苏科版九年级上学期物理期中模拟试卷(含答案解析)
展开测试范围:苏科版九年级上册第11-13章。
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.如图所示完全相同的甲、乙两个小球,分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点,将两球移动到与悬点等高的位置,此时细线恰好拉直,橡皮筋达到原长,由静止开始释放,当两球摆至悬点正下方P点时,橡皮筋长度恰好与细线长度相等,若不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
A.摆下过程中,甲球的机械能保持不变
B.甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等
C.从静止运动到P点,乙球的重力势能全部转化为动能
D.两球到达P点时,甲小球的动能比乙大
2.关于物体的内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰熔化成0℃的水的过程中内能增大 B.物体运动得越快,内能越大
C.物体内能减小时,一定是放出了热量 D.物体内能减小时,它的温度一定降低
3.如图所示电路中,甲、乙、丙分别为电流表或电压表,要使电路中的灯泡L1和L2并联,则下列说法正确的是( )
A.甲为电流表,乙为电压表,丙为电流表 B.甲为电流表,乙为电压表,丙为电压表
C.甲为电压表,乙为电流表,丙为电流表 D.甲为电压表,乙为电流表,丙为电压表
4.下列数据你认为不正确的是( )
A.铁原子的直径约3×10﹣10m B.把一壶水烧开所需的热量大约6×105J
C.曹慧家里的台灯正常发光的电流大约2A D.手机充电器的输出电压是5V
5.如图所示的四种滑轮组匀速拉起同一物体,且不计绳重、滑轮重及轮与轴的摩擦。则绳端施加的拉力最小的是( )
A. B. C. D.
6.关于功的原理和机械效率的说法正确的是( )
A.使用机械提升物体可以省功
B.提升同一物体,使用省力杠杆一定比用等臂杠杆的机械效率大
C.提升同一物体,使用动滑轮一定比用定滑轮的机械效率大
D.使用任何机械提升物体,机械效率都不可能达到100%
7.如图所示,阿里公司的数据运行服务器浸泡在装有冷却液的容器中。冷却液直接吸收服务器通电工作产生的热量,再进入外循环冷却,之后再送回服务器所在容器。以下分析正确的是( )
A.此冷却液的比热容应该很小
B.若该冷却液吸收的热量增大一倍,则它的比热容增大一倍
C.若该冷却液的质量增大一倍,则它的比热容减至一半
D.无论物体质量多大,比热容都不变,比热容与物质的种类和状态有关
8.璐瑶同学在出游时看到了高速公路收费站计重秤,她回来设计了一个类似的原理图(如图)。该原理图中,车重表她最好用以下那种元件替代( )
A.电流表B.电压表C.小灯泡D.电动机
9.在一个标准大气压下,在不计热量损失的情况下,使40kg、30℃的水倒入10kg、10℃的水中,混合后的水温是( )
A.20℃B.24℃C.26℃D.27℃
10.用如图所示的简单机械提升重为G的物体,且处于静止状态。图中滑轮、杠杆质量均不计,摩擦和绳重忽略不计,A点为杠杆的正中点。这四种 情况下用力最大的是( )
A.F1B.F2C.F3D.F4
11.如图甲所示,用一个动滑轮匀速提升重为800N的物体A,在卷扬机拉力F的作用下,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线a所示;用该装置匀速提升物体B时,绳子自由端竖直移动的距离随时间变化的关系如图乙中图线b所示。已知动滑轮受到的重力为200N,在这两次提升物体的过程中,卷扬机拉力F的功率保持不变,且不计绳重和轮与轴间的摩擦。下列说法正确的是( )
A.物体A上升的速度为10m/s B.拉力F的功率为50W
C.物体B受到的重力为4000N D.提升物体B时动滑轮的机械效率为95%
12.质量相同的A、B两金属块,把它们都加热到100℃,然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中,测量的结果:金属块A使C杯的水温升高了10℃,金属块B使D杯的水温升高了20℃.设两金属块比热容为cA和cB,则cA与cB的比值为( )
A.4:9B.9:4C.19:9D.9:19
第ⅠⅠ卷 非选择题
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共22分)
13.如图a是开瓶时使用的开瓶器,可以简化成图b不计重力的杠杆,它是___________杠杆(选填“省力“、“费力“或“等臂”)。O为支点。若动力F1和阻力F2都与杠杆垂直,且AB=5cm,BO=1cm,F1=25N,则F2=__________N。
14.如图所示,已知斜面长为8m,斜面高为4m。小明同学用绳子沿斜面将重为600N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端。拉力大小为400N,绳重不计。斜面的机械效率为____________,斜面对物体施加的摩擦力为____________N。
