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6.(2025·南京校级月考)图甲是我国古代科学著作《天工开物》中记载的水转筒车,它由一个大型的水轮和许多竹筒等组成.当河水冲击水轮转动时,竹筒依次将水提升到高处倒入水槽中,水流向岸上的农田.图乙为筒车的简化图.下列说法正确的是 (
A.增大筒车的转速,筒车的机械效率可达到100%
B.河水从水槽流向农田的过程中,其所受的重力没有做功
C.竹筒内的水倒入水槽的过程中,其重力势能转化为动能
D.从取水处到倒水处(水未流出时),竹筒中水的机械能保持不变
C
)A.增大筒车的转速,筒车的机械效率可达到100%
B.河水从水槽流向农田的过程中,其所受的重力没有做功
C.竹筒内的水倒入水槽的过程中,其重力势能转化为动能
D.从取水处到倒水处(水未流出时),竹筒中水的机械能保持不变
答案
6.C
解析
【分析】
本题考查功、机械效率、机械能转化的相关知识，需逐一分析每个选项，结合对应概念判断正误：首先明确机械效率不可能达到100%（因存在额外功）；做功需满足力和力方向上的距离；重力势能与动能的转化看高度和速度变化；机械能变化需考虑是否有能量损耗。
【解析】
A选项：使用任何机械都不可避免地要克服摩擦等做额外功，因此机械效率总小于1，不可能达到100%，故A错误；
B选项：河水从水槽流向农田时，在重力方向（竖直向下）上移动了距离，满足做功的两个必要因素，重力对河水做了功，故B错误；
C选项：竹筒内的水倒入水槽时，水的质量不变，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大），因此重力势能转化为动能，故C正确；
D选项：从取水处到倒水处，竹筒转动过程中需克服摩擦做功，会消耗部分机械能，所以水的机械能会减小，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械效率、功、机械能转化
【点评】
本题结合古代科技发明水转筒车，考查基础物理概念的应用，需准确掌握各知识点的核心，逐一分析选项即可得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题考查功、机械效率、机械能转化的相关知识，需逐一分析每个选项，结合对应概念判断正误：首先明确机械效率不可能达到100%（因存在额外功）；做功需满足力和力方向上的距离；重力势能与动能的转化看高度和速度变化；机械能变化需考虑是否有能量损耗。
【解析】
A选项：使用任何机械都不可避免地要克服摩擦等做额外功，因此机械效率总小于1，不可能达到100%，故A错误；
B选项：河水从水槽流向农田时，在重力方向（竖直向下）上移动了距离，满足做功的两个必要因素，重力对河水做了功，故B错误；
C选项：竹筒内的水倒入水槽时，水的质量不变，高度降低（重力势能减小），速度增大（动能增大），因此重力势能转化为动能，故C正确；
D选项：从取水处到倒水处，竹筒转动过程中需克服摩擦做功，会消耗部分机械能，所以水的机械能会减小，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
机械效率、功、机械能转化
【点评】
本题结合古代科技发明水转筒车，考查基础物理概念的应用，需准确掌握各知识点的核心，逐一分析选项即可得出结论，难度适中。
【难度系数】
0.5
7. 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域成功发射一枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域，导弹升空时，燃料燃烧，燃气对导弹做功，将内能转化为导弹的
（后两空均选填“增大”“减小”或“不变”）
机械
能，在导弹加速升空的过程中，导弹的动能增大
，重力势能增大
。（后两空均选填“增大”“减小”或“不变”）
答案
7.机械 增大 增大
解析
【分析】本题考查能量转化以及动能、重力势能的影响因素，解题思路：首先明确做功过程中的能量转化形式，再根据动能、重力势能的决定因素分析变化情况。
【解析】1. 燃气对导弹做功时，消耗内能，使导弹获得运动和升高的能力，将内能转化为导弹的机械能（机械能包含动能和重力势能）；2. 动能的大小与质量和速度有关，导弹加速升空时，质量不变，速度增大，因此动能增大；3. 重力势能的大小与质量和高度有关，导弹加速升空时，质量不变，高度增加，因此重力势能增大。
【答案】机械 增大 增大
【知识点】能量转化、动能与势能的影响因素
