精品解析：江西新余市第四中学等校2026-2027学年九年级上学期第一次段考物理试卷

2026—2027学年度初三上学期第一次段考 物理试卷 试卷说明：考试时间80分钟 试卷满分：80分 一、填空题（共16分。本大题共8小题，每小题2分，每空1分） 1. 最早的热机是蒸汽机，经过英国发明家___________的改良，在18世纪得到广泛使用，极大推动了工业革命。为了纪念他，以他的名字作为___________的单位。 2. 《庄子·外物》中记载：“木与木相摩则燃”，利用木头摩擦取火是通过___________的方式改变木头的内能；白居易诗：“绿蚁新醅酒，红泥小火炉。”用小火炉温酒则是通过___________的方式改变酒的内能。 3. 小勇上学时的教室在三楼，早晨他背着重30 N的书包从一楼爬上三楼，用时30 s，若每层楼高4 m，则爬楼过程中他对书包做功的功率为___________W。上了三楼之后，小勇再沿着水平走廊走了15 m进入教室，在水平走廊行进过程中对书包做功为___________J。 4. 跟丝绸摩擦过的玻璃棒带___________电，紧接着用该玻璃棒接触验电器的金属球，发现金属箔片张开一定的角度，如图所示。此时两片金属箔带同种电荷，由于相互___________而张开。 5. 北京时间2026年8月19日，朱雀三号遥二火箭实现陆地回收，如图所示。它是我国首枚成功陆地垂直回收的民营轨道运载火箭，具有重大历史意义。该火箭采用液态甲烷作为燃料，是因为其具有___________大的优点，朱雀三号在接近地面时匀速下落过程中，机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 6. 转眼已是深秋，层林尽染，江山如画。小明和家人外出秋游，到达预订的旅馆，领取了房间的取电房卡后，发现将房卡插进卡槽，房间内的用电器才可使用，房卡相当于电路中的___________；放下行李后，小明给移动电源充电，此时移动电源相当于___________。（均填电路元件名称） 7. 如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程，若飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功______次。 8. 如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究冰熔化时温度随时间变化图像，AB段比热容___________CD段比热容（选填“大于”“等于”或“小于”）；由图中数据可推算，冰的比热容为___________。[水的比热容为] 二、选择题（共14分。第9～12小题，每小题只有一个正确答案，每小题2分；第13、14小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分） 9. 《中华诗词大会》让海内外观众领略了中华传统文化之美，对以下古诗词中所包含的物理知识理解正确的是（ ） A. “会当凌绝顶，一览众山小”——同一人所处位置越高，重力势能越大 B. “泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯”——同水相比，沙的比热容大一些 C. “瀚海阑干百丈冰，愁云惨淡万里凝”——水结冰过程中内能不变 D. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”——若燃料燃烧不充分，燃料的热值会减小 10. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 皮球经过相同高度的A、B两点时动能相等 B. 皮球在D点时的机械能小于C点时的机械能 C. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 D. 皮球经过B、D两点时机械能相等 11. 下列电路中两个灯泡都能够独立工作的是 A. B. C. D. 12. 为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ） ①以较快的速度提升重物 ②增大物重 ③改变绕线方式，增加动滑轮上绳子股数 ④把滑轮做得更轻巧 ⑤定时润滑，减小滑轮在转动过程中的摩擦 ⑥将物体提升到更高处 A. ②③⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ②④⑤ 13. 下列内容摘自小华同学的课堂笔记，其中说法遵循科学道理的是（ ） A. 提升同一物体，动滑轮比定滑轮省力，机械效率更高 B. 由可知，功率跟功成正比，所以机械做功越多，功率越大 C. 