2024-2025学年江西省南昌三中教育集团九年级（上）月考物理试卷（含解析）

这是一份2024-2025学年江西省南昌三中教育集团九年级（上）月考物理试卷（含解析），共17页。试卷主要包含了如图是运动员撑杆跳高时的情景等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共4小题，共8分。
1.下列估测的数据中，最接近实际的是( )
A. 一名中学生的重力约50kg
B. 一名中学生从一楼走上二楼做的功约为300J
C. 生活中我们要承受的大气压高达1.01×105Pa
D. 将两个鸡蛋从地上捡起放到课桌上做的功约为8J
2.下列有关功的说法正确的是( )
A. 用力推车没有推动，人对车也做了功
B. 足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C. 运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D. 学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
3.下列现象属于通过做功改变物体内能的是( )
A. 在饮料中放入一些冰块，饮料变凉B. 火车经过时，铁轨的温度会升高
C. 柏油路被太阳光晒热D. 水放入冰箱内，水的温度会降低
4.关于热量、内能、温度的关系，下列说法中正确的是( )
A. 物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加
B. 物体的温度升高，它的内能一定增加，一定是吸收了热量
C. 物体的内能增加了，它的温度一定升高，一定是吸收了热量
D. 物体仅吸收了热量，内能一定增加，温度可能不变
二、多选题：本大题共2小题，共6分。
5.如图所示，在“探究重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中(m1=m2”、“=”或“”“m乙，让小球从同一斜面由静止释放，撞击水平面上的木块。

(1)实验中通过观察______来判断钢球的动能大小，此处用到的物理实验方法是______。若水平面绝对光滑，本实验将______(选填“能”或“不能”)达到探究目的；
(2)对比甲图和丙图是为了探究动能大小与______的关系；
(3)对比甲图和乙图，将质量不同的小球从相同斜面的同一高度由静止释放的目的是______。该实验可得到的结论是______。
(4)木块被碰撞后，最终停止在木板的右端。该过程中，碰撞后木块获得的动能______木块克服摩擦力做功(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
17.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲)，以探究水和煤油的吸热能力。

(1)在烧杯中分别装入水和煤油时。要控制他们的初温和______相同；
(2)实验中，用______反映液体吸收热量的多少，用______反映液体吸热本领的强弱；
(3)根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙)，由图可知，加热10min，水吸收的热量______(填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量；
(4)由图还可以得出，当地的气压______(选填“高于”、“低于”或“等于”)1个标准大气压，______的吸热能力较强(选填“水”或“煤油”)；
(5)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是______。
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.夏天给教室洒水，感觉凉爽
18.如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
(1)小明用弹簧测力计沿竖直方向______提升不同数量的钩码，记录数据如表所示；
(2)第3次实验，绳端测力计示数如图所示，则表格中编号为①的空格中应填______，编号②的空格中应填______(保留两位有效数字)；
(3)从表格中的数据可得结论：用相同滑轮组提升钩码时，滑轮组的机械效率与______有关；如果使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将______(均选填“增大”“减小”或“不变”)；
(4)实验中，小明克服动滑轮的重力做的额外功一定小于______；
(5)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法______与本实验的原理相同。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员。
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。
五、计算题：本大题共3小题，共22分。
19.建筑工地上，工人用如图所示装置将重为500N的材料从地面上匀速送到4m高处，所用拉力为200N，用时为12s。不计摩擦和绳重。求：
(1)工人做的有用功；
(2)工人做功的功率；
(3)此过程中该装置的机械效率。(结果保留一位小数)
20.某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线，若在6min内完全燃烧了0.2kg的煤。水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)，煤的指值为3×103J/kg，求：
(1)0.2kg煤完全燃烧产生的热量；
(2)经过6min的时间加热，水所吸收的热量；
(3)煤炉烧水时的热效率。
21.小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)。求：
(1)根据图线求CD段水吸收的热量。
(2)AB段冰吸收的热量。
(3)冰的比热容。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】A、一名中学生的质量约50kg，重力约为G=mg=50kg×10N/kg=500N，故A错误；
B、中学生从一楼走上二楼做的功约为W=Gh=500N×3m=1500J，故B错误；
C、生活中我们要承受的大气压高达1.01×105Pa，故C正确；
D、两个鸡蛋的重力约为1N，从地上捡起放到课桌上做的功约为W=Gh=1N×0.8m=0.8J，故D错误。
故选：C。
新课程标准要求我们能根据日常经验或自然现象粗略估测一些物理量。例如：长度、质量、时间、温度、力、速度、电功率、电流、电压等。解答估测选择题的方法：利用生活中我们熟悉的一些数据作为根据，进行单位换算，有时要利用基本公式求未知物理量。
本题考查了对重力、功、压强的估测，注重理论与实际差异的应变能力的培养，体现新课程的基本理念。
2.【答案】B
【解析】A、用力推车，但没有推动，没有距离，所以没做功，故A不符合题意。
B、足球在水平地面上滚动时，重力方向竖直向下，运动方向是水平的，两个方向垂直，重力对足球没有做功，故B符合题意；
C、运动员举着杠铃静止不动，没有距离，所以没做功，故C不符合题意；
D、学生背着书包在水平路面匀速前进时，有力也有距离，但不是在力的方向上通过的距离，所以没做功，故D不符合题意。
故选：B。
本题要抓住做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离，二者缺一不可。
本题考查了力是否做功的判断方法，基础题目。
3.【答案】B
【解析】A、在饮料中放入一些冰块，饮料变凉，饮料放出热量，内能减少，温度降低，这是通过热传递方式改变物体内能的。故A不符合题意。
B、火车经过，火车与铁轨之间存在摩擦，克服摩擦做功，铁轨内能增加，温度升高。故B符合题意。
C、柏油路在阳光的照射下，柏油路吸收太阳的热温度升高，内能增加，这是通过热传递方式改变物体内能的。故C不符合题意。
D、水放入冰箱内，用电热壶烧水，水放出热量，内能减少，水的温度降低，这是通过热传递方式改变物体内能的。故D不符合题意。
故选：B。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
做功和热传递都可以改变物体的内能，做功和热传递改变内能方式不同，但是效果是相同的。
4.【答案】D
【解析】A、物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体的熔化和液体的沸腾过程，故A错误。
B、物体温度升高，可能是吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故B错误；
C、物体内能增加，可能是吸收了热量，但它的温度不一定升高，例如晶体的熔化过程，故C错误。
D、物体仅吸收热量，但对外界不做功，物体的内能一定增加，温度可能不变，故D正确。
故选：D。
(1)物体吸热或温度升高，内能一定增大；但物体的内能增大，不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式，二者是等效的。
要特别注意：物体温度升高、内能一定增加，但是物体内能增加、温度不一定升高；物体吸热、温度不一定升高，物体温度升高、不一定吸热。
5.【答案】ABD
【解析】AD、根据转换法可知，实验中是把物体的重力势能转化成木桩下陷的深度来比较各物体重力势能的大小的，实验中木桩下陷的深度越深，则物体的重力势能越大，故AD正确；
B、比较a、b两图可知：物体的质量相同，物体被举的越高，木桩下陷的深度越深，重力势能越大，故B正确；
C、比较b、c两图，其质量不同，高度不同，无法比较物体的重力势能大小与质量的关系，故C错误；
故选：ABD。
(1)把物体的重力势能转化成木桩下陷的深度来比较各物体重力势能的大小的，这种研究问题的方法叫转换法；
(2)重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。
本题考查重力势能的影响因素，注意控制变量思想和转换法的运用，转换法是物理实验中常用的方法之一，是一种将不易观察和测量的量，转换成容易观察和测量的量，来进行研究的方法。
6.【答案】AD
【解析】A.0～1s 内，木箱处于静止状态，受到推力和摩擦力相等，即木箱受到的合力为零，故A选项正确；
B.0～1s木箱处于静止状态，受到推力和摩擦力相等，即摩擦力为100N；
3～5s内，处于匀速直线运动，受到推力和摩擦力相等，即摩擦力为200N，而木箱在1～6s与地面的压力和接触面粗糙程度相同，即摩擦力大小不变均为200N，所以木箱所受摩擦力与0～1s大小不相等，故B选项错误；
C.根据图丙可知，在1～3s内，木箱运动速度越来越快，木箱做加速直线运动，故C选项错误；
D.3～5s内，木箱运动的距离为：s=vt=1m/s×(5s-2s)=2m；
木箱所受摩擦力为200N，所做功的大小为：W=fs=200N×2m=400J，故D选项正确。
故选：AD。
(1)由v-t图象可知，0～1s内物体做静止，处于平衡状态，合力为零；
(2)由v-t图象可知，各段内物体运动的速度变化即可判断所处的状态；滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体运动的速度无关；
(3)由图丙知，木箱在1～3s内运动为匀加速运动；
(4)由图丙知，木箱在3～5s内做匀速直线运动，由图乙可知此时推力，此时木箱受到的摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等；
利用s=vt求木箱在3～5s内运动的路程，故W=fs算出3～5s内木箱所受摩擦力所做功。
本题从两个图象分析运动状态、速度大小、推力大小，已知条件都包含在图象中，是中考的热点，考查学生的读图能力，综合性很强，有一定的难度。
7.【答案】安培 电流
【解析】安培是国际单位制中表示电流的基本单位，简称安，符号A，为纪念法国物理学家安培而命名。
故答案为：安培；电流。
根据对物理量单位及物理学家成就的了解作答。
此题考查的是我们对物理量及其单位的掌握情况，属于识记性知识的考查，比较简单，容易解答。
8.【答案】扩散 热传递
【解析】腰子在制作过程中，很远的地方都能闻到香味，是扩散现象，说明分子在不停做无规则运动；将一碗臊子面端起来感觉很烫手，是通过热传递的方式增加了手的内能。
故答案为：扩散；热传递。
(1)不同的物质相互接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散，扩散现象说明：分子在不停地做无规则运动；
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功；热传递的实质是能量的转移，做功的实质是能量的转化。
本题主要考查了对热传递现象的了解，属热学基础题。
9.【答案】> >
【解析】
由图乙可知，物体两次运动的s-t图像都是过原点的倾斜直线，说明物体两次都是做匀速直线运动，且相同时间内，第1次通过的路程比第2次通过的路程大，根据v=st可知，第1次运动的速度大于第2次运动的速度，即v1>v2；
同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，压力大小和接触面的粗糙程度都相同，则物体两次所受的摩擦力大小相同，根据二力平衡条件可知两次的拉力大小都等于摩擦力，所以F1=F2；
因F1=F2，v1>v2，则由P=Fv可知第1次拉力做功的功率较大，即P1>P2。
故答案为：>；>。
(1)根据s-t图像，比较相同时间内物体两次通过的路程，或者比较物体通过相同路程两次所用时间得出速度的大小关系；
(2)根据二力平衡条件和影响滑动摩擦力大小的因素分析两次物体所受拉力的大小关系；知道两次的拉力大小关系和速度的关系，利用P=Wt=Fst=Fv比较两次拉力对物体做功的功率大小关系。
此题考查了速度和功率的大小比较，关键是根据二力平衡条件和影响滑动摩擦力大小的因素分析得出两次物体所受拉力的大小关系。
10.【答案】弹性势 重力势
【解析】当撑杆发生弯曲后，撑杆发生弹性形变就具有了弹性势能，在运动员上升的过程中，撑杆的弹性势能转化为运动员的机械能；
在运动员上升的过程中，质量不变，速度变小，动能变小，质量不变，高度变大，重力势能变大，他的动能转化为重力势能。
故答案为：弹性势；重力势。
弹性势能大小跟物体弹性形变的大小有关，弹性形变越大，弹性势能越大；
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大；
动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能就越大。
结合影响各种能量的因素分析能量的变化情况，从而可以判断能量的转化关系，我们要关注重大体育比赛，关注体育比赛项目，关注其中的每一个动作，从中发现问题，解释问题。
11.【答案】= >
【解析】使用甲滑轮组和使用乙滑轮组将同一物体提升相同高度，有用功等于克服物体重力做的功，即有用功是相等的；
若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重，甲使用的是定滑轮，额外功为0J，乙使用动滑轮，额外功不为0J。根据W总=W有用+W额外可知乙装置的总功较大，根据η=W有W总可知机械效率η甲>η乙。
故答案为：=；>。
使用甲滑轮组和使用乙滑轮组将同一物体提升相同高度，有用功等于克服物体重力做的功，即有用功是相等的；
若每个滑轮重相同，不计摩擦及绳重，甲使用的是定滑轮，额外功为0J，乙使用动滑轮，额外功不为0J。根据W总=W有用+W额外可知两装置的总功大小，根据η=W有W总可知机械效率大小关系。
本题考查机械效率的有关知识，是一道综合题。
12.【答案】不变 质量为1kg的汽油完全燃烧时放出的热量是4.2×107J
【解析】
热值是燃料的一种特性，与质量、是否完全燃烧等无关，小明家使用煤气让烧完水后，剩余煤气的热值不变；
已知煤气的热值是4.2×107J/kg，它所表示的物理意义是质量为1kg的汽油完全燃烧时放出的热量是4.2×107J。
故答案为：不变；质量为1kg的汽油完全燃烧时放出的热量是4.2×107J。
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，燃料的热值仅与燃料的种类有关，而与质量无关。
本题考查热值的有关知识，是一道基础题。
13.【答案】比热容大 热量
【解析】因为水的比热容大，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，所以汽车散热器常用水作为冷却剂。
故答案为：比热容大，热量。
单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容；
比热容是反映不同物质吸放热能力的一个物理量。物质的比热容越大，在质量和升高温度相同时，吸收热量多。
对水的比热容大的理相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
14.【答案】减小 水蒸气
【解析】利当高温水蒸气喷射到物体表面时，水蒸气将能量转移给物体，从而使蒸气内能减小；标准大气压下沸水的温度是100℃，而水蒸气的温度远大于100℃，因为质量相同的同种物质，温度越高内能就越大，所以相同质量的水蒸气的内能大于水的内能。
故答案为：减小；水蒸气。
改变内能的方式有做功和热传递，做功是能量的转化，而热传递是能量的转移；内能除了与温度有关外，还与物体所处的状态有关。
此题考查内能及改变物体内能的方式，属于基础知识考查，难度不大。
15.【答案】磅秤 米尺 秒表 B mght C
【解析】(1)测量人爬楼的功率，需结合公式P=Wt=Ght=mght，m为人的质量，h为一楼到三楼的竖直高度，t为上楼所用的时间。
所以需要磅秤测量人的质量m、用米尺测量一楼到三楼的竖直高度h，用秒表测量上楼所用的时间t；
(2)由(1)可知，实验不需要测量楼梯的总长度L，故B是多余的；
(3)人爬楼的功率的表达式P=mght；
(4)中学生的质量约为50kg，每层楼的高度约为3m，
上3楼所做的功约为：W=mgh=50kg×10N/kg×2×3m=3000J，
克服重力做功的功率约为：P=Wt=3000J6s=500W，故C符合题意。
故选：C。
故答案为：(1)磅秤；米尺；秒表； (2)B；(3)mght；(4)C。
(1)(2)(3)上楼就是克服人的重力做功，做的功除以做功的时间就是功率；所以该实验的原理是：P=Wt=Ght=mght，据此选择所需的器材和设计实验步骤以及得出功率的表达式；
(4)先估算出该同学上楼所做的功，然后由功率公式求出他上楼的功率。
本题测功率的大小以及计算，考查实验原理、器材、步骤和功率的计算。
16.【答案】小球 转换法 不能 速度 使小球到达水平面时的速度相同 在速度一定时，质量越大，动能越大 等于
【解析】(1)实验中所探究物体的动能是指小球的动能；实验中通过观察木块移动的距离长短，来判断小球动能的大小，这里用到的物理学研究问题的方法是转换法；
若平面绝对光滑，则本实验将不能达到实验目的，因为若平面绝对光滑，被碰撞后的木块将一直做匀速直线运动，小球碰撞前的动能大小就不能由木块移动的距离体现，不能完成实验；
(2)对比甲图和丙图可知，小球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，所以是为了探究动能大小与速度的关系；
(3)对比甲图和乙图，将质量不同的小球从相同斜面的同一高度释放，小球到达水平面时的速度相同，所以探究的是动能大小与质量的关系；在速度相同时，小球的质量越大，推动木块移动的距离越远，动能越大，故可得到的结论是：在速度一定时，质量越大，动能越大；
(4)木块被碰撞后，最终停止在木板的右端，动能都用来克服摩擦力做功，此时将动能全部转化为内能，所以碰撞后木块获得的动能等于木块克服摩擦力做功。
故答案为：(1)小球；转换法；不能；(2)速度；(3)使小球到达水平面时的速度相同；在速度一定时，质量越大，动能越大；(4)等于。
(1)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，“物体动能”指的是小球刚滚到水平面时的动能；实验中通过观察木块被推动的距离来比较物体动能的大小；由牛顿第一定律内容分析回答；
(2)(3)动能大小跟质量和速度有关；在探究动能大小跟质量关系时，控制速度大小不变；在探究动能大小跟速度关系时，控制质量不变；
(4)木块运动过程中，克服摩擦做功，将动能转化为内能。
用控制变量法研究动能大小的影响因素，用转换法表示动能的大小；采用控制变量法研究实验时，一定注意相同因素和不同因素。
17.【答案】质量 加热时间 温度计示数的变化 等于 低于 水 A
【解析】(1)根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，所以在烧杯中分别装入质量和初温相同的水和煤油；
(2)根据转换法，实验中，用加热时间反应液体吸收热量多少；当水和煤油吸收相同的热量时，可以通过比较温度变化来判断吸热本领的强弱；
(3)(4)根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，因煤油的温度变化大于水的温度变化，根据比较吸热能力的第2种方法，水的吸热能力更强；
通过图乙知，水的沸点为98℃，小于100℃，根据气压减小沸点降低，故还可以得出当地的气压低于标准气压；
(5)A、沿海地区水多，内陆地区沙石多，质量相等的水和沙石，升高相同的温度，水的比热容比沙石的大，水吸收的热量比沙石多，故沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故A正确；
B、夏天给教室洒水，感觉凉爽，是由于水蒸发吸收热量，会降低水和周围环境的温度，所以人会感觉凉爽，故B错误；故选A。
故答案为：(1)质量；(2)加热时间；温度计示数的变化；(3)等于；(4)低于；水；(5)A。
(1)(2)(3)(5)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的2种方法：①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；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间)，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
(4)根据图乙得出水的沸点，水在一个标准大气压下的沸点为100℃，根据气压减小沸点降低分析。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及沸点与气压的有关系，为热学中的重要实验。
18.【答案】竖直向上匀速 2.2N 91% 提升重物的重力 不变 总功减去有用功 一
【解析】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
(2)图中测力计的分度值为0.2N，示数2.2N，则第3次实验的机械效率为：
η=W有W总×100%=GhFs×100%=6N××0.3m×100%=91%；
(3)由表中数据可知，同一滑轮组将不同钩码提升相同的高度，提升的钩码越重，滑轮组的机械效率越高，由此可知：滑轮组的机械效率与提升钩码的重力有关，如果使钩码升高的高度增加为原理的3倍，绳子端移动的距离增加为原来的3倍，滑轮组的机械效率不变；
(4)由于要克服摩擦力和绳重做额外功，所以克服动滑轮的重力做的额定功一定小于总功减去有用功；
(5)实验中滑轮组的配置情况一定，只增加提升重物的重力可以提高机械效率，
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故不符合题意；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦来增大机械效率的，故不符合题意，故方法一是与本实验同理的。
故答案为：(1)竖直向上匀速；(2)2.2；91；(3)提升重物的重力；不变；(4)总功减去额外功；(5)一。
(1)使用滑轮组时，沿竖直方向缓慢匀速拉动弹簧测力计，使装置处于平衡状态；
(2)弹出测力计的分度值为0.2N，可知拉力，实验次数3的机械效率等于有用功除以总功；
(3)从三次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，只改变提升重物的重力，滑轮组的机械效率增大，增加提升高度为原来的3倍，绳子端走过的距离也增加到原来的3倍，对滑轮组的机械效率没有影响；
(4)由于克服摩擦力和绳重做额外功，所以克服动滑轮的重力做的额定功一定小于总功减去有用功；
(5)实验中滑轮组的配置情况一定，只增加提升重物的重力可以提高机械效率，对汽车来说同样汽车的配置情况不变，只增加车载重力；
本题考查了滑轮组使用时的注意事项，影响滑轮组机械效率的因素。
19.【答案】(1)装置将重为500N的材料从地面上匀速送到4m高处，则工人做的有用功为：
W有用=Gh=500N×4m=2000J；
(2)由图可知，n=3，工人在绳子自由端施加的拉力做的功为：
W总=Fs=Fnh=200N×3×4m=2400J，
工人做功的功率为：
P=W总t=2400J12s=200W；
(3)此过程中该装置的机械效率为：
η=W有用W总=2000J2400J×100%=83.3%。
答：(1)工人做的有用功为2000J；
(2)工人做功的功率为200W；
(3)此过程中该装置的机械效率为83.3%。
【解析】(1)根据W有用=Gh求出工人做的有用功；
(2)根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W总=Fs=Fnh求出拉力做的功，根据P=W总t求出工人做功的功率；
(3)根据η=W有用W总求出滑轮组机械效率。
本题主要考查的是滑轮组的机械效率，关键是会根据题目的条件进行简单的计算。
20.【答案】(1)煤完全燃烧产生的热量：
Q放=m煤q煤=0.2kg×3×107J/kg=6×106J；
(2)水的质量m水=10kg，加热6min水温度升高度数Δt=80℃-20℃=60℃，
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×60℃=2.52×106J；
(3)煤炉烧水时的热效率：
η=Q吸Q放×100%=2.52×106J6×106J×100%=42%。
答：(1)煤完全燃烧产生的热量为6×106J；
(2)经过6min时间加热，水所吸收的热量是2.52×106J；
(3)煤炉烧水时的热效率为42%。
【解析】(1)已知煤的质量和热值，利用Q=mq可求得煤完全燃烧产生的热量；
(2)由图知，经过6min时间加热，水升高的温度值，利用吸热公式求水吸收的热量；
(3)烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，其中在图象中提取有价值信息，是我们需要提高的能力之一。
21.【答案】
(1)CD段水吸收的热量：
Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×(20℃-0℃)=4.2×104J；
(2)由题知，相同时间内水和冰吸收的热量相同，AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即：
Q吸冰=12Q吸水=12×4.2×104J=2.1×104J；
(3)AB段冰升高的温度Δt冰=0℃-(-20℃)=20℃，
由Q吸=cmΔt可得冰的比热容：
c冰=Q吸冰mΔt冰=2.1×104J0.5kg×20℃=2.1×103J/(kg⋅℃)；
(4)冰熔化过程持续了40min，等于CD段所用时间的4倍，则冰熔化过程吸收的热量：
Q吸=4Q吸水=4×4.2×104J=1.68×105J。
答：(1)CD段水吸收的热量为4.2×104J；
(2)AB段冰吸收的热量为2.1×104J；
(3)冰的比热容为2.1×103J/(kg⋅℃)；
(4)冰在熔化过程中吸收的热量为1.68×105J。
【解析】(1)从图像上得出CD段水的温度升高值，知道水的比热容，利用Q吸=cm(t-t0)求CD段水吸收的热量；
(2)由题知，相同时间内水和冰吸收的热量相同，AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半；
(3)从图像上得出AB段冰升高的温度，利用Q吸=cmΔt求冰的比热容；
(4)冰熔化过程持续了40min，等于CD段所用时间的4倍，相同时间内水和冰吸收的热量相同，可求冰熔化过程吸收的热量。
本题考查了吸热公式的应用、对晶体的熔化图象理解，计算时注意利用好条件：相同时间内水和冰吸收的热量相同。实验次数
钩码的重力G/N
钩码提升高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
机械效率η/%
1
2
0.1
0.9
0.3
74
2
4
0.1
1.6
0.3
83
3
6
0.1
①
0.3
②