简单机械和功、机械能和内能测试 综合练习 -2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

九年级物理 · 简单机械和功 机械能和内能测试 简单机械和功 机械能和内能测试 九年级物理 姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________ 满分 100 分 一、单项选择题 本题共10小题 每小题2分 共20分 1．（2分）生活中常用的工具在使用时利用了杠杆的知识，下列如图所示的工具在使用时属于费力杠杆的是（　　） 2．（2分）如图所示，小宇同学利用动滑轮提升物体，使其在10 s内匀速上升4 m，物体的重力为10 N，动滑轮的重力为2 N。不计绳重与摩擦。下列说法正确的是（　　） A．使用定滑轮可以省功 B．物体运动的速度为4 m/s C．拉力的大小为5 N D．绳子自由端移动的距离为8 m 3．（2分）在纪念抗战胜利阅兵式上，国产新型战机“歼-35”挂弹受阅。现场解说提到：“该机携带的航空煤油具有较高热值，可保障战机长时飞行。”以下说法正确的是（　　） A．煤油燃烧越充分，其热值越大 B．在阅兵过程中，煤油燃烧了一部分，剩余的热值将减小 C．使用航空煤油作燃料，主要是由于它所含的热量较多 D．相同质量的这种航空煤油，完全燃烧后产生的热量比其他热值低的燃料更多 4．（2分）《物原》记载：“史佚始作辘轳。”如图所示，人们借助辘轳从井中汲水时，转动摇把，使绳子在轴筒上不断叠绕，从而将水桶从井中提出。以下方法可以提高辘轳机械效率的是（　　） A．减小桶的质量 B．减小桶内水的质量 C．增大转动摇把的速度 D．使用更粗的绳子 5．（2分）下列各种情景中改变物体内能的方式与其他不同的是（　　） 6．（2分）如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中（　　） A．动能增大，重力势能增大，机械能增大 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能不变，重力势能增大，机械能增大 D．动能不变，重力势能减小，机械能减小 7．（2分）如图所示，物重为的物体在不同的简单机械的作用下均处于平衡状态。不计机械自重和摩擦，则拉力、、、的大小关系是（　　） A． B． C． D． 8．（2分）如图所示，在轻质杆的中点处，悬挂有重为的物体，在端点施加方向始终跟杆垂直的拉力，杆从虚线位置沿逆时针方向匀速转至图示位置的过程中，下列叙述中错误的是（　　） A．拉力逐渐变大 B．拉力始终小于 C．拉力跟它力臂的乘积不变 D．重物对杠杆拉力的力臂逐渐变大 9．（2分）如图1所示是我国古代科学技术著作《天工开物》记载的水碓（duì）（西汉末年出现的机械）。水流冲击水轮转动，推动碓尾把碓头的石杵举起、落下，不断舂米，如图2所示。水轮一小时可提升质量为3000 kg的水升高4 m，每分钟流水对水轮做的总功为2400 J，忽略摩擦力，下列说法错误的是（　　） A．如图2所示水碓可视为不等臂杠杆，为方便舂米，它是按照费力杠杆来设计的 B．碓头的石杵落下是受到重力的作用，落下过程中石杵的惯性不变 C．水轮旋转一小时提升水所做的有用功为 J D．水轮旋转的机械效率是75% 10．（2分）一个两面光滑的斜面如图所示，大于，两个相同的物体分别在拉力、的作用下沿斜面、以相同的速度从低端匀速运动到点，拉力做的功分别为、，拉力做功的功率分别为、，则（　　） A．， B．， C．， D．， 二、多项选择题 本题共3小题 每小题4分 共12分 11．（4分）在粗糙程度均匀的水平地面上运动的物体，受到方向不变的水平拉力的作用，其和图象分别如图甲、乙所示。下列有关拉力做功及其功率的分析正确的是（　　） A．0～3 s内拉力做功为9 J B．3～6 s内拉力的功率逐渐变大 C．6～9 s内物体不受摩擦力 D．9～12 s内摩擦力做功18 J 12．（4分）如图所示，甲、乙两装置所用滑轮质量均相等，用它们分别将重为、的两物体匀速提升相同的高度。所用竖直方向上的拉力分别为和，拉力所做的功分别为和，两装置的机械效率分别为和。不计绳重和摩擦，则下列选项正确的是（　　） A．若，则一定有 B．若，则一定有 C．若，则一定有 D．若，则一定有 13．（4分）如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，测力计上升的高度为0.2 m，物块重为1 N，物块上升的高度为0.3 m（忽略所有摩擦）。则下列说法错误的是（　　） A．测力计的示数为2.5 N，杠杆的机械效率为60% B．杠杆自重约为0.67 N C．若将弹簧测力计从点移至点，机械效率将不变 D．若将重物移至点左侧，则杠杆机械效率将变大 三、填空题 本题共7小题 共36分 14．（5分）长征八号运载火箭采用绿色环保液态氢作为燃烧剂，这是因为液态氢的____________，完全燃烧20 kg的液态氢能释放出____________ J的热量（液态氢的热值为 J/kg）。湿地能有效调节城市气温，主要原因是水的____________大；春夏季节，漫步在洋澜湖畔，可以闻到阵阵的花香，从物理学的角度来讲，这是____________现象。 15．（3分）如图甲是我国周代初期发明的一种取水工具“辘轳”。辘轳在使用时相当于____________（选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”），它的摇柄属于简单机械中的____________（选填“省力”或“费力”）机械；若想让提物体时更省力，可以适当增加____________（选填“”或“”）的长度。 16．（7分）如图所示，质量为45 kg的同学在做仰卧起坐运动。若此过程看成杠杆模型，为支点，肌肉的拉力为动力，则该杠杆属于____________杠杆。已知某同学上半身的质量约为全身质量的，则她上半身的重力约为____________ N。她在1 min内做了48个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为30 cm，则她每次克服重力做的功约为____________ J，功率为____________ W。（取10 N/kg） 17．（6分）工人利用如图所示装置提升物料，已知滑轮重40 N，货篮重60 N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为____________ N。若绳子能承受的最大拉力为300 N，每根钢条重80 N，该装置匀速提升钢条时，最多能提起____________根钢条，能达到的最大机械效率为____________。（保留到0.1%） 18．（5分）如图是一款智能航拍无人机，机身重30 N。此无人机先以1.2 m/s的速度匀速竖直上升36 m，又以1 m/s的速度沿水平方向匀速飞行100 m，则无人机在上升过程中克服重力做功____________ J；在整个飞行过程中，无人机克服重力做功的功率为____________ W（结果保留一位小数）。航拍照相机的镜头相当于凸透镜，在高空中拍摄地面景物时，感光胶片上成的是物体____________的实像（填写像的正立、倒立和放大、缩小）。 19．（6分）如图所示，小华的爸爸开车从平直的道路上以18 m/s的速度匀速驶上高架桥的匝道，匝道可以近似看成一个倾角较小的斜面，此斜面的长度为400 m，高度为12 m。已知小汽车（含人）的总质量为2.5 t，设此过程中小汽车的功率恒为36 kW，（取10 N/kg）则小汽车在匝道上行驶时获得的牵引力是____________ N，高架匝道的机械效率为____________%；小汽车在匝道上行驶时所受路面的摩擦力为____________ N。 20．（4分）如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，某快递员用500 N的力，将重800 N的货物沿斜面匀速推上车厢，不考虑斜面形变，货物所受摩擦力方向沿斜面向____________；斜面的机械效率为____________。若不改变斜面与地面夹角和货物质量，采用________________________的方法可以提高斜面的机械效率。 四、实验探究题 本题共3小题 共22分 21．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10 g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）（3分）要比较不同燃料的热值，应选择____________两图进行实验。燃料完全燃烧放出的热量，是通过__________________来反映的（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）；若利用液体吸收的热量和燃料燃烧的质量来测得的热值与实际值相比是偏____________（选填“大”或“小”）。 （2）（2.5分）要比较不同物质吸热能力的特点：应选择____________两图进行实验；液体、吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，则从图象可以看出，液体____________的比热容较大。 22．在“探究杠杆的平衡条件”实验中： （1）（2分）杠杆静止在图1甲所示位置，此时杠杆处于____________状态（填“平衡”或“不平衡”）；为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母向____________移动（选填“左”或“右”）。 （2）（2分）如图1乙所示，在位置上挂4个相同钩码，应该在位置挂上____________个同样的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡；若左右两串钩码同时靠近支点相同的距离以后，则杠杆的____________端将下沉（选填“左”或“右”）。 （3）（1.5分）如图1丙所示，弹簧测力计由竖直拉动改为倾斜拉动，杠杆始终保持水平平衡，则弹簧测力计的示数将____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （4）（2分）实验结束后，小钟同学联想到生活中的杆秤，如图2所示，其主要结构由秤杆、秤钩、两个提纽（、）和秤砣组成： ①不称货物时，提住提纽，将秤砣移至处，杆秤恰能在水平位置平衡，点称为杆秤的“定量心”，则点是此时杆秤的零刻度线； ②在称量货物时，使用提纽____________（填“”或“”）时，该杆秤的称量范围更大； ③若该杆秤配套的秤砣有磨损，则称量货物时杆秤显示的质量比真实质量偏____________（填“大”或“小”）。 23．（9分）小陈同学的4人实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。 实验次序 钩码重 /N 钩码上升高度 /m 绳端拉力 /N 绳端移动距离 /m 机械效率 /% ① 4 0.1 1.8 0.3 74.1 ② 4 0.1 1.4 0.5 ③ 6 0.1 2.4 0.3 83.3 （1）在使用弹簧测力计时需要竖直向上匀速拉动，若斜向上拉动，则弹簧测力计的示数会____________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 （2）从表中数据可分析出实验①是用图____________（选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验①中，若钩码上升的速度为0.1 m/s，则拉力的功率为____________ W。 （3）表格中空白处的数据应为____________%（结果精确到0.1%）。 （4）通过分析实验①和实验②的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越____________（选填“高”或“低”）。比较实验①和实验③可得出结论：同一个滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。 （5）为提升滑轮组的机械效率、节约能源，根据以上的结论和生产生活经验，不可采取的措施有____________。 A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重 C．增加重物上升高度 D．加快重物上升速度 五、综合题 本题共1小题 共10分 24．图示为某种型号的剪叉式高空作业平台。这台机器利用起升电机升降作业平台，方便工人高空作业。该机器的部分数据如表所示。 整机质量（空载）/kg 3200 安全工作载荷/kg 200 起升电机额定功率/kW 4 每个轮胎接地面积/ 0.02 轮子个数 4 （1）（4分）这台机器空载且静止时，对水平地面的压强是多少？（取10 N/kg） （2）（4分）起升电机以额定功率工作时，将总重为800 N的人和作业工具以0.25 m/s的速度举高10 m。该机器做的有用功是多少？机械效率是多少？ （3）（2分）此类机器机械效率一般较低的主要原因是： ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 物理试题 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $九年级物理 · 简单机械和功 机械能和内能测试详细答案与解析 简单机械和功 机械能和内能测试 物理详细答案与精品解析 答案速查 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B D D A D C B C D B 题号 11 12 13 答案 BD BC BD 14．热值大；2.8×10⁹ J；比热容；扩散。 15．轮轴；省力；B。 16．费力；270 N；81 J；64.8 W。 17．50 N；6根；82.8%。 18．1080 J；8.3 W；倒立、缩小。 19．2000 N；37.5（填入百分号前）；1250 N。 20．下；80%；减小斜面的粗糙程度。 21．（1）甲、乙；温度计上升示数；小。（2）甲、丙；b。 22．（1）平衡；左。（2）6；左。（3）变大。（4）②C；③大。 23．（1）变大。（2）甲；0.54 W。（3）57.1（填入百分号前）。 （4）低；增加所提升重物的重力。（5）CD。 24．（1）4.0×10⁵ Pa。（2）有用功8.0×10³ J，机械效率5%。 （3）提升平台和支架等机构并克服摩擦，额外功较多。 使用提示：先独立订正，再核对方法和步骤。机械题尤其要分清有用功与总功、物体速度与绳端速度、物体上升高度与拉力作用点移动距离。 一 单项选择题解析 第1题 杠杆的分类 【答案】B。 【考查知识点】杠杆的支点、力臂及省力杠杆与费力杠杆的判断。 【基本方法】先确定支点，再比较动力臂与阻力臂；动力臂短于阻力臂时，杠杆费力。 【解题步骤】 ①镊子的支点位于两片镊子连接处；手指施力点在中间，物体位于镊子尖端，动力臂小于阻力臂，所以镊子是费力杠杆，B正确。 ②撬棍、图示扳手、拔钉时的羊角锤，通常利用较长的动力臂和较短的阻力臂省力，A、C、D不符合题意。 【易错提醒】力臂是支点到力的作用线的垂直距离；判断依据是使用时的力臂关系。 第2题 动滑轮的力与距离 【答案】D。 【考查知识点】动滑轮受力、绳端位移关系、速度及功的计算。 【基本方法】确定承担动滑轮总重的绳段数，再分别计算拉力、物体速度与绳端距离。 【解题步骤】 ①图中有2段绳子承担物体和动滑轮的总重。不计绳重和摩擦，匀速提升时： N。故C错误。 ②物体的速度为 m/s，故B错误。 ③绳子自由端移动距离为 m，故D正确。 ④机械不能省功。实际机械还需克服机械自重或摩擦，定滑轮也不能省功，故A错误。 【易错提醒】物体上升4 m与绳端移动8 m是两个不同的距离，不能直接混用。 第3题 燃料的热值 【答案】D。 【考查知识点】热值的含义及完全燃烧放热公式。 【基本方法】用 比较同质量燃料完全燃烧的放热量，同时区分热值与热量。 【解题步骤】 ①热值表示单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量，是燃料的特性。燃烧是否充分、燃料质量多少，都不会改变同种燃料的热值，所以A、B错误。 ②热量是热传递过程中传递的能量，不能说燃料“含有热量”，所以C错误。 ③同质量燃料完全燃烧时，。热值越大，放出的热量越多，因此D正确。 【易错提醒】未完全燃烧时实际放热量较少，减少的是放热量，燃料热值没有变小。 第4题 提高辘轳的机械效率 【答案】A。 【考查知识点】有用功、额外功、机械效率及提高效率的方法。 【基本方法】先明确任务是“提水”，再判断哪种措施能减少额外功。 【解题步骤】 ①提水时，提升水做的功是有用功；提升桶、绳等以及克服摩擦做的功属于额外功。机械效率为： 。 ②水量和提升高度不变时，减小桶的质量可以减少提升桶的额外功，使机械效率提高，A正确。 ③减小水量会减少有用功，不能据此提高效率；增大转速不直接改变有用功与总功的比例；更粗的绳子通常更重，会增加额外功。故B、C、D均不符合题意。 【易错提醒】“更省力”“做功更快”和“机械效率更高”是不同概念。 第5题 改变内能的两种方式 【答案】D。 【考查知识点】做功与热传递改变物体内能。 【基本方法】出现摩擦或压缩时从做功分析；因温度差而传递能量时从热传递分析。 【解题步骤】 ①滑滑梯时臀部发热、压缩空气使空气升温、搓手取暖，都属于做功改变内能：机械能转化为内能。 ②向可乐中加冰后，热量从温度较高的可乐传递给温度较低的冰，使可乐内能减少、温度降低，属于热传递。因此D与其他三项不同。 【易错提醒】判断方式要看能量怎样转移或转化，不能只看最后是变热还是变冷。 第6题 匀速上升时的机械能 【答案】C。 【考查知识点】动能、重力势能、机械能及其影响因素。 【基本方法】逐一检查质量、速度和高度的变化，再合并判断机械能。 【解题步骤】 ①无人机质量不变且匀速运动，速度大小不变，所以动能不变。 ②无人机竖直向上运动，高度增加，所以重力势能增加。 ③机械能等于动能与势能之和。动能不变、重力势能增加，所以机械能增加，选C。 【易错提醒】“匀速”只能说明速度大小不变，不能据此判断机械能不变。原卷此题没有可用题图，结论由文字条件即可确定。 第7题 四种简单机械的拉力比较 【答案】B。 【考查知识点】杠杆平衡条件、滑轮组承重绳段数、轮轴平衡条件。 【基本方法】把四个拉力都用物重 表示，再比较大小。 【解题步骤】 ①杠杆：图中左右力臂相等，由 得 。 ②滑轮组：动滑轮与物体由3段绳子承担，不计机械自重和摩擦，。 ③轮轴：物重作用于大轮，拉力作用于小轴。由 及 ，得 。 ④动滑轮：有2段绳子承担物重，。 因此 ，即 。 【易错提醒】轮轴是否省力，要看动力作用在哪一侧；本题在小轴上施力、大轮上挂重物，因此费力。数滑轮组绳段时，固定在动滑轮上的绳端也应计入。 第8题 转动杠杆的力臂变化 【答案】C。 【考查知识点】力臂的几何含义与杠杆平衡条件。 【基本方法】分别判断动力臂与阻力臂是否改变，再由两侧力与力臂的乘积相等分析拉力。 【解题步骤】 ①拉力始终垂直于杆OB，所以动力臂始终等于OB的长度，是一个定值。 ②物体对杠杆的拉力竖直向下，阻力臂是O点到过A点的竖直作用线的距离，即OA的水平投影。杆逐渐转向图示位置时，这一距离变大，D正确。 ③由 ，动力臂不变、阻力臂变大，拉力F变大，A正确。此时两侧力与力臂的乘积也变大，C所说的“乘积不变”错误。 ④图示过程尚未到达水平位置，，所以 ，B正确。题目要求选错误项，故选C。 【易错提醒】阻力臂不是杆OA的长度；只有杆水平且阻力竖直时，阻力臂才等于OA。 第9题 水碓与水轮的机械效率 【答案】D。 【考查知识点】费力杠杆的用途、惯性、重力做功与机械效率。 【基本方法】先辨析概念，再把有用功和总功统一到相同的时间范围。 【解题步骤】 ①水碓中，水轮推动碓尾的动力臂短，石杵处的阻力臂长，因此是费力杠杆。费力杠杆可以使石杵获得较大的移动距离，方便舂米，A正确。 ②石杵在重力作用下落下，质量不变，惯性大小不变，B正确。 ③取 N/kg，水轮一小时提升水所做的有用功为： J。C正确。 ④一小时等于60分钟，所以一小时流水对水轮做的总功为： J。 。 实际计算结果为83.3%，并非75%，故D错误，选D。 【易错提醒】题中“每分钟2400 J”与“一小时提升水”不能直接相除，应先统一时间。原卷未单独给出g，本解析采用初中习题常用的10 N/kg。 第10题 两条光滑斜面的功与功率 【答案】B。 【考查知识点】光滑斜面的功、力及功率关系。 【基本方法】先用共同的提升高度判断功，再用斜面长度判断力，最后用 判断功率。 【解题步骤】 ①两个物体重力相同，上升高度均为C点到水平面的高度h。斜面光滑，拉力做功都转化为重力势能，因此 。 ②由于β大于α，BC更陡且更短。由 、 可知 。 ③两物体沿斜面的速度大小相同，由 得 。因此B正确。 【易错提醒】两条路做功相同，并不代表所用时间相同或功率相同；相同速度下，较短的路所用时间更短。 二 多项选择题解析 第11题 拉力与速度图象 【答案】BD。 【考查知识点】做功的条件、功率公式、平衡力与摩擦力。 【基本方法】按时间区间读取拉力与速度；先看是否移动，再用 、 分析。 【解题步骤】 ①0～3 s：速度为0，物体未移动，即使受到拉力也没有在拉力方向上发生位移，所以拉力做功为0，A错误。 ②3～6 s：拉力为9 N并保持不变，速度由0逐渐增大到3 m/s。由 ，拉力功率由0逐渐增大到27 W，B正确。 ③9～12 s：物体以1 m/s匀速运动，水平拉力为6 N，故摩擦力大小为6 N。地面粗糙程度均匀，物体对地面的压力不变，因此6～9 s同样存在滑动摩擦力，C错误。 ④9～12 s的位移 m，克服摩擦力做功为 J，按初中题中通常采用的做功大小表述，D正确。 【易错提醒】若使用带正负号的功，摩擦力与位移反向，其功为−18 J；题中“18 J”指做功大小或克服摩擦力做的功。原题表述略简略。 第12题 不同滑轮组的效率比较 【答案】BC。 【考查知识点】动滑轮自重对效率的影响、承重绳段数与条件推理。 【基本方法】设每个滑轮重为 ，先列出拉力和效率的表达式，再检验各选项的“一定”是否成立。 【解题步骤】 ①甲有2段承重绳，乙有3段承重绳。两装置各有1个随重物上升的动滑轮；乙上方的定滑轮不随重物上升。于是： ，。 ，。 ②同样的动滑轮自重下，提升的物重越大，有用功占总功的比例越大。因此 时一定有 ，B正确。 ③若 ，则 ，整理得 。故 ，进而 ，C正确。 ④A的反例：取 、，虽然 ，却有 。 ⑤D的反例：取 ，则 ，但两装置效率相等，不能得到效率一定更大的结论。因此A、D错误。 第13题 杠杆的机械效率与自重 【答案】参考答案BD，按均匀杠杆模型；本题要求选错误项。 【考查知识点】弹簧测力计读数、杠杆的有用功与额外功、重心上升高度。 【基本方法】分别用物块上升高度计算有用功、测力计移动距离计算总功；确定杠杆自重时，还必须知道杠杆重心的上升高度。 【解题步骤】 ①测力计最小分度为0.1 N，图中指针在2 N和3 N的中间，读数为2.5 N。 J； J。 。 因此A正确。注意计算总功时用0.2 m，计算有用功时用0.3 m。 ②忽略摩擦，额外功用于提升杠杆自身： J。 按均匀杠杆模型，重心位于OB的中点。杠杆转过同一个角度时，各点上升高度与它到O的距离成正比，所以重心上升高度为物块上升高度的一半。 m， N。 因此均匀杆模型下，B所说的0.67 N错误。0.67 N是错误地将杠杆重心上升高度当成0.3 m后算出的结果。 ③测力计从A移至B后，动力臂增大，拉力减小，但同一转动过程中施力点上升距离增大。物块和杠杆重心的上升高度均不变，有用功与额外功均不变，效率也不变，C正确。 ④把物块移到A点左侧，相同转角下物块上升高度变小，有用功减小；杠杆重心上升高度不变，额外功不变。故效率变小，D错误。 【题设说明】原卷没有明确写“均匀杠杆”，也没有给出重心位置。严格按已给条件，只能求出提升杠杆的额外功为0.2 J，不能唯一确定杠杆自重。BD是常见均匀杆模型下的参考答案；用于正式命题时，宜补充“杠杆为均匀杆”。 【方法归纳】机械效率取决于有用功和额外功的比例。单纯改变施力点、使拉力减小，并不一定改变效率。 三 填空题解析 第14题 热值 比热容与扩散 【答案】热值大； J；比热容；扩散。 【考查知识点】燃料完全燃烧放热、比热容的意义及分子的热运动。 【基本方法】将四个情境分别对应到热值、放热公式、吸热温变和分子运动。 【解题步骤】 ①液态氢的热值大，同质量燃料完全燃烧可以释放更多能量，因此适合用作火箭燃料。 ② J。 ③水的比热容大，质量相同且吸收或放出相同热量时，温度变化较小，因此湿地对城市气温有调节作用。 ④花香分子不停地做无规则运动，进入周围空气，使人闻到花香，这是扩散现象。 【易错提醒】闻到花香对应“扩散”，其微观原因是分子的无规则运动；填空应优先使用题目要求的现象名称。 第15题 辘轳与轮轴 【答案】轮轴；省力；B。 【考查知识点】轮轴、动力臂与阻力臂、改变力臂省力。 【基本方法】把摇柄转动半径看作轮的半径，把绕绳轴筒半径看作轴的半径。 【解题步骤】 ①摇柄与轴筒绕同一转轴一起转动，相当于轮轴。摇柄的转动半径大于轴筒半径，在摇柄端施力时属于省力机械。 ②由 可知，物重G和轴半径r不变时，增大摇柄转动半径R可减小所需拉力F。 ③图中B对应摇柄到转轴的径向长度，增大B可增大动力臂；A是握持部分沿轴方向的长度，增大A不能直接增大转动半径。因此第三空填B。 第16题 仰卧起坐中的功与功率 【答案】费力；270 N；81 J；64.8 W。 【考查知识点】人体杠杆、重力、克服重力做功及平均功率。 【基本方法】先求上半身质量和重力，再求一次做功，最后用总功除以总时间。 【解题步骤】 ①肌肉拉力的动力臂短于上半身重力的阻力臂，属于费力杠杆。 ② kg， N。 ③ cm＝0.30 m， J。 ④ J， W。 【易错提醒】不能把全身45 kg全部算作上升的质量；计算功率前必须把1 min换成60 s。 第17题 绳子限力下的最大效率 【答案】50 N；6根；82.8%。 【考查知识点】动滑轮拉力、最大承重、离散数量限制及机械效率。 【基本方法】先计入货篮和滑轮自重，再根据绳子最大拉力求钢条数；效率必须用实际可提升的整数根钢条计算。 【解题步骤】 ①有2段绳子承担货篮、滑轮和钢条的总重。提升空货篮时： N。 ②设钢条根数为k。由绳子拉力不超过300 N，可得： ，即 ，。 钢条根数取整数，最多6根。6根时 N；7根时 N，超过限制。 ③提升钢条是本题的有用功，提升货篮和动滑轮是额外功。提升6根时： 。 【易错提醒】500 N是理论允许的钢条总重上限，实际6根钢条只有480 N。不能用500÷600算效率，也不能把货篮提升功算入钢条的有用功。 第18题 分阶段飞行的平均功率 【答案】1080 J；8.3 W；倒立、缩小。 【考查知识点】克服重力做功、全程平均功率、凸透镜成像。 【基本方法】按运动阶段分别求时间与重力做功，再用全程总功除以全程总时间。 【解题步骤】 ①上升阶段克服重力做功： J。 ②水平飞行时，位移与重力垂直，没有竖直方向位移，克服重力做功为0。全程克服重力做功仍为1080 J。 s， s， s。 W。 ③拍摄远处地面景物时，物距大于二倍焦距，凸透镜在感光元件上成倒立、缩小的实像。 【易错提醒】1080÷30＝36 W只对应上升阶段。题目问“整个飞行过程”，必须计入水平飞行的100 s；这里求的是克服重力做功的功率。 第19题 汽车沿匝道上行 【答案】2000 N；37.5%；1250 N。 【考查知识点】、斜面的机械效率、克服摩擦做功。 【基本方法】由功率和速度求牵引力，再把牵引力总功分成提升汽车的有用功与克服摩擦的额外功。 【解题步骤】 ①单位换算：36 kW＝36000 W，2.5 t＝2500 kg。匀速上行时： N。 ②汽车重力 N。 J。 J。 。 ③按题设斜面模型，额外功是克服沿路面摩擦阻力做的功： ， N。 【易错提醒】牵引力2000 N用于克服摩擦并使汽车升高，不能把它直接等同于摩擦力。效率填空中的百分号已给出时，只填37.5。 第20题 三十度斜面的效率 【答案】下；80%；减小斜面的粗糙程度。 【考查知识点】滑动摩擦力方向、斜面的几何关系、机械效率。 【基本方法】利用30°斜面“高度等于斜面长度的一半”，将效率公式中的高度与路程消去。 【解题步骤】 ①货物相对斜面向上运动，滑动摩擦力阻碍相对运动，因此方向沿斜面向下。 ②设斜面长为l，则高 。有用功为Gh，总功为Fl： 。 ③在夹角和货物质量不变时，使斜面更光滑、减小接触面的粗糙程度，可以减少克服摩擦的额外功，从而提高效率。采用适当润滑等能减小摩擦的方法，也可作答。 【易错提醒】推力方向上的位移是斜面长度，有用功中的高度是竖直高度；“省力”并不意味着可以省功。 四 实验探究题解析 第21题 燃料热值与液体吸热能力 【答案】（1）甲、乙；温度计上升示数；小。 （2）甲、丙；b。 【考查知识点】控制变量法、转换法、燃料热值、比热容及温度时间图象。 【基本方法】比较燃料时只改变燃料种类；比较液体时只改变液体种类，其他条件保持相同。 【解题步骤】 （1）①选择甲、乙。两装置内液体都是a，液体质量和初温相同，装置相同，燃料质量也相同，只改变燃料种类1与2，符合控制变量的要求。 ②同种、同质量液体吸收的热量 与温度升高量成正比。所以相同质量的燃料完全燃烧后，温度计上升示数越大，表示液体吸收的热量越多，可反映燃料放热较多、热值较大。 ③燃料放出的热量不能全部被液体吸收，还会散失到空气并被烧杯等吸收，因此： ，。 所以测得的热值偏小。比较不同燃料时，加热时间不能直接代表完全燃烧的总放热量，因为燃烧快慢可能不同。 （2）①选择甲、丙。两装置都用燃料1，液体质量和初温相同，但液体种类分别是a与b。由相同的加热条件，用相同加热时间近似表示吸收相同的热量。 ②图丁中，相同时间内液体b升温较少；或升高相同温度时，液体b需要更长时间、吸收更多热量。由 可知，液体b的比热容较大。 【易错提醒】比较热值和比较比热容是两个不同实验。图象升温越快，在质量和吸热相同的条件下，比热容反而越小。第三空应填液体名称b。 第22题 杠杆实验与杆秤 【答案】（1）平衡；左。（2）6；左。（3）变大。（4）②C；③大。 【考查知识点】杠杆平衡状态、水平调平、力与力臂的乘积、杆秤的量程和示值误差。 【基本方法】先用杠杆平衡条件建立关系；对改变位置或方向后的情况，比较两侧力与力臂的乘积。 【解题步骤】 （1）①杠杆静止，即处于平衡状态；平衡不要求杠杆一定水平。水平平衡便于直接从杆上读出竖直力的力臂。 ②图甲右端偏低，要把右端平衡螺母向左移，减小右侧重力产生的转动作用，使杆恢复水平。 （2）①设每个钩码重为G、每格长为d。图乙中 、。由平衡条件： ，得 ，应挂6个钩码。 ②两串钩码都向支点移动相同距离Δl后，左侧的乘积减少 ，右侧减少 。右侧减少得更多，左侧转动作用相对更大，左端下沉。 也可列式比较： 左侧 ，右侧 ，两者之差为 。 （3）测力计从竖直改为倾斜拉动后，施力点位置不变，但动力臂变短；另一侧的阻力与阻力臂不变，由 可知F变大，示数变大。 （4）②提纽C更靠近秤钩A，货物对应的阻力臂更短；在秤砣质量和秤杆长度一定时，能平衡更重的货物，所以使用C时称量范围更大。 ③秤砣磨损后质量变小。称相同货物时，为保持平衡，必须把较轻的秤砣移到离提纽更远的位置；而刻度按原秤砣标定，读数会偏大。 【易错提醒】“靠近支点相同距离”不会使两侧作用按相同比例减小；较重的一侧减少得更多。倾斜拉力的力臂是垂直距离，不能直接取杆长。 第23题 滑轮组机械效率实验 【答案】（1）变大。（2）甲；0.54 W。（3）57.1%。 （4）低；增加所提升重物的重力。（5）CD。 【考查知识点】承重绳段数、绳端速度、拉力功率、机械效率和控制变量法。 【基本方法】先用绳端距离与钩码高度之比识别装置，再分别计算拉力功率与机械效率。 【解题步骤】 实验①： N， m， N， m，效率74.1%。 实验②： N， m， N， m，效率待求。 实验③： N， m， N， m，效率83.3%。 （1）斜向上拉动时，拉力向上的有效分量变小，为维持匀速提升，需要更大的拉力，测力计示数变大。实验时应竖直、匀速拉动。 （2）①实验①的承重绳段数为： 。图甲为3段承重绳，故选甲。 ②钩码速度为0.1 m/s，绳端速度是它的3倍： m/s。 W。 （3）实验②的效率为： 。 （4）①实验①与②提升同样重的钩码，装置不同。图乙动滑轮更多、更重，提升动滑轮的额外功更多，所以效率更低。 ②实验①与③使用同一装置，动滑轮自重相同，实验③提升的物体更重，效率由74.1%提高到83.3%。因此在机械允许的范围内，增加所提升重物的重力可以提高效率。 （5）在本题采用的机械模型下，提高高度会使有用功和额外功同比增加，不改变比例；加快提升速度主要改变功率，不能据此提高效率。所以不可采取的措施是C、D。 【易错提醒】拉力功率应乘绳端速度，不能乘钩码速度。减少动滑轮重与适当增加物重可提高效率；“增加物重”必须在安全载荷内进行。 五 综合题解析 第24题 剪叉式高空作业平台 【答案】（1） Pa。（2）有用功 J，机械效率5%。 （3）提升平台、支架等机构并克服摩擦，额外功较多。 【考查知识点】压力与压强、接触面积、重力做功、功率与机械效率。 【基本方法】压强计算使用整机重力与4个轮胎的总接地面积；效率计算使用人和工具的有用功与电机在提升过程中的总功。 【解题步骤】 （1）空载时，机器在水平地面上静止，对地面的压力等于整机重力。 N。 4个轮胎的总接地面积为： m²。 Pa。 答：空载静止时对水平地面的压强为 Pa。 （2）①提升人和工具所做的功为有用功： J。 ②平台以0.25 m/s上升10 m，所用时间： s。 起升电机额定功率4 kW＝4000 W，提升过程的总功为： J。 。 答：有用功为 J，机械效率为5%。 另一种方法：先计算有用功率，再与电机功率比较。 W，。 （3）电机除了提升人和工具，还需要提升作业平台以及随之升高的剪叉支架等机构，并克服传动过程中的摩擦。额外功较多，有用功占总功的比例较小，所以机械效率一般较低。 【易错提醒】压强计算要把4个轮胎的面积相加。整机质量3200 kg用于空载压强计算，不能认为整台机器的底盘和轮子也都被举高10 m。 物理解析 第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $