30°。工人用沿斜面向上、大小为F的拉力把重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端，根据上述条件，可求出的物理量是（ ）
A. 有用功B. 额外功
C. 拉力的功率D. 物体所受摩擦力的大小
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．根据
W有用=Gh，W总=Fs
W额=W总-W有用
公式可知，由于不知道斜面的高度、长度以及拉动时间，所以不能计算出有用功、额外功以及功率，故ABC不符合题意；
D．设斜面的高为h，由于斜面倾角为30°，所以斜面的长度为2h，则有用功W有用=Gh，总功
额外功
根据W额=fs得物体所受的摩擦力
故D符合题意。
故选D。
7. 为了比较两位同学上楼时的功率，使用下列哪组器材一般不能达到目的（ ）
A. 皮尺、体重计B. 皮尺、秒表
C. 体重计、皮尺、秒表D. 体重计、秒表
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据功率的公式
为了比较两位同学上楼的功率，可以比较他们相同时间所做的功，故A不符合题意；
B．没有测量力的大小的工具，不能完成实验，故B符合题意；
C．所用器材可以完成实验，故C不符合题意；
D．可以比较两位同学上楼高度相同时，利用体重计和秒表达到实验目的，故D不符合题意。
故选B。
8. 将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，t2时刻两物体温度相同。则（ ）
A. t1时刻，饮料内能一定比冰块大B. t2时刻前，饮料内能增加
C. t2时刻前，冰块放热D. t2~t3过程中，冰块内能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．内能大小与质量和温度有关，因质量大小未知，因此t1时刻饮料内能不一定比冰块大，故A不符合题意；
B．t2时刻前，饮料的温度在下降，放出热量，内能减小，故B不符合题意；
C．t2时刻前，冰块温度在上升，吸收热量，故C不符合题意；
D．t2~t3过程中，两物体温度相同，没有温度差，不能进行热传递，冰块内能不变，故D符合题意。
故选D。
9. 如图是根据相机拍摄的照片按比例描绘的初三学生小明投篮的图片，已知篮球重6N。则篮球从A处离手后在空中运动至B处的过程中，克服重力做的功约为（ ）
A. 5JB. 10JC. 20JD. 30J
【答案】B
【解析】
【详解】篮筐距地面的高度约3m，B处稍高于篮筐。初三学生的身高约1.65m，篮球从A处离手后在空中运动至B处的过程中，篮球上升的高度约1.6m，克服重力做功为
故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
10. 一小水滴在距离地面某高度处由静止开始加速下落，则下列描述水滴下落过程中的动能Ek、重力做功W随下落时间t或离地面高度h的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．一小水滴在距离地面某高度处由静止开始加速下落，在下落的过程中，速度逐渐变大，质量不变，动能逐渐变大，高度变小，重力势能减小；随着速度的变化，雨滴受到的空气的阻力变大，当阻力等于重力时，速度最大，此时的雨滴做匀速直线运动；整个过程中，质量不变，速度先变大后不变，动能先增大后不变，故A正确，B错误；
CD．开始阶段，小球的速度逐渐增大，相同时间内通过的路程变大，最后速度到达最大值，做匀速直线运动，根据W=Gh可知，重力做功图像斜率先增大后不变，故CD错误。
故选A。
二、填空题
11. 暑假，爸爸陪小芳到海边游玩。
（1）站在海边，她感受到白天的风吹向 ___________（选填“海洋”或“陆地”）；
（2）边防哨所国旗高高飘扬，旗杆顶端滑轮的作用是 ___________；
（3）往返途中，爸爸和小芳聊到交通安全，他告诉小芳：通常，载重汽车造成的车祸比小轿车造成的车祸要严重的多，但也有例外。造成例外的原因是小轿车的 ___________。
【答案】 ①. 陆地 ②. 改变力的方向 ③. 速度比载重汽车快
【解析】
【详解】（1）[1]因为沙子的比热容比海水小，白天吸收同样多的热量，沙子升温更高；白天在阳光的照射下，沙子升温快，周围气压低，海水升温慢，周围气压高，因此白天空气会从海水吹向陆地。
