《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

21. 按要求完成下列作图:
(1)如图所示,用螺丝刀撬起图钉.请在图上画出作用在螺丝刀柄上 A 点的最小动力 $ F_1 $ 的示意图及阻力 $ F_2 $ 的力臂.
(2)如图所示,请用笔画线表示导线,将插座、电灯和开关正确接入家庭电路中.

答案：

(1)如图所示
　　　　　　　　
(2)如图所示
　　　　　　
解析：
(1)过支点O作垂直于阻力作用线的垂线段$L_2$,即阻力臂;过A点作垂直于OA、斜向下的力$F_1$即最小动力,如答案图所示;
(2)电灯的连接,开关须接在火线上,电灯的螺旋套须接在零线上,三脚插座接线是“左零右火上接地”,如答案图所示.

22. 某公司正在设计一款太阳能无人驾驶“汽车”,其设计方案中有如表一段描述:
◆整车质量为 500 kg,最高时速 10 m/s.当该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时,所受阻力为车重的 0.02 倍.
◆所铺设太阳能电池板面积为 $ 8 m^2 $,该太阳能电池的能量转化效率为 20%,太阳能电池可直接给电机供电,也可将产生的电能全部充入蓄电池中.
◆电机可将输入电功率的 80% 转化为汽车行驶所需的机械功率.
当该车在晴好的白天以最高时速在平直公路上匀速行驶 1 h 时,求:(g 取 10 N/kg)
(1)该车所受的阻力.
(2)维持该车行驶所需的机械功率.
(3)若在此次行驶过程中,太阳能电池板每平方米面积上接收的太阳辐射平均功率为 1 000 W,则可向蓄电池充入多少电能?

答案：
(1)100N
(2)1000W
(3)$1.26×10^6J$
解析：
(1)由题意知,该车在平直公路上以最高时速匀速行驶时,所受阻力为车重的0.02倍,则阻力为$f = 0.02G = 0.02×500kg×10N/kg = 100N$.
(2)因为汽车匀速直线行驶,由二力平衡可知,牵引力$F = f = 100N$,维持该车行驶所需的机械功率$P=\frac{W}{t}=\frac{Fs}{t}=Fv = 100N×10m/s = 1000W$.
(3)已知太阳能电池板面积为$8m^2$,该太阳能电池的能量转化效率为20%,则发电总功率$P_{\text{总}} = 1000W/m^2×8m^2×20\% = 1600W$,已知电机可将输入电功率的80%转化为汽车行驶所需的机械功率,则电机消耗的电功率$P_1=\frac{1000W}{80\%}=1250W$,可向蓄电池充入的电能$W = P_2t = (P_{\text{总}} - P_1)t = (1600W - 1250W)×3600s = 1.26×10^6J$.

23. 小明同学各取 200 g 的 a、b 两种粉末,利用如图甲所示的两套完全相同的实验装置,探究“固体熔化时温度的变化规律”.
(1)根据实验数据他绘制了如图乙所示图像,由图像c(填“c”或“d”)可以判断粉末 a 是晶体;a 物质第 6 min 时的内能小于(填“大于”“小于”或“等于”)第 9 min 时的内能.
(2)前 3 min 内,两物质的比热容 $ c_a $小于(填“大于”“小于”或“等于”) $ c_b $(粉末 b 未开始熔化),两物体加热前的初温为 $ 20℃ $,若 a 物质在固体时的比热容为 $ 1.0×10^3 J/(kg·℃) $,则该物质熔化后的比热容为$2×10^3$$ J/(kg·℃) $.
(3)规定“质量为 1 kg 的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫作该物质的熔化热”,则 a 物质的熔化热为$6×10^4$J/kg.

答案：
(1)c 小于
(2)小于 $2×10^3$
(3)$6×10^4$
解析：
(1)晶体在熔化时,温度保持不变,图线c在第3min到第12min内,温度保持不变,因此通过图线c可知,a物体属于晶体;a物质第6min和第9min时正在熔化,虽然温度相同,但需要持续吸热,故第6min的内能小于第9min的内能.
(2)由图乙可知,前3min内,a物质温度变化量大于b物质,a、b物质质量相同,吸收的热量相同,由$Q_{\text{吸}} = cm\Delta t$可知,a物质的比热容小于b物质的比热容;a物质在固体时的比热容为$1.0×10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)$,前3min为固态,温度变化量为$\Delta t_1 = 40^{\circ}C - 20^{\circ}C = 20^{\circ}C$,吸收的热量为$Q_{\text{吸}} = c_1m\Delta t_1 = 1.0×10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)×200×10^{-3}kg×20^{\circ}C = 4×10^3J$,第12min到15min,物质为液态,温度变化量为$\Delta t_2 = 50^{\circ}C - 40^{\circ}C = 10^{\circ}C$,加热时间均为3min,吸收的热量相同,故液态时比热容$c_2=\frac{Q_{\text{吸}}}{m\Delta t_2}=\frac{4×10^3J}{0.2kg×10^{\circ}C}=2×10^3J/(kg\cdot^{\circ}C)$.
(3)由前面的分析可知,200g物质a前3min吸收的热量为$4×10^3J$,由图可知,物质a从第3min开始熔化,到第12min熔化结束,经历了9min,则吸收的热量为$Q' = 3Q = 3×4×10^3J = 1.2×10^4J$,即a物质的熔化热为$Q''=\frac{1.2×10^4J}{0.2kg}=6×10^4J/kg$.