《2025年学霸提优大试卷九年级物理上册苏科版》

11.(2024·苏州)健身步道上的坐式划船训练器如图所示.人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中,拉力大小变化情况是逐渐减小.若要增加训练强度,应将配重盘向a(填“a”或“b”)端移.

答案： 【解析】：本题主要考查杠杆原理以及简单机械的应用。
人坐在座板上,用始终与把手垂直的力缓慢向后将把手拉至身体两侧,此过程中的动力臂大小不变,阻力为配重的重力,大小不变,阻力臂变小,根据杠杆的平衡条件$F_1l_1= F_2l_2$可知,拉力大小变化情况是逐渐减小。
若要增加训练强度,即增大拉力,应将配重盘向a端移,在配重盘质量不变的情况下,增大阻力臂。
【答案】：逐渐减小；a

12.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的硝化棉,用力把活塞迅速压下,使硝化棉燃烧,该过程是通过做功的方式来改变筒内空气的内能,其能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同.

答案： 【解析】：
本题考查做功改变物体内能的知识，以及与汽油机冲程的能量转化对比。
1. 首先分析改变筒内空气内能的方式：
当用力把活塞迅速压下时，活塞对筒内空气做功。根据做功可以改变物体内能的知识，对物体做功，物体的内能会增加。所以该过程是通过做功的方式来改变筒内空气的内能。
2. 然后分析与汽油机哪个冲程相同：
汽油机的压缩冲程中，活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，将机械能转化为内能；而做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能。
在空气压缩引火仪这个实验中，是活塞对空气做功，机械能转化为空气的内能，这与汽油机的压缩冲程的能量转化情况相同。
【答案】：
做功；压缩

13.如图所示,将摆球从A点静止释放,从A点到O点的过程中能量转化情况是重力势能转化为动能,经过最低点O最终到达B点,由于摩擦的存在,一部分机械能会转化为内能,摆球到达B点时动能为0J.

答案： 解：重力势能转化为动能；内能；0

14.如图是某电梯的工作原理图,A、B为滑轮,F为电动机对滑轮组施加的拉力.其中滑轮A(填“A”或“B”)能省力,某次电梯以1m/s的速度将60kg的人匀速提升,电动机输出功率为1960W,则人所受重力与拉力是一对平衡力,此次电梯的机械效率为30%.

答案： 【解析】：
本题考查动滑轮和定滑轮的特点、平衡力的判断以及机械效率的计算。
1. 判断滑轮省力情况：
滑轮A是动滑轮，滑轮B是定滑轮。动滑轮可以省力，定滑轮不能省力，所以能省力的是滑轮A。
2. 判断平衡力：
人匀速上升，处于平衡状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一物体上，是一对平衡力。
3. 计算机械效率：
首先计算人的重力$G = mg$，其中$m = 60kg$，$g = 9.8N/kg$，则$G=60kg×9.8N/kg = 588N$。
电梯的速度$v = 1m/s$，因为动滑轮上绳子段数$n = 2$，所以绳子自由端移动速度$v_{绳}=2v = 2×1m/s = 2m/s$。
根据$P = Fv$，已知电动机输出功率$P = 1960W$，$v_{绳}=2m/s$，可得拉力$F=\frac{P}{v_{绳}}=\frac{1960W}{2m/s}=980N$。
有用功$W_{有}=Gh$，总功$W_{总}=Fs$，由于$s = 2h$，所以机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%=\frac{Gh}{F×2h}×100\%=\frac{G}{2F}×100\%$。
把$G = 588N$，$F = 980N$代入可得$\eta=\frac{588N}{2×980N}×100\% = 30\%$。
【答案】：
A；拉；30%

15.聪聪的爸爸最近购买了一辆轿车.若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动速度v与时间t的关系如图所示,则在0~10s时间内,轿车发动机做功9×10^{5}J,轿车运动过程中受到的阻力是3×10^{3}N;汽车在爬坡时,驾驶员总要扳动一下驾驶室的一个手柄进行“换挡”,使汽车减速,其目的是增大(填“增大”或“减小”)牵引力.

答案： 【解析】：
本题可根据功率公式、二力平衡条件以及功率与速度、牵引力的关系来求解。
1.求$0 - 10s$时间内轿车发动机做功：
已知轿车的功率$P = 90kW=9×10^{4}W$，时间$t = 10s$。
根据功率的计算公式$P=\frac{W}{t}$（其中$P$表示功率，$W$表示功，$t$表示时间），变形可得$W = Pt$。
将$P = 9×10^{4}W$，$t = 10s$代入$W = Pt$，可得$W=9×10^{4}W×10s = 9×10^{5}J$。
2.求轿车运动过程中受到的阻力：
由图可知，轿车在$15s$后做匀速直线运动，此时轿车处于平衡状态，牵引力$F$与阻力$f$是一对平衡力，大小相等，即$F = f$。
根据功率的另一个计算公式$P = Fv$（其中$P$表示功率，$F$表示牵引力，$v$表示速度），可得$F=\frac{P}{v}$。
由图可知，轿车匀速运动时的速度$v = 30m/s$，$P = 9×10^{4}W$，则牵引力$F=\frac{9×10^{4}W}{30m/s}=3×10^{3}N$。
因为$F = f$，所以阻力$f = 3×10^{3}N$。
3.分析汽车爬坡时“换挡”的目的：
根据功率公式$P = Fv$，在功率$P$一定时，速度$v$减小，牵引力$F$会增大。
所以汽车在爬坡时，驾驶员“换挡”使汽车减速，其目的是增大牵引力。
【答案】：
$9×10^{5}$；$3×10^{3}$；增大

16.小明在探究物质的放热能力与哪些因素有关时,分别用质量均为0.5kg的水和煤油进行对比实验,并用图像对实验数据进行了处理.如图所示,甲物质为水,则煤油的比热容为$2.1×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$,煤油在0~15min内放出的热量为$4.2×10^{4}J$,使水和煤油内能改变的方法是热传递.[水的比热容$c_{\text{水}}= 4.2×10^{3}\text{J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C})$]

答案： 【解析】：
本题主要考查探究物质的放热能力与哪些因素有关，涉及比热容的计算、热量的计算以及内能改变的方法。
对于比热容的计算，可根据水和煤油质量相同、放出相同热量时温度变化不同，利用比热容公式$Q = cm\Delta t$（$Q$为热量，$c$为比热容，$m$为质量，$\Delta t$为温度变化量）来计算煤油的比热容。
对于热量的计算，可根据水和煤油比热容关系以及温度变化情况，结合热量公式计算煤油放出的热量。
内能改变的方法有做功和热传递，本题中是通过热传递的方式使水和煤油内能改变。
【答案】：
1. 计算煤油的比热容：
已知水和煤油质量$m$均为$0.5kg$，从图像可知，在相同时间（即放出相同热量$Q$）时，水（甲）的温度变化量$\Delta t_{水}$小于煤油（乙）的温度变化量$\Delta t_{油}$。
根据$Q = cm\Delta t$，当$Q$、$m$相同时，$c$与$\Delta t$成反比。
由图像可知，在相同时间内$\Delta t_{水}:\Delta t_{油}=1:2$，因为$c_{水}= 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，所以$c_{油}=\frac{1}{2}c_{水}=\frac{1}{2}×4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)= 2.1×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$。
2. 计算煤油在$0\sim15min$内放出的热量：
从图像可知，$0\sim15min$内，水的温度变化量$\Delta t_{水}=60^{\circ}C - 40^{\circ}C = 20^{\circ}C$。
根据$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$，可得水放出的热量$Q_{放水}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×0.5kg×20^{\circ}C = 4.2×10^{4}J$。
因为$0\sim15min$内水和煤油放出热量相同，所以煤油在$0\sim15min$内放出的热量$Q_{放油}=Q_{放水}= 4.2×10^{4}J$。
3. 使水和煤油内能改变的方法：
使水和煤油内能改变的方法是热传递。
综上，答案依次为：$2.1×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$；$4.2×10^{4}J$；热传递。

17.小明家有个木衣架,他将书包挂在衣架的A处,衣架倒了下来.他分析了衣架倒下来的原因,并测量了以下的数据:木衣架质量3kg;圆底盘直径30cm;其他数据如图所示,衣架受到的重力的作用线经过圆底盘的圆心.通过分析,小明得出所挂书包的质量不允许超过4.5kg;为防止衣架倾倒,可以采取以下措施:减小悬挂点到圆心的水平距离（或增大底盘直径等）(填写一条即可).

答案： 解：设书包质量为m，木衣架质量M=3kg。圆底盘半径r=15cm，A处到圆心水平距离L=25cm。
根据杠杆平衡条件：Mg×0 = mg×L - Mg×r（临界状态，以底盘边缘为支点，衣架重力力臂为r，书包重力力臂为L-r）
修正：以底盘右侧边缘为支点时，衣架重力的力臂为r=15cm，书包重力的力臂为L - r=25cm - 15cm=10cm。
平衡条件：Mg×r = mg×(L - r)
3kg×10N/kg×15cm = m×10N/kg×10cm
解得m=4.5kg
4.5；减小悬挂点到圆心的水平距离（或增大底盘直径等）