（2）[2]旗杆顶端使用定滑轮，定滑轮不能省力，它的作用是改变用力的方向。
（3）[3]动能的大小与运动物体的质量和速度有关；小轿车有时造成的车祸比载重汽车严重的多，原因是小轿车的质量虽比载重汽车小，但其速度却远比载重汽车大，速度对动能的影响更大，因此造成这种情况的原因是小轿车的速度比载重汽车快。
12. 图甲是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖飞出去，该过程由于酒精不完全燃烧，其热值将 ______（选填“增大”“不变”或“减小”）。图乙、丙为汽油机的两个冲程，图 ______对应能量转化情况跟图甲一致；若汽油机的转速为1800r/min，则1s内，可以完成_______个冲程，对外做功 _______次。
【答案】 ①. 不变 ②. 丙 ③. 60 ④. 15
【解析】
【详解】[1]热值的大小只与燃料的种类有关，与燃烧情况无关，所以酒精不完全燃烧时，其热值将不变。
[2]如图甲所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗了燃气的内能，转化为盒盖的机械能，即将内能转化为机械能；如图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程中，乙图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，是将机械能转化为内能的过程；丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，是将内能转化机械能的过程，故与点火爆炸演示实验能量转化相同的是丙图。
[3][4]已知某汽油机的转速为1800r/min=30r/s，因飞轮每转2圈，经历4个冲程，对外做功1次，则该汽油机在1s内完成60个冲程，对外做功15次。
13. 如图是农村舂米工具的结构示意图。O为固定转轴，A处连接着石球，石球重50N，不计摩擦和杆重。
（1）脚沿垂直于杆的方向用力F1缓慢将石球抬起，F的力臂为 ___________m，此时舂米工具是一个 ___________（选填“省”或“费”）距离的杠杆。
（2）脚沿竖直向下的方向用力F2缓慢将石球抬起，则F2___________F1（选填“﹥”“=”或” “﹤”）。石球缓慢抬起过程中，F2的大小 ___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
【答案】 ①. 1 ②. 费 ③. > ④. 不变
【解析】
【详解】（1）[1][2]如图所示，不计摩擦和杆重，图中O为支点，脚沿与杆垂直方向用力F1时，OB为动力臂，阻力臂为OD，则

由杠杆平衡条件可得
由于OB﹥OD，则F2﹤F1，则此杠杆为省力杠杆，即此杠杆属于费距离杠杆。
（2）[3]当脚竖直向下用力时，如图所示：
则动力臂为OC，阻力臂为OD，由于是缓慢将石球抬起，所以杠杆保持平衡状态，根据杠杆平衡条件可得
由于OC﹤OB，阻力臂OD、阻力G不变，故F2﹥F1。
[4]石球缓慢抬起过程中，杠杆保持平衡状态，所以F2的力臂与G的力臂比值保持不变，又因为G不变，根据杠杆平衡条件，则F2的大小也不变。
14. 生活中处处有物理。
（1）小明帮妈妈将一桶水从一楼提到二楼，对 ___________（选填“自身”、“水”或“桶”）做的功为有用功；将煮好的鸡蛋放在水中冷却，鸡蛋的内能会 ___________（选填“增加”“不变”或“减少”）。
（2）小明的妈妈买了一个暖水袋，袋中装水是因为水的 ___________。若热水袋内装有2kg、初温90℃的水，当热水袋内的水放出1.68×105J的热量后，水的末温是 ___________℃，已知水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃）；物理学中，把某物体吸收的热量与其升高的温度之比称为该物体的热容，则水的热容是 ___________。
【答案】 ①. 水 ②. 减少 ③. 比热容较大 ④. 70 ⑤. 8400J/℃
【解析】
【详解】（1）[1]小明的目的是提水，对水做的功为有用功。
[2]将煮好的鸡蛋放在水中冷却，鸡蛋的温度降低，内能减小。
（2）[3]小明的妈妈买了一个暖水袋，袋中装水是因为水的比热容大。
[4]由Q放=cmΔt可得
水的末温