有用功必定小于总功，所以机械效率总小于1 D. 功率大的机械，机械效率不一定高 14. 如图所示，重为3.2×104 N的汽车，经过一段水平路面，再以9.6×104 W的功率匀速爬上高50 m、长100 m的斜坡，已知汽车上坡的机械效率为80%，以下说法正确的是（ ） A. 汽车爬坡时牵引力所做的功为1.6×106 J B. 斜面的摩擦力为4000 N C. 汽车爬坡时的速度为4.8 m/s D. 汽车爬坡时应该换用高速挡，以增大牵引力 三、计算题（共22分。本大题共3小题，第15题7分，第16题7分，第17题8分） 15. 某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q=6.3×107J/m3。求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）燃气灶烧水时的热效率。 16. 司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300 km，汽车匀速行驶时的阻力与速度的关系如下表所示。出发前汽车油箱剩余40 L汽油，已知汽油的密度为0.8×103 kg/m3，汽油热值为4.5×107 J/kg，汽油完全燃烧产生的内能转化为机械能的效率是40%，求： 速度v（m/s） 10 20 30 40 阻力f/N 0.3×103 1.2×103 2.7×103 4.8×103 （1）当汽车以20 m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率； （2）若汽车以30 m/s的速度行驶，汽车到达目的地牵引力需做多少功？ （3）若小李计划全程以30 m/s的速度行驶至目的地，通过计算说明汽车在途中是否需要加油？ 17. 如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）动滑轮的重； （3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？ 四、实验探究题（共28分。本大题共4小题，每题7分） 18. 引体向上是一项很好的健身运动，如图所示，该运动的规范动作是两手正握单杠，上提时，下颚须超过杠面，两臂放直，不能屈臂。这样上拉下放，可达有效锻炼手臂和肩背力量。学习了功率知识后，小华想测量自己做“引体向上”时的功率，现进行了粗略测算。 （1）测量功率的原理是___________。 （2）测量中所需要的器材有磅秤、___________和___________。 （3）设计的实验步骤如下，其中不必要测量的是___________（填字母）。 A. 人的质量m B. 单杠的高度H C. 每次身体上升的高度h D. 完成15个“引体向上”所用时间t （4）最后计算出引体向上的功率表达式：P=___________（利用以上数据和测得的物理量符号表示）。 （5）同学小宇在1 min内完成15个规范动作，两人讨论后认为，小宇和小华的功率不相等，原因可能是_________________________________（写出一条即可），若小宇同学在做的过程中逐渐体力不支，每做一个引体向上所用时间变长，那么他做引体向上的功率会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 19. 板鸭是一道客家名菜，被誉为腊味之王。立冬到立春期间昼夜温差大，是制作板鸭的最佳时期。 【问题】林红同学实地参观某板鸭晾晒场，如图甲所示，发现晾晒区的地面上铺了厚厚的一层砂石。技术人员告诉她，沙子比土壤更易增大昼夜间的温度差，于是林红收集了该处的砂石和土壤用于探究它们的吸热、放热性能实验。 【证据】 （1）林红组装如图乙所示装置进行探究，其组装顺序是____（选填“自上而下”或“自下而上”），在固定夹子B的高度时，____（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯； （2）如图乙所示装置中，用相同的酒精灯分别给初温相同且____相等的砂石和土壤加热； 根据实验数据，林红绘制了如图丙所示砂石和土壤的温度-时间图线。 【解释】 （3）通过比较____（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来比较砂石和土壤吸收热量的多少； （4）分析图线可知____的吸热能力强，质量相同时吸收或放出相同的热量____的温度变化大。 【交流】林红查阅了有关土壤比热容的相关资料，整理出如表中数据。 