江苏省苏州市振华中学2023-2024学年九年级上学期期中物理试卷

2023-2024学年江苏省苏州市振华中学九年级（上）期中物理试卷一、选择题（每小题2分，共24分）1．（2分）下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（）A．镊子 B．独轮车 C．羊角锤 D．钢丝钳2．（2分）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）A． B． C． D．3．（2分）如图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F（）A．F的力臂变小，F的大小变大 B．F的力臂变大，F的大小变小 C．重力G与它的力臂乘积保持不变 D．重力G与它的力臂乘积变大4．（2分）如图所示，是同一滑轮组的两种不同的绕法，用它们提起相同的重物1、F2和机械效率η1、η2（不计绳重及摩擦），下列说法中正确的是（）A．F1＜F2、η1＜η2 B．F1＜F2、η1＞η2 C．F1＜F2、η1＝η2 D．F1＞F2、η1＝η25．（2分）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态（不计摩擦和滑轮的自重）（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个6．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．物体的温度越高，所含的热量越多 B．物体的温度升高，内能增大 C．物体内能增大，一定从外界吸收热量 D．物体的温度不变，其内能就一定不变7．（2分）如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中正确的是（）A．F1等于F2 B．F1比F2做功多 C．F2比F1的功率大 D．甲的重力做功较多8．（2分）如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S、S1闭合，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V（）A．灯L1处短路 B．灯L1处断路 C．灯L2处短路 D．灯L2处断路9．（2分）如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（）A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球 C．从地面斜向上踢出的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球10．（2分）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（）A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C．人在B点时动能最大 D．弹性绳的弹性势能在B点时最大11．（2分）如图所示是某款感应式垃圾桶，其工作原理是：启动开关S1闭合后，垃圾桶才能正常使用，同时指示灯L亮起。当人体靠近时2自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开2自动断开。在下列四个电路中，符合要求的是（）A． B． C． D．12．（2分）如图所示电路中，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.3A和0.7A，电压表的示数为4.5V，下列说法错误的是（）A．电源电压为4.5V B．通过L1的电流为0.3A C．通过L2的电流为0.7A D．电压表可以测量L1两端电压二、填空题（每空1分，共28分）13．（2分）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。（1）当F1竖直向上时，F1的大小为N；（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是（选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。14．（3分）如图为四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中能转化为能；从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，无人机的动能变化情况是。15．（2分）质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1min内克服重力做功大小W＝；平均功率为P＝（取g＝10N/kg）。16．（2分）利用如图所示的斜面提升物体可以（选填“省力”或“费力”），用平行于斜面的拉力将重为6N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，则物体受到斜面的摩擦力大小为N。17．（3分）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，反映绳子自由端运动的图线是（选填“A”或“B”），动滑轮重为N，3s内对物体做的有用功为J。18．（2分）如图所示，人手持大气球站在水平转盘上，松开气嘴，人与转盘开始一起反向转动。从能量转化角度可知，此过程将能转化为机械能；在A、B两点中，人站在点进行上述实验，更容易使转盘转动。19．（3分）如图所示，这是汽油机的冲程；已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧，放出热量J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40kmN。20．