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江苏省无锡市太湖格致中学2023-2024学年九年级上学期期中考试物理试题（原卷版+解析版）
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1. 如图所示的工具中，能省距离的是（ ）
A. 理发剪B. 起瓶器
C 核桃夹D. 老虎钳
【答案】A
【解析】
【详解】A．理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故A正确；
B．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故B错误；
C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故C错误；
D．老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故D错误。
故选A。
2. 投掷实心球是我市体育中考项目之一。投掷过程中，考生对实心球没有做功的是（ ）
A. 从地面拿起实心球B. 将实心球举高
C. 用力将实心球掷出D. 实心球离开手后继续在空中飞行
【答案】D
【解析】
【详解】做功的两个必要条件是首先要有力，其次物体要在该力的方向上移动距离。从地面拿起实心球、将实心球举高、用力将实心球掷出都满足做功的两个必要条件，即有力且在力的方向上也有距离；而D选项实心球离开手后手就对球没有了力的作用，所以考生对实心球没有做功。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 如图老人体重比小孩的大，爬上相同的楼梯，下列说法中错误的是（ ）
A. 小孩体重小做的功少
B. 老人体重大做的功多
C. 小孩比老人先到达，小孩的功率一定大
D. 老人比小孩先到达，老人的功率一定大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．老人体重比小孩的大，爬上相同的楼梯，上升高度相同，由得，老人体重大做的功多，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．小孩比老人先到达，小孩运动的时间较小，人小孩克服重力做的功较小，由得，无法比较小孩与老人做功的快慢，故C错误，符合题意；
D．老人比小孩先到达，老人运动的时间较小，老人克服重力做的功较多，由得，老人的功率一定大，故D正确，不符合题意。
故选AC。
4. 肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A. 前臂杠杆是省力杠杆
B. 肘关节处可以视为支点
C. 肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力
D. 前臂保持水平时，阻力臂最长
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。
D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可判断（ ）
A. 灯L1短路B. 灯L2短路C. 灯L1断路D. 灯L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图所示，若开关S闭合后，灯L1与L2串联接入电路。由串联电路特点知，一个用电器因短路不能工作，其它用电器仍工作。所以L1短路，L2发光；L2短路，L1发光，故AB不符合题意；
CD．由图所示，若开关S闭合后，灯L1与L2串联接入电路。由串联电路特点知，一个用电器因断路不能工作，其它用电器仍都不能工作。所以L1断路，L1、L2不发光；L2断路，L1、L2不发光；若L1断路，将导线并联在L1两端时，L2是通路会发光；若L2断路，将导线并联在L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
6. 甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1，G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A. 若G1=G2，拉力做的额外功一定相同
B. 若G1 >G2，拉力做的总功可能相同
C. 若G1=G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D. 用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．若G1=G2，由于乙滑轮组的动滑轮多了一个，故额外功比较大，故A选项错误；
B．若G1 >G2，则甲滑轮组的有用功比乙多，而乙的额外功比甲大，故可能总功相同，故B选项正确；
C．若G1=G2，甲乙两滑轮组的做的有用功相同，而乙由于多用了一个动滑轮，额外功比较大，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故C选项错误；
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，有用功所占总功的比值不同，故机械效率不同，故D选项错误。
故选B。
7. 斜面也是一种简单机械．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为，长为，工人用沿斜面方向的力将重为的箱子从斜面底端推到车上。下列分析与计算正确的是（ ）
A. 利用斜面可以省力，也可以省功
B. 若只减小斜面的坡度，工人所需的推力将增大
C. 在此过程中斜面的机械效率为
D. 重物移动过程中受到的摩擦力为
【答案】C
【解析】
【详解】A．利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功，故A错误；
B．减小斜面的坡度，距离变长，根据W=Fs可知，在做功不变的情况下，推力减小，故B错误；
C．工人师傅做的总功
W总=Fs=400N×3m=1200J
工人师傅做的有用功
W有用=Gh=900N×1m=900J
斜面的机械效率
故C正确；
D．根据
W总=W有用+W额
所以克服摩擦做的额外功
W额=W总−W有用=1200J−900J=300J
因为W额=fs，所以重物移动过程中的摩擦力
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 热传递过程中，热量从内能大的物体传向内能小的物体
B. 燃料热值越大，燃烧时放出的热量越多
C. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D. 物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．发生热传递时，热量从是从温度高的物体传递给温度低的物体。而不是从内能大的物体传递给内能小的物体，故A错误；
B．燃料燃烧放出热量多少与燃料的热值、燃料的质量、是否完全燃烧等多个因素有关，故B错误；
C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高。热量是个过程量，不能说汤含有的热量较多，故C错误；
D．物体温度升高，内能一定增加，但不一定吸收热量，可能是外界对物体做功，故D正确。
故选D。
10. 对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是
A. 甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B. 乙图中一定质量的冰在熔化过程中，温度不变，但内能增加
C. 丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D. 丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对外做功，内能减小，故A错误；
B．乙图中一定质量的冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确；
C．丙图中活塞向上运动是内燃机的压缩冲程，故C错误；
D．丁图中小朋友下滑时，机械能减小，内能增加，机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
11. 乘坐高铁可直接刷身份证进站，闸机口通过人脸识别系统确保“人”“证”一致，闸机门才打开通行。用M代表闸门，则如图中电路可实现上述要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，只有“人”“证”一致的情况下，闸机自动打开，这说明“人脸识别”开关和“身份证识别”开关相互影响，两个开关是串联的，然后与电动机串联，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12. 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。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述错误的是（ ）
A. 弹性细绳原长1.2m
B. 小球下落的最大高度为2.4m
C. 小球最终停在1.2m的位置
D. 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹性细绳的最大弹性势能为7.2J
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m，故A正确；
B．由图乙知小球下落的最大高度为2.5m，故B错误；
CD．由图丙知，由图像知图像为一次函数图像，解析式为，把（1.2，0）（8，2.0）代入解析式得
解析式为
当h＝1.5m时，拉力F＝3N，即G＝3N，因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，所以弹性细绳的最大弹性势能为
因为小球在下落过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为零，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；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，故C错误、D正确。
故选BC。
二、填空（每空1分，共36分）
13. 2023年杭州亚运会首枚金牌在赛艇赛场上诞生。中国组合邹佳琪，邱秀萍在女子轻量级双人双桨项目决赛中，收获杭州亚运会首金，如图所示是当时决赛的场景，该船桨属于_______________（省力/费力/等臂）杠杆；运动员奋力划桨，皮划艇向前加速运动，其动能_______________（增大/减小/不变）。
【答案】 ①. 费力 ②. 增大
【解析】
【详解】[1]船桨在使用过程中，阻力臂大于动力臂，阻力小于动力，所以船桨属于费力杠杆。
[2]皮划艇向前加速运动，速度变大，动能增大。
14. 许多宾馆都利用房卡取电，如图所示，只有把房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用.房卡的作用相当于家庭电路中的________，通电后用一个便携式充电器给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的________.（选填“电源”、“用电器”或“开关”）.
