第3章能量转化与守恒综合训练(学生版+解析)

第3章能量转化与守恒综合训练一．选择题（共20小题）1．下列活动中，通过化学反应提供能量的是（）A．发射航天飞机 B．水车汲水灌溉 C．天阳能供热 D．风力发电2．能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（）A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能 B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水 C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同 D．手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功3．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能减少4．小金将一金属块放在木板上，逐渐抬高木板右端至图示位置，发现金属块静止不动，稍用力推金属块后，金属块恰好能匀速下滑。下列说法正确的是（）A．金属块静止时，重力与支持力平衡 B．金属块匀速下滑的过程中，重力势能转化为动能 C．金属块静止与匀速下滑时，受到的摩擦力大小相等、方向相同 D．金属块匀速下滑时，若抬高木板，金属块下滑的速度保持不变5．严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为6W，则其中温挡和高温挡分别为（）A．8W，12W B．8W，24W C．12W，18W D．12W，24W6．竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零。对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有（）（忽略空气阻力）A．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 B．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小 C．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 D．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小7．甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是（）A．F甲＝F乙 B．F甲＞F乙 C．F甲＜F乙 D．已知条件不足，所以无法判断8．如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现两只温度计示数上升得相同。不考虑热损失，则电阻R1、R2的大小关系是（）A．R1＝R2 B．Rl＜R2 C．R1＞R2 D．无法确定9．如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（）A．10W B．19W C．9W D．15W10．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（）A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系 B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比 C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较 D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同11．如图所示，分别用F1、F2和F3作用在杠杆上（始终竖直的力F1、始终与杠杆垂直的力F2、始终水平的力F3），将杠杆缓慢地由实线位置拉到水平位置时，下列说法正确的是（）A．这三个力都逐渐变大 B．这三个力都逐渐变小 C．F1、F2逐渐变大、F3大小不变 D．F2、F3逐渐变大、F1大小不变12．如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（）A．物体所受合力为5N B．物体受到的摩擦力为12N C．拉力F做功的功率为5W D．在10s内机械所做的有用功为500J13．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f214．如图，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端匀速缓慢转动一定角度，重物P相对于木板始终保持静止。匀速转动过程中，下列说法错误的是（）A．外力对木板做了功 B．木板对重物P做了功 C．重物P的机械能不断变大 D．长木板和重物的总机械能保持不变15．一根金属棒AB置于水平地面上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置，下图能表示此过程中弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系的是（）A． B． C． D．16．在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，这时杠杆平衡将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中（如图所示），直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动（）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④17．某同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。已知电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，为保证电路安全，下列说法中正确的是（）A．该电路的最大总功率是2.25W B．电流表示数的变化范围是0.18～0.6A C．灯泡的电功率变化范围是0.5～1.25W D．滑动变阻器允许调节的范围是5～20Ω18．用20N的竖直向上的力分别拉着质量是1kg的甲物体和质量是2kg的乙物体都上升1m，下列有关分析与计算正确的是（）A．对甲做功10J，对乙做功20J B．甲增加的动能是10J，乙增加的动能是0J C．甲增加的重力势能是20J，乙增加的重力势能是20J D．甲增加的机械能是20J，乙增加的机械能为0J19．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（）①图乙中A点处弹簧的弹力等于小球的重力②图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力③图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中动能先变大后变小A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④20．有一质量分布均匀的工件，正放时如图甲所示，倒放时如图乙所示，现要用力沿箭头方向将它推翻，变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1，图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2，则（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．无法比较二．填空题（共8小题）21．将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时（选填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是。22．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1W2，P1P2。23．如图甲所示的四幅图是四冲程汽油机一个循环工作过程的示意图。与图乙实验原理相同的是图（填字母）。某单缸汽油机在10分钟内飞轮以2000转/分钟进行工作，每个工作循环可以对外做功200焦。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若5分钟消耗汽油60克（汽油的热值为4.6×107焦/千克），则该汽油机的效率为。24．如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，反映定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的图线是（选填“a”、“b”或“c”），R0＝Ω，电源电压U为V，滑动变阻器R消耗的最大电功率为W。25．有AB和AC两个高度相等、长度不等的斜面，两者粗糙程度完全相同。现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端，此过程中，物体克服重力做的功WBWC（选填“＝”“＜”或“＞”，下同），物体受到的摩擦力fBfC，斜面的机械效率ηBηC。26．利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F＝30N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率为，物体所受的摩擦力为。27．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.72×103kg/m3）（1）根据如图分析，在发动机转速为1000～5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成比。（2）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L，则发动机转速为n时，该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为A．B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排28．如图乙所示，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度为L．用手向下压钢球使弹簧长度压缩到．释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处。请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化的大致关系图象。三．实验探究题题（共6小题）29．如图所示，小明在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下方案：让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒相碰，记录纸盒移动的距离。（1）小明是根据判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光滑（会/不会）给实验带来影响。（2）小明顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2，此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②，你认为哪位同学的建议是合理的？（甲同学/乙同学/都合理/都不合理）。（3）上述实验操作可以得出的结论是：。30．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N动滑轮重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率120.8511566.7%240.851.715\360.85\15\（1）在实验操作中应该使钩码（选填“快速”或“缓慢”）匀速上升。（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约。（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是。A．η＝B．η＝C．η＝D．η＝1﹣。31．某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变，滑动变阻器规格为“30Ω，1A”。（1）第一个实验是测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rx，请你用笔画线代替导线，在答题卷相应位置将乙中的实物图连接完整。（2）第二个实验测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡，正确连接电路，闭合开关后，（请将实验步骤补充完整）记下电流表示数，算出灯泡的额定功率。（3）第三个实验是利用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻研究“电流与电阻的关系”，在实验过程中有同学发现器材和电路连接均没有问题，但用15Ω的电阻无法完成实验，出现该问题的原因是。32．小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）。（1）请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图2所示位置，则故障是（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的。A．“5Ω2A”B．“15Ω2A”C．“25Ω2A”D．“30Ω2A”（4）某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡的阻值变化了△R2，则△R1△R2（填“＞”、“＜”或“＝”）。33．现有一把刻度尺、一个弹簧秤、一重力为G的物块从长度为S的木板、木块A．请设计一个“探究斜面的额外功（W额外）与斜面的水平长度（L）是否有关”的实验中。（1）如图所示，某老师用弹簧测力计将重力G＝5.0N的物块从长度S＝0.50m的木板搭成一个斜面底端匀速拉至斜面顶端。在实验中，调整斜面的高度为h＝0.20m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4.0N，则有用功为J，机械效率为。（2）概述实验的步骤、需要测量的物理量：，额外功（W额外）的表达式为。（3）将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度﹣工具所限，测量的为近似值）有如下关系：L（m）0.450.400.350.30W额外（J）0.900.800.700.60通过数据分析，得出初步结论：。34．在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：设想一：将煤油换成水来做实验，设想二：通过加热空气来做实验。（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：。（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：①在的锥形瓶中装入的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示的大小。然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明。