（2分）如图所示，要使灯L1、L2组成并联电路，则只闭合开关；当只闭合开关S2、S3时，电路中灯泡被短路。21．（2分）如图甲所示的电路，先将开关S接到a，再将开关S接到b。两次电压表指针偏转都是如图乙所示2两端电压为V，通过L1和L2的电流之比为。22．（3分）如图是某实验电路的一部分，电流表的示数为A，若通过导线ab电流为0.2A，经分析通过导线cd的电流最大为A，此时方向为（“从c到d”或“从d到c”）。23．（4分）阅读下面的短文，回答问题。把两种不同材料的导线（如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路，当AB两端存在温度差时，这就是塞贝克效应。这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，回路电流越大。请回答下列问题：（1）如图所示。①其他条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流为。②其他条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流。（填“变大”、“变小”或“不变”）（2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由能转化而来的。（3）热电偶电路可以把温度信号换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成。（写出一种实际的应用装置）三、解答题24．（2分）如图所示，工人站在高处利用滑轮组提升物体，请画出最省力的滑轮组的绕线方式。25．（2分）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。26．（2分）请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“电压表”的符号，当开关闭合后两灯都亮起来。27．（6分）学习了简单机械知识后，小华同学自制了如图所示的晾衣架。他将40N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升0.8m（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）g取10N/kg。求：（1）小明对拉绳施加的力为多大？（2）小明拉绳所做功的功率为多少？（3）动滑轮和横杆的总质量为多少？28．（6分）2022年北京冬奥会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量，新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg]。求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，求水升高的温度。（3）氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，燃烧0.6kg的氢燃料可使公交车行驶280s29．（7分）某科学兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，应将杠杆左端的平衡螺母向（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是。（2）如图乙所示，实验时，为便于测量力臂，若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡，则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是。A.减少钩码的数量B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动D.将钩码的悬挂点向右移动（3）另一小组实验时的情景如图丙所示，拉力F与杠杆的夹角为θ，小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力F（拉力F始终处于量程内），请你根据图象结合所学知识推测θ＝150°时对应的弹簧测力计的拉力F＝N。（4）课后，第一小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究，发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符；若将钩码的悬挂点由A移至C（钩码个数不变，O和B的位置也不变），仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。30．（8分）小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。（1）本实验研究的是小球在（选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小。（2）实验中通过观察来反映小球的动能大小。（3）让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的相同，从而探究小球的动能大小与（选填“质量”或“速度”）的关系。（4）为了探究小球的动能大小与速度的关系，应当让（选填“同一小球”或“不同小球”）从同一斜面上的（选填“同一高度”或“不同高度”）由静止滑下，然后撞击同一木块。（5）小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，发现木块移动的距离相同。这个设计方案（选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能（选填“相同”或“不同”）。31．