《2025年学霸题中题九年级物理上册苏科版》

19. 核心素养科学思维 (8分)某品牌的一款风扇如图1所示,它的控制装置主要有开关、定时器、调速器以及安装在内部的保护装置.
(1)保护装置的结构如图2所示,当风扇发生倾斜或倾倒时,小球会滚向一侧,使电路(填"断路"或"短路"),起到保护风扇的作用.由此判断,小球不可以使用以下(填字母,多选)的材料制作.
A. 铜
B. 铝
C. 铁
D. 陶瓷
E. 塑料
F. 玻璃
(2)在图3中,展示了该风扇在某一挡时的电路元件,请你用曲线把它们连接起来,使得风扇开关能控制风扇的工作与不工作,定时器可以在设定时间之后控制风扇停转,风扇在调速器设定的某一挡转速下转动,当风扇工作时,一旦发生倾斜,风扇会停止工作.

答案：
19.
(1)断路 DEF
(2)如图所示
　　　　　
解析:
(1)由图可知,两金属片不是接通的,小球滚向一侧会使电路断开,起到保护作用,小球起到断开或闭合电路的作用,应该选用导体材料制作,由选项知DEF属于绝缘体,不符合要求.
(2)风扇开关能控制风扇的工作与不工作,所以风扇开关要和风扇串联,定时器可以在设定时间之后控制风扇停转,所以定时器也要与风扇串联,一旦发生倾斜,风扇会停止工作,所以保护装置也要和风扇串联,所以得出实物图如答案图所示.

20. (10分)(2025·南京鼓楼区期中)国庆长假期间小明和爸爸驾车出去旅游,汽车在一段平直且限速120 km/h的高速公路上匀速行驶9 km,消耗汽油1.4 kg,发动机实际输出功率为52.5 kW,汽油机效率为30%(假设汽油完全燃烧,q汽油取$4.5×10^7J/kg),$请你帮助小明解决下列问题:
(1)1.4 kg汽油完全燃烧能放出多少热量;
(2)汽车在这段路面上行驶的过程中,受到的阻力是多大;
(3)通过计算说明该车是否超速.

答案： 20.
(1)$ 6.3×10^7\ \text{J} $
(2)$ 2.1×10^3\ \text{N} $
(3)没有超速 计算过程见解析解析:
(1)汽油完全燃烧能放出的热量为$ Q_{\text{放}}=mq_{\text{汽油}}=1.4\ \text{kg}×4.5×10^7\ \text{J/kg}=6.3×10^7\ \text{J} $.
(2)牵引力做的功为$ W_{\text{有}}=\eta Q_{\text{放}}=30\%×6.3×10^7\ \text{J}=1.89×10^7\ \text{J} $.汽车做匀速直线运动,牵引力等于受到的阻力,故受到的阻力为$ F=F_{\text{牵}}=\frac{W_{\text{有}}}{s}=\frac{1.89×10^7\ \text{J}}{9×10^3\ \text{m}}=2.1×10^3\ \text{N} $.
(3)汽车行驶的速度为$ v=\frac{P}{F_{\text{牵}}}=\frac{52.5×10^3\ \text{W}}{2.1×10^3\ \text{N}}=25\ \text{m/s}=90\ \text{km/h}＜120\ \text{km/h} $,故该车没有超速.

21. (15分)建筑工地上,施工人员用起重机吊臂上的滑轮组吊起建筑材料,可简化成如图甲所示的滑轮组.每个滑轮等重,不计绳重及摩擦,物重从G= 2000N开始逐渐增加,直到绳子被拉断,每次以0.15 m/s匀速拉动绳子将物体提升同样的高度.图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像.求:
(1)每个滑轮所受重力为多少?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少?
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,起重机的功率为多少?

甲
乙

答案： 21.
(1)2000 N
(2)6000 N
(3)500 W 解析:
(1)由图可知,当物体重2000 N时,机械效率为50%,不计绳重和摩擦,根据$ \eta=\frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{总}}}×100\%=\frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{有}}+W_{\text{额}}}×100\%=\frac{Gh}{Gh+G_{\text{动}}h}×100\%=\frac{G}{G+G_{\text{动}}}×100\% $可得$ G_{\text{动}}=\frac{G}{\eta}-G=\frac{2000\ \text{N}}{50\%}-2000\ \text{N}=2000\ \text{N} $.
(2)由图甲可知,$ n=3 $,由图乙可知物体在16000 N时绳子断了,绳子能承受的最大拉力为$ F_{\text{大}}=\frac{1}{3}(G_1+G_{\text{动}})=\frac{1}{3}×(16000\ \text{N}+2000\ \text{N})=6000\ \text{N} $.
(3)当滑轮组的机械效率为80%时,$ \eta_2=\frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{总}}}×100\%=\frac{W_{\text{有}}}{W_{\text{有}}+W_{\text{额}}}×100\%=\frac{G_2h}{G_2h+G_{\text{动}}h}×100\%=\frac{G_2}{G_2+G_{\text{动}}}×100\% $,可得$ G_2=\frac{\eta_2G_{\text{动}}}{1-\eta_2}=\frac{80\%×2000\ \text{N}}{1-80\%}=8000\ \text{N} $,此时拉力为$ F_2=\frac{1}{3}×(G_2+G_{\text{动}})=\frac{1}{3}×(8000\ \text{N}+2000\ \text{N})=\frac{10000}{3}\ \text{N} $,起重机的功率为$ P=\frac{W}{t}=\frac{F_2s}{t}=F_2v=\frac{10000}{3}\ \text{N}×0.15\ \text{m/s}=500\ \text{W} $.