②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为，为了使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是。③同学们用两根电阻丝（R甲＞R乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是。四．简答题（共8小题）35．在研究动能影响因素实验时，常用如图实验装置（不计摩擦）。为了使小球到达水平位置时初始速度相同，需控制小球下落时的高度，这是为什么？查阅资料得，某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功。（1）质量为m的小球在A处静止时，具有的重力势能大小为Ep为；（2）已知，小球刚进入水平面B点时，小球所具有的动能Ek可以表达为，v为此时的速度，则EpEk（选填“大于”、“等于”或“小于”）（3）请推导证明，小球在水平面上运动的初速度v只和高度h有关。36．小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：（1）低温挡加热的电流多大？（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？37．如图1所示，用滑轮组提升矿井内重为7840N的物体M，汽车匀速前进了20m。此过程中，汽车拉力F所做的功W随汽车运动的距离s的变化关系如图2所示。不计绳重和摩擦，动滑轮有重力。（1）由图可知，拉力F总共做的功W＝J（2）物体M上升的高度是m。（3）该滑轮组的机械效率为多大？38．如图所示为测液体密度的密度秤示意图，轻质杆AB长为40cm，可绕O点转动（轻质杆与O点之间的摩擦忽略不计），其左端A点挂一个质量为0.2kg，容积为200mL的桶，AO＝10cm；在O点的右侧用轻质细绳悬挂一个质量为0.2kg的秤砣，秤砣可沿OB左右滑动。使用时，在桶中装满待测液体，移动秤砣使密度秤再次水平平衡，读出相应位置的刻度值即可。（1）密度秤零刻度在O点右侧cm处。（2）该密度秤所能测量的最大密度是多少？（3）判断该密度秤的刻度是否均匀（通过推导说明）。39．如图所示，在宽为BC＝30cm的小方凳上与凳边平行放一轻质硬木棒，木棒左端A处悬挂物体甲，右侧悬挂物体乙，使木棒能水平静止。当把悬挂乙的细绳移至E点时，木棒恰好将顺时针转动。已知AB＝20cm，则要使木棒能水平静止悬挂乙的细绳可移动范围DE长度是多少？40．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为。（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了。（物体比热容用c表示）（3）C点距离水平面的高度为。41．如图甲，质量m的货物在拉力作用下，沿粗糙斜面向上运动（不考虑空气的阻力），斜面长L、高H．货物上升高度h与时间t关系图象如图乙所示，0至t1时间内的拉力为F1，t1至t2时间内拉力为F2．已知H＞4h0，t2＝2t1，不计速度变化时的时间，斜面粗糙程度不变。（1）0至t1时间内物体是否做匀速直线运动。（选填：“是”或“不是”）（2）F1时斜面效率η1（选填：“大于”、“小于”或“等于”）F2时斜面效率η2。（3）通过推导比较得出F1和F2的大小关系。第3章能量转化与守恒综合训练一．选择题（共20小题）1．下列活动中，通过化学反应提供能量的是（）A．发射航天飞机 B．水车汲水灌溉 C．天阳能供热 D．风力发电【解答】解：A、发射航天飞机一般是高能燃料燃烧提供热量，存在化学变化，故A正确；B、水车是水的流动产生力，无化学变化发生，故B错；C、太阳能供热是将太阳能转化为热能，无化学变化发生，故C错；D、风力发电是利用风力产生电能，无化学变化发生，故D错。故选：A。2．能量转化或转移是自然界的普遍现象，如图所示为核电站示意图、家庭电路部分示意图及电热水壶图，下列相关叙述正确的是（）A．核反应堆进行的核裂变释放核能，直接转化为家庭电路所需的电能 B．发电机利用了电流磁效应发电，电热水壶利用了电流热效应烧水 C．汽轮机工作、壶内水升温两过程中，改变水的内能方式相同 D．手机充电和电热壶烧水时，两者本质都是电流做功【解答】解：A、核反应堆进行的核裂变释放核能，将核能转化为内能，内能再转化为机械能，机械能在转化为电能，故A错误；B、发电机利用了电磁感应现象发电，电热水壶利用了电流热效应烧水，故B错误；C、汽轮机工作时是通过做功的方式改变内能的；壶内水升温的过程中，是通过热传递的方式改变内能的，改变水的内能方式不相同，故C错误；D、用电器消耗电能的过程就是电流做功的过程，手机充电和电热壶烧水都是消耗电能的过程，故D正确。故选：D。3．如图所示对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（）A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增加 D．图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能减少【解答】解：A、图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；B、图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；C、图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C错误；D、图丁，汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气缸内气体的内能减少；故D正确。故选：D。4．小金将一金属块放在木板上，逐渐抬高木板右端至图示位置，发现金属块静止不动，稍用力推金属块后，金属块恰好能匀速下滑。下列说法正确的是（）A．金属块静止时，重力与支持力平衡 B．金属块匀速下滑的过程中，重力势能转化为动能 C．金属块静止与匀速下滑时，受到的摩擦力大小相等、方向相同 D．金属块匀速下滑时，若抬高木板，金属块下滑的速度保持不变【解答】解：A、铁块静止时，一定受到平衡力的作用，分析可知，铁块受到竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、平行于斜面向上的摩擦力，此时铁块处于静止状态，即重力与支持力和摩擦力的合力平衡，故A错误；B、金属块匀速下滑的过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度减小，重力势能减小，不是重力势能转化为动能，故B错误；C、两种情况都是平衡状态，且重力大小不变，倾斜角度不变，支持力大小不变，且重力、支持力和摩擦力的合力为0，据此说明摩擦力的大小不变，方向不变，故C正确；D、若铁块下滑时，再抬高木板，则木板与地面的夹角变大，铁块对木板的压力变小，摩擦力变小，而支持力变小，重力不变，铁块受到的合力方向向下，则铁块下滑的速度会变大，故D错误。故选：C。5．严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为6W，则其中温挡和高温挡分别为（）A．8W，12W B．8W，24W C．12W，18W D．12W，24W【解答】解：两电阻丝规格相同，设R1＝R2＝R；由P＝可知，在U一定时，R越小，电功率越大，R越大，电功率越小；由图示电路图可知，S2接a时两电阻丝串联，电路电阻最大，电功率最小，电热靴处于低温挡，当S2接c时，只有电阻丝R2接入电路，电路电阻最小，电路电功率最大，电热靴处于高温挡，当S2接b时，电阻丝R2与R1的右半部分接入电路，电热靴处于中温挡；P低温＝＝6W，则：＝12W，电热靴的高温挡：P高温挡＝＝12W，电热靴的中温挡：P中温挡＝＝×＝×12W＝8W，故A正确；故选：A。6．竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零。对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有（）（忽略空气阻力）A．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 B．小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小 C．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 D．小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小【解答】解：因为整个过程中忽略阻力，只有重力和弹力做功，满足系统机械能守恒，但对单个物体小球机械能不守恒，根据能量守恒得小球的机械能减小量等于弹簧弹性势能的增加量，小球接触弹簧至弹簧压缩最低点的过程中弹簧的形变量越来越大，弹性势能也越来越大，所以小球的动能和重力势能的总和越来越小，根据能量守恒得小球的动能和弹性势能的总和变化量等于小球的重力势能减小变化量。小球的重力势能减小，所以小球的动能和弹性势能的总和越来越大。故选：A。7．甲、乙两个身高相同的人抬着一个木箱沿斜坡上山，木箱的悬点恰好在抬杠的中央。如图所示，则甲、乙两人所用的力F甲与F乙的关系是（）A．F甲＝F乙 B．F甲＞F乙 C．F甲＜F乙 D．已知条件不足，所以无法判断【解答】解：如图：解：如右图，LAE为阻力臂，LAF为动力臂；因为：F乙LAF＝GLAE，所以：F乙＝＝G，同理，可求F甲＝G，则甲、乙两人所用的力F甲＝F乙。故选：A。8．如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段时间后（液体均不沸腾），发现两只温度计示数上升得相同。不考虑热损失，则电阻R1、R2的大小关系是（）A．R1＝R2 B．Rl＜R2 C．R1＞R2 D．无法确定【解答】解：由题意可知，相同的时间内质量相同的水和煤油升高的温度相同，因水的比热容大于煤油的比热容，所以，由Q吸＝cm△t可知，水吸收的热量大于煤油吸收的热量，因不考虑热损失时，电流通过电阻产生的热量和液体吸收的热量相等，所以，由Q＝I2Rt可知，R1＞R2。故选：C。9．如图所示，电源的输出电压恒定不变，现将一个灯泡L接在离电源很近的AB两点时，灯泡L（电阻不变）消耗的功率为100W，若将灯泡L接在离电源较远的CD两点时，灯泡L消耗的功率为81W．则输电导线AC、BD上消耗的功率为（）A．10W B．19W C．9W D．15W【解答】解：设灯泡L连接在A、B两点时，电路的电流为I1，则PL＝I12RL＝100W…①若将灯泡L接C、D两点时，电路的电流为I2，则PL′＝I22RL＝81W…②由①②两式可得：I1：I2＝10：9，若将灯泡L接C、D两点时，电源的功率为：P＝UI2，则：＝，即P＝＝×100W＝90W，所以导线AC和BD消耗的总功率为：P线＝P﹣P2＝90W﹣81W＝9W。故选：C。10．研究电功率与电压、电流的关系时，连接了如图所示电路进行实验。下列关于该实验的说法，不合理的是（）A．该电路所示实验研究电功率与电压的关系 B．该实验能得出电流相同时，电功率与电压成正比 C．小灯泡电功率的大小通过灯泡的亮度来比较 D．该实验选择的两个小灯泡灯丝的电阻不同【解答】解：A、从图可知两灯泡串联，通过两灯泡的电流相同，所以该电路所示实验可以研究电功率与电压的关系；故A正确；B、两个灯泡亮度不同，间接反映电功率大小，但是由于灯泡的亮暗无法准确反映实际功率的大小，所以不能得出“电流相同时，电功率跟电压成正比”这个结论，故B错误；C、为了判断灯泡的功率大小，我们可以通过观察灯泡的亮度来判断灯泡功率的大小，灯泡越亮灯泡的功率越大。故C正确；D、两灯泡串联，流过它们的电流相同，LI、L2规格不同，则灯泡两端的电压不同，因此设计此实验可以探究电功率与电压的关系；故D正确。故选：B。11．如图所示，分别用F1、F2和F3作用在杠杆上（始终竖直的力F1、始终与杠杆垂直的力F2、始终水平的力F3），将杠杆缓慢地由实线位置拉到水平位置时，下列说法正确的是（）A．这三个力都逐渐变大 B．这三个力都逐渐变小 C．F1、F2逐渐变大、F3大小不变 D．F2、F3逐渐变大、F1大小不变【解答】解：（1）如图所示：根据图示可知，杠杆原来位置的动力臂为LOA，阻力臂为LOD；杠杆在水平位置时，动力臂为LOC，阻力臂为LOB；根据直角三角形中边的关系可知，LOD：LOA＝LOC：LOB；由杠杆平衡的条件可得：F＝G；由于力臂的比值不变，重力不变，因此拉力F1始终不变。（2）根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析，将当用始终垂直杠杆的力F1将物体提升至水平位置的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力力臂变大，所以动力F2变大；（3）将杠杆缓慢地由位置A拉到位置B，阻力G的力臂变大，而阻力不变；力F作用在杠杆一端且始终是水平方向，即方向不变，所以动力臂变小，根据杠杆平衡条件F1L1＝F2L2分析得出动力F3变大。故选：D。12．如图所示，重为50N的物体A在拉力F作用下沿水平面做匀速直线运动。已知滑轮组机械效率为80%，物体运动的速度为1m/s，下列分析计算正确的是（）A．物体所受合力为5N B．物体受到的摩擦力为12N C．拉力F做功的功率为5W D．在10s内机械所做的有用功为500J【解答】解：A、物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可知，物体所受合力为零，故A错误；B、由图示可知，滑轮组承重绳子的有效股数：n＝3，克服摩擦力做的功为有用功，效率：η＝×100%＝×100%＝×100%，则f＝nηF＝3×80%×5N＝12N，故B正确；C、拉力的功率P＝＝＝＝nFv物体＝3×5N×1m/s＝15W，故C错误；D、在10s内机械所做的有用功W＝fs＝fvt＝12N×1m/s×10s＝120J，故D错误。故选：B。13．如图所示，在粗糙程度相同的水平面上，先用拉力F1将物体从A拉到O，再改用拉力F2将物体从O拉到C，其中LAO＝LOB，用频闪相机每隔相同的时间拍下物体的位置（用虚线框表示），若拉力F1在AO段所做的功为W1，拉力F2在OB段所做的功为W2，物体在AO段受到的摩擦力为f1，在OC段受到的摩擦力为f2。下列判断正确的是（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．f1＞f2 D．f1＜f2【解答】解：CD、由于物体对水平面的压力大小不变（等于物体的重力），各段的粗糙程度相同，所以物体运动时受到摩擦力的大小相同，即f1＝f2，故CD错误；AB、由图可知，在AO段物体在相同时间内运动的距离相同，说明物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知拉力F1＝f；在OC段物体在相同时间内运动的距离增大，说明物体做加速直线运动，则拉力F2＞f＝F1，因F2＞F1，sAO＝sOB，根据W＝Fs可知拉力做的功：W1＜W2，故A错误，B正确。故选：B。14．如图，重物P放在一长木板OA上，将长木板绕O端匀速缓慢转动一定角度，重物P相对于木板始终保持静止。匀速转动过程中，下列说法错误的是（）A．外力对木板做了功 B．木板对重物P做了功 C．重物P的机械能不断变大 D．长木板和重物的总机械能保持不变【解答】解：A、将长木板绕O端匀速缓慢转动一定角度，木板受到了外力的作用，且在这个力的方向上通过了一定距离，所以，外力对木板做了功。故A正确。B、重物在木板的支持力作用下，沿力的方向移动了距离，木板对重物做了功；故B正确；CD、重物在上升的过程中，质量不变，速度不变，动能不变；高度逐渐增加，重力势能逐渐增加，所以机械能不断变大；同理可知，长木板的动能不变，重力势能不断变大，长木板的机械能变大；所以长木板和重物的总机械能不断变大；故C正确、D错误。故选：D。15．