江苏省南通市崇川区启秀中学2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试卷

这是一份江苏省南通市崇川区启秀中学2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试卷，共39页。试卷主要包含了单选题，填空题，作图题，实验题，综合题等内容，欢迎下载使用。
江苏省南通市崇川区启秀中学2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试卷(解析版)
一、单选题
1．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，同时在50s内将重400N货物匀速吊起10m高。每只滑轮重为50N，绳自由端的拉力的大小分别为F1和F2，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．F1 小于 F2
B．F1 比 F2 做的功大
C．F1 和 F2 所做功的功率相等，它们所做功的功率都为 90W
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等，机械效率都为 80%
2．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功不变，总功不变 B．有用功不变，总功减少
C．有用功增加，总功增加 D．有用功增加，总功减少
3．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（　　）
A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖
C．冬天哈气取暖 D．燃气推动活塞
4．如图是比较燃烧皿中两种燃料热值的实验装置。下列关于该实验的操作及分析正确的是（　　）

A．两个燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料
B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同
C．实验时应控制燃料燃烧的时间相同
D．两只烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体
5．如图是小明用易拉罐制作的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一
个钩码，当小明将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来（　　）

A．“魔罐”滚动过程中机械能保持不变
B．“魔罐”滚回来的过程中，钩码没有发生能量转化
C．“魔罐”滚回来的过程中，主要是弹性势能转化为动能
D．“魔罐”滚至最远时，“魔罐”的重力势能转化为橡皮筋的弹性势能
6．2022年秋学期开始，《劳动》已成为中小学的一门独立课程。课程要求五、六年级的学生学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及的物理知识，下列判断错误的是（　　）
A．用铁锅炒菜是因为铁的比热容小
B．天然气燃烧时将化学能转化为内能
C．炒菜过程中，鸡蛋的内能保持不变
D．炒菜前给油加热，油的温度不会超过铁锅的温度
7．手电筒的构造如图所示，电源为两节干电池，下列说法正确的是（　　）

A．按键相当于用电器
B．弹簧为绝缘体
C．干电池供电时，化学能转化为电能
D．若按下按键灯泡不发光，一定是由于灯泡发生断路故障
8．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含的热量越多
B．温度高的物体，内能不一定大
C．0℃的冰块，内能一定为零
D．任何两物体间都会发生热传递
9．如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（　　）

A．重力势能减小，机械能减小
B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大
D．重力势能不变，机械能减小
10．如图所示，四冲程汽油机在压缩冲程中，气缸内气体温度升高（　　）

A．酒精点燃后，杯中水温升高
B．金属汤勺放在热汤中，温度升高
C．取暖器通电后，电热丝温度升高
D．太阳辐射后，热水器中水温升高
11．为了保护环境，泰州城区内禁放烟花爆竹，“礼花筒”便成为一些喜庆场合烘托气氛的必备用品，“礼花筒”使用时，利用筒内高压的空气膨胀（　　）

A．筒内气体的内能减少
B．筒内气体通过热传递方式改变了其内能
C．筒内气体分子热运动加剧
D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
12．一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法，拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始，每隔0.3s曝光一次，如图所示。空气阻力不能忽略，对于运动员从a点到d点的下落过程（　　）

A．运动员下落过程中的动能大小保持不变
B．运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C．运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
D．运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
二、填空题
13．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s　 　（用题中字母表示）．若将弹簧测力计移动到B点，仍将钩码匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数F′　 　F（选填“＞”、“＝”或“＜”），杠杆的机械效率η′　 　η（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

14．今年中秋佳节，惠山古镇的“千灯阵”成为游客的热门打卡地。如图所示为小华在灯会中
发现的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动
的影子动了起来。热空气驱动扇叶转动的能量转化方式为 　 　能转化为 　 　能，这与四冲程汽油机的 　 　冲程相同。

15．小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2分钟完全燃烧的酒精质量均为0.1g，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为　 　J，0.1g酒精完全燃烧放出的热量为　 　J，该实验中酒精灯的加热效率为　 　%，BC过程中被加热物质的内能将增加　 　J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg]

三、作图题
16．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，某海边城市陆地与海面之间空气产生流动。请在图中圆圈上画上箭头表示空气流动方向。

17．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。画出铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线

四、实验题
18．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示：
序号
物重G/N
物体上升的
高度h/cm
绳端受到的
拉力F/N
绳端移动的
距离s/cm
滑轮组的机械
效率η/%
①
1
10
0.6
30
55.6
②
2
10
1.0
30
66.7
③
4
10
1.8
30

（1）实验中，在测量绳端所受的拉力时，应用手拉着弹簧测力计 　 　（保持平衡/匀速上升）。
（2）第3次实验时，拉力做功为 　 　J，滑轮组的机械效率为 　 　。
（3）分析表格中的数据可知：随着物重的增大，所有额外功中，克服动滑轮重所做的额外功的占比 　 　（变小/不变/变大），你的证据是 　 　。
（4）通过分析表中数据可知，要提高同一滑轮组机械效率，可以采取的措施是 　 　，小明所用动滑轮的重一定小于 　 　N。

19．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（g取10N/kg）

（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；斜面的高为0.09m
②将校零的弹簧测力计与斜面平行放置，然后沿斜面方向 　 　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1；重力做的有用功为W2。通过多组数据作出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若这位母亲和所坐的轮椅总质量为80kg，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。
20．如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指 　 　（填序号）；
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
（2）实验中，通过观察木块被钢球撞击后 　 　来判断钢球的动能大小；
（3）甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 　 　；
（4）对比 　 　两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1　 　W2（填“＞”“＝”或“＜”）；
（6）实验交流过程中，同学们联想到高速公路上的交通标志牌，汽车在行驶过程中，这样做的目的实质是限制汽车的 　 　。

21．为探究固体熔化时的温度变化规律，小圆在绝热容器内装入1kg某固体物质，其温度为﹣15℃。把一个发热功率恒定的电加热器放入容器内的固体物质中3J，由实验数据可得如图示的图线。
（1）在10～20min，容器内物质的分子动能 　 　，内能 　 　（均填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）由图像可知，该物质是 　 　（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）该物质液态时的比热容是 　 　J/（kg•℃）。

22．小明利用如图装置，可完成以下两个探究实验：
实验一“探究不同物质吸热升温的现象”
实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”

（1）“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，甲、乙虚线中应选择的器材组合是 　 　（选填“A”、“B”、“C”、“D”），物质吸收热量的多少通过 　 　来反映的，小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，方案一：加热相同时间；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间　 　（选填“方案一”、“方案二”或“两方案都”）可行。
（2）“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，正确选择实验器材，实验前　 　（选填“质量”或“体积”）相同，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，直至燃料燃尽后测量水温。这样操作是否可行？　 　，理由是 　 　。
五、计算题
23．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为20kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

24．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，挽水入筒，一一顷于枧内，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，如图所示，若接水槽离取水处高4m，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）

（1）求该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功。
（2）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。
（3）若采用效率为30%的柴油发动机代替水车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少克？结果取整。（柴油的热值为：q＝4.2×107J/kg）
六、综合题
25．阅读短文，回答问题。
汽车的刹车系统
目前大多数汽车刹车采用油压制动，其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷。
油压制动刹车时滑耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费，为节约能源，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。
（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为 　 　，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的 　 　。
（2）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；③刹车片发热；④水箱
中的水变热，其中属于通过做功改变内能的是 　 　。
A.①②③④
B.②④
C.①③
D.②③
（3）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶100m。此过程中　 　W。如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 　 　J。
（4）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程；与对应的速度大小vk，画出Ek随s变化的图像如图乙所示，则图中表示开启再生制动器的图线是 　 　，你的判断依据是 　 　。
（5）若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器　 　的动能转化为内能。
（6）由图像可以求出此次测试中的储能效率为 　 　。
A.40%
B.60%
C.66.7%
D.90%

参考答案与试题解析
一、单选题
1．用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，同时在50s内将重400N货物匀速吊起10m高。每只滑轮重为50N，绳自由端的拉力的大小分别为F1和F2，若不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　）

A．F1 小于 F2
B．F1 比 F2 做的功大
C．F1 和 F2 所做功的功率相等，它们所做功的功率都为 90W
D．甲、乙两个滑轮组的机械效率相等，机械效率都为 80%
【分析】（1）由图可知，两个滑轮组承担重物绳子的段数n，不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）计算两滑轮组绳自由端拉力的大小，从而比较它们的大小；
（2）不计绳重和摩擦，绳端拉力做的总功W总＝W有+W额＝Gh+G动h，由此计算F1比较F2做的功的大小；
（3）由P＝比较并计算F1、F2做功的功率大小；
（4）由W有＝Gh计算有用功，由η＝比较并计算两滑轮组的机械效率。
【解答】解：
A、由图知甲＝2，n乙＝3，不计绳重和摩擦，
由根据F＝（G+G动）可得：F1＝×（400N+50N）＝225N，
F2＝×（400N+50N）＝150N1大于F2，故A错误；
B、不计绳重和摩擦总＝W有+W额＝Gh+G动h，甲、乙两个滑轮组的滑轮和绳子绳子都相同，所以F3、F2做的功相等，故B错误；
C、F1、F4做的功相等，W总＝W有+W额＝Gh+G动h＝400N×10m+50N×10m＝4500J，
吊起货物的时间都为50s，由P＝，F1和F2所做功的功率相等，
功率P＝＝＝90W；
D、两滑轮组对货物做的有用功相同，W有＝Gh＝400N×10m＝4000J，总功相同W总＝4500J，由η＝知，
机械效率η＝＝≈88.8%。
故选：C。
【点评】本题考查了滑轮组绳端拉力的计算、有用功、总功、功率以及机械效率的计算，灵活应用公式是关键。
2．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（　　）
A．有用功不变，总功不变 B．有用功不变，总功减少
C．有用功增加，总功增加 D．有用功增加，总功减少
【分析】用滑轮组把同一物体匀速提升同样的高度，有用功相同；由题知改装后的机械效率高，根据机械效率的公式知道总功减小，而总功等于有用功加上额外功，据此分析判断。
【解答】解：因为把同一物体匀速提升同样的高度，
所以，利用滑轮组做的有用功相同，
已知η＝×100%，
所以，改装后利用有用功所占总功的比例增加，
故ACD错误、B正确正确。
故选：B。
【点评】本题考查了有用功、额外功、总功、机械效率及其之间的关系，由“把同一物体匀速提升同样的高度”知道做的有用功相同是解本题的突破口，用好效率公式是关键。
3．下列四个现象中，属于机械能转化为内能的是（　　）
A．压缩点燃棉花 B．蒸汽顶起壶盖
C．冬天哈气取暖 D．燃气推动活塞
【分析】（1）改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。
（2）用做功的方式改变物体的内能是其他形式的能转化为内能；用热传递改变物体的内能是内能的转移。
【解答】解：A、压缩点燃棉花是将机械能转化为内能；
B、蒸汽顶起壶盖是将内能转化为机械能；
C、冬天哈气取暖是内能的转移；
D、燃气推动活塞是将内能转化为机械能。
故选：A。
【点评】知道机械能和其他形式的能的转化过程；知道改变物体内能的方式。
4．如图是比较燃烧皿中两种燃料热值的实验装置。下列关于该实验的操作及分析正确的是（　　）

