2023-2024学年江苏省南通市崇川区田家炳中学九年级（上）月考物理试卷（10月份）（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年江苏省南通市崇川区田家炳中学九年级（上）月考物理试卷（10月份）一、选择题（本大题共10小题，共20分）1.下列四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是(

)A.冬天，搓手取暖

B.滑梯上滑下臀部发热

C.棉被晒得暖呼呼

D.下压活塞硝化棉燃烧2.关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是(

)A.物体内能增加时，温度一定升高

B.物体温度不变时，物体的内能就一定不变

C.物体的温度越高，所含热量越多

D.内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体3.如图所示的四个实物图，若将开关S闭合，会发生短路的电路是(

)A. B.

C. D.4.如图所示，甲、乙杠杆的质量和长度均相同，机械摩擦不计，分别使用甲、乙杠杆将物体A提升相同的高度，则在工作过程中，甲、乙杠杆的机械效率相比(

)A.甲的大 B.乙的大 C.一样大 D.无法确定5.科普活动中，老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验，惊艳了全场。该实验如下：将一个用轻质泡沫做成的圆环，轻轻放在一个斜坡上，结果发现圆环不但没有滚下，反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现，这是一个内部镶嵌了一个小铁块的圆环，

在圆环加速滚上斜坡的过程中，下列说法正确的是(

)A.圆环的动能增大，重力势能减小 B.圆环的动能减小，重力势能减小

C.圆环的动能增大，重力势能增大 D.圆环的动能减小，重力势能增大6.质量相同的铜块和铝块(c铜<cA.两物体之间不发生热传递 B.温度从铜块传递向铝块

C.热量从铜块传递给铝块 D.热量可能由铝块传给铜块7.如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，往易拉罐里喷少量酒精，然后将一个空的纸杯迅速套上，用手拿着这个“冲天炮”对着前方点燃的打火机靠近易拉罐底部的小孔，纸杯就会“冲天”飞出去，下列说法正确的是(

)A.酒精燃烧时，将化学能转化为机械能

B.纸杯飞出去的过程，相当于内燃机的排气冲程

C.纸杯飞出去时，易拉罐对纸杯做了功

D.纸杯飞出去时，易拉罐内气体的内能减小

8.在体育比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板，如图所示，当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，下列有关运动员和弹簧的动能和势能变化情况不正确的是(

)A.运动员的重力势能不断减小 B.弹簧的弹性势能不断增大

C.运动员的动能不断减小 D.运动员的动能先增大后减小9.如图所示，长为2m的斜面，小明同学用600N的沿斜面的推力将重为900N的物体缓慢推至斜面的顶端。则斜面对物体的摩擦阻力最接近于(

)A.150N

B.250N

C.300N

D.500N10.物理学中把机械对重物施加的力与人对机械施加的力的比值叫作机械效益(用“MA”表示)，根据机械效益可以比较省力程度。为了研究机械效益与什么因素有关，小明正确组装了滑轮组，完成了多组实验，并得到以下几幅图，若不计绳重和摩擦，则下列图像正确的是(

)A.其他条件不变，只改物重，机械效益MA与物重的图像

B.其他条件不变，只改动滑轮重，机械效益MA与物重的图像

C.只改股数，机械效益MA与股数n的图像

D.各组机械效益与机械效率的图像二、非选择题（共70分）11.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式，如图甲所示，手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，则感应区相当于手机电路中的______；如图乙所示，充电宝给手机充电过程中，手机电池相当于______；此过程中将______能转化成______能。

12.如图所示，小强用一根筷子用力摩擦可乐易拉罐，居然将一罐掉了环的可乐打开了。这是因为在筷子摩擦易拉罐的过程中，将

能转化为内能。通过

的方式使易拉罐外壳的内能增大，再通过

的方式使易拉罐内部气体内能增大，形成高压气体，将易拉罐顶开。

13.小明想把冰的熔化和水的沸腾合二为一进行实验，他对1000g冰加热使冰熔化并加热到水不断沸腾。根据实验记录的数据绘制成如图所示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2～3分钟物体吸收的热量为______J。[冰的比热容是2.1×103J/(kg⋅℃)]DE段杯中剩余水的内能______(14.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______，依靠惯性完成的冲程是______(进气/排气)冲程。若该发动机的转速为1200r/min，则1s内发动机对外做功______次。15.如图所示是某一科学小组探究“斜面的机械效率”实验装置及实验数据记录表：斜面的倾斜程

度物块重G(N)斜面高ℎ(m)沿斜面拉力F(N)斜面长s(m)机械效率η较缓100.15.0120%较陡100.36.7145%最陡100.58.0162.5%(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做______运动，此时的绳子对物体的拉力和斜面对木块的摩擦力______(选填“是”或“不是”)平衡力。

(2)比较表中“物块重”和“______”两栏对应的数据，可知斜面是一种______(选填“省力”或“费力”)的简单机械。

(3)本实验研究了______对斜面机械效率的影响，其影响规律是______。

(4)当斜面最陡时，物块受到斜面的摩擦力是______N。

16.观察手电筒结构图，在虚线方框内画出对应的电路图。

17.如图甲为探究摆球的动能与势能相互转化的示意图，不计空气阻力，在乙图中画出：摆球在摆动过程中其机械能E随时间t变化的图象。18.小明正在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”时，请参照小明设计的图甲补全图乙完成探究实验。

19.如图工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升2m。不计绳重和摩擦，求：

(1)拉力做的有用功；

(2)拉力F做功的功率；

(3)若将重为900N的物体提升相同高度，此滑轮组的机械效率。

20.氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4×108J/kg，c水=4.2×103J/(kg⋅℃)，求：

(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？

(2)若放出的热量全部被初温为15℃的水吸收后，水的温度升高到65℃，则水质量是多少？

21.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。已知燃料的质量、烧杯内的液体质量、液体初温、加热方式等均相同。

(1)比较不同燃料的热值应选择______两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择______两图进行实验；

(2)为比较不同燃料的热值，应该在燃料______(选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧完毕”)后，通过比较______来得出结论(选填“温度计示数变化”或“加热时间”)；

(3)不考虑热量损失，将燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体a和液体b的比热容之比为______。燃料1和燃料2的热值之比______。22.小宏用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，杠杆的质量分布均匀，右端固定在O点，杠杆可绕O点在竖直平面内转动，且AC=BC=OA；弹簧测力计始终竖直向上提杠杆。

(1)该实验中杠杆所做的额外功主要是______。

(2)他将重为G的钩码悬挂在A点，在B点匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为ℎ1、ℎ2，则此次杠杆的机械效率为η1=______(用物理量的符号表示)；

(3)若保持弹簧测力计位置不变，将钩码挂在C点，缓慢拉动弹簧测力计将杠杆提升与第一次相同的高度(不计摩擦)，此次弹簧测力计的拉力F2做的功______第一次拉力做的功，此次杠杆的机械效率η2______η1(选填“>”或“<”或“=”)；

(4)若保持钩码挂在A点位置不变，仅将弹簧测力计由B点移动到C，缓慢将杠杆提升与第一次相同的高度(不计摩擦)，此时弹簧测力计示数与第一次相比______(选填“变大”或“变小”或“不变”)，此次杠杆的机械效率为η3，则η3______η1。23.为了“探究弹性势能与哪些因素有关”，小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定，用小球(小球与弹簧不连接)将弹簧压缩不同的长度，由静止释放小球，小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块，分别测量出木块在水平面上滑行的距离s0，分析实验数据得出结论。

(1)实验中，弹簧弹性势能大小是通过______来反映的，实验中探究了弹簧弹性势能大跟______的关系。上述实验还能探究动能和______(速度/质量)的关系。

实验中，小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后，会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上，如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢？他们提出以下三个猜想：

猜想1：与小球离开桌面时的速度有关；

猜想2：与小球离地的高度有关；

猜想3：与小球的质量有关。

(2)为了验证猜想1是否正确，小组成员进行如下实验：保持小球质量和离地高度不变，将弹簧压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，发现小球水平飞行的距离不相同，这说明猜想1是______(正确/错误)的。

(3)为了探究猜想2，同组小华按照正确的实验方法，实验并记录数据如下，离地高度H/cm5204580125水平飞行距离s/cm510152025根据表中数据，可以得出：当该小球以实验中以相同速度离开桌面时，小球离地面的高度H为______cm时，小球水平飞行的距离s为60cm。

(4)小明接下来想探究猜想3，仍采用图乙的装置，用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，由静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系。你认为小明的方案存在的问题是______，请你为小明设计一个正确的方案：______。24.阅读短文，回答文后的问题。

涡轮喷气发动机2023年5月28日上午，我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919，如图甲，历时2ℎ从上海到北京，开启了首次商业载客飞行。

如图乙所示，为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机，其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成，其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作，工作时，空气首先进入发动机的进气道，当飞机飞行时，可以看作气流以飞行速度流向发动机，由于飞机飞行的速度是变化的，而进入压气机气流速度有一定限制，因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度，使进入进气道的气体全部通过可调管道，空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，产生的高温高压气流推动涡轮，一边带动压气机正常工作，一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。

C919客机搭载的涡轮喷气发动机，其部分参数如下表，其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。

热效率η40%推进效率η60%航空燃油热值q5.0×(1)涡轮喷气发动机在工作中，空气流过压气机时内能______(选填“增大”“减小”或“不变”)，这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧，燃烧产生的高温高压气流推动涡轮。此过程的能量转化相当于热机的______冲程，涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却，这是因为水的______。

(2)关于涡轮喷气发动机，下列说法中不正确的是______。

A.进气道中吸入的是空气

B.燃烧室中，内能转化为机械能

C.燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动

D.尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功

(3)设可调管道的通风口面积为S1，当飞机加速飞行时，应使通风口面积；S1______(变大/不变/变小)。

(4)机舱内先进的“呼吸系统”使飞机在气压只有25×104Pa左右的万米高空时，能将机外−50℃下的冷空气不断压缩，送入舱内的空气温度达到50℃以上，同时系统依靠传感器的自动控制，使舱气压和温度维持体感舒适值，为确保机舱内的温度维持体感舒适值，机上空调需要不断______(选填“加热”或“制冷”)。

(5)已知，涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的关系如图乙所示，当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5ℎ的过程中，飞机克服阻力做的功为______J，此时需要______kg的航空燃油。

(6)涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中，燃气的温度是不断变化的，下列能大致反应燃气温度随时间而变化的是图______答案和解析1.【答案】C

【解析】解：A、冬天，搓手取暖，是摩擦生热，属于做功改变物体内能，故A错误；

B、滑梯上滑下臀部发热，是摩擦生热，属于做功改变物体内能，故B错误；

C、棉被晒得暖呼呼，属于热传递改变物体内能，故C正确；

D、下压活塞硝化棉燃烧，属于做功改变物体的内能，故D错误。

故选：C。

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。

熟悉并理解改变内能的两种方式，并能与生活中的实例相联系是解决该题的关键。2.【答案】D

【解析】解：A、晶体熔化过程，吸热内能增加，但温度不变，故A错误；

B、晶体熔化过程，温度不变，但吸热，内能增加，故B错误；

C、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，故C错误；

D、内能小的物体温度可能比内能大的物体的温度高，所以他们之间也可能发生热传递，故D正确；

故选：D。

(1)晶体熔化过程，吸热内能增加，但温度不变；

(2)热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；

(3)发出热传递的条件是存在温度差；

本题考查了热量、内能、温度的关系的理解和应用，应注意物体内能增大，但温度不一定升高。3.【答案】C

【解析】解：A、闭合开关，电流从电源正极出发经开关、灯泡回到电源的负极，没有发生短路；故A不符合题意；

B、开关与灯泡间导线断开，开关S闭合不会发生短路；故B不符合题意；

C、导线与灯泡并联，闭合开关后，电流从电源正极出发经开关S直接回到电源的负极，故会发生短路；故C符合题意；

D、两灯泡串联接入电路，开关闭合后，电流从电源正极出发经两灯泡回到电源的负极，没有发生短路；故D不符合题意。

故选：C。

短路分为电源短路和用电器短路，电源短路是指用导线直接将电源两端相连；而用电电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来，使电器两端的电压为零；分析各电路可知是否出现短路现象。

本题考查了串并联电路的识别和电路的三种状态，关键是分清开关的通断对电路用电器的影响。4.【答案】B

【解析】解：使用杠杆提升物体时，克服物体重力做的功是有用功，

物体A重力一定，提升相同的高度，

根据W=Gℎ可知，拉力所做的有用功相比W甲=W乙；

由图知：使用甲装置提起物体时，拉力做的功包括两部分：克服物重、克服杠杆重力；

使用乙装置提起物体时，由于杠杆的重心在O点，所以拉力做的功只要克服物重即可。由η=W有用W总知：乙装置的机械效率更高。

故选：5.【答案】D

【解析】解：在圆环加速滚上斜坡的过程中，圆环的质量不变，速度变小，动能减小；质量不变，高度变大，重力势能增大；故D正确。

故选：D。

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。

本题考查了动能和势能的变化，明确影响动能、重力势能大小的因素是解题的关键。6.【答案】D

【解析】解：质量相同的铜块和铝块，使它们吸收相等的热量后，根据Q吸=cmΔt可知，因为c铝>c铜，所以铝块升高的温度少，因为不知道初温大小关系，所以不知道谁的末温大，所以热量可能由铝块传给铜块。

故选：D。7.【答案】D

【解析】解：A、酒精燃烧时，将化学能转化为内能，故A错误；

B、纸杯飞出去的过程，燃气的内能转化为纸杯的机械能，相当于内燃机的做功冲程，故B错误；

C、纸杯飞出去时，燃气对纸杯做了功，故C错误；

D、纸杯飞出去时，燃气对纸杯做了功，易拉罐内气体的内能减小，故D正确。

故选：D。

气体对外做功，本身的内能会减小，内能转化为机械能。

本题考查了内能的转化，属于基础知识，要熟记。8.【答案】C

【解析】解：A、当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，运动员的高度不断降低，所以重力势能不断减小，故A正确；

B、当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，弹簧的形变程度不断增大，所以弹性势能不断增大，故B正确；

CD、当脚接触踏板直至弹簧被压缩至最短的过程中，运动员的重力势能同时转化为动能和弹簧的弹性势能，当弹簧形变达到一定程度时，运动员的速度开始减小，其动能也开始转化为弹性势能，故整个过程中，运动员的动能是先增大后减小。故C错误，D正确。

故选：C。

动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，弹性势能与物体的弹性形变程度有关，它们之间可以相互转化。动能和势能统称机械能。

理解动能、重力势能和弹性势能的影响因素，能根据所研究过程中能量的变化情况进行分析，是解答的关键。9.【答案】A

【解析】解：由图可知，斜面的高度约为斜面长度的二分之一，斜面的长度s=2m，则斜面的高度约为ℎ=1m，

推力做的有用功：W有=Gℎ=900N×1m=900J，

推力做的总功：W总=Fs=600N×2m=1200J，

因为W总=W有+W额，

所以克服摩擦做的额外功：W额=W总−W有用=1200J−900J=300J，

由W10.【答案】C

【解析】解：

由机械效益MA的定义可知，MA=GF，

不计绳重和摩擦，滑轮组绳端拉力F=1n(G+G动)，

机械效率为：η=W有W总=W有W有+W额=GℎGℎ+G动ℎ=GG+G动，

所以MA=G1n(G+G动)=n×GG+G动=nη，

A、其他条件不变，只改物重，由η=GG+G动知，机械效率随物重G增大而增大，因为机械效率η总小于1，所以滑轮组机械效益MA只会越来越接近n，不会等于n，即滑轮组机械效益MA随物重的增大而增大得越来越慢，故A错误；

B、其他条件不变，只改动滑轮重，由η=GG+G动知，机械效率随动滑轮重G动增大而减小，并且机械效率η总大于0，所以滑轮组机械效益MA只会越来越接近011.【答案】开关

用电器

电

化学

【解析】解：手指轻轻触碰感应区，识别出正确的指纹后手机自动开锁，感应区相当于电路中的开关，对手机起控制作用；一个完整的电路由电源、导线、开关和用电器组成，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，手机电池相当于用电器。

手机电池在充电过程中将电能转化为化学能。

故答案为：开关；用电器；电；化学。

一个完整的电路有导线、电源、开关和用电器组成；根据电路的组成判断手机电池充电时属于哪类元件。用电器消耗电能的过程，是电流做功的过程，也是电能转化成其他形式能的过程。

本题考查电路的组成和能量的转化，属于基础题。12.【答案】机械

做功

热传递

【解析】解：在筷子摩擦易拉罐的过程中，将机械能转化为内能，通过做功的方式使易拉罐外壳的内能增大，再通热传递的方式使易拉罐内部气体内能增大，形成高压气体，将易拉罐顶开。

故答案为：机械；做功；热传递。

改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。

本题考查改变内能的方法，属于基础题。13.【答案】冰的比热容比水小

小于

4.2×105

【解析】解：(1)由于冰的比热容比水小，冰和水的质量相等，吸收相同的热量，冰的温度变化多，所以AB段比CD段升温快；

(2)BC段是冰的熔化过程，该过程吸收热量、内能增加，温度不变，所以物体在B点时具有的内能小于在C点时的内能；

(3)第0～2min吸收的热量：

Q吸1=c冰m(t−t0)=2.1×103J/(kg⋅℃)×1kg×[(0−(−40℃)]=8.4×104J,

利用相同的加热器加热，在相同时间内吸收的热量相等。第2～3分钟物体吸收的热量是第0～2min加热时间的一半，则第2～3min吸收的热量等于第0～2min吸收的热量的一半：

Q吸2=12Q吸1=12×8.4×104J=4.2×14.【答案】进气

降低

排气

20

【解析】解：如图所示，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；依靠惯性完成的冲程是排气冲程；

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。

故答案为：进气；降低；排气；20。

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，据此判断出内能的变化和温度的变化；

该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，即一个工作循环有两个冲程，做一次功，飞轮转一周。

本题考查热机的工作过程以及能量的转化，难度不大。15.【答案】匀速直线

不是

沿斜面拉力

省力

斜面倾斜程度

其它条件不变时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高

3

【解析】解：(1)沿斜面拉动木块时，为使测力计的示数稳定，应尽量使木块做匀速直线运动，此时的绳子对木块的拉力和斜面对木块的摩擦力大小不相等，不是平衡力；

(2)比较表中“物块重”和“沿斜面的拉力”两栏对应的数据，由实验数据可知，在同一次实验中，拉力总是小于重力，由此可知斜面是一种省力的简单机械；

(3)由表中实验数据可知，实验控制了斜面长度不变而高度不断变化，斜面的倾斜程度不断变化，实验研究的是斜面倾斜程度对斜面机械效率的影响，由表中实验数据可知：斜面长度不变时，斜面越高，斜面的效率越大；

(4)最后1次实验的数据可知，斜面的有用功为：W有=Gℎ=10N×0.5m=5J，W总=Fs=8.0N×1m=8J；

则额外功W额外=W总−W有=8J−5J=3J，

因此摩擦力f=W额外s=3J1m=3N。

故答案为：(1)匀速直线；不是；(2)沿斜面拉力；省力；(3)斜面的倾斜程度；其它条件不变时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；(4)3。

16.【答案】解：在手电筒中，按钮相当于开关，灯泡作为用电器，干电池为电源，金属外壳和弹簧相当于导线；所以这是灯泡的简单电路，电路图如图：

【解析】手电筒中，按钮向上推，灯泡发光，向下推，灯泡熄灭，相当于一个开关，干电池做电源，灯泡作为用电器，由金属外壳和弹簧连接起来。

本题考查根据实物图画电路图，根据实物图画电路图是整个初中物理的难点，也是中考必考的内容。17.【答案】解：摆球摆动过程中，不计空气阻力，动能与重力势能之间相互转化，总的机械能不变。

故摆球在摆动过程中其机械能E随时间t变化的图象如下。

【解析】摆球摆动过程中，不计空气阻力，只有重力做功，机械能守恒。

本题关键是明确小球摆动过程中动能、重力势能、机械能的转化情况，明确机械能守恒。18.【答案】解：探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”应可知滑轮相同，提升的物重相同，绳子的绕法不同，由甲图可知有2段绳子拉着动滑轮，故乙图应用3段绳子拉着动滑轮，如图：

。

【解析】探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”应可知滑轮相同，提升的物重相同，绳子的绕法不同，据此分析作图。

本题考查控制变量法在探究“滑轮组的机械效率和绕线方式是否有关”的实验中的应用。19.【答案】解：(1)有用功：W有=Gℎ=400N×2m=800J；

(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离：s=nℎ=2×2m=4m，

拉力做的总功：W总=Fs=250N×4m=1000J，

拉力做功的功率：P=W总t=1000J10s=100W；

(3)因为不计绳重和摩擦时F=1n(G+G动)，所以动滑轮的重力：G动=nF−G=2×250N−400N=100N，

则滑轮组的机械效率：η=W有′【解析】(1)利用W有=Gℎ求有用功；

(2)由图可知n=2，绳子自由端移动的距离s=nℎ，利用W总=Fs求拉力做的总功，利用P=W总t求拉力做功的功率；

(3)利用不计绳重和摩擦时F=20.【答案】解：(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放1=m1q=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J；

(2)放出的热量全部被初温为15℃的水吸收，则有Q吸=Q放1=8.4×107J；

由Q吸=cm(t−t0)可知，水的质量：m水=Q吸c水(t−t0)=8.4×10【解析】(1)利用Q放=mq计算出质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；

(2)放出的热量全部被初温为15℃的水吸收，则有Q吸=Q放，利用Q吸=cm(t−t0)可以计算出水的质量；

(3)21.【答案】甲、乙

甲、丙

完全燃烧完毕

温度计示数变化

1：2

4：3

【解析】解：(1)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、乙两图进行实验；

为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；

(2)实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小；

(3)由图丁可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间(吸收相同的热量)，a液体升温快，b液体升温慢，说明b液体的吸热本领强；

根据图丁可知，a、b都加热tmin，a温度变化量为2T0，b温度变化量为T0；

由Qa=Qb=cmΔt可得：camΔta=cbmΔtb，则caΔta=cbΔtb；

则：ca：cb=Δtb：Δta=T0：2T0=1：2；

读图丁可知，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了tmin，燃料2燃烧了2tmin，且甲图中液体温度变化量为2T0，乙图中液体温度变化量为1.5T0，实验中忽略热量的散失，且两杯液体的质量、比热容均相同，则由公式Q=cmΔt可得，二者放出的热量之比为Q1Q2=cmΔ22.【答案】克服杠杆重力做的功

Gℎ1F1ℎ2

>

【解析】解：(1)因为杠杆自身有重力，提升物体的同时也要提升杠杆，即实验中杠杆所做的额外功主要是克服杠杆自重做的功。

(2)拉力做的功为总功，大小为W总=F1ℎ2，杠杆对重物做的功为有用功，大小为W有=Gℎ1，则杠杆的机械效率为：η1=W有W总=Gℎ1F1ℎ2；

(3)将钩码悬挂点移至C点，由图可知，测力计拉力的力臂不变，钩码的重力不变，但钩码重力的力臂变大，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，即F1<F2，上升的高度相同，由W=Gℎ知弹簧测力计的拉力F2做的功大于第一次拉力做的功；

悬挂点移至C点时，杠杆提升与第一次相同，钩码提升高度增大，有用功增大，杠杆自重不变，提升高度不变，额外功不变，根据总功等于有用功与额外功之和可知，总功增大；根据η=W有W总=W有W有+W额=11+W额W有可知，机械效率变大，即η2>η1。

(4)由图可知，测力计拉力的力臂变小，钩码的重力和力臂不变，根据杠杆的平衡条件可知，弹簧测力计的示数变大，

23.【答案】木块在水平面上滑行的距离

弹性形变

速度

正确

720

没有控制小球飞出桌面时的速度一定

让质量不同的小球从同一斜面的同一高度自由滑下，再观察小球水平飞行的距离

【解析】解：(1)由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量，本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小；

由实验步骤可知，本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系；

将弹簧压缩不同的长度，小球获得的速度不同，还能探究动能和速度的关系；

(2)要验证猜想1是否正确，即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，需要控制小球质量和离地高度不变，改变小球的速度，实验中弹簧被压缩到不同的长度，小球离开弹簧后，获得的速度不同，发现小球水平飞行的距离不相同，说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关，所以猜想1是正确的；

(3)探究猜想2时保持小球质量为5g不变，将弹簧压缩到相同的长度释放小球即保持小球的开始速度相同，只改变桌子的高度；

根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm，变成原来的4倍，水平飞行距离s由5cm→10cm，变成原来的2倍，

依此类推离地高度H由5cm→45cm，变成原来的9倍，水平飞行距离s由5cm→15cm，变成原来的3倍，

离地高度H由5cm→80cm，变成原来的16倍，水平飞行距离s由5cm→20cm，变成原来的4倍，

由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍，水平飞行距离s变成原来的n倍，

所以当小球水平飞行的距离s为60cm时，是原来的60cm5cm=12倍，离地高度H变成原来的122=144倍，即小球离地面的高度H为5cm×144=720cm；

(4)要探究猜想3，即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关，需要控制小球的速度和离地高度不变，改变小球的质量，实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度，弹簧的弹性势能一定，静止释放后小球的动能相同，但由于质量不同，速度也不相同，所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定，则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系；

为了保证不同质量小球的初速度相同，可以让质量