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阶段检测卷(三)　功和机械能、简单机械、内能、内能的利用
时间：60分钟　　满分：70分
一、填空题(本题共6小题，每空1分，共14分)
1．(2025广东)明代《天工开物》中记载“取诸、麻菜子入釜，文火慢炒，透出香气”。用“文火”改变内能的方式属于__________(选填“做功”或“热传递”)；“透出香气”属于________现象；温度越高，分子热运动越________。
2．(2025湖南)2025年2月11日，长征八号甲运载火箭成功发射，如图1所示。该火箭的芯二级以液氢为燃料，这主要是因为液氢的________大，它燃烧过程中将________能转化为内能。
图1
3．图2是某同学在体育课上做仰卧起坐的情景，O为支点，肌肉的拉力F为动力，那么可将人体看作________(选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆；从平躺到坐起的过程中，该同学的肌肉所施加的动力________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
图2
4．(2025西宁)我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒，把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图3所示。取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹一吹艾绒就有火苗产生。向内猛推时通过__________的方式增大内能，这一过程与四冲程内燃机的__________冲程相似。
图3
5．燃气热水器中，冷水经过铜质换热器时被高温烟气加热，选用铜作为换热器的材质是因为其具有良好的__________。小宁家自来水的温度为20 ℃，他把燃气热水器的出水温度设定为40 ℃，洗澡时用了20 kg的热水，这些水吸收的热量是______________J；若该过程消耗了0.05 m3的天然气，则该燃气热水器的加热效率为__________%。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q天然气＝4.0×107 J/m3]
6．(2025驻马店模拟)将小球从斜坡上的a点由静止释放，其运动轨迹如图4所示，b点和d点处于同一水平面。若不计空气阻力，则小球在b点的速度__________(选填“大于”“小于”或“等于”)在d点的速度，理由是_________________________________________________________。
图4
二、选择题(本题共8小题，每小题2分，共16分。第7～12题每小题只有一个选项符合题目要求；第13～14题每小题有两个选项符合题目要求，全部选对得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)
7．(2025济宁)为了研究问题的方便，常引入物理量。下列物理量与其描述内容匹配的是 (　　)
A．内能：物体的冷热程度 B．功率：物体做功的多少
C．热值：物质吸热或放热能力 D．速度：物体运动的快慢
8．(2025江西)图5是具有特色的江西传统小吃。在制作或品尝这些美食时蕴含了相关物理知识，下列说法错误的是 (　　)
图5
A．手工制作的艾米果被捏成不同的形状，表明力能使物体发生形变
B．瓦罐汤在大型瓦缸内慢慢煨制升温时，吸收热量，内能增加
C．油条与麻糍能黏在一起，表明物质中的分子间仅有引力而没有斥力
D．吃茶饼时闻到桂花香味，是由于分子在空气中不停地做无规则运动
9．杆秤是中国发明的传统衡器，使用时可视为一个杠杆。如图6所示，把物品放入秤盘中，提着提纽，将秤砣拨到合适位置，待秤杆平衡后，根据秤砣绳在秤杆上所对应的刻度就可得出物品的质量。下列选项中能正确表示其工作原理的是 (　　)
图6
A B C D
10．关于图7所示的运动情景，下列说法正确的是 (　　)
图7
A．图甲中，冰球运动员用球杆推着冰球使其水平滑动的过程中，冰球所受重力做了功
B．图乙中，滑雪运动员斜向上运动到空中最高点时，动能为零
C．图丙中，运动员拉弓射箭，箭被射出时弓的弹性势能转化为箭的动能
D．图丁中，跳伞运动员在空中匀速降落的过程中机械能不变
11．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，图8甲、乙分别是某单缸四冲程汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是 (　　)
图8
A．图甲是压缩冲程，机械能转化为内能
B．由图乙可知该汽油机的效率是28%
C．汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明燃料燃烧得越不充分，燃料的热值就越低
D．随着技术的进步，热机的效率可以达到100%
12．人类文明，一脉相传。从远古的高转筒车，到今天的水电站，都是人类对水能的开发与利用。图9甲是高转筒车，下方转轮安装在河道中，流水驱动转轮转动，系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断地输送到上方农田中；图乙是水电站发电的原理图，流水冲击水轮机，带动发电机发电。下列说法正确的是
(　　)
图9
A．图甲是一台“永动机”
B．图甲中竹筒将水从河里输送到上方农田中，增加了水的内能
C．高转筒车和水电站在工作过程中，能量的总量保持不变
D．图乙中流水冲击水轮机，带动发电机发电，减少的水能等于发电机产生的电能
13．(双选)如图10所示，用拉力F把重为G的物体沿高为h、长为L的粗糙斜面在时间t内由底端匀速拉到顶端的过程中，下列说法正确的是 (　　)
图10
A.有用功为GL B．拉力的功率为
C．斜面的机械效率为 D．物体所受的摩擦力为
14．(双选)如图11所示，用甲、乙两个相同的滑轮组(绕线方式不同)，在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度，不计绳重及摩擦，则下列说法正确的是 (　　)
图11
A．绳端的拉力F1＝F2
B．绳子拉力的功率P1＝P2
C．机械效率η甲＝η乙
D．若增加提升物体的高度，则甲和乙的机械效率将变大
三、作图题(本题共2小题，每小题2分，共4分)
15．如图12所示，用滑轮组将汽车拖出泥潭，请画出最省力的绕线方法。
图12
16．图13为我国古代投石机的简化图，O为其支点。发射石弹前用力将A端拉下并放好石弹，发射时撤掉A端外力即可。请在图中画出装弹前需要施加在A端的最小力F及其力臂l。
图13
四、实验探究题(本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分)
17．在“比较不同物质吸收热量的情况”实验中，小华将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中(ρ水＞ ρ煤油)，用两个相同的酒精灯加热，每隔2 min记录一次温度。
图14
(1)图14甲是小华的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：________________________。
(2)本实验中，水和煤油吸热的多少是通过____________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来体现的。
(3)纠正错误后继续实验。小华根据记录的实验数据，绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像。由图像可知，________的吸热能力更强。
(4)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则煤油的比热容为______________J/(kg·℃)。　
18．汽车超载、超速行驶很容易造成交通事故。由此，小东想要探究动能大小与质量、速度的关系。实验过程如图15所示，其中h1＜h2，mA＜mB，三次实验均让钢球由静止开始滚下。
图15
(1)实验中，动能的大小是通过________________________来反映的。
(2)甲、乙两次实验探究的是动能与________的关系。
(3)进行丙实验时，木块被撞后滑出木板掉落，与乙实验进行比较，可以得出结论：__________相同时，质量越大，动能越大。这个结论可用于解释汽车__________(选填“超速”或“超载”)带来的危害。
(4)为了实验安全，需改进丙实验，再与乙实验对比。在不改变木板长度的情况下，可行的方法是______(选填字母)。
A．换用质量更小的钢球 B．给水平木板铺上毛巾
C．适当减小钢球B的高度 D．换用一个更重的木块
(5)完成上述实验后，小东尝试用图16所示装置探究物体动能大小与哪些因素有关，小东设计了以下两个实验方案。
图16
方案一：用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离；
方案二：用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，比较木块被撞击的距离。
关于他的实验方案，下列说法正确的是______(选填字母)。
A．只有方案一可行 B．只有方案二可行
C．两个方案均可行 D．两个方案均不可行
19．图17甲是某实验小组探究“杠杆的平衡条件”的实验装置。
图17
(1)挂钩码前，杠杆在图甲所示的位置静止，此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态；要想使杠杆在水平位置平衡，接下来应将杠杆两端的螺母向________(选填“左”或“右”)侧调节。挂上钩码后，每次实验都要让杠杆在水平位置平衡，这样做是为了______________。
(2)改变钩码数量和位置，进行多次实验，数据记录如下表：
次数 动力F1/N 动力臂l1/cm 阻力F2/N 阻力臂l2/cm
1 2 12.0 1 24.0
2 2 5.0 1 10.0
3 3 10.0 2 15.0
4 3 12.0 2 18.0
分析表中的数据，归纳出杠杆的平衡条件是______________(用表格中的字母表示)。多次实验的目的是__________(选填字母)。
A．寻找普遍规律 B．减小实验误差
(3)图乙是一个已平衡的杠杆，若推动右侧钩码的悬线，如图丙所示，则杠杆____________(选填“左端下沉”“仍然平衡”或“右端下沉”)，原因是____________________________________。
(4)某同学提出，若支点不在杠杆的中点，杠杆的平衡条件是否仍然成立？于是该小组利用图丁所示的装置进行探究，多次改变动力作用点的位置进行实验发现：当杠杆水平平衡时，F1l1总是大于F2l2，其原因可能是____________________________。
五、综合应用题(本题共2小题，第20题9分，第21题9分，共18分)
20．图18甲所示的塔吊是施工建设中最常见的设备之一，其部分结构可简化为如图乙所示的滑轮组模型。已知物体质量为300 kg，在绳子自由端竖直向上施加一个大小为1 250 N的拉力，物体以0.5 m/s的速度匀速运动10 s。g取10 N/kg，求：
图18
(1)绳子自由端移动的距离；(2)拉力的功率；
(3)在此过程中滑轮组的机械效率。
21．雾炮车利用高压原理向空气中喷洒格外细小的水雾，除去空气中过多的尘埃，从而改善城市空气质量。某雾炮车(如图19)的部分参数如下表。(g取10 N/kg，柴油的热值取4.0×107 J/kg)
项目 参数
空载质量/kg 18 000
工作行驶速度/(km·h－1) 10
罐体容积/m3 12
喷水量/(L·min－1) 50
　　
图19
(1)雾炮车匀速前行并喷洒水雾的过程中，雾炮车的动能__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)装满水的雾炮车可喷水多少分钟？
(3)洒水前雾炮车以10 m/s的速度在水平路面上匀速直线行驶，发动机的功率为80 kW，此时雾炮车受到的阻力为多少？
(4)雾炮车以80 kW的功率匀速行驶10 min，若该车的柴油发动机的效率为40%，则其消耗柴油的质量为多少？
阶段检测卷(三)　功和机械能、简单机械、内能、内能的利用
一、填空题(本题共6小题，每空1分，共14分)
1．热传递　扩散　剧烈
2．热值　化学
3．费力　变小
4．做功　压缩
5．导热性　1.68×106　84
6．大于　小球滑动的过程中存在摩擦，机械能不断减少，b点的机械能大于d点的机械能，b、d两点重力势能相等，所以b点的动能大于d点的动能，b点的速度大于d点的速度
二、选择题(本题共8小题，每小题2分，共16分)
7．D　8.C　9.C　10.C　11.B　12.C　13.BD　14.BC
三、作图题(本题共2小题，每小题2分，共4分)
15．如图1所示
图1
16．如图2所示
图2
四、实验探究题(本题共3小题，第17题4分，第18题6分，第19题8分，共18分)
17．(1)未控制液体的质量相同
(2)加热时间
(3)水　(4)2.1×103
18．(1)木块移动的距离
(2)速度
(3)速度　超载
(4)A
(5)A
19．(1)平衡　左　便于测量力臂
(2)F1l1＝F2l2　A
(3)左端下沉　右侧悬线对杠杆的拉力的力臂变小
(4)杠杆自重对杠杆平衡有影响
五、综合应用题(本题共2小题，第20题9分，第21题9分，共18分)
20．解：(1)物体上升的高度h＝vt＝0.5 m/s×10 s＝5 m
绳子自由端移动的距离s＝nh＝3×5 m＝15 m
(2)拉力F的功率
P＝＝＝Fv′＝1 250 N×1.5 m/s＝1 875 W
(3)拉力做的功W总＝Fs＝1 250 N×15 m＝1.875×104 J
有用功
W有用＝Gh＝mgh＝300 kg×10 N/kg×5 m＝1.5×104 J
滑轮组的机械效率
η＝×100%＝×100%＝80%
21．(1)变小
解：(2)雾炮车装满水时水的体积V＝12 m3＝1.2×104 L
雾炮车喷水的时间t＝＝＝240 min
(3)由P＝＝＝Fv可知，雾炮车的牵引力
F牵＝＝＝8 000 N
雾炮车匀速直线行驶时，受到的阻力与牵引力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，此时雾炮车受到的阻力f＝F牵＝8 000 N
(4)雾炮车所做的功
W＝Pt＝80×1 000 W×10×60 s＝4.8×107 J
由η＝可知，柴油发动机消耗的柴油完全燃烧放出的热量Q放＝＝＝1.2×108 J
由Q放＝mq可得，消耗柴油的质量
m＝＝＝3 kg

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