19. 炎炎夏季,市区气温往往比郊外要高3~5 ℃,这就是热岛效应。人们修建人工湖主要利用水的
比热容大
来调节气温。某小区喷水池内有5 t水,水温升高2 ℃吸收的热量是
4.2×10⁷
J。
答案:19. 比热容大 4.2×10⁷
解析:
【分析】
本题考查比热容的应用与热量计算。首先思考人工湖调节气温的原理:水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收相同热量时温度变化小,可调节气温;计算热量时需运用吸热公式,注意质量单位的换算,将吨转化为千克后代入公式计算。
【解析】
1. 人工湖调节气温的原理:水的比热容大,相同质量的水与沙石等物质相比,吸收相同热量时,水的温度升高幅度更小,因此修建人工湖可利用水的比热容大的特点调节气温,故第一空填“比热容大”。
2. 计算吸收的热量:先统一单位,5t=5000kg;根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,其中水的比热容$c=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,质量$m=5000kg$,温度变化$\Delta t=2℃$,代入得:$Q_{吸}=4.2×10^3 J/(kg·℃)×5000kg×2℃=4.2×10^7 J$。
【答案】
比热容大;$4.2×10^7$
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合生活中的热岛效应场景,考查比热容特性的应用和热量的基本计算,属于初中物理基础题型,需掌握比热容的物理意义及吸热公式的正确运用,注意质量单位的换算细节。
【难度系数】
0.6
20. 如图所示,汽车紧急制动时,车轮与地面之间摩擦做功,将
机械
能转化为内能,轮胎的温度将会
升高
(选填“升高”“降低”或“不变”)。

(第20题图)
(第21题图)
(第22题图)
答案:20. 机械 升高
解析:
【分析】要解决本题,需掌握做功改变物体内能的原理:当物体克服摩擦力做功时,机械能会转化为内能,使物体的内能增加,温度升高。汽车紧急制动时,车轮与地面摩擦,会发生机械能向内能的转化,进而影响轮胎的温度。
【解析】汽车紧急制动时,车轮与地面之间存在摩擦力,车轮克服摩擦力做功,消耗了车轮的机械能,将其转化为轮胎和地面的内能,导致轮胎的内能增加,因此轮胎的温度会升高。
【答案】机械;升高
【知识点】能量转化、内能改变
【点评】本题结合生活实例考查做功改变内能的基础知识点,属于初中物理的基础内容,难度较低,帮助学生理解机械能与内能的转化关系。
【难度系数】0.7
21. 运砖的独轮车的有关尺寸如图所示,车和砖总重$G=1\ 000\ \mathrm{N}$。推车时,手向上的力$F$至少为
300
N,使用这种独轮车可以
省力
(选填“省力”或“省距离”)。

答案:21. 300 省力
解析:
【分析】本题属于杠杆平衡条件的应用问题,首先确定独轮车的支点为车轮的轴处;阻力是车和砖的总重$ G $,阻力臂是支点到$ G $作用线的距离(0.3m);动力是手向上的力$ F $,动力臂是支点到$ F $作用线的距离(0.3m+0.7m=1m)。根据杠杆平衡条件,动力×动力臂=阻力×阻力臂,代入数值可求出$ F $的大小,再通过比较动力臂与阻力臂的大小,判断杠杆类型,确定使用效果。
【解析】根据杠杆平衡条件$ F_1L_1 = F_2L_2 $,本题中:
动力$ F $,动力臂$ L_F = 0.3\ \mathrm{m} + 0.7\ \mathrm{m} = 1\ \mathrm{m} $;
阻力$ G = 1000\ \mathrm{N} $,阻力臂$ L_G = 0.3\ \mathrm{m} $。
代入公式得:$ F × 1\ \mathrm{m} = 1000\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m} $,
解得$ F = \frac{1000\ \mathrm{N} × 0.3\ \mathrm{m}}{1\ \mathrm{m}} = 300\ \mathrm{N} $。
由于动力臂(1m)大于阻力臂(0.3m),因此该独轮车是省力杠杆,使用时可以省力。
【答案】300;省力
【知识点】杠杆平衡条件、杠杆的分类
【点评】本题考查杠杆平衡条件的基础应用,核心是正确识别支点、动力臂和阻力臂,通过杠杆平衡公式计算动力,再根据力臂关系判断杠杆类型,属于简单的力学基础题,学生容易掌握。
【难度系数】0.3
22. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体提升相同的高度。在不计绳重及机械摩擦的情况下,使用甲滑轮组提升物体所用的拉力
大于
(选填“大于”“等于”或“小于”,下同)使用乙滑轮组所用的拉力;甲滑轮组的效率
等于
乙滑轮组的效率。

答案:22. 大于 等于
解析:
【分析】要比较滑轮组的拉力,需先确定承担物重和动滑轮重的绳子段数,利用拉力公式$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $分析;比较机械效率时,不计绳重及摩擦,机械效率$ \eta=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}} $,与绳子段数无关。先数甲、乙滑轮组的绳子段数,再结合公式推导即可。
【解析】1. 拉力分析:不计绳重及机械摩擦,滑轮组拉力公式为$ F=\frac{G_{物}+G_{动}}{n} $($ n $为承担物重和动滑轮重的绳子段数)。甲滑轮组中,承担总重的绳子段数$ n_{甲}=2 $;乙滑轮组中,$ n_{乙}=3 $。因滑轮相同,故$ G_{动} $相同,物体相同则$ G_{物} $相同,代入公式得$ F_{甲}=\frac{G_{物}+G_{动}}{2} $,$ F_{乙}=\frac{G_{物}+G_{动}}{3} $,因此$ F_{甲}>F_{乙} $,即甲的拉力大于乙的。2. 机械效率分析:不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率$ \eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}=\frac{G_{物}h}{G_{物}h+G_{动}h}=\frac{G_{物}}{G_{物}+G_{动}} $,由于甲、乙的$ G_{物} $和$ G_{动} $均相同,所以$ \eta_{甲}=\eta_{乙} $,即甲的效率等于乙的。
【答案】大于 等于
【知识点】滑轮组拉力、机械效率
【点评】本题考查滑轮组拉力与机械效率的比较,核心是正确判断绳子段数,理解不计绳重摩擦时机械效率的决定因素,属于基础应用题型。
【难度系数】0.5
23. 如图所示,荡秋千的人由高处向下摆动时会下蹲身体,降低重心高度,将更多的重力势能转化为
动
能;而由最低点向上摆动时会直立身体,人克服重力做功,增加
重力势
能。如此循环往复,秋千就越荡越高,机械能总量
增大
(选填“增大”或“减小”)。

答案:23. 动 重力势 增大
解析:
【分析】
本题考查机械能的转化与变化,需明确动能、重力势能的影响因素,结合荡秋千的过程分析能量转化:动能与质量、速度有关,重力势能与质量、高度有关;人做功会补充机械能,使秋千越荡越高。
【解析】
1. 人由高处向下摆动时,下蹲降低重心,高度减小,重力势能减小,同时速度增大,动能增大,因此重力势能转化为动能;
2. 人由最低点向上摆动时,直立身体,克服重力做功,高度增加,重力势能增大;
3. 秋千越荡越高,说明人的化学能转化为机械能,因此机械能总量增大。
【答案】
动;重力势;增大
【知识点】
动能与势能转化;机械能变化
【点评】
本题结合生活中的荡秋千场景,考查机械能的转化规律,需结合动能、重力势能的影响因素分析,属于基础联系实际的题目,难度适中。
【难度系数】
0.3
三、作图和实验题(每图、每空各2分,共32分)
(第23题图)
24. 如图所示,杠杆在力$F_1$、$F_2$作用下处于平衡状态,$l_1$为$F_1$的力臂。请在图中作出力$F_1$和$F_2$。

(第24题图)

(第25题图)
答案:解:
1. 作力$F_1$:过力臂$l_1$远离支点$O$的一端作$l_1$的垂线,该垂线与杠杆的交点即为$F_1$的作用点;为使杠杆平衡,$F_1$需使杠杆绕支点$O$有逆时针转动的趋势,因此沿垂线标注斜向上的箭头,标记该力为$F_1$。
2. 作力$F_2$:$F_2$是重物对杠杆的拉力,作用点在杠杆上悬挂重物的位置,沿竖直向下方向画出带箭头的线段,标记该力为$F_2$,$F_2$的作用线与已知力臂$l_2$垂直。
解析:
【分析】
解决本题需利用杠杆的核心规律:力与对应的力臂相互垂直,且杠杆平衡时,两个力使杠杆的转动方向相反。已知F₁的力臂l₁,因此F₁的作用线必与l₁垂直,再根据杠杆转动趋势确定F₁的方向;F₂是重物对杠杆的拉力,方向竖直向下,作用点在杠杆悬挂重物的位置,且F₂的作用线与自身力臂垂直。
【解析】
1. 作F₁:过力臂l₁远离支点O的一端,作l₁的垂线,该垂线与杠杆的交点即为F₁的作用点;为使杠杆平衡,F₁需使杠杆绕O点逆时针转动(与F₂的转动方向相反),因此沿垂线斜向上画带箭头的线段,标记为F₁。
2. 作F₂:F₂是重物对杠杆的拉力,作用点在杠杆上悬挂重物的位置,沿竖直向下方向画带箭头的线段,标记为F₂,确保F₂的作用线与对应力臂垂直。
【答案】
F₁垂直于l₁斜向上,作用点为杠杆与l₁垂线的交点;F₂竖直向下,作用点为杠杆悬挂重物处,两力均带箭头并标注对应符号。
【知识点】
力臂的画法、杠杆的平衡
【点评】
本题是杠杆作图的基础题,考查力与力臂的关系,核心是掌握“力与力臂垂直”的作图规则,明确力的方向需满足杠杆转动方向相反,属于杠杆章节的基础应用,难度适中。
【难度系数】
0.6
25. 在图中虚线框内画出与实物图相对应的电路图。
26. 小明利用斜面进行如图所示的实验。

(第26题图)
(1)由图可知,此时斜面的机械效率为
45.4%
。
(2)为了进一步探究斜面的特点,小明接着做了三次实验,实验数据如表所示。
① 分析表中的数据可知,沿斜面向上匀速拉动同一物体时,斜面的倾斜角度越大,机械效率越
高
,拉力越
大
。
② 由表中第①组数据可知,此过程中铁块与斜面之间的摩擦力为
3.9
N。

答案:25. 略 26. (1) 45.4% (2) ①高 大 ②3.9
解析:
【分析】
要解决斜面机械效率相关问题,需明确:①机械效率计算公式为η=W有用/W总×100%,有用功是克服物体重力做的功(W有用=Gh),总功是拉力做的功(W总=Fs);②额外功是克服摩擦力做的功(W额外=fs),总功等于有用功加额外功;③通过对比实验数据可分析斜面倾斜角度对机械效率和拉力的影响。解题时,先读取对应物理量,代入公式计算,再分析数据得出结论。
【解析】
(1)根据机械效率公式η=W有/W总×100%,其中W有=Gh,W总=Fs。从题图读取数据:G=10N,h=0.2m,F=4.4N,s=1m。代入计算:η=(10N×0.2m)/(4.4N×1m)×100%≈45.4%。
(2)①分析实验数据:同一物体,斜面倾斜角度越大,机械效率数值越高,拉力F越大,故结论为:倾斜角度越大,机械效率越高,拉力越大。
②由W总=W有+W额,额外功W额=fs,得f=(W总-W有)/s。取第①组数据:W总=5N×1m=5J,W有=10N×0.11m=1.1J,W额=5J-1.1J=3.9J,f=3.9J/1m=3.9N。
【答案】
25. 略;26. (1)45.4%;(2)①高;大;②3.9
【知识点】
斜面机械效率、功的计算、摩擦力
【点评】
本题围绕斜面实验考查机械效率计算与实验分析,需掌握机械效率公式、总功/有用功/额外功的关系,是初中力学基础实验题,难度适中。
【难度系数】
0.6