2026年精彩练习就练这一本九年级科学全一册浙教版评议教辅第28页答案
1. 金义东(金华—义乌—东阳)线是金华轻轨的首条线路,全长约108 km,该线路的建成有助于打造金义都市区“一小时通勤圈”。金义东线所用列车空载时的质量约为200 t,停靠时车轮跟铁轨接触总面积为0.8 m²,最高设计速度为120 km/h,g取10 N/kg。请回答下列问题。
(1)若列车全程以最高设计速度行驶,途中不停靠,则从金华到东阳共需要多少小时?
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压强为多少?
(3)若空载列车以最高设计速度匀速直线行驶时所受阻力为车重的0.04倍,则此时该列车的功率为多少?(结果保留2位有效数字)

答案

解:(1)从金华到东阳共需要的时间
$t=\frac{s}{v}=\frac{108\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}=0.9\ \mathrm{h}$。
(2)停靠时,空载列车对铁轨的压力
$F=G=mg=200×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.0×10^6\ \mathrm{N}$,
停靠时,空载列车对铁轨的压强
$p=\frac{F}{S}=\frac{2.0×10^6\ \mathrm{N}}{0.8\ \mathrm{m^2}}=2.5×10^6\ \mathrm{Pa}$。
(3)在匀速运动时,空载列车受到的牵引力和阻力相互平衡,牵引力 $F' = f = 0. 04G = 0. 04mg = 0. 04×200×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=8×10^4\ \mathrm{N}$,
列车的速度 $v=120\ \mathrm{km/h}=\frac{100}{3}\ \mathrm{m/s}$,
此时该列车的功率
$P=\frac{W}{t}=\frac{F's}{t}=F'v=8×10^4\ \mathrm{N}×\frac{100}{3}\ \mathrm{m/s}≈2.7×10^6\ \mathrm{W}$。

解析

【分析】
本题包含三个力学相关的计算问题,需结合对应物理公式逐步求解:
1. 第(1)问求行驶时间,利用速度公式的变形$ t=\frac{s}{v} $,代入已知路程和速度计算;
2. 第(2)问求列车对铁轨的压强,水平面上压力等于重力,先由$ G=mg $算压力,再用压强公式$ p=\frac{F}{S} $计算;
3. 第(3)问求列车功率,匀速行驶时牵引力等于阻力,先算牵引力,再将速度单位换算为m/s,用功率公式$ P=Fv $计算,结果保留两位有效数字。
【解析】
解:
(1) 根据速度公式$ v=\frac{s}{t} $,可得从金华到东阳需要的时间:
$ t=\frac{s}{v}=\frac{108\ \mathrm{km}}{120\ \mathrm{km/h}}=0.9\ \mathrm{h} $。
(2) 空载列车质量$ m=200\ \mathrm{t}=200×10^3\ \mathrm{kg} $,空载列车对铁轨的压力等于自身重力:
$ F=G=mg=200×10^3\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.0×10^6\ \mathrm{N} $,
根据压强公式,空载列车对铁轨的压强:
$ p=\frac{F}{S}=\frac{2.0×10^6\ \mathrm{N}}{0.8\ \mathrm{m^2}}=2.5×10^6\ \mathrm{Pa} $。
(3) 列车匀速直线行驶时,牵引力与阻力平衡,故牵引力$ F'=f=0.04G $,
代入数据得:$ F'=0.04×2.0×10^6\ \mathrm{N}=8×10^4\ \mathrm{N} $,
将速度单位换算:$ v=120\ \mathrm{km/h}=\frac{120}{3.6}\ \mathrm{m/s}=\frac{100}{3}\ \mathrm{m/s} $,
根据功率公式$ P=Fv $,列车的功率:
$ P=F'v=8×10^4\ \mathrm{N}×\frac{100}{3}\ \mathrm{m/s}≈2.7×10^6\ \mathrm{W} $。
【答案】
(1) $ 0.9\ \mathrm{h} $;(2) $ 2.5×10^6\ \mathrm{Pa} $;(3) $ 2.7×10^6\ \mathrm{W} $
【知识点】
速度公式应用、压强计算、功率计算
【点评】
本题为力学基础计算题,考查核心公式的应用,步骤明确,难度适中,可帮助学生巩固力学基本计算方法。
【难度系数】
0.6
2. 一个左右对称的凹形槽如图所示,将小球从A点由静止释放。若小球从出发点A到B点运动过程中克服摩擦力做功用W表示,忽略空气阻力,则下列说法正确的是 (
D
)