【答案】 ①. 开关 ②. 用电器
【解析】
【详解】房卡能够控制房间内所有的用电器，作用相当于电路中的干路开关，即家庭电路中的总开关．在给手机充电时，手机是消耗电能的，相当电路中的用电器．
【考点】电路的构成
15. 图1中，旗杆顶部有一个_______滑轮，图2中，环卫工人使用的扫帚可以省_______；如图3所示，使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是_______（选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力；如图4所示，上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的_______，可以省力；图5的螺丝刀也是一种简单机械，手柄_______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
【答案】 ①. 定 ②. 距离 ③. 减小 ④. 斜面 ⑤. 粗
【解析】
【详解】[1]旗杆顶部的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮。
[2]环卫工人使用的扫帚，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离。
[3]使用剪刀时，在同样的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2知道，阻力和动力臂一定时，阻力臂L2越小，动力越小、越省力，因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
[4]盘山公路相当于简单机械中的斜面，加长了运动距离，但可以省力。
[5]螺丝刀手柄属于轮轴中的轮，同样的轴，轮越大就越省力，因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
16. 在九年级体能测试中，小伟在1min内绳跳120次，每次跳离地面的高度约为5cm。则小伟跳绳一次克服自身所受重力做的功约为______J，小伟在1min内跳绳的功率约为______W。（合理即可）
【答案】 ①. 25 ②. 50
【解析】
【详解】[1]中学生质量约为50kg，所以小伟跳绳一次克服自身所受重力做的功约为
[2] 小伟在1min内绳跳120次，则所做总功为
所以小伟在1min内跳绳的功率约为
17. 神舟十六号载人飞船于2023年5月成功发射，载人飞船加速升空的过程中，航天员的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”），航天员的机械能__________（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 ①. 变大 ②. 不守恒
【解析】
【详解】[1][2]载人飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能增大，因而航天员的机械能增大，即不守恒。
18. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，让皮球从不同高度处自由下落撞击纸面。碰撞使得皮球发生 _______形变并在纸上留下黑色圆斑，此过程能量的转化是 _____；分析图中两个圆斑大小可知：低速碰撞形成的圆斑是 _____图。
【答案】 ①. 弹性 ②. 动能转化为弹性势能 ③. A
【解析】
【详解】[1] [2] [3]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可知：低速碰撞的球动能小，转化为弹性势能小，形成的圆斑小，故形成的圆斑是A。
19. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。
【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。
20. 如图所示，物体重G为270N，现在拉力F为100N的作用下匀速上升了4m。若不计绳重和摩擦，则该滑轮组的机械效率为 ________；如果在它的下面挂上重为540N的重物，把重物提升4m所用的时间是5s，求此时拉力的功率为 ________W。
【答案】 ①. 90% ②. 456
【解析】
【详解】[1]由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为
[2]动滑轮重为
G动＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N
如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时拉力为
拉力做的功为
则拉力的功率为
21. 压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该过程使气球内气体的内能 _______（选填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化与内燃机的 _______冲程相同；
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 _______（进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 _______。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 _______次。
【答案】 ①. 减小 ②. 做功 ③. 进气 ④. 降低 ⑤. 20
【解析】
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，气球内的气体喷出时，内能转化为机械能，球内气体的内能将减小，所以气球内的气体喷出时的能量转化与热机做功冲程相同。
（2）[3][4]如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低。
[5]该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。
22. 十字路口交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人，据你对交通指示灯的了解可以推断红灯、黄灯、绿灯是 ______ 的（选填“串联”或“并联”）。马路上的路灯总是在傍晚同时点亮，到早上同时熄灭，它们间是 ____ 的（选填“串联”或“并联”）。
【答案】 ①. 并联 ②. 并联
【解析】
【详解】[1][2]电路连接方式中有并联和串联，串联电路中只有一条路径，一个用电器损坏，其余用电器均不能工作，各用电器相互影响，不能独立工作。并联电路中电流有多条路径，一条支路断开，其余支路不受影响，即用电器可以独立工作。交通灯中各种颜色的灯都能独立的工作，互不影响，所以各灯之间是并联的。马路上的路灯之间也是并联的，如果盏灯断开，其余灯泡不受影响。虽然能同时亮，同时灭，这是因为控制路灯的开关安装在干路上。
23. 2023年9月10日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞，随后顺利将遥感四十号卫星准确送入预定轨道。“一箭三星”发射任务取得圆满成功。该运载火箭发动机采用热值很大的液氢作为燃料，燃料燃烧将化学能转化为 _______，再通过 _______的方式转化为机械能，散失的能量越少，发动机效率越 _____（选填“高”或“低”）；火箭用液态氢做燃料是因为液态氢具有较大的 _______。
【答案】 ①. 内能 ②. 做功 ③. 高 ④. 热值
【解析】
【详解】[1][2]燃料燃烧向外放热，将化学能转化为内能，转化而来的内能又通过做功的方式转化为机械能。
[3]燃料完全燃烧放出相等的热量时，散失的能量越少，即额外功少，则利用的能量越多，根据公式可知，发动机效率越高。
[4]相等质量的燃料，完全燃烧时，氢放出的能量较多，即氢的热值大，所以火箭用液态氢做燃料是因为液态氢具有较大的热值。
24. 小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4kg，汽车能量流程图如图所示，该汽车的效率为___________，汽油完全燃烧放出的热量为___________J，汽车输出的有用功为___________J。（已知）
【答案】 ①. 30% ②. ③.
