2026-2027学年九年级上学期苏科版物理期中自编模拟练习卷一(江苏无锡专用)
2026-10-23
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内容正文:
2026-2027学年九年级上学期期中模拟卷一物理试题(苏科版)
一.选择题(共12小题)
1.(2022梁溪区期中)如图所示,某同学用重为10N的动滑轮匀速提升重为70N的物体,不计绳重和摩擦,则该同学所用拉力F的可能值是 ( )
A.30N B.35N C.40N D.45N
第1题 第2题 第3题 第4题
2.(2025滨湖区期中)如图所示,是小球从某高度处由静止下落过程中路程h与时间t的关系图,在下列四个图像中,能正确描述重力G对该球做功W与下落高度h关系的是 ( )
A. B. C. D.
3.(2025惠山区期中)小明对四名同学的做功情况各测量了一次,把四名同学做功W和所用的时间t在坐标系中描点,得到了图中甲、乙、丙、丁四个点,这四名同学中做功功率最小的是 ( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
4.(2025无锡校级期中)如图,是一款感应式垃圾桶,其工作原理如下:启动开关S1闭合后,指示灯亮起,这时垃圾桶才能正常使用;扔垃圾时,只需将手伸到感应区上方,感应开关S2自动闭合,动力装置工作,桶盖打开;手离开5秒后,感应开关S2就会自动断开。下列电路符合要求是 ( )
A.B. C.D.
5.(2022新吴区期中)如图所示,一均匀杠杆可以绕中点O自由转动,杠杆上垂直粘有A、B两根粗细相同的蜡烛且刚好在水平位置平衡,两蜡烛所处位置到O点的水平距离lAO=2lBO,现同时点燃蜡烛,经时间t,它们减少了相等的质量,下列说法正确的是 ( )
A.点燃前A、B蜡烛重力之比为2:1
B.经时间t,杠杆右端下沉
C.经时间t,杠杆左端下沉
D.经时间t,杠杆继续保持水平平衡
6.(2020无锡期中)如图所示,形状规则、密度均匀的木板AB放在水平桌面上,OA=2OB。当B端挂30N的重物G时,木板A端刚刚开始翘起,木板重为 ( )
A.10N B.15N C.30N D.60N
第6题 第8题 第9题
7.(2026惠山区期中)小华同学进行了“探究杠杆平衡条件”的实验。下列说法正确是 ( )
A.如图甲,杠杆静止时处于非平衡状态
B.如乙图,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆将右端下沉
C.如图丙,在B点施加一作用力使杠杆平衡时,则杠杆一定是省力杠杆
D.如图丁,实验时竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。如果仅将拉力作用点由C移至B,两次都将钩码移动相同高度,此杠杆的机械效率将不变
8.(2025锡山区期中)如图为载有重物的家用“L”形小车的示意图,在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动到图中虚线位置,忽略小车受到的重力,此过程中力F大小( )
A.一直减小 B.一直增大
C.先减小后增大 D.先增大后减小
9.(2024梁溪区校级期中)小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率。他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向向上拉动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦)。下列说法正确的是 ( )
A.杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小
B.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大
C.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,杠杆的机械效率将变小
D.仅将拉力的作用点从A点移到C点,拉力做的总功不变
10.(2024江阴市期中)图甲是《墨经》中记载的我国古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。若利用此“车梯”使80kg的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,所用的拉力为300N,则此过程中,下列说法中不正确的是 ( )
A.使用“车梯”时做的有用功为1600J
B.使用“车梯”时人做功的功率为240W
C.使用“车梯”时人拉绳的速度为0.8m/s
D.“车梯”的机械效率为80%
11.(2025无锡期中)如图甲所示是一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下,水温便可降至55℃左右,并能保温3小时。如图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,该材料在常温下是固态,并随着温度的变化发生可逆的固液转换。现取0.3kg该晶体材料,对其进行加热,测量相关数据绘制其温度与吸收热量的关系如图丙所示。下列说法正确的是 ( )
A.杯中沸水温度下降时,水分子运动越剧烈
B.该晶体材料在AB段吸收了2.64J的热量
C.该晶体材料的比热容为0.88×103J/(kg•℃)
D.该晶体材料的内能先增大后不变
12.(2026宜兴市期中)如图所示,小球从M点竖直向下以某速度抛出,球经静止的a台面第一次向反弹后,到达最高点N;然后球从N点下降时,台面已升至b位置并保持静止,球经台面第二次反弹后,到达最高点P,小球整个过程的运动均在竖直方向。下列说法正确的是( )
A.第一次反弹在上升过程中,突然撤去所有外力,小球将保持静止
B.第二次反弹上升过程中只有动能转化为重力势能
C.小球在N点的机械能等于在M点的机械能
D.点P的高度一定比点N低
二.填空题(共12小题)
13.(2025梁溪区期中)如图甲所示,某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电。这两个输出端的连接方式是 _____ 联;用移动电源为手机充电时,手机相当于电路中的 ________ 。手机充电时,长时间输入的某电学物理量数值过高可能会导致爆炸的产生。如图乙所示的USB多功能测试仪可以实时监控手机充电时的各种数据,有效避免危险产生。该测试仪上数字“5.06”显示测量的物理量是 _______ (填写中文名称)。“0.00A”表示此时此USB所在电路处于 _______ (选填“通路”、“断路”或“短路”)状态。
第13题 第14题 第15题
14.(2025无锡期中)如图所示,农村修建房子时,常会先架好主梁,然后利用主梁和绳子将剩余的梁柱运送上去,这与简单机械中 ________ (选填“杠杆”、“滑轮组”或“斜面”)的原理相同;主梁相当于定滑轮,其作用是 ___________ 。若下方梁柱质量为120kg,不计绳与梁柱之间的摩擦及绳重,至少需要 ________ N的力才能拉动。(g=10N/kg)
15.(2024惠山区校级期中)如图甲所示,水平地面上一长方体密度均匀的实心物体,质量为90kg,已知AB=0.8m,BC=0.6m,要把它翻转立放在地面上,如图乙所示,手作用在_____ (选填“A”或“B”或“D”)点最省力,在翻转的过程中不打滑,至少要对物体做功________ J。
16.(2022惠山区校级期中)如图甲所示,AB为轻质杠杆,AC为轻质硬棒且与力传感器相连,图乙是物体M从A点开始向右匀速运动过程中力传感器读数大小与时间的关系图像,则物体M的质量大小为 _________ g;已知OA的长度为30cm,OB足够长,AC能承受的最大弹力大小为15N,若要杆不断,物体从A点开始运动时间最长为 _________ s。(g取10N/kg)
第16题 第17题
17.(2025梁溪区校级期中)如图,一个重为30N的物体,在大小为20N的恒力F作用下先后经过光滑水平面和粗糙斜面,斜面倾角为30°,其中AB和CD段距离s均为30cm,物体在AB和CD段运动时,拉力F所做的功分别为W1和W2,则其大小关系是:W1_____ W2(选填“>”“<”或“=”)。在斜面CD段,物体做匀速直线运动,物体所受的摩擦力为_____ N,斜面CD段的机械效率是________ 。
18.(2025无锡期中)如图所示电路中,要使灯L1和L2连接成并联电路,只应闭合开关__________ ;要使两灯连接成串联电路,应只闭合开关_______ ;如果同时闭合开关S1和S3,则会出现_________ 故障。
第18题 第20题
19.(2025惠山区期中)若一台四冲程汽油机的汽缸面积为50cm2,活塞行程为0.1m。做功冲程燃气的平均压强为6×105Pa,飞轮转速为1800r/min,那么该汽油机1分钟内对外做功________ 次,工作时汽缸内气体对活塞的平均压力为_________ N,这台汽油机的功率是_________ W。
20.(2025滨湖区期中)如图甲所示,是全红婵在巴黎奥运会10m跳台跳水决赛的场景。运动过程轨迹可简化为乙图,从跳台O点起跳,到达最高点A点后,下落到B点入水,整个过程不计空气阻力。全红婵运动过程中动能Ek随着离水面高度h变化的图像如丙所示。分析图像可知:全红婵能达到的最大高度距离水面为_______ m,从跳台O点跳起时的动能是______ J,O到B的整个过程中,重力做功_____ J。
21.(2025滨湖区校级期中)图甲是《墨经》中记载的古代提升重物的工具——“车梯”,图乙是其等效图。若利用此“车梯”使1000N的重物在10s内沿直线匀速竖直上升2m,拉力为400N。图中①所指的部件相当于滑轮组中的________ ,绳端移动的速度是________ m/s,整个过程所做的额外功为_________ J,此过程的机械效率为_________ %,若以更大的速度匀速提升重物,则“车梯”的机械效率_______ 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
22.(2025滨湖区期中)如图所示,用杠杆将质量为18kg的物体缓慢提升0.5m,不计摩擦,若杠杆的机械效率为90%,提升该物体需要做的总功是________ J。若将物体的悬挂点A移至B处,仍将物体缓慢提升0.5m,此过程中提升物体的拉力将_______ (选填“变大”、“不变”或“变小”,下同),机械效率将_______ 。
23.(2022惠山区校级期中)小明同学用酒精灯对冰块加热,研究冰的熔化现象。他依据实验数据绘制了图中的甲、乙两条图线中的一条,已知m冰=100g,c水=4.2×103J/(kg•℃),c冰=2.1×103J/(kg•℃),酒精灯在相同时间内的加热效果相同,小明绘制的是 _____ 图线(甲/乙);1~3min内冰块的内能 _______ (增加/减少/不变);1~3min内,冰水混合物吸收的热量为 ____________ J。
第23题 第24题
24.(2024惠山区校级期中)某种单缸四冲程汽油机四个冲程如图所示,其中为发动机提供动力的是图中 _____ 图对应的冲程,其满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功180J,飞轮的转速1500r/min,该汽油机满负荷工作时输出机械能的功率为 _________ W。该汽油机每分钟消耗12g汽油,通过多轮技术改进后将该汽油机的效率提高5%,则其满负荷工作5h可以节省汽油 ________ kg。(汽油的热值取4.5×107J/kg)
三.作图题(共1小题)
25.(2024无锡校级期中)按要求完成下列作图。
(1)如图甲所示,家用水龙头的示意图。若将“把手”视为绕O点转动的杠杆,请在图中画出提起A点的最小动力F1并标出对应的动力臂L1;
(2)如图乙所示,人站地面使用该滑轮组向下拉绳提升水桶,请画出细线的绕法;
(3)如图丙所示,要求开关S1同时控制两盏灯,S2只控制L2并且使两盏灯互不影响。请连接实物电路。
四.实验探究题(共4小题)
26.(2025梁溪区校级期中)在探究杠杆平衡条件的实验中,每个钩码重1N。
(1)实验前杠杆如图甲所示,需将平衡螺母向_____ 调节,使杠杆处于水平位置平衡;
(2)杆平衡后如图乙所示在杠杆B点挂3个相同的钩码,则在杠杆的D点挂_____ 个相同的钩码,就可使杠杆重新在水平位置平衡;
(3)保持B点钩码数量和力臂不变,杠杆在水平位置平衡时测出多组动力臂L1和动力F1数据绘制了L1﹣F1的关系图像,如图丙所示。由图像推算,当L1为0.6m时,F1为________ N;
(4)某实践小组用正中间开孔的直尺、带挂钩的重物A、水和两个可读取液体体积的相同容器等,制作了可测算液体密度的装置。使用前,需将两容器挂在直尺两端固定的挂钩上,调节两端平衡螺母使直尺水平平衡,再将重物A挂在开孔处的“0g”刻度线处,某次使用时,小明向左侧容器中倒入体积V=30mL的水,再向右侧容器中倒入相同体积的待测液体,通过向右移动重物A,使直尺再次水平平衡(左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和),如丁图所示:
①他根据相关数据,算出了该液体的密度________ g/cm3;
②依照他的做法,不同的待测液体密度ρ液与重物A所示质量m满足一定的函数关系,图戊中线_____ 符合此关系;
③对小明的某些做法进行调整,可使该装置的测量范围变为1.0﹣1.2g/cm3,且通过将重物A从“0g”移动到“10g”的过程来实现,请具体描述如何调整:____________________ 。(写出一种方法即可)
27.(2025秋•惠山区期中)在“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让铁球从斜面上自由释放撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图1所示,请回答问题:
(1)该实验中探究物体的动能是指_____ 。(填字母)
A.小球在斜面上的动能;B.小球撞击木块时的动能;C.木块被小球撞击后的动能;
(2)为了使同一铁球到达水平面时的速度不相等,应将铁球从斜面的_______ (选填“相同”或“不同”)高度自由释放,该实验可以探究的是铁球动能大小与_______ (选填“质量”或“速度”)的关系。
(3)如图2所示是高速公路上的限速牌,对不同车型的限速不一样,限制车速实际上是限制车的_______ (选填“惯性”或“动能”)。
(4)如图3所示,是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中m甲=m乙<m丙,木桩起始位置高度相同,甲、乙、丙都由静止释放;
①比较图3中A、B两木桩扎入沙坑的深度可以得出结论:____________________ 。
②若图3中B、C两木桩扎入沙坑的深度相同,说明乙、丙的重力势能_______ (选填“相同”或“不同”)。
(5)如图4所示,2只相同的小球以同样的速度v沿着与水平方向均成θ角斜向上抛出,甲图中斜面光滑且足够长,乙图中小球被直接抛向空中,不计空气阻力。则甲图中小球沿斜面向上运动的过程中,支持力对小球_______ (选填“有”或“没有”)做功;甲、乙两图中,小球能到达的最高点离地高度分别为h1和h2(图中未画出),则h1_______ h2(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
28.(2023梁溪区校级期中)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失。
(1)实验中应控制燃料燃烧的 _______ (时间/质量)相同,根据 _____________ 比较燃料燃烧放出热量的多少。
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中水温,绘制了图乙的图象,则可初步判断燃料 _____ 的热值大。
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,比较相同质量的燃料c和燃料d的热值,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了,造成水过早沸腾的原因可能是 ________________ 。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量 _______ (大于/等于/小于)燃料d燃烧15min放出的热量。
(4)你认为根据丙图象 _____ (能/不能)比较两种燃料热值的大小。
29.(2024惠山区校级期中)某小组同学学习完成电路知识后,做了如下实验。
(1)他们想用一个新电池、一根导线点亮一个完好的灯泡,其中三位同学连接的电路如图1所示,小灯泡能够发光的是_____ ,会出现短路的是_____ (以上两空均选填“A”、“B”或“C”)。
(2)小华连接了如图2所示的电路探究“并联电路的特点”,她为了探究S2的控制作用,S1应_______ (选填“闭合”或“断开”),再通过改变S2的状态观察两灯发光情况,发现S2断开时,L1亮、L2不亮,可以得出并联电路支路开关的作用,也能得出并联电路的用电器彼此_______ 影响(选填“相互”或“互不”)。
(3)小明用两个小灯泡设计一个电学实验盒,如图3所示,闭合开关时,两只小灯泡都亮了;断开开关,两灯泡又同时熄灭,根据此现象可知两灯__________ (选填“一定串联”或“不一定串联”)。当他用图3所示元件并联接到图3中CD两端,短时间闭合开关,发现两个小灯泡均不亮,拆下此导线,两灯均发光。则它们是_____ 联的。
(4)小华认为小明的做法可能会对元件有伤害,经过思索后,她采用____________________ (填写具体操作和判断依据)的方法,由此也可以简单地判断出它们的连接方式。
五.计算题(共1小题)
30.(2025梁溪区校级期中)油电混合动力汽车是新能源汽车的一种。汽车启动或低速行驶时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与阻力的关系如图所示。在某次测试开始时蓄电池储存的电能为1×108J,本次测试由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.2h,同时蓄电池的电能增加了5%。求:
(1)汽车测试过程中牵引力做的功。
(2)所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗2.5kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少?
(3)汽车测试过程中,内燃机的效率是多少?
参考答案与试题解析
一.选择题(共12小题)
1.【解答】解:
动滑轮之所以能省一半的力,是因为其相当于杠杆的变形,轮的直径相当于动力臂,轮的半径相当于阻力臂,这样动力臂是阻力臂的二倍,自然就能省一半的力。而这一关系成立的前提条件是:必须竖直向上拉绳子。
不计绳重和摩擦,重物和动滑轮的总重由2段绳子承担,
当沿竖直方向拉动时,拉力F(G物+G动)(70N+10N)=40N;
图中斜向上拉绳子时,动力臂会减小,自然动力就会增大了,因此所用拉力变大,但还是能够省力,所以,拉力F范围是40N<F<70N。
故选:D。
2.【解答】解:在小球下落过程中,质量m不变,g也不变,所以小球的重力G是恒定不变的。根据W=Gh可知,因为G恒定不变,所以W与h成正比例关系。故ABD错误,C正确。
故选:C。
3.【解答】解:由图可知,纵坐标表示功,横坐标表示时间;分别连接坐标原点和四个点作出四位同学做功的W﹣t图象;在做功时间相同时,甲做功最多,由功率的计算公式P可知,乙的功率最小。
故选:B。
4.【解答】解:由题意可知,动力装置工作与否不会影响指示灯的工作,所以指示灯与动力装置是并联的,则选项D可以排除。由题意可知,开关S1控制整个电路,开关S2只控制动力装置,则开关S1在干路上,开关S2与动力装置串联在同一条支路上。比较选项A、B、C中的三个图可知,只有选项A符合要求。
故选:A。
5.【解答】解:A、点燃A、B蜡烛前,杠杆处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可知:GALAO=GBLBO,则:,故A错误;
BCD、经时间t,蜡烛燃烧后减小的重力ΔG相同,
则支点左边力与力臂的乘积为:(GA﹣ΔG)LAO=GALAO﹣ΔGLAO;
支点右边力与力臂的乘积为:(GB﹣ΔG)LBO=GBLBO﹣ΔGLBO,
由于LAO>LBO,所以ΔGLAO>ΔGLBO;GALAO=GBLBO,
则:GALAO﹣ΔGLAO<GBLBO﹣ΔGLBO,所以杠杆右端下沉,故B正确,CD错误。
故选:B。
6.【解答】解:由于形状规则、密度均匀的木板AB的中点为重心,O为支点,如图:
则木板重力G′的力臂为L1(OA+OB)﹣OB(2OB+OB)﹣OBOB,
重物G对木板AB产生的拉力为FB,则:FB=G=30N,FB的力臂L2=OB,
由杠杆的平衡条件得:G′•L1=FB•L2,
所以:G′60N。
故选:D。
7.【解答】解:A、杠杆的位置如图甲所示,此时杠杆处于静止状态,是平衡的,故A错误。
B、设每个钩码重力为G,杠杆上一格的长度为L,若将A、B两点下方挂的钩码同时朝远离支点O方向移动一小格,则杠杆左端为3G×3L=9GL,右端为2G×4L=8GL<9GL,则左端下沉,故B错误。
C、如果B点力的方向不同,力臂的大小则不同,不能确定动力臂与阻力臂的大小关系,所以此时杠杆可能是等臂杠杆,也可能是省力杠杆,还可能是费力杠杆,故C错误。
D、因为两次都将钩码移动相同高度,所以对物体所做的有用功是不变的。额外功(克服杠杆重力做功)也相同,故总功相同,根据机械效率公式可知机械效率相同,故D正确。
故选:D。
8.【解答】解:在挡板顶端对挡板施加一个始终垂直挡板的力F,使小车绕O点慢慢转动,可以看成是杠杆,支点是O,而动力臂始终不变,等于挡板的长,当转动过程,阻力大小等于物体的重力而不变,慢慢转动到图中虚线位置,货物的重心靠近O点正上方,故阻力臂减小,根据杠杆平衡条件知,动力臂和阻力不变时,阻力臂逐渐减小,动力减小。
故选:A。
9.【解答】解:A、若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减小,阻力臂变小,如下图所示:
△OBB′∽△OAA′,所以,所以动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不变,根据杠杆的平衡条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故A错误;
B、克服杠杆重力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变,拉力所做的额外功不变,故B错误;
C、仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,有用功不变;
钩码由B到C,上升高度不变,根据数学关系可知,杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功之和,所以拉力做的总功变小,根据η可知机械效率增大,故C错误;
D、仅将拉力的作用点从A点移到C点,钩码和杠杆还是上升原来的高度,则有用功不变,额外功也不变,总功不变,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:A、重物的重力:G=mg=80kg×10N/kg=800N,
有用功:W有=Gh=800N×2m=1600J,故A正确;
B、由图可知n=4,绳子自由端移动的距离:s=nh=4×2m=8m,
拉力做的总功:W总=Fs=300N×8m=2400J,
拉力做功的功率:P240W,故B正确;
C、人拉绳的速度:v0.8m/s,故C正确;
D、“车梯”的机械效率:η100%100%≈66.7%,故D错误。
故选:D。
11.【解答】解:A、物体的温度越高,分子运动越激烈,扩散越快,所以沸水温度下降时,水分子运动变缓慢,故A错误;
B、由图丙可知,该晶体材料在AB段吸收的热量为:,故B错误;
C、该晶体材料的比热容:c0.88×103J/(kg•℃),故C正确;
D、该晶体在整个过程中持续吸热,所以内能在逐渐增大,故D错误。
故选:C。
12.【解答】解:A、小球反弹上升过程中具有一定的速度,突然撤去所有外力,根据牛顿第一定律可知,小球将保持匀速直线运动,故A错误;
B、第二次反弹上升过程中,由于要克服摩擦阻力做功,所以部分动能转化为重力势能,部分动能用来克服摩擦力做功,故B错误;
CD、小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功,所以小球的机械能减小,若克服摩擦阻力做功小于最开始的动能,到达的最高点为N点比M点高;若克服摩擦阻力做功大于最开始的动能,到达的最高点为N点比M点低;若克服摩擦阻力做功等于最开始的动能,到达的最高点为N点与M点一样高;球从N点下降时,台面已升至合适的位置b并保持静止,球再次经台面反弹后,由于小球在运动过程中要克服摩擦阻力做功,小球的机械能减小,到达的最高点P比N点低,故C错误,D正确;
故选:D。
二.填空题(共12小题)
13.【解答】解:某手机移动电源(俗称充电宝)有两个输出端,通过电源线可以单独或同时为手机充电,这两个输出端互不影响,所以是并联的关系。
用移动电源为手机充电时,手机消耗电能,相当于电路中的用电器。
由图可知,5.06后面的单位是伏特,是电压的单位,所以该测试仪上数字“5.06”显示测量的物理量是电压。
“0.00A”表示电流为0,说明此时此USB所在电路处于断路状态。
故答案为:并;用电器;电压;断路。
14.【解答】解:图中主梁相当于定滑轮,剩余的梁柱绕绳后,拉动绳子过程中,随绳子一同运动相当于动滑轮,因此这与简单机械中滑轮组原理相同;
滑轮组中定滑轮的作用是改变力的方向;
下方梁柱质量为120kg,重力为G=mg=120kg×10N/kg=1200N,下方梁柱相当于动滑轮,动滑轮上承重绳子股数n=5,不计绳与梁柱之间的摩擦及绳重,至少需要:
。
故答案为:滑轮组;改变力的方向;240。
15.【解答】解:根据杠杆的平衡条件,当阻力和阻力臂一定时,动力臂越大,动力越小,若以C棱为支点,动力臂等于AC时最长,手作用在A点最省力,
过A点作AC的垂线,且动力方向垂直于AC向上,即为最小动力F的位置,如图所示:
在翻转的过程中,不打滑,根据功的原理:使用任何机械都不省功,可知,动力做功等于克服物体重力做的功,图中重心高度为BC的一半,即:
,
当长方体物体翻转到最高点时,AC竖直,由几何知识可得,
AC1m,
此时重心的高度为AC的一半,即:
则重心升高的高度为:
h=h2﹣h1=0.5m﹣0.3m=0.2m,
所以,至少要对物体做功:
W=Gh=mgh=90kg×10N/kg×0.2m=180J。
故答案为:A;180。
16.【解答】解:(1)由乙图知,M在A点时,传感器受到的压力是F=10N,
物体M在A点,传感器受到的力的大小等于M 重力大小,
则M受到的重力G=F=10N,则M的质量为m1kg=1000g。
(2)由乙图知,当M运动到支点O时,传感器受到的力是0,用时5s,OA=30cm,
则M的运动速度v6cm/s。
当M运动到支点O的右端时,传感器的最大弹力是F'=15N,此时M距离支点O距离为L,
根据杠杆平衡条件得,F'×OA=G×L,
15N×30cm=10N×L,
解得,L=45cm,
则M运动距离为s'=OA+L=30cm+45cm=75cm,
由速度公式得,则M运动的时间t'12.5s。
故答案为:1000;12.5。
17.【解答】解:(1)AB和CD段距离s=30cm=0.3m,
AB段拉力F所做的功:
W1=Fs=20N×0.3m=6J
CD段拉力F所做的功:
W2=Fs=20N×0.3m=6J,因此W1=W2;
(2)斜面倾角为30°,在直角三角形中,30°角所对的直角边是斜边的一半,物体上升距离:
,
克服物体重力做的有用功:
W有用=Gh=30N×0.15m=4.5J,
克服物体受摩擦力做的额外功:
W额=W2﹣W有用=6J﹣4.5J=1.5J,
由W额=fs可得物体受摩擦力:
f;
(3)斜面CD段的机械效率:
η100%=75%。
故答案为:=;5;75%。
18.【解答】解:(1)若闭合开关S2、S3时,则电流从电源正极出发,经过开关S2后,分别流经两盏灯泡,又汇合在一起并流回电源的负极,所以它们是并联的;
(2)要使两灯连接成串联电路,电流从电源的正极流出依次经过开关S1、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极,因此应闭合开关S1,断开开关S2、S3;
(3)同时闭合开关S1、S3时,导线直接连在了电源的两端,所以会造成短路;
故答案为:S2、S3;S1;电源短路。
19.【解答】解:飞轮转速为1800r/min,即飞轮每分钟转1800圈,由于汽油机的一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机1min要对外做功900次;
燃气对活塞的平均压力为:F=pS=6.0×105Pa×50×10﹣4m2=3000N;
活塞做功一次的路程s=0.1m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功:W=Fs=3000N×0.1m=300J;
该汽油机1分钟内对外做功:W总=900×300J=270000J;
汽油机的功率为:。
故答案为:900;3000;4500。
20.【解答】解:整个过程不计空气阻力,全红婵运动过程中机械能不变,在最低点时的动能等于最大高度的重力势能;
(1)由丙图可知Ek=4400J,全红婵达到的最大高度时,速度为0,动能为0,因此在最大高度的重力势能为E势=Ek=4400J,
全红婵高度为h1=5m时的动能为2400J,此时的重力势能为:4400J﹣2400J=2000J,全红婵的质量为:;
全红婵能达到的最大高度为:h;
(2)全红婵高度为h2=10m时的重力势能为:mgh2=40kg×10N/kg×10m=4000J,
从跳台O点跳起时的动能为:Ek′4400J﹣4000J=400J;
(3)O到B的整个过程中,重力做功为:W=Gh2=mgh2=40kg×10N/kg×10m=4000J。
故答案为:11;400;4000。
21.【解答】解:图中①所指的部件能随着物体一起移动,相当于滑轮组中的动滑轮;
由图甲可知,动滑轮上承重绳子的股数为n=4,绳端移动的距离为s=4h=4×2m=8m,
绳端移动的速度是;
使用此滑轮组拉力所做的有用功为W有用=G物h=1000N×2m=2000J,
拉力所做的总功为W总=Fs=400N×8m=3200J,
拉力所做的额外功为W额=W总﹣W有用=3200J﹣2000J=1200J;
此过程的机械效率为;
根据可知,“车梯”的机械效率与提升重物的速度无关,即若以更大的速度匀速提升重物,则“车梯”的机械效率不变。
故答案为:动滑轮;0.8;1200;62.5;不变。
22.【解答】解:(1)提升物体做的有用功为:W有=Gh=18kg×10N/kg×0.5m=90J,
机械效率:η=90%,
提升该物体需要做的总功为:W总100J;
(2)将物体的悬挂点A移至B处,阻力臂变大,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,即提升物体的拉力将变大;
(3)将物体的悬挂点A移至B处,仍将物体缓慢提升0.5m,提升物体的有用功不变,杠杆重心提升的高度减小,额外功减小,根据机械效率的公式可知,机械效率变大;
故答案为:100;变大;变大。
23.【解答】解:
(1)由图可知,在0~1min内,冰吸收热量,温度升高了5℃;冰化成水后,质量不变,根据题意可知,水的比热容是冰的比热容的2倍,根据Q=cmΔt可知,水升高5℃所需的热量为冰升高5℃所需热量的2倍,即水升高5℃,所需的加热时间为2min,故乙图线是水的升温图象;
(2)由图可知,1~3min内冰块处于熔化过程,由于冰为晶体,在冰在熔化的过程中,冰会吸收热量,内能增大,但温度保持不变;
(3)冰1min吸收的热量为:
Q冰=c冰m冰Δt=2.1×103J/(kg•℃)×100×10﹣3kg×5℃=1.05×103J,
酒精灯在相同时间内的加热效果相同,1~3min内,冰水混合物吸收的热量是冰吸收热量的2倍,所以冰水混合物吸收的热量为Q冰水=2Q冰=2×1.05×103J=2.1×103J。
故答案为:乙;增加;2.1×103。
24.【解答】解:由图可知,A图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油机处于吸气冲程;
B图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,汽油机处于排气冲程;
C图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,汽油机处于压缩冲程;
D图中进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,汽油机处于做功冲程,
因此D图是为发动机提供动力的冲程;
飞轮的转速1500r/min=25r/s,即该汽油机1s做功12.5次,
输出机械能的功率:P2250W;
12g汽油完全燃烧释放的热量:,
汽油机1min输出的机械能:W″=Pt′=2250W×1×60s=1.35×105J,
满负荷工作时这种汽油机的效率:,
若将其效率提高5%,即η′=η+Δη=25%+5%=30%,
此时需要汽油完全燃烧释放的热量:,
由Q放=mq可得,所需汽油的质量:,
满负荷工作5小时可以节省汽油的质量:Δm=n(m﹣m′)=5×60×(12g﹣10g)=600g=0.6kg。
故答案为:D;2250;0.6。
三.作图题(共1小题)
25.【解答】解:(1)连接OA,过点A作垂直OA向上的力F1,此时力臂最长,根据杠杆平衡条件,力F1即为提起A点的最小动力,OA即为对应的动力臂L1,作图如下:
解:(2)以定滑轮挂钩为起点绕绳,最终绳子自由端拉力朝下,作图如下:
(3)要求开关S1同时控制两盏灯,S2只控制L2并且使两盏灯互不影响,则两盏灯并联,开关S1在干路上,S2在L2支路上,连接实物电路如下:
故答案为:;
(2);
(3)。
四.实验探究题(共4小题)
26.【解答】解:(1)图甲中实验前没挂钩码时,发现杠杆右端上翘,调节时重心应向右移动,需要调节平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡;
(2)设一钩码重为G,一格为L,根据杠杆平衡条件可知:3G×4L=FD×3L,所以FD=4G,需在D点挂4个钩码;
(3)由于此题中的阻力和阻力臂不变,据F1l1=F2l2可知,利用图像丙中任意一组数据都能得出,F2l2=F1l1=0.1m×3N=0.3N•m;
故若当l1为0.6m时,F10.5N;
(4)①由图乙可知,重物A对应的刻度为9g,左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和,根据m=ρV可知,
1.0g/cm3×30cm3=ρ液×30cm3+9g,
解得:ρ液=0.7g/cm3;
②左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和,根据m=ρV可知,
ρ水V=ρ液V+m,即ρ液ρ水mm+ρ水,
液体的体积和水的密度一定,所以待测液体密度ρ液与重物A所示质量m成一次函数关系,且重物A所示质量m越大,对应待测液体密度ρ液越小,所以图丙中图线b符合此关系;
③由于重物A所示质量m越大,对应待测液体密度ρ液越小,因此可将右侧容器装水,左侧容器装待测液体,由于左侧容器内的液体质量等于右侧容器内的液体质量与重物A所示质量之和,根据m=ρV可知,
ρ液V=ρ水V+m,即ρ液ρ水m,
重物A所示质量m越大,对应待测液体密度ρ液越大;
要使该装置的测量范围变为1.0~1.2g/cm3,当液体密度为1.2g/cm3,重物A的质量为10g,代入上式,解得V=50cm3=50mL,故调整措施为:改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为50mL。
故答案为:(1)右;(2)4;(3)0.5;(4)①0.7;②b;③改成右侧容器装水,左侧容器装待测液体,且容器的体积为50mL。
27.【解答】解:(1)据题意可知,实验中通过小球撞击木块时对木块做功的多少来探究小球的动能大小,即小球撞击木块时的动能的大小,故B符合题意,AC不符合题意。
故选:B;
(2)铁球从不同的高度从斜面上由静止下落,到达斜面底时的速度就不同,所以应将同一铁球从斜面不同的高度由静止释放;
铁球的质量相同,到达水平面的速度不同,探究铁球动能的大小与速度的关系;
(3)图2中对不同的车型进行限速,原因是不同车型质量不同,行驶过程中具有的动能不同,限速可以起到减少事故发生的作用
(4)①图3的A、B让质量相同的物体从不同高度落向插入沙坑中的木桩,通过木桩陷入沙中的深度来反映重力势能的大小,也就是探究重力势与高度的关系,B中高度大,插入沙坑中的木桩深度大,可得结论:当物体的质量相同时,高度越高,物体的重力势能越大;
②若图3中B、C两物块质量不同,被举高度不同,但两木桩扎入沙坑的深度相同,所以能说明乙、丙的初始的重力势能相同;
(5)支持力与小球的运动距离垂直,所以小球所受的支持力不做功;
已知小球的质量和抛出时的速度相同,所以具有的动能Ek相同,无论小球沿什么方向抛出,不考虑空气阻力,小球沿光滑的斜面上升到最高点h1时速度为零,即动能全部转化为重力势能,重力势能大,高度高;而乙到达最高处h2时在水平方向还有速度,即动能只有一部分转化为重力势能,重力势能小,因此上升高度小一些,故h1大于h2。
故答案为:(1)B;(2)不同;速度;(3)动能;(4)①质量相同时,高度越高,重力势能越大;②相同;(5)没有;大于。
28.【解答】解:(1)实验中应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)由图乙知,当燃料燃尽时,图线b的温度变化大,水吸收的热量多,说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,由公式q可知,b的热值大;
(3)烧杯内水的初温和质量相同,燃料c在6min时水就沸腾了,说明水吸收的热量多,造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧过程比较快;由图丙可知,燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾,燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾,表明c放出的热量多;
(4)由图丙可知,两种燃料全部燃尽时,c燃料使水升高的温度更大,水吸收的热量多,说明c燃烧时放出的热量多,由公式q可知,c的热值大,故能比较热值的大小。
故答案为:(1)质量;温度计上升的示数;(2)b;(3)燃料c的燃烧过程比较快;大于;(4)能。
29.【解答】解:(1)读图可知,C图中将灯泡用导线接在电源 的两极之间,从而形成电流的通路,可以发光;B图中,用导线直接连接了电源的两极,会造成电源短路。
(2)为了探究S2的控制作用,S1应闭合,再通过改变S2的状态观察两灯发光情况,发现S2断开时,L1 支路仍正常工作,L1亮,L2支路断路,L2不亮,由此可知,并联电路的用电器彼此互不影响。
(3)串联电路中的开关控制整个电路,而并联 电路中,干路上的开关也控制整个电路;因此一个开关控制两只灯泡的亮和灭,则两只灯泡既可以串联也可以并联。
当他用图3所示元件并联接到图3中CD两端,短时间闭合开关,发现两个小灯泡均不亮,说明两灯均被短路,说明两灯不是串联,拆下此导线,两灯均发光,则它们是并联的。
(4)因为并联电路各用电器互不影响,所以可以先断开开关,取下其中一个小灯泡;再闭合开关,观察另一个小灯泡是否发光。若发光则两灯并联,若不发光则两灯串联。
故答案为:(1)C;B;
(2)闭合;互不;
(3)不一定串联;并;
(4)断开开关,取下其中一个小灯泡;再闭合开关,观察另一个小灯泡是否发光。若发光则两灯并联,若不发光则两灯串联。
五.计算题(共1小题)
30.【解答】解:(1)由图可知,当速度为50km/h时,汽车受到的阻力为4000N,由于汽车做匀速直线运动,汽车受到的牵引力F大小与汽车受到的阻力f大小相等,即F=f=4000N,汽车牵引力做的功W机=Fs=Fvt=4000N×50km/h×0.2h=4000N×1×104m=4×107J;
(2)完全燃烧2.5kg燃料放出的热量为:
Q放=mq=2.5kg×4.5×107J/kg=1.125×108J;
(3)有效利用的能量等于汽车牵引力做的功与转化成电能的能量之和,即W有=W机+W电=4×107J+1×108J×5%=4.5×107J,
内燃机工作时的效率为:
η100%100%=40%。
答:(1)汽车测试过程中牵引力做的功是4×107J;
(2)燃料燃烧放出的总热量是1.125×108J;
(3)汽车测试过程中,内燃机的效率是40%。
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