九年级科学2022年寒假每日一练：第三章解答题专练（中等难度）5
试卷更新日期：2023-01-12 类型：复习试卷
一、解答题
-
1. 小雪对小区路灯进行自动化设计，设计电路如图1所示。其中光控开关的工作原理是：闭合开关S1 ， 当光照度降低时，光敏电阻R2的阻值增大，其两端电压也随之变大，当电压达到3伏时，开关S2就自动连接ac，使路灯L点亮。反之，当光照度增强到一定值时，开关S2就会自动连接ab，路灯熄灭。
光照强度(勒克斯)
5
10
15
20
25
30
光敏电阻R2阻值(欧)
60
30
20
15
12
10
(1)、光敏电阻R2的阻值与光照度之间的关系如上表所示。控制电路的电源电压为4.5伏，当光照度为15勒克斯时，光敏电阻R2两端的电压等于3伏，试计算定值电阻R1的阻值。(2)、路灯L标有“220V， 40W” 字样，图2是某日的光照强度与时间的关系图像，求该日路灯消耗的电能。(3)、电源用久了电压会偏低，试判断路灯日耗电变化及理由。2. 如图甲所示是铁路修建时用到的某型号起重机，如图乙是该起重机的示意图。起重机重3×104N（包括悬臂），重心为P1，为了使起重机起吊重物时不倾倒，在其右侧配有配重M，重心为P2 ， 现测得AO为10m，OB为1m。
(1)、由图丙知，起重机通过滑轮组与货物相连，滑轮E的主要作用是。(2)、根据乙图计算不加配重时，该起重机最多能吊起多重的货物（不计滑轮和钢丝绳重）？(3)、若起重机吊着重为1.2×104牛的货物沿水平方向移动20米，则此过程中没有克服货物重力做功，理由是：。(4)、如图丙是它的滑轮组装置示意图。起重机悬臂的底部有一台电动机带动的两台相同的转扬机，这两台转扬机一起转动回收钢丝绳，从而吊起物体。某次将质量为2x103千克的建筑材料匀速竖直向上吊起5米，起吊装置（电动机）的效率为80％，则电动机消耗的电能为多少？3. “在湖州看见美丽中国”的标语随处可见，湖州经济也在迅速发展，基础建设不断扩大。如图所示是建设时所用的汽车起重机的结构示意图，O为吊臂的转动轴，吊臂OA前端装有滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，支撑点为B，图中OB∶OA=1∶4，装在E里的电动机牵引钢丝绳，可利用滑轮组提升重物。现起重机30秒内将质量为2.5吨的重物匀速提升5米，电动机牵引力为F=1×104牛，求：
(1)、D杆对吊臂的支持力为牛（本小题吊臂相对于重物的质量可不计，滑轮及绳重不计）；(2)、重物匀速上升时，滑轮组的有用功；(3)、重物匀速上升时，电动机牵引力的功率。4. 近年来生活节奏越来越快，用手机的低头族也越来越多，颈部热敷仪（如图甲）也逐渐风靡起来。学校项目化小组的同学想探究它的工作原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，电路图如图乙，发热部分由R1和R2组成，调温的低、中、高三档通过三个开关来控制（调节每个温度档时只闭合其中的一个开关），当电压一定时，电路中电流越大，温度越高。已知R1为6欧，R2为4欧。
(1)、当（填开关状态）时，热敷仪处于低温档。(2)、当S1闭合，S2 ， S3断开时，热敷仪处于高温档，此时电路中的电流为。(3)、当热敷仪处于中温档时，持续工作8分钟，产生的热量为多少？5. 如图甲所示为吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000牛，动滑轮重为100牛，被吊树木以0.2米／秒的速度被匀速抬起，不计一切摩擦和钢丝绳重，则：
(1)、使用A滑轮的好处是(2)、钢丝绳自由端施加的力F。(3)、经过5秒，吊车做的有用功。6. 小华对家里带有预约功能的电中药壶进行观察，铭牌如图甲。其内部基本电路原理如图乙，其中R1、R2均为加热电阻，R2阻值为484Ω，小华用水代替中药做了相关研究，从开始预约到煮好后断电，其消耗的功率随时间变化的图像如图丙［ρ水＝1.0x103kg／m3 ， C水＝4.2×103J／（kg·℃）］电源
220V
容积
1.5L
高温档功率
500W
低温档功率
100W
预约功率
10W
(1)、预约过程中消耗的电能是多少kW·h？(2)、R1的阻值是多少Ω？(3)、若此电中药壶的高温挡加热效率为84％，将1.5L水从20℃加热至100℃，需要多长时间？7. 阅读短文，回答问题。清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器(如图)。有一种无锡生产的CC5020型清洗机的铭牌如表所示。清洗机工作时，利用外加电力所产生的压强将水从水管中压出。其对水的压力可用压强与水管横截面积之积得出，而清洗机对水所做的功就是此力所为，详情见“信息快递”。
