浙教版九上科学第三单元 能量的转化与守恒 1-5节 提高练习卷（含答案）

九上科学第三单元1-5节提高练习卷
一、选择题
1．杭州亚运会的每一项活动都与能量有关，下列关于能量的形式说法错误的是（　　）
A．奔跑的运动员具有机械能B．运动员的食物中含有化学能
C．沙滩上强烈的紫外线不属于光能D．足球场上的照明灯产生的光能是由电能转化而来的
2．如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员(不包含降落伞和绳)，下列说法正确的是 (　　)
A．动能不变，重力势能不变，机械能不变B．动能变大，重力势能变小，机械能不变
C．动能不变，重力势能变小，机械能变小D．动能变小，重力势能变小，机械能变小
3．各种运动项目中都涉及能量及其转化，下列有关说法正确的是（　　）
A．图①，掷出后的铅球到达最高点时动能为零
B．图②，蹦床运动员在下落到最低点时动能最大
C．图③，射出的箭的机械能是由弓的弹性势能转化而来
D．图④，运动员起跳时的动能只转化为撑杆的弹性势能
4．如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中，能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的（　　）
A． B．C． D．
5．跳台滑雪是运动员以自身的体重通过助滑坡获得的速度比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目，若某运动员在该项目过程中的运动轨迹(a→b→c→d→e)如图所示，不计空气阻力，则下列有关能量随时间变化的趋势正确的是（　　)
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
6． 如图所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计滑轮的摩擦和绳重，则 (　　)
A． B．
C． D．
7．图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。为了提升重物A，在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　）
A．拉力F的大小为1.5NB．天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C．物体A上升的速度为0.6m/sD．拉力F克服A重力做功7.2J
8．如表整理了部分中国运动员在2021年东京奥运会夺冠的成绩，根据这些信息进行科学研究，不正确的是 （　　）
杨倩 巩立姣 侯志慧 施廷懋、王涵
女子射击 10m气步枪 女子田径 铅球 女子举重 49公斤级 女子跳水 双人3m跳板
251.8环 20.58m 抓举94kg 326.40分
A．杨倩在瞄准靶心的时候，她肩膀对气步枪的支持力没有做功
B．已知铅球质量7.26kg，则根据巩立姣的成绩可算出她这一次投掷对铅球所做的功
C．想估算侯志慧抓举时对杠铃做功的功率，还需知道她举起杠铃的高度与所用时间
D．施廷懋体重比王涵小，故双人跳水过程中施廷懋的重力做功更小
9． 在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞运动做功，则下列说法正确的是 (　　)
A．燃气的内能减少，温度升高 B．燃气的内能增加，温度升高
C．燃气的内能增加，温度降低 D．燃气的内能减少，温度降低
10．燕尾夹是常用的文具，它利用了杠杆原理。燕尾夹可简化为杠杆ABC（如图），其中AB＝BC，当用力F以图示方式按住C点打开该夹子时，假设作用力垂直于燕尾所在平面，下列说法正确的是（　　）
A．A点为支点，燕尾夹是一种费力杠杆
B．B点为支点，燕尾夹是一种省力杠杆
C．A点处阻碍夹子打开的力的大小为F
D．B点处阻碍夹子打开的力的大小为F
11． 下列说法正确的是 (　　)
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．同一物体，温度越高，它所含的内能越大，热量也越多
C．比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量
D．做功改变内能的实质是机械能与内能的相互转化
12．如图所示描述的物理过程，下列分析不正确的是（　　）
A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能增加
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增加
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减小
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
13．如图所示，某人通过滑轮提升重为G的重物，人由A到B的过程中，物体保持匀速上升，人对绳子的拉力为F，AB间水平距离为s，不计绳重和摩擦。则此过程中（　　）
A．F大小保持不变 B．人做的功为Gs
C．人做的功为FsD．人做功的功率逐渐增大
14．如图所示，用大小相等的拉力F分别沿斜面和水平面拉同一个木箱，拉力方向和运动方向始终一致。斜面AB粗糙，长度为SAB，水平面CD光滑，长度为SCD，运动时间分别为tAB、tCD，运动速度分别为vAB、vCD 。则（　　）
A．若SAB=SCD，则拉力在AB段做功较多B．若SAB>SCD且tAB=tCD，则拉力在AB段做功较快
C．若SAB=SCD且tAB>tCD，则拉力在AB段做功较快D．若vAB=vCD，则拉力在AB段和CD段做功一样多
15．如图所示，弹簧的左端固定，将小球套在水平杆上，装置的各种摩擦均不。a点是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b点是弹簧原长时小球的位置，c点是小球到达最右端的位置。小球由a点运动到c点的过程中(水平面光滑)，下列说法中错误的是（　　）
A．在a点时，弹簧的弹性势能最大
B．在b点时，小球的运动速度最大
C．从a点到b点，小球的机械能逐渐增大
D．从b点到c点，小球处于加速滑动过程
二、填空题
16．同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成θ角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹（空气对小球的阻力忽略不计)。
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量　 　(选填“增大”、“不变”或“减小”)
（2）小球能到达最高点的高度h1　 　h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”)
17．滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处下滑，仅依靠滑行，滑到与A相同高度的滑台B处时静止。请回答下列问题：
（1）整个过程中动能最大的位置是　 　（填“A”、“O”或“B”）。
（2）若想滑到C点，小科提出只要增加“用力竖直向上跳起一段高度”这个操作即可实现，则在图中哪一位置起跳有可能达到该目的？____。（填字母代号）
A．仅在A点B．仅在O点C．仅在B点 D．在A点或0点均可
18．如图甲是小建同学在校运动会上投掷实心球的场景，当实心球脱手时，重心离地面的高度是1.8m，当实心球至最高点时，重心上升了0.9m。已知实心球质量为2千克，小建的质量为55千克。
（1）实心球从最高点至落地的过程中，实心球重力所做的功：　 　J
（2）实心球自脱手至落地的过程中（不计空气摩擦），图乙中关于其动能、重大势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中，顺序组合正确的是____。
A．①③② B．②③④ C．②①③ D．④③②
19．用两个相同的“热得快”，分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容　 　(选填“大于”、“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为0.5千克、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为　 　焦。[甲液体的比热容为2×103焦／(千克·℃)]
20．将制作好的水火箭竖直立于地面如图甲所示。用打气筒向瓶内打气，瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。
（1）瓶内的水向下喷出而水火箭向上运动，这是因为　 　。
（2）水火箭瓶体质量为0.5千克。当水火箭竖直上升至15米高时，瓶体克服自身重力做功　 　。
（3）图乙是水火箭发射后的速度随时间变化的图像，请选出水火箭发射后受到平衡力的时刻　 　。（选填“t1”、“t2”或“t3”）
21．如图所示，水平桌面上放一重为10N的物体A，在6N的水平推力F的作用下，2s内运动了0.2m，从甲图位置运动到乙图位置，在此过程中，推力F的功率为　 　W，物体A所受重力做功　 　J。
22．如图所示，F1=4N，F2=3N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动（不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦）。
（1）弹簧测力计读数为　 　N；
（2）拉力F2的功率为　 　W；
（3）物体A和地面之间的摩擦力　 　N；
三、实验探究题
23．在做“探究动能大小与质量关系”的实验时，小明想：小球从相同高度滚下，若小球材质和斜面倾角不同，到达水平位置时的速度会相同吗
（1）图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案，小明实验时选A方案而不能选择B方案的原因是　 　
（2）小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静止开始释放，利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。
分析表中数据可知：要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是　 　。A.15°B.25℃.35°D.45°
（3）小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时，通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验，原因是　 　
24．学习功率的知识后，小明和几位同学准备开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动。
（1）如何比较同学上楼功率，可以有多种方案：
①测量出各自的体重、爬楼用的时间、爬楼的高度，算出爬楼的功率并进行比较；
②控制爬楼的时间相同，测量出各自的体重、爬楼的高度，算出爬楼的功并进行比较；
③控制爬楼的高度相同，测量出各自的体重、爬楼的时间，算出体重和时间的比值并进行比较。
以上方案可行的是____。
A．只有①B．只有①②C．只有②③ D．①②③都可以
（2）相互合作，估测每位同学的上楼功率的数据并记录在自己设计的表格中，根据测量所选方案，表格
中空缺的栏目内容应该填　 　。
质量m/kg 上楼高度h/m 　
… … …
（3）功率表达式：　 　（用符号表示）。
25．大家都知道“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。
（1）焦耳通过测量　 　和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热(Q)。
（2）焦耳做这个实验的目的是　 　。
（3）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案如下：
①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h杯。
②用天平称量一定质量的水，记为m水，用温度计测出水的温度，记为t1。
③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h水。计算出h杯－h水，这也就是杯中水下落的高度。
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
⑤　 　 (填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度，记为t2，计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤⑥的数据，得出两者的比值关系。
26．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如表。
次数 钩码重/N 钩码上升距离/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计上升距离/cm 机械效率/%
1 2 10 0.8 30 83.3
2 4 10 1.5 30 　
3 6 10 　 30 90.9
（1）在第2次实验中，滑轮组的机械效率η为　 　。（保留一位小数）
（2）分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越　 　（填“高”或“低”）。
（3）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重为8N的物体匀速提升10cm，此时滑轮组的机械效率可能为 。
A．71.6% B．82.6% C．92.4% D．100%
（4）另一实验小组改变动滑轮的重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图丁的图像。分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 　 　N。（忽略绳重和摩擦）
27．在“探究杠杆平衡条件”的实验中：
（1）小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于　 　（填 “平衡”或“不平衡”）状态。
（2）杠杆在水平位置平衡后，小科按照图乙所示的实验方案，在杠杆上分别施加动力、阻力，并使杠 杆在水平位置重新平衡，记录动力 F1 、动力臂 L1 、阻力 F2 、阻力臂 L2 在下表中。
实验序号 F1 L1 F2 L2
1 2 3 2 3
2 3 4 3 4
3 4 2 4 2
该小组同学分析比较表中数据后，发现可以得出多个不同的结论。他们经过思考，认为图乙所 示的方案存在缺陷。你认为图乙所示方案的缺陷是：　 　。
（3）小科重新多次实验后，根据所得数据绘制成如图丙所示的L2和F2的关系图像。他发现这和数学课上学过的反比例函数y＝kx的图像很相似。为了进一步确定L2和F2的函数关系，他应该利用以上数据作L2和　 　之间的关系图像。
（4）小科想利用杠杆的平衡条件来测量均匀刻度尺的质量。
①将刻度尺平放在支座上，左右移动刻度尺，找出能够使刻度尺在水平位置保持平衡的支点位置，记下这个位置，它就是刻度尺的重心；
②如图丁所示，将质量为M1的物体挂在刻度尺左边某一位置，使刻度尺能够在支座上重新保持水平平衡，记录物体悬挂点到支座的距离L1和刻度尺的重心到支座的距离L2；
③根据杠杆的平衡条件，可以计算出刻度尺的质量m＝　 　（用题目中所给物理量表示）。
四、解答题
28．周末，重为的550N小海同学沿情侣路骑行，其路程与时间关系图像如图甲所示，小海所骑的单车如图乙所示，单车质量为20kg，g取，试计算：
（1）整个过程中小海的平均速度；
（2）单车与地面的接触总面积为，求骑行过程中单车对水平路面的压强；
（3）若骑行过程中受到的阻力为总重力的0.02倍，求小海前5min的骑行功率。
29．某同学自制了一个可以测人体重心位置的装置，如图所示，取一块与自己等长的木板，一端固定，另一端用轻质细绳通过一个滑轮组悬挂起（摩擦不计，动滑轮重不计）在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡。如果该同学身高150cm质量40Kg，平躺到木板上后在托盘中再加上质量为8Kg的码砝，木板再次水平平衡。
（1）在测人体重心之前，先“在绳子末端的托盘上放一些码砝，使木板水平平衡，这样做的目的是什么？　 　
（2）请你计算出该同学重心到“O”的距离是多少？
30．如图甲所示，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S1.图乙中有一个半径为R的粗糙 的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S2.求：
（1）甲图中重力对物体做的功W=　 　
（2）乙图中物体在水平面上的摩擦力f。
（3）乙中物体在粗糙的1/4圆弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，则物体上升的温度为多少？（物体的比热为c）
31．如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、推进系统、摄像模块、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中的上下运动或停留。某次测试时，航行器竖直上升并停留在水中的某个位置，该过程中速度随时间的变化关系如图丙所示。
（1）航行器在测试过程中停留在水中的某个位置时排开水的体积是多少？
（2）航行器在水中匀速上升这段时间内克服重力做功多少焦？
（3）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力，根据丙图分析，航行器在第9秒时受到的浮力与重力的大小关系如何，请作出判断并说明理由。
32．热机在人类生活中发挥着重要作用。汽油机、柴油机都属于热机中的内燃机，它们的结构(模型如图所示)和工作原理基本相似。飞轮可看成一个杠杆，活塞、连杆是固定连接，为飞轮旋转提供动力，使其克服曲轴的阻力并带动曲轴旋转，进而使车辆运行。同排量(汽缸总容积相同)的情况下，汽油机动力小、机械效率一般为20%~30%：柴油机动力大、机械效率可达45%。下表是汽油机和柴油机相关参数的比较，试分析两者的动力、机械效率存在差别的原因。
汽油机 柴油机
燃料种类及性质 汽油，密度小，易挥发，燃烧较快，燃烧效率低 柴油，密度大，不易挥发，燃烧较慢，燃烧效率高
构造 汽缸、连杆较短，飞轮较小 汽缸、连杆较长，飞轮较大
吸入汽缸的物质 汽油和空气的混合物 空气
压缩冲程前后汽缸容积比 10：1 23：1
点火方式 上方有火花塞，在压缩冲程末点燃汽缸内的混合物 上方有喷油嘴，在压缩冲程末喷出雾状柴油液滴，遇到汽缸里的高温空气迅速汽化并燃烧
答案解析部分
1．【答案】C
2．【答案】C
3．【答案】C
4．【答案】D
5．【答案】A
6．【答案】C
7．【答案】B
8．【答案】B
9．【答案】D
10．【答案】C
11．【答案】D
12．【答案】B
13．【答案】A
14．【答案】B
15．【答案】D
16．【答案】（1）不变
（2）大于
17．【答案】（1）O
（2）D
18．【答案】（1）54
（2）A
19．【答案】小于；70000
20．【答案】（1）力的作用是相互的
（2）75焦
（3）t1
21．【答案】0.6；0
22．【答案】（1）9
（2）0.6
（3）2
【解答】（1）不计弹簧测力计、滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，弹簧测力计的示数F=3F2=3×3N=9N；
（2）由图知，水平使用滑轮组，n=2，拉力端移动速度v=2v物=2×0.1m/s=0.2m/s，拉力做功功率P2=F2v=3N×0.2m/s=0.6W；
（3）由图可知n=2，因为不计滑轮和绳子的自重及滑轮和绳子之间的摩擦，所以B和A之间的摩擦力：fB=nF2=2×3N=6N，
因为A相对于地面静止，所以A受力平衡，此时A在水平方向上受到B对A向左的摩擦力、地面对A向右的摩擦力和向右的拉力F1，由力的平衡条件可知，A和地面的摩擦力：fA=fB-F1=6N-4N=2N；
故答案为：（1）9；（2）0.6；（3）2。
23．【答案】（1）A方案能更好地控制小球到达斜面底端时的速度相同
（2）D
（3）塑料软片对不同体积的小球的阻力不同
【解答】 （1）图A中挡板水平放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差相同，则两球达到水平位置时的速度相同；图B中挡板与斜面垂直放置，两小球从起始位置到水平位置的高度差不同，则两球达到水平位置时的速度不同；
由题知，该实验是“探究动能大小与质量的关系”，则为了控制小球到达斜面底端时的速度相同，实验时应选择A方案而不能选择B方案。
（2）根据表中数据可知，斜面倾角为10°、20°、30°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度相同，斜面倾角为40°、50°、60°时，大钢球、小钢球、木球达到水平面时的速度不同，所以要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关，则斜面倾角不可能是40°以上，故D符合题意；
（3）体积大的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力大，即体积大小不同的小球从塑料软片下面通过时受到的阻力不同，无法“探究动能大小与质量关系”。
24．【答案】（1）D
（2）时间t/s
（3）
【解答】（1）功率是指单位时间内做功的快慢， 如何比较同学上楼功率， 需要知道其克服重力做的功，那么就要知道同学体重，楼高，以及需要知道爬楼的时间，所以D正确；
（2） 根据测量所选方案，表格中空缺的栏目内容应该填 时间t/s ；
（3） 功率表达式：
故答案为：（1）D（2） 时间t/s （3）
25．【答案】（1）所挂重物的重力(质量)
（2）研究摩擦做功和产生热量的关系
（3）将保温杯慢慢上下翻转多次(或n次)
【解答】（1）焦耳通过测量所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热(Q)。
（2）焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功和产生热量的关系。
（3）⑤将保温杯慢慢上下翻转多次(或n次)，计算出水的重力所做的功(W)。
26．【答案】（1）88.9%
（2）高
（3）C
（4）12
【解答】（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为：；
（2）纵向分析数据可得结论：用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高；
（3）根据“用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高”可知，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm（此时物重比第3次实验的物重还大），则此时滑轮组的机械效率应该大于90.9%，而它又不可能是100%，只能为92.1%，故选C；
（4）根据图丁可知，当动滑轮重为4N时，滑轮组的机械效率为75%；
若忽略绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 ，
即：；
解得：G=12N。
27．【答案】（1）平衡
（2）每组动力与阻力，动力臂和阻力臂大小都相等，实验数据单一重复，不具有普遍性
（3）1/F2
（4）M1L1/L2
【解答】（1）小科同学先把杠杆的中点支在支架上，杠杆静止在如图甲所示的位置，此时杠杆处于平衡状态。
（2）观察表格数据可知，我认为图乙所示方案的缺陷是：每组动力与阻力，动力臂和阻力臂大小都相等，实验数据单一重复，不具有普遍性。
（3）为了进一步确定L2和F2的函数关系，他应该利用以上数据作L2和1/F2之间的关系图像。
（4）根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得到：
G1L1=GL2；
M1gL1=mgL2；
M1L1=mL2；
解得：。
28．【答案】（1）（1）由图甲可知，整个过程中小梅通过的路程s=2400m，运动的时间为t=25min=1500s
则整个过程中小梅的平均速度
（2）单车对水平路面的压力
单车对水平路面的压强
（3）由图甲知道，0~5min内小梅骑行时做匀速直线运动，且通过的路程s1=1500m，则小梅骑行的速度
因小梅骑行时做匀速直线运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以，小梅骑行时的牵引力
则小梅前5min的骑行功率
29．【答案】（1）消除木板重力对实验的影响
（2）由图知，滑轮组对木板的拉力：
，其力臂，
，其力臂为，
由杠杆的平衡条件知：，
即：
30．【答案】（1）mgR
（2）解：甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的 半圆弧
槽下滑重力做的功，所以mgR= s1，因此 = ，既乙中物体在水平面
上的摩擦力 为
（3）解：物体在圆弧槽的最高点具有重力势能Ep=mgR，在下滑至水平轨
道静止的过程中，重力势能用于克服圆弧轨道以及水平轨道摩檫力
做功，所以在圆弧轨道上克服摩擦力做功为总的重力势能减去克服
水平轨道上摩檫力做的功，既W圆弧=Ep-W 水平=mgR- s2；克服圆弧
摩擦力所做的功转化为物体的内能，既W 圆弧=Q，根据c= 可得，
Δt= = = 。
31．【答案】（1）解：航行器在测试过程中停留在水中的某个位置时处于平衡状态，所受的浮力
F浮＝G＝mg＝8kg×10N/kg＝80N，
根据阿基米德原理可知V排＝8×10﹣3m3；
（2）解：航行器在水中匀速上升这段时间内运动的路程h＝vt＝0.2m/s×（15s﹣6s）＝1.8m，
克服重力做功W＝Gh＝80N×1.8m＝144J；
（3）当航行器在水下运动时，会受到水的阻力。根据丙图分析，航行器在第9秒时处于平衡状态，受到竖直向上的浮力、阻力和竖直向下的重力的作用，受到的浮力小于重力。
32．【答案】动力大：①柴油机压缩冲程前后汽缸容积比大，做功冲程活塞受到的压力大，推动飞轮转动的力大；②柴油机飞轮大，动力臂大，根据F1L1=F2L2，可以克服更大的阻力。
机械效率高：①柴油机吸入的是空气，同排量的情况下，氧气更充足，有利于柴油的充分燃烧；②柴油以雾状油滴的形式喷出，遇到高温迅速汽化，增大了可燃物与助燃剂的接触面积，燃烧更充分；③柴油机的汽缸长度长，燃油推动活塞的距离大；④柴油机压缩冲程前后压缩比大，缸内气压大，燃气对活塞的压力大，根据W=FS， 燃气对活塞做的功多，转化得到的机械能大。
上述6点，一点一分，写出任意4点即得满分
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