2021-2022学年江西省南昌市新建二中九年级(上)月考物理试卷(10月份)
一.填空题(本大题共8小题,每小题2分,每空1分,共16分)
1.(2分)2021年1月1日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。处在高空中的物体具有很大的 能。从高空抛下的物体在下落过程中,重力对物体 (选填“做功”或“不做功”)。
2.(2分)小明用30N的水平推力,使重80N的木箱在水平面上匀速移动了5m,用了10s的时间,则此过程中木箱重力做的功为 J,推力做功的功率为 W。
3.(2分)如图所示,重为800N的物体在100N水平拉力的作用下,向左匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中拉力F所做的功是 J,物体与地面间的摩擦力是 N。
4.(2分)如图是小刚制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。蜡烛对钢制容器加热导致容器内水温升高,这是通过 的方式改变水的内能。小刚去商场,当他站在运行的电动扶梯上时,用手接触扶梯的皮带时,感觉皮带有点烫,这是通过 的方式改变了皮带的内能。
5.(2分)如图所示是单缸四冲程汽油机的四个冲程,其中表示机械能转化为内能的是图 (填图中序号),若该汽油机的飞轮每分钟转3000转,则每秒钟对外做功 次。
6.(2分)
如图所示,用甲、乙两种装置匀速提升同一重物,若每个滑轮重相同,G>G动,不计摩擦及绳重,则 装置较省力, 机械效率较高。
7.(2分)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0﹣6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2﹣4s内,物体克服摩擦力所做的功为 J,第5s时物体受到的摩擦力为 N。
8.(2分)小壮同学用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示,当加热至2min时,将甲和乙紧密接触在一起,它们之间 (选填“会”“不会”或“不一定会”)发生热传递;当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲 (选填“<”“=”或“>”)乙吸收的热量Q乙。
二.选择题(本大题共6小题,第9—12小题,每小题只有一个正确选项,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选项,每小题2分,全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)下列有关功、功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.有用功越多,机械效率越高
C.机械效率越高,功率越大
D.功率越大,做功越快
10.(2分)投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.在最高点b点时,铅球的重力势能最大,动能为零
B.在从a点到b点再到c点的过程中,铅球的动能先减小后增大
C.在从a点到b点的过程中,铅球的动能增大,重力势能减小
D.在从b点到c点的过程中,铅球的重力势能增大,动能减小
11.(2分)关于温度、热量、内能说法正确的是( )
A.在相同温度下,1kg的水含有热量比1kg冰含有热量多
B.热量总是从内能多的物体传给内能少的物体
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.物体温度升高,一定是吸收了热量
12.(2分)如图所示,有一斜面长为L,高为h。现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端,已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
13.(2分)如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高滑轮组机械效率的是(忽略绳重和摩擦)( )
A.改变绕绳方式 B.减小动滑轮的质量
C.减小提升重物的高度 D.增加被提升重物的质量
14.(2分)如图所示,是我们学习中常见的图像,这种图像如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,可以用来描述( )
A.物体的密度大小与质量大小的关系
B.燃料燃烧时的热值与放出的热量的关系
C.浸没在液体中的物体所受的浮力与物体在液体中所处深度的关系
D.物体运动时的速度与时间的关系
三.计算题(本大题共3题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)
15.(6分)随着国民经济的发展,汽车已走进家庭,一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有25%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
16.(8分)质量为50kg的佳琪同学每天骑共享单车上学,从星海岸城市花园到佛山三中北门要骑行900m、耗时6min,已知单车的质量为10kg,两轮接触地面的面积是2×10﹣3m2,骑行时所受阻力是人和车总重量的0.02倍,g取10N/kg,求:
(1)佳琪骑车上学的平均速度;
(2)佳琪骑行时,单车轮胎对地面的压强;
(3)佳琪上学这段路,她要做的功和做功的平均功率。
17.(8分)如图是质量为60kg的工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,绳端的拉力F为300N,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)这名工人用该装置能提升物体的最大重力。