15.汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的___________较大的性质;用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的内能是通过__________的方式改变的。如果水的质量是1kg,初温为20℃,水吸收的热量为4.2×104J,则鸡蛋取出时水的温度为_______。(不计热损失)
16.神舟十二号于2021年6月17号升空,发射时火箭向下喷火,火箭加速升空过程中其动能____________;9月7日载人返回舱顺利软着陆,着陆前火箭发动机向下喷火,返回舱机械能______________(均选填“不变”、“增大”或“减小”)。
17.一辆小轿车匀速直线行驶通过一座桥,速度为50km/h,受到的阻力恒为660N,桥全长4km,则小轿车通过全程所需的时间为__________min,牵引力所做的功为__________J;若通过全程消耗了0.2kg的汽油,汽油机的效率为__________。(已知热值q汽油=4.4×107J/kg)
18.如图所示,电源电压3V恒定不变,各元件均完好。开始,开关S1、S2均处于断开状态。当闭合开关__________时,灯L1和L2串联,若L1短路,L2__________(选填“发光”或“不发光”)。
19.小勇放学后,背着重40N的书包沿水平路面走了150m,用时3min,又用1min爬上了大约9m高的四楼回到了家,小勇的重力为600N。则他在回家过程中对书包所做的功为__________J,他所做总功的功率是__________W。
20.如图所示,甲、乙两个规格相同的烧杯中装了不同质量的煤油,用两只相同的加热器进行加热(忽略散热),得到如图所示的水温﹣时间图线,则加热2min,两只烧杯中的煤油吸收的热量Q甲__________Q乙(选填“大于”、“等于”、“小于”),两杯中煤油质量m甲__________m乙(选填“大于”、“等于”、“小于”)。
21.如图所示,当开关S闭合后,电流表A1、A2、A3的示数分别为1.8A、1.2A、1A,则通过L2的电流是__________A,通过L3的电流是__________A。
22.汽油机用水作为冷却剂,主要是因为水的__________较大,将一杯热水倒入容器内的冷水中,冷水温度升高10℃,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水温度又升高6℃,若再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度将再升高(不计热损失)__________℃。
三、解答题(本题共8小题,共54分)
23.(2分)请按照图甲的电路图,在图乙中连接实物电路,要求选择正确的量程,导线不得交叉。
24.(2分)图中的杠杆处于平衡状态,请在图中画出动力臂l1和阻力F2。
25.(6分)在“研究杠杆平衡条件”的实验中,杠杆刻度均匀,每个钩码的质量都相等。
(1)实验开始时,杠杆如图甲所示处于静止状态。为使杠杆在水平位置平衡,应将右端的平衡螺母向________移动(选填“左”或“右”),小明调节杠杆在水平位置平衡的主要目的__________;
(2)调节杠杆水平平衡后,如图乙所示,在A点挂上2个钩码,在B点挂上3个钩码。此时,杠杆在水平位置__________平衡(选填“能”或“不能”);
(3)用弹簧测力计和钩码配合使用,也可以研究杠杆平衡条件。如图丙所示,B点悬挂3个为2N的钩码,则需要用弹簧测力计在C点用__________N的力竖直向上拉杠杆,才能使其在水平位置平衡。若在B点的弹簧测力计由竖直向上方向改为向右上方斜拉,要使杠杆仍然保持水平平衡,拉力F的大小将__________(选填“变大”“变小”或“不变”),其原因是______________________________。
26.(6分)如图甲所示是小明和小华探究并联电路中电流的关系设计的电路。
(1)在连接电路的过程中,开关应该____________________;
(2)闭合开关前,小明发现电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,接下来他应该________________________________________;
(3)在实验过程中他们连接了如图丙所示的电路,闭合开关后,观察到灯L2__________(选填“发光”或“不发光”);通过分析电路连接情况,该电路存在的问题是:__________(写出一条即可);
(4)请在图丙上只改动一根导线,符合L1、L2并联,电流表A1测干路电流,A2测灯L2的电流,开关控制所有用电器;(要求:在需要改动的导线上画“×”,用笔将改动后的导线画出,导线不许交叉)