型号
CC5020
额定压强
5×106 Pa
电源
220 V/50 Hz
额定流量
20 L/min
额定功率
2.2kW
防护等级
IP25
(1)、你认为清洗机的动力设备是(填“电动机”或“热机”)，其主要原理是通电导体在磁场中要受到力的作用。(2)、清洗机正常工作时，通过清洗机的电流是A。(3)、若清洗一辆汽车平均耗时10 min，则清洗一辆汽车平均用水多少kg？(4)、需要消耗电能多少J？(5)、清洗机正常工作10 min，清洗机对水做功多少J？8. 如图所示，在科普节目《加油，向未来》中，有一项对抗性实验，甲、乙两人站在平衡板上。滑轮组将平衡板提升至一定高度后。两人在平衡板上挪动，并保持平衡板平衡。若甲的质量大于乙的质量，平衡板质量分布均匀，重心在O点。
(1)、当平衡板在水平地面上时，甲、乙静止站在平衡板上，甲、乙与板的接触面积相等，则甲对平衡板的压强(填“大于”“小于”或“等于”)乙对平衡板的压强。(2)、甲、乙两人竖直站在平衡板上，滑轮组将平衡板匀速提升至一定高度处，提升过程中平衡板始终保持水平平衡，在此过程中提高滑轮组的机械效率可行的是A、增加绳和滑轮摩擦 B、增加绳子的重力 C、减小动滑轮的重力 D、减小人和平衡板的重力(3)、当甲、乙两人竖直站立在图中A、B位置时，平衡板在空中处于水平平衡。接着甲向左，乙向右两人同时沿同一直线缓慢挪动相同距离时，平衡板将会 。A、仍然平衡 B、左侧下倾 C、右侧下倾9. 在拓展课上，小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景，设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4s内将一个重为100N的物体，沿着水平地面匀速拉动了2m。人的拉力为18N，物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍，不计绳重及机械的摩擦。求：
(1)、人的拉力所做的功。(2)、人的拉力做功的功率。(3)、动滑轮受到的重力。10. 小科用三种不同的方法抬升重为200N的物体。
(1)、如图甲，将物体匀速竖直向上抬升3m， F甲所做的功为。(2)、如图乙，斜面长5m，高3m，拉力F乙=150N，沿斜面匀速拉动物体至斜面顶端，计算该斜面工作时的机械效率。(3)、如图丙，在20s内将重物匀速提升3m，已知动滑轮的重为10N。请计算拉力F丙做功的功率为。（不计绳重及摩擦）11. 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，某科学兴趣小组设计了如图所示的实验：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，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水内能的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，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：。(2)、科学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种原因：。(3)、改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。实验序号
重物质量(kg)
下降高度(m)
升高温度(℃)
1
20
5
0.5
2
20
10
1.0
3
20
15
1.5
4
10
10
0.5
5
30
10
1.5
6
40
10
2.0
若使容器内相同质量的水温度升高2.5℃，则25kg的重物需下降 m．