【点评】本题结合实际科技情境考查基础物理知识，属于概念类基础题，需牢记机械能相关的核心概念即可解答。
【难度系数】0.8
【解析】1. 燃气对导弹做功时，消耗内能，使导弹获得运动和升高的能力，将内能转化为导弹的机械能（机械能包含动能和重力势能）；2. 动能的大小与质量和速度有关，导弹加速升空时，质量不变，速度增大，因此动能增大；3. 重力势能的大小与质量和高度有关，导弹加速升空时，质量不变，高度增加，因此重力势能增大。
【答案】机械 增大 增大
【知识点】能量转化、动能与势能的影响因素
【点评】本题结合实际科技情境考查基础物理知识，属于概念类基础题，需牢记机械能相关的核心概念即可解答。
【难度系数】0.8
8.在“探究影响重力势能大小因素”的实验中，小明在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，目的是探究重力势能大小与
高度
的关系，如图所示，在纸上留下黑色圆斑A、B，圆斑B
（选填“A”或“B”）是皮球从较高处下落形成的。答案
8.高度 B
解析
【分析】
本题考查探究重力势能影响因素的实验，需结合控制变量法和转换法分析。首先，重力势能的影响因素是质量和高度，实验中控制皮球质量不变，改变下落高度，以此探究重力势能与高度的关系；其次，重力势能越大，下落时对地面做功越多，在纸上留下的圆斑越大，据此判断圆斑对应的下落高度。
【解析】
1. 实验中，皮球质量保持不变，仅改变下落的高度，根据控制变量法，目的是探究重力势能大小与高度的关系。
2. 质量相同时，物体高度越高，重力势能越大。皮球下落时，重力势能转化为动能，接触地面时对地面做功，重力势能越大，做功越多，在白纸上留下的圆斑越大。观察题图，圆斑B更大，说明该圆斑对应的皮球重力势能更大，是从较高处下落形成的。
【答案】
高度；B
【知识点】
重力势能、控制变量法
【点评】
本题是基础实验题，考查重力势能影响因素的实验探究，需掌握控制变量法和转换法的应用，理解重力势能与高度的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查探究重力势能影响因素的实验，需结合控制变量法和转换法分析。首先，重力势能的影响因素是质量和高度，实验中控制皮球质量不变，改变下落高度，以此探究重力势能与高度的关系；其次，重力势能越大，下落时对地面做功越多，在纸上留下的圆斑越大，据此判断圆斑对应的下落高度。
【解析】
1. 实验中，皮球质量保持不变，仅改变下落的高度，根据控制变量法，目的是探究重力势能大小与高度的关系。
2. 质量相同时，物体高度越高，重力势能越大。皮球下落时，重力势能转化为动能，接触地面时对地面做功，重力势能越大，做功越多，在白纸上留下的圆斑越大。观察题图，圆斑B更大，说明该圆斑对应的皮球重力势能更大，是从较高处下落形成的。
【答案】
高度；B
【知识点】
重力势能、控制变量法
【点评】
本题是基础实验题，考查重力势能影响因素的实验探究，需掌握控制变量法和转换法的应用，理解重力势能与高度的关系，难度适中。
【难度系数】
0.6
9.(2025·江苏期中)质量均为50kg的水和某液体在相同时间内放出的热量相等，它们的温度随时间变化的关系如图所示，8min内两种液体放出的热量之比为
1:1
，0～16min水放出的热量为$8.4×10^6$
J，某液体的比热容为$2.1×10^3$
J/(kg·℃)。[$c_{水}=4.2×10^3J/(kg·℃)$]答案
9.$1:1$ $8.4×10^6$ $2.1×10^3$
解析
【分析】
首先明确题意：水和某液体质量相同，相同时间内放出热量相等。解题时，利用“相同时间放热相等”分析热量比；通过图像确定水的温度变化，结合放热公式计算水放出的热量；再利用8min内两者放热相等，推导某液体的比热容。
【解析】
1. 8min内两种液体放出的热量之比：因为相同时间内水和某液体放出的热量相等，所以8min内放出的热量之比为$1:1$。
2. 0～16min水放出的热量：由图像可知，水初始温度为$60°\mathrm{C}$，16min时温度为$20°\mathrm{C}$，温度变化$\Delta t_{\mathrm{水}}=60°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}}$，代入数据：
$Q_{\mathrm{放}}=4.2×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}×50\,\mathrm{kg}×40°\mathrm{C}=8.4×10^6\,\mathrm{J}$。
