卷子答案网-一个不只有答案的网站广东省惠州一中集团下埔校区2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(解析版)
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）
1．（3分）2019年11月28日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示，“高分十二号”卫星的（ ）
A．动能不变 B．重力势能减小
C．机械能不变 D．机械能增大
2．（3分）如图所示下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）
A．太阳灶把水加热
B．冰箱内食物被冷冻
C．手捧热水杯感到暖和
D．飞船回收时变成火球
3．（3分）下列过程中，哪种情况小明对桶做了功（ ）
A．小明提着水桶站立不动
B．小明提着水桶沿水平路面匀速前进
C．小明提着水桶站在匀速水平运动的车厢内
D．小明提着水桶站在匀速向上运动的电梯内
4．（3分）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高的物体所含的热量越多
B．物体温度为0℃时内能为零
C．双手互搓，手的内能不会增加
D．内能可自动地从高温物体转移到低温物体
5．（3分）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气
B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功
D．排气冲程：内能转化为机械能
6．（3分）一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）
A．质量、密度、比热容和热值不变
B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
7．（3分）甲、乙两人沿同一竹竿进行爬竿比赛，甲从地面爬到竿顶用了16s，乙从地面爬到竿顶用了12s，则甲、乙两人爬竿的功率之比P甲：P乙为（ ）
A．4：3 B．3：4 C．16：9 D．9：16
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间 能转化为箭的 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 能增大。
9．（3分）如图，夏季，在高速公路服务区内，这是因为汽车在高速行驶过程中，通过 方式增加轮胎的内能，使轮胎的温度 （选填“升高”“降低”）；轮胎停在水中，通过 方式减少内能，降低温度，以保行车安全。
10．（3分）如图所示，设相同时间内物质吸收的热量相同，甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 （填“甲”或“乙”）。这是因为c冰 （填“＞”、“＜”或“＝”）c水，所以相同时间内 （填“冰”或“水”）升温更快。
11．（3分）如图所示是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是 图。在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功 （选填“升高”或“降低”），内能 （选填“增加”或“减少”）。
12．（3分）小明用20N的水平推力推重为100N的箱子，箱子纹丝不动，这时小明对物体 （选填“有”或“没有”）做功，小明再用40N的水平推力推着箱子在10s内沿水平地面匀速前进10m，则小明做了 J的功，这个过程中重力对物体做功 J。
13．（3分）若某汽油机转速是1200r/min，则在一秒钟内这台汽油机对外做功了 次，做功冲程中能量转化是由 能转化为 能。
14．（3分）“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，所以“可燃冰”是一种 能源（选填“清洁”或“污染”）；1m3甲烷完全燃烧能产生 J热量，这些热量可以使 kg的水从20℃加热到100℃．[设甲烷的热值q甲烷＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。
三、作图题（本题共3小题，（1）2分、（2）2分、（3）3分，共7分）
15．（2分）如图所示，物体A保持静止，画出A所受重力G和拉力F的示意图。
16．（2分）如图所示杠杆OB可绕O点转动在力F的作用下在水平位置平衡画出力F的力臂L。
17．（3分）用如图所示的滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法。
四、实验题（本大题3小题，16题7分，17题6分，18题7分，共20分）
18．（7分）在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。
（1）实验时，小佳应沿 方向匀速拉动弹簧测力计。
（2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 N，拉力所做的额外功为 J，动滑轮的机械效率为 %。
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 （选填“减小”“不变”或“增大”），你认为其原因是 。
序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4
2 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1
3 0.3 4 0.2 0.4
（4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施不可行的是 。
A.增加钩码的总重
B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油