【解析】
【详解】[1]汽车能量流程图如图所示，该汽车的效率为
[2]汽油完全燃烧放出的热量为
[3]汽车输出的有用功为
25. 图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情境，图乙是简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，AO:BO=2:1，B端挂有重为160N的石块P，A端挂有重为20N的空桶木桶Q（绳重忽略不计，g取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。向下拉绳放下空桶时拉力为 _______N，向上拉绳提起装满水的桶刚离开水面时拉力为 _______N。
【答案】 ①. 60 ②. 40
【解析】
【详解】[1]根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，杠杆平衡时A端的拉力
放下空桶时，向下拉绳子的力
F1=FA-G桶=80N-20N=60N
[2]装满水时，桶和水的总重力
G总=G桶+G水=20N+100N=120N
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
F2=G总-FA=120N-80N=40N
三、解答题（共40分）
26. 图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力和阻力的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】据杠杆的平衡条件，力最小，则力臂最大，连接OB为最大力臂，过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力；将F2的作用线反向延长，过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。作图如下：
27. 在地面上用如图的滑轮组提升重物，面出滑轮组的绕绳方式。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知，人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示：
28. 根据如图所示的实物连线图，在虚线方框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知，两灯泡并联，开关S1在干路上控制整个电路，开关S2在L2支路上，由此画出电路图如图所示：
29. 2023年9月23日，第19届亚运会在中国杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），甲醇的热值约为2.3×107J/kg。求：
（1）完全燃烧4.2kg甲醇能放出多少热量？
（2）若4.2kg甲醇完全燃烧释放热量60%能被水吸收，可以使0.23t初温为20℃的水的温度上升多少℃？
【答案】（1）9.66×107 J；（2）60℃
【解析】
【详解】解：（1）甲醇完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量
水的质量
m＝0.23t＝230kg
水升高的温度是
答：（1）甲醇完全燃烧放出的热量为9.66×107 J；
（2）水的温度升高了60℃。
30. 小明在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
（1）实验前将杠杆放置在水平桌面上，杠杆静止时如图甲所示，接下来应将杠杆的平衡螺母向 _____（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平静止状态；这样做的目的是 __；
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A点下方再加挂2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，他可以将挂在B点的钩码向右移动 _____格；
（3）小刚同学用如图丙所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 _____；
（4）某同学设计了如图丁所示的实验情景：测力计水平拉动，杠杆水平平衡。该同学的设想 ____（选填“符合”或“不符合”）实际；
（5）实验中，改变力和力臂的大小多次实验得到多组数据的目的是 __。
【答案】 ①. 左 ②. 便于测量力臂 ③. 2 ④. 杠杆的重力对杠杆转动产生了影响 ⑤. 不符合 ⑥. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验前发现杠杆静止时，此时处于平衡状态，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，他应将杠杆左端的平衡螺母向左调节，或将杠杆右端的平衡螺母向左调节，直至杠杆水平平衡。
（2）[3]设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，小明尝试在A点下方再加挂2个相同的钩码
所以杠杆左端下沉；为使杠杆保持水平平衡，根据杠杆平衡条件可得
解得n＝5，所以应该将挂在B点的钩码向右移动2格。
（3）[4]图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
（4）[5]由图丁所示的实验情景可知，测力计水平拉动杠杆时，拉力的力臂为0，而钩码的重力与其力臂的乘积不为0，不能满足杠杆的平衡条件，所以杠杆无法在水平位置平衡。
（5）[6]多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是得出的结论更具有普遍性。
31. 如下图所示是某学习小组“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=mBhB。
（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.小球到达水平面时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击的动能
（2）实验中通过观察___________来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫___________；
（3）由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与___________的关系；
（4）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，则f1___________f2（选填“>”“=”或“<”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1___________W2（选填“>”“=”或“<”）；
（5）实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如下表：
分析表格中对应的数据可知，___________对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】 ①. B ②. 木块滑动的距离 ③. 转换法 ④. 速度 ⑤. = ⑥. > ⑦. 速度
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，实验中通过木块被撞击的距离来反映小球的动能，因此探究的是小球到达水平面时的动能。
故选B。
（2）[2][3]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）[4]由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，从而使两物体的速度不同来研究动能大小与物体速度的关系，从实验结果可得：物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（4）[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，接触面粗糙程度不变，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2。
[6]小球在运动过程中克服摩擦力做功，最终都停下，因此动能变化量等于克服摩擦力所做的功，由题意可知，A球到达水平面时的动能较大，因此A球克服摩擦做功较多，因此W1>W2。
（5）[7]实验2与实验1相比，小球的质量相同，实验2的小球自由滚下的高度是实验的2倍，实验2的木块被撞后运动的距离是实验l的4倍；实验3与实验1相比，小球的自由滚下的高度相同，实验3的小球的质量是实验1的2倍，实验3的木块被撞后运动的距离为实验1的2倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现，由此可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
32. 在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同。
（1）在烧杯中分别装入____相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）；
