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2022-2023学年江苏省无锡市梁溪区九年级上学期物理期中试题及答案
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这是一份2022-2023学年江苏省无锡市梁溪区九年级上学期物理期中试题及答案，共15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. 如图所示的工具中均属于杠杆，在使用时与其他三个类型不同的是（ ）
A. 镊子B. 取碗夹子C. 核桃夹子D. 食品夹
【答案】C
【解析】
【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B．取碗夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故C符合题意。
故选C。
2. 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端栓在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 较大B. 较大C. 较大D. 三个力一样大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大。故D正确，ABC错误。
故选D。
3. 下列情况中，力对物体做功的是（ ）
A. 用力搬石头，未搬动B. 水平用力推车在水平地面上匀速前进
C. 手举着杠铃静止不动D. 竖直向上提着水桶水平前行
【答案】B
【解析】
【详解】A．用力搬石头，未搬动，对石头施加了力，但石头没有在力的方向上移动距离，所以没有对石头做功，故A不符合题意；
B．水平用力推车在水平地面上匀速前进，对车施加了水平力，车在力的方向上移动了距离，所以对车做功，故B符合题意；
C．手举着杠铃静止不动，对杠铃施加了力，但杠铃没有在力的方向上移动距离，所以没有对杠铃做功，故C不符合题意；
D．竖直向上提着水桶水平前行，对水桶施加了力，但水桶移动方向与力的方向垂直，所以没有对水桶做功，故D不符合题意。
故选B。
4. 下图是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是（ ）
A. 滚摆运动过程中，机械能守恒
B. 滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能
C. 滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能
D. 滚摆上升的最大高度逐渐降低
【答案】A
【解析】
【详解】由于做滚摆演示实验时的空气阻力不可忽略，则滚摆运动过程中，机械能不守恒，有一部分要转化为内能，所以它向下运动时，重力势能部分转化为动能，向上运动时，动能部分转化为重力势能，上升的最大高度逐渐降低，故B、C、D不符合题意；A符合题意。
故选A。
5. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰没有内能
B. 内能与温度有关，温度不变，物体的内能就一定不变
C. 物体的温度越低，所含的热量越少
D. 物体内能增加了，可能是吸收了热量
【答案】D
【解析】
【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，故 0℃的冰也具有内能，故A错误；
B．内能除了与温度有关，还有物体的质量、状态等因素有关，所以温度不变，物体的内能也可能变化，如当晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误；
C．通常情况下，物体的温度越低，内能越小；热量是过程量，不是状态量，不能用“含有”“具有”等词语描述，故C错误；
D．改变内能的方式有两种：做功和热传递，所以，物体内能增加了，可能是吸收了热量，也可以是外界对物体做了功，故D正确。
故选D。
6. 下列物理现象中，属于通过做功途径改变物体内能的是（ ）
A. 冬天晒太阳人会感到暖和B. 饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C. 锯木头时锯条会变热D. 烧红的铁块放入水中时水会变热
【答案】C
【解析】
【详解】A．冬天晒太阳人会感到暖和，人吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B．饮料放入冰箱冷藏室，饮料放出热量、内能减少、温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故B不符合题意；
C．锯木头时，克服摩擦做功，使锯条内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能，故C符合题意；
D．烧红的铁块放入水中，水吸收热量、内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
7. 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，做功时用的时间一定少
B. 做功少的机械，机械效率一定低
C. 做有用功多的机械，机械效率一定高
D. 做功快的机械，功率一定大
【答案】D
【解析】
【详解】A．功率是指单位时间内做功的多少，所以功率大的机械，做功时间不一定少，还与做功的多少有关，故A错误；
B．机械效率是表示有用功所占总功百分比，只知道做功少，而不知道有用功的多少，无法判断机械效率的高低，故B错误；
C．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道有用功的多少，而不知道总功的多少，无法判断机械效率的高低，故C错误；
D．功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率一定大，故D正确。
故选D
8. 如图，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A. 实验时干电池的正极与正极相连
B. 用普通干燥的纸代替铝箔纸也能燃烧起来
C. 实验中铝箔纸中没有电流通过
D. 该实验反映了短路带来的危害
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，实验时干电池的正、负极通过铝箔纸连接在一起，形成了通路，所以干电池应该正极与负极依次连接，故A错误；
B．普通干燥的纸是绝缘体，所以实验用普通纸代替铝箔纸不能燃烧，故B错误；
C．实验中铝箔纸是导体，用它把电源正负极连接，形成了通路，所以铝箔纸中有电流通过，故C错误；
D．铝箔纸是导体，它相当于导线，用它把电源正负极连接，发生了短路，造成电流过大，会产生过多的热量，所以该实验反映了短路带来的危害，故D正确。
故选D。
9. 为加强疫情防控、保护师生安全，学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，开关闭合；若红外测温数值在正常范围内，开关闭合。只有两个条件都满足时，系统才会启动电动机打开闸门放行。图中电路设计符台要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明两个开关是相互影响的，所以两个开关是串联的，故B正确，ACD错误。
故选B。
10. 如图所示，在电路中两个规格不同的小灯泡L1、L2，闭合开关S后，发现小灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（ ）
A. L1、L2中的电流一定相等
B. L1的电流大于L2中的电流
C. 若L2灯丝烧断，灯L1仍能正常发光
D. 若将开关S接在L1和L2之间，则开关只控制L2
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图知，两灯串联，因串联电路中电流处处相等，所以通过两灯的电流相等，故A正确，B错误；
C．由于串联电路中用电器相互影响，则L2灯丝烧断，灯L1不能发光，故C错误；
D．串联电路中的开关控制整个电路中所有用电器，无论开关在什么位置，其作用是不变的，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
A. 30NB. 35NC. 40ND. 45N
【答案】D
【解析】
【详解】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子。不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，当沿竖直方向拉动时，拉力