3. 某液体的比热容：8min内，水的温度变化$\Delta t_{\mathrm{水}}'=60°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，某液体的温度变化$\Delta t_{\mathrm{液}}'=80°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$。因8min内两者放热相等，即$Q_{\mathrm{液}}=Q_{\mathrm{水}}$，故$c_{\mathrm{液}}m\Delta t_{\mathrm{液}}'=c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}}'$，约去质量$m$得：
$c_{\mathrm{液}}=c_{\mathrm{水}}×\frac{\Delta t_{\mathrm{水}}'}{\Delta t_{\mathrm{液}}'}=4.2×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}×\frac{20°\mathrm{C}}{40°\mathrm{C}}=2.1×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
$1:1$；$8.4×10^6$；$2.1×10^3$
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合图像考查比热容与热量的计算，核心是利用“相同时间放热相等”的条件，结合温度变化分析，需熟练运用放热公式，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确题意：水和某液体质量相同，相同时间内放出热量相等。解题时，利用“相同时间放热相等”分析热量比；通过图像确定水的温度变化，结合放热公式计算水放出的热量；再利用8min内两者放热相等，推导某液体的比热容。
【解析】
1. 8min内两种液体放出的热量之比：因为相同时间内水和某液体放出的热量相等，所以8min内放出的热量之比为$1:1$。
2. 0～16min水放出的热量：由图像可知，水初始温度为$60°\mathrm{C}$，16min时温度为$20°\mathrm{C}$，温度变化$\Delta t_{\mathrm{水}}=60°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}}$，代入数据：
$Q_{\mathrm{放}}=4.2×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}×50\,\mathrm{kg}×40°\mathrm{C}=8.4×10^6\,\mathrm{J}$。
3. 某液体的比热容：8min内，水的温度变化$\Delta t_{\mathrm{水}}'=60°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，某液体的温度变化$\Delta t_{\mathrm{液}}'=80°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$。因8min内两者放热相等，即$Q_{\mathrm{液}}=Q_{\mathrm{水}}$，故$c_{\mathrm{液}}m\Delta t_{\mathrm{液}}'=c_{\mathrm{水}}m\Delta t_{\mathrm{水}}'$，约去质量$m$得：
$c_{\mathrm{液}}=c_{\mathrm{水}}×\frac{\Delta t_{\mathrm{水}}'}{\Delta t_{\mathrm{液}}'}=4.2×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}×\frac{20°\mathrm{C}}{40°\mathrm{C}}=2.1×10^3\,\mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
$1:1$；$8.4×10^6$；$2.1×10^3$
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合图像考查比热容与热量的计算，核心是利用“相同时间放热相等”的条件，结合温度变化分析，需熟练运用放热公式，难度适中。
【难度系数】
0.5
10.(2025·淮安期末)如图为某单缸四冲程汽油机的
(氢的热值$q=1.4×10^8J/kg$)
做功
冲程;若该汽油机每秒对外做功10次,那么该汽油机飞轮转速为1200
r/min.氢能源汽车以氢为燃料,某辆氢能源汽车以35kW的功率在平直的公路上匀速行驶1h,消耗了2kg氢燃料,氢燃料完全燃烧放出的热量是$2.8×10^8$
J,该氢能源汽车发动机的效率是$45\%$
.(氢的热值$q=1.4×10^8J/kg$)
答案
10.做功 1200 $2.8×10^8$ $45\%$
解析
【分析】
要解决这道题，需分步骤分析：首先根据汽油机气门状态、火花塞是否点火、活塞运动方向判断冲程；再结合四冲程汽油机飞轮转速与做功次数的关系计算转速；接着利用热值公式计算氢燃料完全燃烧放热；最后通过功和效率公式计算发动机效率。
【解析】
1. 判断冲程：由图可知，汽油机的进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合做功冲程的特征，因此该冲程为做功冲程。
2. 计算飞轮转速：四冲程汽油机的一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功1次。已知每秒对外做功10次，则每秒飞轮转的圈数为 $10 × 2 = 20$ 圈，1分钟=60秒，所以飞轮转速为 $20 × 60 = 1200\ \mathrm{r/min}$。
3. 计算氢燃料完全燃烧放出的热量：根据热值公式 $Q_{\mathrm{放}} = mq$，代入数据得 $Q_{\mathrm{放}} = 2\ \mathrm{kg} × 1.4 × 10^8\ \mathrm{J/kg} = 2.8 × 10^8\ \mathrm{J}$。
4. 计算发动机效率：汽车行驶1小时做的有用功 $W = Pt = 35 × 10^3\ \mathrm{W} × 3600\ \mathrm{s} = 1.26 × 10^8\ \mathrm{J}$，发动机效率 $\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.26 × 10^8\ \mathrm{J}}{2.8 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 45\%$。
【答案】
做功；1200；$2.8×10^8$；45%
【知识点】
汽油机冲程判断、热值计算、热机效率、飞轮转速计算
【点评】
本题综合考查了汽油机四冲程的判断、热机相关的基础计算，需要掌握四冲程的特点、热值和效率的计算公式，属于基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分步骤分析：首先根据汽油机气门状态、火花塞是否点火、活塞运动方向判断冲程；再结合四冲程汽油机飞轮转速与做功次数的关系计算转速；接着利用热值公式计算氢燃料完全燃烧放热；最后通过功和效率公式计算发动机效率。
【解析】
1. 判断冲程：由图可知，汽油机的进气门和排气门均关闭，火花塞点火，活塞向下运动，符合做功冲程的特征，因此该冲程为做功冲程。
2. 计算飞轮转速：四冲程汽油机的一个工作循环中，飞轮转2圈，对外做功1次。已知每秒对外做功10次，则每秒飞轮转的圈数为 $10 × 2 = 20$ 圈，1分钟=60秒，所以飞轮转速为 $20 × 60 = 1200\ \mathrm{r/min}$。
3. 计算氢燃料完全燃烧放出的热量：根据热值公式 $Q_{\mathrm{放}} = mq$，代入数据得 $Q_{\mathrm{放}} = 2\ \mathrm{kg} × 1.4 × 10^8\ \mathrm{J/kg} = 2.8 × 10^8\ \mathrm{J}$。
4. 计算发动机效率：汽车行驶1小时做的有用功 $W = Pt = 35 × 10^3\ \mathrm{W} × 3600\ \mathrm{s} = 1.26 × 10^8\ \mathrm{J}$，发动机效率 $\eta = \frac{W}{Q_{\mathrm{放}}} × 100\% = \frac{1.26 × 10^8\ \mathrm{J}}{2.8 × 10^8\ \mathrm{J}} × 100\% = 45\%$。
【答案】
做功；1200；$2.8×10^8$；45%
【知识点】
汽油机冲程判断、热值计算、热机效率、飞轮转速计算
【点评】
本题综合考查了汽油机四冲程的判断、热机相关的基础计算，需要掌握四冲程的特点、热值和效率的计算公式，属于基础综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