（2）若要比较不同物质的吸热本领：
①应选择 ____两图进行实验；
②该实验是通过比较 ____来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；
③冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），由图丁可知，应选择 _____（A/B），若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 ____；
（3）若要比较不同燃料的热值，应选择 ________两图进行实验。通过实验得到的燃料热值与实际相比将偏 _____（选填“大”或“小”）。
【答案】 ①. 质量 ②. 甲、丙 ③. 加热时间 ④. B ⑤. 2.1×103 ⑥. 甲、乙 ⑦. 小
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法可知，实验中需要控制液体的质量相同。
（2）①[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验。
②[3]该实验是通过比较加热时间来间接反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同。
③[4]因质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B吸热多，B的吸热能力，比热容大，根据Q=cmΔt，质量相同的A、B液体降低相同的温度，B放热多效果好；故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择B。
[5]B为水，根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，由图可知，升高相同的温度，A的加热时间是10min，B的加热时间是20min，则A的比热容为水的比热容的一半，即A液体的比热容为
（3）[6][7]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小。
33. 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，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，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，现在的混合动力汽车采用再生制动器，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，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，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；②轮胎发热；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，汽车牵引力的功率为 ___________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，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，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，由图像可知最终有 ___________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%
【答案】 ①. 内能 ②. 用电器 ③. D ④. 2.5×104 ⑤. 1.0×105 ⑥. ② ⑦. 动能减少的速度加快 ⑧. 2.25×105 J ⑨. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]油压制动刹车在刹车过程中，速度减小，所以动能减小，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）[3]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，使外壳的内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能；
②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功，使轮胎的内能增加、温度升高，是通过做功改变物体内能；
③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功改变物体内能；
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，使水的内能增大、温度升高，是通过热传递改变物体的内能。
综上所述可知，②③是通过做功改变物体的内能，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（3）[4]汽车牵引力的功率
[5]由图像知，0~0.5s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功
W=fs=1.0×104N×10m=1.0×105J
（4）[6][7]关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，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，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是②。
（6）[9]由图像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
s2=36m-30m=6m
所以转化为机械能的效率
所以储能效率
η′=1-η=1-60%=40%
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（5）[8]则动能转化为内能的效率
η2=1-40%=60%
而汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J，则转化的内能
W内=Ek0η=3.75×105J×60%=2.25×105J实验序号
钢球的质量m/g
钢球自由滚下速度v/（cm/s）
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
1. 如图所示的工具中，能省距离的是（ ）
A. 理发剪B. 起瓶器
C 核桃夹D. 老虎钳
【答案】A
【解析】
【详解】A．理发剪在使用过程中，动力臂小于阻力臂，属于费力杠杆，费力省距离，故A正确；
B．起瓶器在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故B错误；
C．核桃夹在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故C错误；
D．老虎钳在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，省力费距离，故D错误。
故选A。
2. 投掷实心球是我市体育中考项目之一。投掷过程中，考生对实心球没有做功的是（ ）
A. 从地面拿起实心球B. 将实心球举高
C. 用力将实心球掷出D. 实心球离开手后继续在空中飞行
【答案】D
【解析】
【详解】做功的两个必要条件是首先要有力，其次物体要在该力的方向上移动距离。从地面拿起实心球、将实心球举高、用力将实心球掷出都满足做功的两个必要条件，即有力且在力的方向上也有距离；而D选项实心球离开手后手就对球没有了力的作用，所以考生对实心球没有做功。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3. 如图老人体重比小孩的大，爬上相同的楼梯，下列说法中错误的是（ ）
A. 小孩体重小做的功少
B. 老人体重大做的功多
C. 小孩比老人先到达，小孩的功率一定大
D. 老人比小孩先到达，老人的功率一定大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．老人体重比小孩的大，爬上相同的楼梯，上升高度相同，由得，老人体重大做的功多，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意；
C．小孩比老人先到达，小孩运动的时间较小，人小孩克服重力做的功较小，由得，无法比较小孩与老人做功的快慢，故C错误，符合题意；
D．老人比小孩先到达，老人运动的时间较小，老人克服重力做的功较多，由得，老人的功率一定大，故D正确，不符合题意。
故选AC。
4. 肱二头肌收缩产生的力使前臂骨骼绕肘关节转动，此时前臂骨骼可以看成一个杠杆模型，简称前臂杠杆。如图所示，手提重物时，对前臂杠杆的分析错误的是（ ）
A. 前臂杠杆是省力杠杆
B. 肘关节处可以视为支点
C. 肱二头肌对前臂杠杆的牵引力是动力
D. 前臂保持水平时，阻力臂最长
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．用手提起物体时，人的前臂相当于一个杠杆，肱二头肌给桡骨的力F1是动力，重物给前臂的力F2是阻力，杠杆围绕肘关节转动，因此支点O在肘关节处。用手向上举物体时，动力臂小于阻力臂，因此前臂是一个费力杠杆；故A错误，符合题意，BC正确，不符合题意。
D．前臂保持水平时，阻力F2到支点的作用线的距离最远，即阻力臂最长，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 如图所示，若开关S闭合后，灯L1、L2均不亮，小华同学利用一根导线去查找电路故障，当她将导线连接在灯L1两端时，两灯均不亮，将导线连接在灯L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮。由此可判断（ ）
A. 灯L1短路B. 灯L2短路C. 灯L1断路D. 灯L2断路
【答案】D
【解析】
【详解】AB．由图所示，若开关S闭合后，灯L1与L2串联接入电路。由串联电路特点知，一个用电器因短路不能工作，其它用电器仍工作。所以L1短路，L2发光；L2短路，L1发光，故AB不符合题意；
CD．由图所示，若开关S闭合后，灯L1与L2串联接入电路。由串联电路特点知，一个用电器因断路不能工作，其它用电器仍都不能工作。所以L1断路，L1、L2不发光；L2断路，L1、L2不发光；若L1断路，将导线并联在L1两端时，L2是通路会发光；若L2断路，将导线并联在L2两端时，灯L1亮而灯L2不亮，故C不符合题意，D符合题意。
故选D。
6. 甲、乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮重力都相同，用它们分别将重物G1，G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦与绳重，下列说法中正确的是（ ）
A. 若G1=G2，拉力做的额外功一定相同
B. 若G1 >G2，拉力做的总功可能相同
C. 若G1=G2，甲的机械效率小于乙的机械效率
D. 用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．若G1=G2，由于乙滑轮组的动滑轮多了一个，故额外功比较大，故A选项错误；
B．若G1 >G2，则甲滑轮组的有用功比乙多，而乙的额外功比甲大，故可能总功相同，故B选项正确；
C．若G1=G2，甲乙两滑轮组的做的有用功相同，而乙由于多用了一个动滑轮，额外功比较大，故甲的机械效率大于乙的机械效率，故C选项错误；
D．用甲、乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，有用功所占总功的比值不同，故机械效率不同，故D选项错误。
故选B。
7. 斜面也是一种简单机械．工人师傅常利用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，斜面高为，长为，工人用沿斜面方向的力将重为的箱子从斜面底端推到车上。下列分析与计算正确的是（ ）
A. 利用斜面可以省力，也可以省功
B. 若只减小斜面的坡度，工人所需的推力将增大
C. 在此过程中斜面的机械效率为
D. 重物移动过程中受到的摩擦力为
【答案】C
【解析】
【详解】A．利用斜面提升物体可以省力，但费距离，不省功，故A错误；
B．减小斜面的坡度，距离变长，根据W=Fs可知，在做功不变的情况下，推力减小，故B错误；
C．工人师傅做的总功
W总=Fs=400N×3m=1200J
工人师傅做的有用功
W有用=Gh=900N×1m=900J
斜面的机械效率
故C正确；
D．根据
W总=W有用+W额
所以克服摩擦做的额外功
W额=W总−W有用=1200J−900J=300J
因为W额=fs，所以重物移动过程中的摩擦力
故D错误。
故选C。
8. 如图所示，从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，你认为排球运动的轨迹最有可能的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起，由于草地松软，撞击时损失的机械能较多，弹起的高度比原来的高度低较多，当第二次从水泥地上弹起时，水泥地坚硬，撞击损失的能量较少，反弹后最大高度降低较小，但一定比草地上反弹最大高度小，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
9. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 热传递过程中，热量从内能大的物体传向内能小的物体
B. 燃料热值越大，燃烧时放出的热量越多
C. 我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多
D. 物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A．发生热传递时，热量从是从温度高的物体传递给温度低的物体。而不是从内能大的物体传递给内能小的物体，故A错误；
B．燃料燃烧放出热量多少与燃料的热值、燃料的质量、是否完全燃烧等多个因素有关，故B错误；
C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高。热量是个过程量，不能说汤含有的热量较多，故C错误；
D．物体温度升高，内能一定增加，但不一定吸收热量，可能是外界对物体做功，故D正确。
故选D。
10. 对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是
A. 甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加
B. 乙图中一定质量的冰在熔化过程中，温度不变，但内能增加
C. 丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程
D. 丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能
【答案】B
【解析】
【详解】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对外做功，内能减小，故A错误；
B．乙图中一定质量的冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变，但内能增加，故B正确；
C．丙图中活塞向上运动是内燃机的压缩冲程，故C错误；
D．丁图中小朋友下滑时，机械能减小，内能增加，机械能转化为内能，故D错误。
故选B。
11. 乘坐高铁可直接刷身份证进站，闸机口通过人脸识别系统确保“人”“证”一致，闸机门才打开通行。用M代表闸门，则如图中电路可实现上述要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，只有“人”“证”一致的情况下，闸机自动打开，这说明“人脸识别”开关和“身份证识别”开关相互影响，两个开关是串联的，然后与电动机串联，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
12. 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。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。根据图像可知，下列描述错误的是（ ）
A. 弹性细绳原长1.2m
B. 小球下落的最大高度为2.4m
C. 小球最终停在1.2m的位置
D. 已知小球在下落过程中减少的重力势能等于它所受重力做的功。不计空气阻力，则弹性细绳的最大弹性势能为7.2J
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图丙知：当拉力为零时弹性绳的长度为1.2m，即弹性细绳原长为1.2m，故A正确；
B．由图乙知小球下落的最大高度为2.5m，故B错误；
CD．由图丙知，由图像知图像为一次函数图像，解析式为，把（1.2，0）（8，2.0）代入解析式得
解析式为
当h＝1.5m时，拉力F＝3N，即G＝3N，因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，所以弹性细绳的最大弹性势能为
因为小球在下落过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为零，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；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，故C错误、D正确。
故选BC。
二、填空（每空1分，共36分）
13. 2023年杭州亚运会首枚金牌在赛艇赛场上诞生。中国组合邹佳琪，邱秀萍在女子轻量级双人双桨项目决赛中，收获杭州亚运会首金，如图所示是当时决赛的场景，该船桨属于_______________（省力/费力/等臂）杠杆；运动员奋力划桨，皮划艇向前加速运动，其动能_______________（增大/减小/不变）。
【答案】 ①. 费力 ②. 增大
【解析】
【详解】[1]船桨在使用过程中，阻力臂大于动力臂，阻力小于动力，所以船桨属于费力杠杆。
[2]皮划艇向前加速运动，速度变大，动能增大。
14. 许多宾馆都利用房卡取电，如图所示，只有把房卡插入槽中，房间内的用电器才能使用.房卡的作用相当于家庭电路中的________，通电后用一个便携式充电器给手机电池充电，在充电过程中，该手机电池相当于电路中的________.（选填“电源”、“用电器”或“开关”）.
