江苏省盐城市2023-2024学年九年级上学期期中模拟物理试卷（解析版）

这是一份江苏省盐城市2023-2024学年九年级上学期期中模拟物理试卷（解析版），共9页。试卷主要包含了 如图是投掷实心球的场景， 一冰块先后经历了以下三个过程等内容，欢迎下载使用。
一．选择题（共24分）
1. 下列生活中的物理数据最接近实际的是（ ）
A. 把2个鸡蛋匀速举高1m做功20J
B. 普通日光灯正常工作电流约1.5 mA
C. 人以正常速度骑自行车的功率约为70W
D. 对人体的安全电压是36V
【答案】C
【解析】A．托起2个鸡蛋的力约1N，将2个鸡蛋匀速举高1m做功约
故A不符合题意；
B．普通日光灯正常工作电功率约40W，电流约
故B不符合题意；
C.．人以正常速度骑自行车1s钟做的功约为70J，功率约为
故C符合题意；
D．对人体的安全电压是不高于36V，故D不符合题意。
故选C。
2. 某杠杆在力的作用下已经处于平衡状态，如果在这个杠杆上再施加一个力的作用，则该杠杆将（ ）
A. 杠杆仍有可能平衡，只要这个力的作用线与杠杆垂直
B. 杠杆仍有可能平衡，只要这个力的作用线通过支点
C. 杠杆仍有可能平衡，但这个力必须作用在支点上
D. 杠杆不可能平衡，因为多了一个力
【答案】B
【解析】杠杆是否平衡要看两边所受力和力臂的乘积是否相等，施加了力，若力臂为0，也不会影响杠杆的平衡，则使力臂为0的力有：力的作用点在支点或力的作用线通过支点，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3. 下面的说法中，力对物体做功的说法中正确的是
A. 用手从地面竖直提起水桶，手竖直向上的拉力对水桶做了功
B. 提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，手竖直向上的拉力对水桶做了功
C. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，推力对铅球做了功
D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，推力在这个过程中对汽车做了功
【答案】A
【解析】A. 用手从地面提起水桶，手给水桶一个向上的拉力，向上移动了距离，手的拉力对水桶做了功．符合题意．
B. 手提水桶，手给水桶一个向上的拉力，提着水桶在路面上水平向前移动一段路程，水桶在拉力作用下没有向上移动距离，拉力对水桶没有做功．不符合题意．
C. 抛出手的铅球在空中向前运动的过程中，铅球不再受到手的推力，由于惯性向前运动，而不是受到推力作用，所以推力对铅球没有做功．不符合题意．
D. 用力推一辆汽车，汽车静止不动，汽车在推力作用下没有移动距离，所以推力在这个过程中对汽车没有做功．不符合题意．
4. 如图是投掷实心球的场景。若不计空气阻力，实心球自脱手至落地的过程中，下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，正确的是（ ）
A. ①④B. ③④C. ①③④D. ②③④
【答案】D
【解析】小球上升的过程中，速度越来越小，动能越来越小，当上升到最高点时，速度最小，动能最小且不为0，下落的过程中，速度越来越大，动能越来越大。所以动能是先减小，上升到最高点速度最小，动能最小，后又增大。故图①错误，图②正确。小球上升的过程中，高度越来越大，重力势能越来越大，当上升到最高点时，高度最高，重力势能最大，下落的过程中，高度越来越小，最后落地，重力势能越来越小，直到为零。所以重力势能是先增大，上升到最高点重力势能最大，后又减小，最后为零。故图③正确，由于此时不计空气阻力，所以机械能是守恒的，故机械能不变，图④正确。故ABC错误，D正确。
故选D。
5. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
B. 物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
C. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D. 物体的温度越高，所含热量越多
【答案】C
【解析】A．不同的物体内能的多少还与物体的质量等有关，单凭温度的关系不能确定两个物体内能的大小。故A错误；
B．晶体在熔化时，吸收热量，温度不变。物质吸收了热量，内能增加，但温度没有变化。故B错误；
C．热传递时，内能从高温物体传给低温物体。高温物体的内能可以小于低温物体的内能。故C正确；
D．热量是在热传递过程中传递的能量的多少，只能说物体吸收或者放出热量，不能说含有热量。故D错误。
故选C。
6. 盐城被誉为“东方湿地之都”，湿地能较好地调节气候，是因为水的（ ）
A. 密度大B. 比热容大C. 流动性大D. 热值大
【答案】B
【解析】湿地中水分很多，由于水的比热容大，吸热的本领较大，高温季节可以吸收较多的热量，防止温度过高，低温季节可以放出较多的热量，防止气温过低，对气候有调节作用．正确的选项是B。
7. 一个斜面的高为h，长为l，现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动,不计空气阻力，此时使用斜面的机械效率为η，则物体受到的滑动摩擦力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】提高物体的过程中，做的有用功：W有用=Gh，根据可得，总功
克服物体与斜面摩擦力做的额外功
根据W额=fl可得，物体受到的滑动摩擦力的大小
故选D。
8. 如图所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】提升重物时，若不计摩擦，B、C、D各装置中均要克服动滑轮重做额外功，在有用功相同的情况下，A装置拉力所做的总功小于B、C、D各装置中拉力所做的总功，由机械效率计算公式可得A装置的机械效率最高．
9. 如图所示是内燃机某冲程工作示意图，下列过程中的能量转化情况与些冲程相同的是（ ）

A. 搓手取暖B. 锤打铁丝
C. 钻木取火D. 燃放鞭炮
【答案】D
【解析】根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能；
A、搓手取暖是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，故A错误；
B、锤打铁丝是将机械能转化为内能的过程，故B错误；
C、钻木取火是克服摩擦做功，使木头的内能增大，将机械能转化为内能，故C错误．
D、燃放鞭炮是先将化学能转化为内能，又将内能转化为机械能，故D正确；
故选D．
【点睛】此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况以及能量转化问题．
10. 一冰块先后经历了以下三个过程：①－10℃的冰到0℃的冰，吸收热量Q1；②0℃的冰变为10℃的水，吸收热量Q2；③10℃的水到20 ℃的水，吸收热量Q3。已知冰和水的比热容分别为C冰、C水，且C冰＜C水，整个过程中总质量保持不变，则以下关系正确的是（ ）
A. Q1＞Q2＞Q3B. Q1＜Q2＜Q3C. Q1＜Q3＜Q2D. Q1＜Q2 ＝Q3
【答案】C
【解析】冰吸收热量，熔化成水，水再吸收热量，提升温度的过程中，质量不变
c冰＜c水
由 得，－10℃的冰到0℃的冰吸收热量的Q1小于10℃的水到20 ℃的水吸收热量的Q3。0℃的冰变为10℃的水吸收热量的Q2等于0℃的冰熔化为于0℃的水吸收的热量加上0℃的水到10℃的水吸收热量，0℃的水到10℃的水吸收热量等于10℃的水到20 ℃的水吸收热量的Q3，所以
故ABD错误，C正确。
故选C
11. 高铁每节车厢都有两间洗手间，只有当两间洗手间的门都关上时（每扇门的插销都相当于一个开关），车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”．下列所示电路图能实现上述目标的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】A．由电路图可知，两开关都闭合时灯泡发光，符合题意，故A正确；
B．由电路图可知，闭合任意一个开关，灯泡都发光，不符合题意，故B不正确；
CD．由电路图可知，闭合S2时指示灯亮，再闭合S1时指示灯不亮，且会发生电源短路，故CD不正确．
12. 如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端．下列说法正确的是( )
A. 拉力F做功的功率是16W
B. 克服木箱重力做的功是900J
C. 斜面的机械效率是62.5%
D. 若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
【答案】C
【解析】A．拉力做的功为
W总＝FL＝160N×3m＝480J，
拉力做功的功率为
P＝＝48W，
故A错误；
B．克服木箱重力做的功是
W有用＝Gh＝300N×1m＝300J，
故B错误；
C．斜面的机械效率为
η＝×100%＝62.5%，
故C正确；