A．两个燃烧皿中应分别装入种类不同、质量相同的燃料
B．实验时应控制烧杯中的液体升高的温度相同
C．实验时应控制燃料燃烧的时间相同
D．两只烧杯中应分别装入种类不同、质量相同的液体
【分析】比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类、质量相同而燃料不同；质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，根据Δt＝，可以通过液体温度计示数变化来反应放出热量多少，从而判断两种燃料热值的大小。
【解答】解：AD．比较不同燃料的热值、质量相同而燃料的种类不同，故A正确；
BC．质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收，可以通过液体温度计示数变化来反应放出热量多少，所以实验中不控制烧杯中的液体升高的温度，故BC错误。
故选：A。
【点评】本题研究燃料的热值和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，为热学中的重要实验。
5．如图是小明用易拉罐制作的“魔罐”，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一
个钩码，当小明将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来（　　）

A．“魔罐”滚动过程中机械能保持不变
B．“魔罐”滚回来的过程中，钩码没有发生能量转化
C．“魔罐”滚回来的过程中，主要是弹性势能转化为动能
D．“魔罐”滚至最远时，“魔罐”的重力势能转化为橡皮筋的弹性势能
【分析】（1）动能的大小与质量、速度有关；重力势能的大小与质量、高度有关；弹性势能的大小与弹性形变程度有关；机械能为动能和势能的和。
（2）考虑摩擦阻力，一部分机械能转化为内能，机械能不守恒。
【解答】解：A、魔罐开始向回滚动，滚动的过程中，一部分机械能转化为内能，故A错误；
B、“魔罐”滚回来的过程中，其运动的速度发生了改变，故B错误；
C、“魔罐”滚回来的过程中，故C正确；
D、“魔罐”滚至最远时，高度不变，是动能转化为橡皮筋的弹性势能。
故选：C。
【点评】本题考查魔罐的机械能的转化，包含了动能和弹性势能的转化，应细化整个过程的分析。
6．2022年秋学期开始，《劳动》已成为中小学的一门独立课程。课程要求五、六年级的学生学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及的物理知识，下列判断错误的是（　　）
A．用铁锅炒菜是因为铁的比热容小
B．天然气燃烧时将化学能转化为内能
C．炒菜过程中，鸡蛋的内能保持不变
D．炒菜前给油加热，油的温度不会超过铁锅的温度
【分析】（1）铁的导热能力强、比热容较小；
（2）天然气燃烧释放热量，是化学能向内能的转化；
（3）生鸡蛋变成熟鸡蛋是因为吸收热量，内能增大；
（4）油会从铁锅处吸收热量，发生热传递的条件是存在温度差，热量从高温物体传递到低温物体。
【解答】解：A、用铁锅炒菜是因为铁的导热能力强，与其它物质相比较、吸收的热量相同时，容易把菜炒熟；
B、天然气燃烧是化学能转化为内能的过程；
C、炒菜过程中，故C错误；
D、炒菜前给油加热，油的温度不会超过铁锅的温度。
故选：C。
【点评】本题注重物理知识与实际生活的联系，是一道综合题。
7．手电筒的构造如图所示，电源为两节干电池，下列说法正确的是（　　）

A．按键相当于用电器
B．弹簧为绝缘体
C．干电池供电时，化学能转化为电能
D．若按下按键灯泡不发光，一定是由于灯泡发生断路故障
【分析】根据电路的组成和作用分析：电源是提供电能的装置，用电器是用电来工作的准备，开关是用来控制电路通、断的装置，导线是将电源、用电器、开关连接起来构成电路，是输送电能的元件，手电筒工作时，将电能转化为光能。
【解答】解：A、手电筒的按键相当于开关、断，故A错误；
B、手电筒底部的金属弹簧是导体，故B错误；
C、干电池给灯泡供电时，故C正确；
D、若按下按键灯泡不发光，也可能是灯泡短路，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查了手电筒电路的组成和作用、能量的转化，难度不大，属于基础题，提示我们应多观察生活。
8．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．物体的温度越高，所含的热量越多
B．温度高的物体，内能不一定大
C．0℃的冰块，内能一定为零
D．任何两物体间都会发生热传递
【分析】（1）描述热量的物理术语；
（2）内能与物体的质量、温度以及状态有关；
（3）一切物体都具有内能；
（4）发生热传递的条件：有温度差。
【解答】解：A、用来描述热量的术语是：吸收和放出。
B、内能的大小和温度、状态等因素有关，内能不一定大。
C、因为一切物体都具有内能，也具有内能。
D、发生热传递的条件是有温度差。
故选：B。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对内能、热传递的条件及改变物体内能方法的理解，是中考的热点，热学的难点。
9．如图所示，小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中，小明的（　　）

A．重力势能减小，机械能减小
B．动能不变，机械能不变
C．重力势能减小，动能增大
D．重力势能不变，机械能减小
【分析】动能大小的影响因素：质量、速度；质量越大，速度越大，动能越大；
重力势能大小的影响因素：质量、高度；质量越大，高度越高，重力势能越大；
对物体做功（克服摩擦力做功、压缩气体做功等），将机械能转化为物体的内能。
【解答】解：小明沿滑道从顶端匀速下滑的过程中质量不变，高度减小；速度不变。有部分机械能转化为物体的内能。
故选：A。
【点评】熟悉机械能的转化过程，并理解改变内能的两种方式是解决该题的关键。
10．如图所示，四冲程汽油机在压缩冲程中，气缸内气体温度升高（　　）

A．酒精点燃后，杯中水温升高
B．金属汤勺放在热汤中，温度升高
C．取暖器通电后，电热丝温度升高
D．太阳辐射后，热水器中水温升高
【分析】图中是压缩冲程，将机械能转化为内能，通过做功的方式改变气体的内能，气体的温度升高；
改变物体内能的方式有两种：做功与热传递，逐项分析得出答案。
【解答】解：图中是压缩冲程，将机械能转化为内能，气体的温度升高；
A、酒精点燃后，故A不符合题意；
B、金属汤勺放在热汤中，故B不符合题意；
C、取暖器在工作过程中，使电热丝的内能增加，这是通过电流做功改变电热丝内能的；
D、太阳辐射后，故D不符合题意。
故选：C。
【点评】判断哪种方式改变了物体的内能，关键是看是能量的转化还是能量的转移，发生能量转化的是做功的方式，发生能量转移的是热传递的方式。
11．为了保护环境，泰州城区内禁放烟花爆竹，“礼花筒”便成为一些喜庆场合烘托气氛的必备用品，“礼花筒”使用时，利用筒内高压的空气膨胀（　　）

A．筒内气体的内能减少
B．筒内气体通过热传递方式改变了其内能
C．筒内气体分子热运动加剧
D．该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程相同
【分析】（1）改变物体内能的方法有做功和热传递，做功属于能量的转化，热传递属于能量的转移。
（2）内燃机的做功冲程，内能转化为机械能；压缩冲程，机械能转为内能。
【解答】解：
A、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，故A正确；
B、礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，内能转化为机械能，故B错误；
C、由于礼花筒内的高压空气膨胀对外做功、温度降低，故C错误；
D、汽油机在做功冲程将内能转化为机械能，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查内能及改变内能的两种方式，同时要知道内能与机械能的转化以及对分子热运动的影响等。
12．一位摄影爱好者采用在同一张底片上多次曝光的方法，拍摄了极限跳伞运动员从悬崖上跳下的过程。从运动员离开悬崖时开始，每隔0.3s曝光一次，如图所示。空气阻力不能忽略，对于运动员从a点到d点的下落过程（　　）

A．运动员下落过程中的动能大小保持不变
B．运动员所受的重力在ab段所做的功等于在cd段所做的功
C．运动员下落过程中减少的重力势能全部转化为动能
D．运动员所受的重力在ab段做功比在cd段做功慢
【分析】（1）根据相同时间内通过的距离可判断其速度是否变化；
（2）运动员的重力不变，根据图示判断距离的变化，根据W＝Gh即可判断做功的情况；
（3）影响动能的影响因素是物体的质量和运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和高度，据此分析即可解答；
（4）根据相同时间内做功的多少，分析判断做功的快慢，即相同时间内做功越多，则做功越快。
【解答】解：A、由图知，因此他的速度大小是变化的，故A错误；
B、由图知，且运动员的重力不变，其所受的重力在ab段所做的功不等于在cd段所做的功；
C、由于运动员的高度不断减小，不忽略空气阻力，运动员下落过程中减少的重力势能转化为动能和内能，故C错误；
D、由图知，由W＝Gh可知相同时间内ab段重力做功少，故D正确。
故选：D。
【点评】本题以极限跳伞为内容，考查了影响动能和势能的大小变化，做功多少和做功快慢的比较以及受力分析，有一定综合性，但难度不大。
二、填空题
13．小明用如图所示的实验装置研究“杠杆的机械效率”。实验时，将总重为G的钩码挂在杠杆A处，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数为F，其移动的距离为s　　（用题中字母表示）．若将弹簧测力计移动到B点，仍将钩码匀速提升h的高度，则弹簧测力计的示数F′　＞　F（选填“＞”、“＝”或“＜”），杠杆的机械效率η′　＝　η（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

【分析】（1）根据η＝＝表示出杠杆的机械效率；
（2）根据杠杆平衡条件进行分析；
（3）通过分析有用功和额外功的变化得出机械效率的变化。
【解答】解：（1）杠杆的机械效率：η＝＝；
（2）根据图示可知，若将弹簧测力计移动到B点时，动力臂减小1L1＝F6L2可知，动力将增大；
（3）将弹簧测力计移动到B点，仍将钩码匀速提升h的高度，克服杠杆重力做的额外功也不变，故机械效率不变。
故答案为：；＞；＝。
【点评】本题考查杠杆机械效率的测量，把握有用功、总功的计算方式，明确机械效率的表达式和杠杆的平衡条件是关键。
14．今年中秋佳节，惠山古镇的“千灯阵”成为游客的热门打卡地。如图所示为小华在灯会中
发现的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动
的影子动了起来。热空气驱动扇叶转动的能量转化方式为 　内　能转化为 　机械　能，这与四冲程汽油机的 　做功　冲程相同。

【分析】（1）气体温度升高，气体的密度变小，热空气向上运动。再结合能量的转化的特点可做出判断。
（2）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的。
【解答】解：点燃蜡烛时，气体温度升高，热空气就会向上运动，运动的热空气对外做功，该过程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
故答案为：内；机械。
【点评】本题考查了气体受热膨胀的特点及能量的转化，同时还要明确内燃机四个冲程中的能量转化情况，是一道基础题。
15．小明在探究冰熔化特点时，用酒精灯加热50g的冰，每2分钟完全燃烧的酒精质量均为0.1g，冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知：冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为　1050　J，0.1g酒精完全燃烧放出的热量为　3000　J，该实验中酒精灯的加热效率为　17.5　%，BC过程中被加热物质的内能将增加　1050　J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒精＝3×107J/kg]

【分析】（1）根据热量的计算公式Q＝cmΔt求出吸收的热量
（2）晶体熔化过程中吸热温度不变，物质处于固液共存态；
（3）利用效率的计算公式η＝×100%来解题；
（4）通过图像分析BC段是固液共存状态，到C点时全部熔化完，再继续吸收热量温度才升高，BC段和CD段都是加热4min吸收的热量相同，即也是增加的内能。
【解答】解：冰熔化过程中温度不变，完全熔化成水后温度才会上升，此时段，水温升高了5℃，m水＝m冰＝50g＝5×10﹣8kg；
所以4min中水吸收的热量为：
Q吸＝c水m水Δt水＝4.4×103J/（kg•℃）×5×104kg×5℃＝1050J；
0.2g酒精完全燃烧放出的热量：
Q放＝m酒精q酒精＝0.1g×7×107J/kg＝0.2×10﹣3kg×3×106J/kg＝3000J；
每2min完全燃烧酒精0.6g，4min燃烧酒精0.4g
Q′放＝2Q放＝3000J×2＝6000J；
又因为7min水吸热Q吸＝1050J，所以加热效率为：
η＝×100%＝；
BC段物质吸收的热量转化成了物质的内能，所以BC段也加热4min，所以内能增加了1050J。
故答案为：1050；3000；1050。
【点评】本题考查熔化实验，和有关的热量公式的计算，关键是将课本知识内容记忆清楚，仔细分析即可。
三、作图题
16．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，某海边城市陆地与海面之间空气产生流动。请在图中圆圈上画上箭头表示空气流动方向。

【分析】水的比热容大于砂石泥土。比热容不同，同样质量的不同物质吸收相同热量，温度变化不一样；据此判定空气的流动方向。
【解答】解：白天时，水的比热容比砂石大，则此时陆地温度高于海水温度，向上运动，如图所示：
。
【点评】气体有热胀冷缩的性质：温度高的气体密度小，易上升；温度低的气体密度大，易下降。
17．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。画出铅球离手后，在空中飞行过程中动能EK随时间t变化的曲线

【分析】动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度增大，动能增大；速度一定时，质量增大，动能增大。
【解答】解：
铅球在整个飞行过程中，质量不变，动能不为零（铅球处于最高点时竖直方向速度为0，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小，速度不断增大，此过程动能增大。如图所示：

【点评】掌握动能大小的影响因素，能通过图象判断动能的大小变化。
四、实验题
18．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中，小明用同一滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表所示：
序号
物重G/N
物体上升的
高度h/cm
绳端受到的
拉力F/N
绳端移动的
距离s/cm
滑轮组的机械
效率η/%
①
1
10
0.6
30
55.6
②
2
10
1.0
30
66.7
③
4
10
1.8
30

（1）实验中，在测量绳端所受的拉力时，应用手拉着弹簧测力计 　匀速上升　（保持平衡/匀速上升）。
（2）第3次实验时，拉力做功为 　0.54　J，滑轮组的机械效率为 　74.1　。
（3）分析表格中的数据可知：随着物重的增大，所有额外功中，克服动滑轮重所做的额外功的占比 　变小　（变小/不变/变大），你的证据是 　根据表中数据，总的额外功在增大，而动滑轮的重力和上升高度不变，克服动滑轮重力做的额外功不变　。
（4）通过分析表中数据可知，要提高同一滑轮组机械效率，可以采取的措施是 　增加提起的物重或减轻动滑轮重　，小明所用动滑轮的重一定小于 　0.8　N。

【分析】（1）在使用滑轮组时，滑轮组还要克服一些机械摩擦，所以要测量滑轮组的机械效率，需使物体上升进行读数；
（2）利用W＝Fs求拉力做功，根据W有用＝Gh算出拉力做的有用功，利用η＝×100%求出第3次实验时滑轮组的机械效率；
（3）由W额动＝G动h判断出同一滑轮组提升不同重物至同一高度，物重增大，克服动滑轮重所做的额外功不变；
根据W额外＝W总﹣W有算出每次额外功的变化，进而判断出在所有额外功中，克服动滑轮重所做的额外功占比的变化；
（4）使用滑轮组时，做的额外功不变，增加物重，增加了有用功，因此机械效率会变大；同时换用轻质的动滑轮、减小摩擦等都可以提高机械效率。
【解答】解：
（1）在缓慢提升物体时，还需克服机械摩擦做功，所以需在缓慢匀速提升时读数；
（2）第3次实验时，拉力做功为：
W总＝Fs＝1.3N×30×10﹣2m＝0.54J；
拉力做的有用功为：
W有用＝Gh＝3N×10×10﹣2m＝0.3J；
第3次试验时滑轮组的机械效率为：
η＝×100%＝；
（3）因为动滑轮的重力和物体上升的高度相同，因此由W额动＝G动h可知，同一滑轮组提升不同重物至同一高度，克服动滑轮重所做的额外功不变；
根据表中数据可知：W额外1＝W总3﹣W有1＝0.3N×0.3m﹣7N×0.1m＝7.08J；
W额外2＝W总2﹣W有4＝1.0N×5.3m﹣2N×2.1m＝0.3J；
W额外3＝W总3﹣W有6＝1.8N×2.3m﹣4N×5.1m＝0.14J；
显然滑轮组的额外功变大，因此克服滑轮转轴处摩擦所做的额外功变大，克服动滑轮重所做的额外功的占比减小；
（4）提高滑轮组机械效率可以增大提升的物重、换用轻质的动滑轮；
假设不计摩擦，动滑轮的重：G轮＝7F﹣G＝3×0.5N﹣1N＝0.8N，
小明所用动滑轮的重一定小于0.8N。
故答案为：（1）匀速上升；（2）7.54；（3）变小，克服摩擦做功增大；0.8。
【点评】此题主要是探究滑轮组的机械效率，主要考查了学生对机械效率公式的掌握、实验过程的把握等。
19．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（g取10N/kg）

（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；斜面的高为0.09m
②将校零的弹簧测力计与斜面平行放置，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 　0.3　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 　0.3　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 　60%　。
（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1；重力做的有用功为W2。通过多组数据作出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 　无关　（选填“有关”或“无关”）。
②若这位母亲和所坐的轮椅总质量为80kg，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 　120　N。
【分析】（1）②探究斜面机械效率的实验中，需沿斜面方向匀速拉动小车；弹簧测力计读数时，要先明确弹簧测力计的量程和分度值，再根据指针位置读数；
③利用W＝Fs可求出拉力做的功；利用W＝Gh可求出有用功，利用效率公式η＝×100%可求出利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率；
（2）①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和竖直向上将小车从水平地面提升到B点所做的功W2，利用效率公式η＝×100%可求出利用斜面将小车从水平地面提升到B点时的机械效率；与上面小车重为2.0N的计算结果比较可得出结论；
②利用G＝mg求出这位母亲和所坐的轮椅总重力，利用W＝Gh可求出有用功，利用效率公式η＝×100%变形公式可求出中年人推力做的总功，利用W＝Fs的变形公式可求出推力的大小。
【解答】解：
（1）②探究斜面机械效率的实验中，需沿斜面方向匀速拉动小车；由图可知，指针指在0.3N处；
③将小车从A点拉到B点的过程中，拉力做的功为W总＝Fs＝3.3N×1m＝4.3J；
由乙图可知，斜面的高度为h＝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＝6.0N×0.09m＝6.18J，
机械效率为η＝＝×100%＝60%；
（2）①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＝3.75J，
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η′＝＝×100%＝60%，
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；
②这位母亲和所坐的轮椅总重力为G总＝m总g＝80kg×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，
由η＝得，中年人用沿着通道斜面方向的力推轮椅匀速上坡时
W总′＝＝＝120J；
由W＝Fs得，推力的大小为F′＝＝。
故答案为：（1）②匀速；6.3；60%；②120。
【点评】本题是探究斜面的机械效率，考查了刻度尺的读数、弹簧测力计的使用、功的计算、求斜面效率、实验数据分析、求推力等问题。
20．如图是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。
（1）实验中，探究的动能是指 　B　（填序号）；
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
（2）实验中，通过观察木块被钢球撞击后 　滑动的距离　来判断钢球的动能大小；
（3）甲、丙两次实验，让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，目的是使两球到达水平面时有相同的 　速度　；
（4）对比 　甲、乙　两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）甲、乙两次实验中，木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1　＞　W2（填“＞”“＝”或“＜”）；
（6）实验交流过程中，同学们联想到高速公路上的交通标志牌，汽车在行驶过程中，这样做的目的实质是限制汽车的 　动能大小　。

【分析】（1）实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能；
（2）根据转换法，通过比较木块在同一水平面上被撞击的距离来比较小球到达水平面时动能的大小，据此分析；
（3）物体的动能大小与物体的质量和速度有关，研究动能与其中一个因素的关系时，要控制另外一个因素不变；质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下，是为了使两球到达水平面时速度相等；
（4）根据控制变量法和转换法分析；
研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，只改变速度大小，即小球从斜面自由下滑的高度不同，故对比甲、乙两次实验，可以研究物体的动能与速度的关系；
（5）滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动速度的大小无关；根据功的计算公式分析；
（6）根据甲、乙实验可知由控制变量法和转换法可得出动能与物体速度的关系，据此分析回答。
【解答】解：（1）实验中，探究的动能是指小球撞击木块时的动能；
（2）实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小，这是转换法的应用；
（3）由甲、丙两图可知：让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下；
（4）研究物体的动能与速度的关系，要控制质量相同，即小球从斜面自由下滑的高度不同、乙两次实验；
（5）甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2，因为在同种接触面上，压力不变时，故f8＝f2，sA＞sB，根据做功的公式W＝fs，可知W1＞W4；
（6）根据甲、乙实验可知，小球运动到水平面的速度越大，说明小球的动能越大，物体的速度越大。汽车在行驶过程中。从物理角度来看。
故答案为：（1）B；（2）滑动的距离；（4）甲、乙；（6）动能大小。
【点评】本题探究物体的动能大小与哪些因素有关实验，考查控制变量法和了转换法的运用，同时考试影响滑动摩擦力大小的因素和牛顿第一定律的运用。
21．为探究固体熔化时的温度变化规律，小圆在绝热容器内装入1kg某固体物质，其温度为﹣15℃。把一个发热功率恒定的电加热器放入容器内的固体物质中3J，由实验数据可得如图示的图线。
（1）在10～20min，容器内物质的分子动能 　不变　，内能 　变大　（均填“变大”、“不变”或“变小”）；
（2）由图像可知，该物质是 　晶体　（填“晶体”或“非晶体”）；
（3）该物质液态时的比热容是 　3.2×103　J/（kg•℃）。

【分析】（1）物质的分子动能，与该物质的温度有关；物体吸收热量，内能增加；
（2）晶体在熔化的过程中吸收热量，温度不变；
（3）根据比热容计算公式，可以推导出该物质的比热容。
【解答】解：（1）由图像可知在10﹣20min，容器内物质温度不变；这段时间内，内能变大；
（2）由图像可知该物质在一段时间内吸收热量温度保持不变，所以该物质是晶体；
（3）由图像可知该物质在液态时的温度由﹣5℃加热到0℃需要加热的时间为30min﹣20min＝10min，
由于在绝热容器内加热，则该物质吸收的热量Q吸＝Q放＝×8×103J＝4.6×104J，
物质液态时的比热容：c＝＝＝3.8×103J/（kg•℃）。
故答案为：（1）不变；变大；（3）3.4×103。
【点评】本题考查内能、晶体和非晶体的区分、比热容的计算，是个中档难度题。
22．小明利用如图装置，可完成以下两个探究实验：
实验一“探究不同物质吸热升温的现象”
实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”

（1）“探究不同物质吸热升温的现象”的实验，甲、乙虚线中应选择的器材组合是 　B、C　（选填“A”、“B”、“C”、“D”），物质吸收热量的多少通过 　加热时间　来反映的，小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，方案一：加热相同时间；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间　两方案都　（选填“方案一”、“方案二”或“两方案都”）可行。
（2）“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”，正确选择实验器材，实验前　质量　（选填“质量”或“体积”）相同，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，直至燃料燃尽后测量水温。这样操作是否可行？　不可行　，理由是 　实验中液体a的质量应相同　。
【分析】（1）探究不同物质吸热升温的现象，应选用不同的液体，相同燃料；
我们使用相同的热源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；
（2）比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q＝cmΔt，得出不同燃料放出热量的多少，据此分析；
若实验过程中，燃料还未燃尽时，烧杯内液体就沸腾了，要完成实验，可从适当减少两种燃料的质量或增加加热时间考虑。
【解答】解：（1）为了比较不同物质的吸热本领的大小，需要燃烧相同的燃料，比较质量和初温相同的不同液体升高的温度、C两套装置；
要完成该探究实验，需要使液体的质量相同，因此该实验还需要使用天平测质量；
在实验中，物质吸收热量的多少通过加热时间来反映，即在相同时间内放出的热量相同，则加热时间越长；
小明设计的两个方案，都可行，温度升高不同的话。而在升高相同温度时，也说明吸热能力不同；
（2）在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同；
实验中，燃料未燃尽，于是往烧杯中添加同种液体，因为实验中要保持两个烧杯中的液体质量相同。
故答案为：（1）B、C；加热时间；（2）质量；实验中液体a的质量应相同。
【点评】本题将比较不同物质的吸热能力和比较不同燃料的热值两实验对比，考查两实验相同和不同点及控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及对实验方案的改进，为热学中的重要实验。
五、计算题
23．如图，塔式起重机上的滑轮组将重为1.2×104N的重物匀速吊起2m时，滑轮组的机械效率为80%，g取10N/kg。
（1）求提升重物做的有用功；
（2）求绳端的拉力；
（3）若动滑轮的质量为20kg，求克服摩擦和钢丝绳重所做的功。

【分析】（1）利用W有＝Gh求有用功；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用η＝×100%求总功，利用W总＝Fs求绳端的拉力；
（3）根据G＝mg求动滑轮的重力，利用W动＝G动h求克服动滑轮重力做的额外功，利用W总＝W有+W额求总的额外功，克服摩擦和钢丝绳重所做的功等于总的额外功减去克服动滑轮重力做的额外功。
【解答】解：（1）有用功：W有＝Gh＝1.2×105N×2m＝2.7×104J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×2m＝6m，
由η＝×100%可知总＝＝＝2×104J；
由W总＝Fs可知，绳端的拉力：F＝＝；
（3）动滑轮的重力：G动＝m动g＝20kg×10N/kg＝200N，
则克服动滑轮重力做的额外功：W动＝G动h＝200N×2m＝400J，
总的额外功：W额＝W总﹣W有＝8×104J﹣2.7×104J＝6000J，
则克服摩擦和钢丝绳重所做的功：Wf＝W额﹣W动＝6000J﹣400J＝5600J。
答：（1）提升重物做的有用功为2.2×104J；
（2）绳端的拉力为5000N；
（3）若动滑轮的质量为20kg，克服摩擦和钢丝绳重所做的功为5600J。
【点评】本题考查了有用功、总功、额外功以及机械效率的计算，注意滑轮组提升物体时克服动滑轮重、绳重以及摩擦力所做的功都是额外功。
24．《天工开物》是我国古代的科学著作，书中记载着大量的古代农业机械。其中这样写道：“凡河滨有制筒车者，堰陂障流绕于车下，挽水入筒，一一顷于枧内，昼夜不息，百亩无忧。”该段文字描述了筒车这样一种以水流作动力，如图所示，若接水槽离取水处高4m，一个取水筒每次可取水4kg，筒车旋转一周所用时间为60s。（接水槽离倒水处的高度忽略不计，g取10N/kg）

（1）求该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功。
（2）若水流冲击筒车的功率为40W，求筒车旋转一周取水的机械效率。
（3）若采用效率为30%的柴油发动机代替水车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是多少克？结果取整。（柴油的热值为：q＝4.2×107J/kg）
【分析】（1）根据W＝Gh求出该筒车旋转一周对一个取水桶对进入接水槽的水所做的功；
（2）根据W＝Pt求出水流所做的功，然后根据机械效率的定义求出机械效率的大小；
（3）求出该筒车1小时对水所做的功，根据效率公式可求出完全燃烧柴油放出的热量，再根据燃烧放热公式求出需要燃烧柴油的质量。
【解答】解：（1）该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功：
W＝Gh＝mgh＝4kg×10N/kg×4m＝160J；
（2）若水流冲击筒车的功率为40W，60s水流冲击筒车的功：
W'＝Pt＝40W×60s＝2400J；
筒车旋转一周取水的机械效率：
η＝×100%＝；
（3）该筒车2小时对水所做的功：
W水＝60×12×160J＝115200J，
根据效率公式得完全燃烧柴油放出的热量：
Q放＝＝3.84×105J，
根据Q放＝mq得需要燃烧柴油的质量：
m柴油＝＝≈3g。
答：（1）该筒车旋转一周，一个取水桶对进入接水槽的水所做的功为160J；
（2）筒车旋转一周取水的机械效率为80%；
（3）若采用效率为30%的柴油发动机代替水车旋转一小时抽相同质量的水，需要燃烧柴油的质量是9克。
【点评】本题考查了功的计算、功率公式的应用、机械效率的计算以及燃烧放热公式的应用，难度不大。
六、综合题
25．阅读短文，回答问题。
汽车的刹车系统
目前大多数汽车刹车采用油压制动，其原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。从时速100公里到静止可能只需要几秒而已，可见刹车系统承受着巨大的负荷。
油压制动刹车时滑耗的动能最终被释放掉，形成了能源的浪费，为节约能源，它能把汽车刹车制动时消耗的动能转化为电能储存在蓄电池中，同时产生汽车所需的制动力，直至汽车停止的过程中，通过发电机将动能转化为电能的效率。
（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为 　内能　，而再生制动器将动能转化为电能进行储存，此时蓄电池相当于电路中的 　用电器　。
（2）汽车在行驶过程中，很多部位会发热，如：①发动机外壳发烫；③刹车片发热；④水箱
中的水变热，其中属于通过做功改变内能的是 　D　。
A.①②③④
B.②④
C.①③
D.②③
（3）测试时，汽车在大小为1000N的牵引力作用下，以25m/s的速度正常行驶100m。此过程中　2.5×104　W。如果汽车在制动时产生恒定的刹车阻力为1.0×104N，该制动过程中汽车行驶的路程与时间的关系如图甲所示，则在0～0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功为 　1.0×105　J。
（4）某次测试中，先让汽车正常行驶，然后关闭发动机，汽车通过的路程；与对应的速度大小vk，画出Ek随s变化的图像如图乙所示，则图中表示开启再生制动器的图线是 　②　，你的判断依据是 　②动能减少的速度加快　。
（5）若汽车正常行驶时的动能为3.75×105J，某时刻关闭发动机，并同时开启再生制动器　2.25×105J　的动能转化为内能。
（6）由图像可以求出此次测试中的储能效率为 　A　。
A.40%
B.60%
C.66.7%
D.90%
【分析】（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为内能，汽车再生制动器将机械能转化为电能，与发电机的能量转化相同；
（2）改变内能的方法：一是做功，对物体做功（克服摩擦做功、压缩气体做功），物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递。据此分析判断；
（3）可利用公式P＝＝＝Fv计算牵引力的功率；由图象知0～0.5s内汽车行驶的距离，根据W＝fs得出克服刹车阻力所做的功；
（4）从图象中可以看出，汽车做匀速直线运动时速度不变，动能不变，开启了发电机后，有一部分机械能转化为电能，动能减少的速度加快，据此判断。
（5）知道汽车的储能效率，从而可以计算出动能转化为内能的效率，再利用公式W内＝Ek0η计算内能的多少。
【解答】解：（1）油压制动刹车在刹车过程中，将动能转化为内能，此时蓄电池相当于电路中的用电器；
（2）①发动机发烫，是发动机内部放出的热量传递到发动机外壳、温度升高；
②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功、温度升高；
③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功、温度升高；
④水箱中的水变热，是发动机放出的热量传递给水箱中的水、温度升高。
故选：D。
（3）汽车牵引力的功率为P＝＝＝Fv＝1000N×25m/s＝2.5×104W；
由图象知0～0.7s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功W＝fs＝1.0×103N×10m＝1.0×106J；
（4）关闭发动机后，关闭再生制动器，动能全部转化为内能，
开启再生制动器，有部分动能转化为电能，摩擦力大小不变，所以汽车动能变化曲线是②；
（5）（6）由图象可以看出正常行驶的情况下，关闭发动机后行驶s1＝40m﹣30m＝10m；开启再生制动器行驶的距离为s2＝36m﹣30m＝8m，所以转化为机械能的效率为η＝，
所以储能效率为η′＝1﹣η＝2﹣60%＝40%。
则动能转化为内能的效率为：η2＝1﹣40%＝60%，
而Ek6＝3.75×105J，
则W内＝Ek5η＝3.75×105J×60%＝7.25×105 J。
故答案为：（1）内能；用电器；（3）2.4×104；1.7×105；（4）②；动能减少的速度加快5 J；（6）A。
【点评】本题考查的知识点有，发电机的工作原理，质量、热量、阻力、时间、功、功率、转化效率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要学会从所给信息中找到有用的数据。