【答案】 ①. 开关 ②. 用电器
【解析】
【详解】房卡能够控制房间内所有的用电器，作用相当于电路中的干路开关，即家庭电路中的总开关．在给手机充电时，手机是消耗电能的，相当电路中的用电器．
【考点】电路的构成
15. 图1中，旗杆顶部有一个_______滑轮，图2中，环卫工人使用的扫帚可以省_______；如图3所示，使用剪刀时，把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴，目的是_______（选填“增大”或“减小”）阻力臂，这样剪断物体更省力；如图4所示，上山的公路修成盘山公路，是因为盘山公路相当于简单机械中的_______，可以省力；图5的螺丝刀也是一种简单机械，手柄_______（选填“粗”或“细”）一些的螺丝刀用起来更省力。
【答案】 ①. 定 ②. 距离 ③. 减小 ④. 斜面 ⑤. 粗
【解析】
【详解】[1]旗杆顶部的滑轮在使用时，轴的位置固定不动，是定滑轮。
[2]环卫工人使用的扫帚，在使用过程中，动力臂小于阻力臂，是费力杠杆，但省距离。
[3]使用剪刀时，在同样的情况下，把被剪物体往剪刀转动轴靠近，减小了阻力臂，由F1L1=F2L2知道，阻力和动力臂一定时，阻力臂L2越小，动力越小、越省力，因此这样做的目的是减小阻力臂，可以省力。
[4]盘山公路相当于简单机械中的斜面，加长了运动距离，但可以省力。
[5]螺丝刀手柄属于轮轴中的轮，同样的轴，轮越大就越省力，因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
16. 在九年级体能测试中，小伟在1min内绳跳120次，每次跳离地面的高度约为5cm。则小伟跳绳一次克服自身所受重力做的功约为______J，小伟在1min内跳绳的功率约为______W。（合理即可）
【答案】 ①. 25 ②. 50
【解析】
【详解】[1]中学生质量约为50kg，所以小伟跳绳一次克服自身所受重力做的功约为
[2] 小伟在1min内绳跳120次，则所做总功为
所以小伟在1min内跳绳的功率约为
17. 神舟十六号载人飞船于2023年5月成功发射，载人飞船加速升空的过程中，航天员的动能__________（选填“变大”“变小”或“不变”），航天员的机械能__________（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 ①. 变大 ②. 不守恒
【解析】
【详解】[1][2]载人飞船加速升空的过程中，航天员的质量不变，速度变大，动能变大，高度增加，重力势能增大，因而航天员的机械能增大，即不守恒。
18. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，让皮球从不同高度处自由下落撞击纸面。碰撞使得皮球发生 _______形变并在纸上留下黑色圆斑，此过程能量的转化是 _____；分析图中两个圆斑大小可知：低速碰撞形成的圆斑是 _____图。
【答案】 ①. 弹性 ②. 动能转化为弹性势能 ③. A
【解析】
【详解】[1] [2] [3]使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可知：低速碰撞的球动能小，转化为弹性势能小，形成的圆斑小，故形成的圆斑是A。
19. 如图，是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，这是利用了________的方式改变内能，手炉中装热水，是利用了水的________较大。
【答案】 ①. 热传递 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1][2]根据题意可知，在手炉中装满热水后抱在怀中，便可取暖，人手吸收热量，内能增大，这种方式是通过热传递改变内能，因为水的比热容较大，与其他物质相比在相同质量时，降低相同的温度放出的热量更多，所以，手炉中装热水。
20. 如图所示，物体重G为270N，现在拉力F为100N的作用下匀速上升了4m。若不计绳重和摩擦，则该滑轮组的机械效率为 ________；如果在它的下面挂上重为540N的重物，把重物提升4m所用的时间是5s，求此时拉力的功率为 ________W。
【答案】 ①. 90% ②. 456
【解析】
【详解】[1]由图可知，n＝3，该滑轮组的机械效率为
[2]动滑轮重为
G动＝nF﹣G＝3×100N﹣270N＝30N
如果在它的下面挂上重为540N的重物，此时拉力为
拉力做的功为
则拉力的功率为
21. 压缩空气动力车。
（1）小明将充满气的气球捆绑在小车上，制成压缩空气动力小车。当气球向右喷气时，静止的小车向左运动起来，如图甲所示。该过程使气球内气体的内能 _______（选填“增大”或“减小”），这一过程的能量转化与内燃机的 _______冲程相同；
（2）为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，如图乙所示。发动机对外做功的是 _______（进气/排气）冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 _______。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功 _______次。
【答案】 ①. 减小 ②. 做功 ③. 进气 ④. 降低 ⑤. 20
【解析】
【详解】（1）[1][2]如图甲所示，气球内的气体喷出时，内能转化为机械能，球内气体的内能将减小，所以气球内的气体喷出时的能量转化与热机做功冲程相同。
（2）[3][4]如图乙所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温度降低。
[5]该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发动机飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，则1s内发动机有20个工作循环，对外做功20次。
22. 十字路口交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人，据你对交通指示灯的了解可以推断红灯、黄灯、绿灯是 ______ 的（选填“串联”或“并联”）。马路上的路灯总是在傍晚同时点亮，到早上同时熄灭，它们间是 ____ 的（选填“串联”或“并联”）。
【答案】 ①. 并联 ②. 并联
【解析】
【详解】[1][2]电路连接方式中有并联和串联，串联电路中只有一条路径，一个用电器损坏，其余用电器均不能工作，各用电器相互影响，不能独立工作。并联电路中电流有多条路径，一条支路断开，其余支路不受影响，即用电器可以独立工作。交通灯中各种颜色的灯都能独立的工作，互不影响，所以各灯之间是并联的。马路上的路灯之间也是并联的，如果盏灯断开，其余灯泡不受影响。虽然能同时亮，同时灭，这是因为控制路灯的开关安装在干路上。
23. 2023年9月10日，长征六号改运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞，随后顺利将遥感四十号卫星准确送入预定轨道。“一箭三星”发射任务取得圆满成功。该运载火箭发动机采用热值很大的液氢作为燃料，燃料燃烧将化学能转化为 _______，再通过 _______的方式转化为机械能，散失的能量越少，发动机效率越 _____（选填“高”或“低”）；火箭用液态氢做燃料是因为液态氢具有较大的 _______。
【答案】 ①. 内能 ②. 做功 ③. 高 ④. 热值
【解析】
【详解】[1][2]燃料燃烧向外放热，将化学能转化为内能，转化而来的内能又通过做功的方式转化为机械能。
[3]燃料完全燃烧放出相等的热量时，散失的能量越少，即额外功少，则利用的能量越多，根据公式可知，发动机效率越高。
[4]相等质量的燃料，完全燃烧时，氢放出的能量较多，即氢的热值大，所以火箭用液态氢做燃料是因为液态氢具有较大的热值。
24. 小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4kg，汽车能量流程图如图所示，该汽车的效率为___________，汽油完全燃烧放出的热量为___________J，汽车输出的有用功为___________J。（已知）
【答案】 ①. 30% ②. ③.
【解析】
【详解】[1]汽车能量流程图如图所示，该汽车的效率为
[2]汽油完全燃烧放出的热量为
[3]汽车输出的有用功为
25. 图甲是《天工开物》中记载古人利用杠杆从水井提水的情境，图乙是简化图模型，轻质杠杆AB，支点为O，AO:BO=2:1，B端挂有重为160N的石块P，A端挂有重为20N的空桶木桶Q（绳重忽略不计，g取10N/kg），使用时，人向下拉绳放下空桶，装满重为100N的水后向上拉绳缓慢将桶提起。向下拉绳放下空桶时拉力为 _______N，向上拉绳提起装满水的桶刚离开水面时拉力为 _______N。
【答案】 ①. 60 ②. 40
【解析】
【详解】[1]根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2，杠杆平衡时A端的拉力
放下空桶时，向下拉绳子的力
F1=FA-G桶=80N-20N=60N
[2]装满水时，桶和水的总重力
G总=G桶+G水=20N+100N=120N
向上拉绳提起装满水的桶时拉力为
F2=G总-FA=120N-80N=40N
三、解答题（共40分）
26. 图中，用直棒提升重物，画出图示位置所用最小力和阻力的力臂。
【答案】
【解析】
【详解】据杠杆的平衡条件，力最小，则力臂最大，连接OB为最大力臂，过B点作垂直于OB向上的力F1即为最小力；将F2的作用线反向延长，过O点作力F2的作用线的垂直线即为力臂L2。作图如下：
27. 在地面上用如图的滑轮组提升重物，面出滑轮组的绕绳方式。
【答案】
【解析】
【详解】由图可知，人站在地面上提升重物，因此，在绕绳时，最终的绳子自由端方向应该向下，由外向内画出绕绳方式，如图所示：
28. 根据如图所示的实物连线图，在虚线方框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知，两灯泡并联，开关S1在干路上控制整个电路，开关S2在L2支路上，由此画出电路图如图所示：
29. 2023年9月23日，第19届亚运会在中国杭州举行。此次亚运会首次使用废碳再生的绿色零碳甲醇作为主火炬塔燃料，实现循环内的零排放，助力打造首届碳中和亚运会。已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），甲醇的热值约为2.3×107J/kg。求：
（1）完全燃烧4.2kg甲醇能放出多少热量？
（2）若4.2kg甲醇完全燃烧释放热量60%能被水吸收，可以使0.23t初温为20℃的水的温度上升多少℃？
【答案】（1）9.66×107 J；（2）60℃
【解析】
【详解】解：（1）甲醇完全燃烧放出的热量
（2）水吸收的热量
水的质量
m＝0.23t＝230kg
水升高的温度是
答：（1）甲醇完全燃烧放出的热量为9.66×107 J；
（2）水的温度升高了60℃。
30. 小明在探究“杠杆的平衡条件”的实验中，采用了如图甲所示的实验装置（实验中所用钩码均相同，杠杆质量均匀，相邻刻度线之间的距离相等）。
（1）实验前将杠杆放置在水平桌面上，杠杆静止时如图甲所示，接下来应将杠杆的平衡螺母向 _____（选填“左”或“右”）调节，使杠杆处于水平静止状态；这样做的目的是 __；
（2）图乙中杠杆恰好处于水平位置平衡，小明尝试在A点下方再加挂2个相同的钩码，为使杠杆保持水平平衡，他可以将挂在B点的钩码向右移动 _____格；
（3）小刚同学用如图丙所示的装置进行探究，发现当杠杆水平平衡时，与小明同学得出的杠杆平衡条件不相符，其可能的原因是 _____；
（4）某同学设计了如图丁所示的实验情景：测力计水平拉动，杠杆水平平衡。该同学的设想 ____（选填“符合”或“不符合”）实际；
（5）实验中，改变力和力臂的大小多次实验得到多组数据的目的是 __。
【答案】 ①. 左 ②. 便于测量力臂 ③. 2 ④. 杠杆的重力对杠杆转动产生了影响 ⑤. 不符合 ⑥. 避免偶然性，使实验结论具有普遍性
【解析】
【详解】（1）[1][2]实验前发现杠杆静止时，此时处于平衡状态，杠杆右端下沉，为了使杠杆在水平位置平衡，便于测量力臂，他应将杠杆左端的平衡螺母向左调节，或将杠杆右端的平衡螺母向左调节，直至杠杆水平平衡。
（2）[3]设杠杆的一个小格为L，一个钩码重为G，小明尝试在A点下方再加挂2个相同的钩码
所以杠杆左端下沉；为使杠杆保持水平平衡，根据杠杆平衡条件可得
解得n＝5，所以应该将挂在B点的钩码向右移动2格。
（3）[4]图丙中，杠杆的重心不在支点上，杠杆的重力对杠杆转动产生了影响，导致拉力F的大小比由杠杆平衡条件计算出来的数值偏大。
（4）[5]由图丁所示的实验情景可知，测力计水平拉动杠杆时，拉力的力臂为0，而钩码的重力与其力臂的乘积不为0，不能满足杠杆的平衡条件，所以杠杆无法在水平位置平衡。
（5）[6]多次改变力和力臂的大小，得到了多组实验数据，得出了杠杆平衡条件。该实验测多组数据的目的是得出的结论更具有普遍性。
31. 如下图所示是某学习小组“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
（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.小球到达水平面时的动能
C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击的动能
（2）实验中通过观察___________来判断钢球的动能大小，这种研究问题的物理方法叫___________；
（3）由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与___________的关系；
（4）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，则f1___________f2（选填“>”“=”或“<”），该过程中AB两球克服摩擦力做功分别为W1和W2，则W1___________W2（选填“>”“=”或“<”）；
（5）实验后，同学们联想到在交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用实验器材进行了测定，得到数据如下表：
分析表格中对应的数据可知，___________对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
【答案】 ①. B ②. 木块滑动的距离 ③. 转换法 ④. 速度 ⑤. = ⑥. > ⑦. 速度
【解析】
【详解】（1）[1]由题意可知，实验中通过木块被撞击的距离来反映小球的动能，因此探究的是小球到达水平面时的动能。
故选B。
（2）[2][3]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）[4]由甲乙两图可知，使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，从而使两物体的速度不同来研究动能大小与物体速度的关系，从实验结果可得：物体质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
（4）[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，接触面粗糙程度不变，压力不变时，摩擦力大小不变，故f1=f2。
