第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（综合题30道）-【刷好题】2025-2026学年九年级物理上册热点题型专练（2024北师大版）

第十章 第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（综合题30道） 1．排球运动中，运动员组织进攻和防守时，可用双手做发球、垫球、传球等动作。如图所示，某同学竖直向上垫起重为2.6N的排球，排球上升时会经过a、b、c、d四点，其中d点是最高点。 (1)在上升的过程中，排球的动能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） (2)在图中用力的示意图画出排球在d处所受的重力 。 (3)已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过a、b、c、d四点时，所受合力最大的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 (4)甲同学认为“排球在d处时，处于静止状态”，你赞同该观点吗？为什么： 。 【答案】(1)减小 (2) (3)A (4)不赞同，d处的排球只受重力，受力不平衡，不处于静止状态 【详解】（1）排球上升过程中，质量不变，速度减小，动能减小。 （2）重力的方向是竖直向下的，如图所示： （3）排球上升时，a处速度最大，阻力随速度增大而增大，a处阻力最大，又因为重力不变，所以a处合力最大。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 （4）不赞同，排球在d处只受重力，受力不平衡，不是静止状态。 2．按要求完成下列各小题。 (1)如下图（a）所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团浸有乙醚的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能 ，空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (2)如下图（b）所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是被销钉K锁住的活塞，C是温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞将向 运动，温度计的示数将 ，该实验说明气体膨胀推动活塞对外做功时， 减少，温度降低。 (3)试管内装些水，用塞子塞住管口，将水加热一段时间，发现塞子在水蒸气的压力下被弹出，如下图（c）所示．根据此现象可知，水蒸气的 转化为塞子的机械能．塞子被弹出的现象与内燃机的 （选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程原理相同。 【答案】(1) 增大 做功 (2) 右 降低 内能 (3) 内能 做功 【详解】（1）[1][2]用力将活塞迅速下压，对玻璃筒内的空气做功，空气的内能增大，温度升高，所以空气的内能是通过做功的方式改变的。 （2）[1] [2][3]把销钉拔出后，气缸 A 中密封的压缩空气膨胀，推动活塞向右运动，空气对外做功，内能减少，温度降低，所以温度计的示数将降低，该实验说明气体膨胀推动活塞对外做功时，内能减少，温度降低。 （3）[1] [2]试管内的水加热后，水蒸气的内能增大，推动塞子弹出，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以该现象与内燃机的做功冲程原理相同。 3．如题图甲所示，为明代宋应星在《天工开物》中记载的古代取水灌田的工具——筒车。图乙为筒车的简化示意图，筒车以水流作动力，把低处的水提升到高处。 (1)筒车工作时把流水的 能转化为水的重力势能； (2)筒车在匀速转动的过程中，竹筒受 （选填“平衡力”或“非平衡力”），当竹筒运行至高处泄水，水在 力的作用下落入水槽； (3)某筒车上均匀分布了20个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2L，通过调整水槽的位置，竹筒中的水能落入水槽，则当筒车以每分钟转动5圈的速度连续工作1h，最多可以为农田浇灌 kg的水（取）。 【答案】(1)动 (2) 非平衡力 重 (3)6×103kg 【详解】（1）水流过竹筒，进入取水桶中的过程中，水的速度减慢，位置变高，故水的动能减少，重力势能增大，是将水的动能转化为重力势能。 （2）[1]筒车匀速转动的过程中，竹筒的运动方向发生改变，处于非平衡状态，受到的是非平衡力。 [2]高处物体受到地球的吸引而向下运动，由于地球的吸引使物体受到的力就是重力。 （3）筒车转动一圈能落入水槽的水的体积 一小时筒车转动的圈数 筒车转动一小时能落入水槽中水的体积 筒车连续工作1h，最多可以为农田浇灌的水的质量 4．请完成下列填空。 (1)如图－1，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，通过比较 反映钢球动能的大小。在探究动能大小与质量关系时，应让钢球从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度下滑； (2)如图－2，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N； (3)如图－3，在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，应将 相同的酒精和碎纸片全部燃烧后，通过比较初温、质量相同的水吸收的热量来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。 【答案】(1) 木块移动的距离 相同 (2)5.4 (3)质量 【详解】（1）[1]本实验中，钢球动能的大小是通过木块被钢球撞击后移动的距离来反映，木块移动的距离越大，说明钢球的动能越大。 [2]实验中为探究动能大小与质量的关系，应控制钢球到达水平面的速度相同，让质量不同的钢球，从斜面上相同高度由静止释放。 （2）图中弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为5.4N。 （3）“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，需要控制燃料的质量相同，因此应将质量相同的酒精和碎纸片全部燃烧，通过比较初温、质量相同的水吸收的热量来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。 5．同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时，温度急剧升高，此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温；返回舱在距离地表10km时，打开降落伞减速下降，最后安全着陆。请你回答： (1)电视机屏幕的彩色画面是由红、 、蓝三种色光混合成的； (2)返回舱打开降落伞后，动能和重力势能如何变化，并说明理由？ 【答案】(1)绿 (2)见详解 【详解】（1）光的三原色是红、绿、蓝，红、绿、蓝三种色光按不同比例混合可呈现各种颜色，所以电视机屏幕的彩色画面是由红、绿、蓝三种色光混合成的。 （2）降落伞打开后，降落伞减速下降，则返回舱的速度减小，质量不变，则动能减小；返回舱下降时高度降低，质量不变，则重力势能减小。 6．2025年4月20日，我国完全自主研制的大型水陆两栖灭火飞机AG600“鲲龙”，圆满完成从研制到“市场准入”的关键跨越。该飞机： (1)在水平跑道上静止时，飞机所受的重力与地面对它的 是一对平衡力。轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来 摩擦的。 (2)在跑道上加速运动时，飞行员的动能 。同时飞行员的身体向后倾斜，这是由于飞行员具有 。 【答案】(1) 支持力 增大 (2) 变大 惯性 【详解】（1）[1]飞机静止时处于平衡状态，竖直方向的重力与地面对飞机的支持力是一对平衡力，大小相等、方向相反。 [2]压力大小和接触面的粗糙程度是影响滑动摩擦力的因素，轮胎花纹通过增大接触面的粗糙程度，从而增大摩擦力。 （2）[1]动能与速度和质量有关，飞行员随飞机加速时速度增大，质量不变，故动能增大。 [2]飞机加速时，飞行员下半身随飞机加速，而上半身因惯性保持原有运动状态，导致身体向后倾斜。 7．使用太阳能可以节能减排，减少雾霾天气。小明在项目化学习中，对学校的太阳能热水器（如图）展开了研究。 (1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能； (2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 （填物态变化）形成的漂浮在空中的微小水滴．形成过程中要 （选填“吸热”或“放热”）； (3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5，它是指直径不大于2.5 （选填“微米”或“纳米”）的颗粒物；大气中PM2.5的运动属于 （选填“机械运动”或“分子热活动”）； (4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min，水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。 【答案】(1)热传递 (2) 液化 放热 (3) 微米 机械运动 (4)2 【详解】（1）太阳能热水器使用过程中太阳内转化为热水器的内能，热水器再以热传递的方式转化为水的内能。 （2）[1][2]雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的，液化过程需要放热。 （3）[1][2]雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物，这些颗粒是指大气中直径不大于2.5微米的颗粒物，PM2.5的运动是固体颗粒物的运动，属于机械运动，不属于分子的运动。 （4）阳光垂直照射太阳能热水器7min时，不计一切热量损失，则水吸收的热量为 水的质量为 水升高的温度为 8．熟透的苹果从树上下落，若苹果所受的重力大小为2N，下落过程中所受空气阻力大小为0.2N。 (1)在图中画出苹果所受重力的示意图； (2)在下落过程中，苹果受到的合力大小为 N，重力势能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 【答案】(1) (2) 1.8 减小 【详解】（1）苹果所受重力大小为2N，方向竖直向下，作用点在它的重心，作图如下： （2）[1]在下落过程中，空气阻力方向竖直向上，苹果受到的合力大小为 [2]在下落过程中，苹果的质量不变，高度减小，它的重力势能减小。 9．氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢＝1.4×108J/kg。则： (1)氢燃料燃烧将燃料的 能转化为 能。 (2)这辆公交车在这5min里的牵引力做功多少J？ (3)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量是多少J？ (4)该氢能源公交车的热机效率是多少？ 【答案】(1) 化学 内 (2)4.2×107J (3)8.4×107J (4)50% 【详解】（1）[1][2]氢燃料燃烧时，燃料内部的化学能通过化学反应转化为内能。 （2）由题意可知，功率 时间 则牵引力做功为 （3）氢燃料完全燃烧放出的热量为 （4）由前两问的计算结果可知，该氢能源公交车的热机效率为 10．地效飞行器（如图）是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停在水面或地面上。某次，该飞行器以最大速度飞行1440km，消耗燃油32t，飞行过程中发动机推力恒为，求：（燃油的热值为） (1)飞行器的发动机将燃油燃烧获得的 能转化为 能； (2)32t燃油完全燃烧放出的热量； (3)该飞行器发动机的效率。（结果精确至） 【答案】(1) 内 机械 (2) (3) 【详解】（1）[1][2]燃料燃烧是化学变化，将燃料的化学能转化为内能，又将内能转化为飞行器的机械能，从而获得动力。 （2）消耗的燃油完全燃烧放出的热量为 （3）飞行器发动机产生的有用机械能为 则发动机的热机效率为 11．阅读短文，回答问题。 舱外航天服为宇航员在舱外作业时提供生命保障。我国第二代“飞天”舱外服重130kg，采用半硬式密封结构（腰部硬躯干+四肢软关节），关节轴承可使肘部弯曲，头盔面窗镀黄金膜，黄金膜对太阳光中的红外线和紫外线有高反射率。在地面，人体内部的气压通常与外界大气压保持平衡，但在太空，若航天服内部气压过高，航天服内外气压差过大，会使服装过度膨胀，导致航天员活动困难，甚至可能损坏服装结构。故航天服内部恒压0.4个标准大气压，能兼顾人体生理需求和航天服结构的安全。如图甲所示，图乙是神舟二十号航天员陈冬在空间站组合体舱外工作的画面。 (1)航天服内维持0.4倍标准大气压，是因外部太空压强接近 Pa（选填“0”或“”）。如果将航天服内部气压设置为1.0个标准大气压（相当于地面大气压），那么在太空中，航天服会继续 （选填“膨胀”或“压缩”）； (2)航天服关节轴承实现弯曲的实质是 （选填“杠杆”或“滑轮”）的应用。航天服关节处利用 （选填“弹性”或“塑性”）形变保障灵活性； (3)小明认为“黄金膜仅用于装饰”，请结合太空环境特性用一句话反驳： ； (4)航天员抓握栏杆静止时，其受到的摩擦力f与握力F的关系如图丙所示，则握力为60N时，所受摩擦力为 N； (5)小明想设计一些小实验，希望在下次“天宫课堂”中被采用，请你帮他预测一下，下列实验中，实验效果跟在教室内完成实验的效果可能相同的是________。 A．用天平测量物体的质量 B．观察气体的扩散现象 C．探究物体在液体中的浮沉条件 D．探究液体内部压强的影响因素 【答案】(1) 0 膨胀 (2) 杠杆 弹性 (3)见解析 (4)48 (5)B 【详解】（1）[1][2]太空处于真空状态，太空压强接近0Pa；航天服内部恒压0.4个标准大气压，若设置为1.0个标准大气压，由于外部太空压强接近0，内部气压远大于外部，航天服会因内外气压差过大而膨胀。 （2）[1][2]关节轴承实现角度为60°弯曲，因为杠杆可以绕固定点转动，其工作原理是杠杆；航天服关节处需保障灵活性，即形变后能恢复原状，属于弹性形变。 （3）太空环境中存在大量红外线和紫外线辐射，黄金膜对太阳光中的红外线和紫外线有高反射率，能有效保护航天员免受辐射伤害，因此反驳理由为：黄金膜可反射红外线和紫外线，保护航天员免受辐射伤害，不是仅用于装饰。 （4）航天员抓握栏杆静止时，处于平衡状态，摩擦力和握力是平衡力，静摩擦力f与握力F大小相等，由图丙可知，摩擦力与握力成正比例关系，选取图中已知点F=50N，f=40N时，可计算得出f=0.8F，将F=60N代入f=0.8F，得所受摩擦力f=0.8×60=48N （5）A．用天平测量物体质量，需要物体对天平有压力，太空无重力，物体对天平没有压力，无法测量，故A不符合题意； B．观察气体的扩散现象，气体分子热运动与重力无关，实验效果与教室相同，故B符合题意； C．探究物体在液体中的浮沉条件，浮沉条件与重力有关，太空无重力，实验效果不同，故C不符合题意； D．液体内部压强的产生是因为液体有重力，且有流动性，而在太空中处于失重状态，所以无法探究液体内部压强与哪些因素有关，故D不符合题意。 故选B。 12．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 (1)甲的比热容为 。 (2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． (3)若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是 J。 【答案】(1)3×103 (2)A (3)2000 【详解】（1）根据比热容的定义式，从图中可知甲物体质量m甲＝1kg，温度升高Δt甲＝1℃时吸收的热量Q甲＝3000J，则甲的比热容 （2）ABCD．根据比热容的定义式，对于乙物体，m乙＝1kg，Δt乙＝1℃，从图中知Q乙＝2000J，则 对于丙物体，m丙＝2kg，Δt丙＝1℃，从图中知Q丙＝2000J，则 比较可得c甲>c乙>c丙，故A正确，BCD错误。 故选A。 （3）因为物体吸收和放出的热量遵循相同的公式，乙物体温度升高1℃吸收2000J热量，那么温度降低1℃放出的热量与升高1℃吸收的热量相等，即为2000J。 13．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 【答案】(1) 内能 机械能 (2)见解析 (3)见解析 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和易拉罐，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能。 （2）在测试过程中，发现扇叶不转动，可能水蒸气的内能太小，笔尖喷出的蒸汽太少。 （3）在易拉罐上半部分覆盖保温层，可以减少热量的损失，提高汽轮机效率。 14．某班级组织户外野炊活动，同学们大展厨艺，献上一道道美味佳肴。小明所在的“火力小分队”负责收集干木柴并煮水饺，如图所示，在水饺入锅之前，需要先点燃干木柴，把锅内10kg的水从加热到。已知：水的比热容为，干木柴的热值为，干木柴完全燃烧放出的热量中有被水吸收。该过程中： (1)水吸收热量，内能 选填“增大”“减小”或“不变”；干木柴燃烧时将化学能转化为 能。 (2)水吸收的热量是多少？ (3)至少需要多少kg的干木柴？ 【答案】(1) 增大 内 (2) (3)2.8 【详解】（1）[1]热传递能够改变物体的内能，水吸收热量，内能增大。 [2]干木柴燃烧时放出热量，将干木柴的化学能转化为内能。 （2）水吸收的热量 （3）由 可得，干木柴完全燃烧释放的热量 由可得，需要完全燃烧干木柴的质量 15．彭州湔江桥群是横跨湔江的重要枢纽，其前身之一的人民大桥建于1966年，由9个乡的群众义务用70余万个鹅卵石垒砌成18孔石拱桥（单孔跨度20米），全长416米，被誉为“四川第一桥”（如图甲）。石拱桥的拱券的弧形结构将垂直荷载（如桥面重量、车辆压力）转化为沿拱券曲线的压力，并最终传递到两侧桥台（拱脚）。该桥不仅是连接彭州与什邡的交通要道，更承载着特殊的历史价值——其建设过程体现了当时“全民动员、就地取材”的智慧，模型曾赴全国展出，成为地方经济建设的标志性符号。 (1)石拱桥的拱券设计可以将垂直荷载转化为 。 (2)现代扩建部分引入起重机等设备，某起重机的滑轮组如图乙所示，已知动滑轮重200N，将重800N的桥梁材料匀速提升10m（不计绳重与摩擦），该滑轮组的机械效率为 %。 (3)若在大桥下游某处修建船闸，当船闸运作时，水位上升的过程中，水的 能将增大。已知船闸的有效容积为5000m3，水泵将水从10米深的下游提升至15米深的上游，水泵的功率恒为200kW，将船闸内满容积的水提升至上游，理想状态至少需要 秒的时间。（，取10N/kg） 【答案】(1)沿拱券曲线的压力 (2)80 (3) 重力势 1250 【详解】（1）由题意可知，石拱桥的拱券的弧形结构将垂直荷载（如桥面重量、车辆压力）转化为沿拱券曲线的压力，并最终传递到两侧桥台（拱脚），所以石拱桥的拱券设计可以将垂直荷载转化为沿拱券曲线的压力。 （2）已知动滑轮重200N，将重800N的桥梁材料匀速提升10m（不计绳重与摩擦），该滑轮组的机械效率为 （3）[1]水位上升的过程中，水的质量不变，高度升高，所以水的重力势能将增大。 [2]船闸内容积为5000m3的水的重力 水泵将水从10米深的下游提升至15米深的上游，则水上升高度为5m，可克服水的重力做功 水泵的功率恒为200kW，将船闸内满容积的水提升至上游，理想状态至少需要时间 16．如图甲所示为我国迄今研制的最大直径盾构机“京华号”，号称“工程机械之王”；图乙所示是盾构机的结构图，在推进液压缸的推动下，刀盘向前切割泥土，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统；如图丙是盾构机推进系统和刀盘驱动的示意图，推进系统里面有密封液体，容器两端有活塞、，大活塞的面积大于小活塞的面积。其中大活塞连接刀盘，小活塞连接刀盘驱动。施加在小活塞上，大活塞上得到一个力（提示：活塞、处的压强相等）。 如表是盾构机的有关数据： 盾构机长/m 盾构机直径/m 盾构机质量/t 每分钟前进距离/mm 推进系统总功率/kW 最大推进力/kN 57 8 1100 80 80 36000 (1)盾构机前部的刀盘上有很多刀片，转动时能轻易切入泥土，且各刀片都呈尖利的形状，这是通过 的方法来增大压强；石块在刀盘的作用下粉碎，说明力可以 ；盾构机后方的出土系统工作时（未画出图），泥土和石块落在运动的皮带上一起水平匀速前进时，石块 （选填“受到”或“没有受到”）摩擦力的作用； (2)据材料分析，盾构机推进时， ；（填“大于”“小于”或“等于”） (3)根据盾构机的有关数据分析：当推进系统以最大的推进力工作时，推进效率是多少？ 【答案】(1) 减小受力面积 改变物体的形状 没有受到 (2)小于 (3) 【详解】（1）[1]各刀片都呈尖利的形状，这是在压力一定时，通过减小受力面积的方法来增大压强。 [2]力可以改变物体的形状和运动状态。石块在刀盘的作用下粉碎，说明力可以改变物体的形状。 [3]泥土和石块落在运动的皮带上一起水平匀速前进时，石块和传送带之间没有发生相对运动，也没有产生相对运动趋势，因而石块没有受到摩擦力的作用。 （2）活塞、处的压强相等，大活塞的面积大于小活塞的面积，施加在小活塞上，大活塞上得到一个力，根据可知小于。 （3）当推进系统以最大的推进力工作时，前进速度为 则推进力功率为 则推进效率为 17．如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg） (1)由图可知电梯厢底端的滑轮B为 滑轮（选填“动”或“定”）； (2)小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是 ，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军 （选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能 ，机械能 （选填“变大”，“变小”或“不变”）； (3)某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是 %。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。 【答案】(1)动 (2) 0.75m/s 有 不变 变大 (3) 20 变小 【详解】（1）由图可知电梯厢底端的滑轮B与电梯厢一起运动，故为动滑轮。 （2）[1]1楼到11楼，升高的高度为10个楼高为 因此电梯上升的平均速度为 [2]当电梯匀速上升时，小军在电梯对小军的支持力的方向上通过了距离，满足了做功的两个要素，所以对小军有做功。 [3][4]电梯匀速上升的过程中小军的质量和速度均不变，故其动能不变，但高度变大，重力势能变大，所以他的机械能变大。 （3）[1]由图可知动滑轮上有2段钢丝绳，则钢丝绳移动的距离为 拉力做的总功为 小军一家人总重力为 拉力做的有用功为 则电梯的机械效率为 [2]由于机械效率与物重、动滑轮重、绳重及摩擦等有关，其它条件不变的前提下，物重越大，电梯的机械效率越高。若小军自己一人坐电梯，其它条件不变，物重减小，故电梯的机械效率变小。 18．如图所示，小球在两根细线A、B的作用下处于静止状态。 (1)试分析小球的受力情况，并画出力的示意图 。 (2)如果水平细线B断开，则在断开的瞬间，小球受到的合力方向是 。 (3)如果水平细线B断开，小球就开始做来回摆动，这个过程中小球的机械能是如何转化的 。 【答案】(1) (2)水平向右 (3)重力势能转化为动能，动能转化为重力势能 【详解】（1）小球处于静止状态，受到重力G；细线A对小球有沿细线方向斜向上的拉力；细线B对小球有水平向右的拉力。力的示意图如下： （2）原来小球在三个力作用下保持静止，即所受合力为零。当水平细线B断开的瞬间，小球只受到重力G和细线A的拉力。此时重力和拉力的合力方向与原来B线拉力方向相反，即水平向右。 （3）小球摆动过程中，向下摆动过程中，质量不变，高度降低，重力势能减小，速度增大，动能增加，所以重力势能转化为动能。 向上摆动过程中，质量不变，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增加，则动能转化为重力势能。故来回摆动过程中，重力势能转化为动能，动能转化为重力势能。 19．国家卫健委《儿童青少年肥胖食养指南（2024 年版）》中指出，2023 年青少年肥胖率为 7.9% ，相比 1982 年的 0.2%有显著增长；城市青少年肥胖率较高，农村青少年肥胖率增长 迅速。为改善这一状况，该指南提出：要养成健康饮食行为，保持合理膳食结构，能量来源 比例为碳水化合物 55% 、蛋白质 20% 、脂肪 25% ，早午晚三餐能量比例为 3 ：4 ：3 ；应坚 持每天运动，保证每天至少 60 分钟以有氧运动为主的中高强度身体活动. 请根据下表回答以下问题： 类别 基础代谢Q/kJ 初三男生 6500 初三女生 6000 运动项目 时间t/min 消耗能量Q/kJ 跳绳 10 600 跑步 10 500 游泳 10 250 (1)初三男生小纪在校跑步，他看到操场的升旗台向后退，他是以 为参照物的； (2)周末小纪运动打卡，在一天之内完成了 10 分钟跳绳，30 分钟跑步和 20 分钟游泳，根据题中表格数据，他完成这些运动，共计消耗 kJ 能量，这一天总共需要摄入 kJ 能量才能满足小纪身体的需要； (3)小纪跑步打卡的过程，通过某运动软件监测自己的运动情况，得到跑步时配速随时间 变化的关系如图所示（配速是指通过单位路程所需要的时间）。分析图像可知：小纪在A点的速度 B点的速度（选填“大于 ”“等于 ”或“小于 ” ），前120s通过的路程为 m。 【答案】(1)自己 (2) 2600 9100 (3) 大于 625 【详解】（1）当小纪在校跑步时，他看到操场的升旗台向后退。因为他自己在向前运动，以他自己为参照物时，升旗台相对于他的位置在向后变化，所以他是以自己为参照物的。 （2）[1]已知跳绳10分钟消耗能量600kJ，跑步10分钟消耗能量500kJ，游泳10分钟消耗能量250kJ。 小纪10分钟跳绳消耗600kJ； 30分钟跑步消耗的能量为3×500=1500kJ 20分钟游泳消耗的能量为2×250=500kJ 那么他完成这些运动共计消耗的能量为600+1500+500=2600kJ [2]初三男生基础代谢为6500kJ，运动消耗2600kJ，所以为了满足身体需要，这一天总共需要摄入的能量为6500+2600=9100kJ （3）[1]配速是指通过单位路程所需要的时间，配速越小，速度越大。A点对应的配速小于B点对应的配速，所以小纪在A点的速度大于B点的速度。 [2]由图知，前80s配速为，80s到120s配速为，前120s通过的路程为 20．目前，我国在航天领域处于世界领先地位。请你结合物理知识完成下列问题： (1)如图甲所示，火箭被点燃后加速升空，载人飞船中的宇航员的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 较大的性质和水发生物态变化时带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 (2)如图乙为火箭发射的人造卫星在外太空运行，当卫星从远地点向近地点运动的过程中 能增大。 (3)如图丙为单缸四冲程汽油机的 冲程，若汽油机飞轮转速是3600 r/min，该汽油机工作时每秒对外做功 次。 (4)如图丁是该汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的效率是 。工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。 【答案】(1) 增大 比热容 (2)动能 (3) 做功 30 (4) 30% ②③④ 【详解】（1）[1]火箭加速升空时，宇航员的质量不变，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大。机械能等于动能与势能之和，所以宇航员的机械能增大。 [2]火箭发射时向发射塔喷射大量的水，利用了水的比热容较大的性质，相同质量的水和其他物质相比，升高相同温度能吸收更多热量，同时水汽化时会带走大量热量，从而防止发射塔被烧坏。 （2）人造卫星在外太空运行，当卫星从远地点向近地点运动的过程中，其相对于地球的高度降低，重力势能减小，动能增大。 （3）[1]如图丙可观察到进气门和排气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，因此是单缸四冲程汽油机的做功冲程，其将内能转化为机械能。 [2]若汽油机飞轮转速是3600r/min，即60r/s；单缸四冲程汽油机一个工作循环，有四个冲程，飞轮转两圈，对外做功一次，因此该汽油机工作时每秒对外做功30次。 （4）[1]如图丁可得该汽油机的效率 [2]物质的密度、比热容及热值都是物质自身的特性之一，汽油机工作一段时间后，汽油质量减少，但其密度、比热容及热值都不会发生变化。 21．巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。 质量 54kg 最大巡检速度 4 蓄电池满电时储能 0.2kW·h 电动机最大输出功率 100W (1)下坡时，发电机利用 原理发电； (2)请完成以下能量转化流程图 ： (3)若充满电的机器人保持、水平巡检1.2h，则巡检路程为 km，牵引力为 N，蓄电池储能剩余 kW·h； (4)如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变AB段重力势能减少量为J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为 m。（g＝10N/kg） 【答案】(1)电磁感应 (2)化学 (3) 4.8 90 0.08 (4)8000 【详解】（1）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，发电机是利用电磁感应来工作的。 （2）由材料可知，下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来，蓄电池的充电过程，消耗电能转化为化学能，并将化学能储存在蓄电池内。 （3）[1]巡检路程为s=v0t=4km/h×1.2h=4.8km [2]机器人的速度 由得到牵引力为 [3]消耗的电能W消=P0t=0.1kW×1.2h=0.12kW·h 蓄电池储能剩余W剩=W-W消=0.2kW·h-0.12kW·h=0.08kW·h （4）充电能量 0.95×0.2kW·h+1.25×10-2kW·h=0.2025kW·h>0.2kW·h 蓄电池能充满电，储存能量为0.2kW·h。 蓄电池可用的能量0.2kW·h-0.1×0.2kW·h=0.18kW·h=6.48×105J 水平阶段机器人所受阻力大小f=0.15G=0.15m0g=0.15×54kg×10N/kg=81N 水平阶段匀速巡检的最大路程为 22．阅读短文，回答问题。 我市岫岩龙潭抽水蓄能电站规划装机容量高达1200MW，年发电量20.3亿kW·h。上、下水库总库容分别达881万和1249万m3，将成为我省能源结构优化与电力安全保障的关键支柱。 抽水蓄能电站的工作原理是用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电，如图甲，其工作原理如图乙。 若上水库水面面积为1.5×106m2，抽水机每天从深夜0时至清晨5时抽水使上水库水面增高1m，放水发电时，重力做功的80％转化为电能。（g取10N／kg，ρ水=1.0×103kg／m3） (1)水由上水库流向下水库过程中， 能转化为动能。 (2)每天清晨抽水结束时，上水库库底受到水的压强会增大 Pa。 (3)该电站抽水蓄能时，下列实验能说明抽水机工作原理的是 （选填）。 A． B． C． D． (4)抽水机夜间抽水时对水做功 J，（忽略水面高度的变化），若此段时间抽水耗电3.2×105kW·h，则抽水机的效率是 。 (5)每燃烧1吨标准煤可以发电3000kW·h，排放二氧化碳2.5t，则夜间抽到山顶上水库的水全部用来发电，可减少 t二氧化碳的排放。 【答案】(1)重力势 (2)1.0×104 (3)D (4) 1.08×1012 93.75% (5)200 【详解】（1）水由上水库流向下水库过程中，水的位置不断降低，水的重力势能减小，同时水流速度变快，水的动能增大，故是将水的重力势能转化成了动能。 （2）每天抽水结束后，上水库库底受到水的压强增大了 （3）由题可知，抽水是利用电能带动抽水机将水从下水库抽到上水库，是利用“电”带动抽水机的转动，是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作。 A．是电磁感应现象，故A不符合题意； B．是电流的磁效应，故B不符合题意； C．是探究电磁铁磁性强弱的影响因素，故C不符合题意； D．是通电导体在磁场受到力的作用，故D符合题意。 故选D。 （4）[1] 抽水机夜间抽到上水库的水的体积 抽水机夜间抽到上水库的水的质量 抽水机夜间抽到上水库的水受到的重力 抽水机抽水时对水做的功等于克服水的重力做的功，此时抽水机做的功为 [2]抽水机抽水时消耗的电能 抽水机抽水时的效率 （5）抽的水全部用来发电时水的重力做的功 抽的水全部用来发电能获得的电能 产生的电能相当于燃烧标准煤的质量 减少二氧化碳的排放量为 23．全国各地都有利用无人机开展高空喊话、消毒、送货等工作方式，这种高效率且安全的远程办公模式大大缓解了人员紧张和近距离接触容易受到感染的情况。某无人机有关信息如表： 无人机自重（含电池） 100N 最大升力 200N 最大水平飞行速度 54km/h 求： (1)无人机送货时最大能装载 千克的货物？（取10N/kg） (2)当无人机载着货物匀速降落时，它的动能 ，重力势能 ，机械能 （均选“增大”“减小”或“不变”）。 (3)当无人机载着货物以最大水平速度匀速飞行时，受到的水平阻力为36N，发动机工作10min对无人机所做的功为多少？ (4)当无人机载着货物以最大水平速度匀速飞行时，无人机发动机的功率为多少？ 【答案】(1)10 (2) 不变 减小 减小 (3)3.24×105J (4)540W 【详解】（1）由表格可知，无人机的最大升力为200N，当无人机送货时，所载货物的重力最大为G货物=F升-G飞机=200N-100N=100N 由G=mg可得，所载货物的最大质量为 （2）[1]由于无人机是匀速运动，速度大小不变，质量不变，因此动能不变。 [2]无人机在下降，质量不变，高度降低，因此重力势能减小。 [3]机械能是动能和势能的总和。动能不变，势能减小，因此机械能减小。 （3）当无人机载着货物以最大水平飞行速度匀速飞行时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，牵引力为F=f=36N 由可得，无人机飞行10min运动的距离为 所以发动机工作10min所做的功为W=Fs=36N×9000m=3.24×105J （4）无人机发动机的功率 24．《齐民要术》中记载：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具（如图甲所示），但桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。辘轳的出现，弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R=F2r，且R>r，所以F1<F2，因而辘轳能够省力，同时可以根据井深确定绳子的长度。 (1)使用桔槔汲水，人提着水桶匀速上升的过程中，石头的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；辘轳是一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆； (2)使用桔槔汲水或辘轳汲水，水桶离开水面时人所需用的力比水桶浸没在水中时 （选填“大”或“小”）；与桔槔相比，辘轳的优势是 （写出一条即可）； (3)使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条 ； (4)请你再列举出一个生活中轮轴的实例： 。 【答案】(1) 减小 省力 (2) 大 便于深井汲水 (3)使轮的半径更大些/使轴的半径更小些 (4)汽车方向盘 【详解】（1）[1]由图可知，使用桔槔汲水，人提着水桶匀速上升的过程中，石头的质量不变，速度不变，动能不变，高度越来越低，重力势能越来越小，机械能是动能和势能的总和，所以机械能减小。 [2]由题意和图丙可知，辘轳在使用过程中，动力为F1，R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R=F2r，且R>r，所以F1<F2，因而辘轳能够省力，为省力杠杆。 （2）[1]水桶离开水面时，水桶受到的浮力消失，人需要克服水桶的重力更大，所以人所需用的力比水桶浸没在水中时大。 [2]由材料信息得，桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求；辘轳既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求。 （3）由F1R=F2r得，要更加省力，即减小F1，在F2和r不变的情况下，可以增大轮半径或者在F2和R不变的情况下，减小轴半径。 （4）在生活中轮轴的使用实例有：方向盘、门把手、水龙头、螺丝刀等等。 25．2024年11月12日，第十五届中国航展在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设中必备的重大航空装备。航展上，“鲲龙”飞机飞行表演525s，消耗航空燃油500kg，发动机的平均功率为。 (1)飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的 能； (2)不考虑热量损失，消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量可使多少的水温度升高？ (3)发动机的效率是多少？ 【答案】(1)机械 (2) (3) 【详解】（1）飞机飞行过程中，燃油燃烧放出的内能转化为飞机的机械能，提供飞行动力。 （2）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量为 不考虑热量损失，则 由可知，水的质量 （3）发动机做的有用功 发动机的效率 26．如图甲是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。某起重机以24kW的恒定功率将质量为千克的夯锤，从静止开始竖直向上提升9s，夯锤上升过程中的速度v和时间t的关系图像如图所示。 求（g取10N/kg） (1)如图甲所示，a是 滑轮。夯锤被提高，是增加夯锤的 能。 (2)时夯锤所受的拉力。 (3)若夯锤上升的总高度为10m，则最后5s拉力的平均功率为多大。 【答案】(1) 动 重力势 (2) (3) 【详解】（1）[1]如图甲所示，a随夯锤上下移动，因此是动滑轮。 [2]夯锤的质量不变，将夯锤提升到高处，是为了增大夯锤的重力势能。 （2）在内，夯锤做匀速直线运动，拉力与重力二力平衡，时，夯锤所受的拉力 （3）起重机全程对夯锤所做的功 前9s拉力所做的功 最后5s拉力所做的功 最后5s拉力的平均功率 27．如图所示，熟透的苹果从枝头掉落。 (1)苹果在下落过程中，质量 ，动能 ，重力势能 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)苹果下落时会受到空气阻力的作用。请在图中画出苹果A下落时受到的重力G和空气阻力的示意图。 【答案】(1) 不变 变大 变小 (2) 【详解】（1）[1]因为质量是物体的固有属性，所以苹果在下落过程中，苹果质量不变。 [2]动能的大小与质量、速度有关，苹果在下落过程中，质量不变，速度增大，所以动能变大。 [3]重力势能的大小与质量、高度有关，苹果在下落过程中，质量不变，高度减小，所以重力势能变小。 （2）苹果在下落过程中，受到的重力方向竖直向下，空气阻力和运动方向相反，因为苹果在加速下落，所以苹果受到阻力小于重力，如图如下： 【点睛】 28．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供便利，促进了社会经济的发展.汽车应用了许多物理知识，请你运用所学的物理知识回答以下问题： (1)汽油机在吸气冲程中，从进气门“吸入”汽缸的是（　　）（填选项） A．空气 B．空气和汽油 C．汽油 D．柴油 (2)下表是我国某品牌轿车的一次测试报告。 车型 某品牌轿车 测试道路 标准水平国道 测试距离 100km 测试速度 80km/h 匀速行驶 消耗汽油 10kg 汽油燃烧实际放热 受到阻力 900N ①请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧放出的热量是多少 ?（若汽油的热值q=4×107J/kg） ②该品牌轿车在测试过程中，汽车牵引力对汽车做的有用功是多少 ? ③该汽车的效率约是多少 ? 【答案】(1)B (2) 【详解】（1）汽油机在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞往下运动，将汽油和空气的混合物吸入汽缸内。 故选B。 （2）[1]由热值公式变形可得汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4×107J/kg×10kg=4×108J [2]测试过程中汽车匀速行驶，处于平衡状态，牵引力和阻力是一对平衡力，则牵引力F=f=900N 则汽车牵引力对汽车做的有用功W有=Fs=900N×100×103m=9×107J [3]由效率公式可得汽车的效率 29．