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浙教版科学九年级3.1-3.5综合练习（较新题）
一．选择题（共15小题）
1．如图所示，下列关于能量的叙述，不正确的是（ ）
A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能
B．乙图中的塞子弹出，水蒸气具有的机械能转移给了塞子
C．丙图的植物光合作用过程中，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中
D．丁图氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的
2．如图甲所示，描述的一种以水流为动力来取水的机械，其模型如图乙所示，筒车的转速不变，则下列说法正确的是（ ）
A．取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能增大
B．取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直增大
D．筒车工作过程中是将简车的机械能转化为水的内能
3．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大
4．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
5．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
6．两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（ ）
A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮
B．额外功为10J
C．拉力F的功率为1.8W
D．滑轮组的机械效率为90%
7．如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码，则木棒（ ）
A．绕O点顺时针方向转动
B．绕O点逆时针方向转动
C．平衡被破坏，转动方向不定
D．仍保持平衡
8．如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（ ）
A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W
C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W
9．如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
10．假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊，下列说法中正确的是（ ）
A．袋里的气体对外做功，内能减少了
B．袋里的气体从外界吸热，内能增加了
C．从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了
D．高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒
11．如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（ ）
A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N
B．0～2s内拉力F等于10N
C．2～6s内拉力F等于8N
D．2～6s内拉力F做功120J
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为4牛。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（ ）
A．L.6焦 B．0.8焦 C．0.6焦 D．0.4焦
13．如图，足够长的杠杆上放着两个球（质量m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是（ ）
A．仍然平衡 B．大球一端下沉
C．小球一端下沉 D．无法确定
14．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
15．如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是（ ）
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
二．填空题（共14小题）
16．如图所示，民间有“打年糕迎新年”的传统习俗。制作年糕时，先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟，再放入石臼中用木棰捶打，最后搓揉成形。
（1）蒸米时，木桶中米内能的增加是通过 方式实现的，从木桶中冒出的“白气”是水蒸气 （填物态变化名称）形成的。
（2）打年糕抡起木棰的过程中，木棰相当于一个 杠杆。
17．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 焦、汽油机的功率为 瓦。
18．如图，要把一圆木推上台阶。
（1）下面四种推法中，哪种方法所需推力最小 （填序号）。
（2）已知圆木重为G，半径为R，台阶高度为。则推上台阶需要做 功。
19．同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 ；
（2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 的大小。
20．我国劳动人民很早就在农业、军事等方面应用杠杆。如图甲所示是用于稻谷去皮的脚踏碓，图乙是其简化图；图丙所示是护城河上安装的吊桥装置。
（1）脚踏碓属于 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）图丙中，滑轮的作用是 。将吊桥从图丙缓慢拉起到图丁的过程中，人用的力将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
21．人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。因为人在低头过程中，头部重力的力臂 ，使得颈部肌肉群对后颅向下的拉力 ；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的压力 。（三个空均选填“变大”“变小”或“不变”）
22．图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是 （选填“B”或“C”）。适当增大∠BAC角度的大小，能否使海报架抵抗更大的风力？判断并说明理由 。
23．早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图甲所示是古人利用桔棒从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。请回答：
（1）当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是 （填字母）；若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1大小将 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg，桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力多少牛？
（3）对于配重物，有人认为越重越好，有人却认为越轻越好，请写出你的观点： 。
24．宁波轨道交通规划构建高品质、多式融合、全域一体的轨道交通体系，努力实现“对外区域融合，对内提质增效”。城市地铁在挖隧道过程中，需使用盾构机（如图）挖掘隧道。
（1）盾构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时产生大量的热，这是通过 的方式改变物体内能。
（2）盾构机体积庞大，需将其拆成多个部件吊装到施工现场，已知部件总质量3×104千克，部件水平平移10米，再竖直下降10米，则部件重力做功 焦。
25．如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F（其他力未画出）使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分别为Wa、Wb、Wc三种情况下拉力做功大小Wa Wb，Wb Wc。（选填：“＜”、“＝”或“＞”）
26．如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力F做功为 J；当把拉力增大到8N时，弹簧秤的示数是 N。
27．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。求：
（1）从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为 。（用m、g、H、h表示，同下）
（2）C点的高度为 。
28．如图甲所示为水火箭制作项目化活动，在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配制上火箭顶端的整流罩，将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。
（1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 ；
（2）若水火箭发射前的总质量为2千克，则当水火箭竖直上升至10米高时，水火箭克服自身重力做功将 200焦（选填“等于”、“大于”或“小于”）；
（3）图乙为水火箭发射后的速度时间图像，则t1、t2、t3时刻中水火箭受到平衡力的时刻有 。
29．我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。
整车性能参数
最高车速 69km/h
工况续驶里程 ≥250km
30km/h制动距离（满载） ＜10m
电机类型 永磁同步电机
电机最大功率 180kW
电机额定功率 150kW
（1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 。
（2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 J。
三．计算题（共5小题）
30．十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的压力是多少？
（2）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机克服物体重力做了多少功？（假设杠杆转动时，定滑轮上的绳子始终保持竖直状态）
（3）假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机克服物重做功的功率为多少？
31．跳绳看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究：跳绳者的质量m＝50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件分析：
（1）跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦？
（2）在1分钟内做功的平均功率为多少瓦？
32．工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m3．（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算：
（1）检测过程中，水吸收的热量是多少？
（2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？
（3）该页岩气样品的热值为多少？
33．如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为26.5t，每条履带与地面的接触面积为2.5m2，水上最快航速可达30km/h，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为66km的水域。已知ρ燃油＝0.85×103kg/m3、q燃油＝4.3×107J/kg、g＝10N/kg、ρ水＝1.0×103kg/m3。求。
（1）该战车的重力。
（2）该战车停在水平地面时对地面的压强。
（3）该战车在此次任务中消耗燃油600L，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
34．随着能源结构的改善，不同燃料的燃气热水器已走进千家万户，某家庭用的天然气热水器，将30kg的水从14℃加热到80℃，完全燃烧了0.3m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）该热水器烧水的效率是多少？
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浙教版科学九年级3.1-3.5综合练习（较新题）
一．选择题（共15小题）
1．如图所示，下列关于能量的叙述，不正确的是（ ）
A．甲图中的食物燃烧时，是将储存在食物中的化学能转化为内能
B．乙图中的塞子弹出，水蒸气具有的机械能转移给了塞子
C．丙图的植物光合作用过程中，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中
D．丁图氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的
【解答】解：A．食物燃烧时将化学能转化为内能，故A正确；
B．乙图中的塞子弹出，是水蒸气对塞子做功，内能转化为机械能，是能量的转化过程，故B错误；
C．丙图的植物光合作用把水和二氧化碳合成成自身物质，把太阳光能转化为化学能贮存在有机物中，故C正确；
D．氢弹爆炸时释放的核能是原子核聚变产生的，氢核聚变是不可控的核反应，故D正确。
故选：B。
2．如图甲所示，描述的一种以水流为动力来取水的机械，其模型如图乙所示，筒车的转速不变，则下列说法正确的是（ ）
A．取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能增大
B．取水筒内的水，在倒水处时重力势能最小
C．取水筒内的水，从取水处到倒水处，机械能一直增大
D．筒车工作过程中是将简车的机械能转化为水的内能
【解答】解：A、动能的影响因素是质量与速度，取水筒内的水，从取水处到倒水处，速度和质量不变，动能不变，故A错误。
B、重力势能的影响因素是质量与高度，取水筒内的水，在倒水处时高度最大，重力势能最大，故B错误。
C、取水筒内的水，从取水处到倒水处，动能不变，重力势能增大，机械能包括动能与势能，总的机械能一直增大，故C正确。
D、从能量转化的角度来看，筒车工作过程中将水流的动能转化为筒车的动能和取水桶内水的动能和重力势能，故D错误。
故选：C。
3．中国海军公布的“鹰击﹣21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ）
A．导弹所用的燃料需要具有较大的比热
B．导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能
C．导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高
D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a点的机械能最大
【解答】解：A、导弹飞行时需要大量的能量，因此所用的燃料需要具有较高的热值，故A错误；
B、导弹升空，通过燃料燃烧把化学能转化为内能，气体膨胀做功，把内能转化为机械能，故B正确；
C、导弹与大气剧烈摩擦产生热量，通过做功的方式使其表面温度急剧升高，故C正确；
D、导弹进入大气层过程中需要克服空气摩擦做功，部分机械能转化为内能，因此机械能逐渐变小，故D错误。
故选：C。
4．在实践活动基地，同学们体验使用劳动器具。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为600N的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重为20N，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（ ）
A．甲方式中车对绳子的拉力为620N
B．乙方式中人对绳子的拉力为300N
C．使用甲、乙两种方式都不能省功
D．甲、乙两种方式的机械效率相等
【解答】解：A、因为图甲中两个滑轮都是定滑轮，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦，绳子的拉力应该为600N。故A错。
B、乙方式人对绳子的拉力F＝（G+G动）＝×（600N+20N）＝310N；故B错误。
C、根据功的原理，使用任何机械都不省功，所以C正确。
D、甲方式两个滑轮都是定滑轮，不计绳重和摩擦，不用做额外功，机械效率100%；乙方式有一个动滑轮，需要做额外功，机械效率小于100%，故D错误。
故选：C。
5．如图所示，一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动，在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F，使木杆从OA位置匀速转到水平位置的过程中，力F的大小将（ ）
A．逐渐变大 B．逐渐变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
【解答】解：将杠杆缓慢地由最初位置拉到水平位置时，因作用力F始终与OA垂直，则动力臂不变，阻力为杠杆的重力，则阻力大小也不变，但阻力臂变大，根据杠杆的平衡条件F1L1＝F2L2可知，动力F变大。
故选：A。
6．两个滑轮如图所示的方式组合，用5N的拉力F拉动绳端，使物体在5s内水平向左匀速滑动1m，物体与地面间的摩擦力为9N。下列选项中正确的是（ ）
A．滑轮A是定滑轮，B是动滑轮
B．额外功为10J
C．拉力F的功率为1.8W
D．滑轮组的机械效率为90%
【解答】解：A、由图知，利用滑轮组拉着物体向左运动时，A滑轮随物体一起移动，为动滑轮；B滑轮的轴固定不动，为定滑轮，故A错误；
B、由图知，通过动滑轮绳子的段数n＝2，
拉力端移动距离s＝2s物＝2×1m＝2m，拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，
克服物体与地面间摩擦做的有用功W有＝fs物＝9N×1m＝9J，
额外功W额＝W总﹣W有＝10J﹣9J＝1J，故B错误；
C、拉力的功率P＝＝＝2W，故C错误；
D、滑轮组的机械效率η＝＝＝90%，故D正确。
故选：D。
7．如图所示，一根木棒AB在O点被悬挂起来，AO＝OC，在A、C两点分别挂有两个和三个相同的钩码，木棒处于水平平衡。如在木棒的A、C两点各减少一个同样的钩码，则木棒（ ）
A．绕O点顺时针方向转动
B．绕O点逆时针方向转动
C．平衡被破坏，转动方向不定
D．仍保持平衡
【解答】解：
由题知，AO＝OC，两边的力不同，说明杠杆的重心不在O点，因为右边受到的力大于左边受到的力，所以杠杆的重心在O点的左侧。
设杠杆的重心在D，一个钩码重为G，如图：
由题意：杠杆原来平衡，则F左AO+G0×OD＝F右CO，
2G×AO+G0×OD＝3G×CO，
G0×OD＝G×CO＝G×AO
再各加一个钩码后：
左边力和力臂的乘积为G×AO+G0×OD＝G×AO+G×AO＝2G×AO，
右边力和力臂的乘积为2G×CO＝2G×AO，
可见，减小钩码后两边力和力臂的乘积相等，所以杠杆仍平衡。
故选：D。
8．如图所示，质量为50kg的晓明同学在做仰卧起坐运动。若他上半身的质量为全身质量的五分之三，他在1min中内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，则他在1min内克服重力做的总功W和相应的功率P约为（ ）
A．W＝4500J，P＝75W B．W＝4500J，P＝7.5W
C．W＝3600J，P＝60W D．W＝360J，P＝6W
【解答】解：晓明上半身重力：G＝mg＝×50kg×10N/kg＝300N，
每仰卧起坐，克服重力做的功：W0＝Gh＝300N×0.3m＝90J，
则他在1min内克服重力做的总功：W＝50×W0＝50×90J＝4500J，
他在1min内克服重力做功的功率：P＝＝＝75W，故A正确。
故选：A。
9．如图所示，按下筷子盒M处时，筷子就会从出口滚出。若忽略筷子的压力，能正确表示按下筷子盒M处时的杠杆示意图是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：M处施加的动力是向下的，支点在杠杆的最左侧，所以阻力的方向是向上的，根据四个选项，只有A正确的。
故选：A。
10．假日里小肖和爸爸从浙江前往西藏布达拉宫，他发现到达高山上时包里的薯片呈现如图所示的“高反”——薯片包装袋变得鼓鼓囊囊，下列说法中正确的是（ ）
A．袋里的气体对外做功，内能减少了
B．袋里的气体从外界吸热，内能增加了
C．从浙江到达布达拉宫后，薯片的重力势能变小了
D．高山上温度低一些，所以整个过程中能量不守恒
【解答】解：AB、根据题意可知，薯片包装袋膨胀的过程，其实是里面的气体对袋子做功的过程，将内能转化为机械能，则内能减小，不是从外界吸热，故A正确、B错误；
C、从浙江到达布达拉宫后，薯片的质量不变，高度增大，则重力势能增大，故C错误；
D、整个过程遵守能量守恒定律，故D错误。
故选：A。
11．如图甲所示，重为8N的铁块吸附在竖直放置的足够长的磁性平板上，在竖直向上拉力F的作用下铁块沿直线竖直向上运动，铁块运动过程中速度v的大小随时间t变化的图象如图乙所示，若铁块受到的摩擦力为2N。下列说法中正确的是（ ）
A．磁性平板对铁块的吸引力等于8N
B．0～2s内拉力F等于10N
C．2～6s内拉力F等于8N
D．2～6s内拉力F做功120J
【解答】解：A．铁块的重为8N，该题中没有磁性平板对铁块的吸引力的任何提示，故A错误；
B．在0～2s内处于加速运动状态，即此时的拉力F大于重力和摩擦力，所以无法确定，故B错误；
C．由乙图可见，在2～6s铁块在竖直方向上运动时，速度保持不变，因此铁块做匀速直线运动，铁块受到平衡力的作用。在竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向下的摩擦力f和竖直向上的拉力F，根据平衡力的特点，f+G＝F，所以F＝G+f＝8N+2N＝10N，故C错误；
D．2～6s内F＝10N，拉力F做功大小：W＝Fs＝10N×3m/s×4s＝120J，故D正确。
故选：D。
12．如图所示，放在水平桌面上的匀质长直木板长度L为40厘米，质量为2千克，它的右端与桌面相齐，与桌面间的摩擦力为4牛。若在木板左端用一水平推力F将其匀速推下桌子，水平推力至少要做功（ ）
A．L.6焦 B．0.8焦 C．0.6焦 D．0.4焦
【解答】解：
因为匀速推动，在推动的过程中，压力和接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，推力不变；
推力：F＝f＝4N，
因当重心到达桌子的边缘时，木板将翻转，所以推力作用的距离：
s＝L＝×40cm＝20cm＝0.2m，
推力做功：W＝Fs＝4N×0.2m＝0.8J。
故选：B。
13．如图，足够长的杠杆上放着两个球（质量m1＞m2），杠杆在水平位置平衡，若两球以相同的速度同时向远离支点的方向运动，则杠杆的状态是（ ）
A．仍然平衡 B．大球一端下沉
C．小球一端下沉 D．无法确定
【解答】解：开始时两球平衡，即力与力臂的乘积相等；当运动时，两球速度相同，则在相同时间内向远离支点的方向移动的距离相同，则大球的力与力臂的乘积增加的快，所以大球的力与力臂的乘积会大于小球的力与力臂的乘积，杠杆向大球那端下沉。
故选：B。
14．如图所示装置，物体A在水平桌面上，滑轮和绳子重力以及滑轮轴处的摩擦均不计。当B物体重为10牛顿时，它恰好能匀速下降。若用一个水平向左的力拉物体A使其向左匀速运动，则这个力的大小是（ ）
A．5牛顿 B．10牛顿 C．15牛顿 D．20牛顿
【解答】解：当A向右做匀速直线运动，水平方向上受到水平向右的拉力和向左的摩擦力，f＝F拉＝GB＝5N。
当A向左做匀速直线运动，水平方向上受到水平向左的拉力、向右的摩擦力、B对A的拉力；
滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，压力不变，接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，所以向右的摩擦力为：f＝5N。
A向左做匀速直线运动，受到平衡力的作用，A受到的水平向左的拉力为：F＝f+GB＝5N+5N＝10N。
故选：B。
15．如图是我国古代人民用工具抬木料的情景。下列说法正确的是（ ）
A．如图使用横杆时，横杆可以看作费力杠杆
B．如图抬起木料时，木料可以看作省力杠杆
C．支架下面垫着的石块是为了增大对地面的压强
D．移动木料时，木料底下的小圆木有增大摩擦的作用
【解答】解：A、横杆在使用过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故A错误；
B、抬起木料过程中，动力臂大于阻力臂，属于省力杠杆，故B正确；
C、支架下垫有石块是为了增大受力面积，减小对地面的压强，故C错误；
D、木料底下的小圆木，这样变滑动为滚动，是为了减少摩擦，故D错误。
故选：B。
二．填空题（共14小题）
16．如图所示，民间有“打年糕迎新年”的传统习俗。制作年糕时，先将浸泡过的米放在木桶中蒸熟，再放入石臼中用木棰捶打，最后搓揉成形。
（1）蒸米时，木桶中米内能的增加是通过 热传递 方式实现的，从木桶中冒出的“白气”是水蒸气 液化 （填物态变化名称）形成的。
（2）打年糕抡起木棰的过程中，木棰相当于一个 费力 杠杆。
【解答】解：（1）蒸米时，能量发生了转移，因此，木桶中米内能的增加是通过热传递方式实现的；从木桶中冒出的“白气”是水蒸气遇冷发生液化形成的小水珠；
（2）由图可知，木锤的锤头在远端，中间的手为动力，打年糕抡起木棰的过程中，动力臂小于阻力臂，所以木棰相当于一个费力杠杆。
故答案为：（1）热传递；液化；（2）费力。
17．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 135 焦、汽油机的功率为 2025 瓦。
【解答】解：
（1）由p＝可得，燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝9.0×105Pa×30×10﹣4m2＝2700N；
一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W＝Fs＝2700N×50×10﹣3m＝135J；
（2）因飞轮每转两圈对外做功一次，
所以，飞轮1min转动1800周，做功900次，
则燃气对活塞做的总功：
W总＝W×900＝135J×900＝121500J，
汽油机的功率：
P＝＝＝2025W。
故答案为：135；2025。
18．如图，要把一圆木推上台阶。
（1）下面四种推法中，哪种方法所需推力最小 D （填序号）。
（2）已知圆木重为G，半径为R，台阶高度为。则推上台阶需要做 功。
【解答】解：（1）如题干图所示，把一圆木推上台阶，可视为一个杠杆，其支点为圆木与台阶的接触点，四种推法中，阻力（重力）和阻力臂（半径）都相等，D图中动力臂最大，根据杠杆平衡条件可知，D图中的方法所需推力最小。
（2）推力做功转化为圆木的重力势能，重心上升的高度h＝，故推力做功W＝Ep＝Gh＝G×＝。
故答案为：（1）D；（2）。
19．同学们在体育课上做仰卧起坐，前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲，后半段是上半身完全离开地面。
（1）仰卧起坐时，人体可看成杠杆模型，O为支点，肌肉的拉力F为动力，先将头向前抬起，可以减小 阻 力臂；在平躺至坐起的过程中，运动员肌肉所施加的动力变化情况是 变小 ；
（2）同学们可以改变仰卧起坐的快慢，来控制体育锻炼的效果，从物理学角度分析，其实质是改变 功率 的大小。
【解答】解：
（1）先将头向前抬起，人的重心向右移动，可以减小阻力臂；在平躺至坐起的过程中，动力臂不变，阻力不变，阻力臂变小，根据杠杆的平衡条件可知，动力会变小；
（2）做仰卧起坐时，每次所做的功相同，同学们可以改变仰卧起坐的快慢，则做功的功率发生了改变，所以其实质是改变功率的大小。
故答案为：（1）阻；变小；（2）功率。
20．我国劳动人民很早就在农业、军事等方面应用杠杆。如图甲所示是用于稻谷去皮的脚踏碓，图乙是其简化图；图丙所示是护城河上安装的吊桥装置。
（1）脚踏碓属于 费力 （选填“省力”或“费力”）杠杆。
（2）图丙中，滑轮的作用是 改变力的方向 。将吊桥从图丙缓慢拉起到图丁的过程中，人用的力将 变小 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【解答】解：（1）由图可知，脚施加的力为动力，脚踏碓在使用过程中动力臂小于阻力臂，因此属于费力杠杆。
（2）图中的滑轮是一个定滑轮，定滑轮不省力，可以改变力的方向。
从丙图缓缓拉起到丁图的过程中，根据杠杆的平衡条件可知，阻力一定，阻力臂减小，动力臂增大，人用的力将变小。
故答案为：（1）费力；（2）改变力的方向；变小。
21．人的颈椎起着支撑头部的作用，颈部肌肉群连接颈部和头部，并控制着头部的运动。人在低头时，头部和颈椎可看作一个杠杆，长时间低头会对颈椎和颈部肌肉群造成损伤。因为人在低头过程中，头部重力的力臂 变大 ，使得颈部肌肉群对后颅向下的拉力 变大 ；头部向下弯曲角度增大，颈椎所受的压力 变大 。（三个空均选填“变大”“变小”或“不变”）
【解答】解：人在低头过程中，重心向前移，头部重力与支点间距离变大，导致重力的力臂变大。
由杠杆平衡条件可知，阻力和动力臂不变，阻力臂变大，则动力变大，即颈部肌肉群对后颅向下的拉力变大。
头部向下弯曲角度增大，阻力臂变大的程度变大，由杠杆平衡条件可知，颈椎所受的压力也将变大。
根据杠杆平衡条件可知，为了保护颈椎健康，不要长时间低头，要保持眼睛和书本间的距离或端正坐姿等，尽量避免使阻力臂增大，从而导致动力增大的情况出现。
故答案为：变大；变大；变大。
22．图甲是一种落地式海报架，图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆，水平向右的风将其吹倒的瞬间，支点是 C （选填“B”或“C”）。适当增大∠BAC角度的大小，能否使海报架抵抗更大的风力？判断并说明理由 能；增大∠BAC角度，重力G的力臂L2越长 。
【解答】解：（1）根据图片可知，水平向右的风将其吹倒的瞬间，只有C点不动，故支点为C点；
（2）从支点到动力作用线的距离叫动力臂，重力G的力臂L2，如图所示：
当∠BAC角度越大时，重力G的力臂L2越长，重力G大小不变，且结合图示和力臂的概念可知风力的力臂不变，根据杠杆平衡条件可知，此时可承受更大的风力，故若要使海报架抵抗更大的风力，应增大∠BAC角度。
故答案为：C；能；增大∠BAC角度，重力G的力臂L2越长。
23．早在3000多年以前，勤劳智慧的中国人就已经开始使用杠杆。如图甲所示是古人利用桔棒从井里汲水的示意图，它的前端A系一水桶，后端B系一配重物，O1为支点，杆的自重不计。请回答：
（1）当人沿着AC方向向下拉时，拉力F1的力臂是 O1C （填字母）；若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1大小将 变大 （填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg，桶和水总重50牛，请计算使用配重后，从井中汲水时人可以节省用力多少牛？
（3）对于配重物，有人认为越重越好，有人却认为越轻越好，请写出你的观点： 当配重过大时，放入水桶时的力过大，过小时拉起水桶的力过大，要配重适当较好 。
【解答】解：（1）根据力臂是从支点到力的作用线的垂直距离，图中O1C为动力臂；
若将支架移到O2点，方向不变的拉力F1的力臂将变小，而配重的力臂变大，根据杠杆的平衡条件知，拉力将变大。
（2）若O1A＝3O1B，配重质量为4.5kg，
如果没有配重，拉力F'＝G＝50N；
有配重时，根据杠杆的平衡条件知，m配g O1B＝（G﹣F）O1A；
即 4.5kg×10N/kg×1＝（50N﹣F）×3；
解得F＝35N，故省力ΔF＝F'﹣F＝50N﹣35N＝15N；
（3）当配重过大时，放入水桶时的力过大，过小时拉起水桶的力过大，要配重适当较好。
故答案为：（1）O1C；变大；（2）井中汲水时人可以节省用力15N；
（3）当配重过大时，放入水桶时的力过大，过小时拉起水桶的力过大，要配重适当较好。
24．宁波轨道交通规划构建高品质、多式融合、全域一体的轨道交通体系，努力实现“对外区域融合，对内提质增效”。城市地铁在挖隧道过程中，需使用盾构机（如图）挖掘隧道。
（1）盾构机的前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时产生大量的热，这是通过 做功 的方式改变物体内能。
（2）盾构机体积庞大，需将其拆成多个部件吊装到施工现场，已知部件总质量3×104千克，部件水平平移10米，再竖直下降10米，则部件重力做功 3×106 焦。
【解答】解：（1）盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时产生大量的热，这是通过做功方式改变物体内能；
（2）部件重力做的功：W＝Gh＝mgh＝3×104kg×10N/kg×10m＝3×106J。
故答案为：（1）做功；（2）3×106。
25．如图所示，a、b、c三种情况下，用大小相同的力F（其他力未画出）使同一物体沿不同的轨迹移动了相同的距离s，对于三种情况下拉力F所做的功分别为Wa、Wb、Wc三种情况下拉力做功大小Wa ＜ Wb，Wb ＞ Wc。（选填：“＜”、“＝”或“＞”）
【解答】解：据题可知，a、b、c三种情况下拉力的大小相同；
a中力与物体运动方向垂直，物体在力的方向上通过的距离为0，对物体不做功；
b中物体在力的方向上通过的距离为s；
c中物体斜向上运动，则物体在力的方向上通过的距离要小于s；
由W＝Fs可得，Wa＜Wc＜Wb。
故答案为：＜；＞。
26．如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力F做功为 4 J；当把拉力增大到8N时，弹簧秤的示数是 10 N。
【解答】解：当拉力F为5N时，木板向右匀速运动了0.4米，拉力移动的距离s＝2s'＝2×0.4m＝0.8m；
拉力F做功W＝Fs＝5N×0.8m＝4J；
光滑的水平面上有一足够长的木板，木板水平方向只受到物体的摩擦力，f＝2F＝2×5N＝10N；
当把拉力增大到8N时，木板加速运动，而压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力不变，故弹簧秤的示数不变，仍为10N。
故答案为：4；10。
27．如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。求：
（1）从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为 2mg（H﹣h） 。（用m、g、H、h表示，同下）
（2）C点的高度为 2h﹣H 。
【解答】解：（1）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能，即克服摩擦力所做的功为：W＝ΔE＝GΔh＝mg（H﹣h）；
B→C，摩擦力大小和距离不变，故克服摩擦力做功与A→B相同，故A→C克服摩擦力做功为：W＝2mg（H﹣h）；
（2）再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）：EC＝EB﹣ΔE＝mgh﹣mg（H﹣h）＝mg（2h﹣H），
由W＝Gh＝mgh可得，C点距离水平面的高度为：hC＝＝＝＝2h﹣H。
故答案为：（1）2mg（H﹣h）；（2）2h﹣H。
28．如图甲所示为水火箭制作项目化活动，在可乐瓶中装入适量的水，再用带有打气管的瓶塞将瓶口塞住，最后配制上火箭顶端的整流罩，将水火箭竖立于地面，利用打气筒通过打气管向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶塞脱落，瓶内的水向下喷出，水火箭竖直向上飞起。
（1）瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动，这是因为 物体间力的作用是相互的 ；
（2）若水火箭发射前的总质量为2千克，则当水火箭竖直上升至10米高时，水火箭克服自身重力做功将 小于 200焦（选填“等于”、“大于”或“小于”）；
（3）图乙为水火箭发射后的速度时间图像，则t1、t2、t3时刻中水火箭受到平衡力的时刻有 t1 。
【解答】解：（1）水火箭上升时，瓶内的水向下喷出，同时水火箭向上运动，这是因为物体间力的作用是相互的或力可以改变物体的运动状态。
（2）发射前，水火箭的重力为：
G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N；
如果水火箭的重力不变，那么上升10m克服重力做功为：
W＝Gh＝20N×10m＝200J；
实际上，随着火箭升高高度的增大，水流不断喷出，则火箭的重力逐渐减小，因此水火箭克服重力做功将小于200J。
（3）在开始一段时间内，火箭受到的向上的推力大于重力，则它做加速运动。随着推力的逐渐减小，当推力与重力相等时，此时合力为零，加速停止，即此时速度最大，此时受到平衡力。根据图乙可知，当t1时刻时，火箭的速度最大，则此时它受到平衡力。
故答案为：（1）物体间力的作用是相互的或力能改变物体的运动状态；（2）小于；（3）t1。
29．我国生产的电动大巴在英国的市场占有率已超过80%，从侧面可以看出来中国制造在国际中获得了广泛认可，如图所示为某品牌电动大巴及其部分参数。
整车性能参数
最高车速 69km/h
工况续驶里程 ≥250km
30km/h制动距离（满载） ＜10m
电机类型 永磁同步电机
电机最大功率 180kW
电机额定功率 150kW
（1）电动大巴的轮胎较宽并且上面有花纹，这是为了 减小压强和增大摩擦 。
（2）若电动大巴在额定功率下以50km/h的速度匀速行驶了5km，则电机做的功为 5.4×107 J。
【解答】解：（1）电动大巴的轮胎较宽，在压力一定时，增大受力面积减小压强；上面有花纹，这是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；
（2）运动的时间：t＝＝＝0.1h＝360s，
电机做的功：W＝Pt＝150×1000W×360s＝5.4×107J。
故答案为：（1）减小压强和增大摩擦；（2）5.4×107。
三．计算题（共5小题）
30．十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门A、关闭阀门B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的压力是多少？
（2）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机克服物体重力做了多少功？（假设杠杆转动时，定滑轮上的绳子始终保持竖直状态）
（3）假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机克服物重做功的功率为多少？
【解答】解：（1）根据p＝知活塞受到蒸汽的平均压力：
F＝pS＝1.1×106Pa×0.1m2＝1.1×105N；
（2）由图知杠杆左端的力臂是右端力臂的2倍，活塞每次上升高度为h＝0.6米，则根据相似三角形的知识可知，杠杆右端下降的高度为h；
由定滑轮的特点可知，定滑轮右侧物体上升的高度为：h′＝h＝×0.6m＝0.3m；
物体的重力为：G＝mg＝200kg×10N/kg＝2000N；
活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功为：W有用＝Gh′＝2000N×0.3m＝600J；
（3）活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为：
P有用＝＝＝1000W。
答：（1）蒸汽机工作过程中，气缸内部平均压强为1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的平均压力是1.1×105N；
（2）活塞上升一次蒸汽机对物体做了600J的功；
（3）该蒸汽机对物体做有用功的功率为1000W。
31．跳绳看起来似乎很简单，然而亲自跳起来就会感到运动量是相当大的。有位同学对此作了专门研究：跳绳者的质量m＝50kg，跳绳者的重心高度随时间变化的情况如图所示。根据所给条件分析：
（1）跳绳者跳一次绳所做的功为多少焦？
（2）在1分钟内做功的平均功率为多少瓦？
【解答】解：（1）人的重力：G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N，
由图可知，起跳的最大高度h＝0.09m，
跳一次克服重力做功：W＝Gh＝500N×0.09m＝45J；
（2）由图可知跳一次所用时间t1＝s，则1min内所跳的次数：n＝＝180，
1min内克服重力做功：W总＝nW＝180×45J＝8100J；
1min内克服重力做功的平均功率：P＝＝＝135W。
答：（1）跳绳者跳一次绳所做的功为45J；
（2）在1分钟内做功的平均功率为135W。
32．工作人员采取了部分页岩气样品，经初步检测该页岩气样品中的天然气含量为90%，为了确定其中是否还含有其它可燃性成分，现在在实验室进一步对其进行热值测试：假设所取样品气体的体积为1L，用它烧水，使得1kg的水温度升高了5℃，已知检测所用的烧水炉的效率为70%，天然气的热值为4.0×107J/m3．（ρ水＝1.0×103kg/m3）请根据以上信息计算：
（1）检测过程中，水吸收的热量是多少？
（2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是多少？
（3）该页岩气样品的热值为多少？
【解答】解：
（1）水吸收的热量：
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×1kg×5℃＝2.1×104J。
（2）页岩气样品所释放的热量：
Q放＝＝＝3×104J；
（3）1L＝1dm3＝1×10﹣3m3，所以该页岩气样品的热值：
q＝＝＝3×107J/m3。
答：
（1）检测过程中，水吸收的热量是2.1×104J；
（2）检测过程中，页岩气样品所释放的热量是3×104J；
（3）该页岩气样品的热值是3×107J/m3。
33．如图为我国自主研制的两栖战车，整车质量为26.5t，每条履带与地面的接触面积为2.5m2，水上最快航速可达30km/h，达到世界先进水平，某次任务中它以最快航速匀速穿过一宽为66km的水域。已知ρ燃油＝0.85×103kg/m3、q燃油＝4.3×107J/kg、g＝10N/kg、ρ水＝1.0×103kg/m3。求。
（1）该战车的重力。
（2）该战车停在水平地面时对地面的压强。
（3）该战车在此次任务中消耗燃油600L，这些燃油完全燃烧放出的热量是多少。
【解答】解：（1）该战车的重力G＝mg＝26.5×103kg×10N/kg＝2.65×105N；
（2）战车停在水平地面时对地面的压力：F＝G＝2.65×105N，
战车对地面的压强：p＝＝＝5.3×104Pa；
（3）根据密度公式ρ＝得，消耗燃油的质量：
m燃油＝ρ燃油V＝0.85×103kg/m3×600×10﹣3m3＝510kg，
燃油完全燃观放出的热量为：
Q放＝m燃油q燃油＝510kg×4.3×107J/kg＝2.193×1010J。
答：（1）该战车的重力为2.65×105N；
（2）该战车停在水平地面时对地面的压强为5.3×104Pa；
（3）该战车在此次任务中消耗燃油600L，这些燃油完全燃烧放出的热量是2.193×1010J。
34．随着能源结构的改善，不同燃料的燃气热水器已走进千家万户，某家庭用的天然气热水器，将30kg的水从14℃加热到80℃，完全燃烧了0.3m3的天然气，已知水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），天然气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）该热水器烧水的效率是多少？
【解答】解：（1）水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×30kg×（80℃﹣14℃）＝8.316×106J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.3 m3×4×107J/m3＝1.2×107J；
该热水器烧水的效率为：η＝×100%＝×100%＝69.3%。
答：（1）水吸收的热量是8.316×106J；
（2）该热水器烧水的效率是69.3%。
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