土壤湿度 干土壤 土壤湿度10% 土壤湿度15% 土壤湿度20% 比热容/J(kg·℃)-1 0.84×103 1.15×103 1.4×103 1.8×103 （5）由数据可知土壤的比热容并不是固定值，还受______的影响。 20. 小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角度有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关。 为验证猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表。请完成相关问题： 实验次数 斜面的倾斜角度 斜面的粗糙程度 物重G/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率η 1 20° 玻璃面 2.1 0.09 0.5 0.6 63% 2 30° 玻璃面 2.1 0.21 0.5 1.1 80.2% 3 45° 玻璃面 2.1 0.36 0.5 1.8 4 45° 棉布面 2.1 0.36 0.5 2.0 75.6% （1）表格中缺少1个数据，请补充完整___________； （2）在实验操作过程中，应沿平行于斜面的方向向上___________拉动木块； （3）对比1、2、3次实验可知，在其他条件一定时，斜面的倾斜角度越大，机械效率越___________； （4）对比___________次实验可知，在其他条件一定时，斜面的粗糙程度越大，机械效率越___________； （5）根据第4次实验数据，可以计算出木块在棉布表面受到的摩擦力是___________N； （6）斜面在我们生活中的应用有____________（写出一种即可）。 21. 为丰富校园文化生活，培养学生的科学素养，我校举办了“小车驰骋，水箭冲天！”科技节，同学们热情高涨，共有600余名同学参赛，现场非常轰动，竞赛分两大类： （1）无碳小车拉力赛：为呼应绿色创新理念，小车工作过程中不燃烧含碳燃料，也不可使用电池供电作为能量来源，比赛中，同学们设计各式各样的小车，大致可以分为三类（如下图）： ①a类型无碳小车是将重物的___________势能转化为小车的机械能，b类型无碳小车则是将___________势能转化为小车的机械能。 ②c类型无碳小车能够运动起来，基本原理是利用了力的作用是___________的； （2）水火箭大赛：比赛要求以塑料瓶为主体，进行自主设计（水火箭基本构造如图1，比赛现场如图2），水火箭的基本原理是利用瓶内高压使水向外喷射，让水火箭斜向上飞出，飞行的水平距离最远者获胜： ①水火箭的原理最接近无碳小车中的___________类（选填a、b或c）；在火箭发射前，参赛选手利用打气筒向塑料瓶内打气，使得瓶内气体的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；水火箭发射后加速上升阶段，瓶内高压气体的内能转化为火箭的机械能； ②如图3所示，水火箭到达最高点时动能___________（选填“为零”或“不为零”），已知物理学中重力势能的计算式为Ep=mgh，某次发射到达最高点时水火箭的重力势能为30 J，质量为0.2 kg，则水火箭此时的高度为___________m。（g取10N/kg） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026—2027学年度初三上学期第一次段考 物理试卷 试卷说明：考试时间80分钟 试卷满分：80分 一、填空题（共16分。本大题共8小题，每小题2分，每空1分） 1. 最早的热机是蒸汽机，经过英国发明家___________的改良，在18世纪得到广泛使用，极大推动了工业革命。为了纪念他，以他的名字作为___________的单位。 【答案】 ①. 瓦特 ②. 功率 【解析】 【详解】物理学家瓦特是世人公认的蒸汽机改良者，蒸汽机推动了工业的发展和人类文明的进步，人们为了纪念瓦特，将瓦特的名字命名为功率的单位，简称瓦（W）。 2. 《庄子·外物》中记载：“木与木相摩则燃”，利用木头摩擦取火是通过___________的方式改变木头的内能；白居易诗：“绿蚁新醅酒，红泥小火炉。”用小火炉温酒则是通过___________的方式改变酒的内能。 【答案】 ①. 做功 ②. 热传递 【解析】 【详解】木头摩擦时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，属于做功改变内能；小火炉温酒时，热量从高温的火炉传递给低温的酒，属于热传递改变内能。 3. 小勇上学时的教室在三楼，早晨他背着重30 N的书包从一楼爬上三楼，用时30 s，若每层楼高4 m，则爬楼过程中他对书包做功的功率为___________W。