如图（a）所示，2025年4月19日长征六号改运载火箭成功将试验卫星发射升空． (1)火箭在离地加速升空过程中（忽略火箭质量的变化），火箭的动能 ，机械能 ，火箭周围的大气压强不断 。 A．增大 B．减小 C．不变 (2)1643年意大利科学家 测出了大气压强的值如图（b）所示，实验时没有将玻璃管竖直放置，此时的大气压强 1个标准大气压。 A．大于 B．等于 C．小于 (3)下列器材中，利用大气压强工作的是___________。 A．真空吸盘 B．血压计 C．液位计 D．液体密度计 【答案】(1) A A B (2) 托里拆利 C (3)A 【详解】（1）[1]火箭在离地加速升空过程中（忽略火箭质量的变化），速度增大，动能增大，故选A。 [2]火箭在离地加速升空过程中（忽略火箭质量的变化），动能增大，高度增大，重力势能增大，机械能为动能与重力势能之和，所以机械能增大，故选A。 [3]大气压强随高度的升高而降低，火箭升空过程中，高度增大，所以火箭周围的大气压强不断减小，故选B。 （2）[1]1643年意大利科学家托里拆利利用水银第一次准确测出了大气压强的值。 [2]由图可知，水银柱的竖直高度为750mm，而1个标准大气压能支撑的水银柱高度为760mm，所以此时的大气压强小于1个标准大气压，故选C。 （3）A．真空吸盘是在外界大气压的作用下，被压住不脱落，利用大气压强工作，故A符合题意； B．血压计利用的是液体压强，不属于大气压的利用，故B不符合题意； C．液位计利用了连通器的原理，不属于大气压的利用，故C不符合题意； D．液体密度计利用物体漂浮的原理，不属于大气压的利用，故D不符合题意。 故选A。 30．如图所示是我国深海“国之重器”——超深水大洋科考钻探船“梦想”号，它以重油为燃料，满载时排开水的质量为42600t。某次航行时，发动机以恒定功率正常工作了25min，此过程中消耗重油。（重油的热值取） (1)“梦想号”的发动机属于热机，是将 能转化为 能的机器。 (2)重油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此次航行过程中，发动机的效率是多少？ 【答案】(1) 内 机械 (2) (3)30% 【详解】（1）[1][2]热机的工作原理是利用燃料燃烧产生的内能来做功，进而转化为机械能。所以 “梦想号” 的发动机作为热机，是将内能转化为机械能的机器。 （2）重油的热值取，重油完全燃烧放出的热量 （3）发动机以恒定功率正常工作了25min，发动机做的功 此次航行过程中，发动机的效率是 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 十章 第十章 机械能、内能及其及其转化其转化（综合题30道） 1．排球运动中，运动员组织进攻和防守时，可用双手做发球、垫球、传球等动作。如图所示，某同学竖直向上垫起重为2.6N的排球，排球上升时会经过a、b、c、d四点，其中d点是最高点。 (1)在上升的过程中，排球的动能 。（选填“增大”“减小”或“不变”） (2)在图中用力的示意图画出排球在d处所受的重力 。 (3)已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过a、b、c、d四点时，所受合力最大的是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 (4)甲同学认为“排球在d处时，处于静止状态”，你赞同该观点吗？为什么： 。 2．按要求完成下列各小题。 (1)如下图（a）所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团浸有乙醚的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能 ，空气的内能是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式改变的。 (2)如下图（b）所示，在气缸A中密封有压缩空气，B是被销钉K锁住的活塞，C是温度计。若活塞与气缸壁间没有摩擦，当把销钉拔出后，活塞将向 运动，温度计的示数将 ，该实验说明气体膨胀推动活塞对外做功时， 减少，温度降低。 (3)试管内装些水，用塞子塞住管口，将水加热一段时间，发现塞子在水蒸气的压力下被弹出，如下图（c）所示．根据此现象可知，水蒸气的 转化为塞子的机械能．塞子被弹出的现象与内燃机的 （选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气”）冲程原理相同。 3．如题图甲所示，为明代宋应星在《天工开物》中记载的古代取水灌田的工具——筒车。图乙为筒车的简化示意图，筒车以水流作动力，把低处的水提升到高处。 (1)筒车工作时把流水的 能转化为水的重力势能； (2)筒车在匀速转动的过程中，竹筒受 （选填“平衡力”或“非平衡力”），当竹筒运行至高处泄水，水在 力的作用下落入水槽； (3)某筒车上均匀分布了20个相同的竹筒，每个竹筒的容积为2L，通过调整水槽的位置，竹筒中的水能落入水槽，则当筒车以每分钟转动5圈的速度连续工作1h，最多可以为农田浇灌 kg的水（取）。 4．请完成下列填空。 (1)如图－1，在探究物体动能的大小与哪些因素有关时，通过比较 反映钢球动能的大小。在探究动能大小与质量关系时，应让钢球从斜面的 （选填“相同”或“不同”）高度下滑； (2)如图－2，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为 N； (3)如图－3，在“比较酒精和碎纸片的热值”实验中，应将 相同的酒精和碎纸片全部燃烧后，通过比较初温、质量相同的水吸收的热量来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。 5．同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时，温度急剧升高，此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温；返回舱在距离地表10km时，打开降落伞减速下降，最后安全着陆。请你回答： (1)电视机屏幕的彩色画面是由红、 、蓝三种色光混合成的； (2)返回舱打开降落伞后，动能和重力势能如何变化，并说明理由？ 6．2025年4月20日，我国完全自主研制的大型水陆两栖灭火飞机AG600“鲲龙”，圆满完成从研制到“市场准入”的关键跨越。该飞机： (1)在水平跑道上静止时，飞机所受的重力与地面对它的 是一对平衡力。轮胎上的花纹是通过增大接触面的粗糙程度来 摩擦的。 (2)在跑道上加速运动时，飞行员的动能 。同时飞行员的身体向后倾斜，这是由于飞行员具有 。 7．使用太阳能可以节能减排，减少雾霾天气。小明在项目化学习中，对学校的太阳能热水器（如图）展开了研究。 (1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能； (2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 （填物态变化）形成的漂浮在空中的微小水滴．形成过程中要 （选填“吸热”或“放热”）； (3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5，它是指直径不大于2.5 （选填“微米”或“纳米”）的颗粒物；大气中PM2.5的运动属于 （选填“机械运动”或“分子热活动”）； (4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min，水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。 8．熟透的苹果从树上下落，若苹果所受的重力大小为2N，下落过程中所受空气阻力大小为0.2N。 (1)在图中画出苹果所受重力的示意图； (2)在下落过程中，苹果受到的合力大小为 N，重力势能 （选填“增大”“不变”或“减小”）。 9．氢燃料具有清洁、效率高等优点，被认为是理想的能源之一，目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。一辆氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶5min，消耗了0.6kg氢燃料。已知q氢＝1.4×108J/kg。则： (1)氢燃料燃烧将燃料的 能转化为 能。 (2)这辆公交车在这5min里的牵引力做功多少J？ (3)0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量是多少J？ (4)该氢能源公交车的热机效率是多少？ 10．地效飞行器（如图）是一种可以低空高速飞行的飞机，它能停在水面或地面上。某次，该飞行器以最大速度飞行1440km，消耗燃油32t，飞行过程中发动机推力恒为，求：（燃油的热值为） (1)飞行器的发动机将燃油燃烧获得的 能转化为 能； (2)32t燃油完全燃烧放出的热量； (3)该飞行器发动机的效率。（结果精确至） 11．阅读短文，回答问题。 舱外航天服为宇航员在舱外作业时提供生命保障。我国第二代“飞天”舱外服重130kg，采用半硬式密封结构（腰部硬躯干+四肢软关节），关节轴承可使肘部弯曲，头盔面窗镀黄金膜，黄金膜对太阳光中的红外线和紫外线有高反射率。在地面，人体内部的气压通常与外界大气压保持平衡，但在太空，若航天服内部气压过高，航天服内外气压差过大，会使服装过度膨胀，导致航天员活动困难，甚至可能损坏服装结构。故航天服内部恒压0.4个标准大气压，能兼顾人体生理需求和航天服结构的安全。如图甲所示，图乙是神舟二十号航天员陈冬在空间站组合体舱外工作的画面。 (1)航天服内维持0.4倍标准大气压，是因外部太空压强接近 Pa（选填“0”或“”）。如果将航天服内部气压设置为1.0个标准大气压（相当于地面大气压），那么在太空中，航天服会继续 （选填“膨胀”或“压缩”）； (2)航天服关节轴承实现弯曲的实质是 （选填“杠杆”或“滑轮”）的应用。航天服关节处利用 （选填“弹性”或“塑性”）形变保障灵活性； (3)小明认为“黄金膜仅用于装饰”，请结合太空环境特性用一句话反驳： ； (4)航天员抓握栏杆静止时，其受到的摩擦力f与握力F的关系如图丙所示，则握力为60N时，所受摩擦力为 N； (5)小明想设计一些小实验，希望在下次“天宫课堂”中被采用，请你帮他预测一下，下列实验中，实验效果跟在教室内完成实验的效果可能相同的是________。 A．用天平测量物体的质量 B．观察气体的扩散现象 C．探究物体在液体中的浮沉条件 D．探究液体内部压强的影响因素 12．甲、乙两物体的质量都为1kg，丙物体的质量为2kg，三个物体的温度都升高1℃，吸收热量的情况如图所示。 (1)甲的比热容为 。 (2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________（填字母）。 A． B． C． D． (3)若乙物体的温度降低1℃，其放出的热量是 J。 13．跨学科实践 制作简易汽轮机模型 热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制定了“项目提出——项目分析——项目实施——展示交流”的学习流程，研究了热机原理，收集材料组装了如图所示的汽轮机模型。 实验时向易拉罐内部注入大约半罐水，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能 ； (2)某团队的同学们在测试过程中，发现扇叶不转动，出现这种现象的原因可能 ；（答出一条即可） (3)热机发展史也是一部热机效率提高史，在展示交流环节，对如何提高简易汽轮机效率，同学们进行了激烈讨论。请你依照“结构决定功能”的观念，从结构的角度思考，帮助他们提出一个可行性措施： 。 14．某班级组织户外野炊活动，同学们大展厨艺，献上一道道美味佳肴。小明所在的“火力小分队”负责收集干木柴并煮水饺，如图所示，在水饺入锅之前，需要先点燃干木柴，把锅内10kg的水从加热到。已知：水的比热容为，干木柴的热值为，干木柴完全燃烧放出的热量中有被水吸收。该过程中： (1)水吸收热量，内能 选填“增大”“减小”或“不变”；干木柴燃烧时将化学能转化为 能。 (2)水吸收的热量是多少？ (3)至少需要多少kg的干木柴？ 15．彭州湔江桥群是横跨湔江的重要枢纽，其前身之一的人民大桥建于1966年，由9个乡的群众义务用70余万个鹅卵石垒砌成18孔石拱桥（单孔跨度20米），全长416米，被誉为“四川第一桥”（如图甲）。石拱桥的拱券的弧形结构将垂直荷载（如桥面重量、车辆压力）转化为沿拱券曲线的压力，并最终传递到两侧桥台（拱脚）。该桥不仅是连接彭州与什邡的交通要道，更承载着特殊的历史价值——其建设过程体现了当时“全民动员、就地取材”的智慧，模型曾赴全国展出，成为地方经济建设的标志性符号。 (1)石拱桥的拱券设计可以将垂直荷载转化为 。 (2)现代扩建部分引入起重机等设备，某起重机的滑轮组如图乙所示，已知动滑轮重200N，将重800N的桥梁材料匀速提升10m（不计绳重与摩擦），该滑轮组的机械效率为 %。 (3)若在大桥下游某处修建船闸，当船闸运作时，水位上升的过程中，水的 能将增大。已知船闸的有效容积为5000m3，水泵将水从10米深的下游提升至15米深的上游，水泵的功率恒为200kW，将船闸内满容积的水提升至上游，理想状态至少需要 秒的时间。（，取10N/kg） 16．如图甲所示为我国迄今研制的最大直径盾构机“京华号”，号称“工程机械之王”；图乙所示是盾构机的结构图，在推进液压缸的推动下，刀盘向前切割泥土，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统；如图丙是盾构机推进系统和刀盘驱动的示意图，推进系统里面有密封液体，容器两端有活塞、，大活塞的面积大于小活塞的面积。其中大活塞连接刀盘，小活塞连接刀盘驱动。施加在小活塞上，大活塞上得到一个力（提示：活塞、处的压强相等）。 如表是盾构机的有关数据： 盾构机长/m 盾构机直径/m 盾构机质量/t 每分钟前进距离/mm 推进系统总功率/kW 最大推进力/kN 57 8 1100 80 80 36000 (1)盾构机前部的刀盘上有很多刀片，转动时能轻易切入泥土，且各刀片都呈尖利的形状，这是通过 的方法来增大压强；石块在刀盘的作用下粉碎，说明力可以 ；盾构机后方的出土系统工作时（未画出图），泥土和石块落在运动的皮带上一起水平匀速前进时，石块 （选填“受到”或“没有受到”）摩擦力的作用； (2)据材料分析，盾构机推进时， ；（填“大于”“小于”或“等于”） (3)根据盾构机的有关数据分析：当推进系统以最大的推进力工作时，推进效率是多少？ 17．如图是一种电梯的结构示意图：A为电梯厢，B为滑轮，绕电动机过滑轮的钢丝绳一端固定在楼房顶层，另一端通过电动机提供拉力，C为配重。在电动机拉力作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。电梯为居民出入带来很大的便利。（不计钢丝绳，滑轮重及摩擦，g取10N/kg） (1)由图可知电梯厢底端的滑轮B为 滑轮（选填“动”或“定”）； (2)小军家住11楼，每层楼高3m，放学后，乘电梯回家，电梯在40s内将小军送到家，在此过程中，电梯上升的平均速度是 ，当电梯匀速上升时，电梯对小军的支持力对小军 （选填“有”或“没有”）做功，此过程小军的动能 ，机械能 （选填“变大”，“变小”或“不变”）； (3)某次运行中，电梯将总质量为240kg的小军一家人送回家时，电动机拉力F为6000N，在此过程中，电梯的机械效率是 %。若小军自己一人坐电梯，电梯的机械效率 （选填“变大”，“变小”或“不变”）。 18．如图所示，小球在两根细线A、B的作用下处于静止状态。 (1)试分析小球的受力情况，并画出力的示意图 。 (2)如果水平细线B断开，则在断开的瞬间，小球受到的合力方向是 。 (3)如果水平细线B断开，小球就开始做来回摆动，这个过程中小球的机械能是如何转化的 。 19．国家卫健委《儿童青少年肥胖食养指南（2024 年版）》中指出，2023 年青少年肥胖率为 7.9% ，相比 1982 年的 0.2%有显著增长；城市青少年肥胖率较高，农村青少年肥胖率增长 迅速。为改善这一状况，该指南提出：要养成健康饮食行为，保持合理膳食结构，能量来源 比例为碳水化合物 55% 、蛋白质 20% 、脂肪 25% ，早午晚三餐能量比例为 3 ：4 ：3 ；应坚 持每天运动，保证每天至少 60 分钟以有氧运动为主的中高强度身体活动. 请根据下表回答以下问题： 类别 基础代谢Q/kJ 初三男生 6500 初三女生 6000 运动项目 时间t/min 消耗能量Q/kJ 跳绳 10 600 跑步 10 500 游泳 10 250 (1)初三男生小纪在校跑步，他看到操场的升旗台向后退，他是以 为参照物的； (2)周末小纪运动打卡，在一天之内完成了 10 分钟跳绳，30 分钟跑步和 20 分钟游泳，根据题中表格数据，他完成这些运动，共计消耗 kJ 能量，这一天总共需要摄入 kJ 能量才能满足小纪身体的需要； (3)小纪跑步打卡的过程，通过某运动软件监测自己的运动情况，得到跑步时配速随时间 变化的关系如图所示（配速是指通过单位路程所需要的时间）。分析图像可知：小纪在A点的速度 B点的速度（选填“大于 ”“等于 ”或“小于 ” ），前120s通过的路程为 m。 20．目前，我国在航天领域处于世界领先地位。请你结合物理知识完成下列问题： (1)如图甲所示，火箭被点燃后加速升空，载人飞船中的宇航员的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；火箭发射时，向发射塔喷射大量的水，利用水的 较大的性质和水发生物态变化时带走大量的热量，防止发射塔被烧坏。 (2)如图乙为火箭发射的人造卫星在外太空运行，当卫星从远地点向近地点运动的过程中 能增大。 (3)如图丙为单缸四冲程汽油机的 冲程，若汽油机飞轮转速是3600 r/min，该汽油机工作时每秒对外做功 次。 (4)如图丁是该汽油机的能量流向图，由图可知该汽油机的效率是 。工作一段时间后，油箱里的汽油没有发生变化的是 （选填序号：①质量；②密度；③比热容；④热值）。 21．巡检机器人可对高压输电线进行巡检，如图，其相关参数见表。机器人的电机可切换为电动机或发电机。水平匀速巡检时，蓄电池减少的储能全部用于电机产生的牵引力做功。当蓄电池储能降至0.1E0时，停止电能输出，巡检终止。下坡巡检时，电机可将重力势能转化为电能并为蓄电池充电，将能量储存起来。 质量 54kg 最大巡检速度 4 蓄电池满电时储能 0.2kW·h 电动机最大输出功率 100W (1)下坡时，发电机利用 原理发电； (2)请完成以下能量转化流程图 ： (3)若充满电的机器人保持、水平巡检1.2h，则巡检路程为 km，牵引力为 N，蓄电池储能剩余 kW·h； (4)如图巡检线路，当机器人到达A点时，蓄电池储能为0.95。随后机器人先下坡巡检（电机切换为发电机），后水平巡检（电机切换为电动机），巡检全程速度大小保持不变AB段重力势能减少量为J。充电过程中，重力势能每减少1J，转化为电能并储存在蓄电池中的能量为0.45J。水平阶段机器人所受阻力大小是重力的0.15倍，则水平阶段匀速巡检的最大路程为 m。（g＝10N/kg） 22．阅读短文，回答问题。 我市岫岩龙潭抽水蓄能电站规划装机容量高达1200MW，年发电量20.3亿kW·h。上、下水库总库容分别达881万和1249万m3，将成为我省能源结构优化与电力安全保障的关键支柱。 抽水蓄能电站的工作原理是用电低谷时（如深夜），电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来；用电高峰时，再利用上水库中的水发电，如图甲，其工作原理如图乙。 若上水库水面面积为1.5×106m2，抽水机每天从深夜0时至清晨5时抽水使上水库水面增高1m，放水发电时，重力做功的80％转化为电能。（g取10N／kg，ρ水=1.0×103kg／m3） (1)水由上水库流向下水库过程中， 能转化为动能。 (2)每天清晨抽水结束时，上水库库底受到水的压强会增大 Pa。 (3)该电站抽水蓄能时，下列实验能说明抽水机工作原理的是 （选填）。 A． B． C． D． (4)抽水机夜间抽水时对水做功 J，（忽略水面高度的变化），若此段时间抽水耗电3.2×105kW·h，则抽水机的效率是 。 (5)每燃烧1吨标准煤可以发电3000kW·h，排放二氧化碳2.5t，则夜间抽到山顶上水库的水全部用来发电，可减少 t二氧化碳的排放。 23．全国各地都有利用无人机开展高空喊话、消毒、送货等工作方式，这种高效率且安全的远程办公模式大大缓解了人员紧张和近距离接触容易受到感染的情况。某无人机有关信息如表： 无人机自重（含电池） 100N 最大升力 200N 最大水平飞行速度 54km/h 求： (1)无人机送货时最大能装载 千克的货物？（取10N/kg） (2)当无人机载着货物匀速降落时，它的动能 ，重力势能 ，机械能 （均选“增大”“减小”或“不变”）。 (3)当无人机载着货物以最大水平速度匀速飞行时，受到的水平阻力为36N，发动机工作10min对无人机所做的功为多少？ (4)当无人机载着货物以最大水平速度匀速飞行时，无人机发动机的功率为多少？ 24．《齐民要术》中记载：“井深用辘轳，井浅用桔槔。”桔槔是人类最早发明的简单汲水工具（如图甲所示），但桔槔只能在浅水中汲水，无法满足深井汲水的需求，极大限制了农业发展。辘轳的出现，弥补了桔槔的功能缺陷，既省力，又便于深井汲水，满足了人们农业生产和日常生活方面对水资源的进一步需求（如图乙所示）。辘轳是典型的轮轴，其结构如图丙所示，半径较大的是轮，半径较小的是轴，轮轴是能够连续转动的杠杆，支点就在转轴线上。R为轮半径，r为轴半径，F1为作用在轮上的力，F2为作用在轴上的力，当轮轴匀速转动时，有F1R=F2r，且R>r，所以F1<F2，因而辘轳能够省力，同时可以根据井深确定绳子的长度。 (1)使用桔槔汲水，人提着水桶匀速上升的过程中，石头的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）；辘轳是一个 （选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆； (2)使用桔槔汲水或辘轳汲水，水桶离开水面时人所需用的力比水桶浸没在水中时 （选填“大”或“小”）；与桔槔相比，辘轳的优势是 （写出一条即可）； (3)使用辘轳时，若想更加省力，可以进行改进，请你列举出一条 ； (4)请你再列举出一个生活中轮轴的实例： 。 25．2024年11月12日，第十五届中国航展在珠海开幕。图是我国自主研制的大型水陆两栖飞机“鲲龙”，具备强大的灭火救援能力，是国家应急救援体系建设中必备的重大航空装备。航展上，“鲲龙”飞机飞行表演525s，消耗航空燃油500kg，发动机的平均功率为。 (1)飞机飞行过程中将航空燃油燃烧放出的内能转化为飞机的 能； (2)不考虑热量损失，消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量可使多少的水温度升高？ (3)发动机的效率是多少？ 26．如图甲是广泛应用于建筑的强夯机，使用时夯锤从高处下落撞击地面，从而起到夯实地基的作用。某起重机以24kW的恒定功率将质量为千克的夯锤，从静止开始竖直向上提升9s，夯锤上升过程中的速度v和时间t的关系图像如图所示。 求（g取10N/kg） (1)如图甲所示，a是 滑轮。夯锤被提高，是增加夯锤的 能。 (2)时夯锤所受的拉力。 (3)若夯锤上升的总高度为10m，则最后5s拉力的平均功率为多大。 27．如图所示，熟透的苹果从枝头掉落。 (1)苹果在下落过程中，质量 ，动能 ，重力势能 （均选填“变大”、“不变”或“变小”）。 (2)苹果下落时会受到空气阻力的作用。请在图中画出苹果A下落时受到的重力G和空气阻力的示意图。 28．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供便利，促进了社会经济的发展.汽车应用了许多物理知识，请你运用所学的物理知识回答以下问题： (1)汽油机在吸气冲程中，从进气门“吸入”汽缸的是（　　）（填选项） A．空气 B．空气和汽油 C．汽油 D．柴油 (2)下表是我国某品牌轿车的一次测试报告。 车型 某品牌轿车 测试道路 标准水平国道 测试距离 100km 测试速度 80km/h 匀速行驶 消耗汽油 10kg 汽油燃烧实际放热 受到阻力 900N ①请计算该品牌轿车在测试过程中，汽油完全燃烧放出的热量是多少 ?（若汽油的热值q=4×107J/kg） ②该品牌轿车在测试过程中，汽车牵引力对汽车做的有用功是多少 ? ③该汽车的效率约是多少 ? 29．如图（a）所示，2025年4月19日长征六号改运载火箭成功将试验卫星发射升空． (1)火箭在离地加速升空过程中（忽略火箭质量的变化），火箭的动能 ，机械能 ，火箭周围的大气压强不断 。 A．增大 B．减小 C．不变 (2)1643年意大利科学家 测出了大气压强的值如图（b）所示，实验时没有将玻璃管竖直放置，此时的大气压强 1个标准大气压。 A．大于 B．等于 C．小于 (3)下列器材中，利用大气压强工作的是___________。 A．真空吸盘 B．血压计 C．液位计 D．液体密度计 30．如图所示是我国深海“国之重器”——超深水大洋科考钻探船“梦想”号，它以重油为燃料，满载时排开水的质量为42600t。某次航行时，发动机以恒定功率正常工作了25min，此过程中消耗重油。（重油的热值取） (1)“梦想号”的发动机属于热机，是将 能转化为 能的机器。 (2)重油完全燃烧放出的热量是多少？ (3)此次航行过程中，发动机的效率是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $