《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

23. 小明用定滑轮匀速提升质量为 18 kg 的物体,10 s 内将物体升高 3 m,定滑轮的机械效率为 90%.求:(g 取 10 N/kg)
(1)此过程中的有用功;
(2)人对绳子的拉力;
(3)人对机械做功的功率.

答案：
(1)540J
(2)200N
(3)60W
解析：
(1)有用功为$W_{\text{有用}} = Gh = mgh = 18\ \text{kg}×10\ \text{N/kg}×3\ \text{m}=540\ \text{J}$。
(2)总功为$W_{\text{总}}=\frac{W_{\text{有用}}}{\eta}=\frac{540\ \text{J}}{90\%}=600\ \text{J}$，人对绳子拉力为$F=\frac{W_{\text{总}}}{s}=\frac{600\ \text{J}}{3\ \text{m}}=200\ \text{N}$。
(3)人对机械做功功率为$P=\frac{W_{\text{总}}}{t}=\frac{600\ \text{J}}{10\ \text{s}}=60\ \text{W}$。

24. 小明在烧杯中装入 200 g 的水,测得水的温度为 20 ℃,然后用酒精灯给水加热.当水温上升到 70 ℃时,消耗了 7 g 酒精.[水的比热容 c水$= 4.2×10^3 J/(kg·℃),$酒精热值 q酒精$= 3×10^7 J/kg]$求此过程中:
(1)水的内能增加了多少?
(2)酒精燃烧放出的热量;
(3)酒精灯加热的效率.

答案：
(1)4.2×10⁴ J
(2)2.1×10⁵ J
(3)20%
解析：
(1)水增加的内能等于水温度升高时吸收的热量，为$Q_{\text{吸}} = c_{\text{水}}m_{\text{水}}(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\ \text{J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}×0.2\ \text{kg}×(70\ ^{\circ}\text{C}-20\ ^{\circ}\text{C}) = 4.2×10^{4}\ \text{J}$。
(2)酒精燃烧放出的热量为$Q_{\text{总}} = mq_{\text{酒精}} = 7×10^{-3}\ \text{kg}×3×10^{7}\ \text{J/kg}=2.1×10^{5}\ \text{J}$。
(3)加热效率为$\eta=\frac{Q_{\text{吸}}}{Q_{\text{总}}}×100\%=\frac{4.2×10^{4}\ \text{J}}{2.1×10^{5}\ \text{J}}×100\% = 20\%$。

25. 某型号的电饭煲有两挡,“1”挡是高温烧煮,“2”挡是焖饭、保温,其测试电路如图所示.开关 S 先后置于“1”挡和“2”挡时,电流表示数分别为 5 A 和 0.1 A.求:
(1)当开关 S 置于“1”挡时,电饭煲的发热功率;
(2)当开关 S 置于“2”挡时,电饭煲每分钟消耗的电能;
(3)电阻 R₀和 R 的阻值.

答案：
(1)1100W
(2)1320J
(3)44Ω 2156Ω
解析：
(1)由图可知，当开关S置于“1”挡时，只有$R_{0}$工作，电流表测量电路中的电流，此时电流表的示数为5A，则电饭煲的发热功率$P = UI_{1}=220\ \text{V}×5\ \text{A}=1100\ \text{W}$。
(2)当开关S置于“2”挡时，$R_{0}$、R串联，此时电路中的电流$I_{2}=0.1\ \text{A}$，则电路每分钟消耗的电能$W = UI_{2}t = 220\ \text{V}×0.1\ \text{A}×60\ \text{s}=1320\ \text{J}$。
(3)由欧姆定律可知，$R_{0}$的阻值$R_{0}=\frac{U}{I_{1}}=\frac{220\ \text{V}}{5\ \text{A}} = 44\ \Omega$，$R_{0}$、R串联的总电阻$R_{\text{总}}=\frac{U}{I_{2}}=\frac{220\ \text{V}}{0.1\ \text{A}} = 2200\ \Omega$，根据串联电路的电阻特点可知，R的阻值$R = R_{\text{总}} - R_{0}=2200\ \Omega-44\ \Omega=2156\ \Omega$。