上了三楼之后，小勇再沿着水平走廊走了15 m进入教室，在水平走廊行进过程中对书包做功为___________J。 【答案】 ①. 8 ②. 0 【解析】 【详解】爬楼到三楼，上升了2个层高，所以上升高度为 对书包做的功为 对书包做功的功率为 水平行进时对书包的力竖直向上，移动距离沿水平方向，书包没有在力的方向上移动距离，故对书包做功为0J。 4. 跟丝绸摩擦过的玻璃棒带___________电，紧接着用该玻璃棒接触验电器的金属球，发现金属箔片张开一定的角度，如图所示。此时两片金属箔带同种电荷，由于相互___________而张开。 【答案】 ①. 正 ②. 排斥 【解析】 【详解】丝绸与玻璃棒摩擦时，玻璃棒的电子会转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子带正电。 带正电的玻璃棒接触验电器金属球时，电荷会传导到验电器的两片金属箔上，使两片金属箔带上同种正电荷；根据电荷间的相互作用规律：同种电荷相互排斥，因此金属箔会相互排斥张开一定角度。 5. 北京时间2026年8月19日，朱雀三号遥二火箭实现陆地回收，如图所示。它是我国首枚成功陆地垂直回收的民营轨道运载火箭，具有重大历史意义。该火箭采用液态甲烷作为燃料，是因为其具有___________大的优点，朱雀三号在接近地面时匀速下落过程中，机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【答案】 ①. 热值 ②. 减小 【解析】 【详解】运载火箭需燃料燃烧释放大量能量，液氢的热值较大，相同质量的液氢完全燃烧比其他燃料放出的热量更多，因此适合作为火箭燃料。 火箭匀速下落时，质量不变、速度不变，动能不变；高度减小，重力势能减小；机械能为动能与重力势能之和，故机械能减小。 6. 转眼已是深秋，层林尽染，江山如画。小明和家人外出秋游，到达预订的旅馆，领取了房间的取电房卡后，发现将房卡插进卡槽，房间内的用电器才可使用，房卡相当于电路中的___________；放下行李后，小明给移动电源充电，此时移动电源相当于___________。（均填电路元件名称） 【答案】 ①. 开关 ②. 用电器 【解析】 【详解】房卡可控制房间内用电器的通断，作用与电路中的开关一致；给移动电源充电时，移动电源消耗电能，属于电路中的用电器。 7. 如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程，若飞轮转速是1800r/min，该汽油机工作时每秒对外做功______次。 【答案】 ①. 压缩 ②. 15 【解析】 【详解】[1]如图，两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程。 [2]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。飞轮转速是1800r/min，即每秒钟转30圈，完成60个冲程，做功15次。 8. 如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究冰熔化时温度随时间变化图像，AB段比热容___________CD段比热容（选填“大于”“等于”或“小于”）；由图中数据可推算，冰的比热容为___________。[水的比热容为] 【答案】 ①. 小于 ②. 【解析】 【详解】实验中使用同一加热装置，相同时间内物质吸收的热量相等。 AB段是固态冰，温度从升高到，温度变化，加热时间为5min。 CD段是液态水，温度从升高到，温度变化，加热时间为 根据，质量和升高温度相同时，比热容与吸收热量（加热时间）成正比，即冰的比热容为 则AB段比热容小于CD段比热容。 二、选择题（共14分。第9～12小题，每小题只有一个正确答案，每小题2分；第13、14小题为不定项选择，每小题有一个或几个正确答案，全部选择正确得3分，选择正确但不全得1分，不选、多选或错选得0分） 9. 《中华诗词大会》让海内外观众领略了中华传统文化之美，对以下古诗词中所包含的物理知识理解正确的是（ ） A. “会当凌绝顶，一览众山小”——同一人所处位置越高，重力势能越大 B. “泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯”——同水相比，沙的比热容大一些 C. “瀚海阑干百丈冰，愁云惨淡万里凝”——水结冰过程中内能不变 D. “煮豆燃豆萁，豆在釜中泣”——若燃料燃烧不充分，燃料的热值会减小 【答案】A 【解析】 【详解】A．重力势能与质量、高度有关，同一人质量不变，所处位置越高，重力势能越大，故A正确； B．由可知，相同质量的水和沙吸收相同热量时沙升温更快，说明沙的比热容小于水，故B错误； C．水结冰是凝固过程，持续放热，内能减小，故C错误； D．热值是燃料的固有属性，与燃烧是否充分无关，故D错误。 故选A。 10. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 皮球经过相同高度的A、B两点时动能相等 B. 皮球在D点时的机械能小于C点时的机械能 C. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零 D. 皮球经过B、D两点时机械能相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．皮球经过同高度的A、B两点时，重力势能相等，机械能包括动能和势能，由于克服空气阻力做功，消耗了部分机械能，则B点的动能小于A点的动能，故A错误； B．皮球从C点运动到D点过程中克服空气阻力做功，机械能减小，所以在D点时的机械能小于在C点时的机械能，故B正确； C．皮球第一次反弹后到达最高点P点时仍具有向右的速度，所以皮球的速度不为0，故C错误； D．皮球从B点运动到D点过程中克服空气阻力做功，机械能不断减小，则在D点时的机械能小于在B点时的机械能，故D错误。 故选 B。 11. 下列电路中两个灯泡都能够独立工作的是 A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．当两开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合S，上面灯泡单独工作，但下面的灯泡不能单独工作，故A不符合题意； B．当三开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合S和S1，上面灯泡单独工作；只闭合S和S2，下面灯泡单独工作，故B符合题意； C．闭合开关S，两个灯泡同时工作，但不能让两个灯泡单独工作，故C不符合题意； D．当两开关同时闭合，两个灯泡同时工作；只闭合S，下面灯泡单独工作，但上面的灯泡不能单独工作，故D不符合题意． 12. 为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ） ①以较快的速度提升重物 ②增大物重 ③改变绕线方式，增加动滑轮上绳子股数 ④把滑轮做得更轻巧 ⑤定时润滑，减小滑轮在转动过程中的摩擦 ⑥将物体提升到更高处 A. ②③⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ②④⑤ 【答案】D 【解析】 【详解】滑轮组机械效率，影响机械效率的关键是有用功占总功的比例，即减少额外功、提高有用功占比。 机械效率与提升速度无关，以较快的速度提升重物，速度只影响做功快慢（功率），不影响有用功与额外功的比例，η不变，故①不能提高机械效率； 物重增大，在提升高度相同时，有用功 Gh 增大，而额外功主要来自动滑轮重和摩擦，几乎不变，因此有用功占比增大，机械效率提高，故②能提高机械效率； 增加动滑轮上的绳子股数，即n增大，则绳子自由端移动距离增大；在物重和动滑轮重不变时，有用功Gh不变，动滑轮重力、摩擦均不变时额外功不变，所以改变绕线方式不能提高机械效率，故③不能提高机械效率； 把滑轮做得更轻巧，可以减小动滑轮重力，额外功减少，有用功占总功的比值增大，增大，故④能提高机械效率； 定时润滑，减小滑轮在转动过程中的摩擦，额外功减少，有用功占总功的比值增大，增大，故⑤能提高机械效率； 在不考虑摩擦的情况下，由可知，机械效率与物体提升的高度无关，故⑥不能提高机械效率。 故选D。 13. 下列内容摘自小华同学的课堂笔记，其中说法遵循科学道理的是（ ） A. 提升同一物体，动滑轮比定滑轮省力，机械效率更高 B. 由可知，功率跟功成正比，所以机械做功越多，功率越大 C. 有用功必定小于总功，所以机械效率总小于1 D. 功率大的机械，机械效率不一定高 【答案】CD 【解析】 【详解】A．提升同一物体时，动滑轮需克服自身重力做额外功，额外功比定滑轮多，机械效率更低，故A不符合题意； B．由可知，功率由功和做功时间共同决定，未控制时间相同时，做功多功率不一定大，故B不符合题意； C．总功是有用功和额外功的总和，实际使用机械时必然会存在克服摩擦、机械自重等产生的额外功，因此有用功一定小于总功，由得机械效率总小于1，故C符合题意； D．功率反映做功快慢，机械效率反映有用功占总功的比值，二者无必然联系，因此功率大的机械机械效率不一定高，故D符合题意。 故选CD。 14. 如图所示，重为3.2×104 N的汽车，经过一段水平路面，再以9.6×104 W的功率匀速爬上高50 m、长100 m的斜坡，已知汽车上坡的机械效率为80%，以下说法正确的是（ ） A. 汽车爬坡时牵引力所做的功为1.6×106 J B. 斜面的摩擦力为4000 N C. 汽车爬坡时的速度为4.8 m/s D. 汽车爬坡时应该换用高速挡，以增大牵引力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．汽车爬坡时所做的有用功 汽车爬坡时所做的总功，故A错误； B．汽车爬坡时克服摩擦力所做的额外功 摩擦力为，故B正确； C．汽车爬坡时牵引力 汽车爬坡时的速度为，故C正确； D．由可知，功率一定时，速度越小牵引力越大，爬坡时应换用低速挡，获得更大的牵引力，故D错误。 故选BC。 三、计算题（共22分。本大题共3小题，第15题7分，第16题7分，第17题8分） 15. 某物理兴趣小组的同学，用燃气灶烧水时给10kg水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.08m3的天然气，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，天然气热值为q=6.3×107J/m3。求： （1）天然气完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）燃气灶烧水时的热效率。 【答案】（1）5.04×106J；（2）2.52×106J；（3）50% 【解析】 【详解】解：（1）由题意可知，完全燃烧了0.08m3的天然气，天然气热值为q=6.3×107J/m3，根据热值公式可知，天然气完全燃烧产生的热量 天然气完全燃烧产生的热量为5.04×106J。 （2）由图可知，经过6min时间加热，水升高的温度 水的质量为10kg，水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)，根据比热容公式可知，水所吸收的热量 水所吸收的热量为2.52×106J。 （3）燃气灶烧水时的热效率 燃气灶烧水时的热效率为50%。 答：（1）天然气完全燃烧产生的热量为5.04×106J； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.52×106J； （3）燃气灶烧水时的热效率为50%。 16. 司机小李驾车沿高速公路到某地旅游，路程为300 km，汽车匀速行驶时的阻力与速度的关系如下表所示。出发前汽车油箱剩余40 L汽油，已知汽油的密度为0.8×103 kg/m3，汽油热值为4.5×107 J/kg，汽油完全燃烧产生的内能转化为机械能的效率是40%，求： 速度v（m/s） 10 20 30 40 阻力f/N 0.3×103 1.2×103 2.7×103 4.8×103 （1）当汽车以20 m/s的速度行驶时，汽车发动机的输出功率； （2）若汽车以30 m/s的速度行驶，汽车到达目的地牵引力需做多少功？ （3）若小李计划全程以30 m/s的速度行驶至目的地，通过计算说明汽车在途中是否需要加油？ 【答案】（1） （2） （3） 需要加油 【解析】 【小问1详解】 汽车以20m/s匀速行驶，牵引力与阻力平衡 发动机输出功率 【小问2详解】 汽车以30m/s匀速行驶，牵引力与阻力平衡 行驶路程 牵引力做功 【小问3详解】 汽油体积 汽油质量 汽油完全燃烧放热 可转化的机械能 因 ，故途中需要加油。 17. 如图所示，工人师傅用150N的拉力，使重为1000N的物体以0.2m/s的速度在地面上沿水平方向做匀速直线运动，已知物体在运动时受到地面的摩擦力为物重的0.2倍。不计绳重及绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦。求： （1）工人师傅拉力的功率； （2）动滑轮的重； （3）若物重增大到2000N，则滑轮组的机械效率是多少？ 【答案】（1）60W；（2）100N；（3）80％ 【解析】 【分析】 【详解】解：（1）该滑轮组动滑轮上有两段绳子承载，整个过程克服摩擦力做功。绳端移动的速度 拉力做功的功率 （2）根据F=，动滑轮重力为 G动=nF-f=nF-0.2G=2×150N-0.2×1000N=100N （3）若物重增大到2000N，则此时物体与地面之间的摩擦力 绳端拉力 滑轮组的机械效率 答：（1）工人师傅拉力的功率为60W； （2）动滑轮重力为100N； （3）滑轮组的机械效率为80％。 四、实验探究题（共28分。本大题共4小题，每题7分） 18. 引体向上是一项很好的健身运动，如图所示，该运动的规范动作是两手正握单杠，上提时，下颚须超过杠面，两臂放直，不能屈臂。这样上拉下放，可达有效锻炼手臂和肩背力量。学习了功率知识后，小华想测量自己做“引体向上”时的功率，现进行了粗略测算。 （1）测量功率的原理是___________。 （2）测量中所需要的器材有磅秤、___________和___________。 （3）设计的实验步骤如下，其中不必要测量的是___________（填字母）。 A. 人的质量m B. 单杠的高度H C. 每次身体上升的高度h D. 完成15个“引体向上”所用时间t （4）最后计算出引体向上的功率表达式：P=___________（利用以上数据和测得的物理量符号表示）。 （5）同学小宇在1 min内完成15个规范动作，两人讨论后认为，小宇和小华的功率不相等，原因可能是_________________________________（写出一条即可），若小宇同学在做的过程中逐渐体力不支，每做一个引体向上所用时间变长，那么他做引体向上的功率会___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】（1） （2） ①. 刻度尺 ②. 秒表 （3）B （4） （5） ①. 两位同学的质量不相同 ②. 变小 【解析】 【小问1详解】 实验中通过测量引体向上时做功的多少与做功的时间之比，间接测量引体向上时的功率，所以实验原理是​。 【小问2详解】 引体向上过程中，人克服自身重力做功 已经用磅秤测质量，还需要用刻度尺测量身体上升的高度，用秒表测量完成多次动作的总时间。 【小问3详解】 我们不需要知道单杠的高度，只需要知道每次动作中身体上升的高度差即可，因此不需要测量单杠高度，故选B。 【小问4详解】 完成1次引体向上做功为 15次总功，所用时间为，则功率表达式​ 【小问5详解】 两人1分钟内完成的动作数量相同，但功率由质量、上升高度、总时间共同决定，若两人质量不同（或每次上升高度不同），总功就不同，功率就不相等； 当每做一个引体向上的时间变长，完成15个动作的总时间变大，而克服重力所做的功不变，由​可知，功率会变小。 19. 板鸭是一道客家名菜，被誉为腊味之王。立冬到立春期间昼夜温差大，是制作板鸭的最佳时期。 【问题】林红同学实地参观某板鸭晾晒场，如图甲所示，发现晾晒区的地面上铺了厚厚的一层砂石。技术人员告诉她，沙子比土壤更易增大昼夜间的温度差，于是林红收集了该处的砂石和土壤用于探究它们的吸热、放热性能实验。 【证据】 （1）林红组装如图乙所示装置进行探究，其组装顺序是____（选填“自上而下”或“自下而上”），在固定夹子B的高度时，____（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯； （2）如图乙所示装置中，用相同的酒精灯分别给初温相同且____相等的砂石和土壤加热； 根据实验数据，林红绘制了如图丙所示砂石和土壤的温度-时间图线。 【解释】 （3）通过比较____（选填“升高的温度”或“加热的时间”）来比较砂石和土壤吸收热量的多少； （4）分析图线可知____的吸热能力强，质量相同时吸收或放出相同的热量____的温度变化大。 【交流】林红查阅了有关土壤比热容的相关资料，整理出如表中数据。 土壤湿度 干土壤 土壤湿度10% 土壤湿度15% 土壤湿度20% 比热容/J(kg·℃)-1 0.84×103 1.15×103 1.4×103 1.8×103 （5）由数据可知土壤的比热容并不是固定值，还受______的影响。 【答案】 ①. 自下而上 ②. 需要 ③. 质量 ④. 加热的时间 ⑤. 土壤 ⑥. 砂石 ⑦. 土壤湿度 【解析】 【详解】（1）[1]要用酒精灯的外焰加热，组装实验装置时，应按自下而上的顺序安装。 [2]实验过程中要用酒精灯外焰加热，调节B的高度时，需要点燃酒精灯。 （2）[3]根据比较不同物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的砂石和土壤。 （3）[4]选用相同的酒精灯加热，根据转换法，其目的是为了使砂石和土壤在相同时间内吸热相同。实验中，是通过比较加热时间来间接反映砂石和土壤所吸收的热量。 （4）[5]由图可知，在升高相同温度时，土壤所需的加热时间更长，吸收更多的热量，所以土壤的吸热能力强。 [6]质量相同时吸收或放出相同的热量吸热能力强的温度变化的少，则砂石的温度变化大。 （5）[7]由数据可知，不同湿度的土壤的比热容不同，说明土壤的比热容还受土壤湿度的影响。 20. 小明在“探究斜面的机械效率与哪些因素有关”的活动中，提出了以下猜想： A．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜角度有关； B．斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度有关。 为验证猜想，小明用木板搭成了如图所示的装置进行探究，记录数据如下表。请完成相关问题： 实验次数 斜面的倾斜角度 斜面的粗糙程度 物重G/N 斜面高度h/m 斜面长度s/m 沿斜面拉力F/N 机械效率η 1 20° 玻璃面 2.1 0.09 0.5 0.6 63% 2 30° 玻璃面 2.1 0.21 0.5 1.1 80.2% 3 45° 玻璃面 2.1 0.36 0.5 1.8 4 45° 棉布面 2.1 0.36 0.5 2.0 75.6% （1）表格中缺少1个数据，请补充完整___________； （2）在实验操作过程中，应沿平行于斜面的方向向上___________拉动木块； （3）对比1、2、3次实验可知，在其他条件一定时，斜面的倾斜角度越大，机械效率越___________； （4）对比___________次实验可知，在其他条件一定时，斜面的粗糙程度越大，机械效率越___________； （5）根据第4次实验数据，可以计算出木块在棉布表面受到的摩擦力是___________N； （6）斜面在我们生活中的应用有____________（写出一种即可）。 【答案】（1）84%  （2）匀速  （3）高 （4） ①. 3、4 ②. 低 （5）0.49 （6）盘山公路##螺丝钉 【解析】 【小问1详解】 根据表中数据，第3次的机械效率为 【小问2详解】 只有沿斜面匀速拉动木块时，木块处于平衡状态，此时弹簧测力计的拉力大小才等于木块受到的摩擦力与重力沿斜面向下的分力之和，拉力示数稳定，测量结果准确。 【小问3详解】 1、2、3次实验中，斜面粗糙程度、物重、斜面长度均相同，仅倾斜角度逐渐变大，对应的机械效率从63%升高到84%，因此可得：其他条件一定时，斜面倾斜角度越大，机械效率越高。 【小问4详解】 验证机械效率与斜面粗糙程度的关系，需控制倾斜角度、物重等其他条件完全一致，仅改变粗糙程度，符合要求的是第3、4次实验；两次实验中棉布面比玻璃面更粗糙，对应的机械效率从84%降到75.6%，因此可得：其他条件一定时，斜面粗糙程度越大，机械效率越低。 【小问5详解】 第4次实验总功 有用功 克服摩擦力做的额外功 由 【小问6详解】 生活中利用斜面省力的实例很多，比如盘山公路、螺丝钉的螺纹、残疾人通道等都符合要求。 21. 为丰富校园文化生活，培养学生的科学素养，我校举办了“小车驰骋，水箭冲天！”科技节，同学们热情高涨，共有600余名同学参赛，现场非常轰动，竞赛分两大类： （1）无碳小车拉力赛：为呼应绿色创新理念，小车工作过程中不燃烧含碳燃料，也不可使用电池供电作为能量来源，比赛中，同学们设计各式各样的小车，大致可以分为三类（如下图）： ①a类型无碳小车是将重物的___________势能转化为小车的机械能，b类型无碳小车则是将___________势能转化为小车的机械能。 ②c类型无碳小车能够运动起来，基本原理是利用了力的作用是___________的； （2）水火箭大赛：比赛要求以塑料瓶为主体，进行自主设计（水火箭基本构造如图1，比赛现场如图2），水火箭的基本原理是利用瓶内高压使水向外喷射，让水火箭斜向上飞出，飞行的水平距离最远者获胜： ①水火箭的原理最接近无碳小车中的___________类（选填a、b或c）；在火箭发射前，参赛选手利用打气筒向塑料瓶内打气，使得瓶内气体的内能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；水火箭发射后加速上升阶段，瓶内高压气体的内能转化为火箭的机械能； ②如图3所示，水火箭到达最高点时动能___________（选填“为零”或“不为零”），已知物理学中重力势能的计算式为Ep=mgh，某次发射到达最高点时水火箭的重力势能为30 J，质量为0.2 kg，则水火箭此时的高度为___________m。（g取10N/kg） 【答案】（1） ①. 重力 ②. 弹性 ③. 相互 （2） ①.  c ②. 增大 ③. 不为零 ④. 15 【解析】 【小问1详解】 a类小车的重物下落时，高度降低，将重物的重力势能转化为小车的动能等机械能； b类小车依靠发生弹性形变的橡皮筋恢复原状驱动小车，是将橡皮筋的弹性势能转化为小车的机械能。 c类小车中，气球向外喷出气体/空气，气体给小车一个反向的反作用力让小车运动，利用了力的作用是相互的这一规律。 【小问2详解】 水火箭是依靠向外喷射水获得反作用力飞行，和c类充气气球驱动小车的反冲原理完全一致； 用打气筒向瓶内打气时，是通过压缩瓶内气体做功的方式改变内能，对气体做功，瓶内气体的内能增大。 水火箭是斜向上飞出的，到达最高点时竖直方向的速度为0，但仍保留水平方向的运动速度，因此动能不为零； 根据重力势能公式，代入数值计算得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $