《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

3. 实验小组在做“测量滑轮组机械效率”的实验。如图所示,用相同的滑轮组提升不同数量的钩码,记录数据如下表所示。

|实验次数|钩码的重$G$/N|钩码提升高度$h$/m|拉力$F$/N|绳端移动的距离$s$/m|机械效率$\eta$|
|1|2|0.1|0.9|0.3|74%|
|2|4|0.1|1.6|0.3|83%|
|3|6|0.1|①|0.3|②|


(1)小明用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升不同数量的钩码进行实验。观察图中弹簧测力计的示数,表格中编号①的数值是2.3；②的数值是87%(结果保留到1%)。
(2)分析实验数据,可得出结论：同一滑轮组提升的物重增大,机械效率将增大(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)小红想对上述机械效率取平均值,并认为它是这个滑轮组准确的机械效率。这种做法是错误(选填“正确”或“错误”)的,其理由是滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义。
(4)实验过程中如果弹簧测力计在静止状态下读数,测得的机械效率将偏大(选填“偏大”“偏小”或“更准确”)。

答案： 【解析】：
本题主要考查测量滑轮组机械效率的实验，涉及实验操作、数据处理、结论分析以及误差分析等方面。
（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，这样示数才与拉力相同，并有利于准确读数。
读取弹簧测力计的示数时，要注意分度值，该弹簧测力计的分度值是$0.2N$，所以示数为$2.3N$。
根据机械效率的计算公式$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{Gh}{Fs}×100\%$，将第三次实验的数据代入公式可得：$\eta=\frac{6N×0.1m}{2.3N×0.3m}×100\%\approx87\%$。
（2）从实验数据可以看出，同一滑轮组，钩码重力逐渐增大，机械效率也在逐渐增大，所以可以得出结论：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将增大。
（3）滑轮组的机械效率不是一个定值，它会随着提升物重的不同而变化，所以取平均值没有意义，这种做法是错误的。
（4）如果在静止状态下读数，此时没有摩擦力，拉力会变小，根据机械效率公式计算出的机械效率会偏大。
【答案】：
(1)竖直；$2.3$；$87\%$；
(2)增大；
(3)错误；滑轮组的机械效率不是一个定值，求平均值无意义；
(4)偏大。

4. 为了探究水和煤油的吸热能力,小明与同学们用图甲、乙所示两套完全相同的装置进行探究。


(1)实验前,应选取质量和初温相同的水和煤油。
(2)实验中使用相同的电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
(3)实验中水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间(选填“温度计示数”或“加热时间”)反映的。
(4)分析实验图像可初步得出结论：水的吸热能力更强。

答案：
(1)质量
(2)使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同
(3)加热时间
(4)水

5. 小丽利用如图1所示的甲、乙和丙三套装置完成热学实验,液体1和2的质量相同,燃料A和B的质量也相同。



(1)同时点燃三套装置的燃料,对液体进行加热,每隔半分钟记录液体升高的温度$\Delta T$,直至燃料全部烧完。小丽根据记录的数据绘制出对应装置中液体升高温度$\Delta T$与时间的关系图线,如图2所示(设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收,同种燃料燃烧情况完全相同)。
①通过图1中______两套装置,可比较燃料A和B的热值,燃料完全燃烧放出的热量是通过______(选填“温度计上升的示数”或“加热时间”)来反映的；
②通过图1中的______两套装置,可比较液体1和液体2的比热容；
③图2中图线$c$表示的是燃料______(选填“A”或“B”)对液体加热的过程；
④若液体1的比热容大于液体2的比热容,则乙装置对应的图线是图2中的______(选填“$a$”“$b$”或“$c$”)。
(2)若图1甲烧杯中为500 g水,用10 g酒精完全燃烧,放出的热量全部被水吸收时,温度计示数升高了$20\ ^{\circ}C$,水的比热容为$4.2× 10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$,则酒精的热值是______$J/kg$,实际由于酒精未完全燃烧及热量散失,这种方法测出的燃料热值比实际值______(选填“大”或“小”)。
(1)①甲、丙；温度计上升的示数；②甲、乙；③B；④b；
(2)4.2×10⁶；小。

答案： 【解析】：
本题主要考查了燃料热值的比较、液体比热容的比较以及热值计算的知识点。
对于①，比较燃料A和B的热值，需要控制被加热的液体相同，燃料的种类不同，所以选择甲、丙两套装置；燃料完全燃烧放出的热量是通过温度计上升的示数来反映的，温度计上升的示数越大，说明吸收的热量越多，燃料放出的热量越多，热值越大。
对于②，比较液体1和液体2的比热容，需要控制燃料种类相同，被加热的液体种类不同，所以选择甲、乙两套装置。
对于③，由图2可知，在相同时间内，c装置中的液体温度升高得最慢，说明c装置中的燃料放出的热量最少，因为同种燃料燃烧情况完全相同，所以c装置中的燃料是热值较小的B。
对于④，若液体1的比热容大于液体2的比热容，在质量和吸收热量相同的情况下，根据$Q = cm\Delta t$可知，液体1升高的温度较小，由图2可知，乙装置对应的图线升高的温度较大，所以乙装置对应的图线是图2中的b。
对于⑤，已知水的质量$m = 500g = 0.5kg$，温度计示数升高了$\Delta t = 20^{\circ}C$，水的比热容$c = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可计算出水吸收的热量$Q_{吸}=4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×0.5kg×20^{\circ}C = 4.2×10^{4}J$。
因为放出的热量全部被水吸收，所以酒精完全燃烧放出的热量$Q_{放}=Q_{吸}= 4.2×10^{4}J$，已知酒精的质量$m_{酒精}=10g = 0.01kg$，根据$q=\frac{Q_{放}}{m}$可计算出酒精的热值$q=\frac{4.2×10^{4}J}{0.01kg}=4.2×10^{6}J/kg$。
由于酒精未完全燃烧及热量散失，根据$q=\frac{Q_{放}}{m}$计算出的燃料热值比实际值偏小。
【答案】：
(1)①甲、丙；温度计上升的示数；②甲、乙；③B；④b；
(2)$4.2×10^{6}$；小。