t=t0﹣∆t=90℃﹣20℃=70℃
[5]当水吸收1.68×105J的热量后，水的温度也会升高20℃；某物体吸收的热量与其升高的温度之比即为该物体的热容，则水的热容为
15. 小华用图甲装置探究“弹性势能的大小与物体的弹性形变程度是否有关”，将一根弹簧和一金属球套在固定于铁架台上足够长的金属杆AB上，用手向下压球使弹簧压缩，然后放手，实验过程记录小球距底座的高度h随时间t变化的图像如图乙所示。
（1）压缩的弹簧可以将小球向上弹起，说明发生弹性形变的物体具有___________；
（2）实验时每次将弹簧压缩___________（选填“相同”或“不同”）的长度，分析比较___________从而比较弹性势能的大小；
（3）小球在___________（选填“0”、“t1”、“t2”或“t3”）时刻动能最大。
【答案】 ①. 弹性势能 ②. 不同 ③. 小球第一次弹起的高度 ④. t1
【解析】
【详解】（1）[1]压缩后的弹簧可以将小球竖直向上弹起，说明发生弹性形变的物体具有弹性势能。
（2）[2][3]弹簧的压缩程度不相同，则弹簧具有的弹性势能不相同，在此过程中通过小球上升高度，反映出弹簧的弹性势能大小；小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因此实验时每次将弹簧压缩不同的长度，分析比较小球第一次弹起的高度，从而比较弹簧弹性势能的大小。
（3）[4]小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是小球每一次反弹的高度逐渐变小，因为有空气阻力，在此过程中小球的机械能转化为内能，小球在运动过程中机械能不断减小，而t1、t2、t3时刻的高度相同，重力势能相同，所以小球的动能最大时是在t1时刻，0时刻小球的动能为0。
16. 按要求作图（请保留作图痕迹）：
如图所示，用螺丝刀撬图钉，请画出在A点处所用最小力F1的示意图，并画出力F2的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】由杠杆平衡条件可知，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，因此OA作为动力臂最长，由图知动力的方向应该向下，过A点垂直于OA向下作出最小力的示意图，过O点向力F2的作用线作垂线，即为阻力F2的力臂l2，故如图所示：
17. 如图所示，请画出最省力的滑轮组绳子的绕法。
【答案】
【解析】
【详解】根据题滑轮组的工作特点可知，使用滑轮组提升重物时，不计绳重和摩擦，绳端拉力F大小与绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n的关系为

因此绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数n越大，滑轮组越省力，由图示可知，题中绕过动滑轮且施加拉力的绳子股数最大为n=3，故最省力的滑轮组绳子的绕法如图所示：
18. 如图为轻轨车，请从节能角度为其设计一停靠站台，在虚线框内画出与站台连接轨道的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】轻轨车质量大，速度大，具有很大的动能。轻轨车进站时，可使其爬坡，将动能转化为重力势能，使其尽快停下来；在出站时，轻轨车下坡，再将重力势能转化为动能，使轻轨车短时间内提速。故轻轨车停靠站台可设计成高出地面的形状，如下图所示：
。
19. 南通地铁1号线试运行结束，即将正式开通。兴趣小组收集到地铁机车沿平直轨道行驶2.4km过程中的数据如表，求：
（1）地铁机车牵引力所做的功；
（2）输入电力机车的能量；
（3）地铁机车的效率。
【答案】（1）1.2×108J；（2）1.44×108J；（3）83.3%
【解析】
【详解】解：（1）地铁机车牵引力所做的功
（2）电力机车工作时间
输入电力机车的能量
（3）地铁机车的效率
答：（1）地铁机车牵引力所做的功为1.2×108J；
（2）输入电力机车的能量为1.44×108J；
（3）地铁机车的效率为83.3%。
20. 美丽乡村建设中，工人利用如图所示装置将装有健身器材的箱子运到10m高处，工人每次只提升一只箱子，箱子匀速上升的速度为0.6m/s，绳子自由端拉力为500N，已知每箱器材重500N，每个滑轮重150N，不计绳重。求：