A.小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒
B.小球能够从A点运动到D点
C.小球运动到B点时受力平衡
D.小球运动到B点时的动能大于小球运动到C点时的重力势能

答案

2. D

解析

【分析】要解决本题,需结合机械能守恒条件、受力分析、能量转化规律逐一判断选项:首先明确存在摩擦力时机械能会损耗,曲线运动的物体受力不平衡,再分析各点的能量关系。
【解析】
选项A:小球从A到B过程中,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,因此机械能不守恒,A错误。
选项B:由于运动过程中存在摩擦力,小球的机械能不断减少;A和D高度相同,若无摩擦机械能守恒时小球可到达D,但实际机械能因摩擦损耗,无法到达D点,B错误。
选项C:小球在B点做曲线运动,需要向心力,合力不为零,因此受力不平衡,C错误。
选项D:小球在A点的重力势能为$E_{pA}=mgh_A$,从A到B时,重力势能转化为B点的动能$E_{kB}$和克服摩擦力的功$W$,即$E_{kB}=E_{pA}-W$;C点的重力势能$E_{pC}=mgh_C$,因左右对称$h_C < h_A$,且小球从B到C过程中仍有摩擦力做功,动能进一步损耗,故$E_{kB} > E_{pC}$,D正确。
【答案】D
【知识点】机械能转化、受力分析、重力势能与动能
【点评】本题考查力学中机械能变化、受力特点及能量转化的综合应用,需准确把握摩擦力对机械能的影响,是中等难度的基础题。
【难度系数】0.5
3. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温度,在升高的温度—吸收的热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示。下列关于甲、丙的比热容和质量的大小关系判断正确的是
(
C
)
①$c_甲 > c_丙$ ②$c_甲 < c_丙$ ③$m_甲 > m_丙$ ④$m_甲 < m_丙$

A.①③
B.②③
C.①④
D.②④

答案

3. C

解析

【分析】
本题需利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$($Q$为吸收热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为升高温度),结合题目条件(甲、乙质量相等,乙、丙为同种液体故比热容相同)和图像中各物质的$Q$、$\Delta t$关系推导:
1. 先通过甲、乙质量相等,结合公式推导甲与乙的比热容关系;
2. 利用乙、丙比热容相等,推导丙的质量,与甲的质量比较;
3. 推导甲与丙的比热容关系,最终判断选项。
【解析】
根据热量公式$Q=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$、$m=\frac{Q}{c\Delta t}$。
1. 甲、乙质量相等,即$m_甲=m_乙$,由图像知:$Q_甲=Q_2$,$\Delta t_甲=\Delta t_1$;$Q_乙=Q_1$,$\Delta t_乙=\Delta t_2$。
则甲的比热容:$c_甲=\frac{Q_甲}{m_甲\Delta t_甲}=\frac{Q_2}{m_甲\Delta t_1}$;
乙的比热容:$c_乙=\frac{Q_乙}{m_乙\Delta t_乙}=\frac{Q_1}{m_乙\Delta t_2}=\frac{Q_1}{m_甲\Delta t_2}$(因$m_乙=m_甲$)。
2. 乙、丙为同种液体,故$c_丙=c_乙$;由图像知丙的$Q_丙=Q_2$,$\Delta t_丙=\Delta t_2$,则丙的质量:
$m_丙=\frac{Q_丙}{c_丙\Delta t_丙}=\frac{Q_2}{c_乙\Delta t_2}$,将$c_乙=\frac{Q_1}{m_甲\Delta t_2}$代入得:
$m_丙=\frac{Q_2}{\frac{Q_1}{m_甲\Delta t_2} · \Delta t_2}=\frac{Q_2}{Q_1}m_甲$,由图像知$Q_2>Q_1$,故$m_丙>m_甲$,即④正确,③错误。
3. 比较$c_甲$与$c_丙$:
$\frac{c_甲}{c_丙}=\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{\frac{Q_2}{m_甲\Delta t_1}}{\frac{Q_1}{m_甲\Delta t_2}}=\frac{Q_2\Delta t_2}{Q_1\Delta t_1}$,由图像可知,乙的$\frac{\Delta t_2}{Q_1}$(斜率)大于甲的$\frac{\Delta t_1}{Q_2}$,即$\frac{\Delta t_2}{Q_1}>\frac{\Delta t_1}{Q_2}$,变形得$Q_2\Delta t_2>Q_1\Delta t_1$,故$\frac{c_甲}{c_丙}>1$,即$c_甲>c_丙$,①正确,②错误。
综上,①④正确,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合图像考查比热容公式的应用,需准确提取图像中各物质的热量和温度变化关系,再结合题目给出的质量、比热容条件推导,关键是利用同种物质比热容相同、质量相等的条件建立关系。
【难度系数】
0.5
4. 小刚同学做“测定小灯泡的电功率”实验,设计的电路如图甲所示(电源电压为3 V不变),小灯泡所标示的额定电压为2.5 V。