一根金属棒AB置于水平地面上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置，下图能表示此过程中弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系的是（）A． B． C． D．【解答】解：金属棒AB的重心位于中点上，通过弹簧测力计竖直地将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时，A为支点，则重力的力臂为AD，弹簧测力计拉力F的力臂为AC，如下图所示：因△AED∽△ABC，所以，由相似三角形对应边成比例可知，＝＝，由杠杆的平衡状态可得：G×AD＝F×AC，则弹簧测力计的拉力F＝×G＝G，即将棒的右端B缓慢拉起直至图中位置时弹簧测力计的拉力不变，由W＝Fx可知，W与x成正比例函数，W﹣x图象是过原点的斜直线，故ABD不符合题意，C符合题意。故选：C。16．在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，这时杠杆平衡将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中（如图所示），直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动（）A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【解答】解：通过化学方程式可算出铁球和铝球减少的质量比。设消耗的铁和铝的质量分别为x、y，硫酸的质量为100g，质量分数为a%则：Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑569854294x100g×a%y100g×a%即＝，解得：x＝g，＝，解得：y＝g，故消耗的铁和铝的质量之比为：g：g＝28：9①②、因为铁球减少的质量大，则放铁球的那个烧杯溶液质量增加的多，即烧杯乙中溶液质量大，故①错误，②正确；③④因为铁球减少的质量大，所以拿掉烧杯后杠杆向铝球倾斜，要想使杠杆平衡，支点应向A端移动，故③正确，④错误。故选：C。17．某同学用如图所示的电路测小灯泡的功率。已知电源电压恒为4.5V，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20ΩlA”，灯泡标有“2.5V1.25W”字样，不考虑灯丝电阻的变化，为保证电路安全，下列说法中正确的是（）A．该电路的最大总功率是2.25W B．电流表示数的变化范围是0.18～0.6A C．灯泡的电功率变化范围是0.5～1.25W D．滑动变阻器允许调节的范围是5～20Ω【解答】解：由电路图可知，滑动变阻器与灯泡串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中的电流。（1）根据P＝UI可得，灯的额定电流：IL额＝＝＝0.5A，因为串联电路中各处的电流相等，且电流表的量程为0～0.6A，所以电路中的最大电流为Imax＝0.5A，故B错误；由I＝可得，灯泡的电阻RL＝＝＝5Ω，电路中的总电阻R＝＝＝9Ω，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R滑＝R﹣RL＝9Ω﹣5Ω＝4Ω，故D错误；电路的最大功率：Pmax＝UImax＝4.5V×0.5A＝2.25W，故A正确；（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，灯泡的功率最小，此时电路中的电流：Imin＝＝＝0.18A，灯泡的最小功率：PL＝（Imin）2RL＝（0.18A）2×5Ω＝0.162W，故C错误；故选：A。18．用20N的竖直向上的力分别拉着质量是1kg的甲物体和质量是2kg的乙物体都上升1m，下列有关分析与计算正确的是（）A．对甲做功10J，对乙做功20J B．甲增加的动能是10J，乙增加的动能是0J C．甲增加的重力势能是20J，乙增加的重力势能是20J D．甲增加的机械能是20J，乙增加的机械能为0J【解答】解：A、如果用20N的竖直向上的力分别拉着质量是1kg和2kg的两个物体都上升1m，拉力做的功分别为：W1＝Fs1＝20N×1m＝20J，W2＝Fs1＝20N×1m＝20J，故A错误；D、增加的机械能等于拉力做的功，甲乙两物体拉力做功均为20J，则甲乙的机械能均增加20J，故D错误；C、甲上升高度为1m，重力为G1＝1kg×10N/kg＝10N，克服重力做功为WG1＝G1h＝10J，重力势能的增加量等于克服重力做的功，则甲的重力势能增加了10J；乙上升高度为1m，重力为G2＝2kg×10N/kg＝20N，克服重力做功为WG2＝G2h＝20J，则乙的重力势能增加了20J，故C错误；B、机械能包括重力势能和动能，甲物体，机械能增加20J，重力势能增加10J，则甲的动能增加了10J；乙物体，机械能增加20J，重力势能增加20J，则乙的动能增加了0J，故B正确。故选：B。19．如图甲所示，水平桌面上放有一内壁光滑的竖直圆筒，筒底固定一根弹簧。将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点（如图乙）。现将小球下压至B点，并用此处的装置锁定（如图丙）。解锁后，小球向上弹出筒口。下列说法正确的是（）①图乙中A点处弹簧的弹力等于小球的重力②图乙中圆筒对桌面的压力小于图丙中的压力③图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中速度一直变大④图丙中小球开始运动到脱离弹簧的过程中动能先变大后变小A．①和③ B．①和④ C．②和③ D．②和④【解答】解：①将一小球放置在弹簧上，静止时位于A点，则A点的弹力与小球的重力是一对平衡力，大小相等，故①正确；②、以整体为研究对象，图乙、丙对桌面的压力相等，都等于圆筒、弹簧和小球的总重力，故②错误；③④、解锁后，小球受竖直向上的弹簧的弹力、竖直向下的重力，重力小于弹力，合力向上，小球速度越来越大；随着弹簧压缩量的减小，弹力逐渐减小，当弹力与重力相等，小球的速度达到最大；弹力小于重力时，合力向下，小球速度减小；速度先变大后变小，由于质量不变，则动能先变大后变小，故③错误、④正确。故选：B。20．有一质量分布均匀的工件，正放时如图甲所示，倒放时如图乙所示，现要用力沿箭头方向将它推翻，变成如图丙方式放置。如果在图甲方式放置时推倒所所需要做的最小功为W1，图乙方式放置时推倒所需做的最小功为W2，则（）A．W1＞W2 B．W1＜W2 C．W1＝W2 D．无法比较【解答】解：由于质量分布均匀的几何体，重心在它的几何中心上，则读图可知，乙的重心最高，甲的重心较高，丙的重心最低；从甲→丙、乙→丙的过程中，工件的重心都是降低的，在推翻工件过程中按图甲方式工件重心高度变化小，则根据W＝Gh可知：W1＜W2。故选：B。二．填空题（共8小题）21．将表面涂墨（墨充足）的皮球从离地某一高度水平抛出，球落地后又弹起，它的频闪照片如图所示。皮球第一次反弹后到达最高点P时具有（选填“具有”或“不具有”）动能；皮球落地后，在地面A、B、C三处留下黑色墨迹，墨迹逐渐变小，其原因是皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小。【解答】解：由图中轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，所以小球在最高点时，竖直方向速度为零，但是仍然能往右运动，说明小球还具有水平方向速度，所以皮球第一次反弹后到达最高点P时，具有动能。每次皮球反弹后到的最高点都比上一次的最高点要低，说明皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小，所以看到黑色墨迹逐渐变小。故答案为：具有；皮球受到空气阻力，机械能逐渐变小，落地时，转化成皮球的弹性势能也越来越小，皮球弹性形变程度也越来越小。22．