图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是
F＞40N
故选D。
12. 如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）
A. t1∼t2内，电梯可能向上运动
B. t2∼t3内，M的机械能保持不变
C. t3∼t4内，电梯的动能一定增大
D. t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有
G=F2+F拉
当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+ F拉，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动，故A不符合题意；
B．t2~t3内，压力恢复到静止时大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；
C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时GD．由于忽略M和电梯的形变，因而弹簧的长度始终不变，形变大小不变，所以弹簧的弹性势能不变，故D正确。
故选D。
二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分）
13. 家中的吊灯和壁灯是_____的，如图所示是一款学校常用的应急照明灯，当外部电路有电时，应急灯不亮，停电时应急灯发光，小李将应急灯中的任意一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，则应急灯的两个灯泡是_____的（均选填串联或并联）。
【答案】 ①. 并联 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]家中的吊灯和壁灯可以单独工作，互不影响，故它们是并联的。
[2]应急灯中的任意一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，说明两灯之间互补影响，故是并联的。
14. 火箭加速上升时，携带的卫星重力势能____，动能____，机械能____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]火箭加速上升时，卫星的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；在上升过程中，速度变大，质量不变，所以动能变大。
[3]由于势能和动能统称为机械能，重力势能变大，同时动能变大，所以机械能变大。
15. 如图所示，要使灯泡L1和L2串联在电路中，应闭合开关______；若要使L1和L2并联在电路中，应闭合开关______；若闭合开关______，就会造成电源短路。
【答案】 ①. S3 ②. S1S2 ③. S3S2
【解析】
【详解】[1]若闭合开关S3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S1、S2时，则电流从电源正极出发，经过开关S1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S2、S3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，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，那么提升物体做的有用功是_____J，推力做的总功是_____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. 900 ③. 60% ④. 120
【解析】
【详解】[1]提升物体做的有用功
W有=Gh=600N×0.9m=540J
[2]推力做的总功
W总=Fs=300N×3m=900J
[3]斜面的机械效率
[4]额外功
W额=W总-W有=900J-540J=360J
摩擦力
17. 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”）斜拉索的拉力。
【答案】 ①. 杠杆 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]由图甲模型中可以看出，桥可以在力作用下绕固定点转动，所以桥可以看成杠杆。
[2]把桥看成杠杆，桥受到重力和拉力F，桥静止时重力的力臂l1不变，若增加桥塔的高度，拉力F的力臂l2变大，根据杠杆平衡的条件，可得拉力F变小。
18. 汽车发动机工作时，会产生大量的热量，为让它正常工作，需要对它进行冷却，“水冷”是冷却方式之一，这是因为水的_____较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体热量后，水的内能_____。如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中_____图是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内汽油机对外做_____次功。
【答案】 ①. 比热容 ②. 增大 ③. 乙 ④. 10
【解析】
【详解】[1]汽车的发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，水吸收的热量多，冷却效果好。
[2]发动机工作过程中会产生大量的热量，水吸收发动机缸体的热量后，水的内能增大。
[3]甲图中，进气门和排气门都是关闭，活塞上行，是压缩冲程；乙图中，进气门和排气门都是关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程。
[4]若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因飞轮每转动2周对外做功1次，所以1s内汽油机对外做功10次。
19. 天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量 _____J，天然气完全燃烧释放热量 _____J，需要消耗天然气 _____kg。（）
【答案】 ①. ②. ③. 0.25
【解析】
【详解】[1]水吸收热量
[2]天然气放出的热量
[3]需要消耗天然气质量
20. 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据图像判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力 F1_____F2；两次拉力对木块做的功 W1_____W2。两次拉力对木块做功的功率P1_____P2。（选填“＞”“＜”或“=”）
【答案】 ①. = ②. ＞ ③. ＞
【解析】
【详解】[1]由图像可知，两次木块都做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，故两次实验的拉力和摩擦力均相等，即F1=F2。
[2]由图像可知，第一次通过的距离大，而两次的拉力相同，由W=Fs可知，第一次拉力所做的功多，即W1＞W2。
[3]由图像可知，第一次速度大于第二次速度，由可知P1＞P2。
21. 如图所示的电路，当开关S闭合时，两灯_____联，电流表A2测_____（选填“L1”或“L2”）的电流。若电流表A1的示数为0.8A，电流表A2的示数为0.5A，则流过L1的电流为_____A。
【答案】 ①. 并 ②. L2 ③. 0.3A
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，当开关S闭合时，电流从正极出发，经开关S分支，一支经灯泡L1，另一支经电流表A2、灯泡L1，然后共同经电流表A 1回负极，所以两灯泡并联，电流表A 1测干路电流，电流表A2测灯L2的电流。
[3]通过灯L2的电流为
I2= IA2=0.5A
干路电流I=0.8A，由并联电路的电流特点可得，通过灯L1的电流为
I1=I-I2=0.8A-0.5A=0.3A
22. 如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。在此过程中，有用功是_____J；拉力做功的功率是_____W；滑轮组的机械效率是_____%。
【答案】 ①. 4000 ②. 100 ③. 80
【解析】
【详解】[1]工人所做的有用功为
[2]由图可知，n=2，拉力移动距离为
拉力做的功为
拉力做功得功率为
