12. 如图(a)所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制温度与时间的关系图像如图(b)所示,下列说法中正确的是(
C
)。

A.组装器材时,先固定上面的铁圈
B.升高相同温度,液体a吸收的热量更多
C.液体a的比热容小于液体b的比热容
D.不添加器材,利用本实验装置还可以比较质量相等的不同燃料燃烧时放出热量的多少
答案:12.C
解析:
【分析】
本题围绕“探究不同物质吸热升温的现象”实验展开,需逐一分析各选项:①组装器材时,应先固定下方铁圈适配酒精灯外焰,判断选项A;②相同加热装置下,相同时间内a、b吸热相同,结合温度变化判断升高相同温度时的吸热多少,判断选项B;③利用比热容公式$ Q=cm\Delta t $,结合图像中温度变化与吸热的关系比较比热容,判断选项C;④明确比较不同燃料放热需更换燃料,本装置无法实现,判断选项D。
【解析】
选项A:组装实验器材时,需根据酒精灯外焰高度先固定下方铁圈,再调整上方器材,而非先固定上方铁圈,故A错误。
选项B:相同装置加热时,相同时间内a、b吸收的热量相等。由图(b)可知,升高相同温度时,a对应的加热时间更短,说明a吸收的热量更少,故B错误。
选项C:根据比热容公式$ Q=cm\Delta t $,a、b质量$ m $相同,相同加热时间内吸收的热量$ Q $相同;由图(b),相同时间内a的温度变化$ \Delta t $更大,因此比热容$ c=\frac{Q}{m\Delta t} $,$ \Delta t $越大则$ c $越小,故液体a的比热容小于液体b的比热容,C正确。
选项D:比较质量相等的不同燃料燃烧放热,需使用不同燃料作为热源,本实验装置采用相同酒精灯加热,无法更换不同燃料,不能完成该实验,故D错误。
【答案】
C
【知识点】
比热容、探究物质吸热升温的实验
【点评】
本题考查“探究不同物质吸热升温现象”的实验,涉及装置组装、比热容计算与图像分析,以及实验拓展应用,需掌握实验原理和图像解读方法,属于中等难度的基础实验题。
【难度系数】
0.6
13. 电动汽车充电时其电池相当于电路中的
用电器
(用电器/电源);转弯时电动汽车同侧的前后两个转向灯会同时闪亮,即使前灯坏了,后灯仍能正常发光,这说明这两个转向灯的连接方式为
并
联。
答案:13. 用电器 并
解析:
【分析】首先,判断电路元件是用电器还是电源,需依据其功能:充电时电池消耗电能转化为化学能储存,属于消耗电能的元件;其次,判断电路连接方式,串联电路各用电器相互影响,并联电路各支路独立工作、互不影响,结合转向灯的工作现象分析即可。
【解析】1. 电动汽车充电时,电池将电能转化为化学能储存,消耗电能,因此相当于电路中的用电器;2. 并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响,题目中同侧转向灯前灯损坏后灯仍正常发光,符合并联的特点,故连接方式为并联。
【答案】用电器 并
【知识点】电路元件、电路连接方式
【点评】本题结合生活实例考查电路的基本概念,难度较低,贴近生活实际,容易理解。
【难度系数】0.8
14. 如图所示,旗杆顶部的装置其实是一个
定
(定/动)滑轮,它实质上是一个
等臂
杠杆,使用它的好处是可以改变
施力的方向
。

(第14题) (第15题) (第16题) (第17题)
答案:14. 定 等臂 施力的方向
解析:
【分析】
要解答本题,需依次明确定滑轮与动滑轮的区别、定滑轮的杠杆实质及作用:
1. 区分定、动滑轮:核心看滑轮轴的位置是否固定,固定不动的是定滑轮,随物体移动的是动滑轮;旗杆顶部的滑轮轴固定在旗杆上,属于定滑轮。
2. 定滑轮的实质:从杠杆原理分析,定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,因此是等臂杠杆。
3. 定滑轮的作用:定滑轮不省力,但可以改变力的方向,升旗时向下拉绳就能让国旗上升,正是利用了这一特点。
【解析】
1. 判断滑轮类型:旗杆顶部的滑轮,其轴的位置固定不动,符合定滑轮的定义,故为定滑轮。
2. 分析滑轮实质:定滑轮的动力臂与阻力臂相等(均为滑轮半径),因此实质上是等臂杠杆。
3. 明确滑轮作用:使用定滑轮时,无法省力,但可以改变力的方向,对应升旗场景,向下施力即可让国旗向上运动,体现了改变施力方向的好处。
【答案】
定;等臂;施力的方向
【知识点】
定滑轮;杠杆类型;滑轮的作用
【点评】
本题考查定滑轮的基础概念,属于力学部分的基础知识点,难度较低,主要考察学生对定滑轮的定义、实质和作用的掌握,是常见的基础题型。
【难度系数】
0.8
15. 如图所示,利用动滑轮将重为12 N的物体竖直向上匀速提升了1 m,所用的时间为2 s,动滑轮重8 N,若不计绳重和摩擦,则拉力为
10
N,拉力的功率为
10
W,2 s内绳子上升的距离是
2
m,动滑轮的机械效率为
60%
。将物重由12 N逐渐增大,动滑轮始终能正常工作,在此过程中,它的机械效率的变化范围是
60%~100%
。

答案:15. 10 10 2 60% 60%~100%
解析:
【分析】
先对动滑轮进行受力分析,确定拉力与物重、动滑轮重的关系;再根据动滑轮的特点,明确绳子移动距离和物体上升高度的关系;接着计算有用功、总功,进而求出拉力功率和机械效率;最后结合机械效率公式,分析物重增大时机械效率的变化范围。
【解析】
1. 求拉力:不计绳重和摩擦,动滑轮匀速运动时受力平衡,动滑轮受向上的两段绳子拉力(每段拉力均为$F$),向下的力为物体重力$G$和动滑轮重力$G_{轮}$,因此有$2F = G + G_{轮}$。代入数据$G=12N$、$G_{轮}=8N$,得$F=\frac{G+G_{轮}}{2}=\frac{12N+8N}{2}=10N$。
2. 求绳子上升的距离:动滑轮上承担力的绳子段数$n=2$,物体上升高度$h=1m$,则绳子上升距离$s=nh=2×1m=2m$。
3. 求拉力的功率:总功$W_{总}=Fs=10N×2m=20J$,时间$t=2s$,功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{20J}{2s}=10W$。
4. 求动滑轮的机械效率:有用功$W_{有}=Gh=12N×1m=12J$,机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{12J}{20J}×100\%=60\%$。
5. 分析机械效率的变化范围:不计绳重和摩擦,机械效率公式为$\eta=\frac{G}{G+G_{轮}}×100\%$,当物重$G$增大时,$\eta$逐渐增大;当$G$趋近于无穷大时,$\eta$趋近于100%;初始物重为12N时$\eta=60\%$,故变化范围是$60\%~100\%$。
【答案】
10;10;2;60%;60%~100%
【知识点】
动滑轮特点;机械效率;功率计算
【点评】
本题考查动滑轮的受力分析、功、功率及机械效率的计算,核心是明确动滑轮的绳子段数,以及机械效率随物重变化的规律,属于力学基础综合题。
【难度系数】
0.5
16. 小明吹气球时没握紧“气球嘴”,气球“呼啸着”飞跑了。他及时捡起气球,发现“气球嘴”温度
变低
(变高/变低/不变)。这是因为当球内气体喷出来时,发生的能量转化是将
内
能转化为
机械
能,热机工作时,
做功
冲程过程中的能量转化与此相同。

答案:16. 变低 内 机械 做功
解析:
【分析】
要解决本题,需结合气体对外做功的内能变化规律、能量转化以及热机冲程的相关知识分析:首先判断气球内气体喷出时的做功情况,再分析内能与温度的关系,接着确定能量转化类型,最后联系热机对应冲程。
【解析】
1. 当气球内气体向外喷出时,气体对外界做功;根据做功与内能的关系,物体对外做功,自身内能会减小,而内能减小会导致温度降低,因此气球嘴温度变低。
2. 气体喷出过程中,消耗了气体的内能,使气球获得了运动的机械能,所以能量转化是将内能转化为机械能。
3. 热机的做功冲程中,燃料燃烧释放的内能转化为活塞运动的机械能,与该过程的能量转化一致。
【答案】
变低 内 机械 做功
【知识点】
内能改变、能量转化、热机冲程
【点评】
本题结合生活中的气球喷气现象,考查内能变化、能量转化及热机冲程的知识,贴近生活实际,注重物理知识的应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
17. 如图所示为可调式握力器。锻炼时抓住左手柄,用力使其碰触右手柄上的计数按钮,完成一个握力动作,这个过程中左手柄拉动弹簧围绕连接点O旋转。握力器的力度通过旋转调节器移动弹簧下端的位置来改变,若要将力度调小,则应将弹簧下端向
右
(左/右)移。若小明用平均大小为260 N的力抓握力器,使其在力的方向上移动6 cm,则他做的功为
15.6
J。

答案:17. 右 15.6
解析:
【分析】
本题包含两个问题,第一问需利用杠杆平衡条件分析调小力度的方法,第二问利用功的公式计算做功大小。对于第一问,握力器的左手柄可视为杠杆,O为支点,弹簧拉力是阻力,手的作用力是动力,根据杠杆平衡条件,要减小所需的动力,需调整阻力的力臂;第二问直接运用功的计算公式,注意单位换算即可求解。
【解析】
1. 调小力度的操作:
握力器的左手柄相当于杠杆,支点为O,弹簧对杠杆的拉力为阻力$ F_2 $,手施加的力为动力$ F_1 $。根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,若要调小力度(即减小动力$ F_1 $),在动力臂$ L_1 $和阻力$ F_2 $不变时,需减小阻力臂$ L_2 $。观察握力器结构,将弹簧下端向右移动时,阻力臂$ L_2 $减小,因此应将弹簧下端向右移。
2. 做功的计算:
已知手的作用力$ F = 260\ \mathrm{N} $,力的方向上移动的距离$ s = 6\ \mathrm{cm} = 0.06\ \mathrm{m} $,根据功的计算公式$ W = Fs $,代入数值可得:
$ W = 260\ \mathrm{N} × 0.06\ \mathrm{m} = 15.6\ \mathrm{J} $。
【答案】
右;15.6
【知识点】
杠杆平衡条件;功的计算
【点评】
本题结合生活中的可调式握力器,考查杠杆平衡条件和功的计算,将物理知识与实际应用结合,难度适中,注重考查学生对基础知识的运用能力。
【难度系数】
0.6