《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

19. 某同学用一种加热器将质量为 $ 500 \, \text{g} $ 的冰持续加热熔化直至沸腾,记录并绘制出温度—时间图像如图所示,根据图像可以看出 $ C $ 点的内能大于$ B $ 点的内能,根据图像还可以看出 $ AB $ 段的比热容小于$ CD $ 段的比热容.(均填“大于”“等于”或“小于”)

答案： 大于 小于 解析：熔化过程中虽然温度不变,但吸收热量,故C点的内能大于B点的内能.在整个过程中冰与水的质量相等,用一种加热器加热,在相等时间内吸收的热量相等,AB段升温快,CD段升温慢,则AB段的比热容小于CD段的比热容.

20. 在“探究影响重力势能大小因素”的实验中,小明在水平地面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自由下落,目的是探究重力势能大小与高度的关系.如图所示,在纸上留下圆斑 $ A $、$ B $,圆斑B(填“$ A $”或“$ B $”)是皮球从较高处下落形成的.

答案： 高度 B 解析：同一皮球分别从不同高度处自由下落,皮球质量相同,下落高度不同,目的是探究重力势能大小与高度的关系;由图可知,圆斑B较大,说明B球的形变变大,原因是该皮球从较高处下落,皮球原来的重力势能较大,皮球与地面接触时,转化为的弹性势能较大,球的形变较大.

21. 汽油机工作时,汽油必须和吸进的空气成适当的比例,才能形成可以有效燃烧的混合气体,这就是空燃比(混合气体中空气质量与燃油质量之比),某厂家生产的四缸发动机总排量为 $ 2.0 \, \text{L} $,空燃比为 $ 14:1 $,混合气体的密度为 $ 1.5 \, \text{kg/m}^{3} $,则发动机做功一次,燃料完全燃烧放出的热量为9.2×10³$ \text{J} $(汽油的热值为 $ 4.6 × 10^{7} \, \text{J/kg} $),当发动机转速为 $ 3000 \, \text{r/min} $ 时,此发动机的输出功率为 $ 90 \, \text{kW} $,该发动机每秒做功25次,发动机的效率为39.13%.

答案： 9.2×10³ 25 39.13% 解析：发动机总排量为2.0 L,混合气体的密度为1.5 kg/m³,则混合气体的质量m=ρV=1.5 kg/m³×2.0 L=1.5 kg/m³×2×10⁻³ m³=3×10⁻³ kg,空燃比为14:1,则燃料质量m₁=1/14+1×3×10⁻³ kg=2×10⁻⁴ kg,则发动机做功一次,燃料完全燃烧放出的热量为Q=m₁q=2×10⁻⁴ kg×4.6×10⁷ J/kg=9.2×10³ J;汽油机的转速为3000 r/min,则1 s内汽油机曲轴转50转,则每秒钟发动机对外做功25次;则1 s内汽油燃烧释放的热量Q放总=25Q=25×9.2×10³ J=2.3×10⁵ J,发动机的输出功率为90 kW,则1 s内发动机做功W=Pt=90 kW×1 s=90000 W×1 s=90000 J,发动机的效率为η=W/Q放总×100%=90000 J/2.3×10⁵ J×100%≈39.13%.

22. 如图所示,完全相同的甲、乙两个小球,甲球由橡皮筋系住,乙球用细绳系住,甲乙都从水平位置由静止开始释放.当两球到达悬点正下方 $ A $ 点时,橡皮筋长度恰好与细绳长度相等,则该过程中乙小球下落时将重力势能转化为动能,两小球在下落过程中重力所做功 $ W_{\text{甲}} $=$ W_{\text{乙}} $,在 $ A $ 点时两球的速度 $ v_{\text{甲}} $＜$ v_{\text{乙}} $.(后两空均填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”)

答案： 重力势 动 = ＜ 解析：该过程中乙小球下落时,高度减小,速度变大,故是将重力势能转化为动能.两球完全相同,则重力相等,当两球到达悬点正下方A点时,两球下落的高度相同,该过程中小球重力所做功W甲=W乙=Gh.由题知,最初两球处于同一高度由静止开始释放,具有相同的重力势能.下摆过程中,细绳不会伸长,乙球的重力势能全部转化为动能;与甲球相连的橡皮筋被拉伸,所以重力势能转化为弹性势能和动能,故在最低点时,甲球的动能小于乙球的动能,则甲球的速度小于乙球的速度.

23. (5 分)如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图,小明同学让钢球分别从斜面由静止开始滚下,撞击木块.

(1) 利用图中的器材可以探究物体动能的大小与物体速度的关系,得到的结论是:质量相同时,物体速度越大,动能越大.
(2) 该实验是通过观察木块移动的距离来判断钢球(填“钢球”或“木块”)动能的大小.
(3) 在探究动能的大小与质量关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是:④(填序号).
①换质量更大的木块
②降低第二次钢球的高度
③换质量更大的钢球
④换质量更小的钢球
(4) 实验中,钢球碰撞木块后继续向前运动,在水平木板上滑动一段距离后停下,设开始时钢球的重力势能为 $ E_{\text{p}} $,木块克服摩擦力所做的功为 $ W $,则 $ E_{\text{p}} $＞(填“$ ＞ $”“$ ＜ $”或“$ = $”) $ W $.

答案：
(1)速度 质量相同时,物体速度越大,动能越大
(2)钢球
(3)④
(4)＞ 解析：
(1)根据图示可知,小球的质量不变,滚下的高度不同,到达水平面时的速度不同,所以探究的是动能大小与速度的关系,钢球的速度越大,撞击木块移动的距离越大,动能越大;结论为:在质量一定时,物体的速度越大,动能越大.
(2)实验中通过观察木块被撞击后滑行的距离的大小来间接判断钢球动能的大小,该方法是转换法.
(3)在探究动能的大小与质量关系时,需要控制速度大小不变,改变质量,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,这说明该球的质量太大了;①换质量更大的木块,改变了摩擦力的大小,故①不符合题意;②实验中需要控制速度相同,不能降低第二次钢球的高度,故②不符合题意;③换质量更大的钢球,则更容易使木块滑出木板,故③不符合题意;④换质量更小的钢球,能减小木块移动的距离,故④符合题意.故选④.
(4)钢球从高处滚下的过程中,重力势能转化为动能;由于存在摩擦,克服摩擦做功,一部分重力势能转化为内能;钢球与木块碰撞的过程中,球对木块做功,做功的大小等于球在水平面的初动能;木块在运动过程中,克服摩擦做功,机械能转化为内能,即木块克服摩擦做的功等于木块的动能大小,也就是小于碰撞前小球的重力势能,即Ep＞W.

24. (6 分)如图所示是“探究物体重力势能与哪些因素有关”的实验,其中 $ m_{\text{甲}} = m_{\text{乙}} ＜ m_{\text{丙}} $,木桩起始位置高度相同.
(1) 甲、乙、丙都由静止释放,目的是控制物体的初始动能为0$ \text{J} $.
(2) 实验通过木桩下陷深度来反映物体重力势能的大小,这种方法在初中物理学习中经常用到,请再举一例:在探究动能的影响因素时，通过钢球推动木块移动的距离来反映动能的大小.
(3) 比较 $ A $、$ C $ 两次实验,可以初步得出结论:高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大.
(4) 小明认为比较 $ A $、$ B $ 两次实验,也可得出“质量相同时,物体速度越大,动能越大”,你认为这个观点是正确(填“正确”或“错误”)的.
(5) 比较 $ B $、$ C $ 两次实验,可知乙的重力势能等于(填“大于”“等于”或“小于”)丙的重力势能;小明认为比较 $ B $、$ C $ 两次实验,也可得出“物体重力势能与高度有关”,你认为这个观点是正确(填“正确”或“错误”).

答案：
(1)0
(2)木桩下陷深度 见解析
(3)见解析
(4)正确
(5)等于 正确 解析：
(1)动能的大小与质量和速度有关,甲、乙、丙开始处于静止状态,开始的动能为零.
(2)物体的重力势能越大,撞击木桩陷入沙坑越深,通过木桩下陷的深度来反映物体重力势能的大小,用到转换法;在探究声音产生的条件时,通过乒乓球的振动反映音叉的振动;在探究动能的影响因素时,通过钢球推动木块移动的距离来反映动能的大小等也都用到了转换法.
(3)比较A、C两次实验,开始的高度相同,丙的质量较大,木桩下陷的深度较大,说明丙的重力势能较大.可以得到:高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大.
(4)比较A、B两次实验,甲、乙的质量相同,乙的高度较大,撞击木桩时的速度较大,木桩下陷的深度较大,说明乙的重力势能较大.物体下落过程中,重力势能转化为动能,乙下落过程中重力势能转化的动能较大,所以也可以得到质量相同时,物体速度越大,动能越大,小明的观点是正确的.
(5)比较B、C两次实验,木桩下陷的深度相同,说明乙和丙的重力势能相等;比较B、C两次实验,丙的质量大,高度小,乙的质量小,高度大,但乙和丙都能使木桩下陷的深度相同,则乙和丙的重力势能相等,在已得出重力势能与质量的关系情况下,可以说明重力势能与高度有关,小明的观点正确.