《2025年全效学习九年级科学全一册华师大版》

11. 如图所示是道路维修时常用的路面钻机(俗称“啄木鸟”)，该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面。气体推动活塞时是将气体的内能转化为机械能；“啄木鸟”中用到了柴油机，若其热机效率是 $50\%$，则完全燃烧 $20$ kg 柴油对外做的有用功是4.3×10⁸ J(柴油的热值是 $4.3×10^{7}$ J/kg)。

答案： 11.机械能 4.3×10⁸

12. 如图所示是某研究小组精心设计的一种机械，高处的水通过左侧的管道向下流动，水流冲击叶片，叶片的转动带动砂轮转动，就可以打磨需要的工件，同时带动右侧的抽水器将水从低处抽到高处，继续向下流动，从而永不停歇。你认为这种机械是否能够一直工作下去？请说明原因。

答案： 12.不能。因为在高处的水流冲击叶片转动对外做功时，由于受到摩擦力等原因，有一部分机械能会转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回到原高度，所以不能一直工作下去。

13. 图甲是运动员在进行撑竿跳高的示意图，图乙中 $0～t_{1}$ 表示人手拿撑竿助跑的时段，$t_{1}～t_{2}$ 表示人从助跑结束到撑竿形变最大的时段，$t_{2}～t_{3}$ 表示撑竿形变最大时到撑竿离手的时段，$t_{3}～t_{4}$ 表示撑竿离手时到人越过横杆下落到地面前的时段。（整个过程中不考虑空气阻力、人和撑竿之间的摩擦产生的能量损耗）。请你在图乙中画出运动员在撑竿跳高的整个过程中运动员的机械能变化的大致图像，并对图像各段的变化情况做出解释。

答案：
13.如答图所示。

0～t₁表示人手拿撑竿助跑时段，人的动能不断增大，故人的机械能增大；t₁～t₂表示人助跑结束到撑竿形变最大的时段，此阶段人的机械能会逐渐转为撑竿的弹性势能，人具有的机械能逐渐减小，过程中人的机械能大于零；t₂～t₃表示撑竿形变最大时到撑竿离手的时段，此阶段撑竿的弹性势能逐渐转化为人的机械能，人的机械能增大，最终人的机械能恢复到与用撑竿起跳前相同；t₃～t₄表示撑竿离手时到人越过横杆下落到地面前的时段，不考虑空气阻力，此阶段机械能守恒，保持不变。

14. 根据能量转化和守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热容计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。

（1）为了完成此实验，除已提供的用于测质量的电子天平外，还需要的测量工具有______。
(2)兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因：滑轮存在摩擦(或液体会散热等，合理即可)。
（3）改进实验后，获得了如表所示数据，通过数据分析验证了该规律。

若使容器内相同质量水的温度升高 $2.5^{\circ}C$，则 $25$ kg 的重物需下降多少米？

答案： 14.
(1)刻度尺、温度计
(2)滑轮存在摩擦(或液体会散热等，合理即可)
(3)由第1次实验可知：20kg的重物下降10m，水升高的温度为1℃，则每1kg的重物下降1m，水升高的温度为$\frac{1}{20×10}$℃；使容器内相同质量水的温度升高2.5℃，则25kg重物需要的下降高度$h=\frac{2.5℃}{(\frac{1}{20×10}℃×25)} = 20m$。