[6]小球在运动过程中克服摩擦力做功，最终都停下，因此动能变化量等于克服摩擦力所做的功，由题意可知，A球到达水平面时的动能较大，因此A球克服摩擦做功较多，因此W1>W2。
（5）[7]实验2与实验1相比，小球的质量相同，实验2的小球自由滚下的高度是实验的2倍，实验2的木块被撞后运动的距离是实验l的4倍；实验3与实验1相比，小球的自由滚下的高度相同，实验3的小球的质量是实验1的2倍，实验3的木块被撞后运动的距离为实验1的2倍。而动能的大小由小木块被撞滑行的距离来体现，由此可知，在同等条件下，速度对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
32. 在探究比热容和热值大小的实验中，如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯中两种液体的密度不同。
（1）在烧杯中分别装入____相等的两种液体（选填“质量”或“体积”）；
（2）若要比较不同物质的吸热本领：
①应选择 ____两图进行实验；
②该实验是通过比较 ____来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）；
③冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质（使用过程中温度不容易降低），由图丁可知，应选择 _____（A/B），若该种液体为水，则另一种液体的比热容是 ____；
（3）若要比较不同燃料的热值，应选择 ________两图进行实验。通过实验得到的燃料热值与实际相比将偏 _____（选填“大”或“小”）。
【答案】 ①. 质量 ②. 甲、丙 ③. 加热时间 ④. B ⑤. 2.1×103 ⑥. 甲、乙 ⑦. 小
【解析】
【详解】（1）[1]根据控制变量法可知，实验中需要控制液体的质量相同。
（2）①[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验。
②[3]该实验是通过比较加热时间来间接反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同。
③[4]因质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，B吸热多，B的吸热能力，比热容大，根据Q=cmΔt，质量相同的A、B液体降低相同的温度，B放热多效果好；故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择B。
[5]B为水，根据，在质量和升高温度相同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，由图可知，升高相同的温度，A的加热时间是10min，B的加热时间是20min，则A的比热容为水的比热容的一半，即A液体的比热容为
（3）[6][7]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小。
33. 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，通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，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，现在的混合动力汽车采用再生制动器，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，从而有效减少了汽车的燃油消耗和制动器摩擦片的磨损。储能效率是指汽车正常行驶时关闭发动机，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；②轮胎发热；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，汽车牵引力的功率为 ___________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，分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下，汽车通过的路程s与对应的速度大小v，计算出动能Ek，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，由图像可知最终有 ___________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%
【答案】 ①. 内能 ②. 用电器 ③. D ④. 2.5×104 ⑤. 1.0×105 ⑥. ② ⑦. 动能减少的速度加快 ⑧. 2.25×105 J ⑨. A
【解析】
【详解】（1）[1][2]油压制动刹车在刹车过程中，速度减小，所以动能减小，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）[3]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，使外壳的内能增加、温度升高，是通过热传递改变物体的内能；
②轮胎在发热，是轮胎克服摩擦做功，使轮胎的内能增加、温度升高，是通过做功改变物体内能；
③刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功改变物体内能；
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，使水的内能增大、温度升高，是通过热传递改变物体的内能。
综上所述可知，②③是通过做功改变物体的内能，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
（3）[4]汽车牵引力的功率
[5]由图像知，0~0.5s内汽车行驶的距离为10m，克服刹车阻力所做的功
W=fs=1.0×104N×10m=1.0×105J
（4）[6][7]关闭发动机后，关闭再生制动器，汽车克服摩擦力做功，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，克服摩擦力做功的能量减少，摩擦力大小不变，所以汽车运动的距离减小，所以汽车动能变化曲线是②。
（6）[9]由图像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
s2=36m-30m=6m
所以转化为机械能的效率
所以储能效率
η′=1-η=1-60%=40%
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
（5）[8]则动能转化为内能的效率
η2=1-40%=60%
而汽车正常行驶时的动能Ek0=3.75×105J，则转化的内能
W内=Ek0η=3.75×105J×60%=2.25×105J实验序号
钢球的质量m/g
钢球自由滚下速度v/（cm/s）
木块被撞后运动的距离s/cm
1
30
2
4
2
30
4
16
3
60
2
8
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