（7分）在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中，将质量和初温相同的a、b两种液体分别倒入相同容器中，用相同的热源加热，测量液体的温度，并根据记录的数据画出温度随加热时间变化的图像（1）两种液体吸收热量的多少可通过（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；不计热量损失，加热相同时间后液体b增加的内能。（2）由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知：若升高相同的温度（均未达到沸腾），液体吸收的热量更多。若自制一个暖手袋，若只能从液体a或b中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，应选择液体。（3）小明认为利用此装置还可以比较相等质量不同燃料燃烧时放出的热量关系，于是增加了装置丁，向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量（选填“相等”或“不相等”），燃烧相同质量的碎纸片后应与图所示的实验相比较。（4）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。两个实验都还要用到的其它测量工具是。32．（8分）小刘和小罗一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。（1）连接电路时，开关应该；由于不知电流大小，电流表量程应先用（选填“大”或“小”）量程进行试触。（2）按照图甲电路图连好电路后，闭合开关，发现电流表指针位置如图乙所示。（3）改正后的实验电路如图丙所示，测完C点电流后，小刘准备测B点电流大小，只需要修改一根导线，即可以完成实验。请在丙图中将要修改的导线画“×”（4）进行实验的过程中，L2忽然熄灭，L1仍发光，那么可能的原因是。A.L1短路B.L2短路C.L2断路D.开关处接触不良（5）测出A、B、C三处电流如下表，由此得出初步结论：（只写表达式）。小华指出：为了得出更普遍的规律，接下来的操作是。电流IIAIBIC大小/A0.300.240.542023-2024学年江苏省苏州市振华中学九年级（上）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每小题2分，共24分）1．（2分）下图中使用的工具，属于费力杠杆的是（）A．镊子 B．独轮车 C．羊角锤 D．钢丝钳【答案】A【分析】结合图片和生活经验，先判断杠杆在使用过程中，动力臂和阻力臂的大小关系，再判断它是属于哪种类型的杠杆。【解答】解：A、镊子在使用过程中，是费力杠杆；B、独轮车在使用过程中，是省力杠杆；C、羊角锤在使用过程中，是省力杠杆；D、钢丝钳在使用过程中，是省力杠杆。故选：A。2．（2分）如图所示是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式（不计机械自重和摩擦），其中所需动力最小的是（）A． B． C． D．【答案】B【分析】根据简单机械的原理：不省功和杠杆平衡条件，分别求出四个力，再确定最小的动力。【解答】解：设物体重力为G，不计机械自重和摩擦：A、图中为斜面，F1×4m＝G×8m，解得F1＝0.3G；B、图中为滑轮组，因此F2＝G；C、图中为定滑轮，则F3＝G；D、由图可知，根据杠杆平衡条件可知，F4＝7.5G；因此动力最小的是B。故选：B。3．（2分）如图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F（）A．F的力臂变小，F的大小变大 B．F的力臂变大，F的大小变小 C．重力G与它的力臂乘积保持不变 D．重力G与它的力臂乘积变大【答案】B【分析】力臂的概念：从支点到力的作用线的距离叫做力臂；运用杠杆的平衡条件FL＝GL′分析动力的大小变化。【解答】解：在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示位置缓慢提起至虚线位置的过程中，F的力臂变大；根据杠杆的平衡条件FL＝GL'可知，重力的力臂减小，动力臂变大，故B正确。故选：B。4．（2分）如图所示，是同一滑轮组的两种不同的绕法，用它们提起相同的重物1、F2和机械效率η1、η2（不计绳重及摩擦），下列说法中正确的是（）A．F1＜F2、η1＜η2 B．F1＜F2、η1＞η2 C．F1＜F2、η1＝η2 D．F1＞F2、η1＝η2【答案】C【分析】（1）在不计绳重及摩擦的情况下，首先判断甲图绳子段数n＝3，则F1＝（G物+G轮），乙图绳子段数n＝2，则F2＝（G物+G轮），可以比较F的大小；（2）根据物重、滑轮相同，不计绳子重和摩擦，利用η＝＝＝＝比较机械效率的大小。【解答】解：（1）由图知，承担物重的绳子段数分别为n1＝3、n7＝2，因为是同一滑轮组的两种不同绕法，用它们提起相同的重物，所以G物和G轮都相同，不计绳重及摩擦，甲图中的拉力F1＝（G物+G轮），乙图中的拉力F2＝（G物+G轮），所以F1＜F8；（2）不计绳子重和摩擦，则W额＝G轮h，而W有用＝G物h，则滑轮组的机械效率：η＝＝＝＝，所以η1＝η2。故选：C。5．（2分）A、B两种实心物体的质量与体积的关系如图1所示，把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下，若要使它们处于静止状态（不计摩擦和滑轮的自重）（）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】B【分析】由图1可得，当m＝20g时，A、B的体积，利用密度公式求AB的密度；利用G＝mg＝ρVg求A、B的重力之比；要使它们处于静止状态，设方框中挂n个B物体，则有nGB＝GA，求n即可。【解答】解：由图1可知，当m＝20g时，VA＝10cm3，VB＝40cm4，则ρA＝＝＝2g/cm6，ρB＝＝＝0.4g/cm3，所以ρA：ρB＝2g/cm2：0.5g/cm4＝4：1；因为A、B的体积相同，所以由G＝mg＝ρVg可得，A、B的重力之比：GA：GB＝ρAVg：ρBVg＝ρA：ρB＝6：1；由图2可知，使用的滑轮组中n＝2，要使它们处于静止状态，设方框中挂N个B物体，则有：N•GB＝GA，则N＝×＝×＝2。故选：B。6．（2分）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．物体的温度越高，所含的热量越多 B．物体的温度升高，内能增大 C．物体内能增大，一定从外界吸收热量 D．物体的温度不变，其内能就一定不变【答案】B【分析】（1）热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量；（2）内能的大小与物体质量、温度和状态有关，同一物体，温度升高，内能增加。（3）做功和热传递都能改变物体的内能。（4）物体的温度不变，其内能可能增加可能不变。【解答】解：A、热量是一个过程量，只能说吸收或放出热量；B、物体的温度升高，物体的内能增加；C、物体的内能增大，也可能是外界物体对它做了功；D、物体的温度不变，如晶体熔化过程吸收热量，温度不变。故选：B。7．（2分）如图所示，水平木板上有甲、乙两个木块，甲的质量大于乙的质量。两木块下表面的粗糙程度相同。甲、乙分别在水平拉力F1和F2的作用下，以相同速度匀速直线运动了相同时间，下列说法中正确的是（）A．F1等于F2 B．F1比F2做功多 C．F2比F1的功率大 D．甲的重力做功较多【答案】B【分析】处于水平面上的物体对水平面的压力等于重力；滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关；物体匀速运动时所受的拉力与摩擦力是一对平衡力；根据P＝＝＝Fv判定功率的大小。【解答】解：由题意可知，甲的质量大于乙的质量，G1＞G2，则两木块对木板的压力F6＞F2；两个木块的表面粗糙程度相同，放在相同木板上，两木块受到的摩擦力f1＞f5；两木块匀速前进，所受摩擦力和拉力是平衡力，两木块受到的拉力F1′＞F2′；在相同时间匀速前进了相同的距离，表明两木块运动的速度相同；根据W＝Fs可知，距离相同，做功越多4′＞W2′；根据P＝＝＝Fv可知，P1′＞P8′；两木块都没有在重力的方向上通过距离，故做功都为0；综上分析可知，故ACD错误。故选：B。8．（2分）如图所示的电路中，电源电压为6V，当开关S、S1闭合，只有一只灯泡发光，且电压表V的示数为6V（）A．灯L1处短路 B．灯L1处断路 C．灯L2处短路 D．灯L2处断路【答案】C【分析】当电路发生断路时，用电器不工作，且电路中电流为零；当电路发生短路时，用电器可能工作，并且电路中有电流；该电路为串联电路，电压表测量L1两端的电压，根据用电器工作情况以及电压表示数确定电路的具体故障。【解答】解：当开关S、S1和后，只有一只灯泡发光；又因为电压表有示数，所以L2被短路。故选：C。9．（2分）如图是物体在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（）A．由静止下落的乒乓球 B．竖直向上垫起的排球 C．从地面斜向上踢出的足球 D．从肩上斜向上投掷出去的铅球【答案】D【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：分析图象可知，物体的动能先减小再增大。A、由静止下落的乒乓球质量不变，故其动能始终在增大；B、竖直向上垫起的排球，速度先减小后增大，但排球运动到最高点时速度为0，故B不合题意；C、从地面斜向上踢出的足球在整个飞行过程中，一直在运动。从离开脚到最高点过程中速度减小；在下落的过程中，动能增大。但由于足球从地面开始向上运动，故其最后的动能不可能大于初始的动能；D、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，一直在运动，但水平方向仍然有速度。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。故D符合题意。故选：D。10．（2分）“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是（）A．人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少 B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 C．人在B点时动能最大 D．弹性绳的弹性势能在B点时最大【答案】C【分析】（1）影响动能的因素有：质量和速度，质量一定时，速度越大，动能越大；（2）影响重力势能的因素有：质量和高度，质量一定时，高度越高，重力势能越大；（3）影响弹性势能的因素是弹性形变的程度，物体弹性形变的程度越大，弹性势能越大。【解答】解：A、人从A到C的过程中，高度增大；AB段速度逐渐变大；BC段速度逐渐变小；故A错误；B、从A到B的过程中、高度增大；质量不变，动能变大；C、人的质量一定，动能最大；D、弹性绳在A点时弹性形变最大；故D错误。故选：C。11．（2分）如图所示是某款感应式垃圾桶，其工作原理是：启动开关S1闭合后，垃圾桶才能正常使用，同时指示灯L亮起。当人体靠近时2自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开2自动断开。在下列四个电路中，符合要求的是（）A． B． C． D．【答案】C【分析】启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；当感应开关闭合后，垃圾桶打开，这表明该电路为并联电路，据此分析。【解答】解：启动开关S1闭合后，垃圾桶才能正常使用；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内2自动闭合，动力装置工作，这表明灯泡和动力装置能各自独立工作，启动开关S3接在干路中，控制整个电路2控制动力装置，串联在动力装置的支路上。故选：C。12．（2分）如图所示电路中，闭合开关S，电流表A1、A2的示数分别为0.3A和0.7A，电压表的示数为4.5V，下列说法错误的是（）A．电源电压为4.5V B．通过L1的电流为0.3A C．通过L2的电流为0.7A D．电压表可以测量L1两端电压【答案】C【分析】由图可知，闭合开关后，两灯泡并联，电压表测电源电压，电流表A1测通过灯L1的电流，电流表A2测干路电流；（1）根据两个电流表的示数和并联电路的电流特点可求出通过两灯泡的电流；（2）根据电路结构及电压表示数即可求出电源电压。【解答】解：（1）由电路图可知，闭合开关后，电压表测电源电压1测通过灯L1的电流，电流表A7测干路电流；根据两个电流表的示数可知，通过灯L1的电流I1＝7.3A，干路电流I＝0.8A，由并联电路的电流特点可知，通过灯L2的电流I2＝I﹣I6＝0.7A﹣8.3A＝0.4A；（2）图中电压表测电源电压，则电源电压U＝UV＝4.5V；因为并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压5两端电压；综上可知，ABD正确。故选：C。二、填空题（每空1分，共28分）13．（2分）如图所示，OAB是杠杆，OA与BA垂直，加在B点的动力F1始终使OA在水平位置保持静止（杠杆重力及摩擦均不计）。（1）当F1竖直向上时，F1的大小为10N；（2）当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力F1的大小变化是先变小后变大（选填“变小”、“变大”、“先变小后变大”或“先变大后变小”）。【答案】（1）10；（2）先变小后变大【分析】（1）由杠杆平衡条件可以求出力F1的大小。（2）判断当F1由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，力臂如何变化，然后由杠杆平衡条件判断力的大小如何变化。【解答】解：（1）由杠杆平衡条件得：G×＝F1×OA，即：20N×＝F1×OA，解得：F1＝10N；（2）如图所示，由图可知：当F8由竖直向上的位置沿逆时针方向缓慢的转到水平向左的位置时，动力臂先变大后变小，阻力与阻力臂不变，动力先变小后变大。故答案为：（1）10；（2）先变小后变大。14．（3分）如图为四旋翼无人机，它依靠电池为电动机供电，带动机翼旋转实现升空。小明操纵遥控器，然后减速上升，最后悬停在某一高度进行摄影。则无人机在加速上升过程中电能转化为机械能；从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，无人机的动能变化情况是先增大后减小。【答案】见试题解答内容【分析】（1）电动机消耗电能将电能转化为机械能；（2）动能的大小与质量和速度有关。【解答】解：电动机工作的过程中消耗电能得到机械能，故电动机将电能转化为机械能；从地面开始升空至刚悬停在某一高度的过程中，是先加速上升，无人机的质量不变。故答案为：电；机械。15．（2分）质量为50kg的某同学在跳绳时重心高度随时间变化的关系如图所示。根据图像可估算出该同学在1min内克服重力做功大小W＝9000J；平均功率为P＝150W（取g＝10N/kg）。【答案】9000J；150W。【分析】已知该同学的质量，根据G＝mg计算该同学受到的重力；由图可知该同学跳绳时重心上升的高度，根据W＝Gh计算该同学跳绳一次克服重力做的功；由图可知该同学跳绳一次的时间，从而得出1min内跳绳的次数和所做的总功，根据P＝计算功率的大小。【解答】解：该同学受到的重力为：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，由图可知该同学跳绳时重心上升的高度为：h＝0.1m，该同学跳绳一次克服重力做的功为：W4＝Gh＝500N×0.1m＝50J，已知跳一次的时间为s，则60s内跳了，1min内克服重力做功大小W＝180W1＝180×50J＝9000J；该同学跳绳的平均功率为：P＝＝＝150W。故答案为：9000J；150W。16．（2分）利用如图所示的斜面提升物体可以省力（选填“省力”或“费力”），用平行于斜面的拉力将重为6N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，则物体受到斜面的摩擦力大小为1.2N。【答案】省力；1.2。【分析】（1）使用斜面可以省力；（2）根据W有＝Gh求出有用功，根据公式η＝求出总功，再根据W额＝W总﹣W有求出额外功，根据W额＝fs可求出物体受到斜面的摩擦力的大小。【解答】解：使用任何机械都不省功，利用斜面提升物体可以省力；使用斜面做的有用功为：W有＝Gh＝6N×0.4m＝1.2J，使用斜面做的总功为：W总＝＝＝2.7J，克服摩擦力做的功为额外功，所以额外功为：W额＝W总﹣W有＝2.4J﹣2.2J＝1.7J，则物体受到斜面的摩擦力大小为：f＝＝＝1.2N。故答案为：省力；5.2。17．（3分）用如图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，反映绳子自由端运动的图线是A（选填“A”或“B”），动滑轮重为40N，3s内对物体做的有用功为300J。【答案】A；40；300。【分析】（1）由图甲可知，n＝3，则拉力端移动距离s＝3h，据此确定图乙中绳子自由端运动的s﹣t图像是A还是B；（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝（G+G动），据此求动滑轮重力；（3）由图乙可知，t＝3s时，物体运动的高度h＝1.5m，利用W＝Gh求有用功。【解答】解：（1）由图甲可知，n＝3，所以图乙中上面的倾斜直线A是绳子自由端运动的s﹣t图像；（2）不计绳重和摩擦，拉力F＝动），则动滑轮重力：G动＝3F﹣G＝3×80N﹣200N＝40N；（3）由图乙可知，t＝8s时，对物体做的有用功：W有用＝Gh＝200N×1.5m＝300J。故答案为：A；40。18．（2分）如图所示，人手持大气球站在水平转盘上，松开气嘴，人与转盘开始一起反向转动。从能量转化角度可知，此过程将内能转化为机械能；在A、B两点中，人站在A点进行上述实验，更容易使转盘转动。【答案】内；A。【分析】（1）喷出的气体因膨胀对外做功，内能转化为机械能；（2）转盘相当于轮轴，是变形的杠杆，轮与轴的半径之比越大，轮轴越省力。【解答】解：松开气嘴，让气球沿垂直转盘半径方向喷气，内能转化为机械能。因转盘相当于轮轴，是变形的杠杆，故在A点更容易转动。故答案为：内；A。19．（3分）如图所示，这是汽油机的做功冲程；已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧，放出热量1.38×108J，若某汽车发动机的效率是20%，消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km690N。【答案】做功；1.38×108；690。【分析】（1）根据气门的关闭和活塞的运行方向判断属于什么冲程；（2）根据Q放＝mq求出放出的热量；利用效率公式η＝的变形公式W＝ηQ放可求出牵引力做的功；根据W＝Fs变形求出汽车匀速行驶时，牵引力的大小。【解答】解：（1）图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动；（2）完全燃烧3kg汽油放出的热量：Q放＝mq＝3kg×7.6×107J/kg＝8.38×108J；由η＝得，汽车发动机做的有用功：W＝ηQ放＝20%×1.38×108J＝2.76×107J；由W＝Fs得，汽车匀速行驶时的牵引力：F＝＝＝690N。故答案为：做功；1.38×108；690。20．（2分）如图所示，要使灯L1、L2组成并联电路，则只闭合开关S1、S2；当只闭合开关S2、S3时，电路中灯泡L2被短路。【答案】见试题解答内容【分析】电流先后经过各个用电器的连接方法叫做串联；如果电流在某点出现分路，通过支路上的用电器后又在另一点汇合，再回到电源的负极，这种连接方式叫并联；如果将所有开关都闭合，电流不经过用电器，由正极出发，直接回到电源的负极，造成短路。根据题目中的开关组合，分析电流的流向，从而判断电路的连接情况。【解答】解：（1）要使灯L1、L2组成并联电路，则电流从电源正极出发后分别流经两盏灯泡，由图知7、S2；（2）由图知，闭合开关S2、S7，导线直接连在了L2的两端，没有电流通过L2，所以会造成L6被短路。故答案为：S1、S2；L4。21．（2分）如图甲所示的电路，先将开关S接到a，再将开关S接到b。两次电压表指针偏转都是如图乙所示2两端电压为2V，通过L1和L2的电流之比为1：1。【答案】2；1：1。【分析】由电路图知，开关S接a时，两灯串联，电压表测电源电压；开关S接b时，两灯仍并联，电压表测L2两端电压。根据串联电路的电压特点确定开关接不同位置时电压表使用的量程并读数，从而得到电源电压和灯泡L2的电压；根据串联电路的电流特点可知通过两灯的电流之比。【解答】解：由电路图知，开关S接a时，电压表测电源电压，两灯仍串联2两端电压。串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，而两次电压表指针偏转相同，由图乙知；S接b时电压表使用小量程，L2两端电压为8V；因串联电路中电流处处相等，所以通过L1和L2的电流之比为2：1。故答案为：2；8：1。22．（3分）如图是某实验电路的一部分，电流表的示数为0.46A，若通过导线ab电流为0.2A，经分析通过导线cd的电流最大为0.66A，此时方向为从d到c（“从c到d”或“从d到c”）。【答案】0.46；0.66；从d到c。【分析】（1）根据电流表的量程和分度值，可读取电流值。（2）并联电路的电流规律：干路电流等于各支路电流之和。（3）电流表在使用时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出。【解答】解：如图是某实验电路的一部分，电流表选择量程0～0.5A，所以电流表的示数为0.46A，若通过导线ab电流为0.8A，若cd是干路，则通过导线cd的电流最大为I＝0.46A+0.7A＝0.66A，根据电流表的使用规则——电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。故答案为：0.46；6.66。23．（4分）阅读下面的短文，回答问题。把两种不同材料的导线（如铁线和铜线）组成如图所示的闭合回路，当AB两端存在温度差时，这就是塞贝克效应。这种电路叫热电偶。实验表明：热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关；跟接点A和B间的温度差的大小有关，回路电流越大。请回答下列问题：（1）如图所示。①其他条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路电流为零。②其他条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电路电流变小。（填“变大”、“变小”或“不变”）（2）这样的热电偶实际上是一个电源，它的电能是由内能转化而来的。（3）热电偶电路可以把温度信号换成电信号，利用这种性质可以把热电偶做成温度计。（写出一种实际的应用装置）【答案】（1）零；变小；（2）内；（3）温度计。【分析】首先根据题目中给出的信息判断出产生回路电流的条件，理解热电偶的含义，知道热电偶实际上是一个电源，然后根据实验条件进行判断。【解答】解：由题意知，电路中产生回路的条件：相互连接的金属丝的材料不同。且电流的大小与材料的种类和温度差的大小有关。（1）其它条件不变，只将铁丝换成铜丝，电路中不会有电流；其它条件不变，只将A处杯中的冰水混合物换为沸水，电流变小；（2）由上述实验可知，热电偶实际上是一个电源，它的电能是由内能转化而来的。（3）由上知，内能与温度有关，内能转化为电能，即将热信号转化为电信号，即可以制成温度计。故答案为：（1）零；变小；（3）温度计。三、解答题24．（2分）如图所示，工人站在高处利用滑轮组提升物体，请画出最省力的滑轮组的绕线方式。【答案】【分析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子段数，也就是看有几段绳子连着动滑轮，段数越多越省力；有时需根据题意考虑绳子自由端的拉力方向。【解答】解：图中的滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成；工人站在高处利用滑轮组提升物体；所以，最后有三段绳子承担物重，如图所示：25．（2分）在图中画出杠杆的阻力臂l，并在A点画出使杠杆静止在图示位置的最小力F。【答案】。【分析】（1）从支点向力的作用线作垂线就得到力臂；（2）根据杠杆平衡的条件可知，在阻力、阻力臂一定时，动力臂越长越省力，而支点到杠杆的顶端作为动力臂时，动力臂最长，所以根据力臂的画法，从杠杆的端点作垂直于力臂的动力示意图，注意动力、阻力对杠杆的转动效果相反。【解答】解：重物对杠杆的拉力即为阻力，过支点O作力阻力作用线的垂线段，根据杠杆平衡的条件可知，在阻力和阻力臂不变时；由图示可知，以OA为动力臂时，此时最省力，从A点做OA的垂线，力的方向应垂直于OA向上。26．（2分）请在图中的两个虚线框内，选填“电源”和“电压表”的符号，当开关闭合后两灯都亮起来。【答案】【分析】电压表相当于断路，灯泡发光不能与电压表串联，据此分析。【解答】解：如果下方填入电压表，则下方灯泡与电压表串联，因而下方必须填入电源，如图所示：27．（6分）学习了简单机械知识后，小华同学自制了如图所示的晾衣架。他将40N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升0.8m（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）g取10N/kg。求：（1）小明对拉绳施加的力为多大？（2）小明拉绳所做功的功率为多少？（3）动滑轮和横杆的总质量为多少？【答案】（1）小明对拉绳施加的力为12.5N；（2）小明拉绳所做功的功率为8W；（3）动滑轮和横杆的总质量为1kg。【分析】（1）根据滑轮组装置确定绳子股数，利用W有＝Gh求出有用功，根据η＝求出总功，利用W总＝Fs＝Fnh求出拉力；（2）根据P＝求出小明拉绳所做功的功率；（3）根据W总＝W有+W额求出额外功，不计绳重及摩擦，利用W额＝G动+杆h求出动滑轮和横杆的总重力，根据G＝mg求出动滑轮和横杆的总质量。【解答】解：（1）由图可知，n＝4；小明做的有用功为：W有＝Gh＝40N×0.6m＝32J，根据η＝可知W总＝＝＝40J，小明对拉绳施加的力为：F＝＝＝12.5N；（2）小明拉绳所做功的功率为：P＝＝＝4W；（3）根据W总＝W有+W额可知，额外功为：W额＝W总﹣W有＝40J﹣32J＝8J，动滑轮和横杆的总重力为：G动+杆＝＝＝10N，则动滑轮和横杆的总质量为：m动+杆＝＝＝1kg。答：（1）小明对拉绳施加的力为12.5N；（2）小明拉绳所做功的功率为8W；（3）动滑轮和横杆的总质量为1kg。28．（6分）2022年北京冬奥会举行期间，氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量，新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景[c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q氢＝1.4×108J/kg]。求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量。（2）若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收，求水升高的温度。（3）氢燃料公交车以恒定功率匀速直线行驶，其效率为50%，燃烧0.6kg的氢燃料可使公交车行驶280s【答案】（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×107J；（2）水升高的温度为40℃；（3）公交车匀速直线行驶时的功率是1.5×105W【分析】（1）根据Q＝mq求出这些燃料完全燃烧放出的热量；（2）由题知Q吸＝Q放，再利用Q吸＝cmΔt求水升高的温度；（3）根据效率公式求出公交车做的功，利用P＝计算功率的大小。【解答】解：（1）0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝8.6kg×1.6×108J/kg＝8.7×107J；（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝8.8×107J，由Q吸＝cmΔt得水升高温度：Δt＝＝＝40℃；（3）由题知公交车所做的功：W＝ηQ放＝50%×3.4×107J＝7.2×107J，公交车匀速直线行驶时的功率是：P＝＝＝1.7×105W。答：（1）质量为0.4kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×105J；（2）水升高的温度为40℃；（3）公交车匀速直线行驶时的功率是1.5×104W。29．（7分）某科学兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中：（1）挂钩码前，杠杆在如图甲所示的位置静止，此时杠杆达到（选填“达到”或“没有达到”）平衡状态，应将杠杆左端的平衡螺母向左（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在水平位置平衡，这样调节的目的是消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂。（2）如图乙所示，实验时，为便于测量力臂，若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡，则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是C。A.减少钩码的数量B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动D.将钩码的悬挂点向右移动（3）另一小组实验时的情景如图丙所示，拉力F与杠杆的夹角为θ，小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力F（拉力F始终处于量程内），请你根据图象结合所学知识推测θ＝150°时对应的弹簧测力计的拉力F＝4N。（4）课后，第一小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究，发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响；若将钩码的悬挂点由A移至C（钩码个数不变，O和B的位置也不变），仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】（1）达到；左；消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂；（2）C；（3）4；（4）杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响；变大。【分析】（1）实验前需调节杠杆在水平位置平衡，可以消除杠杆自重对实验的影响，便于测量力臂；如果杠杆左端下沉，应向右调节平衡螺母，如果杠杆右端下沉，应向左调节平衡螺母，使杠杆在平衡位置平衡；（2）在同一作用点，沿与杠杆垂直的方向用力拉杠杆，对应的力臂最长，若拉力达到测力计的最大值仍不能使杠杆平衡，根据杠杆的平衡条件，应增大拉力的臂或减小阻力、减小阻力的力臂等方法来减小拉力使杠杆平衡；（3）根据图像，当拉力大小与夹角为150°时，可判断出动力臂，根据杠杆的平衡条件计算便可；（4）第一小组同学用图戊装置进行探究，把支点支在杠杆的一端，分析此时杠杆自身重力对杠杆平衡的影响即可解题；将钩码的悬挂点从A点移至C点，改变了钩码重力的力臂，分别计算有用功和额外功的变化情况，得出机械效率的变化情况。【解答】解：（1）杠杆处于静止状态，说明处于平衡状态，所以应将平衡螺母向左移动；实验前使杠杆在水平位置平衡，是为了消除杠杆自重对实验的影响；（2）A.减少钩码的数量，这样减小了阻力，符合题意；B.将弹簧测力计的悬挂点向右移动，会使动力臂变大，动力会变小；C.将弹簧测力计的悬挂点向左移动，会使动力臂变小，动力会变大；D.将钩码的悬挂点向右移动，会使阻力臂变小，动力会变小；综上所述，不能使杠杆在水平位置平衡的是C选项。（3）根据杠杆的平衡条件F1L1＝F3L2可知，在阻力和阻力臂一定时，拉力越小，动力臂最大，由图丁可知，对应的拉力最小；由数学知识：在含有30°角的直角三角形中，当拉力和杠杆的夹角如图丁中为150°时，此时拉力的力臂是拉力与杠杆垂直时的力臂的一半，拉力的大小是θ＝90°时的拉力的2倍，对应的弹簧测力计的拉力为：F'＝3F＝2x2N＝8N；（4）第一小组同学用图戊装置进行探究，把支点支在杠杆的一端；由题意知，将钩码从A点移到C点，有用功不变，提升的高度减小，因此杠杆的机械效率变大。故答案为：（1）达到；左；消除杠杆自重对实验的影响；（2）C；（4）杠杆自身重力会对杠杆转动产生影响。30．（8分）小王用图甲所示的器材探究“物体动能大小与哪些因素有关”。他让小球从斜面上由静止释放，然后撞击静止在水平面上的木块。（1）本实验研究的是小球在撞击木块时（选填“在斜面上”、“撞击木块时”或“撞击木块后”）的动能大小。（2）实验中通过观察木块移动的距离来反映小球的动能大小。（3）让不同质量的小球从同一高度由静止释放，可以使小球到达斜面底端的速度相同，从而探究小球的动能大小与质量（选填“质量”或“速度”）的关系。（4）为了探究小球的动能大小与速度的关系，应当让同一小球（选填“同一小球”或“不同小球”）从同一斜面上的不同高度（选填“同一高度”或“不同高度”）由静止滑下，然后撞击同一木块。（5）小亮另外设计了图乙所示的装置，来探究小球的动能大小与质量的关系，他用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，发现木块移动的距离相同。这个设计方案不可行（选填“可行”或“不可行”），原因是相同的弹簧压缩相同距离后，由静止释放转化的动能相同（选填“相同”或“不同”）。【答案】（1）撞击木块时；（2）木块移动的距离；（3）速度；质量；（4）同一小球；不同高度；（5）不可行；相同【分析】（1）小球从斜面上滚下时具有一定的动能；（2）在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，是通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的；（3）（4）影响物体动能大小的因素有质量和速度，根据控制变量法分析；（5）结合控制变量法的要求，看是否合理的控制了相关变量，并改变了要研究的变量，这样才能知道是否符合实验要求。【解答】解：（1）据题意可知，实验中探究小球动能；（2）实验中通过观察木块被推动的距离的远近来判断物体所具有动能大小的，木块被推动的距离越远；（3）让不同质量的小球从同一高度由静止释放，质量不同，小球到达斜面底端的速度相同；（4）为了探究小球的动能大小与速度的关系，应该控制质量不变，应当让同一小球从同一斜面上的不同高度由静止滑下，根据木块移动的距离判定动能的大小；（5）若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放，撞击同一木块，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，转化出的动能相同，可以观察