(5)他们改正错误后把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出电流如下表。通过分析,得出的结论是在并联电路中,__________________________________________________。
27.(8分)如图所示是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与__________的关系(物体A、B质量不变)。
(2)钢球在滚下斜面的过程中,它的__________转化为动能,该实验物体动能的大小是通过____________________反映的。
(3)该实验物体的速度是指钢球A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过__________(选填“高度”或“质量”)来改变的。
(4)实验表明,同一钢球A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论_____________。
(5)若要研究物体动能与质量的关系,则需不同质量的钢球从斜面__________高度由静止滚下,并观察记录。
(6)波波同学做实验时小木块被撞后滑出木板,请写出解决方法____________________。
28.(10分)一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,货车(含驾驶员)空载时,重3×104N。货车行驶时,所受的阻力为车总重的0.05倍。求:
(1)货车空载行驶时,所受的阻力;
(2)货车空载时,以72km/h的速度匀速行驶,1.0s内货车牵引力做的功;
(3)当货车装载7×104N重的货物,以80kW的额定功率匀速行驶时,速度的大小。
29.(10分)小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动,共用时12s,小明重450N,轮子与地面的总接触面积是20cm2,图甲是速度v随时间t变化的关系图像,图乙是动力F随时间t变化的关系图像。则
(1)自行车在第7~12s内受的阻力f=__________N,运动的路程s=__________m。
(2)若他在骑车行驶时,对地的压强为3.3×105Pa,自行车重__________N。
(3)若在0~12s内动力共做功1530J,计算自行车在0~7s内的平均功率。
30.(10分)燃气汽车,以压缩天然气为燃料,是实用的低排放汽车。如图所示,这是某品牌燃气汽车,其部分参数如表所示。质量为60kg的司机师傅开着满气箱的燃气汽车,匀速行驶500km后刚好消耗完燃气。已知燃气汽车匀速行驶过程中发动机的牵引力为汽车总重的。[g取10N/kg,q燃气=1.15×1010J/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),忽略燃气质量的变化对牵引力的影响]
(1)燃气汽车的发动机与汽油机的构造、原理相同,为燃气汽车提供动力的是发动机的
__________冲程。请写出一个汽油机热机效率较低的原因:______________________________。
(2)一满箱燃气完全燃烧放出的热量的70%被水吸收,可使多少千克的水的温度升高50℃?
(3)该品牌燃气汽车的热机效率是多少?
实验次数
A处的电流IA/A
B处的电流IB/A
C处的电流IC/A
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
空车质量m/kg
1320
最大功率P/kW
100
气箱容积/m3
0.24
最高时速v/(km•h﹣1)
180
参考答案
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1、C。
【解答】解:A、摆下过程中,因不计空气阻力,整个装置的机械能是守恒的,所以甲球的机械能保持不变,故A正确;
B、不计空气阻力,整个装置的机械能是守恒的,所以甲球到达P点的机械能和乙球在初始位置时的机械能相等,故B正确;
C、从静止运动到P点,乙球的重力势能减小,动能增大,橡皮筋的弹性势能增大,减小的重力势能转化为动能和弹性势能,所以乙球减小的重力势能大于其增加的动能,故C错误;
D、两球到达P点时,甲小球的重力势能全部转化为动能,乙球的重力势能转化为动能和弹性势能,由于初始的重力势能相同,所以两球到达P点时,甲小球的动能比乙大,故D正确。
故选:C。
2、A。
【解答】解:A、0℃的冰熔化成0℃的水的过程中,吸收热量,内能增大,故A正确;
B、物体运动得快慢与内能的大小无关,内能的大小与温度、质量、状态等因素有关,故B错误;
C、物体的内能减少,可能是对外界做了功,也可能是放出了热量,故C错误;
D、物体的内能减少,温度降低或不变,例如:晶体的凝固过程中,放出热量,但温度不变,故D错误。
故选:A。
3、A。
【解答】解:小灯泡L1和L2均正常发光,该电路为并联电路时,电流分别通过两盏灯;电流从电源正极出来后分成两条路径,分别经过两个灯泡后回到电源的负极;甲与L1串联,为电流表;丙与L2串联,为电流表;乙并联在电路中,为电压表。
故选:A。
4、C。