12. 近年来，新能源汽车越来越受到人们的青睐。在专门建设的快速充电桩内可以实现快速充电，快速充电是以较大电流短时间在电动汽车停车的20分钟至2小时内，为其提供短时充电服务，一般充电电流为150~ 400A。(1)、在汽车制动过程中，它的动能转化为地面、轮胎、空气的内能，但这些内能无法自动转化回去，这是因为能量的转移和转化是有的 。(2)、若充电电压为380V，充电电流为200A，充电半小时要消耗的电能为多少千瓦时？(3)、已知匀速行驶时汽车所受阻力与速度的平方成正比(即f=kv2)。当汽车分别以100km/h和60km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车牵引力在相应车速下的功率之比为。13. 如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制(设加热器电阻阻值一定)。[已知：水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，1L=10-3m3]。求：
(1)、该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？(2)、该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？(3)、将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少？(4)、用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时，电能表中间的铝质圆盘在3min内转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少？14. 室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×103J/kg·℃，着火点为160℃）
(1)、小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。(2)、小金对活塞做功多少焦？(3)、0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量？15. 电梯的出现极大方便了人们的生活，杭州电梯情况如图所示，已知某台电梯的额定电压是220V，额定功率为11KW，满载质量为1100kg，电梯速度为0.5m/s。请回答下列问题：
(1)、电梯正常工作时通过的电流是多少？(2)、电梯满载时的机械效率是多少？(3)、若该电梯平均每天正常工作10小时，电费为0.5元／度，每天需要支付电费多少元？16. 据报道，2021年我国国产新能源汽车取得了爆发式增长，下图是某品牌微型新能源汽车．该新能源车配有一块12V三元锂电池，容量达260Ah；采用220V普通电压充电，一次完全充电约需8h；行驶时最大时速可达80km/h，充满电后可最多行驶80km。则(在计算过程中不考虑各种能量之间转化的效率)：
(1)、电池充满电后储存的电能为多少焦耳？(2)、汽车匀速行驶时的阻力约为多少牛？(3)、如充电电价按0.6元/千瓦时计算，折合每公里的电能成本约为多少元？（保留2位小数）17. 快走有利于身体健康，人走路时可以将脚视为杠杆（如图所示）。行走时人的脚掌前端是支点，位于杠杆的一端，人体受到的重力是阻力，且作用点位于杠杆的中点，小腿肌肉施加的力是动力，位于杠杆的另一端。已知人的质量为60kg，g=10N/kg。求：
(1)、请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂L1.(2)、根据图示计算小腿肌肉产生的拉力是多大？(3)、人向前走一步，重心将升高约 5cm，求：人克服自身重力做了多少 功？18. 如图所示是疫情期间推出的一款消毒机器人。使用前对机器人进行测试：在储液箱中装满消毒液，关闭喷洒装置并使机器人在水平地面上做匀速直线运动，相关数据如表。（消毒液密度ρ取1.0×103kg/m3）
设备参数
空载质量/kg
50
储液箱容积L
20
测试数据
行驶时间/min
1
行驶路程/m
30
行驶功率/W
180
(1)、该机器人在水平地面做匀速直线运动时，受到的牵引力为多少牛?(2)、若装满消毒液的机器人乘坐电梯上升10米，克服重力做功多少焦?19. 小科家有一台电烤箱，其铭牌如下，高温档功率数值模糊不清。其内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。求：xx牌电烤箱
额定电压
220V
额定功率
高温档
低温档
440W
电源频率
50Hz
(1)、当S1、S2均闭合时，电烤箱处于（填“高温”或“低温”）档工作状态。(2)、当电烤箱在低温档正常工作时的电流是多少？(3)、为了测出高温档工作时的功率，小科先断开其它家用电器，并将电烤箱调到高温档接入220V的家庭电路中，发现他们家的电子式电能表（3000imp/（kW·h））在2min内指示灯恰好闪了120次，请你帮助他计算电烤箱高温档时的电功率。[“3000imp/（kW·h）”指的是接在这个电能表上的用电器每消耗1kW·h的电能，电表上的指示灯闪烁3000次]20. 图甲为某品牌空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝48.4欧，R2＝484欧，额定工作电压为220伏，通过开关S、S1 ， 可实现高温挡、中温挡和低温挡三个挡位的切换，其内部电路可简化为图乙所示电路。
(1)、开关S1闭合，S接a端时为（选填“高温挡”、“中温挡”或“低温挡”）。(2)、求空气炸锅处于高温挡工作时的功率？(3)、若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡加工薯条，原料薯条温度为20℃，炸熟至少需要达到170℃，求一次炸熟200克薯条需要多少时间？[c薯=3.63×103J/(kg·℃)21. 2021年5月15日，我国天问一号探测器携祝融号火星车成功着陆火星乌托邦平原，这是继嫦娥五号登月后我国航天又一重大事件。(1)、祝融号全身配置各类地形传感器，能够察觉到各种地形信息。其原理是探测器向四周发射电磁波(速度恒定)，碰到岩壁会原路反射回来，根据反射回来时间长短来判断距离远近。图甲是祝融号在某一椭圆形盆地中接受到各方位电磁波反射时间图，则该探测器所处位置可能是。
(2)、天问一号探测器进入火星大气后，依靠自身完成弹开降落伞、反推发动机点火、悬停避障、缓冲着陆四个环节，最终成功着落，其高度随时间变化如图乙所示。祝融号火星车质量为240kg，在火星表面受到重力为地球上的2/5，求其重力在最后缓冲着陆环节的功率。
(3)、嫦娥五号登月着陆时与天问一号对比少了弹开降落伞环节，你认为其原因是 。22. 近年来“低头族”越来越多，颈部热敷仪(如图左)逐渐风靡起来。学校科学兴趣小组的同学想探究它的原理，查看说明书后发现：该热敷仪由6伏电源供电，R1、R2为发热电阻(R1=6欧，R2=4欧)，实际电路如图右所示。通过三个开关来控制低、中、高三档温度。(已知通过发热电阻的电流越大，温度越高。)
(1)、当S1、S2断开，S3闭合时，热敷仪处于中温档，此时电路中的电流为 安。(2)、当(填开关状态)时，热敷仪处于低温档，此时R1两端的电压为 伏。(3)、计算当热敷仪处于高温档时，电路中的电流为多大？(写出计算过程)23. 如图甲所示，电源电压可调，R1、R2为定值电阻，灯泡的额定电压为2.5V，图乙是该灯泡的I-U图像。闭合开关S，把电源电压调到4V，R2的功率为0.8W。求：
(1)、通过R2的电流。(2)、若小灯泡正常发光，则1min内电流在R1上做的功是多少？24. 如图所示是建设时所用的汽车起重机的结构示意图，O为吊臂的转动轴，吊臂OA前端装有滑轮组，C杆伸缩可改变吊臂的长短，D杆伸缩可改变吊臂与水平面的角度，支撑点为B，图中OB：OA=1：4，装在E里的电动机牵引钢丝绳，可利用滑轮组提升重物。现起重机30秒内将质量为2.5吨的重物匀速提升5米，电动机牵引力为F=1×104牛，求：
(1)、D杆对吊臂的支持力为牛(本小题吊臂相对于重物的质量可不计，滑轮及绳重不计)；(2)、重物匀速上升时，滑轮组的有用功；(3)、重物匀速上升时，电动机牵引力的功率。25. 如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深15m，物体重C= 7000N，汽车重G车= 30000N，汽车匀速拉绳子时的拉力F=2500N。若不计绳与滑轮及滑轮与轴间的摩擦，求：
(1)、汽车匀速前进的距离；(2)、动滑轮重力；(3)、将物体从井底拉至井口的过程中，滑轮组对重物所做的功；(4)、汽车拉绳子时的拉力F的功率。26. 小明参加学校项目化学习挑战赛——设计制作“电热点火器”。项目要求：
⑴“电热点火器”点燃棉花所用的时间越短，得分越高。
⑵器材：干电池2节，开关1个，导线若干，3条等长的电热丝，设计时只能选其中一条，型号如下表所示。
⑶“电热点火器”的电路自主设计。
项目设计：下图是小明设计的原理图，点火器中电热丝有甲、乙两种连接方案，两种方案中ab间连接的电热丝总长度相等，中间包裹等量的易燃棉花。
为了能使项目取得佳绩，你会帮助小明选择哪种电热丝材料和连接方案，请解释你的选择理由。
电热丝材料
直径售(毫米)
每米电热丝的阻值(欧)
镍铬合金
0.17
40
铁铬铝合金
0.17
80
钨丝
0.17
300
27. 在七年级上册“走近科学”的学习中，我们观察了倾斜轨道上滚动的滚动体，请分析以下问题：
(1)、你认为该滚动体的重力作用线位于支点的。（填“左侧”或“右侧”）(2)、请你用动能和势能可以相互转换的道理，对它的运动过程进行分析。28. 如图所示，一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体从井底匀速拉至井口，所用时间为15s，已知井深12m，物体重G物＝6×103N，汽车重G车＝3×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2.5×103N。求：(1)、将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了多少功？(2)、滑轮组的机械效率为多少？(3)、汽车拉绳子时拉力F的功率为多少？29. 如图所示，在试管里注入少量水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了， 水蒸气把软木塞向上冲出，瓶口出现白雾。
(1)、软木塞向上冲出这一过程，与四冲程汽油机的冲程相似。(2)、请你解释以上这些现象产生的原因。30. 小科家使用的是瓶装液化气，每瓶中装入的液化气质量为21kg。已知液化气的热值q＝5×107J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）。求：(1)、整瓶液化气完全燃烧放出的热量是多少？(2)、若整瓶液化气完全燃烧释放热量的60%被利用，那么散失的热量是多少？(3)、若将上述散失的热量全部利用起来，在一个标准大气压下，整瓶液化气完全燃烧可以将2000kg初温为20℃的水加热到多少摄氏度？31. 爆米花松脆可口，几乎是年轻人看电影时的“标配”。如图是舟山某影城中爆米花机的电路图，该爆米花机具有制作和保温功能。只闭合开关S2时，R2加热，电动机搅拌，开始制作爆米花；只闭合开关S1时，R1保温，防止爆米花变凉。爆米花机的铭牌如表所示。
额定电压
220V
加热功率
200W
保温功率
20W
电动机功率
44W
(1)、保温电阻R1的阻值是多少？(2)、将100克20℃玉米粒加热到300℃成为爆米花时，玉米粒吸收热量是多少？【不考虑热量的损失，C玉米＝1.2×103J／（kg·℃）】(3)、制作一份爆米花用时5分钟，为了防止糊锅，需要电动机不停搅拌。已知电动机线圈电阻是1欧，求此过程中电动机线圈产生的热量是多少？32. 某同学看到爸爸正准备把货物搬往高台上，如图甲所示。他找来一块木板，搭成图乙所示的斜面，然后站在高台上用一根绳子把货物拉上了高台。请回答下列问题。
(1)、利用斜面搬运货物的优点是。(2)、该同学用400N的拉力沿斜面把重500N的货物拉上了高台，已知斜面长4m，高2m。求此斜面的机械效率。33. 2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落火星，如图甲所示。质量为1300千克的“天问一号”在距火星表面100米高处短暂悬停，选定安全地点后着陆。某同学对最后100米的降落过程，其速度大小随下降高度的变化作了简单的模拟绘图，如图乙所示。已知同一物体在火星上的重力是地球上的 ，求：
(1)、在100米降落过程中，“天问一号”所受火星重力对它做了多少功？(2)、在匀速下降期间，“天问一号”所受火星重力对它做功的功率为多大？34. 如图甲所示为吊车吊运树木的场景，吊车吊臂前端的滑轮组装置可以等效为乙图，若被吊树木重为1000牛，动滑轮重为100牛，被吊树木以0.2米/秒的速度被匀速抬起，不计一切摩擦和钢丝绳重，则：
(1)、使用A滑轮的好处是。(2)、钢丝绳自由端施加的力F。(3)、经过5秒，吊车做的有用功。35. 装有水的容器在大小为10N的拉力F作用下运动，图甲为容器三段运动的示意图，F的方向始终沿着容器运动方向，OP段、MN段为水平地面。在MN段容器中的水少于OP段，容器在OP段、MN段的速度一时间图像和QR段的路程一时间图像如图乙所示。
(1)、求F在OP段做的功。(2)、求F在QR段的功率。(3)、容器在OP段和MN段受到摩擦力分别为f1、.f2 ， 则f1f2 (选填>”“=”或“<”)。