[3]滑轮组的机械效率
23. 如图所示是“探究动能的大小与什么因素有关”的实验装置。
（1）在实验中，通过观察物体B ______来比较小球A动能的大小；
（2）为了探究动能的大小与质量的关系，应该选用质量 ______（选填“相同”或“不同”）的小球，从斜面 ______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止释放；
（3）完成实验后，同学们还想到学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 ______（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 ①. 被撞后移动的距离 ②. 不同 ③. 相同 ④. 相等
【解析】
【详解】（1）[1]本实验利用转换法，通过观察物体B被小球A撞击后移动的距离比较小球A动能的大小，物体B被撞击的越远，说明小球A的动能越大。
（2）[2][3]根据控制变量法，探究动能的大小与质量的关系，应选用质量不同的小球，控制小球的速度不变，方法是：用质量不同的小球从斜面不同的位置由静止释放，小球到达斜面底端时具有不同的速度。
（3）[4]同一小车在同一斜面的同一高度，小车具有的重力势能不变。由静止滑下，小车的重力势能转化为动能，小车到达平面上时具有的动能也相同，小车在平面上运动时，克服摩擦力做功，并最终停下来，则克服摩擦力做的功等于其减小的动能，由于三种情况下小球减小的动能相同，所以小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功相等。
24. 蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着个小球，小球从O点释放后上下往复运动。假设空气阻力忽略不计。如图乙所示是小球下落速度v与下落距离h的关系图像，如图丙所示是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的部分关系图像。则小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为 _____J。如果考虑空气阻力，小球最终会停在O点下方的某个位置，则小球最终停在h＝_____m的位置。
【答案】 ①. 7.2 ②. 1.5
【解析】
【详解】[1]小球在刚开始下落时，只受重力，所以小球做加速运动；当绳子上受到拉力并逐渐增大到拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大；然后随着绳子的伸长，拉力大于小球的重力，小球开始做减速运动直到速度为零，小球降到最低点。由乙图可知，速度最大时，高度为1.5m，此时拉力等于重力，由丙图可知，当h=1.5m时，拉力F=3N，即G=3N；由乙图可知，小球下落的最大高度为2.4m；因为不计空气阻力，小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为
W=Gh=3N×2.4m=7.2J
[2]有空气阻力，小球最终静止，小球仅受重力和拉力，且二者大小相等；由乙图可知，拉力等于重力（速度最大时），小球的高度为1.5m，所以小球最终停在h=1.5m的位置。
三、解答题（本题共7题，共40分）
25. 在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【答案】
【解析】
【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：
26. 如图所示，要求通过滑轮组用最小的力提升重物，请用笔画线组装滑轮组。
【答案】
【解析】
【详解】由一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，最多可以由三段绳子承担重物，此时滑轮组用最小的力可以提升重物，如图所示：
27. 小满暑假坐火车去北京，在火车上发现车厢后面有两个厕所，只有当两个厕所的门都关上时，车厢指示灯才会发光，指示牌才会显示“厕所有人”字样，提醒旅客两个厕所都有人．请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图．
【答案】
【解析】
【详解】厕所的门关上时开关闭合，两个开关都闭合时指示灯才会亮，因此应把两个开关串联接入电路．如图：
28. 氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.6kg，已如氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车：
（1）受到的重力和牵引大的大小；
（2）行驶的距离和牵引力做的功；
（3）利用氢能的效率。
【答案】（1）1.5×104N，1.2×103N；（2）3.5×104m，4.2×107J；（3）50%
【解析】
【详解】解：（1） 汽车受到的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
因为匀速行驶，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力
F牵=f=1.2×103N
（2）汽车行驶的距离为
s=vt=70km/h×0.5h=35km=3.5×104m
牵引力做的功为
W=F牵s=1.2×103N×3.5×104m=4.2×107J
（3）氢完全燃烧所产生的热量
Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
汽车利用氢能的效率
答：（1） 汽车受到的重力为1.5×104N，汽车受到的牵引力为1.2×103N；
（2）汽车行驶的距离为3.5 × 104m，牵引力做的功为4.2×107J；
（3）汽车利用氢能的效率为50%。
29. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)在做实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆_______（选填“平衡”或“不平衡”）。下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了在实验中便于__________。
(2)小明同学根据图乙的操作进行实验，记录数据如下表。根据实验数据分析，可得出杠杆的平衡条件：_______。
(3)保持图乙中左边钩码的个数和位置不变，在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从点向支点移动过程中（未到点），杠杆始终保持水平平衡，大致可以反映拉力的大小随它的力臂变化的关系的是： _________ 。
A. B. C. D.
(4)如丙图所示，另一小组的小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端，用力向下拉挂钩，读出弹簧测力计的示数。进行多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件，原因是_________。
【答案】 ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂大小 ④. ⑤. B ⑥. 弹簧测力计自重对实验的影响导致所测拉力偏小
【解析】
【详解】(1)[1] [2]杠杆静止在如图甲所示的位置，静止是平衡状态，左端下沉，应将平衡螺母向右调节。
[3]使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了在实验中便于测量力臂的大小。
(2)[4]由第1组数据得
由第2组数据得
由第3组数据得
由此可得出杠杆的平衡条件：。
(3)[5]左边钩码的个数和位置不变，由得出，当不变时，F1与成反比，又因为移动过程中拉力未到O点，即力臂>0。
故选B。
(4)[6]小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端时，测力计本身的重对杠杆产生的拉力也作为杠杆右端的拉力了，所以多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件，原因是弹簧测力计自重对实验的影响导致所测拉力偏小。
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。