【解答】解:
A、铁原子直径的数量级为10﹣10米,则约为3×10﹣10m合理,故A正确;
B、一壶水的质量在2kg左右,烧开过程中水上升的温度约为75℃,
将一壶水烧开所需的热量约为Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×75℃=6.3×105J,接近6×105J,故B正确;
C、家用台灯额定功率在20W左右,正常工作的电流约为I==≈0.1A,故C不正确;
D、智能手机的工作电压为3.7V,充电器输出电压约为5V,故D正确。
故选:C。
5、C。
【解答】解:A中使用此滑轮组,n=2,则绳端拉力;
B中使用此滑轮组,n=3,则绳端拉力;
C中使用此滑轮组,n=4,则绳端拉力;
D中使用此滑轮组,n=3,则绳端拉力F。
故C中绳端施加的拉力最小。
故选:C。
6、D。
【解答】解:A、根据功的原理,使用任何机械都不能省功,故A错误;
B、提升同一物体,使用省力杠杆不一定比用等臂杠杆的机械效率大,机械效率指的是有用功和总功之比,与是否省力无关,故B错误;
C、提升同一物体,使用动滑轮不一定比用定滑轮的机械效率大,机械效率指的是有用功和总功之比,与滑轮类型无关,故C错误;
D、使用任何机械提升物体,都不可避免的会做额外功,所以机械效率都不可能达到100%,故D正确。
故选:D。
7、D。
【解答】解:A、由Q=cmΔt可知,相同质量的不同物质,升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,因此冷却液的比热容应该很大,故A错误;
BCD、比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质的种类和状态有关,与其它因素没有关系。故BC错误、D正确。
故选D。
8、A。
【解答】解:当车开上计重秤时,滑动变阻器滑片向下滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中电流变大,车重表示数变大。车越重,滑动变阻器接入电路的电阻越小,电路中电流越大,车重表示数越大,所以最好用电流表替代车重表。
故选:A。
9、C。
【解答】解:不计热量损失时,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,根据Q吸=Q放可得:
cm冷(t﹣t冷)=cm热(t热﹣t)
即:4.2×103J/(kg•℃)×10kg×(t﹣10℃)=4.2×103J/(kg•℃)×40kg×(30℃﹣t)
解得:t=26℃,故C正确。
故选:C。
10、D。
【解答】解:由题知,图中滑轮、杠杆质量均不计,摩擦和绳重忽略不计;
A、使用定滑轮,F1=G;
B、使用动滑轮,F2=G;
C、A点为杠杆的正中点,由于杠杆平衡,动力臂等于2倍阻力臂,所以F3=G;
D、A点为杠杆的正中点,由于杠杆平衡,动力臂等于二分之一阻力臂,所以F4=2G,比较可知这四种情况下用力最大的是F4=2G。
故选:D。
11、D。
【解答】解:A、由图甲可知n=2,由乙图图象可知,提升物体A时,绳子自由端移动的距离sA=40cm=0.4m,所用的时间tA=2.0s,
则绳子自由端的速度为:vA===20cm/s,
则物体A上升的速度:v物A=vA=×20cm/s=10cm/s=1m/s,故A错误;
B、不计绳重和摩擦时拉力:F=(GA+G动)=×(800N+200N)=500N,
拉力的功率:P===FvA=500N×0.2m/s=100W,故B错误;
C、由乙图图象可知,提升物体B时,绳子自由端移动的距离sB=10cm=0.1m,所用的时间tB=2.0s,
物体B上升的速度为:vB===5cm/s=0.05m/s,
在这两次提升物体的过程中,卷扬机拉力F的功率保持不变,由P=Fv可得,物体B时的拉力:FB===2000N,
由F=(G+G动)可得,物体B受到的重力:GB=2FB﹣G动=2×2000N﹣200N=3800N,故C错误;
D、升物体B时动滑轮的机械效率:η======95%,故D正确。
故选:D。
12、A。
【解答】解:因为C的初温度为0℃,金属块A使C杯的水温升高了10℃,故C杯中水和A的末温度都为10℃;
对于金属块A来说有:cAmA(100℃﹣tA)=c水m水Δt1…①
因为D的初温度为0℃,金属块B使D杯的水温升高了20℃,故D杯中水和B的末温度都为20℃;
对于金属块B来说有:cBmB(100℃﹣tB)=c水m水Δt2
因为m甲=m乙,则①÷②得:===,
=
所以=,故A正确。
故选:A。
二、填空题(本题共10小题,每空1分,共22分)
13、省力;150。
【解答】解:(1)因为开瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆;
(2)由图可知,AO为动力臂,AO=OB+AB=1cm+5cm=6cm;BO为阻力臂,为1cm,
由杠杆的平衡条件得:F1L1=F2L2,F1×AO=F2×BO,即:25N×6cm=F2×1cm,解得F2=150N。
故答案为:省力;150。
14、75%;100。
