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2021-2022学年江苏省无锡市锡山区锡东片九年级上学期物理期中考试题及答案
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这是一份2021-2022学年江苏省无锡市锡山区锡东片九年级上学期物理期中考试题及答案，共25页。试卷主要包含了选择题，填空题，综合探究题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示，常用的杠杆工具，属于省力杠杆的是（ ）
A. 金属镊子B. 船桨
C. 钓鱼竿D. 活动扳手
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．镊子在使用时，阻力臂大于动力臂，费力杠杆，故A不符合题意；
B．船桨在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼杆在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．扳手在作用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2. 小明同学学习物理后，对以下一些数据的估测，最接近实际的是（ ）
A. 一般教学楼每层楼高约为3.3m
B. 一个普通鸡蛋的重力约为3N
C. 中学生的正常步行速度约为6m/s
D. 中学生从教学楼一楼走到四楼做的功大约为600J
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A． 一般教学楼每层楼高约为3.3m，故A符合题意；
B． 两个普通鸡蛋的重力约为1N，一个鸡蛋约为0.5N，故B不符合题意；
C． 中学生的正常步行速度约为1m/s，故C不符合题意；
D． 一个中学生约为60kg，重力为600N，从教学楼一楼走到四楼高约为10m，做的功大约为6000J，故D不符合题意。
故选A。
3. 周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，如图所示，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，她们的（ ）
A. 势能减小B. 势能增大C. 动能减小D. 动能增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】缆车匀速上山的过程中，质量不变，速度不变，但高度增大，所以动能不变，重力势能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4. 如图是酷爱篮球运动的向老师投篮过程的动作分解示意图，第一阶段将球举过头顶，第二阶段球出手，在这个过程中，手对篮球做了功的是（ ）
A. 第一阶段B. 第二阶段
C. 两个阶段都做了功D. 两个阶段都没做功
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】做功的必要条件是必须要有力作用在物体上，第二是必须在力的方向上移动距离，第一阶段两个都满足，故第一阶段做了功，而第二阶段篮球离开了手，没有了力，仅仅是由于惯性，篮球继续向前运动，故这个阶段没有做功，A符合题意。
故选A。
5. 如图所示是一个便携式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的（ ）
A. 电源B. 开关C. 导线D. 用电器
【答案】D
【解析】
【详解】在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池给手机提供电能相当于用电器；故选D．
6. 某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是（ ）
A. 动滑轮B. 定滑轮C. 轮轴D. 斜面
【答案】D
【解析】
【详解】A．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，连接在横梁上与晾衣架一起升降的滑轮为动滑轮，故A不符合题意；
B．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，固定在天花板上的滑轮为定滑轮，故B不符合题意；
C．使用轮轴可以省力，也可改变力的方向，固定在墙上有摇臂的为轮轴，故C不符合题意；
D．从晾衣架的结构图上看，没有用到斜面，故D符合题意。
故选D。
7. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰块内能为0
B. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C. 存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D. 出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
【答案】C
【解析】
【详解】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
8. 玩具警车的简化电路主要由电动机和灯泡组成，下面的设计图中电路安全且电动机和灯泡都能独立工作的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】电路安全且电动机和灯泡都能独立工作，说明电动机和灯泡时并联。
A．电动机和灯泡是串联，故A不符合题意；
B．灯泡不能独立工作，故B不符合题意；
C．电动机和灯泡时并联，且安全，故C符合题意；
D．电动机和灯泡时并联，但是开关S闭合后，电路短路，故D不符合题意。
故选C。
9. 一木块重200N，在大小为50N的水平拉力作用下，10s内沿水平地面匀速前进5m，则下列说法不正确的是（ ）
A. 该物体在运动过程中所受到的摩擦力为50N
B. 物体的重力做功为0
C. 拉力的功率为25W
D. 由于物体受到水平拉力的作用，所以它的机械能在不断地增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，水平方向上受到拉力和摩擦力，两个力平衡，水平拉力为50N，则该物体在运动过程中所受到的摩擦力为50N，A正确，故A不符合题意；
B．木块水平方向上运动，木块受到的竖直向下的重力，重力与距离垂直，则物体的重力做功为0，B正确，故B不符合题意；
C．拉力做的功
拉力的功率
C正确，故C不符合题意；
D．木块沿水平地面匀速，质量不变，速度不变，高度不变，则木块的动能和重力势能不变，机械能是动能与势能的总和，则木块的机械能不变，D错误，故D符合题意。
故选D。
10. 如图甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲、乙两物体的功率大小关系是（ ）
A. P甲P乙D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，当做功时间相同时，甲物体所做的功大于乙物体所做的功，根据P=可知，甲物体的功率大于乙物体的功率，即P甲>P乙。
故选C。
11. 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A. 整个过程中小球的机械能不变
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，则在整个过程中小球的机械能减小，故A错误；
B．虽然小球在A、B两点等高，具有的重力势能相同，但由于小球的机械能减小，所以小球在B点具有的动能小于在A点的动能，故B错误；
C．由题意可知小球在C点的速度为0，由B项分析可知小球在A点的速度大于在B点的速度，所以在A、B、C三点的速度大小关系是
νA＞νB＞νC
故C正确；
D．小球要克服摩擦力做功，机械能减小，所以在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能（此时小球的动能为0，只有重力势能），故D错误。
故选C。
12. 如图所示，用F1的力将物体B匀速提升0.5m，F1做功为3J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为5J。下列说法正确的是（ ）
A. 滑轮组的机械效率为 60%
B. F2 做功的功率比 F1做功的功率大
C. 动滑轮的重力为4N
D. 两个过程物体B都匀速运动，机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．用F1的力将物体B匀速提升0.5m做的功为有用功，则W有＝3J；借助滑轮组把物体B匀速提升相同高度，F2做的功是总功，即W总＝5J，所以滑轮组的机械效率
η＝ ×100%＝60%
故A正确；
B．由题知，F2做功多，但不知两个过程所用时间的关系，根据P＝ 可知无法确定两个力做功的功率大小，故B错误；
C．由W总＝W有+W额可知，使用滑轮组所做的额外功为
W额＝W总﹣W有＝5J﹣3J＝2J
如果忽略绳重和摩擦，根据W额＝G动h可知，动滑轮的重力为
G动＝＝4N
因滑轮组在实际使用过程中存在绳重和摩擦，所以动滑轮重要小于4N，故C错误；
D．两个过程物体B均匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度增加，则重力势能增加，其机械能增加，故D错误。
故选A。
13. 在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造；进校人员在体温正常且佩戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门，用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示佩戴了口罩，则符合改造要求的电路是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示佩戴了口罩，两个开关同时闭合时，电动机方可工作开启电动门，故两个开关应与电动机串联在电路；故D符合题意。
故选D。
14. 如图所示是小勇连接的实验电路，他检查导线连接无误后，闭合开关，发现灯泡L1、L2均不发光，于是他用一根导线来排查故障。当导线连接L1两端时两灯仍不发光，连接L2两端时L1发光、L2不发光。由此判断电路的故障是（ ）
A. L1断路B. L2断路C. L1短路D. L2短路
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．若L1断路不能形成闭合回路，所以电路中无电流，两个灯都不亮，当导线连接L1两端时L2发光L1不发光，故A不符合题意；
B．若L2断路不能形成闭合回路，所以电路中无电流，两个灯都不亮，当导线连接L1两端时两灯仍不发光，连接L2两端时L1发光、L2不发光，故B符合题意；
C．当L1短路时，L1不亮，L2亮，故C不符合题意；
D．当L2短路时，L2不亮，L1亮，故D不符合题意。
故选B。
15. 如图所示是某起重机示意图。当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，拉力始终竖直，主梁始终水平且重力和支点处的摩擦不计，则拉力F与重物到支点O的距离s的关系图象是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，以左侧的支柱为支点，拉力F为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为s，根据的平衡条件FL=Gs得
由关系式知：拉力F与重物到支点O的距离s成一次函数关系，且拉力随s的减小而减小，故B符合题意。
故选B
二、填空题
16. 江苏省园艺博览会将于2018年9月在扬州市枣林湾举行，之后该地还将承办2021年的世界园艺博览会，世园会选址枣林湾原因之一是其内有330公顷天然湿地。湿地能使周围环境昼夜的温差减小，是因为水的比热较______；夏天，湿地能使气温降低，是因为水蒸发时需要______（选填“吸热”或“放热”）。
【答案】 ①. 大 ②. 吸收
【解析】
【详解】[1]湿地周围空气中水蒸气较多，由于水的比热容较大，所以可以在一天中吸收相同热量时，温度变化较小，从而降低温差。
[2]水蒸发时会吸收周围空气的热量，所以湿地能使气温降低。
17. 如图所示是小华做的自动回转“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，当他将“魔罐”在粗糙的水平地面上滚出后，它还能自动滚回来，“魔罐”滚回时是_______能转化为___________能，小明利用硬纸片做了“会跳卡片”。卡片缚上橡皮筋后会向A面折叠，如图所示，将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面_______（填“向上”或“向下”）放置。
【答案】 ①. 弹性势 ②. 动 ③. 向下
【解析】
【分析】
【详解】[1][2] “魔罐”在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，“魔罐”开始向回滚动，在“魔罐”滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
[3]将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面向下放置，其皮筋发生形变，卡片上升的过程中速度变小，高度变大，动能转化为重力势能。
18. 呼和浩特市希拉穆仁草原的冬天，常常风雪交加，异常寒冷，牧民手冷时，总喜欢双手搓几下，就感觉暖和，这是利用______的方式使手的内能增加，或哈几口气，亦感觉暖和，这是利用_______的方式使手的内能增加。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]搓手取暖时，克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，使手的内能增加、温度升高，此过程是通过做功的方式改变手的内能。
[2]哈气取暖时，高温的水蒸气放出热量，低温的手吸收热量，使手的内能增大、温度升高，是通过热传递的方式改变了手的内能。
19. 如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为___________，这个斜面的机械效率是___________。实际匀速拉动过程中拉力一定会___________摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”），该摩擦力为___________N。
【答案】 ①. 0.5 J ②. 75% ③. 大于 ④. 0.5
【解析】
【分析】
【详解】[1] 使用该斜面所做的额外功为
该斜面所做的额外功为0.5J；
[2] 这个斜面的机械效率是
故这个斜面的机械效率是。
[3]实际匀速拉动过程中拉力一定会大于摩擦力，若不受摩擦力，物块会沿斜面向下运动，即受到了重力在水平方向上的分力，而实际匀速拉动过程中拉力与摩擦力和重力在水平方向上的分力的合力是平衡力，故拉力大于摩擦力。
[4] 摩擦力为
故摩擦力的大小为0.5N。
20. 如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是____冲程，与它原理相同的是____图所示的演示实验。汽车内某单缸汽油机飞轮转速为2400r/min，该汽油机每秒对外做功____次。
【答案】 ①. 做功 ②. F ③. 20
【解析】
【详解】[1][2]四冲程汽油机在做功冲程中，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，将内能转化为机械能，则C图是做功冲程，F图所示的演示实验原理与其相同，水的内能转化为活塞的机械能。
[3四冲程汽油机做功一次时飞轮转两圈，汽车内某单缸汽油机飞轮转速为2400r/min即40r/s，则该汽油机每秒对外做功20次。
21. 如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲___________F乙（选填“>”、“＜”或“=”），拉力做功的功率P甲___________P乙（选填“>”、“＜”或“=”），定滑轮的特点是___________。
【答案】 ①. > ②. = ③. 改变施力方向
【解析】
【分析】
【详解】[1]不计机械自重和摩擦，由定、动滑轮的使用特点可知
F甲=G
所以
F甲＞F乙
[2]如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所做的有用功一样大，不计机械自重和摩擦，做的总功相同，即
W甲=W乙
因为做功时间相同，根据公式可知做功功率相同，所以
P甲=P乙
[3]定滑轮的特点是：可以改变力的方向，但不省力。
22. 如图所示电路中，当只闭合开关______时，、并联；当同时合开关______时，电路会发生短路，损坏电源。
【答案】 ①. S1、S3 ②. S2、S3
【解析】
【分析】
【详解】[1]要使灯泡L1和L2并联，那么电流从电源正极出发后，分别经过灯泡L1、L2，然后汇合一点后回到电源的负极，由图知应闭合开关S1、S3，断开S2。
[2]当同时闭合开关S2、S3时，电流从电源正极流出不经任何用电器直接回到电源负极，会发生电源短路，将烧坏电源。
23. 如图所示，轻质细杆BC可绕竖直墙上的B点转动，末端C点挂一重物，重力为200N，拉力F始终沿水平方向，此时=45，则拉力F=______N。若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，则拉力将______。（此空选填“不变”、“变大”或“变小”）
【答案】 ①. 200 ②. 变大
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知
即
[2]若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，此时
由于，则拉力将变大。
24. 某一质量为0.05g的雨滴匀速下落，速度为7m/s，匀速下落距离为700m，g =10N/kg，假设雨滴在下落过程中质量保持不变．c水=4.2×103J/（kg•℃），这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功________ J；匀速下落过程中重力的功率________W；匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能，求这部分内能使雨滴温度升高________℃．
【答案】 ①. 0.35 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功为
[2]这段匀速下落过程所消耗的时间为
匀速下落过程中重力的功率为
[3]匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功大小等于重力所做的功，即
这个功有42%转化为雨滴的内能，即
由热量的计算公式可得雨滴升高的温度为
25. 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，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动.假设空气阻力忽略不计.
(1)图乙是小球下落速度v与下落距离h的关系图像，由图像可知:当小球竖直下落到最低点时，动能为____J，下落的最大距离为_______m.
(2)图丙是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的关系图像，由图像可知:弹性细绳原长为_______m.
(3)小球重力为_________N，小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功________J.
(4)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. 0 ②. 2,4 ③. 1.2 ④. 3
⑤. 7.2 ⑥. 1.5
【解析】
【分析】(1)分析图乙可知小球下落的最大距离，小球下落到最低点时小球速度为0，小球动能为0；
(2)由图丙知，弹力F为0时绳的长度，即弹性细绳原长；
（3）由图乙知，速度最大时，高度为1.5m，此时拉力等于重力，据此可得小球重力，在由:W=Fs求重力做的功；
(4)小球最终停止时，处于平衡状态，拉力等于重力，据此可知此时绳长．
【详解】(1)由图乙知，小球下落的最大距离为2.4m，此时小球下落到最低点，小球速度为0，则小球动能为0J；
(2)由图丙知，弹性细绳弹力F为0，绳的长度为1.2m,故弹性细绳原长为1.2m；
（3）由图乙知，速度最大时，高度为1.5m，因为小球在下落过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为0，速度达到最大，然后做减速运动，故当下落高度为1.5m时，速度最大，拉力等于重力，由图丙知，h=1.5m时，拉力F=3N，因此小球重力为3N；小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功:W=Fs=3N2.4m=7.2J;
(4)小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最终停在h=1.5m的位置；
三、综合探究题
26. (1)“节约用水，人人有责”，如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，请你在图乙所示的示意图中画出阻力F2的力臂l2以及施加在A点的最小动力F1。
(2)如图为某手电筒的结构图．请对照结构图在右方虚线框画出这种手电筒的电路图．
（3）按照要求作图。画出图中提起重物最省力的绕绳。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）延长F2的作用线，过 O点作阻力及作用线的垂线，即为阻力F2 支点 O的力臂l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，OA为最长动力臂时，动力最小， 阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图
（2）手电筒的结构图是简单的串联电路，由电源、开关、灯泡顺序串联而成，电路图如图所示
（3）要使滑轮组最省力，需要承担重物的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，故连线如下图
27. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是______，小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为______。这个结果与包装盒上注明的“能量：”不等，原因可能是______。
（3）比较不同物质吸热升温的特点，应选择______两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法，物理学中，把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。
（4）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，已知b是水，比热容为4.2×103J/（kg·℃）。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体a的比热容为_____J/（kg·℃）。
【答案】 ①. 甲乙 ②. 温度计升高的示数 ③. 天平 ④. 1.4×105 ⑤. 热传递过程有热量的损失 ⑥. 甲丙 ⑦. 2.1×103
【解析】
【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应控制加热液体相同而燃料不同，由图示可知，应选择甲、乙两图进行实验，通过温度计升高的示数来反映燃料完全燃烧放出的热量。
（2）[3]利用上述装置估测燃料的热值，要控制质量相等，需要用天平来测量。
[4][5]整盒薯片能提供的热量为
Q放=mq=0.1kg×1.4×107J/kg=1.4×106J=1400kJ＜2100kJ
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧。
（3）[6]比较不同物质吸热升温的特点：应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲丙两图进行实验。
（4）[7]由图丁可知，两种液体由20℃升高到相同的末温度80℃时，a液体用时10min，b液体用时20min；在相同的时间内，两种液体所吸收的热量是相同的，所以当两种液体升高的温度相同时，b吸收的热量是a吸收的热量的2倍，两种液体的质量相等，由Q=cmΔt可知，a的比热容是b的比热容的一半，即
ca=×4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)
28. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至水平木板上后与木块碰撞。
（1）此实验是研究______（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过_____来反映动能的大小。
（2）比较场景①和②，可探究动能大小与______的关系，结论可用来解释汽车_____（选填“超速”或“超载”）的危害。
（3）移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1______W2（选填“>”、“=”或“<”），选用这两个场景______（选填“能”或“不能”）说明小车动能与质量的关系。
【答案】 ①. 碰撞前小车 ②. 木块被推出的距离 ③. 速度 ④. 超速 ⑤. < ⑥. 能
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1][2]实验中，利用木块被推出的距离来比较碰撞前小车的动能大小。
（2）[3][4]小车在下滑过程中，将重力势能转化为动能，小车的位置越高，其重力势能越大，转化成的动能越多，小车的速度越大；比较场景①和②，小车质量相同但滑下的高度不同，可探究动能大小与速度的关系，结论可用来解释汽车超速的危害。
（3）[5][6]移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，场景④中压力更大，接触面粗糙度相同，场景④所受摩擦力更大，根据可知小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W129. 如图所示，小强在家里用筷子、细线、几块相同的橡皮擦和钢卷尺等物品“探究杠杆的平衡条件”。
（1）他将细线系在筷子的中部位置，筷子静止后如图甲所示，此时筷子处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态；接下来他应该将细线向________（填“左”或“右”）移动适当距离，让筷子在水平位置平衡，这样做除了可以消除筷子重力对实验的影响外，还有一个优点，请你写：________。
（2）调节筷子在水平位置平衡，他把数量不等的橡皮擦分别挂在筷子两侧，然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离，如图乙所示，实验数据记录在下表中。在第三次实验中________时筷子才能在水平位置平衡；在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，则筷子________（填“能”或“不能”）在水平位置平衡。
（3）小强利用实验器材将筷子制作了一把杆秤，如图丙所示，这把“杆秤”________（填“是”或“不是”）等臂杠杆；他想增加“杆秤”的量程，应将悬挂“杆秤”的细线向________移动一定的距离即可；小强将作为“秤陀”的橡皮擦取下擦了一些字以后，再用此“秤陀”称量物品的质量，则测量结果________（填“大于”“小于”或“等于”）物品的真实质量。
【答案】 ①. 平衡 ②. 左 ③. 便于力臂的测量 ④. 2 ⑤. 不能 ⑥. 不是 ⑦. 左 ⑧. 大于
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态，所以平衡。
[2]左端下沉，若想调节水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动。
[3]调节水平平衡可以消除重力对实验的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小。
（2）[4]设每个橡皮重力为G，根据杠杆平衡条件得
4G×3.5cm=n2G×7cm
解得n2=2。
[5]在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，左边为
3G×6cm
右边为
2G×8.5cm
因为
3G×6cm＞2G×8.5cm
所以不能水平平衡。
（3）[6]动力臂和阻力臂不相等，不是等臂杠杆。
[7]增加“杆秤”的量程，即可称量的物重G增大，细线向左移动一些，左边的力臂减小，根据杠杆平衡条件可知，左边物体的重力要增大。
[8]秤砣质量减小，但仍当成准确的去称量，则测量值出的数值比实际的值要大。
30. 跳绳是同学们经常进行的体育活动项目之小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量。
（2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度（人的重心上升的高度）。
（3）用________（填测量器材）记录跳次所用的________（填物理量与其对应字母）。
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率________（用字母表示）。
（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则________。
A.频率相同，体重大的功率大 B.频率相同，跳的时间长的功率大
C.体重相同，频率高的功率小 D.体重相同，跳的时间长的功率大
（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：________。
（7）若跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在内克服重力做功的平均功率为________。（取）
【答案】 ①. 秒表 ②. 时间 ③. ④. A ⑤. 降低跳起高度或减轻体重（合理即可） ⑥. 135
【解析】
【分析】
【详解】（3）[1][2]根据题意知道，需要用测量时间的工具秒表，记录跳n次所用的时间t。
（4）[3] 由知道，自己所受的重力是mg；每次克服重力所做的功
W=Gh=mgh
则跳n次所做的总功
W总=nmgh
故跳绳时克服重力的平均功率
（5）[4] AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确，B错误；
C．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C错误；
D．体重相同，跳一次做的功相同，时间越长，由 知道，功率越小，故D错误。
故选A。
（6）[5]相同时间里，跳的次数越多成绩越好。在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的。每次做的功越少，相同时间里跳的次才越多，成绩才越好。所以想提高跳绳测试的成绩，可以降低跳起高度、减肥减轻体重等。
（7）[6]根据题意知道，该同学的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
跳一次所用时间，则1min内所跳的次数
由于起跳的最大高度h=0.09m，故克服重力做功
W=G•nh=500N×180×0.09m=8100J
1min内克服重力做功平均功率
31. 小林的爸爸最近购买了一辆新型混合动力汽车，小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
(1)汽车在行驶过程中，用水冷却发动机，在发动机开始工作后的一段时间内，水箱中水的内能会____（选填“增大”、“不变”或“减小”）
(2)汽车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是____
A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力
(3)根据上表中数据所反映的规律，当汽车速度为80km/h时，对应的制动距离是____m。
(4)小林又向爸爸询问了一些汽车实测时的数据：汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为1×108J。由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了5%。
求：①汽车测试过程中牵引力做的功；（ ）
②所用燃料的热值为4.5×107 J/kg，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？（ ）
③汽车测试过程中，内燃机的效率。（ ）
【答案】 ①. 增大 ②. D ③. 32 ④. 4×107J ⑤. 1.125×108J ⑥. 40%
【解析】
【详解】(1)[1]发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。
(2)[2]由
可知，汽车最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D。
(3)[3]通过对表中数据的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有
s=32m
80km/h的制动距离为32m。
(4)①[4]由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力
F=f=4000N
汽车行驶的路程
s=vt=50km/h×0.2h=10km
则牵引力做功
W=Fs=4000N×10×103m=4×107J
②[5]燃料完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2.5kg×4.5×107J/kg=1.125×108J
③[6]增加的电能
W电=1×108J×5%=5×106J
有用能量
W有用=W+W电=4×107J+5×106J=4.5×107J
内燃机的效率
=40%
实验
左侧橡皮擦个数/个
左侧橡皮擦悬挂点距支点距离
右侧橡皮擦个数个
右侧橡皮擦悬挂点距支点距离
1
3
3.0
1
9.0
2
3
5.0
2
7.5
3
4
3.5
7.0
速度/（km•h－1）
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
50
72
1. 如图所示，常用的杠杆工具，属于省力杠杆的是（ ）
A. 金属镊子B. 船桨
C. 钓鱼竿D. 活动扳手
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．镊子在使用时，阻力臂大于动力臂，费力杠杆，故A不符合题意；
B．船桨在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故B不符合题意；
C．钓鱼杆在使用时，阻力臂大于动力臂，是费力杠杆，故C不符合题意；
D．扳手在作用时，动力臂大于阻力臂，是省力杠杆，故D符合题意。
故选D。
2. 小明同学学习物理后，对以下一些数据的估测，最接近实际的是（ ）
A. 一般教学楼每层楼高约为3.3m
B. 一个普通鸡蛋的重力约为3N
C. 中学生的正常步行速度约为6m/s
D. 中学生从教学楼一楼走到四楼做的功大约为600J
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A． 一般教学楼每层楼高约为3.3m，故A符合题意；
B． 两个普通鸡蛋的重力约为1N，一个鸡蛋约为0.5N，故B不符合题意；
C． 中学生的正常步行速度约为1m/s，故C不符合题意；
D． 一个中学生约为60kg，重力为600N，从教学楼一楼走到四楼高约为10m，做的功大约为6000J，故D不符合题意。
故选A。
3. 周末，小丽跟妈妈去千佛山游玩，如图所示，小丽和妈妈乘坐缆车匀速上山时，她们的（ ）
A. 势能减小B. 势能增大C. 动能减小D. 动能增大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】缆车匀速上山的过程中，质量不变，速度不变，但高度增大，所以动能不变，重力势能增大，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
4. 如图是酷爱篮球运动的向老师投篮过程的动作分解示意图，第一阶段将球举过头顶，第二阶段球出手，在这个过程中，手对篮球做了功的是（ ）
A. 第一阶段B. 第二阶段
C. 两个阶段都做了功D. 两个阶段都没做功
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】做功的必要条件是必须要有力作用在物体上，第二是必须在力的方向上移动距离，第一阶段两个都满足，故第一阶段做了功，而第二阶段篮球离开了手，没有了力，仅仅是由于惯性，篮球继续向前运动，故这个阶段没有做功，A符合题意。
故选A。
5. 如图所示是一个便携式充电器正在给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的（ ）
A. 电源B. 开关C. 导线D. 用电器
【答案】D
【解析】
【详解】在给手机电池充电的过程中，电能转化为电池的化学能，在电路中手机电池消耗电能，手机电池给手机提供电能相当于用电器；故选D．
6. 某升降式晾衣架的结构如图所示，该晾衣架没有应用到的简单机械是（ ）
A. 动滑轮B. 定滑轮C. 轮轴D. 斜面
【答案】D
【解析】
【详解】A．动滑轮可以省力，但不能改变力的方向，连接在横梁上与晾衣架一起升降的滑轮为动滑轮，故A不符合题意；
B．定滑轮可以改变力的方向，但不省力，固定在天花板上的滑轮为定滑轮，故B不符合题意；
C．使用轮轴可以省力，也可改变力的方向，固定在墙上有摇臂的为轮轴，故C不符合题意；
D．从晾衣架的结构图上看，没有用到斜面，故D符合题意。
故选D。
7. 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A. 0℃的冰块内能为0
B. 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
C. 存在温度差的两个物体相接触会发生热传递
D. 出笼的馒头变凉的过程中所含的热量在减少
【答案】C
【解析】
【详解】A．一切物体都有内能，0℃的冰块内能不为零，故A错误；
B．在汽油机的做功冲程中，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，内能转化为机械能，内能减小，故B错误；
C．热传递的条件是温度差，存在温度差的两个物体相接触会发生热传递，故C正确；
D．出笼的馒头变凉的过程中温度降低，内能减小，热量是过程量，不能说“含有”，故D错误。
故选C。
8. 玩具警车的简化电路主要由电动机和灯泡组成，下面的设计图中电路安全且电动机和灯泡都能独立工作的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】电路安全且电动机和灯泡都能独立工作，说明电动机和灯泡时并联。
A．电动机和灯泡是串联，故A不符合题意；
B．灯泡不能独立工作，故B不符合题意；
C．电动机和灯泡时并联，且安全，故C符合题意；
D．电动机和灯泡时并联，但是开关S闭合后，电路短路，故D不符合题意。
故选C。
9. 一木块重200N，在大小为50N的水平拉力作用下，10s内沿水平地面匀速前进5m，则下列说法不正确的是（ ）
A. 该物体在运动过程中所受到的摩擦力为50N
B. 物体的重力做功为0
C. 拉力的功率为25W
D. 由于物体受到水平拉力的作用，所以它的机械能在不断地增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．木块做匀速直线运动，处于平衡状态，受到平衡力的作用，水平方向上受到拉力和摩擦力，两个力平衡，水平拉力为50N，则该物体在运动过程中所受到的摩擦力为50N，A正确，故A不符合题意；
B．木块水平方向上运动，木块受到的竖直向下的重力，重力与距离垂直，则物体的重力做功为0，B正确，故B不符合题意；
C．拉力做的功
拉力的功率
C正确，故C不符合题意；
D．木块沿水平地面匀速，质量不变，速度不变，高度不变，则木块的动能和重力势能不变，机械能是动能与势能的总和，则木块的机械能不变，D错误，故D符合题意。
故选D。
10. 如图甲、乙两物体做功与所需时间的关系图象，由图可知，甲、乙两物体的功率大小关系是（ ）
A. P甲
【答案】C
【解析】
【详解】由图可知，当做功时间相同时，甲物体所做的功大于乙物体所做的功，根据P=可知，甲物体的功率大于乙物体的功率，即P甲>P乙。
故选C。
11. 如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度ν沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ）
A. 整个过程中小球的机械能不变
B. 小球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D. 小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．在粗糙的弧形轨道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，则在整个过程中小球的机械能减小，故A错误；
B．虽然小球在A、B两点等高，具有的重力势能相同，但由于小球的机械能减小，所以小球在B点具有的动能小于在A点的动能，故B错误；
C．由题意可知小球在C点的速度为0，由B项分析可知小球在A点的速度大于在B点的速度，所以在A、B、C三点的速度大小关系是
νA＞νB＞νC
故C正确；
D．小球要克服摩擦力做功，机械能减小，所以在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能（此时小球的动能为0，只有重力势能），故D错误。
故选C。
12. 如图所示，用F1的力将物体B匀速提升0.5m，F1做功为3J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为5J。下列说法正确的是（ ）
A. 滑轮组的机械效率为 60%
B. F2 做功的功率比 F1做功的功率大
C. 动滑轮的重力为4N
D. 两个过程物体B都匀速运动，机械能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A．用F1的力将物体B匀速提升0.5m做的功为有用功，则W有＝3J；借助滑轮组把物体B匀速提升相同高度，F2做的功是总功，即W总＝5J，所以滑轮组的机械效率
η＝ ×100%＝60%
故A正确；
B．由题知，F2做功多，但不知两个过程所用时间的关系，根据P＝ 可知无法确定两个力做功的功率大小，故B错误；
C．由W总＝W有+W额可知，使用滑轮组所做的额外功为
W额＝W总﹣W有＝5J﹣3J＝2J
如果忽略绳重和摩擦，根据W额＝G动h可知，动滑轮的重力为
G动＝＝4N
因滑轮组在实际使用过程中存在绳重和摩擦，所以动滑轮重要小于4N，故C错误；
D．两个过程物体B均匀速运动，质量不变，速度不变，则动能不变，同时高度增加，则重力势能增加，其机械能增加，故D错误。
故选A。
13. 在新冠肺炎疫情期间，为加强对进校人员的管控，学校对电动门控制系统进行了改造；进校人员在体温正常且佩戴口罩的情况下，电动机方可工作开启电动门，用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示佩戴了口罩，则符合改造要求的电路是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，用S1闭合表示体温正常，用S2闭合表示佩戴了口罩，两个开关同时闭合时，电动机方可工作开启电动门，故两个开关应与电动机串联在电路；故D符合题意。
故选D。
14. 如图所示是小勇连接的实验电路，他检查导线连接无误后，闭合开关，发现灯泡L1、L2均不发光，于是他用一根导线来排查故障。当导线连接L1两端时两灯仍不发光，连接L2两端时L1发光、L2不发光。由此判断电路的故障是（ ）
A. L1断路B. L2断路C. L1短路D. L2短路
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．若L1断路不能形成闭合回路，所以电路中无电流，两个灯都不亮，当导线连接L1两端时L2发光L1不发光，故A不符合题意；
B．若L2断路不能形成闭合回路，所以电路中无电流，两个灯都不亮，当导线连接L1两端时两灯仍不发光，连接L2两端时L1发光、L2不发光，故B符合题意；
C．当L1短路时，L1不亮，L2亮，故C不符合题意；
D．当L2短路时，L2不亮，L1亮，故D不符合题意。
故选B。
15. 如图所示是某起重机示意图。当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，拉力始终竖直，主梁始终水平且重力和支点处的摩擦不计，则拉力F与重物到支点O的距离s的关系图象是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】当重物由主梁右端缓慢移向支点O的过程中，以左侧的支柱为支点，拉力F为动力，重物对杠杆的拉力为重力，大小等于物体的重力G，动力臂为整个主梁的长度，设为L，阻力臂为s，根据的平衡条件FL=Gs得
由关系式知：拉力F与重物到支点O的距离s成一次函数关系，且拉力随s的减小而减小，故B符合题意。
故选B
二、填空题
16. 江苏省园艺博览会将于2018年9月在扬州市枣林湾举行，之后该地还将承办2021年的世界园艺博览会，世园会选址枣林湾原因之一是其内有330公顷天然湿地。湿地能使周围环境昼夜的温差减小，是因为水的比热较______；夏天，湿地能使气温降低，是因为水蒸发时需要______（选填“吸热”或“放热”）。
【答案】 ①. 大 ②. 吸收
【解析】
【详解】[1]湿地周围空气中水蒸气较多，由于水的比热容较大，所以可以在一天中吸收相同热量时，温度变化较小，从而降低温差。
[2]水蒸发时会吸收周围空气的热量，所以湿地能使气温降低。
17. 如图所示是小华做的自动回转“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，当他将“魔罐”在粗糙的水平地面上滚出后，它还能自动滚回来，“魔罐”滚回时是_______能转化为___________能，小明利用硬纸片做了“会跳卡片”。卡片缚上橡皮筋后会向A面折叠，如图所示，将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面_______（填“向上”或“向下”）放置。
【答案】 ①. 弹性势 ②. 动 ③. 向下
【解析】
【分析】
【详解】[1][2] “魔罐”在开始滚动的时候，具有动能，滚动的过程中，罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能，当动能为0时，弹性势能最大，“魔罐”开始向回滚动，在“魔罐”滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小，罐子动能增大，弹性势能转化为动能。
[3]将卡片在桌面上压平后松手，发现卡片跳起来了，实验中应将A面向下放置，其皮筋发生形变，卡片上升的过程中速度变小，高度变大，动能转化为重力势能。
18. 呼和浩特市希拉穆仁草原的冬天，常常风雪交加，异常寒冷，牧民手冷时，总喜欢双手搓几下，就感觉暖和，这是利用______的方式使手的内能增加，或哈几口气，亦感觉暖和，这是利用_______的方式使手的内能增加。
【答案】 ①. 做功 ②. 热传递
【解析】
【详解】[1]搓手取暖时，克服摩擦做功，机械能转化为手的内能，使手的内能增加、温度升高，此过程是通过做功的方式改变手的内能。
[2]哈气取暖时，高温的水蒸气放出热量，低温的手吸收热量，使手的内能增大、温度升高，是通过热传递的方式改变了手的内能。
19. 如图所示，沿斜面向上匀速拉一个重为5N的物体到斜面顶端，斜面长1.0m，高0.3m，拉力做功为2J，则使用该斜面所做的额外功为___________，这个斜面的机械效率是___________。实际匀速拉动过程中拉力一定会___________摩擦力（选填“大于”、“小于”或“等于”），该摩擦力为___________N。
【答案】 ①. 0.5 J ②. 75% ③. 大于 ④. 0.5
【解析】
【分析】
【详解】[1] 使用该斜面所做的额外功为
该斜面所做的额外功为0.5J；
[2] 这个斜面的机械效率是
故这个斜面的机械效率是。
[3]实际匀速拉动过程中拉力一定会大于摩擦力，若不受摩擦力，物块会沿斜面向下运动，即受到了重力在水平方向上的分力，而实际匀速拉动过程中拉力与摩擦力和重力在水平方向上的分力的合力是平衡力，故拉力大于摩擦力。
[4] 摩擦力为
故摩擦力的大小为0.5N。
20. 如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是____冲程，与它原理相同的是____图所示的演示实验。汽车内某单缸汽油机飞轮转速为2400r/min，该汽油机每秒对外做功____次。
【答案】 ①. 做功 ②. F ③. 20
【解析】
【详解】[1][2]四冲程汽油机在做功冲程中，进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，将内能转化为机械能，则C图是做功冲程，F图所示的演示实验原理与其相同，水的内能转化为活塞的机械能。
[3四冲程汽油机做功一次时飞轮转两圈，汽车内某单缸汽油机飞轮转速为2400r/min即40r/s，则该汽油机每秒对外做功20次。
21. 如图所示，分别用定滑轮、动滑轮把重力相同的甲、乙两物体在相同时间内匀速提升相同的高度（不计机械自重和摩擦），则所用拉力F甲___________F乙（选填“>”、“＜”或“=”），拉力做功的功率P甲___________P乙（选填“>”、“＜”或“=”），定滑轮的特点是___________。
【答案】 ①. > ②. = ③. 改变施力方向
【解析】
【分析】
【详解】[1]不计机械自重和摩擦，由定、动滑轮的使用特点可知
F甲=G
所以
F甲＞F乙
[2]如图所示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所做的有用功一样大，不计机械自重和摩擦，做的总功相同，即
W甲=W乙
因为做功时间相同，根据公式可知做功功率相同，所以
P甲=P乙
[3]定滑轮的特点是：可以改变力的方向，但不省力。
22. 如图所示电路中，当只闭合开关______时，、并联；当同时合开关______时，电路会发生短路，损坏电源。
【答案】 ①. S1、S3 ②. S2、S3
【解析】
【分析】
【详解】[1]要使灯泡L1和L2并联，那么电流从电源正极出发后，分别经过灯泡L1、L2，然后汇合一点后回到电源的负极，由图知应闭合开关S1、S3，断开S2。
[2]当同时闭合开关S2、S3时，电流从电源正极流出不经任何用电器直接回到电源负极，会发生电源短路，将烧坏电源。
23. 如图所示，轻质细杆BC可绕竖直墙上的B点转动，末端C点挂一重物，重力为200N，拉力F始终沿水平方向，此时=45，则拉力F=______N。若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，则拉力将______。（此空选填“不变”、“变大”或“变小”）
【答案】 ①. 200 ②. 变大
【解析】
【分析】
【详解】[1]根据杠杆平衡条件可知
即
[2]若保持拉力水平方向，让杠杆顺时针缓慢旋转一个小角度到虚线位置，此时
由于，则拉力将变大。
24. 某一质量为0.05g的雨滴匀速下落，速度为7m/s，匀速下落距离为700m，g =10N/kg，假设雨滴在下落过程中质量保持不变．c水=4.2×103J/（kg•℃），这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功________ J；匀速下落过程中重力的功率________W；匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能，求这部分内能使雨滴温度升高________℃．
【答案】 ①. 0.35 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]这段匀速下落过程中重力对雨滴所做的功为
[2]这段匀速下落过程所消耗的时间为
匀速下落过程中重力的功率为
[3]匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功大小等于重力所做的功，即
这个功有42%转化为雨滴的内能，即
由热量的计算公式可得雨滴升高的温度为
25. 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，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动.假设空气阻力忽略不计.
(1)图乙是小球下落速度v与下落距离h的关系图像，由图像可知:当小球竖直下落到最低点时，动能为____J，下落的最大距离为_______m.
(2)图丙是弹性细绳弹力F与小球下落距离h的关系图像，由图像可知:弹性细绳原长为_______m.
(3)小球重力为_________N，小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功________J.
(4)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. 0 ②. 2,4 ③. 1.2 ④. 3
⑤. 7.2 ⑥. 1.5
【解析】
【分析】(1)分析图乙可知小球下落的最大距离，小球下落到最低点时小球速度为0，小球动能为0；
(2)由图丙知，弹力F为0时绳的长度，即弹性细绳原长；
（3）由图乙知，速度最大时，高度为1.5m，此时拉力等于重力，据此可得小球重力，在由:W=Fs求重力做的功；
(4)小球最终停止时，处于平衡状态，拉力等于重力，据此可知此时绳长．
【详解】(1)由图乙知，小球下落的最大距离为2.4m，此时小球下落到最低点，小球速度为0，则小球动能为0J；
(2)由图丙知，弹性细绳弹力F为0，绳的长度为1.2m,故弹性细绳原长为1.2m；
（3）由图乙知，速度最大时，高度为1.5m，因为小球在下落过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为0，速度达到最大，然后做减速运动，故当下落高度为1.5m时，速度最大，拉力等于重力，由图丙知，h=1.5m时，拉力F=3N，因此小球重力为3N；小球从O点释放到下落至最低点过程中，重力做功:W=Fs=3N2.4m=7.2J;
(4)小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最终停在h=1.5m的位置；
三、综合探究题
26. (1)“节约用水，人人有责”，如图甲是用水后及时关闭水龙头时的情景，请你在图乙所示的示意图中画出阻力F2的力臂l2以及施加在A点的最小动力F1。
(2)如图为某手电筒的结构图．请对照结构图在右方虚线框画出这种手电筒的电路图．
（3）按照要求作图。画出图中提起重物最省力的绕绳。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【详解】（1）延长F2的作用线，过 O点作阻力及作用线的垂线，即为阻力F2 支点 O的力臂l2，在杠杆中的阻力、阻力臂一定的情况下，要使所用的动力最小，必须使动力臂最长，OA为最长动力臂时，动力最小， 阻力的方向已标出，所以动力的方向应该向下，连接支点O与A点，过A点作OA的垂线就得到在A点施加的最小动力F1，如下图
（2）手电筒的结构图是简单的串联电路，由电源、开关、灯泡顺序串联而成，电路图如图所示
（3）要使滑轮组最省力，需要承担重物的绳子段数最多，所以要从动滑轮绕起，故连线如下图
27. 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）。
（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是______，小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为______。这个结果与包装盒上注明的“能量：”不等，原因可能是______。
（3）比较不同物质吸热升温的特点，应选择______两图进行实验。比热容的概念采用比值定义法，物理学中，把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。
（4）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，已知b是水，比热容为4.2×103J/（kg·℃）。吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体a的比热容为_____J/（kg·℃）。
【答案】 ①. 甲乙 ②. 温度计升高的示数 ③. 天平 ④. 1.4×105 ⑤. 热传递过程有热量的损失 ⑥. 甲丙 ⑦. 2.1×103
【解析】
【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应控制加热液体相同而燃料不同，由图示可知，应选择甲、乙两图进行实验，通过温度计升高的示数来反映燃料完全燃烧放出的热量。
（2）[3]利用上述装置估测燃料的热值，要控制质量相等，需要用天平来测量。
[4][5]整盒薯片能提供的热量为
Q放=mq=0.1kg×1.4×107J/kg=1.4×106J=1400kJ＜2100kJ
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧。
（3）[6]比较不同物质吸热升温的特点：应控制燃料相同而吸热物质不同，选择甲丙两图进行实验。
（4）[7]由图丁可知，两种液体由20℃升高到相同的末温度80℃时，a液体用时10min，b液体用时20min；在相同的时间内，两种液体所吸收的热量是相同的，所以当两种液体升高的温度相同时，b吸收的热量是a吸收的热量的2倍，两种液体的质量相等，由Q=cmΔt可知，a的比热容是b的比热容的一半，即
ca=×4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)
28. “探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置如图所示：将小车从斜面上高h处由静止释放，运动至水平木板上后与木块碰撞。
（1）此实验是研究______（选填“碰撞前小车”、“碰撞后小车”或“碰撞后木块”）的动能，通过_____来反映动能的大小。
（2）比较场景①和②，可探究动能大小与______的关系，结论可用来解释汽车_____（选填“超速”或“超载”）的危害。
（3）移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，此时小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1______W2（选填“>”、“=”或“<”），选用这两个场景______（选填“能”或“不能”）说明小车动能与质量的关系。
【答案】 ①. 碰撞前小车 ②. 木块被推出的距离 ③. 速度 ④. 超速 ⑤. < ⑥. 能
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1][2]实验中，利用木块被推出的距离来比较碰撞前小车的动能大小。
（2）[3][4]小车在下滑过程中，将重力势能转化为动能，小车的位置越高，其重力势能越大，转化成的动能越多，小车的速度越大；比较场景①和②，小车质量相同但滑下的高度不同，可探究动能大小与速度的关系，结论可用来解释汽车超速的危害。
（3）[5][6]移去木块后，进行场景③和④实验时，小车在水平木板上滑行距离相同，场景④中压力更大，接触面粗糙度相同，场景④所受摩擦力更大，根据可知小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为W1、W2，则W1
（1）他将细线系在筷子的中部位置，筷子静止后如图甲所示，此时筷子处于________（填“平衡”或“非平衡”）状态；接下来他应该将细线向________（填“左”或“右”）移动适当距离，让筷子在水平位置平衡，这样做除了可以消除筷子重力对实验的影响外，还有一个优点，请你写：________。
（2）调节筷子在水平位置平衡，他把数量不等的橡皮擦分别挂在筷子两侧，然后用钢卷尺测出橡皮擦悬挂点距支点的距离，如图乙所示，实验数据记录在下表中。在第三次实验中________时筷子才能在水平位置平衡；在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，则筷子________（填“能”或“不能”）在水平位置平衡。
（3）小强利用实验器材将筷子制作了一把杆秤，如图丙所示，这把“杆秤”________（填“是”或“不是”）等臂杠杆；他想增加“杆秤”的量程，应将悬挂“杆秤”的细线向________移动一定的距离即可；小强将作为“秤陀”的橡皮擦取下擦了一些字以后，再用此“秤陀”称量物品的质量，则测量结果________（填“大于”“小于”或“等于”）物品的真实质量。
【答案】 ①. 平衡 ②. 左 ③. 便于力臂的测量 ④. 2 ⑤. 不能 ⑥. 不是 ⑦. 左 ⑧. 大于
【解析】
【分析】
【详解】（1）[1]杠杆处于静止状态或匀速转动状态时，杠杆处于平衡状态，所以平衡。
[2]左端下沉，若想调节水平平衡，应将支点向左移动，即细线向左移动。
[3]调节水平平衡可以消除重力对实验的影响，同时可从杠杆上直接读取力臂的大小。
（2）[4]设每个橡皮重力为G，根据杠杆平衡条件得
4G×3.5cm=n2G×7cm
解得n2=2。
[5]在第二次实验中，将两侧的橡皮擦向远离支点的方向移动1cm，左边为
3G×6cm
右边为
2G×8.5cm
因为
3G×6cm＞2G×8.5cm
所以不能水平平衡。
（3）[6]动力臂和阻力臂不相等，不是等臂杠杆。
[7]增加“杆秤”的量程，即可称量的物重G增大，细线向左移动一些，左边的力臂减小，根据杠杆平衡条件可知，左边物体的重力要增大。
[8]秤砣质量减小，但仍当成准确的去称量，则测量值出的数值比实际的值要大。
30. 跳绳是同学们经常进行的体育活动项目之小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）。
（1）用体重计测量自己的质量。
（2）用刻度尺测出自己每次跳起的平均高度（人的重心上升的高度）。
（3）用________（填测量器材）记录跳次所用的________（填物理量与其对应字母）。
（4）计算出跳绳时克服重力的平均功率________（用字母表示）。
（5）两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则________。
A.频率相同，体重大的功率大 B.频率相同，跳的时间长的功率大
C.体重相同，频率高的功率小 D.体重相同，跳的时间长的功率大
（6）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理的建议：________。
（7）若跳绳者的质量，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据图中所给条件，可估算出此跳绳者在内克服重力做功的平均功率为________。（取）
【答案】 ①. 秒表 ②. 时间 ③. ④. A ⑤. 降低跳起高度或减轻体重（合理即可） ⑥. 135
【解析】
【分析】
【详解】（3）[1][2]根据题意知道，需要用测量时间的工具秒表，记录跳n次所用的时间t。
（4）[3] 由知道，自己所受的重力是mg；每次克服重力所做的功
W=Gh=mgh
则跳n次所做的总功
W总=nmgh
故跳绳时克服重力的平均功率
（5）[4] AB．频率相同，体重大的，在相同时间里做的功多，功率大，所以A正确，B错误；
C．体重相同，频率高，在相同时间里做的功多，所以功率大，故C错误；
D．体重相同，跳一次做的功相同，时间越长，由 知道，功率越小，故D错误。
故选A。
（6）[5]相同时间里，跳的次数越多成绩越好。在时间相同，功率一定的情况下，所做的功是一样的。每次做的功越少，相同时间里跳的次才越多，成绩才越好。所以想提高跳绳测试的成绩，可以降低跳起高度、减肥减轻体重等。
（7）[6]根据题意知道，该同学的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
跳一次所用时间，则1min内所跳的次数
由于起跳的最大高度h=0.09m，故克服重力做功
W=G•nh=500N×180×0.09m=8100J
1min内克服重力做功平均功率
31. 小林的爸爸最近购买了一辆新型混合动力汽车，小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
(1)汽车在行驶过程中，用水冷却发动机，在发动机开始工作后的一段时间内，水箱中水的内能会____（选填“增大”、“不变”或“减小”）
(2)汽车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是____
A．安全 B．省油 C．减小摩擦 D．增大爬坡的牵引力
(3)根据上表中数据所反映的规律，当汽车速度为80km/h时，对应的制动距离是____m。
(4)小林又向爸爸询问了一些汽车实测时的数据：汽车启动或低速行驶时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为1×108J。由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h，同时蓄电池的电能增加了5%。
求：①汽车测试过程中牵引力做的功；（ ）
②所用燃料的热值为4.5×107 J/kg，测试过程中消耗2.5kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？（ ）
③汽车测试过程中，内燃机的效率。（ ）
【答案】 ①. 增大 ②. D ③. 32 ④. 4×107J ⑤. 1.125×108J ⑥. 40%
【解析】
【详解】(1)[1]发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增加。
(2)[2]由
可知，汽车最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D。
(3)[3]通过对表中数据的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有
s=32m
80km/h的制动距离为32m。
(4)①[4]由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力
F=f=4000N
汽车行驶的路程
s=vt=50km/h×0.2h=10km
则牵引力做功
W=Fs=4000N×10×103m=4×107J
②[5]燃料完全燃烧放出的热量
Q放=mq=2.5kg×4.5×107J/kg=1.125×108J
③[6]增加的电能
W电=1×108J×5%=5×106J
有用能量
W有用=W+W电=4×107J+5×106J=4.5×107J
内燃机的效率
=40%
实验
左侧橡皮擦个数/个
左侧橡皮擦悬挂点距支点距离
右侧橡皮擦个数个
右侧橡皮擦悬挂点距支点距离
1
3
3.0
1
9.0
2
3
5.0
2
7.5
3
4
3.5
7.0
速度/（km•h－1）
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
50
72
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