(1)小刚同学按图甲连好电路,闭合开关前,他应该将滑片P移到滑动变阻器的最
左
(填“左”或“右”)端。
(2)接着检查电路连接,他发现有一根导线连接错了,请你在图甲中应该改动的导线上打“×”,并用笔画线代替导线画出正确的接法。
(3)改正连接后,他闭合开关,发现小灯泡不发光,电流表有示数,电压表示数为0,移动滑动变阻器的滑片P可以改变电流表的示数,那么电路的故障是
小灯泡短路(或电压表短路)
。
(4)排除故障后进行实验,他根据实验测得的数据,画出了小灯泡的电流随电压变化的图像,如图乙所示,由图像可知小灯泡的额定功率是
0.75
W。
(5)由图乙可知,小灯泡的电流随电压变化的图像不是一条直线,他结合实验过程分析得知,其原因是
灯丝的阻值会随温度变化而变化
。
(6)完成测量后,小刚在原电路中再串联一个相同的小灯泡,并将滑动变阻器的滑片置于最右端,此时电路消耗的总电功率为
0.75
W。

答案


(1)左
(2)
(3)小灯泡短路(或电压表短路)
(4)0.75
(5)灯丝的阻值会随温度变化而变化
(6)0.75

解析

【分析】
本题围绕“测定小灯泡的电功率”实验展开,需结合滑动变阻器的使用规则、电路故障判断、额定功率计算、灯丝电阻特性等知识点逐步分析。
(1) 闭合开关前,滑动变阻器需调至最大阻值处,根据滑动变阻器接线柱接法判断滑片位置;
(2) 电压表应并联在小灯泡两端,据此找出错误导线并修正;
(3) 电流表有示数说明电路通路,结合电压表示数和滑片移动时电流的变化判断故障;
(4) 额定功率是额定电压下的功率,从I-U图像中找到额定电压对应的电流,用公式P=UI计算;
(5) 灯丝电阻随温度变化,导致电流与电压不成正比,图像非直线;
(6) 串联相同小灯泡后,根据串联电路电压规律,结合I-U图像找到对应电流,计算总功率。
【解析】
(1) 闭合开关前,滑动变阻器应接入最大阻值。图甲中滑动变阻器接左下端和右上端,滑片移到左端时,接入的电阻丝最长,电阻最大,故填左;
(2) 原电路中电压表并联在滑动变阻器两端,错误,应并联在小灯泡两端。改动:在电压表连接滑动变阻器左端的导线上打“×”,将该导线改接到小灯泡的右端接线柱;
(3) 电流表有示数说明电路为通路,电压表示数为0,移动滑片电流改变,说明与电压表并联的小灯泡短路(或电压表短路);
(4) 小灯泡额定电压为2.5V,由图乙可知,当U=2.5V时,电流I=0.3A,额定功率P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5) 小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,电压增大时,灯丝温度升高,电阻发生变化,导致电流与电压不成正比,因此I-U图像不是直线;
(6) 串联相同小灯泡后,电源电压为3V,两灯分压各1.5V,滑动变阻器滑片在最右端时,结合图乙,当灯泡电压为1.5V时,电路电流I=0.25A,总功率P总=U总I=3V×0.25A=0.75W。
【答案】
(1)左
(2)
(3)小灯泡短路(或电压表短路)
(4)0.75
(5)灯丝的阻值会随温度变化而变化
(6)0.75
【知识点】
测定小灯泡电功率、滑动变阻器使用、电路故障分析
【点评】
本题考查测定小灯泡电功率的实验,涵盖滑动变阻器操作、电路故障判断、额定功率计算、灯丝电阻特性等核心知识点,需结合图像分析,是电学实验的典型题型。
【难度系数】
0.5