（1）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并 _____，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 ____N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 _____J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 _____；
（2）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 _____（选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 _____N。
【答案】 ①. 校零 ②. 0.3 ③. 0.3 ④. 60% ⑤. 无关 ⑥. 120
【解析】
【详解】（1）[1]弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线，如果没指向零刻度线，需要校零。
[2]由图可知，测力计的分度值为0.02N，指针指在0.3N处，所以弹簧测力计示数为0.3N。
[3]将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为
W总=Fs=0.3N×1m=0.3J
[4]由乙图可知，斜面的高度为
h=9cm=0.09m
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为
W有用=Gh=2.0N×0.09m=0.18J
机械效率为
（2）[5]从图像读出当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1=0.75J，竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2=0.45J，利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为
由于η′=η，所以由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
[6]这位母亲和所坐的轮椅总重力为
G总=m总g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为
W有用′′=G总h=800N×0.09m=72J
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为
则中年人用沿着通道斜面方向的推力大小为
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和质量相同，小明通过比较_____（选填“加热时间”或“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像如图丁所示，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_____；
（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，请你指出小华设计的方案中存在的明显缺陷，答：_____。
【答案】 ①. 甲、丙 ②. 加热时间 ③. a ④. ⑤. 对质量和初温相等的两种液体加热
【解析】
【详解】（1）[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小，运用控制变量法，控制水和煤油的质量相同，用相同燃料加热两种液体，故选甲、丙两套装置。
[2]运用转换法，将水和煤油吸收热量的多少，转换为加热时间的长度。
[3]观察图丁发现，a图线温度升高较慢，由于水和煤油相同时间吸收热量相同，温度升高慢，则吸热能力强。
[4]由于水和煤油质量相同，相同时间吸收热量相同，a图线温度升高较慢，所以a图线表示水温度变化，则水在6分钟吸收热量
b图线表示煤油温度变化，则煤油在3分钟吸收热量为水吸收热量的一半，则煤油的比热容
（2）[5]比较不同燃料的热值实验中，运用控制变量法，控制烧杯中液体质量相等，初温也相等，即对质量和初温相等的两种液体加热。
32. 如图所示是小聪探究并联电路电流特点的实物连接图。
（1）在连接电路时，开关应处于_____状态；
（2）图中电流表测量的是通过灯泡_____的电流；
（3）小聪按照实物图正确连接好电路后，闭合开关，发现指针快速向右大幅度偏转，他赶快断开开关，发生这种现象的原因可能是_____；
（4）小聪解决问题后，进行了一次实验，实验数据如表格所示：
小聪根据数据认为，两条支路总是平分干路电流，如果你作为老师，你会对小聪提出什么建议：_____；
（5）如果要用电流表测通过L1和L2的总电流，且只允许移动一根导线，请你帮助小聪完成改动，你的做法是_________。
【答案】 ①. 断开 ②. L1 ③. L1短路 ④. 换用不同规格的灯泡多次测量 ⑤. 将导线“b”的右端接在电流表的“-”接线柱上
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电器，连接电路之前，开关应处于断开状态。
（2）[2]由图可知，电流表与L1串联，所以测的是L1电流。
（3）[3]闭合开关，发现指针快速向右大幅度偏转的原因是电路电流过大，发生这种现象的原因可能是灯泡L1短路。
（4）[4]得出各支路电流相等，是因为选用的灯泡规格相同，为得出普遍性的结论，所以建议为换用不同规格的灯泡多次测量，找到普遍规律。
（5）[5]要用电流表测通过L1和L2的总电流，电流表应串联在干路上，则由图可知，应将导线“b”的右端接在电流表的“-”接线柱上。
33. 小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械坐拉器，如图甲所示，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图乙所示。她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，将座椅向上抬起。
（1）小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄，将爸爸抬起经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s；
①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是 _____
A.可以省功 B.一定费力
C.爸爸越重，坐拉器的机械效率越高
D.爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高
②若爸爸的质量为80kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少？（ ）
（2）小红想通过图乙的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力。图乙中OA︰OB＝6︰1，O′C︰O′D＝2︰1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′C，BD杆对AB和O′C杆的拉力均沿着BD，且大小相等。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为50kg，则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大？（ ）
【答案】 ①. C ②. 16W ③. 125N
【解析】
【详解】（1）①[1] A．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由题意知道，当手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，该装置费距离，一定省力，故B错误；
C．爸爸越重，有用功占总功比值越大，则坐拉器的机械效率越高，故C正确；
D．手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，即二者的比值不变，根据知道，坐拉器的机械效率与爸爸的被抬的高度无关，故D错误。
故选C。
②[2]爸爸的体重
G=mg=80kg×10N/kg=800N
有用功
W有=Gh=800N×0.09m=72J
由知道，小红抬起爸爸所做的总功
则小红抬起爸爸所做功的功率
（2）[3]小红的重力
G′=mg=50kg×10N/kg=500N
由杠杆平衡条件知道，对于杠杆AOB有
FA×OA=FB×OB
即
①
对于杠杆O′CD有
（G′-FA′）×O′C=FD×O′D
即
②
根据题意知道
FB=FD
由于物体间相互作用力的大小相等，即
FA=FA′
由知道
解得
FA=125N表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
次数
1
1
8
2
4
2
2
3
1
6
3
4
3
3
4
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
干路电流I/A
0.4
0.4
0.8
1. 如图所示的工具中均属于杠杆，在使用时与其他三个类型不同的是（ ）
A. 镊子B. 取碗夹子C. 核桃夹子D. 食品夹
【答案】C
【解析】
【详解】A．镊子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
B．取碗夹子在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆；
C．核桃夹子在使用过程中，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆；
D．食品夹在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆。
故C符合题意。
故选C。
2. 如图所示，用一根绳子绕过定滑轮，一端栓在钩码上，手执另一端，分别用力、、匀速拉起钩码。忽略绳子与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 较大B. 较大C. 较大D. 三个力一样大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，图中滑轮是定滑轮，定滑轮不能省力，所以忽略绳子与滑轮的摩擦，F1、F2、F3都与物体重力相等，所以三种拉法所用拉力一样大。故D正确，ABC错误。
故选D。
3. 下列情况中，力对物体做功的是（ ）
A. 用力搬石头，未搬动B. 水平用力推车在水平地面上匀速前进
C. 手举着杠铃静止不动D. 竖直向上提着水桶水平前行
【答案】B
【解析】
【详解】A．用力搬石头，未搬动，对石头施加了力，但石头没有在力的方向上移动距离，所以没有对石头做功，故A不符合题意；
B．水平用力推车在水平地面上匀速前进，对车施加了水平力，车在力的方向上移动了距离，所以对车做功，故B符合题意；
C．手举着杠铃静止不动，对杠铃施加了力，但杠铃没有在力的方向上移动距离，所以没有对杠铃做功，故C不符合题意；
D．竖直向上提着水桶水平前行，对水桶施加了力，但水桶移动方向与力的方向垂直，所以没有对水桶做功，故D不符合题意。
故选B。
4. 下图是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是（ ）
A. 滚摆运动过程中，机械能守恒
B. 滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能
C. 滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能
D. 滚摆上升的最大高度逐渐降低
【答案】A
【解析】
【详解】由于做滚摆演示实验时的空气阻力不可忽略，则滚摆运动过程中，机械能不守恒，有一部分要转化为内能，所以它向下运动时，重力势能部分转化为动能，向上运动时，动能部分转化为重力势能，上升的最大高度逐渐降低，故B、C、D不符合题意；A符合题意。
故选A。
5. 关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰没有内能
B. 内能与温度有关，温度不变，物体的内能就一定不变
C. 物体的温度越低，所含的热量越少
D. 物体内能增加了，可能是吸收了热量
【答案】D
【解析】
【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，故 0℃的冰也具有内能，故A错误；
B．内能除了与温度有关，还有物体的质量、状态等因素有关，所以温度不变，物体的内能也可能变化，如当晶体熔化时，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B错误；
C．通常情况下，物体的温度越低，内能越小；热量是过程量，不是状态量，不能用“含有”“具有”等词语描述，故C错误；
D．改变内能的方式有两种：做功和热传递，所以，物体内能增加了，可能是吸收了热量，也可以是外界对物体做了功，故D正确。
故选D。
6. 下列物理现象中，属于通过做功途径改变物体内能的是（ ）
A. 冬天晒太阳人会感到暖和B. 饮料放入冰箱冷藏室会变凉
C. 锯木头时锯条会变热D. 烧红的铁块放入水中时水会变热
【答案】C
【解析】
【详解】A．冬天晒太阳人会感到暖和，人吸收热量，内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B．饮料放入冰箱冷藏室，饮料放出热量、内能减少、温度降低，是通过热传递改变物体的内能，故B不符合题意；
C．锯木头时，克服摩擦做功，使锯条内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能，故C符合题意；
D．烧红的铁块放入水中，水吸收热量、内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选C。
7. 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，做功时用的时间一定少
B. 做功少的机械，机械效率一定低
C. 做有用功多的机械，机械效率一定高
D. 做功快的机械，功率一定大
【答案】D
【解析】
【详解】A．功率是指单位时间内做功的多少，所以功率大的机械，做功时间不一定少，还与做功的多少有关，故A错误；
B．机械效率是表示有用功所占总功百分比，只知道做功少，而不知道有用功的多少，无法判断机械效率的高低，故B错误；
C．机械效率是表示有用功所占总功的百分比，只知道有用功的多少，而不知道总功的多少，无法判断机械效率的高低，故C错误；
D．功率是表示做功快慢的物理量，所以做功快的机械，功率一定大，故D正确。
故选D
8. 如图，某同学将一张细条状铝箔纸的两端分别压在干电池的正负极，发现铝箔纸发热并燃烧，关于该实验的分析正确的是（ ）
A. 实验时干电池的正极与正极相连
B. 用普通干燥的纸代替铝箔纸也能燃烧起来
C. 实验中铝箔纸中没有电流通过
D. 该实验反映了短路带来的危害
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题意可知，实验时干电池的正、负极通过铝箔纸连接在一起，形成了通路，所以干电池应该正极与负极依次连接，故A错误；
B．普通干燥的纸是绝缘体，所以实验用普通纸代替铝箔纸不能燃烧，故B错误；
C．实验中铝箔纸是导体，用它把电源正负极连接，形成了通路，所以铝箔纸中有电流通过，故C错误；
D．铝箔纸是导体，它相当于导线，用它把电源正负极连接，发生了短路，造成电流过大，会产生过多的热量，所以该实验反映了短路带来的危害，故D正确。
故选D。
9. 为加强疫情防控、保护师生安全，学校在校门口设立了红外人脸识别测温系统。若人脸识别通过，开关闭合；若红外测温数值在正常范围内，开关闭合。只有两个条件都满足时，系统才会启动电动机打开闸门放行。图中电路设计符台要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明两个开关是相互影响的，所以两个开关是串联的，故B正确，ACD错误。
故选B。
10. 如图所示，在电路中两个规格不同的小灯泡L1、L2，闭合开关S后，发现小灯泡L1比L2亮，则下列说法正确的是（ ）
A. L1、L2中的电流一定相等
B. L1的电流大于L2中的电流
C. 若L2灯丝烧断，灯L1仍能正常发光
D. 若将开关S接在L1和L2之间，则开关只控制L2
【答案】A
【解析】
【详解】AB．由图知，两灯串联，因串联电路中电流处处相等，所以通过两灯的电流相等，故A正确，B错误；
C．由于串联电路中用电器相互影响，则L2灯丝烧断，灯L1不能发光，故C错误；
D．串联电路中的开关控制整个电路中所有用电器，无论开关在什么位置，其作用是不变的，故D错误。
故选A。
11. 如图所示，某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体，不计绳重和摩擦，则该同学所用拉力F的可能值是（ ）
A. 30NB. 35NC. 40ND. 45N
【答案】D
【解析】
【详解】动滑轮之所以能省一半的力，是因为其相当于杠杆的变形，轮的直径相当于动力臂，轮的半径相当于阻力臂，这样动力臂是阻力臂的二倍，自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是：必须竖直向上拉绳子。不计绳重和摩擦，重物和动滑轮的总重由2段绳子承担，当沿竖直方向拉动时，拉力
图中斜向上拉绳子时，动力臂和阻力臂都会减小，但动力臂会小于阻力臂的二倍，而阻力不变，由杠杆平衡条件可知，动力就会增大，因此所用拉力变大，则拉力F的范围是
F＞40N
故选D。
12. 如图1所示，物体M静止在电梯底部，其上表面通过轻质弹簧与电梯顶部相连。M对电梯底部的压力用F表示，忽略M和电梯的形变，0~t1内，电梯静止，弹簧处于伸长状态，t1时刻后电梯由静止开始沿竖直方向运动。0~t4内，F随时间t变化的图线如图2所示，则（ ）
A. t1∼t2内，电梯可能向上运动
B. t2∼t3内，M的机械能保持不变
C. t3∼t4内，电梯的动能一定增大
D. t1∼t4内，弹簧的弹性势能不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．物体M静止在电梯底部，弹簧处于伸长状态，0~t1内，电梯静止，物体也静止，受力平衡，则受到重力G、电梯的支持力F支和弹簧的拉力F拉；由于压力F2与支持力F支是相互作用力，大小是相等的，则有
G=F2+F拉
当t1~t2内，压力变为小于F2的F1，弹力和重力不变，此时G>F1+ F拉，则物体受力不平衡，由静止变为运动，速度变大了，则运动方向与较大的力方向相同，说明电梯是向下加速运动，故A不符合题意；
B．t2~t3内，压力恢复到静止时大小，说明受力平衡，因而是匀速下降，动能不变，而重力势能减小，机械能减小，故B不符合题意；
C．t3~t4内，压力F3大于F2，此时G
故选D。
二、填空题（本题共12小题，每空1分，共36分）
13. 家中的吊灯和壁灯是_____的，如图所示是一款学校常用的应急照明灯，当外部电路有电时，应急灯不亮，停电时应急灯发光，小李将应急灯中的任意一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，则应急灯的两个灯泡是_____的（均选填串联或并联）。
【答案】 ①. 并联 ②. 并联
【解析】
【详解】[1]家中的吊灯和壁灯可以单独工作，互不影响，故它们是并联的。
[2]应急灯中的任意一个灯泡断开，另一个灯泡仍然发光，说明两灯之间互补影响，故是并联的。
14. 火箭加速上升时，携带的卫星重力势能____，动能____，机械能____（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【答案】 ①. 变大 ②. 变大 ③. 变大
【解析】
【详解】[1][2]火箭加速上升时，卫星的质量不变，高度变大，所以重力势能变大；在上升过程中，速度变大，质量不变，所以动能变大。
[3]由于势能和动能统称为机械能，重力势能变大，同时动能变大，所以机械能变大。
15. 如图所示，要使灯泡L1和L2串联在电路中，应闭合开关______；若要使L1和L2并联在电路中，应闭合开关______；若闭合开关______，就会造成电源短路。
【答案】 ①. S3 ②. S1S2 ③. S3S2
【解析】
【详解】[1]若闭合开关S3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S1、S2时，则电流从电源正极出发，经过开关S1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S2、S3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，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，那么提升物体做的有用功是_____J，推力做的总功是_____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. 900 ③. 60% ④. 120
【解析】
【详解】[1]提升物体做的有用功
W有=Gh=600N×0.9m=540J
[2]推力做的总功
W总=Fs=300N×3m=900J
[3]斜面的机械效率
[4]额外功
W额=W总-W有=900J-540J=360J
摩擦力
17. 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”）斜拉索的拉力。
【答案】 ①. 杠杆 ②. 减小
【解析】
【详解】[1]由图甲模型中可以看出，桥可以在力作用下绕固定点转动，所以桥可以看成杠杆。
[2]把桥看成杠杆，桥受到重力和拉力F，桥静止时重力的力臂l1不变，若增加桥塔的高度，拉力F的力臂l2变大，根据杠杆平衡的条件，可得拉力F变小。
18. 汽车发动机工作时，会产生大量的热量，为让它正常工作，需要对它进行冷却，“水冷”是冷却方式之一，这是因为水的_____较大，冷却效果好；当水吸收发动机缸体热量后，水的内能_____。如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中_____图是做功冲程，若汽油机飞轮转速为1200r/min，则1s内汽油机对外做_____次功。
【答案】 ①. 比热容 ②. 增大 ③. 乙 ④. 10
【解析】
【详解】[1]汽车的发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，升高相同的温度时，水吸收的热量多，冷却效果好。
[2]发动机工作过程中会产生大量的热量，水吸收发动机缸体的热量后，水的内能增大。
[3]甲图中，进气门和排气门都是关闭，活塞上行，是压缩冲程；乙图中，进气门和排气门都是关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程。
[4]若飞轮转速是1200r/min=20r/s，表示每秒飞轮转动20圈，因飞轮每转动2周对外做功1次，所以1s内汽油机对外做功10次。
19. 天然气热水器将40kg的水从15℃加热到65℃，此过程中天然气完全燃烧释放热量的84%被水吸收，水吸收热量 _____J，天然气完全燃烧释放热量 _____J，需要消耗天然气 _____kg。（）
【答案】 ①. ②. ③. 0.25
【解析】
【详解】[1]水吸收热量
[2]天然气放出的热量
[3]需要消耗天然气质量
20. 如图甲所示，小明用弹簧测力计拉木块，使它在同一水平木板上滑动，图乙是他两次拉动同一木块得到的路程随时间变化的图像。请根据图像判断：在相等的时间内，木块两次受到的拉力 F1_____F2；两次拉力对木块做的功 W1_____W2。两次拉力对木块做功的功率P1_____P2。（选填“＞”“＜”或“=”）
【答案】 ①. = ②. ＞ ③. ＞
【解析】
【详解】[1]由图像可知，两次木块都做匀速直线运动，不论其速度大小如何，都受到平衡力的作用，在水平方向上，摩擦力和拉力是一对平衡力，故两次实验的拉力和摩擦力均相等，即F1=F2。
[2]由图像可知，第一次通过的距离大，而两次的拉力相同，由W=Fs可知，第一次拉力所做的功多，即W1＞W2。
[3]由图像可知，第一次速度大于第二次速度，由可知P1＞P2。
21. 如图所示的电路，当开关S闭合时，两灯_____联，电流表A2测_____（选填“L1”或“L2”）的电流。若电流表A1的示数为0.8A，电流表A2的示数为0.5A，则流过L1的电流为_____A。
【答案】 ①. 并 ②. L2 ③. 0.3A
【解析】
【详解】[1][2]由电路图可知，当开关S闭合时，电流从正极出发，经开关S分支，一支经灯泡L1，另一支经电流表A2、灯泡L1，然后共同经电流表A 1回负极，所以两灯泡并联，电流表A 1测干路电流，电流表A2测灯L2的电流。
[3]通过灯L2的电流为
I2= IA2=0.5A
干路电流I=0.8A，由并联电路的电流特点可得，通过灯L1的电流为
I1=I-I2=0.8A-0.5A=0.3A
22. 如图所示，工人用滑轮组匀速提升重800N的货物，所用的拉力F为500N，货物在50s内匀速上升5m。在此过程中，有用功是_____J；拉力做功的功率是_____W；滑轮组的机械效率是_____%。
【答案】 ①. 4000 ②. 100 ③. 80
【解析】
【详解】[1]工人所做的有用功为
[2]由图可知，n=2，拉力移动距离为
拉力做的功为
拉力做功得功率为
[3]滑轮组的机械效率
23. 如图所示是“探究动能的大小与什么因素有关”的实验装置。
（1）在实验中，通过观察物体B ______来比较小球A动能的大小；
（2）为了探究动能的大小与质量的关系，应该选用质量 ______（选填“相同”或“不同”）的小球，从斜面 ______（选填“相同”或“不同”）的位置由静止释放；
（3）完成实验后，同学们还想到学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同（如上表），小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功 ______（选填“相等”或“不相等”）。
【答案】 ①. 被撞后移动的距离 ②. 不同 ③. 相同 ④. 相等
【解析】
【详解】（1）[1]本实验利用转换法，通过观察物体B被小球A撞击后移动的距离比较小球A动能的大小，物体B被撞击的越远，说明小球A的动能越大。
（2）[2][3]根据控制变量法，探究动能的大小与质量的关系，应选用质量不同的小球，控制小球的速度不变，方法是：用质量不同的小球从斜面不同的位置由静止释放，小球到达斜面底端时具有不同的速度。
（3）[4]同一小车在同一斜面的同一高度，小车具有的重力势能不变。由静止滑下，小车的重力势能转化为动能，小车到达平面上时具有的动能也相同，小车在平面上运动时，克服摩擦力做功，并最终停下来，则克服摩擦力做的功等于其减小的动能，由于三种情况下小球减小的动能相同，所以小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功相等。
24. 蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着个小球，小球从O点释放后上下往复运动。假设空气阻力忽略不计。如图乙所示是小球下落速度v与下落距离h的关系图像，如图丙所示是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的部分关系图像。则小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为 _____J。如果考虑空气阻力，小球最终会停在O点下方的某个位置，则小球最终停在h＝_____m的位置。
【答案】 ①. 7.2 ②. 1.5
【解析】
【详解】[1]小球在刚开始下落时，只受重力，所以小球做加速运动；当绳子上受到拉力并逐渐增大到拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大；然后随着绳子的伸长，拉力大于小球的重力，小球开始做减速运动直到速度为零，小球降到最低点。由乙图可知，速度最大时，高度为1.5m，此时拉力等于重力，由丙图可知，当h=1.5m时，拉力F=3N，即G=3N；由乙图可知，小球下落的最大高度为2.4m；因为不计空气阻力，小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功为
W=Gh=3N×2.4m=7.2J
[2]有空气阻力，小球最终静止，小球仅受重力和拉力，且二者大小相等；由乙图可知，拉力等于重力（速度最大时），小球的高度为1.5m，所以小球最终停在h=1.5m的位置。
三、解答题（本题共7题，共40分）
25. 在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F；
【答案】
【解析】
【详解】由图可知，O为支点，重物向下拉杠杆的力为阻力，则过支点做阻力作用线的垂线段即为阻力臂l；；由杠杆平衡条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，动力越小。最小力F作用在A点，当OA为F的力臂时，力臂最长，此时力F最小，且F的方向垂直杠杆向上，从A点垂直OA向上画出F的示意图，如图所示：
26. 如图所示，要求通过滑轮组用最小的力提升重物，请用笔画线组装滑轮组。
【答案】
【解析】
【详解】由一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，最多可以由三段绳子承担重物，此时滑轮组用最小的力可以提升重物，如图所示：
27. 小满暑假坐火车去北京，在火车上发现车厢后面有两个厕所，只有当两个厕所的门都关上时，车厢指示灯才会发光，指示牌才会显示“厕所有人”字样，提醒旅客两个厕所都有人．请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图．
【答案】
【解析】
【详解】厕所的门关上时开关闭合，两个开关都闭合时指示灯才会亮，因此应把两个开关串联接入电路．如图：
28. 氢能源汽车具有零排放的环保优势，某款氢能源汽车总质量为1.5×103kg，在水平公路上以70km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为1.2×103N，行驶0.5h消耗氢0.6kg，已如氢的热值为1.4×108J/kg，g取10N/kg。求汽车：
（1）受到的重力和牵引大的大小；
（2）行驶的距离和牵引力做的功；
（3）利用氢能的效率。
【答案】（1）1.5×104N，1.2×103N；（2）3.5×104m，4.2×107J；（3）50%
【解析】
【详解】解：（1） 汽车受到的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
因为匀速行驶，根据二力平衡原理，汽车受到的牵引力
F牵=f=1.2×103N
（2）汽车行驶的距离为
s=vt=70km/h×0.5h=35km=3.5×104m
牵引力做的功为
W=F牵s=1.2×103N×3.5×104m=4.2×107J
（3）氢完全燃烧所产生的热量
Q=mq=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J
汽车利用氢能的效率
答：（1） 汽车受到的重力为1.5×104N，汽车受到的牵引力为1.2×103N；
（2）汽车行驶的距离为3.5 × 104m，牵引力做的功为4.2×107J；
（3）汽车利用氢能的效率为50%。
29. 在“探究杠杆的平衡条件”的实验中：
(1)在做实验前，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆_______（选填“平衡”或“不平衡”）。下一步的操作应该将图甲右边的平衡螺母向_________（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了在实验中便于__________。
(2)小明同学根据图乙的操作进行实验，记录数据如下表。根据实验数据分析，可得出杠杆的平衡条件：_______。
(3)保持图乙中左边钩码的个数和位置不变，在右端用弹簧测力计竖直向下拉杠杆。弹簧测力计从点向支点移动过程中（未到点），杠杆始终保持水平平衡，大致可以反映拉力的大小随它的力臂变化的关系的是： _________ 。
A. B. C. D.
(4)如丙图所示，另一小组的小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端，用力向下拉挂钩，读出弹簧测力计的示数。进行多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件，原因是_________。
【答案】 ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂大小 ④. ⑤. B ⑥. 弹簧测力计自重对实验的影响导致所测拉力偏小
【解析】
【详解】(1)[1] [2]杠杆静止在如图甲所示的位置，静止是平衡状态，左端下沉，应将平衡螺母向右调节。
[3]使杠杆在水平位置平衡，这样做是为了在实验中便于测量力臂的大小。
(2)[4]由第1组数据得
由第2组数据得
由第3组数据得
由此可得出杠杆的平衡条件：。
(3)[5]左边钩码的个数和位置不变，由得出，当不变时，F1与成反比，又因为移动过程中拉力未到O点，即力臂>0。
故选B。
(4)[6]小红在实验中将弹簧测力计的拉环挂在杠杆右端时，测力计本身的重对杠杆产生的拉力也作为杠杆右端的拉力了，所以多次实验发现都不能满足杠杆平衡条件，原因是弹簧测力计自重对实验的影响导致所测拉力偏小。
30. 图甲是某居民楼前的无障碍通道，一位中年人正用轮椅推着他年迈的母亲缓缓上行，图乙是该通道斜面示意图。为了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿斜面确定了相距1m处的B点。
（1）选用车轮与轮椅相同材质、花纹的小车为研究对象，进行了如下操作：
①正确使用弹簧测力计，测出小车重为2.0N；
②将弹簧测力计与斜面平行放置并 _____，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙所示，弹簧测力计示数为 ____N；
③计算出将小车从A点拉到B点的过程中，拉力所做的功为 _____J；利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为 _____；
（2）在小车上逐渐添加重物，测出小车的总重G，测出沿斜面匀速拉动小车需要的力，计算出拉小车从A点到B点所做的功W1；计算出竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小车总重为横坐标，建立平面直角坐标系，作出W1和W2与小车总重G的关系图像，分别如图丙中的线段a和b；
①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重 _____（选填“有关”或“无关”）；
②若这位母亲的质量为60kg，所坐的轮椅质量为20kg，则中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，力的大小为 _____N。
【答案】 ①. 校零 ②. 0.3 ③. 0.3 ④. 60% ⑤. 无关 ⑥. 120
【解析】
【详解】（1）[1]弹簧测力计使用前指针要指向零刻度线，如果没指向零刻度线，需要校零。
[2]由图可知，测力计的分度值为0.02N，指针指在0.3N处，所以弹簧测力计示数为0.3N。
[3]将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为
W总=Fs=0.3N×1m=0.3J
[4]由乙图可知，斜面的高度为
h=9cm=0.09m
利用斜面将小车从水平地面提升到B点时所做的有用功为
W有用=Gh=2.0N×0.09m=0.18J
机械效率为
（2）[5]从图像读出当小车的总重G增大到5N时，拉小车从A点到B点所做的功W1=0.75J，竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2=0.45J，利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率为
由于η′=η，所以由图像可知：用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无关。
[6]这位母亲和所坐的轮椅总重力为
G总=m总g=(60kg+20kg)×10N/kg=800N
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的有用功为
W有用′′=G总h=800N×0.09m=72J
中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时，从A点到B点所做的总功为
则中年人用沿着通道斜面方向的推力大小为
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和质量相同，小明通过比较_____（选填“加热时间”或“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像如图丁所示，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_____；
（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，请你指出小华设计的方案中存在的明显缺陷，答：_____。
【答案】 ①. 甲、丙 ②. 加热时间 ③. a ④. ⑤. 对质量和初温相等的两种液体加热
【解析】
【详解】（1）[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小，运用控制变量法，控制水和煤油的质量相同，用相同燃料加热两种液体，故选甲、丙两套装置。
[2]运用转换法，将水和煤油吸收热量的多少，转换为加热时间的长度。
[3]观察图丁发现，a图线温度升高较慢，由于水和煤油相同时间吸收热量相同，温度升高慢，则吸热能力强。
[4]由于水和煤油质量相同，相同时间吸收热量相同，a图线温度升高较慢，所以a图线表示水温度变化，则水在6分钟吸收热量
b图线表示煤油温度变化，则煤油在3分钟吸收热量为水吸收热量的一半，则煤油的比热容
（2）[5]比较不同燃料的热值实验中，运用控制变量法，控制烧杯中液体质量相等，初温也相等，即对质量和初温相等的两种液体加热。
32. 如图所示是小聪探究并联电路电流特点的实物连接图。
（1）在连接电路时，开关应处于_____状态；
（2）图中电流表测量的是通过灯泡_____的电流；
（3）小聪按照实物图正确连接好电路后，闭合开关，发现指针快速向右大幅度偏转，他赶快断开开关，发生这种现象的原因可能是_____；
（4）小聪解决问题后，进行了一次实验，实验数据如表格所示：
小聪根据数据认为，两条支路总是平分干路电流，如果你作为老师，你会对小聪提出什么建议：_____；
（5）如果要用电流表测通过L1和L2的总电流，且只允许移动一根导线，请你帮助小聪完成改动，你的做法是_________。
【答案】 ①. 断开 ②. L1 ③. L1短路 ④. 换用不同规格的灯泡多次测量 ⑤. 将导线“b”的右端接在电流表的“-”接线柱上
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电器，连接电路之前，开关应处于断开状态。
（2）[2]由图可知，电流表与L1串联，所以测的是L1电流。
（3）[3]闭合开关，发现指针快速向右大幅度偏转的原因是电路电流过大，发生这种现象的原因可能是灯泡L1短路。
（4）[4]得出各支路电流相等，是因为选用的灯泡规格相同，为得出普遍性的结论，所以建议为换用不同规格的灯泡多次测量，找到普遍规律。
（5）[5]要用电流表测通过L1和L2的总电流，电流表应串联在干路上，则由图可知，应将导线“b”的右端接在电流表的“-”接线柱上。
33. 小红和爸爸散步时，看见小区内的一种健身器械坐拉器，如图甲所示，为了对它进行研究，小红简化了它的结构，画出了它的模型图，如图乙所示。她发现坐在坐拉器座椅上的人，用力向下拉动手柄A时，操作杆AB会绕着转轴O转动，连杆BD拉动杆O′C绕转轴O′转动，将座椅向上抬起。
（1）小红让爸爸静止坐在坐拉器的座椅上，小红竖直向下拉动手柄，将爸爸抬起经过测量，手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，用时5s；
①小红利用坐拉器抬起爸爸时，以下说法正确的是 _____
A.可以省功 B.一定费力
C.爸爸越重，坐拉器的机械效率越高
D.爸爸被抬得越高，坐拉器的机械效率越高
②若爸爸的质量为80kg，利用坐拉器抬起爸爸的机械效率为90%，则小红抬起爸爸所做功的功率为多少？（ ）
（2）小红想通过图乙的模型，估算自己坐在坐拉器上抬起自己的拉力。图乙中OA︰OB＝6︰1，O′C︰O′D＝2︰1，此时AB杆处于水平位置，BD杆垂直于杆AB和O′C，BD杆对AB和O′C杆的拉力均沿着BD，且大小相等。若手臂对手柄A的拉力方向和人的重力方向视作同一直线，物体间相互作用力的大小相等、方向相反，忽略坐拉器的自重、转动时的摩擦和座椅的尺度，若小红的质量为50kg，则此时小红让自己保持图乙的状态，需要对手柄A施加竖直向下的拉力为多大？（ ）
【答案】 ①. C ②. 16W ③. 125N
【解析】
【详解】（1）①[1] A．根据功的原理可知，使用任何机械都不能省功，故A错误；
B．由题意知道，当手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，该装置费距离，一定省力，故B错误；
C．爸爸越重，有用功占总功比值越大，则坐拉器的机械效率越高，故C正确；
D．手柄竖直向下移动30cm，座椅竖直升高9cm，即二者的比值不变，根据知道，坐拉器的机械效率与爸爸的被抬的高度无关，故D错误。
故选C。
②[2]爸爸的体重
G=mg=80kg×10N/kg=800N
有用功
W有=Gh=800N×0.09m=72J
由知道，小红抬起爸爸所做的总功
则小红抬起爸爸所做功的功率
（2）[3]小红的重力
G′=mg=50kg×10N/kg=500N
由杠杆平衡条件知道，对于杠杆AOB有
FA×OA=FB×OB
即
①
对于杠杆O′CD有
（G′-FA′）×O′C=FD×O′D
即
②
根据题意知道
FB=FD
由于物体间相互作用力的大小相等，即
FA=FA′
由知道
解得
FA=125N表面
毛巾
棉布
木板
摩擦力
最大
较大
最小
小车运动距离
最近
较远
最远
次数
1
1
8
2
4
2
2
3
1
6
3
4
3
3
4
通过L1的电流I1/A
通过L2的电流I2/A
干路电流I/A
0.4
0.4
0.8
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