（1）每次提升的有用功的功率；
（2）该装置的机械效率；
（3）每次提升克服摩擦做的功。
【答案】（1）300W；（2）50%；（3）3500J
【解析】
【详解】解：（1）该装置的有用功功率
（2）由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子自由端移动的距离
s=nh=2×10m=20m
则总功
W总=Fs=500N×20m=10000J
有用功
W有=Gh=500N×10m=5000J
该装置的机械效率
（3）克服动滑轮重力做的额外功
W动=G动h=150N×10m=1500J
不计绳重，所以每次提升克服摩擦做功
Wf=W总﹣W有﹣W动=10000J﹣5000J﹣1500J=3500J
答：（1）若不计绳重和摩擦，该装置的有用功率为300W；
（2）机械效率为50%；
（3）每次提升克服摩擦做的功为3500J。
21. 小金用刻度均匀的匀质杠杆探究“杠杆的平衡条件”。（每个钩码重0.5N）
（1）实验前，杠杆在图甲所示位置静止，此时杠杆处于 ___________（选填“平衡”或“不平衡”）状态，此时应将平衡螺母向 ___________（选填“左”或“右”）端调节，使杠杆在水平位置平衡；
（2）如图乙所示，在杠杆A点处挂4个钩码，则在B点处应挂 ___________个相同的钩码，可使杠杆仍在水平位置平衡；把B点处的钩码取下，在B点处施加一竖直向下、大小为F=___________N拉力时，杠杆仍可在水平位置平衡；
（3）小金又进行了如图丙所示的探究，由于杠杆的影响，发现用弹簧测力计在C点竖直向上拉，使杠杆仍在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数 ___________（选填“大于”、“小于”或“等于”）（2）中的力F。
【答案】 ①. 平衡 ②. 右 ③. 6 ④. 3 ⑤. 大于
【解析】
【详解】（1）[1][2]杠杆静止在如图甲所示位置，此时杠杆处于平衡状态；杠杆的右端上翘，要使杠杆在水平位置平衡，平衡螺母向上翘的右端移动。
（2）[3]每个钩码重G=0.5N，设每个小格长L，杠杆仍然在水平位置平衡，根据杠杆的平衡条件有
解得n=6，在B点处应挂6个同样钩码。
[4]把B点处的钩码取下，在B点处施加一个竖直向下的拉力F，则
即
解得F=3N。
（3）[5]若不计杠杆的重力，根据杠杆的平衡条件
代入数据得
解得
由于杠杆的重心在杆的中点，方向竖直向下，重力与钩码同时使杠杆向逆时针方向转动，所以弹簧测力计的示数应大于3N。
22. 小明设计了甲、乙、丙三个实验装置完成以下两个探究。
探究一：比较质量相等不同燃料燃烧时放出的热量；
探究二：不同物质吸热升温现象。
（1）两探究中除了图中相同的器材，还要用到相同的器材是 ___________，其中探究 ___________（选填“一”或“二”）中需要使用秒表；
（2）探究一中应选择的两装置是___________，通过 ___________（选填“加热时间”或“升高的温度”）比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）图丁是质量和初始温度均相同的a、b两种液体吸热后温度随时间变化的图象，则___________液体的吸热本领更强，若同时停止加热，则a、b液体温度降低的过程中，a放出的热量与降低的温度之比 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）b放出的热量与降低的温度之比。
【答案】 ①. 天平 ②. 二 ③. 乙、丙 ④. 升高的温度 ⑤. a ⑥. 大于
【解析】
【详解】（1）[1]两探究中除了图中相同的器材，还需要测量质量，要用到相同的器材是天平。
[2]探究不同物质吸热升温现象，需要记录时间，故探究二中需要使用秒表。
（2）[3]比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，应让加热的液体种类相同，燃料的种类不同，故探究一中应选择的两装置是乙、丙。
[4]根据转换法，比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，通过升高的温度比较燃料燃烧放出热量的多少。
（3）[5]相同质量的a和b吸收相同的热量，a的温度变化小，则a的吸热能力强。