如图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB＞AC，如果拉力做的功分别为W1、W2，拉力做功的功率分别为P1、P2，则W1＝W2，P1＜P2。【解答】解：（1）物体的重力不变，斜面的高度不变，由W＝Gh可知，两次所做的有用功相同。斜面光滑说明摩擦力为0，没有额外功，所以拉力在两斜面上做的功都等于有用功。即W1＝W2。（2）已知AB＞AC，速度相同；∵v＝∴t＝，t1＞t2；根据公式P＝可知，拉力沿AC运动时拉力F2做功的功率较大，即P1＜P2。故答案为：＝；＜。23．如图甲所示的四幅图是四冲程汽油机一个循环工作过程的示意图。与图乙实验原理相同的是图（填字母）。某单缸汽油机在10分钟内飞轮以2000转/分钟进行工作，每个工作循环可以对外做功200焦。当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若5分钟消耗汽油60克（汽油的热值为4.6×107焦/千克），则该汽油机的效率为36.2%。【解答】解：（1）A图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程；B图中，两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；C图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程；D图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；乙图对试管中的水加热，使试管中水的内能增大，加快了水的汽化，水蒸气体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能；因此，与图乙实验原理相同的是B图；（2）热机完成1个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，飞轮转动2周；所以，若汽油机飞轮转速是2000r/min，则1min对外做功1000次，则5min对外做功5000次，5min所做的功为：W＝200J×5000＝1×106J；60克汽油完全燃烧放出的热量为：Q放＝qm＝4.6×107J/kg×0.06kg＝2.76×106J；汽油机的效率为：η＝＝×100%≈36.2%。故答案为：B；36.2%。24．如图甲所示，是某同学“探究定值电阻R0的发热功率P0、滑动变阻器R消耗的电功率PR和电源总功率PU随电流I变化的关系”的实验电路图，通过实验得到的数据用描点法在同一坐标系中作出了a、b、c三条图线，如图乙所示。根据图象可知，反映定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的图线是（选填“a”、“b”或“c”），R0＝1Ω，电源电压U为3V，滑动变阻器R消耗的最大电功率为2.25W。【解答】解：（1）由P＝I2R可知，定值电阻R0的发热功率P0与电流I是二次函数关系，则由图象可知，定值电阻R0的发热功率P0随电流I变化的关系图线是b，且I＝3A时P0＝9W，电阻R0的阻值：R0＝＝＝1Ω；（2）电源电压U不变，由P＝UI可知，电源总功率PU与电流I成正比，图象是一条倾斜的直线，由图象可知，电源总功率PU随电流I变化的关系图线是a；由图象可知，电源总功率PU＝9W时，电流I＝3A，则电源电压：U＝＝＝3V；（3）图线a表示PU﹣I图象，图线b表示P0﹣I图象，则图象c表示PR﹣I图象，设变阻器R消耗的电功率最大时，电路中的电流为I，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，由I＝可得，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣IR0＝3V﹣I×1Ω，滑动变阻器消耗的电功率：PR＝URI＝（3V﹣I×1Ω）I＝2.25W﹣（I﹣A）2×1Ω，当I＝A时，滑动变阻器消耗的电功率最大，最大为2.25W。故答案为：b；1；3；2.25。25．有AB和AC两个高度相等、长度不等的斜面，两者粗糙程度完全相同。现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端，此过程中，物体克服重力做的功WB＝WC（选填“＝”“＜”或“＞”，下同），物体受到的摩擦力fB＜fC，斜面的机械效率ηB＞ηC。【解答】解：现将同一物体分别沿斜面AB和AC由底端匀速拉至顶端，物体上升的高度是相同的，根据W＝Gh可知，克服重力所做的功是相同的，即WB＝WC；滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关，接触面的粗糙程度相同，斜面的倾角越大，物体对斜面的压力越小，摩擦力越小，即fB＜fC；AC斜面的长度大于AB，物体在AB上的摩擦力小于在AC上的摩擦力，根据W＝fs可知，AB上克服摩擦力做的功要小于AC上克服摩擦力所做的功，即AB的额外功要小于AC的额外功；由于克服物体重力所做的功即有用功相同，额外功越大的，总功越大，根据η＝可知，AB上的效率要高于AC上的效率，即ηB＞ηC。故答案为：＝；＜．＞。26．利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F＝30N，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，则该装置的机械效率为66.7%，物体所受的摩擦力为20N。【解答】解：（1）提升重物做的有用功：W有用＝Gh＝100N×2m＝200J，在斜面上使用的是动滑轮，拉力端移动的距离：s＝2L＝2×5m＝10m，拉力所做的总功：W总＝Fs＝30N×10m＝300J，该装置的机械效率：η＝＝×100%≈66.7%；（2）额外功：W额＝W总﹣W有用＝300J﹣200J＝100J，不计动滑轮重和绳重，以及滑轮与轴之间的摩擦，克服斜面摩擦力做的功为额外功，由W额＝fL得物体所受的摩擦力：f＝＝＝20N。故答案为：66.7%；20N。27．小亮家有一辆轿车，爸爸在给他讲车的性能时，总是说“2.0的排量”，却很少说“功率”，为此小亮特地从网上查到了排量的定义：活塞从上止点移动到下止点所通过的“工作容积”称为气缸排量。如果发动机有若干个气缸，所有气缸“工作容积”之和称为发动机排量。小亮从说明书上查到家中的轿车采用的是LFX直列四缸发动机，排量为2.0L；从网上查找到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。（已知所使用汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.72×103kg/m3）（1）根据如图分析，在发动机转速为1000～5000r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比。（2）当发动机转速为3000r/min时，则发动机每个工作循环所需要的时间为0.04s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0，发动机排量为V排，每个活塞的受力面积为S，活塞移动距离为L，则发动机转速为n时，该轿车的输出功率P与发动机排量为V排的关系式为AA．B．np0V排C.2np0V排D.4np0V排【解答】解：（1）由这台发动机输出特性曲线可以看出，在发动机转速为1000～500r/min范围内，它的输出功率与转速大致成正比关系；（2）四缸发动机是每转2圈对外做功1次，转速是3000r/min，则1min对外做功＝1500次，也就是完成1500个工作循环，所以发动机转速为3000r/min时，每个工作循环所需要的时间为t＝s＝0.04s；设做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0，发动机排量为V排，则一个活塞的排气量V排，做功冲程燃气对一个活塞的平均压力：F＝p0S，每个做功冲程燃气对一个活塞做的功：W0＝FL＝p0SL＝p0V排，发动机转速为n时，燃气对活塞做功的功率：P＝＝2n×p0V排＝。故选：A。故答案为：（1）正；（2）0.04；A。28．如图乙所示，将一弹簧固定在水平面上，在其上放置一个钢球，钢球静止时弹簧长度为L．用手向下压钢球使弹簧长度压缩到．释放钢球后，钢球运动到距离桌面最高点2L处。请在丙图上画出钢球从释放运动到最高点过程中，其动能随运动高度变化的大致关系图象。【解答】解：用手向下压钢球使弹簧长度压缩到，释放钢球后，钢球从到L的过程中，弹簧的弹力大于钢球的重力，其合力方向竖直向上，钢球向上做加速运动，动能不断增大；当弹簧长度为L时，弹簧的弹力等于钢球的重力，钢球所受的合力为零，此时速度最大，动能最大；当钢球从L上升到2L的过程中，离开弹簧前，弹簧的弹力小于钢球的重力时，合力竖直向下，钢球向上做减速运动，动能不断变小；离开弹簧后，钢球由于惯性继续向上运动，速度不断变小，动能不断减小；当钢球到达最高点2L处时，速度为零，动能为零。综上分析可知，钢球从到L过程中，动能从零逐渐增大；钢球从L到2L过程中，动能从最大逐渐减小为零，故作图如下：三．实验探究题题（共6小题）29．如图所示，小明在探究物体动能大小与质量的关系时，设计了如下方案：让质量分别为m1和m2（m1＜m2）的两个小球沿同一斜面从同一点A处由静止滚下，然后与放在水平木板上的纸盒相碰，记录纸盒移动的距离。（1）小明是根据纸盒移动的距离判断小球动能大小的；若实验中所使用的斜面不够光滑不会（会/不会）给实验带来影响。（2）小明顺利完成步骤①，记录下纸盒移动的距离x1，在进行步骤②时，纸盒被撞后滑出木板，导致无法记录移动的距离x2，此时同组的甲同学建议换一个较重的木块代替纸盒重做步骤②，乙同学建议降低小球m2的释放高度重做步骤②，你认为哪位同学的建议是合理的？都不合理（甲同学/乙同学/都合理/都不合理）。（3）上述实验操作可以得出的结论是：速度一定时，质量越大、动能越大。【解答】解：（1）根据转换法，小明是根据纸盒移动的距离判断小球具有的动能大小；研究物体动能大小与质量的关系，要控制速度大小相同，由能量守恒可知，小球下滑时重力势能转化为动能和克服摩擦力做功，动能和重力势能均与小球的质量有关，小球下滑时的质量不变，所以小球滑到斜面底端时的速度与本身的质量无关，故斜面是否光滑对本实验无关；（2）探究动能与质量的关系，应控制速度相同，动能的大小通过纸盒移动距离的大小体现出来的，故实验中使用的纸盒大小（质量）不能改变；乙同学建议降低小球m2的释放高度，则小球到水平面时的速度变化了，不符合要求，故两位同学的建议都不合理（只能改变木板的长度）；（3）上述实验操作可以得出的结论是：速度一定时，质量越大动能越大。故答案为：（1）纸盒移动的距离；不会；（2）都不合理；（3）速度一定时，质量越大、动能越大。30．在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙3组实验，实验数据记录如下：次数钩码重/N动滑轮重/N钩码上升的距离/cm弹簧测力计的示数/N弹簧测力计上升的距离/cm机械效率120.8511566.7%240.851.715\360.85\15\（1）在实验操作中应该使钩码缓慢（选填“快速”或“缓慢”）匀速上升。（2）进行第3次测量时滑轮组的机械效率约83.3%。（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，则下列关于滑轮组机械效率的计算关系中正确的是A。A．η＝B．η＝C．η＝D．η＝1﹣。【解答】解：（1）在实验中，为了保持弹簧测力计读数的稳定性，应缓慢、匀速拉动弹簧测力计，使钩码缓慢上升；（2）测力计分度值为0.2N，进行第3次测量时，测力计示数为2.4N，滑轮组的机械效率：η＝＝≈83.3%；（3）实验时将绳子自由端匀速拉动时弹簧测力计的读数记为F，钩码重记为G，动滑轮重记为G′，绳自由端移动距离记为s，钩码提升高度记为h，W′有＝GhW′总＝Fs，滑轮组机械效率：η＝＝；故答案为：（1）缓慢；（2）83.3%；（3）A。31．某兴趣小组的同学利用甲图所示的电路进行了多个电学实验。实验中电源电压为6V且恒定不变，滑动变阻器规格为“30Ω，1A”。（1）第一个实验是测量电阻Rx的阻值，他们在A、B间接入待测电阻Rx，请你用笔画线代替导线，在答题卷相应位置将乙中的实物图连接完整。（2）第二个实验测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率。他们在A、B间接入额定电压为2.5V的小灯泡，正确连接电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V（请将实验步骤补充完整）记下电流表示数，算出灯泡的额定功率。（3）第三个实验是利用5Ω、10Ω、15Ω的定值电阻研究“电流与电阻的关系”，在实验过程中有同学发现器材和电路连接均没有问题，但用15Ω的电阻无法完成实验，出现该问题的原因是滑动变阻器阻值较小。【解答】解：（1）在该实验中，滑动变阻器必须串联在电路中，且接法是一上一下，电压表与电阻并联，如下图所示：；（2）要想求出灯泡的额定功率，需要灯泡在额定电压下发光，由于灯泡的额定电压为2.5V，所以正确连接电路，闭合开关后，调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V时，灯泡正常发光，记下电流表示数，根据P＝UI算出灯泡的额定功率；（3）利用5Ω、10Ω的电阻都能完成实验；在实验中需要控制电阻两端的电压不变；接入15欧姆的电阻后，根据串联电路的分压规律可知，若电阻增大，分得的电压将变大，要减小电阻两端的电压，需增大滑动变阻器的阻值；若滑动变阻器的电阻较小，则无法通过滑动变阻器阻值的变化来控制定值电阻两端的电压不变。故答案为：（1）如图；（2）调节滑动变阻器，使电压表的示数为2.5V；（3）滑动变阻器阻值较小。32．小明用如图1所示电路来测量小灯泡的电功率（部分实验器材的规格已标明）。（1）请用笔画线代替导线将图1中滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大；（2）实验中，小明发现无论怎样调节滑动变阻器，两电表指针始终处于图2所示位置，则故障是③⑦之间发生断路（3）故障排除后，小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，所用滑动变阻器的规格是下列四个选项中的C。A．“5Ω2A”B．“15Ω2A”C．“25Ω2A”D．“30Ω2A”（4）某次调节中，滑动变阻器接入电路的阻值减小了△R1，小灯泡的阻值变化了△R2，则△R1＞△R2（填“＞”、“＜”或“＝”）。【解答】解：（1）因要求滑动变阻器连入电路，使之接入电路的阻值最大，故应将左下接线柱连入电路中，如下图所示；（2）由图2可知，电流表示数为0，说明电路可能断路；图中电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的支路以外的电路是完好的，则与电压表并联的灯泡断路了，即接线柱间⑥⑦之间发生了断路；（3）因电压电压为3V，由图3可知，当灯的电压为0.5V，通过的电流为I＝0.1A，因小明从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，根据串联电路的规律和欧姆定律，此时变阻器连入电路中的最大电阻：R滑＝＝＝25Ω，故选用C“25Ω2A”的变阻器；（4）当滑动变阻器电阻R滑变小时，根据分压原理，变阻器的电压变小，由串联电路电压的规律，灯泡两端电压增大；由图3知，通过灯的电流也增大，根据P＝UI可知，灯的实际功率增大，灯丝温度升高，灯泡电阻R灯变大；因通过灯的电流即电路中电流变大，说明电路中的总电流变大，故总电阻R变小；根据R＝R滑+R灯可知，只有当R滑的减小量大于R灯的增加量才会让总电阻变小，即△R1＞△R2；故答案为：（1）如上图所示；（2）⑥⑦之间发生断路；（3）C；（4）＞。33．现有一把刻度尺、一个弹簧秤、一重力为G的物块从长度为S的木板、木块A．请设计一个“探究斜面的额外功（W额外）与斜面的水平长度（L）是否有关”的实验中。（1）如图所示，某老师用弹簧测力计将重力G＝5.0N的物块从长度S＝0.50m的木板搭成一个斜面底端匀速拉至斜面顶端。在实验中，调整斜面的高度为h＝0.20m，将物块从斜面底端匀速拉至顶端的过程中，弹簧测力计的示数F＝4.0N，则有用功为1J，机械效率为50%。（2）概述实验的步骤、需要测量的物理量：用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端，拉力大小为F。物体的重力G，弹簧测力计的拉力F、斜面的长s、斜面的高度h，额外功（W额外）的表达式为W额外＝W总﹣W有用＝FS﹣Gh。（3）将物块从斜面底端匀速拉至斜面顶端的过程中，额外功W与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度﹣工具所限，测量的为近似值）有如下关系：L（m）0.450.400.350.30W额外（J）0.900.800.700.60通过数据分析，得出初步结论：斜面的长不变时，斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。【解答】解：（1）有用功W有用＝Gh＝5N×0.20＝1J，总功W总＝Fs＝4N×0.5m＝2J，斜面的效率η＝×100%＝×100%＝50%；（2）实验步骤：用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端，拉力大小为F。在实验中需要测量物体的重力为G，弹簧测力计沿斜面匀速拉动物体的拉力为F、斜面的长s、斜面的高度h，总功为：W总＝FS；W有用＝Gh；W额外＝W总﹣W有用＝FS﹣Gh。（3）通过数据分析可以得出：斜面的长不变时，斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。故答案为：（1）1；50%；（2）用弹簧测力计将重力为G的物块从长度为S的木板搭成一个高度为h的斜面底端匀速拉至斜面顶端，拉力大小为F。物体的重力G，弹簧测力计的拉力F、斜面的长s、斜面的高度h；W额外＝W总﹣W有用＝FS﹣Gh；（3）斜面的长不变时，斜面的额外功与斜面的水平长度成正比。34．在学习“探究影响电流热效应的因素”时，同学们发现用电阻丝对煤油加热时，观察温度计的示数变化的过程非常耗时，为了减少实验的时间，他们提出了如下改进的设想：设想一：将煤油换成水来做实验，设想二：通过加热空气来做实验。（1）根据所学知识，他们经过讨论，断定设想一是错误的，你认为他们他们判断的依据是：水的比热容大，温度难升难降。（2）为了验证设想二，他们设计了下面的实验：①在的锥形瓶中装入等质量的红墨水，用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置，通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示温度变化的大小。然后把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，这说明气体的温度长比液体温度升高快。②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面，这是因为瓶内气压大于外部气压，为了使管内的液柱与瓶内液面相平，他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示，接下来的操作是抽气使管内的液柱与瓶内液面相平。③同学们用两根电阻丝（R甲＞R乙）插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示，闭合开关，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，由此得出关于电热的结论是电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。【解答】解：（1）设想一是错误的，因为水的比热容大，吸收相同的热量后，温度升高的小；放出相同的热量后，温度降低的小。（2）①为了便于比较，两锥形瓶中的红墨水的质量应该是相等的。本实验采用了转换法，用玻璃管中液柱的高度变化来显示物体温度变化的大小。把它们分别接入相同的电路，发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速，说明A瓶中气体的导热能力比B瓶中液体的导热能力要好一些。②在塞橡皮塞时，瓶内气体的体积变小，压强变大，使瓶内的气压大于外部的气压，把红色墨水压入到玻璃管中。要使管内的液柱与瓶内液面相平，就要让瓶中的气压减小，可以用带有针头的图注射器通过橡皮塞插入瓶内把瓶内的气体抽出一部分。③图C中的两个电热丝串联，电流相等，且同时通断电，加热相等时间后，甲、乙两玻璃管中液面如图D所示，甲管中的液面上升的比乙管中液面上升的高，表明电阻丝放出热量的多少和电阻丝电阻值的大小有关，电阻越大放出的热量越多。可以得出的结论是：电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。故答案为：（1）水的比热容大，温度难升、难降；（2）①等质量；温度变化；气体的温度长比液体温度升高快；②瓶内气压大于外部气压；抽气使管内的液柱与瓶内液面相平；③电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。四．简答题（共8小题）35．在研究动能影响因素实验时，常用如图实验装置（不计摩擦）。为了使小球到达水平位置时初始速度相同，需控制小球下落时的高度，这是为什么？查阅资料得，某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功。（1）质量为m的小球在A处静止时，具有的重力势能大小为Ep为mgh；（2）已知，小球刚进入水平面B点时，小球所具有的动能Ek可以表达为，v为此时的速度，则Ep等于Ek（选填“大于”、“等于”或“小于”）（3）请推导证明，小球在水平面上运动的初速度v只和高度h有关。【解答】解：（1）某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功，则Ep＝W＝Gh＝mgh；（2）小球刚进入水平面B点时，由于不计摩擦，机械能守恒，此时的重力势能为0，重力势能全部转化为动能，所以Ep＝Ek；（3）实验装置不计摩擦，机械能是守恒的，则小球在水平面上运动时的动能为：Ek＝，小球在高处具有的重力势能为：Ep＝mgh；由于机械能守恒，则：＝mgh，则v＝，由此可知，小球在水平面上运动的初始速度只与高度有关。故答案为：（1）mgh；（2）等于；（3）见解析。36．小亮家新装了一台智能电热马桶盖，如图甲所示，他查阅使用说明书发现便座加热电路有高、中、低三挡并可手动调节，其额定电压为220V，低温挡、中温挡的额定功率为22W和44W。利用所学的电学知识他设计了一个等效电路图，如图乙所示，用两定值电阻R1和R2表示两电热丝，单刀双掷开关S2可接a或b。当它接入家庭电路中正常工作时：（1）低温挡加热的电流多大？（2）中温挡加热5h，消耗多少度电？（3）高温挡加热的额定功率是多少瓦？【解答】解：（1）由P＝UI可得，低温挡加热的电流：I＝＝＝0.1A；（2）由P＝可得，中温挡加热5h消耗的电能：W＝P中温t＝44×10﹣3kW×5h＝0.22kW•h＝0.22度；（3）当开关S1闭合、S2接b时，电路为R1的简单电路，马桶盖处于中温挡，由P＝可得，R1的阻值：R1＝＝＝1100Ω，当开关S1断开、S2接b时，R1与R2串联，马桶盖处于低温挡，则电路中的总电阻：R＝＝＝2200Ω，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值：R2