四.实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共28分)
18.(8分)如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。
(1)实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计,由图1可知拉力大小为 N。
(2)下面是某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图2中的甲、乙、丙所示。
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
①比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越
;
②第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮重力增大,对动滑轮所做的额外功 (选填“增大”或“减小”),因而由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮的 大小有关;
(3)如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小,则测得的拉力F ,机械效率 。(选
填“偏大”或“偏小”)
19.(7分)小红猜想动能大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了实验,探究动能大小与哪些因素有关,实验情况如图甲、乙所示。
(1)选用图甲探究的是动能与 的关系,理由是:两球 相等。
(2)选用图乙探究的是动能与 的关系,乙图中让两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时,具有相同的 ,得出的结论是: 。
(3)物理研究方法有许多,本实验中运用了两种研究方法,一是 法:二是转换法,就是用 来表示小球动能的大小。
20.(8分)小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还控制了2个相同的物理量,它们是: 、 。
(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 ,理由是 。
(3)本实验用到的两个主要研究问题的方法是 、 。
(4)小明同学利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (偏大/偏小),原因是: 。
21.(7分)新的《电动自行车安全技术规范》正式实施要求:最大速度≤25km/h,电动机输出功率≤400W。质检员小华对某款电动自行车进行测试,沿水平直路面从A出发骑行至D结束,测试情况如表格所示。
路段 sAB sBC sCD
路程s/km 0.6 4.8 0.6
用时t/h 0.05 0.2 0.05
速度特点 逐步加速 以最大速度匀速行驶 逐步减速
阻力特点 越来越大 恒力60N 越来越小
(1)测试过程中,在AB段,小华看到路旁的树木在后退,她是以 (选填“电动自行车”或“地面”)为参照物;
(2)在BC段,电动自行车速度为 km/h,动力做功 J,电动机的输出功率为 W, (选填“符合”或“不符合”)新《规范》关于电动机输出功率的要求;
(3)在CD段,电动自行车受 (填“平衡”或“非平衡”)力的作用;
(4)从A到D全程,电动自行车的平均速度为 km/h。
参考答案与解析
一.填空题(本大题共8小题,每小题2分,每空1分,共16分)
1.(2分)2021年1月1日起我国《民法典》将高空抛物列入违法行为。处在高空中的物体具有很大的 重力势 能。从高空抛下的物体在下落过程中,重力对物体 做功 (选填“做功”或“不做功”)。
【解答】解:同一物体,高度越高,重力势能越大;从高空抛下的物体在下落过程中,满足做功的两个必要因素,所以重力对物体做功了。
故答案为:重力势;做功。
2.(2分)小明用30N的水平推力,使重80N的木箱在水平面上匀速移动了5m,用了10s的时间,则此过程中木箱重力做的功为 0 J,推力做功的功率为 15 W。
【解答】解:重力的方向是竖直向下的,而物体是在水平方向上移动一段距离,在重力的方向上没有移动距离,重力不做功,所以重力对物体做功为0J;
推力对物体做的功:
W=Fs=30N×5m=150J,
推力对木箱做功的功率为:
P15W。
故答案为:0;15。
3.(2分)如图所示,重为800N的物体在100N水平拉力的作用下,向左匀速移动了2m,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中拉力F所做的功是 600 J,物体与地面间的摩擦力是 180 N。
【解答】解:
(1)由图知,n=3,拉力端移动的距离:s=3s物=3×2m=6m;
拉力所做的总功:
W总=Fs=100N×6m=600J;
(2)由η可得拉力做的有用功:
W有用=η×W总=60%×600J=360J,
由W有用=fs物可得物体与地面间的滑动摩擦力:
f180N。
故答案为:600;180。
4.(2分)如图是小刚制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。蜡烛对钢制容器加热导致容器内水温升高,这是通过 热传递 的方式改变水的内能。小刚去商场,当他站在运行的电动扶梯上时,用手接触扶梯的皮带时,感觉皮带有点烫,这是通过 做功 的方式改变了皮带的内能。
【解答】解:蜡烛对钢制容器加热导致容器内水温升高,这是通过热传递的方式改变水的内能;
用手接触扶梯的皮带时,手与扶梯之间摩擦做功,使手和扶梯的温度升高、内能增大,是利用做功的方法改变物体的内能。
故答案为:热传递;做功。
5.(2分)如图所示是单缸四冲程汽油机的四个冲程,其中表示机械能转化为内能的是图 甲 (填图中序号),若该汽油机的飞轮每分钟转3000转,则每秒钟对外做功 25 次。