【解答】解:匀速拉木箱到顶端做的有用功W有=Gh=600N×4m=2400J,
总功W总=Fs=400N×8m=3200J,
斜面的机械效率η===75%;
克服摩擦力做的额外功W额=W总﹣W有=3200J﹣2400J=800J,
由W额=fs可得,斜面对物体施加的摩擦力f===100N。
故答案为:75%;100。
15、比热容;热传递;30℃。
【解答】解:汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水比热容较大的性质。
用凉水冷却滚热的鸡蛋,鸡蛋的内能是通过热传递的方式改变的。
水升高的温度为:Δt===10℃;
水的末温为:t'=t+Δt=20℃+10℃=30℃。
故答案为:比热容;热传递;30℃。
16、增大;减小。
【解答】解:火箭加速升空过程中,质量不变,速度变大,其动能增大。
返回舱反推式发动机向下喷火,返回舱质量不变,速度变小,高度降低,则动能变小,重力势能变小,所以机械能变小。
故答案为:增大;减小。
17、4.8;2.64×106;30.0%。
【解答】解:
(1)由v=可得,通过全程所需的时间:
t===0.08h=4.8min;
(2)因为匀速通过大桥,所以牵引力F=f=660N,
牵引力所做的功W=Fs=660N×4×103m=2.64×106J;
(3)汽油完全燃烧放出的热量Q=mq=0.2kg×4.4×107J/kg=8.8×106J,
汽油机的效率η=×100%=×100%=30%。
故答案为:4.8;2.64×106;30.0%。
18、S1;发光。
【解答】解:(1)只闭合开关S1时,电流只有一条路径,两灯串联,若L1短路,则L2发光;
(2)L1被短路,L2发光,局部短路。
故答案为:S1;发光。
19、360;24。
【解答】解:(1)小勇在水平路面上行走时,对书包的作用力竖直向上,但在竖直方向上移动的距离是0,此过程对书包做功为0J;
在登楼时,将书包提升,克服书包重力做的功:W=G书包h=40N×9m=360J,
即他在回家的过程中对书包所做的功为360J;
(2)同理可得他在回家的过程中克服自身重力所做的功W′=G人h=600N×9m=5400J;
他克服重力所做的总功:W总=360J+5400J=5760J,
总时间t=3min+1min=4min=240s,
则他克服重力所做总功的功率P===24W。
故答案为:360;24。
20、等于;小于。
【解答】解:(1)用相同的加热器加热相同的时间,加热器放出的热量相同,不计热量损失,煤油吸收的热量也相同。
(2)两杯煤油吸收相同的热量,甲升高的温度大于乙升高的温度,即Δt甲>Δt乙,煤油吸收的热量和比热容相同,根据公式Q=cmΔt可得,c煤油m甲Δt甲=c煤油m乙Δt乙,所以甲杯中煤油的质量小于乙杯中煤油的质量。
故答案为:等于;小于。
21、0.4;0.8。
【解答】解:由电路图可知,三灯泡并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测L2和L3支路的电流之和,电流表A3测L1和L2支路的电流之和;
根据并联电路的电流规律可得:
I1+I2+I3=1.8A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
I2+I3=1.2A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
I1+I2=1A﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②可得:I1=0.6A;
由①③可得:I3=0.8A;
故I2=1A﹣0.6A=0.4A,
则通过灯泡L1、L2和L3的电流分别是0.6A、0.4A、0.8A。
故答案为:0.4;0.8。
22、比热容;4。
【解答】解:(1)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环流动水进行冷却;
(2)设热水和冷水的温度差为t,
质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了10℃,
Q吸=Q放,
从而可知,cm0(t﹣10℃)=cm×10℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了6℃,
△Q吸=△Q放,
从而可知,cm0(t﹣10℃﹣6℃)=c(m+m0)×6℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
则①﹣②得:
6℃×cm0=10℃×cm﹣6℃×cm﹣6℃×cm0,
整理得:12℃×cm0=4℃×cm,
解得:m=3m0;
代入①式可得,t=40℃;
假设我们将全部热水一次性注入,则由热平衡方程可知:
3m0c(40℃﹣△t)=mc△t,m=3m0;
联立两式解得:△t=20℃;
则注入后3杯水后,水温还会上升:20℃﹣10℃﹣6℃=4℃。
故答案为:比热容;4。
三、解答题(本题共8小题,共54分)
23.