[6]同时停止加热，在相同质量的a和b温度降低的过程中，放出的热量相同，a降低的温度要小于b降低的温度，则a放出的热量与降低的温度之比大于b放出的热量与降低的温度之比。
23. 建造房屋、桥梁时，总要在水泥中不同部位掺入适量钢筋，为探究水泥中钢筋掺入位置是否会影响其牢固程度，兴趣小组制作了厚度、样品面积均相同的样品，用图示实验装置进行探究，探究时通过控制器让重锤从高处下落，对样品进行多次撞击直至样品下表面出现断裂，数据记录如表。
（1）重锤撞击水泥样品时的动能是由___________能转化来的，样品的牢固程度可以通过比较样品断裂时所承受的___________进行判断，表中“▲”处填写的内容应为 ___________；
（2）通过比较第 ___________次实验数据，可以得出结论：将钢筋掺入水泥的 ___________部，样品最牢固；
（3）通过比较4、5、6三次实验数据，___________（选填“能”或“不能”）比较得出：钢筋的直径为2.2mm，钢筋掺入水泥的部位相同时，水泥样品最牢固，理由是 ___________；
（4）为了减少样品断裂前被撞击的次数，可采用的方法是 ___________。
【答案】 ①. 重力势 ②. 撞击次数 ③. 样品的厚度 ④. 2、3、4 ⑤. 底 ⑥. 能 ⑦. 见解析 ⑧. 见解析
【解析】
【详解】（1）[1]将铁锤通过电磁铁从某一高度处由静止释放，对水泥样品进行连续撞击，直至水泥样品断裂，故铁锤撞击水泥样品时的动能是由重力势能转化来的。
[2]实验时通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数来比较水泥样品的牢固程度，能够承受的撞机次数越多，水泥样品越牢固。
[3]要探究水泥中钢筋掺入位置是否会影响其牢固程度，实验中需要控制样品厚度和样品厚度相同，由表中“▲”处的单位是cm可知，该处填写的内容应为样品的厚度。
（2）[4][5]由表中2、3、4次实验数据可知，将钢筋掺入水泥的底部时，样品能够承受撞击的次数最多，样品最牢固。
（3）[6]分析比较4、5、6三次实验数据能够得出，钢筋的直径为2.2mm，钢筋掺入水泥的部位相同时，水泥样品最牢固。
[7]理由是：样品的厚度、样品面积、水泥中钢筋掺入位置均相同，掺入钢筋的规格不同，样品的牢固程度不同，且掺入钢筋的直径越大，水泥样品越牢固。
（4）[8]为缩短检实验时间，需减少撞击次数，增大每次撞击的力度，因此应增大落锤的重力势能，可增大落锤下落时的高度，或增加重锤的质量。
24. 阅读短文，回答问题。
自动驾驶汽车
2022北京冬奥会首次基于5G自动驾驶汽车实现火炬接力，开启了自动驾驶汽车的里程碑。
如图甲为一款自动驾驶汽车，其控制系统能根据路面情况作出应对，确保车辆正常行驶，上坡时，会自动切换到低速挡，使汽车行驶速度减小并根据斜坡陡峭程度选择是否沿S型轨迹行驶；车轮遇到小石块时会自动改变牵引力越过障碍：前方有紧急情况时会自动断断续续地刹车，以防车轮抱死，减小刹车片磨损，由于车辆座椅材质上乘，刹车时乘客几乎感受不到颠簸。
车辆采用传统的燃油机和电动机作为动力源，电动力系统中包括高效电动机、发电机和蓄电池，行驶中燃油机既向车轮提供动力，又给蓄电池充电，同时蓄电池又将部分能量通过电动机向车轮输送，由燃油机和电动机共同驱动车辆前进，具有省油、能量利用率高等特点。
车内安装有测量汽车水平运动时速度变化的装置，其结构原理图如图乙，在箱体的前、后壁各安装一个压力传感器A和B，中间用两根相同的轻质弹簧连接一滑块，滑块可沿箱底无摩擦滑动，车辆静止时，两弹簧均处于压缩状态，已知弹簧的弹力与其形变量成正比。
测试时，该车在同一水平道路由静止开始加速到速度为v的过程中，牵引力做功W与速度v的对应关系如表。
（1）刹车时通过 ___________的方式增加了刹车片的内能；技术人员在解释刹车“不颠簸”的原因时做了如下实验：用相同的力把两个相同的湿篮球分别在硬板凳和软垫上按压，其中图丙右侧水渍较小的是在 ___________上按压留下的；
（2）下列关于自动驾驶汽车的说法中，正确的是 ___________；
A．汽车上坡选择沿S型轨迹行驶是为了省功
B．汽车上坡换挡，使行驶速度减小的目的是增大牵引力
C．汽车关闭油门后在水平路面滑行过程中，内能转化为机械能
D．汽车静止时，速度变化装置中两弹簧具有的弹性势能不相同
（3）如图丁所示，当汽车车轮通过一石块时，可将图中 ___________点看作支点，设车轮受到的水平牵引力为F1，阻力为F2可以推断，石块越高（不高于车轮半径），所需水平牵引力越 ___________（选填“大”或“小”）；
（4）汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A、B的示数均为10N。当车加速行驶时，传感器B的示数为8N，则车行驶方向 ___________（选填“向左”或“向右”），传感器A的示数为 ___________N；
（5）根据表中数据在图戊中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像_______。汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，给蓄电池充入了6×105J的电能（忽略蓄电池和电动机的能量损失），该车燃油机的效率为40%，则该过程需完全燃烧燃油的质量为 ___________g。（q燃油=4.0×107J/kg）
【答案】 ①. 做功 ②. 硬板凳 ③. B ④. O2 ⑤. 大 ⑥. 向右 ⑦. 12 ⑧. ⑨. 150
【解析】
【详解】（1）[1]刹车时，要克服摩擦做功，是通过做功的方式增加了刹车片的内能。
[2]用相同的力把两个相同的湿篮球分别在硬板凳和软垫上按压，硬板凳与篮球的接触面积小，导致产生的压强较大，软垫与篮球的接触面积大，导致产生的压强较小，其中图丙右侧水渍较小的是在硬板凳上按压留下的。
（2）[3]A．高度一定时，斜面越长越省力，汽车上坡选择沿S型轨迹行驶是为了省力，而使用任何机械都不省功，故A错误；
B．由可知，在功率一定时，汽车上坡换挡，使行驶速度减小的目的是增大牵引力，故B正确；
C．汽车关闭油门后在水平路面滑行过程中，汽车克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故C错误；
D．由图乙知汽车静止时，两个相同的弹簧均处于相同的压缩状态，则速度变化装置中两弹簧具有的弹性势能相同，故D错误。
故选B。
（3）[4]如图丁所示，当汽车车轮通过一石块时，车轮将绕O2点转动，故可将图中O2点看作支点。
[5]设车轮受到的水平牵引力为F1，阻力为F2，动力臂和阻力臂如图所示：
可以推断，石块越高（不高于车轮半径）阻力臂越大，动力臂越小，由杠杆平衡条件知，所需水平牵引力越大。
（4）[6]汽车匀速运动时，水平运动速度变化装置中传感器A、B的示数均为10N；当车加速行驶时，由于滑块具有惯性导致滑块运动滞后，滑块向后方移动会导致车前进方向弹簧压缩程度减小，而另一侧弹簧压缩程度增大，由右侧传感器B的示数由10N变为8N，可知车向右行驶。
[7]对于相同的弹簧，弹力的大小与弹性形变程度成正比，静止时左右两侧的弹簧形变程度是相同的，加速时一侧弹性形变程度减少多少，另一侧的弹性形变程度要增加相同的量，所以当传感器B的示数由10N变为8N，减少2N时，传感器A的数值要增加2N，故传感器A的示数为
（5）[8]根据表中数据，在图戊中作出汽车牵引力做功W与速度v的关系图像，如图所示：
[9]由表格数据分析可知汽车牵引力做功W与速度v的平方成正比，汽车在上述道路由静止加速刚达到15m/s的测试过程中，15m/s是5m/s的3倍，则此时汽车牵引力做功W是加速到5m/s时做功的9倍，加速到5m/s时做功为2.0×105J，则加速到15m/s时做功为
此过程中汽车做的有用功为
该车燃油机的效率为40%，由得，该过程需完全燃烧燃油的质量
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
21×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
水银
0.14×103
砂石
0.92×103
地铁机车
地铁电力机车输入功率
平均速度
牵引力
106W
60km/h
5×104N
实验次序
▲/cm
掺入钢筋的规格（直径/mm）
掺入部位
撞击次数
1
50
无钢筋
无
18
2
50
2.2
只掺入上部
21
3
50
2.2
只掺入中部
61
4
50
2.2
只掺入底部
117
5
50
1.6
只掺入底部
90
6
50
0.9
只掺入底部
60
v/m•s﹣1
5
10
17.5
20
25
W/J
2.0×105
8.0×105
2.45×106
3.2×106
5.0×106