【解答】解:
(1)由图可知,甲图中的气门关闭,活塞上行,所以是压缩冲程,压缩冲程是将机械能转化为内能的过程;
乙图中的进气门关闭,排气门打开,活塞上行,所以是排气冲程;
丙图中的气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程,做功冲程是将内能转化为机械能的过程;
丁图中的进气门打开,排气门关闭,活塞下行,所以是吸气冲程;
(2)因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,
所以,四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,每秒钟飞轮转50圈,共100个冲程,对外做功25次。
故答案为:甲;25。
6.(2分)
如图所示,用甲、乙两种装置匀速提升同一重物,若每个滑轮重相同,G>G动,不计摩擦及绳重,则 乙 装置较省力, 甲 机械效率较高。
【解答】解:(1)由图甲中使用的是定滑轮,图乙中使用的是动滑轮。根据定滑轮和动滑轮的特点,在不计绳重和摩擦时,F1=G,又G>G动,因此F2(G+G动)<G,所以甲不省力,乙可以省力;
(2)因为不计绳重和摩擦时η,由图可知,甲为定滑轮,不需要克服动滑轮做功,所以甲的机械效率为100%,乙为动滑轮,乙的机械效率小于100%,故甲的机械效率高。
故答案为:乙;甲。
7.(2分)如图甲所示,物体在水平拉力F的作用下由静止沿粗糙水平面向右运动,0﹣6s内拉力随时间变化的规律如图乙,速度随时间变化的规律如图丙,则在2﹣4s内,物体克服摩擦力所做的功为 30 J,第5s时物体受到的摩擦力为 3 N。
【解答】解:(1)由图乙可知,在2~4s内,拉力F=3N,
由图丙可知,在2~4s内,物体做匀速运动,且v=5.0m/s,此时滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以f=F=3N,
由速度公式可得,在2~4s内物体运动的距离:
s=vt=5.0m/s×2s=10m,
则在2~4s内物体克服摩擦力所做的功:
W=fs=3N×10m=30J;
(2)由图丙可知,在4~6s内,物体做减速运动,受到滑动摩擦力的作用,物体对接触面的压力大小和接触面的粗糙程度均未变,故滑动摩擦力的大小不变,则第5s时物体受到的摩擦力为3N。
故答案为:30;3。
8.(2分)小壮同学用相同的装置给质量相等的甲、乙两种晶体加热,它们的温度随时间变化情况的一部分如图所示,当加热至2min时,将甲和乙紧密接触在一起,它们之间 不会 (选填“会”“不会”或“不一定会”)发生热传递;当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲 = (选填“<”“=”或“>”)乙吸收的热量Q乙。
【解答】解:据图中的温度时间图象可知,当加热至2min时,两种物质的温度恰好相同,所以它们之间不能发生热传递;
由于实验中用相同的加热装置加热,相同时间内物质吸收的热量是相同,所以当加热至2min时,甲吸收的热量Q甲等于乙吸收的热量Q乙。
故答案为:不会;=。
二.选择题(本大题共6小题,第9—12小题,每小题只有一个正确选项,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选项,每小题2分,全部选择正确得3分,不定项选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分,共14分)
9.(2分)下列有关功、功率和机械效率的说法中,正确的是( )
A.做功越多,功率越大
B.有用功越多,机械效率越高
C.机械效率越高,功率越大
D.功率越大,做功越快
【解答】解:A、物体做功越多,功率不一定越大,还要考虑时间的多少,故A错误;
B、物体做有用功越多,机械效率不一定越高,因为总功的多少不确定,只有有用功与总功的比值越大,机械效率才越大,故B错误;
C、机械效率与功率没有关系。故C错误;
D、功率表示物体做功快慢的物理量,故物体功率越大,表示做功越快,故D正确。
故选:D。
10.(2分)投掷出去的铅球在空中的运动轨迹如图所示。若不计空气阻力,则下列说法中正确的是( )
A.在最高点b点时,铅球的重力势能最大,动能为零
B.在从a点到b点再到c点的过程中,铅球的动能先减小后增大
C.在从a点到b点的过程中,铅球的动能增大,重力势能减小
D.在从b点到c点的过程中,铅球的重力势能增大,动能减小
【解答】解:
A、在最高点b点时,铅球的质量不变,高度最高,重力势能最大,铅球的速度不为0,动能不为零,故A错误;
B、在从a点到b点再到c点的过程中,铅球的质量不变,速度先变小后变小,动能先减小后增大,故B正确;
C、在从a点到b点的过程中,铅球的质量不变,速度变小,动能减小,高度变大,重力势能增大,故C错误;
D、在从b点到c点的过程中,铅球的质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能增大,故D错误。
故选:B。
11.(2分)关于温度、热量、内能说法正确的是( )
A.在相同温度下,1kg的水含有热量比1kg冰含有热量多
B.热量总是从内能多的物体传给内能少的物体
C.物体吸收热量,温度不一定升高
D.物体温度升高,一定是吸收了热量
【解答】解:A、热量不是状态量,不能说含有或者具有热量,故A错误;
B、热传递中,热量从高温物体传给低温物体,而不是从内能多的物体传给内能少的物体,故B错误;
C、物体吸收了热量,内能一定增加,但温度不一定升高,例如晶体的熔化过程,故C正确;
D、物体温度升高,可能是物体吸收了热量,也可能是对物体做了功,故D错误。
故选:C。
12.(2分)如图所示,有一斜面长为L,高为h。现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端,已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
A. B. C. D.
【解答】解:
斜面的高为h,物体的重力为G,有用功为:W有用=Gh,
斜面长为L,拉力为F,总功为:W总=FL,
使用斜面的机械效率为:η,
而物体与斜面的摩擦力为f,额外功为:W额外=fL,
则总功为:W总=W有用+W额外=Gh+fL,
机械效率也可以表达为:η
或:η1,故D正确;
A选项中,是有用功与额外功的比值,不是机械效率,故A错;
B选项中,是有用功与有用功的比值,不是机械效率,故B错;
C选项中,分母是总功与额外功之和,则该比值不是机械效率,故C错。
故选:D。
13.(2分)如图所示,使用滑轮组提升重物时,能提高滑轮组机械效率的是(忽略绳重和摩擦)( )
A.改变绕绳方式 B.减小动滑轮的质量
C.减小提升重物的高度 D.增加被提升重物的质量
【解答】解:A、改变绳子的缠绕方法,对重物被拉升没有影响,即对有用功没影响;忽略绳重和摩擦,对动滑轮的拉升也没有影响,即不影响额外功。所以改变绕绳方式不影响机械效率,故A错误;
B、减少动滑轮的质量,质量越小,重力越小,在提升物体重力不变的情况下,即有用功不变的情况下,额外功减小了,所以机械效率就提高了,故B正确;
C、减少重物提升高度的时候,绳端被拉升的距离也变短了,根据η可知机械效率并不受影响,故C错误;
D、增加被提升物的质量,就增加了重物的重力,忽略绳重和摩擦,在动滑轮不变的情况下,即额外功不变的情况下,有用功增大了,所以机械效率就增大了,故D正确。
故选:BD。
14.(2分)如图所示,是我们学习中常见的图像,这种图像如果在横、纵坐标加上适当的物理量及单位,可以用来描述( )
A.物体的密度大小与质量大小的关系
B.燃料燃烧时的热值与放出的热量的关系
C.浸没在液体中的物体所受的浮力与物体在液体中所处深度的关系
D.物体运动时的速度与时间的关系
【解答】解:从图像上可以看出,该图像反映的是一个物理量不随另一个物理量的变化而改变;
A、物体的密度大小与质量大小的无关,可以用该图像描述,故A正确;
B、热值的大小只与燃料的种类有关,与放出的热量无关,可以用该图像描述,故B正确;
C、在液体的密度一定时,浮力与物体所处的深度无关,可以用该图像描述,故C正确;
D、当物体做匀速直线运动时,速度大小与时间、路程无关;当物体做变速运动时,速度大小与路程、时间有关,故不可以用该图像描述,故D错误。
故选:ABC。
三.计算题(本大题共3题,第15小题6分,第16小题8分,第17小题8分,共22分)
15.(6分)随着国民经济的发展,汽车已走进家庭,一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若这些汽油完全燃烧放出的热量有25%用来驱动汽车做有用功,所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
【解答】解:(1)燃烧汽油的体积:V=10L=10×10﹣3m3,
由ρ得汽油的质量:
m=ρV=0.7×103kg/m3×10×10﹣3m3=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J;
(2)由题知,用来驱动汽车做的有用功:
W有=Q放×25%=3.22×108J×25%=8.05×107J
由W有=Fs得轿车牵引力:
F805N,
轿车匀速行驶,受平衡力,
受到的阻力:f=F=805N。
答:(1)这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108;
(2)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为805N。
16.(8分)质量为50kg的佳琪同学每天骑共享单车上学,从星海岸城市花园到佛山三中北门要骑行900m、耗时6min,已知单车的质量为10kg,两轮接触地面的面积是2×10﹣3m2,骑行时所受阻力是人和车总重量的0.02倍,g取10N/kg,求:
(1)佳琪骑车上学的平均速度;
(2)佳琪骑行时,单车轮胎对地面的压强;
(3)佳琪上学这段路,她要做的功和做功的平均功率。
【解答】解:(1)时间t=6min=360s,则骑车上学的平均速度为:v2.5m/s;
(2)骑行时单车对地面的压力为:F=G=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N,
单车轮胎对地面的压强为:p3×105Pa;
(3)行驶时的阻力为:f=0.02G=0.02×600N=12N,
做的功为:W=fs=12N×900m=10800J;
做功的功率为:P30W。
答:(1)佳琪骑车上学的平均速度为2.5m/s;
(2)佳琪骑行时,单车轮胎对地面的压强3×105Pa;
(3)佳琪上学这段路,她要做的功是10800J,做功的平均功率30W。
17.(8分)如图是质量为60kg的工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段提升过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,绳端的拉力F为300N,不计绳重及绳与滑轮间的摩擦。求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)动滑轮的重力;
(3)滑轮组的机械效率;
(4)这名工人用该装置能提升物体的最大重力。
【解答】解:(1)由图可知,n=3,拉力端移动速度:
v=3v物=3×0.1m/s=0.3m/s;
(2)不计绳重及绳与滑轮间的摩擦,拉力F(G+G动),
则动滑轮重力:
G动=3F﹣G=3×300N﹣810N=90N;
(3)拉力做的有用功:W有用=Gh,
拉力端移动距离s=3h,
拉力做的总功:W总=Fs=F×3h=3Fh,
滑轮组的机械效率:
η100%=90%;
(4)工人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N,
因为工人站在地面上拉绳子,
所以工人施加的最大拉力:
F最大=G人=600N,
因为不计绳重及绳与滑轮间的摩擦时,拉力F(G+G动),
所以,这名工人用该装置能提升物体的最大重力:
G最大=3F最大﹣G动=3×600N﹣90N=1710N。
答:(1)工人拉绳子的速度为0.3m/s;
(2)动滑轮的重力为90N;
(3)滑轮组的机械效率为90%;
(4)这名工人用该装置能提升物体的最大重力为1710N。
四.实验探究题(本大题共4小题,每空1分,共28分)
18.(8分)如图为测量滑轮组机械效率的实验装置。
(1)实验时要竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计,由图1可知拉力大小为 2.4 N。
(2)下面是某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示,第1、2、3次实验装置分别如图2中的甲、乙、丙所示。
次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η
1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
2 4 0.1 0.4 1.6 0.3 0.48 83.3%
3 4 0.1 1.1 0.5 0.55
①比较第1次实验和第2次实验,可得结论:使用同样的滑轮组,提起的钩码越重,滑轮组的机械效率越
高 ;
②第3次实验中动滑轮个数比第2次实验多,动滑轮重力增大,对动滑轮所做的额外功 增大 (选填“增大”或“减小”),因而由第2、3次实验可知:滑轮组的机械效率与动滑轮的 自重 大小有关;
(3)如果在物体静止时读出测力计拉力F的大小,则测得的拉力F 偏小 ,机械效率 偏大 。(选
填“偏大”或“偏小”)
【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,便于读数;
由图知,测力计的分度值为0.2N,所以拉力F=2.4N;
(2)①比较1、2两次实验数据可知,使用相同的滑轮组,第2次实验比第1次实验提升的钩码重,而第2次实验的效率比第1次实验的效率高,因此可得出的结论:使用同样的滑轮组,提升的钩码越重,滑轮组的机械效率越高。
②额外功主要是克服动滑轮重力做的功,因此动滑轮越重,所做的额外功越多;
由第2、3实验数据可知,使用不同滑轮组提升相同物体时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率越低,滑轮组的机械效率与动滑轮自重大小有关;
(3)如果在静止时读出测力计拉力大小,则测得的拉力F变小;由于没有了摩擦,额外功变小,在有用功不变的情况下,机械效率就会变大。
故答案为:(1)匀速;2.4;(2)①高;②增大;自重;(3)偏小;偏大。
19.(7分)小红猜想动能大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了实验,探究动能大小与哪些因素有关,实验情况如图甲、乙所示。
(1)选用图甲探究的是动能与 速度 的关系,理由是:两球 质量 相等。
(2)选用图乙探究的是动能与 质量 的关系,乙图中让两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时,具有相同的 速度 ,得出的结论是: 当物体的运动速度相同时,质量越大,动能越大 。
(3)物理研究方法有许多,本实验中运用了两种研究方法,一是 控制变量 法:二是转换法,就是用 木块被撞击后运动的距离的大小 来表示小球动能的大小。
【解答】解:(1)选用图甲,让质量相同的小球沿斜面的不同高度由静止滚下,撞击水平板上的木块,这是控制了质量相同,目的是探究物体的动能与运动速度的关系;
(3)选用图乙,让质量不同的小球,由斜面的同一高度滚下,撞击水平板上的木块,这是控制了小球的运动速度相同,目的是探究物体的动能与质量的关系,能得出的结论是:当物体的运动速度相同时,质量越大动能越大;
(4)因物体的动能与质量和速度有关,所以当研究与其中一个因素关系时,应采取控制变量法;实验中通过观察木块被撞击后运动的距离的大小来间接判断物体动能的大小,这种研究问题的方法是转换法。
故答案为:(1)速度;质量;(2)质量;速度;当物体的运动速度相同时,质量越大,动能越大;(3)控制变量;木块被撞击后运动的距离的大小。
20.(8分)小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还控制了2个相同的物理量,它们是: 煤油和菜籽油的质量 、 烧杯中水的质量 。
(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 煤油 ,理由是 燃烧相同质量的燃料水得到的热量多,煤油放出的热量多 。
(3)本实验用到的两个主要研究问题的方法是 控制变量法 、 转换法 。
(4)小明同学利用此实验方法计算出的热值将比真实值 小 (偏大/偏小),原因是: 放出的热量没有全部被水吸收 。
【解答】解:(1)实验应采用控制变量法,实验要控制煤油和菜籽油的质量相同、及烧杯中水的质量相同。
(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的多,说明燃烧相同质量的燃料水得到的热量多,煤油放出的热量多,所以煤油的热值较大。
(3)控制煤油和菜籽油的质量相同、及烧杯中水的质量相同,采用控制变量法;实验中通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,这种研究的方法叫转换法;
(4)由于燃烧放出的热量会散失到空气中,也被烧杯等实验装置吸了热,则放出的热量没有全部被水吸收,使Q放大于Q吸,以此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。
故答案为:(1)煤油和菜籽油的质量相同;烧杯中水的质量相同;(2)煤油;(3)控制变量法;转换法;(4)小;放出的热量没有全部被水吸收。
21.(7分)新的《电动自行车安全技术规范》正式实施要求:最大速度≤25km/h,电动机输出功率≤400W。质检员小华对某款电动自行车进行测试,沿水平直路面从A出发骑行至D结束,测试情况如表格所示。
路段 sAB sBC sCD
路程s/km 0.6 4.8 0.6
用时t/h 0.05 0.2 0.05
速度特点 逐步加速 以最大速度匀速行驶 逐步减速
阻力特点 越来越大 恒力60N 越来越小
(1)测试过程中,在AB段,小华看到路旁的树木在后退,她是以 电动自行车 (选填“电动自行车”或“地面”)为参照物;
(2)在BC段,电动自行车速度为 24 km/h,动力做功 2.88×105 J,电动机的输出功率为 400 W, 符合 (选填“符合”或“不符合”)新《规范》关于电动机输出功率的要求;
(3)在CD段,电动自行车受 非平衡 (填“平衡”或“非平衡”)力的作用;
(4)从A到D全程,电动自行车的平均速度为 20 km/h。
【解答】解:
(1)测试过程中,小华看到路旁的树木向后运动,树木和小华之间发生了位置的改变,所以她是以电动自行车为参照物的;
(2)在BC段电动自行车的速度为:v24km/h;
在BC段,匀速骑行,车受到的动力和阻力是一对平衡力,大小相等,则动力F=f=60N,
BC段动力做功:W=Fs=60N×4800m=2.88×105J,
电动机的输出功率:P400W,符合新《规范》关于电动机输出功率的要求;
(3)在CD段,电动自行车做减速运动,运动状态发生了变化,受到非平衡力的作用;
(4)从A到D全程,总路程s=0.6km+4.8km+0.6km=6km,
总时间:t=0.05h+0.2h+0.05h=0.3h,
全程电动自行车的平均速度:v'20km/h。
故答案为:(1)电动自行车;(2)24;2.88×105;400;符合;(3)非平衡;(4)20。