解:从正极依次连接开关、L2、L1回到电源负极,并将电压表并联灯泡L1的两端;因为电源电压为3V,故电压表量程选择0~3V,如图所示:
24.
解:图中杠杆支点在O点,从支点O作F1的作用线的垂线段,垂线段的长即为动力臂l1;
过力臂l2的左端做力臂l2的垂线,即为力F2的作用线,与杠杆的交点即为F2的作用点;力F1使杠杆向下转动,则F2应阻碍杠杆的转动,即力F2的方向向下,如图所示:
25.
(1)左;便于测力臂;(2)不能;(3)4;变大;力臂变小。
【解答】解:(1)由图可知,杠杆左端上翘,说明左端轻,右端重,应将平衡螺母向轻些的左端移动。
调节杠杆在水平位置平衡,可以消除杠杆自重的影响,便于测量力臂。
(2)设每个钩码的重力为G0,设杠杆一个长度为l,则杠杆左端力与力臂的乘积为:2G×2l=4Gl;
杠杆右端力与力臂的乘积为:3G×4l=12Gl;
由此可知,左端和右端力与力臂的乘积不相等,所以杆在水平位置不能平衡。
(3)由杠杆平衡原理可知,在C点竖直向上拉的拉力为:解得:FC=×GB=×3G0=2×2N=4N;
在B点的弹簧测力计竖直向上拉时,力臂最长,拉力最小,若由竖直向上方向改为向右上方斜拉,此时力臂变小,要使杠杆仍然保持水平平衡,则拉力要变大。
故答案为:(1)左;便于测力臂;(2)不能;(3)4;变大;力臂变小。
26.
(1)断开;(2)将电流表正负接线柱对调;(3)不发光;L2短路(或电流表A2正负接线柱接反了);(4)如上所示;(5)干路电流等于各支路电流之和。
【解答】解:(1)在连接电路的过程中,开关应该断开。
(2)小明试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,原因可能:电流表正负接线柱接反了,接下来他应该将电流表正负接线柱对调。
(3)在实验过程中他们连接了如图中丙图所示的电路,闭合开关后,电流表和L2短路了,且电流从电流表A2负接线柱流入了,观察到灯L2不发光;
该电路存在的问题是:L2短路(或电流表A2正负接线柱接反了)。
(4)L1、L2并联;电流表A1测干路电流,电流表A1接在干路上;
A2测灯L2的电流,A2与灯L2串联;注意电流从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,
开关控制所有用电器,开关接在干路上,如下所示:
(5)由表中数据知:
0.10A+0.12A=0.22A;
0.22A+0.24A=0.46A;
0.26A+0.30A=0.56A;
故得出的结论是:
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:(1)断开;(2)将电流表正负接线柱对调;(3)不发光;L2短路(或电流表A2正负接线柱接反了);(4)如上所示;(5)干路电流等于各支路电流之和。
27、
(1)速度;(2)重力势能;木块移动的距离;(3)高度;(4)当物体的质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(5)相同;(6)增加木板的长度。
【解答】解:(1)动能的大小与物体的质量和速度都有关,由于这一实验中只有一个物体A从斜面上滑下,质量不能改变,通过改变物体A最初的高度,可以改变其达到水平面的速度,所以本实验要探究的是物体动能的大小与物体速度的关系;
(2)钢球在滚下斜面的过程中,钢球的质量不变,高度变小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能;
该实验物体动能的大小是通过物体B被撞开的距离大小反映的,B被撞的越远,说明钢球的动能越大,这里采用了转换法;
(3)该实验物体的速度是指钢球A从斜面上静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,这个速度是通过改变钢球A在斜面上的高度实现的;
(4)同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,说明钢球A的动能越大,可得结论为:当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大;
(5)若要研究物体动能与质量的关系,需要控制钢球的速度不变,改变质量,则需不同质量的钢球从斜面相同高度由静止滚下,并观察记录;
(6)探究动能与质量的关系,应控制速度相同,动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,故实验中使用的木块大小不能改变,实验中,钢球的动能较大,因此可以改变木板的长度和钢球的质量。
故答案为:(1)速度;(2)重力势能;木块移动的距离;(3)高度;(4)当物体的质量相同时,物体的速度越大,动能越大;(5)相同;(6)增加木板的长度。
28、
解:(1)货车空载行驶时所受的阻力f=0.05G空=0.05×3×104N=1500N;
(2)货车匀速行驶的速度v=72km/h=20m/s,货车匀速行驶10s通过的路程s=vt=20m/s×10s=200m,
由于货车在水平路面上沿直线匀速行驶,货车的牵引力F=f=1500N,
牵引力做的功W=Fs=1500N×200m=3×105J;
(3)当货车装载7×104N重的货物,货车的总重G总=G空+G货=3×104N+7×104N=1×105N,
货车匀速行驶时所受的阻力f′=0.05G总=0.05×1×105N=5×103N,
由于货车在水平路面上沿直线匀速行驶,货车的牵引力F′=f′=5×103N,
根据P===Fv可得,货车的速度v′===16m/s。
答:(1)货车空载行驶时,所受的阻力是1500N;
(2)10s内货车牵引力做的功是3×105J;
(3)速度的大小为16m/s。
29、解:
(1)由v﹣t图象可知,自行车在第7s~12s时做匀速直线运动,
由F﹣t图象可知,在第7s~12s自行车的动力F=30N,
根据二力平衡条件可知,自行车所受的摩擦阻力:f=F=30N;
由v﹣t图象可知,自行车在7~12s做匀速直线运动,速度v=6m/s,
由F﹣t图象可知,在7~12s自行车的动力F=30N,
在7~12s自行车行驶的时间t=12s﹣7s=5s,
在7~12s自行车行驶的路程:s=vt=6m/s×5s=30m,
(2)由p=得,小明骑自行车在水平地面行驶时,对地面的压力:
F=pS=3.3×105Pa×20×10﹣4m2=660N,
因自行车在水平地面行驶时,对地面的压力等于小明与自行车的重力之和,所以自行车的重力:
G车=F﹣G小明=660N﹣450N=210N;
(3)自行车在7~12s内做功:W=Fs=30N×30m=900J,
已知在0~12s内动力共做功W总=1530J,则0~7s内做功:
W′=W总﹣W﹣1530J﹣900J=630J,
自行车在0~7s内的平均功率:P===90W;
答:(1)30;30;(2)210;(3)自行车在0~7s内的平均功率为90W。
30、解:(1)汽油发动机一个工作循环中,为汽车提供动力的是做功冲程,此冲程中,内能转化为机械能;热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。要提高效率,首先使燃料充分燃烧,然后减少燃烧产生能量的损失。若热机效率较低,主要原因有①废气带走的大量的热;②热机部件间的摩擦大;③燃料不充分燃烧。
(2)由表格可知气箱容积V=0.24m3,
燃气完全燃烧放出的热量为:Q放=V燃气q燃气=0.24m3×1.15×1010J/m3=2.76×109J,
则根据η=可得水吸收的热量为:
Q吸=Q放η=2.76×109J×70%=1.932×109J,
由Q吸=cmΔt可知水的质量为:
m水===9.2×103kg;
(3)发动机的牵引力为:F=G总=(m车+m人)g=×(1320kg+60kg)×10N/kg=2.76×103N,
发动机牵引力做的功为:W=Fs=2.76×103N×500×103m=1.38×109J,
则燃气汽车的热机效率为:η′=×100%=×100%=50%。
答:(1)做功;废气带走的大量的热(或热机部件间的摩擦大或燃料不充分燃烧);
(2)一满箱燃气完全燃烧放出的热量的70%被水吸收,可使9.2×103kg的水的温度升高50℃;
(3)该品牌燃气汽车的热机效率是50%。
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