内容正文:
南京市九年级物理上册经典题、新题、易错题汇编
(第十一章~第十三章)
一、简单机械
1.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)下图以O为支点的人体杠杆中,属于省力杠杆的是( )
A. 举哑铃 B. 仰卧起坐 C. 高抬腿 D. 俯卧撑
2.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)为解决停车难的问题,设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”,其工作原理如图乙.电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动,B端悬挂存车架A.小汽车从乙图所示位置缓慢下降到水平地面的过程中,钢丝绳对B点的拉力将( )
A. 逐渐变小 B. 逐渐变大
C. 保持不变 D. 先变大后变小
3.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)如图是一台活塞式抽水机,在C处用力便可取水,请画出在C处所用最小力的示意图.
4.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图,在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力及对应的力臂.
5.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)在“探究杠杆平衡条件”的实验中.
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应把杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,要使杠杆重新在水平位置平衡,应________;
A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码个数
(3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态,若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆________(选填“仍能”或“不能”)保持平衡;
(4)如图丁,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数变化情况是________;
(5)如图戊,质量分布、粗细都均匀的金属棒CB,将AC部分搭在水平桌面上,已知金属棒重G=600N,,则使金属棒在图示位置静止时所需外力F的范围是________N(F的作用点和方向如图).
二、功 功率 机械效率
1. 经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)下列关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 越省力的机械,机械效率越高 B. 做功越快的机械,所做的总功越大
C. 所做有用功越多的机械,机械效率越高 D. 使用机械可以省力或省距离,但不能省功
2.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上.现用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢的竖直起来,且砖不在地面上滑动.当砖的边ab、cd刚离开地面时F1___________F2;当两块砖抬高至竖直位置时,F1、F2做功分别为W1、W2,则W1___________W2.
3. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,这是西安地铁建筑工地的一种塔式起重机上的滑轮组,图中上端两个滑轮的作用是______.某次用该滑轮组在50s内将质量为600kg的建筑材料匀速竖直吊起5m,作用在绳端的拉力F=2500N.则滑轮组对建筑材料做的有用功是______J,拉力F做功的功率为______W,滑轮组的机械效率为______.(g取10N/kg)
4. 经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)如图所示,斜面高2m,长4m,从斜面底端将质量为6kg的物体匀速拉到斜面顶端,物体受到的摩擦力为10N,对此过程,下列说法正确的是( )
A. 有用功为12J B. 拉力F为10N
C. 斜面的机械效率为75% D. 斜面越陡越省力,机械效率越高
5.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用拉力、在相同时间内将重为、的两个物体匀速提升相同高度,拉力的功率为、,绳子自由端移动的距离为、,不计绳重和摩擦,下列推理中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
6.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)一根质量分布不均匀金属棒AB置于水平地面上,小明用弹簧测力计竖直地将棒的B端缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,其中OP段为A端离开地面前,PQ段为A端离开地面后,请根据图像解答下列问题:
(1) 金属棒的长度为___________ m.
(2)金属棒的重力___________ N.
(3) 小明用同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的A端拉起,则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为_______ N.
7.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,拉力所做的功为( )
A. 10J B. 30J C. 50J D. 80J
8.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)小李利用图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,请你帮助他完成实验.
(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为了使杠杆静止时处于水平位置,需将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,将钩码挂在杠杆支点两侧,调节杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量______.将所测数据记录在下表中,小李想能否将表格中“”单位换成J?根据功的定义,你觉得可以换吗?______(选填“可以”或“不可以”);
序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
(3)根据实验结果,小李总结出:杠杆哪边重往哪边沉.他所说的“重”实际指的是______比较大;
(4)如图乙所示,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置的过程中,F的大小将______(选填“变大”、“变小”或“先变大后变小”).若将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点(为第2次),将重物提升相同的高度,第______(选填“1”或“2”)次杠杆的机械效率更高.
三、机械能
9.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中) 海洋水质改善,给了中华白海豚一个温馨的家.如图所示,下列说法正确的是( )
A. 海豚跃出海面减速上升的过程中,动能不变
B. 海豚跃起到最高点的过程中,重力势能先变大后不变
C. 海豚从高处落回海面的过程中,动能变大
D. 海豚在海面下加速上浮的过程中,机械能不变
10.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)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.
11.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中) 某小球被水平抛出后,其部分运动轨迹如图甲所示,其中位置①和③离地高度相等,小球在运动过程中经过M、N两点,其动能和重力势能的参数如图乙所示,且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点,则小球( )
A. 经过的M点就是②点
B. 小球在点③的速度比在点②的大
C. 在M点的重力势能大于在N点的
D. 小球在点①的动能大于260J
12.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中) 图甲是扔实心球的分解动作,其中人对实心球做功的是动作________(选填序号);从实心球出手到落地的过程中,能正确反映实心球的动能与时间t的关系是图中________图线.
13.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)图甲为“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置,将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至水平木板(足够长)上后与木块碰撞.通过改变小车释放时的高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图乙虚线框内的四个实验场景.
(1)实验中探究的动能是指________.
A.小车即将撞击木块时动能
B.小车撞击木块后的动能
C.木块被小车撞击后的动能
(2)选用场景①和________(选填“②”、“③”或“④”)可探究小车的动能与________关系.
(3)分析场景③和④的实验现象,可初步得出结论________,生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能________(选填“超速”或“超载”).
(4)移去木块后,进行场景①和③实验时,两次小车在水平木板上滑行距离相同,此过程中小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为、,则________(选填“>”、“=”或“<”).
14. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,用斜面、木块、两个小球甲、乙,探究影响物体动能大小的因素.
(1)木块被推动的越远,球对木块__________越多,说明小球动能越大;
(2)如图,前两次实验,甲球分别从A、B两点由静止释放,这是为了探究动能大小与__________的关系;
(3)为了探究动能大小与另一个因素的关系,第三次实验不能使乙球从______点由静止释放(用A、B、C作答);
(4)以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有______.
A.甲图,研究弹性势能实验中的“小车”
B.乙图,研究弹性势能实验中的“卡片”
C.丙图,研究重力势能实验中的“木块”
四、内能
1. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)以下说法正确的是( )
A. 0℃以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能
B. 当物体被举高时,其分子势能一定随之增加
C. 当物体运动速度增大时, 其分子动能一定随之增加
D. 分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能
2.经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)以下关于内能、热量、温度的说法正确的是( )
A. 热传递过程中,温度一定是从高温物体传递给低温物体
B. 物体的温度越高,其含有的热量就越多
C. 物体内能增大,温度一定升高
D. 对物体做功,可以改变物体的内能
五、比热容
1.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)图甲所示为用两套完全相同的装置分别对a、b两种液体加热,图乙是根据测得数据描绘出的两种液体的温度随时间变化的图像,用、和、分别表示a、b两种液体的质量和比热容,则下面四个判断组合正确的是( )
①若,则②若,则③若,则④若,则
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
2.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)小明利用如图装置,完成以下两个实验:
(1)探究不同物质吸热升温现象.