D．改变斜面的倾斜角度，木箱对斜面的压力发生改变，斜面与木箱接触面粗糙程度不变，所以摩擦力发生改变；木箱上升过程中，克服摩擦力做的功是额外功，虽然有用功不变，但额外功发生变化，由公式η＝可知，斜面的机械效率发生变化．故D错误．
13. 下面提供了四则信息：①低温技术已有重大突破，随着低温技术的发展，科学家一定能制取到内能为零的物体；②某科研小组正在研制一种使光速大大降低的介质，不久的将来，能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿；③由于太阳的照射，海洋表面温度可达30℃左右，而在海洋100m～600m深的地方，水温约4℃，因此人们研制了一种抗腐蚀的热交换器，利用水温差发电，并取得了成功；④随着机械制造水平的提高，人们正在研制机械效率为100%的机械，并取得重大突破．
请根据学过的物理知识辨别，以上信息中正确的是（ ）
A. ①、②B. ②、③C. ③、④D. ①、④
【答案】B
【解析】①温度越低，物体具有的内能越少，但不可能为零，此说法错误；
②光速受介质种类的影响，有时能使光速降到40m/h左右，慢到跟乌龟爬行的速度相仿．此说法正确；
③海洋不同深度存在温度差，在热交换器中，物质受热发生汽化，产生的蒸汽可以推动涡轮发电机发电．此说法正确；
④只要使用机械，不可避免地做额外功，所以机械效率一定小于100%．
故选B。
二．填空题（共24分）
14. 如图是小华练习书法时的简化图．写字时毛笔杆相当于______杠杆，手握笔的位置向上移动，则写字时所需的动力将______，写出的字散发出墨香，这是______现象。
【答案】 费力 变大 扩散
【解析】写字时，毛笔杆的支点和动力作用点都在手指上，二者距离较近，而阻力作用点是笔端，距离支点较远，动力臂小于阻力臂，所以相当于费力杠杆。
手握笔的位置向上移动，则阻力臂变大，纸张对笔的阻力基本不变；而支点和动力作用点同时上移，所以动力臂基本不变，由杠杆平衡条件可知，写字时所需的动力将变大。
写出的字散发出墨香，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则的运动。
15. 如图甲所示，是小明制作的“会跳的卡片”，用手把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，迅速松手后，卡片就会弹跳起来。图中，A 为外表面，B为内表面，实验时应把_________（选填“A”或“B”）面紧贴桌面，卡片跳起来的过程中，橡皮筋的______能会转化为卡片的动能，使卡片向上运动，小明还利用相同的一根橡皮筋做了图乙、丙中的两张卡片，实验时______（选填“乙”或“丙”）图中卡片可以弹跳得更高一些。
0
【答案】 B 弹性势 乙
【解析】由图可知要利用橡皮筋的弹性势能，只有把橡皮筋拉开才会有弹性势能，所以要把卡片B面按平后放在水平面上然后松开，松开后，橡皮筋的弹性势能转化为卡片的动能，所以卡片能跳起来。
乙图和丙图相比，乙中卡口之间的间隔大，卡片压平后橡皮筋发生弹性形变的程度就大，则橡皮筋具有的弹性势能就大，当然最终转化成卡片的能量就大，卡片会跳得高一些。
16. 小明在探究冰的熔化特点。如图所示，是他根据实验记录的数据绘制成的温度随时间变化的图像。分析图像发现，AB段比CD段升温快，其原因是______。图像中，物体在B点时具有的内能______（选填“大于”、“小于”或“等于”）在C点时的内能。实验过程中，第2~8min物体吸收的热量为______ J。[冰的质量是500g，比热容是2.1×103J/(kg•℃)，不计热量损失]
【答案】 冰的比热容比水的小 小于 3.15×104
【解析】因为水的比热容较大，比冰的大，在相同时间内，吸收的热量是相同的，根据比热容公式可知，相同质量的冰和水，水的比热容较大，则水的温度变化量较小，相同时间内，升温速度慢，从图中可以看到，AB段为零下温度，是冰，CD段为零上温度，是水，则AB段比CD段升温快。
随着时间的流动，物体在不停吸收热量，内能也在增加，所以，物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能。
第2~8min物体吸收的热量，可看到，这段时间，物体为冰水混合物，不能直接得出热量大小，但是知道相同时间内，物体吸收的热量是相同的，第2~8min，总共时间为6min，再观察下该图，在0~2min时，物体为冰，还没有熔化，冰的质量是500g，比热容是2.1×103J/(kg•℃)，温度变化量为10℃，根据比热容公式可知，2min内物体吸收的热量
2min内物体吸收的热量为1.05×104J；则6min内物体吸收的热量