D.换用质量更小的滑轮
19．（6分）如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下，撞击水平面上的木块，将木块撞出一段距离。
（1）实验中探究的是 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小的影响因素。
（2）实验中物体动能的大小是通过观察 （选填“s”或“h”）的大小来反映的，这种常用的实验方法称为 法。
（3）在探究动能与速度的关系时，要保持钢球的 不变，让钢球从 （选填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。
（4）若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，目的是探究物体的动能与物体的 （选填“质量”或“速度”）的关系。
20．（7分）为了比较不同物质的吸热能力，设计了如图甲、乙所示的实验装置，将质量相等的水与食用油分别装入烧杯中，测量出水与食用油的温度随时间的变化。
（1）图甲中，在安装实验器材时，合理的顺序是先适当调整并固定 （选填“A”或“B”）。本实验中，通过 反映液体吸收的热量多少。
（2）下表是记录的实验数据，由第1次与第 次实验数据可知，相同质量的水与食用油，在升高相同的温度时， 需要的加热时间更长，故其吸热能力更强。物理学上引入 这个物理量来代表这一特性。
物质 实验次数 质量/kg 升高的温度/℃ 加热时间/min
水 1 0.05 10 10
2 0.10 10 20
食用油 3 0.05 10 5
4 0.05 20 10
（3）请根据表中的实验记录回答：
比较3、4次实验记录，得出结论：在物质的种类和物体的质量相同时，物体吸热的多少与 有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠，因为这样能更好地控制相同时间内液体 相同。
五、计算题（本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分）
21．（6分）某煤气炉的效率是50%，现用该炉将一壶初温是20℃的水加热到沸腾（气压为1标准大气压），共完全燃烧了0.2m3的煤气，已知煤气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）。问：
（1）0.2m3的煤气完全燃烧放出多少热量？
（2）水吸收了多少热量？
（3）这壶水的质量是多少？
22．（7分）如图所示，建筑工人用滑轮组将500N的重物提升6m，物体上升速度是0.1m/s，不计绳重和摩擦。求：
（1）工人做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人做功的功率；
（4）动滑轮重。
六、综合能力题（本大题3小题，21题5分，22题6分，23题7分，共18分）
23．（5分）如图，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块
（1）第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 （选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越 （选填“高”或“低”）。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
（3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N 。把第4次与第 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙
24．（6分）阅读短文，回答相关的问题。
2016年9月15日22时04分，中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”F﹣T2火箭将“天宫二号”空间实验室成功发射升空（如图甲）。“长征二号”F﹣T2火箭通过燃烧固态氢燃料，火箭由于高速行驶与大气发生剧烈的摩擦而产生高温，所以“天宫二号”外部用整流罩包住，当离开大气，整流罩与“天宫二号”分离（如图乙）
2019年7月18日，“天宫二号”飞到我国喀什测控站上空时，地面发送降轨指令，使它在继续绕地球飞行半圈后，在南太平洋上空从此前高度约390公里的圆形轨道，然后轨道近地点从200公里降到70公里以内，让“天宫二号”直接进入大气层。航天器进入大气层后会迅速烧蚀分解、不再受控
（1）火箭利用固态氢作为燃料，主要是利用了它的 （选填“比热容”“密度”或“热值”）大的特性。
（2）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的 能。
（3）整流罩与“天宫二号”分离后，在下落过程中，整流罩的重力势能将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）高压燃气把火箭推向太空的过程中，其内能会 （选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与汽油机的 冲程相同。
（5）“天宫二号”从进入大气层到坠落预定海域的过程中，机械能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
25．（7分）如图1，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题
（1）图1实验中的能量转化方式与图2中汽油机的 （填序号）冲程相同。
（2）图2中四个冲程的工作顺序是 ，其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有 。（均填序号）
（3）汽油机的一个工作循环对外做功 次。
（4）如图3所示是等质量的两种液体吸收的热量与温度变化情况的图像。根据图中提供的信息判断，这两种液体中，选择 液体（选填“甲”或“乙”）作为汽车冷却液效果会更好。
（5）图4是柴油机的能流图，图中带“？”的是废气带走的能量。柴油机的一个工作循环中飞轮和曲轴转动 周，这台柴油机的效率η为 。
参考答案与试题解析
一、单项选择题（本大题7小题，每小题3分，共21分）
1．（3分）2019年11月28日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号丙”运载火箭，成功将“高分十二号”卫星发射升空。如图所示，“高分十二号”卫星的（ ）
A．动能不变 B．重力势能减小
C．机械能不变 D．机械能增大
【分析】根据影响动能和势能大小的因素判断动能和势能的变化，从而根据机械能等于动能与势能的和分析机械能的变化。
【解答】解：
火箭加速升空过程中，卫星也加速上升，速度变大，同时高度增加；机械能等于动能与势能的总和；故ABC错误。
故选：D。
【点评】本题解题的关键是掌握好动能和重力势能的影响因素，属于一道基础题。
2．（3分）如图所示下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是（ ）
A．太阳灶把水加热
B．冰箱内食物被冷冻
C．手捧热水杯感到暖和
D．飞船回收时变成火球
【分析】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，是机械能和内能相互转化的过程；热传递是内能从高温转移到低温的过程，二者的本质不同。
【解答】解：A、太阳灶把水加热，内能增大；
B、冰箱内食物被冷冻；
C、手捧热水杯感到暖和；
D、飞船回收时变成火球，通过做功的方式改变物体的内能。
在改变物体内能的方式上与其他三个实例不同的是D。
故选：D。
【点评】做功和热传递都可以改变物体的内能，在效果上是等效的，但其实质不同，做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移。
3．（3分）下列过程中，哪种情况小明对桶做了功（ ）
A．小明提着水桶站立不动
B．小明提着水桶沿水平路面匀速前进
C．小明提着水桶站在匀速水平运动的车厢内
D．小明提着水桶站在匀速向上运动的电梯内
【分析】首先要清楚力对物体做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离；其次会逐一分析小明提桶的各种情况是否符合做功的两个必要因素。
【解答】解：A、小明提着水桶站立不动，但水桶在竖直方向没有移动距离；
B、小明提着水桶沿在水平路面匀速前进，但水桶在竖直方向没有移动距离；
C、小明提着桶站在匀速水平运动的车厢内，但桶在水平方向移动了距离，故小明没有对桶做功。
D、小明提着桶站在匀速向上运动的电梯内，桶向上移动距离。符合题意。
故选：D。
【点评】有力有距离，力对物体不一定做功，物体必须在力的作用下通过了距离，力对物体才做功。
4．（3分）关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ）
A．温度越高的物体所含的热量越多
B．物体温度为0℃时内能为零
C．双手互搓，手的内能不会增加
D．内能可自动地从高温物体转移到低温物体
【分析】（1）根据描述热量的物理术语进行判断；
（2）一切物体都具有内能；
（3）对物体做功，内能增加；
（4）发生热传递的条件是两物体间有温度差：高温物体放热，低温物体吸热。
【解答】解：A、描述热量的术语只能用”吸收”或“放出“，故A不正确；
B、因为一切物体的分子都在不停地做无规则运动。故B不正确
C、双手互搓，因此手的内能增加；
D、发生热传递的条件是：有温度差。故D正确。
故选：D。
【点评】本题是一道热学综合题，主要考查学生对内能、热传递的条件及改变物体内能方法的理解，是中考的热点，热学的难点。
5．（3分）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ）
A．吸气冲程：只吸入空气
B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功
D．排气冲程：内能转化为机械能
【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能；另外还有压缩冲程有能量转化，将机械能转化为内能。
【解答】解：
A、汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物；
B、在压缩冲程，将机械能转化为内能，温度升高；
C、做功冲程中，燃气的内能转化为活塞的机械能；
D、排气冲程中没有能量的转化。
故选：C。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程，要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
6．（3分）一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（ ）
A．质量、密度、比热容和热值不变
B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
【分析】（1）质量是物体本身的一种属性，只有在所含物质的多少发生变化时才会改变；
（2）密度、比热容、热值是物质的某种特性，与物质的种类和状态有关，同种物质的比热容、热值一般不变。
【解答】解：（1）质量是指物体所含物质的多少；一杯酒精用掉一半后。
（2）酒精的密度、比热容和热值，是从不同的角度来描述酒精的特性；
综上所述，一杯酒精用掉一半、比热容和热值不变，D正确。
故选：D。
【点评】此题主要考查学生对物质概念的理解和掌握，明确各个物理量的真正含义后，可顺利解决此题。
7．（3分）甲、乙两人沿同一竹竿进行爬竿比赛，甲从地面爬到竿顶用了16s，乙从地面爬到竿顶用了12s，则甲、乙两人爬竿的功率之比P甲：P乙为（ ）
A．4：3 B．3：4 C．16：9 D．9：16
【分析】爬竿运动是克服自身重力做功，甲、乙两人沿同一竹竿进行爬竿比赛，则h相同，先计算出两人做的功，再计算功率，最后计算功率之比。
【解答】解：由题知爬行高度h相同，t甲＝16s，t乙＝12s，G甲：G乙＝3：4
甲做功为：W甲＝G甲h＝4Gh
乙做功为：W乙＝G乙h＝4Gh
甲做功功率：
乙做功功率：
所以：P甲：P乙＝9：16
故选：D。
【点评】本题理解爬竿运动是克服自身重力做功是解答本题的关键，解答分式是难点。
二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分）
8．（3分）如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间 弹性势 能转化为箭的 动 能，箭在空中向上飞行的过程中，箭的 重力势 能增大。
【分析】通过分析弓弹性形变程度的变化来判断弓弹性势能的变化，通过分析箭的运动情况得出箭的能量变化，从而得出能量的转化情况；
从向上飞行的箭的高度变化判断出箭重力势能的变化。
【解答】解：放开箭时，弓的弹性形变程度变小，箭由静止变为运动；
箭在空中飞行的过程中，箭的高度增加。
故答案为：弹性势；动；重力势。
【点评】在做能量的转化这种题时，我们要注意分析哪种能量增加了，哪种能量减少，因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
9．（3分）如图，夏季，在高速公路服务区内，这是因为汽车在高速行驶过程中，通过 做功 方式增加轮胎的内能，使轮胎的温度 升高 （选填“升高”“降低”）；轮胎停在水中，通过 热传递 方式减少内能，降低温度，以保行车安全。
【分析】汽车轮胎与地面摩擦，消耗的是机械能（或动能），轮胎发热说明转化成了内能；冷水冲洗轮胎可通过热传递将热量传递给水，从而达到给轮胎降温的目的。
【解答】解：（1）轮胎与地面摩擦发热的过程是因为在摩擦过程中，一部分机械能（或动能）转化成了轮胎的内能，属于做功改变物体内能；
（2）轮胎停在水中，冷水与高温的轮胎接触时，一部分水还会蒸发吸热，是由于热传递改变物体内能。
故答案为：做功；升高。
【点评】摩擦生热是典型的机械能转化为内能的例子，是我们应该熟知的。通过热传递来改变物体的温度，也是最简便有效的方法，更是生活中常见的现象。
10．（3分）如图所示，设相同时间内物质吸收的热量相同，甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 乙 （填“甲”或“乙”）。这是因为c冰 ＜ （填“＞”、“＜”或“＝”）c水，所以相同时间内 冰 （填“冰”或“水”）升温更快。
【分析】晶体熔化时，继续吸热，温度不变。熔化前为固态的冰，熔化后为液态的水，由于水的比热容大于冰的比热容，因此吸收相同热量冰的温度变化大。
【解答】解：比较甲、乙两个图象可知：
甲图中，冰块和水的温度变化相同；由于水的比热容大于冰的比热容，因此吸收相同的热量，冰块的温度升高的快。
故答案为：乙；＜；冰。
【点评】此题考查学生对熔化图象和比热容概念的理解，注意运用公式Q＝cmΔt，并结合控制变量法进行分析判断，是一道中档题。
11．（3分）如图所示是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是 乙 图。在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功 升高 （选填“升高”或“降低”），内能 增加 （选填“增加”或“减少”）。
【分析】（1）柴油机和汽油机的结构不同，柴油机顶部是喷油嘴，汽油机顶部是火花塞；
（2）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；其中压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲程将内能转化为机械能。
【解答】解：（1）由图可知，甲图中有火花塞，乙图中有喷油嘴；
（2）在汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，混合气体的温度升高。
故答案为：乙；升高。
【点评】此题考查汽油机和柴油机的区别和压缩冲程中的能量转化情况。
12．（3分）小明用20N的水平推力推重为100N的箱子，箱子纹丝不动，这时小明对物体 没有 （选填“有”或“没有”）做功，小明再用40N的水平推力推着箱子在10s内沿水平地面匀速前进10m，则小明做了 400 J的功，这个过程中重力对物体做功 0 J。
【分析】（1）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动的距离，二者缺一不可；
（2）知道推力的大小和箱子移动的距离，根据W＝Fs求出小明做的功。
【解答】解：（1）小明用20N的水平推力推箱子，箱子纹丝不动，但是箱子没有在力的方向上移动距离；
（2）小明用40N的水平推力推着箱子在10s内沿水平地面匀速前进10m时，小明做的功：
W＝Fs＝40N×10m＝400J，
由题知，箱子在水平地面上运动，所以重力做功为0J；
故答案为：没有；400；0。
【点评】本题考查了力是否做功的判断和功的计算，明确做功的两个条件是关键。
13．（3分）若某汽油机转速是1200r/min，则在一秒钟内这台汽油机对外做功了 10 次，做功冲程中能量转化是由 内 能转化为 机械 能。
【分析】（1）在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；
（2）内燃机做功冲程，是内能转化为机械能的冲程。
【解答】解：飞轮转速是1200r/min＝20r/s，因一个工作循环转2圈，做功一次；
所以每秒完成10个工作循环，完成40个冲程；
做功冲程中气缸内气体爆发性燃烧，燃烧产生高温高压的气体迅速膨胀，所以做功冲程将内能转化为机械能。
故答案为：10；内；机械。
【点评】本题考查热机的工作过程，解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答，属于易错题目。
14．（3分）“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，所以“可燃冰”是一种 清洁 能源（选填“清洁”或“污染”）；1m3甲烷完全燃烧能产生 4.2×107 J热量，这些热量可以使 125 kg的水从20℃加热到100℃．[设甲烷的热值q甲烷＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。
【分析】（1）根据“可燃冰”燃烧产物来分析；
（2）知道甲烷的体积和热值，利用Q放＝Vq求出1m3的甲烷完全燃烧放出的热量；
（3）由题意可知，水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）的变形公式求出水的质量。
【解答】解：（1）由题意可知，可燃冰”是一种新型能源，可直接点燃；
而甲烷燃烧的产物为二氧化碳和水，燃烧后几乎不产生任何残渣和废弃物。
（2）1m3甲烷完全燃烧能产生的热量：
Q放＝Vq甲烷＝7m3×4.5×107J/m3＝8.2×107J。
（3）由题意知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝5.2×107J；
由Q吸＝c水m水（t﹣t4）得，水的质量：
m水＝＝＝125kg。
故答案为：清洁；5.2×107；125。
【点评】本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq和Q吸＝cm（t﹣t0）的掌握和运用，认识了新能源﹣﹣﹣可燃冰，增强了积极开发新能源的意识！
三、作图题（本题共3小题，（1）2分、（2）2分、（3）3分，共7分）
15．（2分）如图所示，物体A保持静止，画出A所受重力G和拉力F的示意图。
【分析】分析物体静止时的受力情况，画出受力示意图。
【解答】解：由图可知，物体静止时，这两个力的大小相等，作用在同一条竖直方向的直线上，力的作用点在重心（几何中心）。
A所受重力G和拉力F的示意图如下图所示：
故答案为：见上图。
【点评】本题考查学生对重力、拉力的示意图的画法以及对平衡力了解和掌握。
16．（2分）如图所示杠杆OB可绕O点转动在力F的作用下在水平位置平衡画出力F的力臂L。
【分析】力臂是支点到力的作用线的距离；由支点向力的作用线作垂线，垂线段的长度即为力臂。
【解答】解：支点为O，从支点O作力F的作用线的垂线段，如图所示：
【点评】本题考查了有关力臂的画法，首先要掌握力臂的概念，找出支点和力的作用线，从而正确地画出力臂。
17．（3分）用如图所示的滑轮组提升重物，用笔画线代替绳子画出最省力的绳子绕法。
【分析】滑轮组绳子的绕法，有两种：一是绳子先系在定滑轮的固定挂钩上，绕过下面的动滑轮，再绕过上面的定滑轮；二是绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过定滑轮，然后再绕过动滑轮。本题中，要求最省力，属于第二种。
【解答】解：图中只有一个动滑轮，要求最省力，是最省力的绕绳方法，绕过上面的定滑轮，如图所示：
【点评】本题画最省力的绕绳方法：绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，绕过上面的定滑轮，再绕过动滑轮。
四、实验题（本大题3小题，16题7分，17题6分，18题7分，共20分）
18．（7分）在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中，小佳用同一动滑轮进行了三次实验，实验装置如图所示。
（1）实验时，小佳应沿 竖直 方向匀速拉动弹簧测力计。
（2）第3次实验时，弹簧测力计的示数如图所示，此时绳端受到的拉力为 2.4 N，拉力所做的额外功为 0.16 J，动滑轮的机械效率为 83.3 %。
（3）分析表中数据可知：用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，随着钩码总重的增加，拉力所做的额外功将 增大 （选填“减小”“不变”或“增大”），你认为其原因是 摩擦力变大 。
序号 动滑轮重G动/N 钩码总重G/N 钩码上升的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳自由端上升的高度s/m 动滑轮的机械效率η/%
1 0.3 1 0.2 0.70 0.4 71.4
2 0.3 2 0.2 1.28 0.4 78.1
3 0.3 4 0.2 0.4
（4）为提高动滑轮的机械效率，下列措施不可行的是 B 。
A.增加钩码的总重
B.增加提升钩码的高度
C.在滑轮转轴处涂润滑油
D.换用质量更小的滑轮
【分析】（1）实验过程中要匀速直线拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变，便于读数；
（2）根据图中弹簧测力计的分度值可读出拉力的大小，根据W＝Gh求出滑轮对钩码所做的功，根据W＝Fs求出拉力做的总功，从而求出额外功；利用η＝×100%求出动滑轮的机械效率；
（3）根据W额＝W总﹣W有＝Fs﹣Gh求出拉力所做的额外功，然后结合最后一列数据得出结论。
（4）机械效率是有用功占总功的比值，而总功是由有用功（对重物做的功）和额外功（机械损耗带来的）组成。所以改变机械效率的大小有两种方法：一、在机械不变的情况下（额外功不变），有用功越多，机械效率就越大；二、在有用功不变的情况下（对重物做的功不变），额外功越少（减轻动滑轮的重，加润滑油等），机械效率就越大。
【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计示数不变；
（2）第3次实验中，由图可知；
滑轮对钩码所做的功为W有＝Gh＝4N×7.2m＝0.5J，
拉力做的总功W总＝Fs＝2.4N×2.4m＝0.96J；
额外功为：W额＝W总﹣W有＝4.96J﹣0.8J＝8.16J；
动滑轮的机械效率η＝×100%＝；
（3）在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时，由表格数据可知：
第一次拉力所做的额外功W额1＝W总1﹣W有8＝F1s﹣G1h＝8.70N×0.4m﹣7N×0.2m＝4.08J，
第二次拉力所做的额外功W额2＝W总2﹣W有6＝F2s﹣G2h＝3.28N×0.4m﹣5N×0.2m＝6.112J，
综上可知，若仅增加被提升物体的物重，由表格数据最后一列可知；
实验中，额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功；
（4）A．增加钩码的总重，根据1，机械效率增大；
B．钩码上升的高度与机械效率无关；
C．在滑轮转轴处涂润滑油能减小额外功；故C正确；
D．换用质量更小的滑轮，增大机械效率。
故答案为：（1）竖直；（2）2.8；83.3；摩擦力变大。
【点评】本题考查了实验的注意事项和功、机械效率的计算以及实验数据的分析等，明确有用功和总功以及额外功是关键。
19．（6分）如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下，撞击水平面上的木块，将木块撞出一段距离。
（1）实验中探究的是 钢球 （选填“钢球”或“木块”）的动能大小的影响因素。
（2）实验中物体动能的大小是通过观察 s （选填“s”或“h”）的大小来反映的，这种常用的实验方法称为 转换 法。
（3）在探究动能与速度的关系时，要保持钢球的 质量 不变，让钢球从 不同 （选填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。
（4）若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，目的是探究物体的动能与物体的 质量 （选填“质量”或“速度”）的关系。
【分析】（1）动能大小和物体的质量、运动速度有关，由于同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，钢球的运动速度不同，则根据控制变量法可知：研究动能和运动速度的关系时，控制质量不变，故探究的对象是钢球；
（2）实验中采用转换法，通过木块被推动距离的大小，比较钢球对木块做功的多少，判断钢球动能的大小；
（3）要探究动能与速度的关系，应控制质量不变，改变速度，所以应让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下；
（4）动能的大小与物体的质量和速度有关。
【解答】解：（1）让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，钢球的质量不变，改变了钢球的运动速度。
（2）探究钢球动能的大小与运动速度的关系；实验中采用转换法，比较钢球对木块做功的多少；
（3）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的质量不变，所以应让小球从不同的高度滚下；
（4）若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下，速度是相同的，所以探究的是物体的动能与物体的质量的关系；
故答案为：（1）钢球；（2）s；（3）质量；（4）质量。
【点评】此题是探究影响动能大小的因素，掌握转换法和控制变量法在实验中的应用，特别是对小球速度的控制。
20．（7分）为了比较不同物质的吸热能力，设计了如图甲、乙所示的实验装置，将质量相等的水与食用油分别装入烧杯中，测量出水与食用油的温度随时间的变化。
（1）图甲中，在安装实验器材时，合理的顺序是先适当调整并固定 B （选填“A”或“B”）。本实验中，通过 加热时间 反映液体吸收的热量多少。
（2）下表是记录的实验数据，由第1次与第 3 次实验数据可知，相同质量的水与食用油，在升高相同的温度时， 水 需要的加热时间更长，故其吸热能力更强。物理学上引入 比热容 这个物理量来代表这一特性。
物质 实验次数 质量/kg 升高的温度/℃ 加热时间/min
水 1 0.05 10 10
2 0.10 10 20
食用油 3 0.05 10 5
4 0.05 20 10
（3）请根据表中的实验记录回答：
比较3、4次实验记录，得出结论：在物质的种类和物体的质量相同时，物体吸热的多少与 升高的温度 有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠，因为这样能更好地控制相同时间内液体 吸热 相同。
【分析】（1）根据实验中要用酒精灯的外焰加热分析；我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
（2）根据“相同质量的水与食用油、升高相同的温度“，由此回答；
物理学上引入比热容表示不同物质吸热能力的不同；
（3）比较3、4次实验记录得出结论；
（4）选用规格相同的电加热器，根据Q＝W＝Pt分析。
【解答】解：（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，图甲中，合理的顺序是先适当调整并固定B，本实验中。
（2）根据相同质量的水与食用油，在升高相同的温度
由第1次与第3次实验数据可知，相同质量的水与食用油，水需要的加热时间更长。物理学上引入比热容这个物理量来代表这一特性。
（3）比较3、4次实验记录，物体吸热的多少与升高的温度有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠。
故答案为：（1）B；加热时间；、比热容；（4）吸热。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和数据分析的能力。
五、计算题（本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分）
21．（6分）某煤气炉的效率是50%，现用该炉将一壶初温是20℃的水加热到沸腾（气压为1标准大气压），共完全燃烧了0.2m3的煤气，已知煤气的热值为4.2×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/（kg ℃）。问：
（1）0.2m3的煤气完全燃烧放出多少热量？
（2）水吸收了多少热量？
（3）这壶水的质量是多少？
【分析】（1）根据Q放＝Vq得出煤气完全燃烧放出的热量；
（2）煤气炉的效率是50%，根据Q吸＝Q放η得出水吸收的热量；
（3）1标准大气压水的沸点为100℃，根据Q吸＝cmΔt可知这壶水的质量。
【解答】解：
（1）煤气完全燃烧放出的热量：
Q放＝Vq＝0.2m7×4.2×103J/m3＝8.2×106J。
（2）煤气炉的效率是50%，则水吸收的热量：
Q吸＝Q放η＝8.6×106J×50%＝4.5×106J。
（3）1标准大气压水的沸点为100℃，
根据Q吸＝cmΔt可知这壶水的质量m＝＝＝12.5kg。
答：（1）0.6m3的煤气完全燃烧放出8.6×106J的热量；
（2）水吸收了4.6×106J的热量；
（3）这壶水的质量是12.5kg。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用，属于基础题目。
22．（7分）如图所示，建筑工人用滑轮组将500N的重物提升6m，物体上升速度是0.1m/s，不计绳重和摩擦。求：
（1）工人做的有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）工人做功的功率；
（4）动滑轮重。
【分析】（1）根据W＝Gh求出工人做的有用功；
（2）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离，利用W＝Fs求出拉力所做的功；利用η＝×100%求出滑轮组的机械效率；
（3）根据v＝求出工人做功的时间，利用P＝求出工人做功的功率；
（4）不计绳重和摩擦，根据F＝（G+G动）求出动滑轮重。
【解答】解：（1）工人做的有用功：W有＝Gh＝500N×6m＝3000J；
（2）由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝3，
则绳子自由端移动的距离：s＝nh＝3×6m＝18m，
拉力所做的功：W总＝Fs＝200N×18m＝3600J；
滑轮组的机械效率：η＝×100%＝；
（3）由v＝可得＝＝60s，
工人做功的功率：P＝＝＝60W；
（4）不计绳重和摩擦，由F＝动）可得，动滑轮重：G动＝nF﹣G＝6×200N﹣500N＝100N。
答：（1）工人做的有用功为3000J；
（2）滑轮组的机械效率为83.3%；
（3）工人做功的功率为60W；
（4）动滑轮重为100N。
【点评】本题考查了做功公式和滑轮组机械效率公式、功率公式、滑轮组拉力公式的应用，明确滑轮组绳子的有效股数是关键。
六、综合能力题（本大题3小题，21题5分，22题6分，23题7分，共18分）
23．（5分）如图，某实验小组的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时，用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块
（1）第1次实验中，木块所受摩擦力为 1.4 N。（计算结果保留1位小数）
（2）分析表中的数据可得出：在其他条件一定时，斜面越缓越 省 （选填“省”或“费”）力；斜面越陡，机械效率越 高 （选填“高”或“低”）。
实验次数 斜面的倾斜程度 物块重力G/N 斜面高度h/m 拉力F/N 斜面长度s/m 机械效率η
1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7%
2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1%
3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4%
（3）该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4N 62.5% 。把第4次与第 2 次测量结果相比较，还能得出：在其他条件一定时，斜面越粗糙
【分析】（1）先根据W有＝Gh和W总＝Fs分别求出有用功和总功，然后根据W额＝W总﹣W有求出额外功，克服摩擦力做功就是额外功，利用f＝求出摩擦力；
（2）分析表格数据时，显然拉力和机械效率的变化是因斜面的倾斜程度的改变而引起的。斜面的省力情况通过弹簧测力计测力计的示数体现，弹簧测力计的示数越小越省力；斜面的机械效率的大小从表中可以直接看出来；
（3）斜面的有用功是克服物块重力做的功，知道物块的重力和物块上升的高度，可利用公式W有用＝Gh进行计算；总功是拉力做的功，知道拉力的大小和斜面的长，可利用公式W总＝Fs进行计算；最后根据机械效率的计算公式η＝计算出斜面的机械效率。
【解答】解：
（1）由第1次实验的数据可知，沿斜面拉木块做的有用功：W有＝G1h5＝5N×0.4m＝1J，
拉力做的总功：W总＝F1s2＝2.4N×2m＝2.4J，
则额外功：W额＝W总﹣W有＝8.4J﹣1J＝8.4J，
由W额＝fs得，木块所受摩擦力：f＝＝；
（2）由记录的数据可以看出斜面的倾斜程度越缓时，沿斜面的拉力F越小；由记录的数据可以看出斜面倾斜程度越陡时；
（3）物体重G1＝6N，提升高度h2＝0.5m，克服物块重力做的有用功为：W有用＝G1h2＝3N×0.5m＝6.5J，
拉力F2＝4N，拉力移动的距离s2＝1m，拉力做的总功为：W总＝F6s2＝4N×8m＝4J，
则斜面的机械效率为：η＝×100%＝；
要探究机械效率与斜面粗糙程度关系，必须保证斜面倾斜程度和长度相同的情况下（即高度相同，第4次和第7次斜面的长度和高度相同。
故答案为：（1）1.4；（2）省；高；6。
【点评】①本题考查斜面的机械效率，要会分析实验数据总结规律，关键是找准需要分析的项目。影响斜面机械效率的因素有物块重力、斜面倾斜程度和斜面粗糙程度，注意控制变量法，在研究机械效率和某一因素关系时，要说明其他两个因素保持一定。
②该题主要考查了计算斜面的有用功、总功、机械效率，以及斜面在生活中的应用。
24．（6分）阅读短文，回答相关的问题。
2016年9月15日22时04分，中国在酒泉卫星发射中心用“长征二号”F﹣T2火箭将“天宫二号”空间实验室成功发射升空（如图甲）。“长征二号”F﹣T2火箭通过燃烧固态氢燃料，火箭由于高速行驶与大气发生剧烈的摩擦而产生高温，所以“天宫二号”外部用整流罩包住，当离开大气，整流罩与“天宫二号”分离（如图乙）
2019年7月18日，“天宫二号”飞到我国喀什测控站上空时，地面发送降轨指令，使它在继续绕地球飞行半圈后，在南太平洋上空从此前高度约390公里的圆形轨道，然后轨道近地点从200公里降到70公里以内，让“天宫二号”直接进入大气层。航天器进入大气层后会迅速烧蚀分解、不再受控
（1）火箭利用固态氢作为燃料，主要是利用了它的 热值 （选填“比热容”“密度”或“热值”）大的特性。
（2）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的 内 能。
（3）整流罩与“天宫二号”分离后，在下落过程中，整流罩的重力势能将 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”）。
（4）高压燃气把火箭推向太空的过程中，其内能会 减小 （选填“增大”“减小”或“不变”），其原理与汽油机的 做功 冲程相同。
（5）“天宫二号”从进入大气层到坠落预定海域的过程中，机械能 变小 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
【分析】（1）热值是燃料的一种特性，在完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大的燃料释放出的热量越多，在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小；
（2）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的内能；
（3）重力势能大小跟物体的质量和所处的高度有关；质量一定时，高度越高，重力势能越大；高度一定时，质量越大，重力势能越大；
（4）物体对外做功，内能减少；热机的做功冲程中，燃料燃烧产生能量，对外做功
（5）整流罩与“神舟十二号”分离至坠落地面的过程中，会受到空气阻力作用，消耗一部分机械能。
【解答】解：（1）火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢具有较高的热值，液态氢可以释放出更多的热量；
（2）火箭升空获得的机械能来自燃料燃烧所产生的内能；
（3）整流罩与空气剧烈摩擦坠落过程中，其速度增大，同时高度减小；
（4）高压燃气把火箭推向太空的过程中，燃气燃烧产生的能量对火箭做功，其原理与热机的做功冲程相同；
（5）整流罩与“神舟十二号”分离至坠落地面的过程中，会受到空气阻力作用。
故答案为：（1）热值；（2）内；（4）减小；（5）变小。
【点评】本题考查热值、能量转化、机械能的有关知识，难度不大。
25．（7分）如图1，加热试管使水沸腾，发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题
（1）图1实验中的能量转化方式与图2中汽油机的 丙 （填序号）冲程相同。
（2）图2中四个冲程的工作顺序是 丁乙丙甲 ，其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有 丙 。（均填序号）
（3）汽油机的一个工作循环对外做功 1 次。
（4）如图3所示是等质量的两种液体吸收的热量与温度变化情况的图像。根据图中提供的信息判断，这两种液体中，选择 乙 液体（选填“甲”或“乙”）作为汽车冷却液效果会更好。
（5）图4是柴油机的能流图，图中带“？”的是废气带走的能量。柴油机的一个工作循环中飞轮和曲轴转动 2 周，这台柴油机的效率η为 30% 。
【分析】（1）图1的能量转化方式与做功冲程相同；
（2）四个冲程的工作顺序是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；只有做功冲程有做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成；
（3）一个工作循环只有一个做功冲程；
（4）比热容越大，则做冷却液的效果就更好，而吸收相同的热量升高的温度小的液体的比热容较大；
（5）一个工作循环中飞轮和曲轴转动2圈；根据图4求出燃料完全燃烧释放的能量，有用机械能除以燃料完全燃烧释放的能量可以求得热机效率。
【解答】解：（1）图1是水蒸气的内能转化为小风车的机械能，与做功冲程的能量转化相同，所以与丙图的能量转化方式相同；
（2）四个冲程的工作顺序是：吸气冲程、压缩冲程、排气冲程；只有做功冲程有做功，所以不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有：丙；
（3）一个工作循环只有一个做功冲程，所以只做功1次；
（4）由图4可知，相同质量的两种液体，即吸收热量相同，所以甲液体的比热容小，冷却效果更好；
（5）一个工作循环中飞轮和曲轴转动2圈；由图4可知放＝1400J+600J＝2000J；
有用机械能为：W有＝600J；
所以热机效率为：。
故答案为：（1）丙；
（2）丁乙丙甲；丙；
（3）3；
（4）乙；
（5）2；30%。
【点评】本题考的是热机和热机效率的相关知识，属于常考题型，难度一般。
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