①如图甲,1、2虚线框中应选择的器材组合分别是图乙中的________(选填“A”“B”“C”或“D”)装置,物质吸收热量的多少通过________来反映的;
②小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的特点:
方案一:加热相同时间,比较升高的温度
方案二:升高相同温度,比较加热的时间
你认为________(选填“方案一”“方案二”或“两方案都”)可行;
(2)“比较质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量”实验:
①以下实验条件中要求相同的有________(填序号);
A.烧杯内液体种类 B.燃料种类 C.加热时间 D.烧杯内液体质量
②小明选用图乙D中的燃料a和燃料b进行实验,当燃料燃尽时,记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了如图丙所示图像,则可判断燃料________(选填“a”或“b”)放出的热量多;燃料燃烧过程中,其热值________(选填“变大”“变小”或“不变”).
六、内能及其应用
1. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)用塑料瓶做了如图所示的实验:①瓶中有少量水,盖紧瓶盖;②用力扭转瓶身;③松动瓶盖,瓶盖冲出,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 如果瓶内没有水,步骤③瓶内气体内能依然减小
B. 步骤②,瓶内气体内能不变
C. 步骤③,瓶内气体内能全部转化为瓶盖的机械能
D. 步骤③,白雾是汽化形成的
2.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作.由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是( )
A. 鼻孔吸气 B. 气沉丹田 C. 排山倒海 D. 打完收工
3.(2023·南京市联合体初三第一学期期中) 用如图所示的方法可以“探究做功是否能够改变物体的内能”:
(1)如图A,将手中的铁丝同一位置快速地多次弯折,用手指触摸一下被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,表明铁丝的内能___________;
(2)如图B,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,然后迅速压下活塞,你观察到棉花被点燃;对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气做功,使空气的内能___________,温度___________,达到乙醚燃点;
(3)如图C所示, 瓶中装少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起,下列关于该实验的分析错误的是___________.
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时, 瓶内气体内能变小
C.瓶塞跳出时, 瓶内气体温度降低
D.瓶塞跳出时, 瓶内气体对外做功
4. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示是单缸四冲程汽油机某--冲程工作示意图.
(1)该冲程是汽油机的__________冲程;
(2)若汽油机的飞轮转速为,则汽油机对外做功__________次;
(3)某段时间汽油机完全燃烧的汽油放出热量__________J;若热量完全被初温15℃的水吸收,则水温升高__________℃;[,]
(4)若该汽油机的效率为20%,年平均消耗汽油,如果将效率提高了1%,则一年可以节约__________kg的汽油.
5. (2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒,消耗的动能最终被释放掉,造成了能源的浪费.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部分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.
(1)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.其中主要属于通过做功改变内能的是______.
A.①②③④ B.②④ C.②③ D.①③
(2)测试时,汽车在大小为1000N的牵引力作用下,在40s内匀速行驶1000m.此过程中,求汽车行驶的速度以及牵引力的功率.
(3)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为,该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示,求在内汽车克服刹车阻力所做的功.
(4)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.某次测试储能效率中,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,画出随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______;依据图像计算本次测试的储能效率为_______%
七、电路
1.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图甲所示,一个充电宝正在给手机的电池充电,此时充电宝相当于电路中的___________,手机的电池相当于___________;如图乙所示为宾馆房间的取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于电路元件中的___________;如图丙所示,当开关S1、S2断开时,电路处于___________状态;当开关S1闭合、S2断开时,电路处于___________状态;当开关 S1、S2都闭合时,电路处于___________状态.
2.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)如图甲所示,一根电缆内穿有三根完全相同的电线,用图乙的测通器可辨别哪两个线头为同一根电线的两端.连接A和C、将测通器的m接在D端,当n接F端时灯发光,当n接E端时灯不发光,由此可确定为同一导线两端的是( )
A. BE B. CE C. CF D. AF
3. (2023·南京市建邺区初三第一学期期中)灯泡是常见的电学仪器,用灯泡可以做以下实验.
(1)在“观察手电筒”的活动中,图甲中金属片相当于电路中的 ___________(选填“开关”、“导线”或“用电器”);
(2)在“用一段导线、一节干电池使一个小灯泡发光”的活动中,图乙中A、B和C三种办法中可行的是 ___________(填字母);
(3)在“怎样使两个小灯泡都亮起来”的活动中,采用如图丙所示的方法连接,两个小灯泡都亮了,两灯的连接方式为 ___________联.
4.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)在“探究串、并联电路电流的特点”实验中(电源电压恒定不变)
(1)图甲为所连电路,若闭合开关,电路所处的状态是________(选填“通”“断”或“短”)路.只需拆除一根导线________(填字母)就能使和串联.正确拆除导线、闭合开关后发现、都不亮,为查找故障,用一段导线的两端接触A、B两点时,两灯都不亮;接触C、D两点时,两灯也不亮;接触E、F两点时,只有灯亮.则故障原因可能是_______.
A.灯断路 B.灯断路 C.开关断路 D.灯短路
(2)图乙是小明“探究并联电路中电流特点”电路图,图丙是测电流时连接的电路.
①图丙中电流表测量的是________(选填“A”“B”或“C”)处的电流.
②小明经过正确实验操作,反复实验得出并联电路中电流的特点,在多次实验中以下操作无意义的是________.
A.更换不同规格的小灯泡 B.交换和的位置
C.再并联一个小灯泡 D.更换不同的电源
③得出正确结论后,利用图丙所示实验器材,仅添加一个开关,重新设计电路,不用拆接导线,仅利用开关的断开或闭合就可得出A、B、C三处的电流,请在图丁的虚线框中画出电路图(导线足够).
八、电流和电压
1. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,M、N表示一个电流表的两个接线柱,a、b、c、d表示电路中的四个连接点,若想用此电流表测量小灯泡的电流,则以下连接正确的是( )
A. M接a,N接b B. M接d,N接a
C. M接c,N接d D. M接d,N接c
2. (2023·南京市建邺区初三第一学期期中)小明连接了如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电路正常工作,电流表指针偏转如图乙所示,下列关于该电路说法正确的是( )
A. 灯与的连接方式是串联
B. 此时电流表的示数为1.3A
C. 电流表测的是通过灯的电流
D. 若拧下灯,则还发光
3.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)对如图所示的实物电路,下列说法正确的是( )
①只闭合开关时,三个小灯泡串联,测的电流
②只闭合开关、时,只有被短路,和的示数相等
③只闭合开关、时,和被短路,和的示数相等
④三个开关都闭合时,若示数0.5A,示数0.4A,则通过和的电流之差是0.1A
A. 只有①③ B. 只有②③ C. 只有②④ D. 只有①③④
4.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,当开关断开,、闭合时,发光的小灯泡有______;当、闭合,断开时,两个电表的指针均如图乙所示,此时两灯泡的连接方式是______联,通过灯的电流是______A;要想改变两灯泡的连接方式,可以仅闭合开关______.