即第2~8min物体吸收的热量为3.15×104J。
17. 神舟十六号飞船目前正在太空中遨游，计划将在2023年11月返回我国东风着陆场。按照以往经验，神舟飞船在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为内能，这与图中汽油机的__________（选填“甲”或“乙”）冲程一致，若该汽油机的转速为，则内汽油机对外做功__________次，共完成__________个冲程。

【答案】 乙 25 100
【解析】神舟飞船穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，飞船的温度升高；在图甲中的进气门和排气门都关闭，且活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；图乙中的进气门和排气门都关闭，且活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，所以，图乙符合题意。
在内燃机的一个工作循环中，有4个冲程，曲轴转动2圈，对外做功1次；飞轮转速为3000r/min，所以，每秒钟的转速是50 r/s，可以完成100个冲程，做功25次。
18. 如图所示电路图中，要使灯泡L1和L2组成并联电路，应该只闭合开关__；要使灯泡L1和L2组成串联电路，应该只闭合开关__；为保护电路，绝不允许同时闭合开关__。
【答案】 S1、S3 S2 S1、S2
【解析】要使灯泡L1和L2组成并联电路，需要电流从电源的正极流出，分别只经过一个灯泡回到电源的负极，所以应只闭合S1、S3。
要使灯泡L1和L2组成串联电路，电流从电源的正极流出依次串联两个小灯泡回到电源的负极，所以需要只闭合S2。
若同时闭合S1、S2会发生电源短路，损坏电源，所以为保护电路，不能同时闭合S1、S2。
19. 下图是研究并联电路电流关系的电路图。
若测得A、B、C三处的电流分别是IA、IB、IC，则IA＝______，IB＝______，IC＝______。
【答案】 0.9A 0.46A 0.44A
【解析】由图可知，两灯泡并联，A处为干路电流，B、C处电流为支路电流；根据并联电路电流规律可知，干路电流等于支路电流之和，因此A处电流表选用大量程，即0～3A，分度值为0.1A，示数为0.9A。
B处电流表选用小量程，即0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.46A。
因为干路电流等于支路电流之和，所以C处电流
20. 如图所示，L是灯泡，且三灯均正常发光。“〇”处可以连接电流表、电压表测量电路中的电流、电压，则a为______表，b为______表，c为______表。
【答案】 电压 电压 电流
【解析】由图可知a表跟灯泡L2并联，所以应为电压表；b表与灯泡L1并联，应为电压表；c表跟灯泡L1串联，所以应为电流表。
21. 国庆的夜晚各种焰火缤纷绽放，有一种重力G=1N的叫做“高声”的焰火，其特点是不会爆炸，能够持续向下喷射火焰，产生大小为自重5倍的恒定、竖直向上的推力F，因其速度大产生啸叫声，所以称为“高声”。经实验测量，这种焰火在运动时，受到的阻力f与速度v的关系如图所示，则焰火受到的最大阻力为______N，焰火能够达到的最大速度为______m/s，火药产生的推力对焰火做功的最大功率为______W。（当焰火匀速上升时F=G+f，火药的质量忽略不计）
【答案】 4 10 50
【解析】恒定的推力
F＝5G＝5×1N＝5N
当焰火匀速上升时，焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力，所以最大阻力
f＝F−G＝5N−1N＝4N
由图可知，焰火能够达到的最大速度v＝10m/s，火药产生的推力对焰火做功的最大功率
P＝＝Fv＝5N×10m/s＝50W
三、解答题
22. 如图甲所示为市民在公园锻炼上肢力量的画面。该器材相当于一根杠杆（杠杆自重不计），乙图为其简化图，锻炼时手在B点用力向上举手柄将A点的配重抬高，达到锻炼上肢的目的．请在乙图中画出动力臂L1。
【答案】
【解析】由题意可知，图中杠杆的支点为O，首先反向延长力F1的作用线，然后由支点O向F1的作用线做垂线，垂线段的长度为F1的力臂L1，如图所示：
23. 请在图的两个虚线框内，选填“电源”和“小灯泡L2”的电路图符号连入电路，并满足两灯组成并联电路且开关只控制灯L2。
【答案】
【解析】根据题意要求灯泡L1与L2并联，即L1、L2在不同的支路上，开关只控制灯L2，说明开关与L2在同一条支路上，所以作图如下：
24. 在方框中画出对应的电路图
【答案】
【解析】根据实物电路知，电流从电源的正极出来，形成分支，一支经灯泡L1、开关S1，回到负极；另一支经灯泡L2 、开关S2 回到负极，所以两只灯泡并联，电路图如图：
25. 如图所示，工人用滑轮组提升重800N的物体，物体在20s内被匀速提升3m。工人拉力做功的功率为150W，求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）若克服摩擦和绳重所做的功为有用功的0.05倍，则动滑轮重为多大？
【答案】（1）80% ；（2）160N
【解析】解：（1）滑轮组做的有用功
滑轮组的总功
滑轮组的机械效率
（2）滑轮组做的额外功
若克服摩擦和绳重所做的功为有用功的0.05倍，则滑轮组对动滑轮做的功为
动滑轮的重为
答：（1）滑轮组的机械效率为80%；
（2）若克服摩擦和绳重所做的功为有用功的0.05倍，则动滑轮重为160N。
26. 燃气壁挂炉是燃烧天然气，提供家居生活用热。沐浴时，打开热水龙头后，一段时间出来的是热水管道中的冷水，等冷水放完后才出热水。一个小发明解决了这一困扰——回水器。小明家新购置了一台带回水器且热效率为90%的燃气壁挂炉。如图，回水器内部的主要部件是一个水泵。在沐浴水龙头下端安装一个单向阀（水不能从b处流向α处），要用热水时提前使用启动回水器，水泵便开始工作，热水管中的水会经单向阀流向冷水管，当热水流到单向阀处时水泵便停止工作，实现一打开热水龙头就会出热水的目的。（忽略单向阀和水龙头间水管的长度）
（1）若不启动回水器，小明打开沐浴水龙头，从热水管里放了3L冷水后才出热水。已知回水器工作时水泵抽水的速度为6L/min，则他应该将回水器每次运行的时间设置为______s；
（2）在一次沐浴时，小明先启动回水器，等回水完成后立即打开沐浴水龙头开始沐浴，并用掉了从热水管里流出的45L热水。已知当时冷水的温度是15℃。燃气壁挂炉的热水出水温度是45℃，不计热水在管道内的热损失。则：
①这一次沐浴一共消耗了多少m3的天然气？
②沐浴时，冷热水在沐浴水龙头内混合后从水龙头里放出的水的温度是40℃。这一次沐浴一共用掉了多少L的水？
（3）小明家的燃气壁挂炉之前每年消耗天然气900m3。新的燃气壁挂炉比之前使用的那一台的热效率高出了6%。则小明家每年可以节约多少m3天然气？
【答案】 （1）30 （2） 0.197m3 54L （3）60m3
【解析】（1）由题意知，回水器每次运行的时间应设置为
（2）45L热水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×45×10-3=45kg
这些热水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg﹒℃)×45kg×(45-15) ℃=5.67×106J
燃烧天然气放出的热量
消耗的天然气的体积
设此次沐浴所用冷水的质量为m冷，冷热水混合时，冷水吸收的热量等于热水放出的热量，则有
4.2×103J/(kg﹒℃)×45kg×(45-40) ℃=4.2×103J/(kg﹒℃)×m冷×(40-15)℃
解得
m冷=9kg
所用的冷热水的总质量
m总=m+m冷=45kg+9kg=54kg
冷热水的总体积
（3）设小明家换用新的燃气壁挂炉每年消耗的天然气的体积为V1，而换用挂炉前后，沐浴所用的水吸收的热量相等，据Q有=ηQ放及Q放=Vq有
900m3×q×(90%-6%)=V1×q×90%
解得
V1=840m3
每年节约的天然气
∆V=900m3-840m3=60m3
27. 在探究“杠杆的平衡条件”的实验中：
（1）若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，此时杠杆是_______选填“平衡”或“不平衡”）的。
（2）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可通过调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡时，此时杠杆自重的力臂为______cm。
（3）如图乙所示，杠杆在水平位置处于平衡状态，杠杆上每格均匀等距，每个钩码都相同．下列四项操作中，会使杠杆左端下倾的是______。
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码； ②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码；
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离； ④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离。
A．①③ B．②④ C．②③ D．①④
（4）如图丙，在右边用弹簧测力计竖直向下拉，使杠杆在水平位置平衡，这样做的好处是______。若左边钩码离支点 20cm，右边挂钩离支点 15cm，每个钩码重为 0.5N，则此时弹簧测力计示数应为______N。（杠杆上每小格长5cm）
（5）如图丁，当杠杆在水平位置平衡时，此时拉力的力臂______ （选填“大于”、“小于”或“等于”）15cm。
【答案】 （1）平衡 （2）0 （3）B （4）便于测量力臂大小，同时消除杠杆自重对实验的影响 2 （5）小于
【解析】（1）杠杆静止不动或匀速转动都叫杠杆的平衡。若实验前，杠杆静止在图甲所示位置，因杠杆处于静止状态，故此时杠杆是平衡的。
（2）如图甲，杠杆在支架上，要使其在水平位置平衡，可通过调节杠杆平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡时，此时杠杆的重力作用线过杠杆的支点，根据力臂的定义，故杠杆自重的力臂为0cm。
（3）原来
3G×4l=4G×3l
①杠杆两侧同时减掉一个钩码
2G×4l＜3G×3l
故右边下倾，故①不符合题意；
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码
4G×4l＞5G×3l
左边下倾，故②符合题意；
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离，左边力与力臂之积为
右边力与力臂之积为
易知，左边力与力臂之积小于右边力与力臂之积，故右边下倾，故③不符合题意；
④ 将两侧的钩码同时各向内移动相同距离，左边力与力臂之积为
右边力与力臂之积为
易知，左边力与力臂之积大于右边力与力臂之积，故左边下倾，故④符合题意。
故选B。
（4）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上，由力臂的定义，支点到力的作用点的距离即为力臂大小，故力的力臂在杠杆上，便于测量力臂大小，同时因杠杆的重力作用线过支点，可消除杠杆自重对实验的影响。
由已知条件，根据杠杆平衡条件F1l1＝F2 l 2得
1.5N×20cm＝F2×15cm
则此时弹簧测力计示数应为
F2＝2N
（5）杠杆在水平位置平衡，并且力竖直作用在杠杆上时，力的力臂在杠杆上，此时力臂最大，如丁图，弹簧测力计倾斜拉动杠杆时，根据力臂的定义，力臂不在杠杆上，动力臂变小。
本题探究杠杆的平衡条件，考查杠杆平衡的定义、杠杆的调试、杠杆平衡条件的运用及对力臂定义的理解。
28. 某同学A在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图甲所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B球质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计），实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。
（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的；
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， ；
（3）比较__两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大；
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 （选填：“有关”或“无关”）；
（5）小球在下落过程陷入沙面前，将重力势能转化为动能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为 能；
（6）同学B在体育活动中观察到足球运动情况，如图乙所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球 。
A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点动能相等
C．在b点的动能大于在d点的动能
D．从c到d的过程重力势能减少
【答案】 （1）铅球陷入沙中的深度 （2）物体质量越大，重力势能越大 （3）A、C （4）无关 （5）内 （6）C
【解析】（1）实验中运用转换法，通过观察铅球陷入沙坑的深度来表示重力势能大小的。
（2）比较A、B两球，小球下落的高度相同，B球的质量大，陷入沙坑的深度深，重力势能大，说明：当高度一定时，物体的质量越大，具有的重力势能越大。
（3）要探究重力势能与高度之间的关系，需要控制小球的质量相同，只改变高度的大小，所以A、C两球符合题意。
（4）C、D两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，说明具有的重力势能相同，所以可得出物体的重力势能与物体运动的路径无关。
（5）小球陷入沙坑后会克服摩擦做功，将机械能转化为内能。
（6） AC．因为小球在运动过程中会克服阻力做功，所以机械能会一直减小，b、d两位置高度相同，说明重力势能相同，而b位置的机械能大于d位置的机械能，所以可得出在b点的动能大于在d点的动能，故A不符合题意，C符合题意；
B．小球由a运动到d的过程中，高度降低重力势能转化为动能，所以d位置的动能大于a位置的动能，故B不符合题意；
D．小球从c到d的过程中，高度增加，即重力势能增加，故D不符合题意。
故选C。
29. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和______。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过________来判断的；
（2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表：
通过分析实验数据，能够得出的结论是：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量______（填“相同”或“不同”）；
（3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是________（选填序号）；
（4）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是______；
（5）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是在相同时间内水和煤油吸收的热量________（填“相同”或“不同”）。
【答案】 （1）秒表 加热时间长短 （2）不同 （3）C （4）酒精灯的火焰大小不同 （5）相同
【解析】（1）在图中除了所给的实验器材外，还需要的测量质量和时间，测量工具有天平和秒表；用两个相同的酒精灯加热，使物体相同时间吸收相同热量，水和煤油吸收热量的多少通过加热时间的长短来表示。
（2）通过分析实验数据，可以得到质量相同的水和煤油升高相同温度，水吸收的热量多，吸收的热量不同。
（3）相同时间水和煤油吸收的热量相同，故AB错误；由于水的比热容比煤油的比热容大，吸收相同的热量，煤油升温较高，故C正确D错误。
（4）实验时，使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但是由于两个酒精灯可能火焰的大小不同，第1组火焰较小，导致实验时间长。
（5）将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做能更好的体现：在相同时间内，水和煤油吸收的热量相同。
30. 为了“探究并联电路的电流特点”，小薇和小海按照如图甲所示的电路图进行实验。
（1）小海同学先探究并联电路中的电流规律，拿起电流表发现其指针在0刻度线的左侧，接下来的操作是______，刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，______；
（2）小海同学将电流表分别接入A、B、C三点处，闭合开关，将测出的数据填在了表格
根据数据，小海得出结论：并联电路中干路电流和各支路电流的关系是：I＝I1+I2，对此你认为合理吗？______，为什么？______；
【答案】 （1）调零 未断开开关 （2）不合理 实验次数太少，结论有偶然性
【解析】（1）使用前电流表指针不指在零刻度线上，应对其进行调零。
刚接好最后一根导线，表的指针就发生了偏转，由此可知在连接电路时，忘了断开开关。
（2）只由一组实验数据就得出I＝I1+I2的结论显然是不合理的，具有很大的偶然性，应该换用不同规则的灯泡多次实验。
31. 阅读短文，回答问题.
汽油机
单缸四冲程汽油机工作原理：汽油机是将空气与汽油以一定的比例混合成良好的混合气，在吸气冲程中被吸入汽缸，混合气经压缩点火燃烧而产生内能，高温高压的气体作用于活塞顶部，推动活塞作往复直线运动，通过连杆、曲轴飞轮机构对外输出机械能。四冲程汽油机一个工作循环在包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高。
工程师还制造了四缸四冲程汽油机。制造时通过连杆把四个四冲程汽油机的活塞连在一根曲轴上如图所示，四缸四冲程汽油机分为两种：一种是同步汽油机，一种是异步汽油机。同步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别做吸气、压缩和排气工作。
Q195型汽油机的部分技术规格如下表所示
其中，“额定功率”是指汽油机正常工作时对外所做机械功的功率；“单缸排量”是活塞从上止点到下止点所扫过的容积；“燃气气压”是指汽油机在做功冲程中燃气对活塞的平均压强。
（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将内能转化为______能；
（2）“六冲程引擎”，中第五冲程相当于四冲程热机的______冲程；
（3）有关四缸四冲程同步汽油机和异步汽油机说法正确的是（ ）
A.四缸四冲程同步汽油机，飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功
B.四缸四冲程异步汽油机，四个汽缸在同一时间都是做的相同工作
C.若每个汽缸做功功率相同，同步汽油机的平均功率大于异步汽油机平均功率
D.异步机各汽缸的做功冲程错开，机械能输出更平稳
（4）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的平均压强，则单缸Q195型汽油机的额定功率为______W（不考虑机械能的损失）；
（5）小明家买了一款大众轿车，发现尾部标有TSI，“SI”二个字母是红色。大众轿车的TSI技术指机器双增压（涡轮和机械增压）分层喷射技术，属于大功率、低转速大扭矩的发动机。涡轮增压的原理是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，发动机的输出功率就得到了较大的提升。“I”字母是红色的是1.4TSI，“SI”二个字母是红色的是1.8TSI，“TSI”三个字母是红色的是2.0TSI。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/ （kW·h），已知汽油的热值为4.6×107J/kg.（温馨提示：最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量；0.2kg/（kW·h）表示获得1kW·h能量消耗0.2kg汽油，该汽车发动机的效率最高可达______（结果保留整数）。
【答案】 （1）机械 （2）做功 （3）D （4）5×104 （5）39%
【解析】（1）汽油机在做功冲程里，高温、高压的燃气膨胀对外做功，推动活塞运动，将内能转化为机械能。
（2）由题知，六冲程引擎中的第五冲程，是水变为水蒸气推动活塞做功，从而为汽车提供动力，所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
（3）A．由题知，同步汽油机四个汽缸在同一时间都是做的相同工作，所以飞轮转动的2周里，四个汽缸是同时完成做功冲程，即同时在做功，故A错误；B．四缸四冲程异步汽油机，各汽缸的做功过程错开，所以四个汽缸在同一时间做的工作不同，故B错误；
C．若每个汽缸做功功率相同，由于都是四个汽缸，所以同步汽油机的平均功率与异步汽油机平均功率相等，故C错误；
D．异步机各汽缸的做功冲程错开，做功冲程均匀，则机械能输出更平稳，故D正确。
故选D。
（4）一个做功冲程里，燃气对活塞所做的功为
转速为2400r/min，则每秒转40r，两圈做功一次，所以每秒做功20次，所以功率为
（5） 0.2kg/（kW·h）的油耗示获得1kW·h能量需要消耗0.2kg汽油，则有用功为
完全燃烧0.2kg汽油放出的热量为
所以汽车发动机的效率为
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
65
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
A点电流IA/A
B点电流IB/A
C点电流IC/A
0.3
0.5
0.8
汽缸数
单缸排量
额定功率
转速
燃气气压
1
0.5×10-3m3
2400r/min
5×106Pa