5.(2023·南京秦淮区初三第一学期期中)请将电源、电流表两个元件的符号填入虚线框内,将电路补充完整.要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,电压表测滑动变阻器两端电压.
九、电路故障分析
1(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,闭合开关、后小灯泡和均正常发光,两电表示数不为0,突然电路出现一处故障导致一灯泡熄灭,下列说法正确的是( )
A. 若熄灭,则电压表示数不为0,电流表示数为0
B. 若熄灭,则电流表示数不为0,电压表示数为0
C. 若熄灭,再拧下,电压表示数可能为0
D. 若熄灭,再断开,电压表示数可能为0
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南京市九年级物理上册经典题、新题、易错题汇编
(第十一章~第十三章)
一、简单机械
1.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)下图以O为支点的人体杠杆中,属于省力杠杆的是( )
A. 举哑铃 B. 仰卧起坐 C. 高抬腿 D. 俯卧撑
【答案】D
【解析】举哑铃过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,A错误;仰卧起坐过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,B错误;高抬腿过程中,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,C错误;做仰卧起坐过程中,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,D正确.故选D.
2.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)为解决停车难的问题,设计了如图甲“路边空中绿化存车亭”,其工作原理如图乙.电动机通过钢丝绳BC牵引OB杆绕O点转动,B端悬挂存车架A.小汽车从乙图所示位置缓慢下降到水平地面的过程中,钢丝绳对B点的拉力将( )
A. 逐渐变小 B. 逐渐变大
C. 保持不变 D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】小汽车从乙图所示位置缓慢下降到水平地面的过程中,动力的力臂逐渐变小、阻力臂变大,且阻力不变(阻力为车架和汽车的总重力),根据杠杆的平衡条件可知,在此过程中作用在B点的拉力逐渐变大.故ACD不符合题意,B符合题意.故选B.
3.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)如图是一台活塞式抽水机,在C处用力便可取水,请画出在C处所用最小力的示意图.
【答案】如图所示
【解析】根据杠杆的平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,越省力,连接支点O和力的作用点C,以OC为力臂是最长的动力臂,过C点作OC的垂线画出最小力,方向向下,如图所示:
4.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图,在撬棒AD上作出撬起“石块1”的最小力及对应的力臂.
【答案】如图所示
【解析】由图示可知,当杠杆与地面的接触点(A点)为支点时,作用在A点动力的力臂最大,所以此时动力最小,连接为动力臂,过D点作垂直于动力臂向上的力,即为最小动力的示意图;如图所示:
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5.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)在“探究杠杆平衡条件”的实验中.
(1)杠杆在如图甲所示的位置静止,此时应把杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)在水平平衡的杠杆两边挂上钩码后如图乙,要使杠杆重新在水平位置平衡,应________;
A.向左调节平衡螺母 B.将左侧钩码向左移动 C.增加右侧钩码个数
(3)如图丙是一个加宽的杠杆装置,此时杠杆处于平衡状态,若只将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,此时杠杆________(选填“仍能”或“不能”)保持平衡;
(4)如图丁,用弹簧测力计拉杠杆的C点,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,杠杆在水平位置始终保持平衡,测力计示数变化情况是________;
(5)如图戊,质量分布、粗细都均匀的金属棒CB,将AC部分搭在水平桌面上,已知金属棒重G=600N,,则使金属棒在图示位置静止时所需外力F的范围是________N(F的作用点和方向如图).
【答案】(1)左 (2) B (3)仍能 (4)先变小后变大 (5)200~300
【解析】(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端偏高,应该将平衡螺母应向上翘的左端移动.
(2)由图可知,杠杆不在水平位置,右端向下倾斜,左端上翘,则左侧力与力臂的乘积要小于右侧力与力臂的乘积.A.在实验的过程中,不能通过调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,故A不符合题意;B.将左侧钩码向左移动,左侧的力不变,力臂变大,则左侧力与力臂的乘积变大,会使杠杆平衡,故B符合题意;C.增加右侧钩码个数,右侧的力臂不变,力变大,力与力臂的乘积变大,杠杆不会平衡,故C不符合题意.故选B.
(3)力臂是支点到力的作用线的距离,将左侧的钩码改挂到A点正上方的B点,力臂是线段OA,与原来相比较力和力臂都没有改变,所以杠杆仍能保持平衡.
(4)由图丁可知,测力计竖直向上拉杠杆的C点时,OC为最长力臂,当弹簧测力计由位置1转至位置2的过程中,动力臂先变长后变短,而杠杆在水平位置始终保持平衡,根据杠杆平衡条件可知,测力计示数将先变小后变大.
(5)由图可知CA∶AB=1∶3,由于金属棒质量分布均匀,重心在O点,当以A为支点、AB为动力臂时,动力臂与阻力臂的比值为3∶1,、根据杠杆的平衡条件可知,此时的动力是最小的;外力为,
若保持与F的作用点和方向均相同,则C为支点,BC为动力臂,动力臂与阻力臂的比值为2∶1,根据杠杆的平衡条件可知,此时的F最大,外力为,使金属棒在图示位置静止时所需外力F的范围是200N≤F≤300N.
二、功 功率 机械效率
1. 经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)下列关于功、功率、机械效率说法正确的是( )
A. 越省力的机械,机械效率越高 B. 做功越快的机械,所做的总功越大
C. 所做有用功越多的机械,机械效率越高 D. 使用机械可以省力或省距离,但不能省功
【答案】D
【解析】根据功的原理可知,省力的机械不能省功,机械效率是有用功与总功的比值,机械省力与否与机械效率大小没有关系,因此省力的机械,机械效率不一定越高,A错误;做功越快的机械,功率越大,功率反映了物体做功的快慢,功率与总功没有直接关系,B错误;机械效率是指有用功与总功的比值,有用功越多的机械,有用功与总功的比值不一定大,机械效率不一定高,C错误;由功的原理可知使用任何机械都不能省功,省力的机械费距离,费力的机械省距离,D正确.故选D.
2.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,质量分布均匀的相同的两块砖平放在水平地面上.现用始终竖直向上的力F1和F2分别作用在ab和cd的中点,使它们缓慢的竖直起来,且砖不在地面上滑动.当砖的边ab、cd刚离开地面时F1___________F2;当两块砖抬高至竖直位置时,F1、F2做功分别为W1、W2,则W1___________W2.
【答案】= >
【解析】左图以与地面接触的短边为支点转动,F1克服砖的重力才能将砖抬起,根据杠杆的平衡条件可得,解得;右图以与地面接触长边为支点转动,根据杠杆的平衡条件可得,解得,所以F1=F2.在ab或cd边不断抬高的过程中,动力臂始终等于阻力臂的2倍,所以动力臂与阻力臂的比值不变,砖的重力不变,由杠杆的平衡条件可知,在ab或cd不断抬高的过程中,动力的大小不变,即F1始终等于F2,根据cd>ab可知,第一次拉力移动的距离大,由W=Fh可得,两次拉力做功的关系为W1>W2.
3. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,这是西安地铁建筑工地的一种塔式起重机上的滑轮组,图中上端两个滑轮的作用是______.某次用该滑轮组在50s内将质量为600kg的建筑材料匀速竖直吊起5m,作用在绳端的拉力F=2500N.则滑轮组对建筑材料做的有用功是______J,拉力F做功的功率为______W,滑轮组的机械效率为______.(g取10N/kg)
【答案】 改变力的方向 3×104 750 80%
【解析】从图中可以看到,图中上端两个滑轮是定滑轮,它的作用是改变力的方向.建筑材料的质量为600kg,g取10N/kg,则这些材料的重力为6000N,材料被匀速竖直吊起5m,滑轮组对建筑材料做的有用功是,滑轮组对建筑材料做的有用功是3×104J.已知建筑材料匀速竖直吊起5m,则绳端也是匀速拉动,从图中可以看到,三条绳子托着动滑轮,那么绳端移动的距离为建筑材料移动高度的三倍,大小为15m,这过程的时间为50s,根据速度公式可知,绳端移动的速度为,绳端移动的速度为0.3m/s,作用在绳端的拉力F=2500N,根据可知,拉力F做功的功率为,拉力F做功的功率为750W.由[3]解析可知,拉力F做功的功率为750W,这过程消耗的时间为50s,根据可知,拉力F做的功为,拉力F做的功为3.75×104J,此为总功,由[2]解析可知,滑轮组对建筑材料做的有用功是3×104J,根据机械效率的公式可知,滑轮组的机械效率为,滑轮组的机械效率为80%.
4. 经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)如图所示,斜面高2m,长4m,从斜面底端将质量为6kg的物体匀速拉到斜面顶端,物体受到的摩擦力为10N,对此过程,下列说法正确的是( )
A. 有用功为12J B. 拉力F为10N
C. 斜面的机械效率为75% D. 斜面越陡越省力,机械效率越高
【答案】C
【解析】小明做的有用功,A错误;额外功,总功,根据得,拉力为,B错误;机械效率,C正确;同一高度,斜面越长越省力,摩擦力越大,机械效率越低,斜面越陡,越不省力,机械效率越高,D错误.故选C.
5.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用拉力、在相同时间内将重为、的两个物体匀速提升相同高度,拉力的功率为、,绳子自由端移动的距离为、,不计绳重和摩擦,下列推理中正确的是( )
A. 若,则 B. 若,则
C. 若,则 D. 若,则
【答案】D
【解析】由图知,甲装置动滑轮上绳子的段数为3,乙装置动滑轮上绳子的段数为2,不计绳重和摩擦,由公式可知,.若,则,A错误;由图知,,,故,但、之间的关系与物体的重力大小无关,B错误;相同时间内,做的功为,做的功为,仅根据,不能推出WA和WB之间的关系,由知,不能确定、的关系,C错误;若,B选项已经推出,由知WA>WB,甲、乙两装置的动滑轮相同,不计绳重和摩擦,由知它们的额外功相同,由公式知,,机械效率为,所以,故D正确.故选D.
6.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)一根质量分布不均匀金属棒AB置于水平地面上,小明用弹簧测力计竖直地将棒的B端缓慢拉起,如图甲所示,在此过程中,弹簧测力计对棒所做的功W与B端离开地面的高度x的关系如图乙所示,其中OP段为A端离开地面前,PQ段为A端离开地面后,请根据图像解答下列问题:
(1) 金属棒的长度为___________ m.
(2)金属棒的重力___________ N.
(3) 小明用同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的A端拉起,则A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数为_______ N.
【答案】(1)0.8 (2) 5 (3)1
【解析】(1)1]由于拉力始终竖直向上,重力的方向竖直向下,则动力臂与阻力臂之比不变,由杠杆的平衡条件可知,杆未离地时的拉力大小不变;由图乙可知,当B端离地0.8m时,A端刚离地,拉力大小发生改变,所以金属棒长为0.8米.(2)由乙图可知,在金属棒B端离地0.8m处时,弹簧测力计对棒所做的功为3.2J,在金属棒B端离地1.2m处时,弹簧测力计对棒所做的功为5.2J,由W=Gh可得.(3)杆未离地时,动力臂与阻力臂的比值不变,拉力大小不变,由图乙可知,杆未离地时的拉力,由杠杆平衡条件得,阻力臂,当用同样的方式使用弹簧测力计竖直将棒的A端拉起,由可得,A端刚好被拉起时弹簧测力计的示数.
7.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0~6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2~4s内,拉力所做的功为( )
A. 10J B. 30J C. 50J D. 80J
【答案】B
【解析】由图乙可知,在2~4s内,拉力为F=3N;由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,有v=5.0m/s.此时摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,有,根据可得,物体运动的距离为,由做功的计算公式可得,物体克服摩擦力所做的功为,
故ACD不符合题意,B符合题意.故选B.
8.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)小李利用图甲所示的装置来探究“杠杆的平衡条件”,请你帮助他完成实验.
(1)杠杆静止时的位置如图甲所示,此时杠杆处于______(选填“平衡”或“不平衡”)状态.为了使杠杆静止时处于水平位置,需将杠杆左端的平衡螺母向______(选填“左”或“右”)调节;
(2)实验中,将钩码挂在杠杆支点两侧,调节杠杆在水平位置平衡,这样操作的目的是便于测量______.将所测数据记录在下表中,小李想能否将表格中“”单位换成J?根据功的定义,你觉得可以换吗?______(选填“可以”或“不可以”);
序号
动力
动力臂
阻力
阻力臂
1
2
3
(3)根据实验结果,小李总结出:杠杆哪边重往哪边沉.他所说的“重”实际指的是______比较大;
(4)如图乙所示,F始终与杠杆垂直,将杠杆缓慢拉至水平位置的过程中,F的大小将______(选填“变大”、“变小”或“先变大后变小”).若将重物的悬挂点由A点(为第1次)向右移至B点(为第2次),将重物提升相同的高度,第______(选填“1”或“2”)次杠杆的机械效率更高.
【答案】 (1)平衡 左 (2)力臂 不可以 (3)力与力臂的乘积大 (4)变大 2
【解析】(1)如图,杠杆静止,所以杠杆是处于平衡状态.杠杆的左端上翘,左端的平衡螺母或右端的平衡螺母都向左端移动,才能使杠杆在水平位置平衡.(2)为了消除杠杆自重对平衡的影响,便于测量力臂,杠杆需要在水平位置平衡.功等于力与物体在力的方向上通过距离的乘积,功的单位是焦耳(J),杠杆平衡条件中力与力臂垂直,所以力与力臂的乘积,不是功,所以,不能把表格中单位单位换成J.(3)通过多次实验,总结得出杠杆平衡的条件,所以,对于杠杆“哪边重往哪边沉”这句话的理解,这里的“重”实际指的是指力与力臂的乘积大.(4)由题意可知,当重物被提升的过程中,根据数学知识可知,动力臂与阻力不变,且阻力臂变大,由杠杆平衡条件可知,拉力变大.杠杆的机械效率为,杠杆提升物体时,对物体做有用功,克服杠杆重做额外功,并且.设杠杆重心升高的距离为h,所以,不变,不变,不变,物体从A点到B点,物体还升高相同的高度,有用功不变;杠杆上的角度减小,杠杆升高的距离h变小,克服杠杆重力所做的额外功变小;则变小,所以,也变小;根据可知,总功变小,有用功不变,所以η变大,即第2次杠杆的机械效率高.
三、机械能
9.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中) 海洋水质改善,给了中华白海豚一个温馨的家.如图所示,下列说法正确的是( )
A. 海豚跃出海面减速上升的过程中,动能不变
B. 海豚跃起到最高点的过程中,重力势能先变大后不变
C. 海豚从高处落回海面的过程中,动能变大
D. 海豚在海面下加速上浮的过程中,机械能不变
【答案】C
【解析】海豚跃出海面减速上升过程,速度减小,质量不变,动能变小,A错误;海豚跃起到最高点的过程中,海豚的质量不变,高度变大,重力势能变大,B错误;海豚从高处落回海面过程,质量不变,速度变大,动能变大,C正确;海豚在海面下、加速上浮的过程中,质量不变,速度变大,动能变大,高度变大,重力势能变大,所以机械能增大,D错误.故选C.
10.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)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】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.
11.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中) 某小球被水平抛出后,其部分运动轨迹如图甲所示,其中位置①和③离地高度相等,小球在运动过程中经过M、N两点,其动能和重力势能的参数如图乙所示,且M、N两点分别为图中“①”、“②”或“③”点中的两点,则小球( )
A. 经过的M点就是②点
B. 小球在点③的速度比在点②的大
C. 在M点的重力势能大于在N点的
D. 小球在点①的动能大于260J
【答案】D
【解析】AC.由图乙可知,小球在M点时的机械能为,小球在M点时的动能为,小球在N点时的机械能为,小球在N点时的重力势能为,可见,小球在N点时机械能大于在M点时的机械能,且在N点时重力势能较大,而小球在运动过程中,机械能不断减小,且位置①和③离地高度相等,在此两点时重力势能相等,所以N点对应的是②,M点对应的是③,在M点的重力势能小于在N点的,故AC不符合题意;B.由以上分析可知,小球在点③的动能比在点②的小,所以小球在点③的速度比在点②的小,故B不符合题意;D.小球在点①时的重力势能与在点③时的重力势能相等,为240J,若小球在点①时机械能为500J,则它的动能为,而小球在运动过程中,机械能不断减小,所以小球在点①时的机械能大于在点②时的机械能500J,所以小球在点①的动能大于260J,故D符合题意.故选D.
12.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中) 图甲是扔实心球的分解动作,其中人对实心球做功的是动作________(选填序号);从实心球出手到落地的过程中,能正确反映实心球的动能与时间t的关系是图中________图线.
【答案】①③ D
【解析】捡起球的过程中,人对球施加了向上的作用力,而且使球向上运动了一段距离,所以人对球做了功;人持球停在空中时,人对球有向上的作用力,但是球没有运动,所以人没有对球做功;人挥动球的过程中,人对球有向前的作用力,而且使球向前运动了一段距离,所以人对球做了功;球飞出去之后,人对球没有作用力,球靠惯性向前运动,所以人没有对球做功;所以,扔实心球的分解动作中人对实心球做功的是动作①③.从实心球出手到落地的过程中,开始球向上运动,高度增大,速度减小,动能变化为重力势能;在最高点时,球仍在向前运动,动能不为零;然后球下落,高度减小,速度增大,重力势转化为动能,所以球的动能先减小后增大,但是最小不为零,能正确反映实心球的动能与时间t的关系是D,故D符合题意,ABC不符合题意.故选D.
13.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)图甲为“探究动能大小与哪些因素有关”的实验装置,将小车从斜面上高h处由静止释放,运动至水平木板(足够长)上后与木块碰撞.通过改变小车释放时的高度h、在小车中增加钩码和在木板上铺垫棉布的方法,得到了图乙虚线框内的四个实验场景.
(1)实验中探究的动能是指________.
A.小车即将撞击木块时动能
B.小车撞击木块后的动能
C.木块被小车撞击后的动能
(2)选用场景①和________(选填“②”、“③”或“④”)可探究小车的动能与________关系.
(3)分析场景③和④的实验现象,可初步得出结论________,生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能________(选填“超速”或“超载”).
(4)移去木块后,进行场景①和③实验时,两次小车在水平木板上滑行距离相同,此过程中小车在水平面上克服摩擦力做的功分别为、,则________(选填“>”、“=”或“<”).
【答案】(1 )A (2)③ 质量 (3)当质量相同时,速度越大,动能越大 超速 (4)<
【解析】(1)实验中,小车撞击木块对其做功,利用木块被推动的距离来反映小车的动能,所以探究的动能是指小车即将撞击木块时的动能,故A符合题意,BC不符合题意.故选A.(2)实验时,要控制单一变量,分析四图可能知,场景①和③中,小车质量不同,所处高度相同,则小车到达水平面时的速度相同,所以可选用场景①和③探究小车的动能与质量的关系.(3)场景③和④中,小车质量相同,所处高度不同,则进入水平面时的速度不同,③中小车高度较大,进入水平面时的速度较大,木块移动距离较远,所以分析场景③和④的实验现象,可初步得出结论:当质量相同时,速度越大,动能越大.“超速”是指汽车速度过大,“超载”是指汽车质量过大,所以生活中可以用该结论来说明汽车行驶在高速公路上不能超速.(4)移去木块后,进行场景①和③实验时,两次小车在水平木板上滑行距离相同,此过程中,③中小车受到的摩擦力较大,根据W=Fs可知,③中小车在水平面上克服摩擦力做的功较多,即<.
14. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,用斜面、木块、两个小球甲、乙,探究影响物体动能大小的因素.
(1)木块被推动的越远,球对木块__________越多,说明小球动能越大;
(2)如图,前两次实验,甲球分别从A、B两点由静止释放,这是为了探究动能大小与__________的关系;
(3)为了探究动能大小与另一个因素的关系,第三次实验不能使乙球从______点由静止释放(用A、B、C作答);
(4)以下实验中用“”标注的器材和本实验木块起到不同作用的有______.
A.甲图,研究弹性势能实验中的“小车”
B.乙图,研究弹性势能实验中的“卡片”
C.丙图,研究重力势能实验中的“木块”
【答案】(1)做功 (2)速度 (3) C (4)C
【解析】(1)实验中用到转换法,木块被推动的越远,球对木块做的功越多,说明小球动能越大.
(2)如图,前两次实验,甲球分别从A、B两点由静止释放,改变球下滑的高度,来改变球到达水平面的速度,这是为了探究动能大小与速度的关系.
(3)为了探究动能大小与另一个因素的关系,即与质量的关系,要控制速度不变,改变球的质量,因此第三次实验应使乙球从A点或者B点释放,与第一次或者第二次实验进行比较,不能使乙球从C点由静止释放,否则球的质量与到达水平面的速度均不同,无法进行实验探究.
(4)实验中木块的作用是看出球的动能大小.
A.甲图,研究弹性势能实验中的“小车”,小车移动距离,反映弹簧的弹性势能大小,故A不符合题意;
B.乙图,研究弹性势能实验中的“卡片”,卡片弹起的高度反映橡皮筋弹性势能大小,故B不符合题意;
C.丙图,研究重力势能实验中的“木块”,是研究对象,实验中通过木块撞击小桌,通过桌腿陷入深度看出木块重力势能大小,故C符合题意.故选C.
四、内能
1. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)以下说法正确的是( )
A. 0℃以下时,物体分子既不具有动能也不具有势能
B. 当物体被举高时,其分子势能一定随之增加
C. 当物体运动速度增大时, 其分子动能一定随之增加
D. 分子总是在做无规则运动,所以分子具有动能
【答案】D
【解析】任何物体都有内能,内能指分子动能和分子势能的总和,则任何温度下,物体分子既有动能也有势能,A错误;分子动能和分子势能是分子的运动和分子间因为具有作用力而具有的能,与宏观物体的运动及高度是没有关系的,BC错误;物体的分子不停地做无规则运动,由于分子运动而具有的能叫分子动能,D正确.故选D.
2.经典题(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)以下关于内能、热量、温度的说法正确的是( )
A. 热传递过程中,温度一定是从高温物体传递给低温物体
B. 物体的温度越高,其含有的热量就越多
C. 物体内能增大,温度一定升高
D. 对物体做功,可以改变物体的内能
【答案】D
【解析】A.发生热传递时,热量总是从高温物体传递给低温物体,而不是传递“温度”,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C.物体内能增大,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,内能增大,但温度不变,故C错误;
D.做功和热传递都可以改变物体的内能,因此,对物体做功,可以改变物体的内能,故D正确.故选D.
五、比热容
1.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)图甲所示为用两套完全相同的装置分别对a、b两种液体加热,图乙是根据测得数据描绘出的两种液体的温度随时间变化的图像,用、和、分别表示a、b两种液体的质量和比热容,则下面四个判断组合正确的是( )
①若,则②若,则③若,则④若,则
A. ①③ B. ②③ C. ①④ D. ②④
【答案】A
【解析】由图乙可知,加热相同时间,即吸收相同热量时,两种液体的温度变化不同,a的温度变化较大,根据可知,若两种液体的质量相同,则a的比热容较小;若两种液体的比热容相同,则a液体的质量较小,即①③正确,②④错误,故A正确,BCD错误.故选A.
2.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)小明利用如图装置,完成以下两个实验:
(1)探究不同物质吸热升温现象.
①如图甲,1、2虚线框中应选择的器材组合分别是图乙中的________(选填“A”“B”“C”或“D”)装置,物质吸收热量的多少通过________来反映的;
②小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的特点:
方案一:加热相同时间,比较升高的温度
方案二:升高相同温度,比较加热的时间
你认为________(选填“方案一”“方案二”或“两方案都”)可行;
(2)“比较质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量”实验:
①以下实验条件中要求相同的有________(填序号);
A.烧杯内液体种类 B.燃料种类 C.加热时间 D.烧杯内液体质量
②小明选用图乙D中的燃料a和燃料b进行实验,当燃料燃尽时,记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了如图丙所示图像,则可判断燃料________(选填“a”或“b”)放出的热量多;燃料燃烧过程中,其热值________(选填“变大”“变小”或“不变”).
【答案】(1)①BC 加热时间 ②两方案都 (2)①ACD ②b 不变
【解析】(1)探究不同物质吸热升温的现象,需要对相同质量的不同物质进行加热,使它们相同时间内吸收相同的热量,观察它们的温度变化规律,所以应选择图乙中的BC.相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相等,在不计热损失的情况下,可认为放出的热量全部被加热物质吸收,物质吸收热量的多少是通过加热时间来反映的.对质量相同的不同物质进行加热,加热相同时间,比较升高的温度,升温少的吸热本领强;升高相同温度,比较加热的时间,加热时间长的吸热本领强;所以两种方案都可行.(2)“比较质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量”实验,需要采用不同种类的燃料对质量相同的同种液体进行加热,观察加热相同时间后液体的温度变化多少来比较燃料放热的多少,故ACD符合题意,B不符合题意.故选A、C、D.由图丙可知,燃料燃尽时,燃料b加热的水温度较高,所以燃料b放出的热量较多.热值是燃料的一种特性,只与燃料种类有关,与燃料质量及燃料程度无关,所以燃料燃烧过程中,其热值不变.
六、内能及其应用
1. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)用塑料瓶做了如图所示的实验:①瓶中有少量水,盖紧瓶盖;②用力扭转瓶身;③松动瓶盖,瓶盖冲出,瓶内出现白雾,下列说法正确的是( )
A. 如果瓶内没有水,步骤③瓶内气体内能依然减小
B. 步骤②,瓶内气体内能不变
C. 步骤③,瓶内气体内能全部转化为瓶盖的机械能
D. 步骤③,白雾是汽化形成的
【答案】A
【解析】A.如果瓶内没有水,步骤③瓶内气体依然将内能转化成瓶盖的机械能,因此内能依然减小,故A正确;
B.步骤②,扭转瓶身时,对瓶内气体做功,瓶内气体温度升高,内能增大,故B错误;C.步骤③,瓶内气体内能一部分转化为瓶盖的机械能,故C错误;D.步骤③,白雾是水蒸气液化形成的水珠,故D错误.故选A.
2.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作.由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是( )
A. 鼻孔吸气
B. 气沉丹田
C. 排山倒海
D. 打完收工
【答案】C
【解析】A. 鼻孔吸气,相当于吸气冲程,不符合题意;B. 气沉丹田,相当于压缩冲程,不符合题意;C. 排山倒海,对外做功,相当于做功冲程,符合题意;D. 打完收工,相当于排气冲程,不符合题意;
3.(2023·南京市联合体初三第一学期期中) 用如图所示的方法可以“探究做功是否能够改变物体的内能”:
(1)如图A,将手中的铁丝同一位置快速地多次弯折,用手指触摸一下被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,表明铁丝的内能___________;
(2)如图B,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,然后迅速压下活塞,你观察到棉花被点燃;对这一现象的解释是,活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气做功,使空气的内能___________,温度___________,达到乙醚燃点;
(3)如图C所示, 瓶中装少量的水,水上方有水蒸气,塞紧瓶塞,用打气筒向瓶内打气,当塞子从瓶口跳起,下列关于该实验的分析错误的是___________.
A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功
B.往瓶内打气时, 瓶内气体内能变小
C.瓶塞跳出时, 瓶内气体温度降低
D.瓶塞跳出时, 瓶内气体对外做功
【答案】(1)增大 (2)增大 升高 (3)B
【解析】(1)同一个物体,温度升高,内能增大,故表明铁丝的内能增大.(2)活塞压缩玻璃筒内的空气,对筒内空气做功,机械能转化为内能,空气的内能增大;内能增大,气体的温度升高.(3)A.往瓶内打气时,外界对瓶内气体做功,机械能转化为内能,故A正确;A不符合题意;B.往瓶内打气时,对瓶内气体做功,机械能转化为内能,瓶内气体内能增大,故B错误;B符合题意;CD.瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功,瓶内气体内能减小,瓶内气体温度降低,故CD正确;CD不符合题意.故选B.
4. (2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示是单缸四冲程汽油机某--冲程工作示意图.
(1)该冲程是汽油机的__________冲程;
(2)若汽油机的飞轮转速为,则汽油机对外做功__________次;
(3)某段时间汽油机完全燃烧的汽油放出热量__________J;若热量完全被初温15℃的水吸收,则水温升高__________℃;[,]
(4)若该汽油机的效率为20%,年平均消耗汽油,如果将效率提高了1%,则一年可以节约__________kg的汽油.
【答案】(1)压缩 (2)15 (3)3.22×106 33.33 (4)20
【解析】(1)该冲程两气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程.(2)若汽油机飞轮转速为,
汽油机飞轮转动2转,对外做功1次,则汽油机对外做功15次.(3)某段时间汽油机完全燃烧的汽油放出热量,若热量完全被初温15℃的水吸收,水吸收的热量,由得,水温升高.(4)由得,解得将效率提高了1%,消耗的汽油的质量,一年可以节约的汽油.
5. (2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)汽车采用油压制动刹车从时速100公里到静止可能只需要几秒,消耗的动能最终被释放掉,造成了能源的浪费.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部分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.
(1)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.其中主要属于通过做功改变内能的是______.
A.①②③④ B.②④ C.②③ D.①③
(2)测试时,汽车在大小为1000N的牵引力作用下,在40s内匀速行驶1000m.此过程中,求汽车行驶的速度以及牵引力的功率.
(3)如果汽车在制动时产生的刹车阻力恒为,该制动过程中汽车行驶的路程s与时间t的关系如图甲所示,求在内汽车克服刹车阻力所做的功.
(4)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.某次测试储能效率中,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,画出随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______;依据图像计算本次测试的储能效率为_______%
【答案】(1)C (2) (3) (4)② 40%
【解析】(1)发动机外壳发烫是因为发动机内部放出的热量传递给外壳,外壳内能增大,温度升高,属于热传递改变物体的内能;轮胎发热,是因为轮胎克服摩擦做功,轮胎内能增大,温度升高,属于做功改变物体的内能;刹车片发热,是因为刹车片克服摩擦做功,刹车片内能增大,温度升高,属于做功改变物体的内能;水箱中的水变热,是发动机放出的热量传递给水,水的内能增大,温度升高,属于热传递改变物体的内能.综上所述,通过做功改变内能的是②③ ,故ABD不符合题意,C符合题意.故选C.(2)在40s内匀速行驶1000m,则汽车行驶的速度,牵引力为1000N,牵引力的功率.(3)由图可知,经过的路程为10m,刹车阻力恒为,故汽车克服刹车阻力所做的功.(4)关闭发动机,关闭再生制动器,汽车克服摩擦做功,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,所以表示开启再生制动器的是曲线②.从图像可以看出,关闭发动机后行驶的距离,
开启再生制动器后行驶的距离,所以转化为机械能的效率为,故储能效率为.
七、电路
1.(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图甲所示,一个充电宝正在给手机的电池充电,此时充电宝相当于电路中的___________,手机的电池相当于___________;如图乙所示为宾馆房间的取电房卡,将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用,房卡的作用相当于电路元件中的___________;如图丙所示,当开关S1、S2断开时,电路处于___________状态;当开关S1闭合、S2断开时,电路处于___________状态;当开关 S1、S2都闭合时,电路处于___________状态.
【答案】电源 用电器 开关 断路 通路 短路
2.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)如图甲所示,一根电缆内穿有三根完全相同的电线,用图乙的测通器可辨别哪两个线头为同一根电线的两端.连接A和C、将测通器的m接在D端,当n接F端时灯发光,当n接E端时灯不发光,由此可确定为同一导线两端的是( )
A. BE B. CE C. CF D. AF
【答案】A
【解析】连接A和C、将测通器的m接在D端,当n接F端时灯发光,说明此时电路为通路,则A、C、D、F分别为其中两根导线的四端,所以剩下的两段为同一根导线的两端,即BE为同一根导线的两端,CE不可能为同一导线的两端,根据题意也不可能判断出CF、AF是否为同一导线的两端,故A符合题意,BCD不符合题意.故选A.
3. (2023·南京市建邺区初三第一学期期中)灯泡是常见的电学仪器,用灯泡可以做以下实验.
(1)在“观察手电筒”的活动中,图甲中金属片相当于电路中的 ___________(选填“开关”、“导线”或“用电器”);
(2)在“用一段导线、一节干电池使一个小灯泡发光”的活动中,图乙中A、B和C三种办法中可行的是 ___________(填字母);
(3)在“怎样使两个小灯泡都亮起来”的活动中,采用如图丙所示的方法连接,两个小灯泡都亮了,两灯的连接方式为 ___________联.
【答案】(1)导线 (2) B (3)串
【解析】(1)图甲中的金属片可以将开关与灯泡连接起来组成一个完整的电路,则金属片相当于电路中的导线.(2)2]由图乙可知,B的接法是将小灯泡的底端和侧边分别接在了电池的两极上,是正确的接法;AC的接法是错误的,没有电流通过灯泡,灯泡不发光.
4.(2023·南京市建邺区初三第一学期期中)在“探究串、并联电路电流的特点”实验中(电源电压恒定不变)
(1)图甲为所连电路,若闭合开关,电路所处的状态是________(选填“通”“断”或“短”)路.只需拆除一根导线________(填字母)就能使和串联.正确拆除导线、闭合开关后发现、都不亮,为查找故障,用一段导线的两端接触A、B两点时,两灯都不亮;接触C、D两点时,两灯也不亮;接触E、F两点时,只有灯亮.则故障原因可能是_______.
A.灯断路 B.灯断路 C.开关断路 D.灯短路
(2)图乙是小明“探究并联电路中电流特点”电路图,图丙是测电流时连接的电路.
①图丙中电流表测量的是________(选填“A”“B”或“C”)处的电流.
②小明经过正确实验操作,反复实验得出并联电路中电流的特点,在多次实验中以下操作无意义的是________.
A.更换不同规格的小灯泡 B.交换和的位置
C.再并联一个小灯泡 D.更换不同的电源
③得出正确结论后,利用图丙所示实验器材,仅添加一个开关,重新设计电路,不用拆接导线,仅利用开关的断开或闭合就可得出A、B、C三处的电流,请在图丁的虚线框中画出电路图(导线足够).
【答案】(1)短 c B (2)①C ②B ③如图所示
【解析】(1)图甲电路,若闭合开关,电流可由电源正极不经过用电器直接回到电源负极,电路所处的状态是短路.
由图可知,只需拆除一根导线c,则电路中电流只有一条路径且流过两灯,就能使和串联.用一段导线的两端接触A、B两点时,两灯都不亮;接触C、D两点时,两灯也不亮;接触E、F两点时,只有灯亮,说明只有接触E、F两点时导线将电路中的断点接通了,所以故障原因可能是L2断路,故B符合题意,ACD不符合题意.故选B.(2)①图丙中,电流表连接在干路中,结合图乙可知,电流表测量的是C处的电流.②更换不同规格的小灯泡或更换不同的电源都可以改变通过小灯泡的电流来获取多组数据归结电流规律,再并联一个小灯泡可以多一条支路进一步探究并联电路电流规律,而交换灯泡位置对电路中的电流大小没有任何影响,是没有意义的,故B符合题意,ACD不符合题意.故选B.③根据题意,再添加一个开关,则将两个开关分别串联在两个灯泡所在支路,就可以达到实验目的,作图如下:
八、电流和电压
1. 经典题(2023·南京市联合体初三第一学期期中)如图所示,M、N表示一个电流表的两个接线柱,a、b、c、d表示电路中的四个连接点,若想用此电流表测量小灯泡的电流,则以下连接正确的是( )
A. M接a,N接b B. M接d,N接a
C. M接c,N接d D. M接d,N接c
【答案】C
【解析】电流表在使用过程中接线柱遵循正进负出的原则,同时应与被测用电器串联,因此M接c,N接d,故C正确.
2. (2023·南京市建邺区初三第一学期期中)小明连接了如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电路正常工作,电流表指针偏转如图乙所示,下列关于该电路说法正确的是( )
A. 灯与的连接方式是串联
B. 此时电流表的示数为1.3A
C. 电流表测的是通过灯的电流
D. 若拧下灯,则还发光
【答案】D
【解析】AC.由图甲可知,电流从电源正极出发,经开关后分为两支,一支经L1,另一支经L2、电流表,然后汇合回到电源负极,所以两灯的连接方式为并联,电流表测通过L2的电流,故AC错误;B.如图乙,电流表选择的是小量程,此时示数为0.26A,故B错误;D.因两灯并联,互不影响,所以若拧下灯,则还发光,故D正确.故选D.
3.(2023·南京市秦淮区初三第一学期期中)对如图所示的实物电路,下列说法正确的是( )
①只闭合开关时,三个小灯泡串联,测的电流
②只闭合开关、时,只有被短路,和的示数相等
③只闭合开关、时,和被短路,和的示数相等
④三个开关都闭合时,若示数0.5A,示数0.4A,则通过和的电流之差是0.1A
A. 只有①③ B. 只有②③ C. 只有②④ D. 只有①③④
【答案】D
【解析】①只有开关闭合时,电流分别流入三个灯泡,则三个灯泡串联,测的电流,①正确;②只闭合开关、时,只有灯泡发光,是灯泡的简单电路,和被短路,和的示数相等,②错误;③只闭合开关、时,只有灯泡发光,是灯泡的简单电路,和被短路,和都测的电流,其示数相等,③正确;④三个开关都闭合时,三个灯泡并联,测通过和的总电流,的示数是0.5A;测通过和的总电流,的示数是0.4A,则通过和的电流之差是0.1A,④正确,综上,正确的是①③④,错误的是②,故D正确,ABC错误.故选D.
4.(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,当开关断开,、闭合时,发光的小灯泡有______;当、闭合,断开时,两个电表的指针均如图乙所示,此时两灯泡的连接方式是______联,通过灯的电流是______A;要想改变两灯泡的连接方式,可以仅闭合开关______.
【答案】 并 0.8
【解析】如图所示,当开关断开,、闭合时,被短路,电路为只有的简单电路,只有发光.当、闭合,断开时,两灯泡首尾并列相连,属于并联,A1测干路电流,A2测L2支路电流,两个电流表的指针位置均如图乙所示,根据并联电路电流规律,A1为0~3A的量程,分度值为0.1A,示数为1A,A2为0~0.6A的量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,所以通过灯L1的电流为I1=I-I2=1A-0.2A=0.8A,改变两灯泡的连接方式,则只需要闭合开关,此时电流依次经过两灯,两灯首尾相连,属于串联.
5.(2023·南京秦淮区初三第一学期期中)请将电源、电流表两个元件的符号填入虚线框内,将电路补充完整.要求:开关S闭合后,电流方向如图所示,电压表测滑动变阻器两端电压.
【答案】如图所示
九、电路故障分析
1(2023·南京市鼓楼区初三第一学期期中)如图所示,闭合开关、后小灯泡和均正常发光,两电表示数不为0,突然电路出现一处故障导致一灯泡熄灭,下列说法正确的是( )
A. 若熄灭,则电压表示数不为0,电流表示数为0
B. 若熄灭,则电流表示数不为0,电压表示数为0
C. 若熄灭,再拧下,电压表示数可能为0
D. 若熄灭,再断开,电压表示数可能为0
【答案】D
【解析】由电路图可知,两灯泡并联,电压表测L1两端的电压,开关S2控制L2支路,电流表测L1支路的电流.并联电路中各支路互不影响.电压表测L1两端的电压,电流表测L1支路的电流.若熄灭,则电压表测L1两端的电压,示数不为0,电流表示数不为0,A错误;若熄灭,当L1断路时,电流表示数为0,电压表测电源电压,示数不为0,B错误;若熄灭,由于依然可以亮,则可能是L2断路,再拧下,则电压表测电源电压,电压表示数不为0,C错误;若L1熄灭,则可能是灯泡L1断路或者是电流表断路.当断开S2时,两个支路都处于断路状态,电压表测L1两端的电压,若电流表断路,则电压表示数是0.因此电压表示数可能是0,D正确.故选D.
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