学而不思则惘，思而不学则殆
假设电水壶正常工作，则加热300 s，电流做功
W = Pt = 1 500 W×300 s = 4.5×105 J > 4.2×105 J 故此过程电水壶不是正常工作。 方法三：
如果电水壶正常工作，由电功率公式得，
W4.2?105 J烧这些水需要时间 t?=＝280 s < 300 s
P1.5?103 W故此过程电水壶不是正常工作。
[说明] 本题以生活中常见用品电水壶为载体，考查比热容、电功率、热量、能量转化和转移的效率等热学和电学知识的综合运用。
第（1）小题要求学生根据水的质量和温度的变化，应用热量的计算公式Q?cm?t进行简单计算。属于容易题。
第（2）小题要求学生根据效率公式求电水壶的效率。属于中等题。
第（3）小题解题方法多样，过程开放，学生可以多个角度着手，将计算结果与铭牌信息、题干已知相比较，判断电水壶是否正常工作。属于难题。
【例49】超高压水刀是一种新技术产品，一般由水泵、射流发生装置、工作机构等组成。它将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道高速“水箭”，可以对坚硬物体实施切割，如图50所示。某超高压水刀喷嘴横截面积S = 5×10-8 m2，喷水速度v = 800 m/s，高速“水箭”对该切割面的压强p = 300 MPa。已知水泵电机功率P = 20 kW。求：
（1）水刀正常工作1 min消耗的电能； （2）高速“水箭”对切割面的压力； （3）每秒钟从喷嘴喷出的水的质量； （4）水刀的效率。 [答案]
图50
（1）由电能公式得，水刀正常工作1 min消耗的电能
W电 = Pt = 20×103 W×60 s = 1.2×106 J
F（2）由压强公式 p = 得，高速“水箭”对切割面的压力
SF = pS = 300 MPa×5×10-8 m2 = 300×106 Pa×5×10-8 m2 = 15 N （3）每秒钟从喷嘴喷出的水的长度
l = vt = 800 m/s×1 s = 800 m 每秒钟从喷嘴喷出的水的体积
V = Sl = 5×10-8 m2 ×800 m = 4×10-5 m3
由密度公式得，每秒钟从喷嘴喷出的水的质量
m = ρV = 1.0×103 kg/m3×4×10-5 m3 = 4×10-2 kg （4）水刀的功率
WFlP1 = = = Fv = 15 N×800 m/s = 12 000 W = 12 kW
ttP112 kW
水刀的效率η = ×100% = ×100% = 60%
P 20 kW
[说明] 试题以超高压水刀为素材，考查电功、压力、压强、质量、密度、功率和效率等
力学和电学知识的综合运用，考查空间想象能力、物理建模能力和知识迁移能力。
第（1）小题，要求学生应用电功公式简单计算水刀正常工作1 min消耗的电能。属于容易题。
第（2）小题，要求学生在新情境中建立“水箭”作用在物体表面上产生压力和压强的模型，运用压强公式，计算压力。属于中等题。
学而不思则惘，思而不学则殆
第（3）小题，要求学生具备一定的空间想象能力和物理建模能力，综合运用速度公式、体积公式和密度公式求质量。属于难题。
第（4）小题，要求学生从题目中提取信息，理解总功率和有效功率，明确水刀的效率为切割功率与电机功率的比值，求解水刀的效率。属于难题。 附：
友谊学校九年级物理模拟试卷
一、选择题（本大题有16小题。每小题2分，共32分。每小题只有一个选项符合题意） 1．在公共场所轻声说话而不高声喧哗，这是文明的表现。这里“轻声”和“高声”是指声音
的 A．响度 B．音调 C．音色 D．频率 2．小东和小龙同乘一辆观光车游览环岛路。若说小东是静止的，所选择的参照物是
A．指路牌 B．环岛路 C．沙滩 D．小龙 3．下列能源中，属于可再生能源的是
A．石油 B．太阳能 C．天然气 D．核能 4．骑行是一种时尚的健身运动，图1中骑行者影子的形成是由于
A．光的反射 B．光的色散 C．光的折射 D．光的直线传播
图1
学而不思则惘，思而不学则殆
5．首先通过理想实验发现“物体的运动不需要力来维持”的科学家是
A．奥斯特 B．阿基米德 C．帕斯卡 D．伽利略 6．有金属外壳的家用电器，其外壳必须接地，主要目的是
A．防触电 B．防短路 C．节能 D．稳固
7．如图2所示，瓶盖的侧面一般都有凹凸相间的竖条纹，其主要目的是为了
A．便于包装 B．便于旋开
C．外表美观 D．牢固耐用
8．动车从起点站运行到终点站的过程，关于其惯性的说法正确的是
A．动车匀速行驶时没有惯性 B．动车停止在站台时没有惯性 C．动车只有在刹车时才有惯性 D．动车在各种状态下都具有惯性
图2
9．荷叶上水珠晶莹透亮，映出荷叶纹理的“清晰”像。这个像的特点是
A．正立放大 B．正立等大 C．倒立放大 D．倒立缩小
10．小芳在科技馆用手触摸静电球时，头发丝一根根竖起，成“怒发冲冠”状，如图3所示。
由此可以判断，竖起的头发丝所带电荷是
A．正电荷 B．负电荷 C．异种电荷 D．同种电荷 11．超市的服装贴有磁性标签，未消磁的标签通过超市安检门时，安
检门上的线圈会产生电流，触发报警器达到防盗目的。则安检门的工作原理是
A．电磁感应 B．磁极间的相互作用
图3
C．通电导体周围存在磁场 D．磁场对通电导体的作用
12．如图4所示，静止在水平桌面上的西瓜受到桌面的支持力，与其平衡
的力是
A．地球对西瓜的重力 B．西瓜对地球的吸引力 C．西瓜对桌面的压力 D．桌面对西瓜的摩擦力 图4 13．高速列车运行速度可达380 km/h。为避免候车乘客被“吸”向列车的
事故发生，站台上设有安全线，如图5所示。这是因为列车进站时车体附近 A．气体流速大，压强小 B．气体流速大，压强大 C．气体流速小，压强小 D．气体流速小，压强大
14．如图6所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮
图5 重相同且比重物轻，不计摩擦及绳重，则下列说法正确的是
A．甲较省力，机械效率较低 B．乙较省力，机械效率较低
C．甲较省力，机械效率较高 D．乙较省力，机械效率较高 15．20XX年10月，屠呦呦因为发现青蒿素成为首位获自然科学类诺贝
尔奖的中国人。青蒿素受热易失去活性，为了从溶液中提取青蒿素，她创造性地选用乙醚代替水或酒精，这是因为乙醚具有
乙 甲
A．较小的密度 B．较小的比热容
图6
C．较低的熔点 D．较低的沸点
16．公共场所严禁吸烟。小明设计的一种简易烟雾报警控制器如图7所示。图中R0为定值电
阻，R为光敏电阻，其阻值随光照强度的增大而减小。激光发生器周围的烟雾浓度增大到一定程度使电压表V的指针偏转到某区域时，系统报警。以下做法能使控制器在烟雾浓度更低时就报警的是
S A．电压表V改接大量程
激光 发生器 V R R0 图7 学而不思则惘，思而不学则殆
B．增大激光强度 C．减小R0阻值 D．减小电源电压
二、填空题（本大题有6小题。每空格1分，共12分）
17．生活处处有物理。图8中家用洗手盆下方的U型管道利用了
________的原理。没有水从洗手盆流入A管时，残留在A、B管中
A B
的水液面________，从而阻断了B管中的浊气窜至A中。 18．图9所示的电路中，若想让灯泡和电铃同时工作，需要闭合开S1 图8
关 ；若同时闭合S1和S2，可以正常工作的用电器
S2 是 。
19．如图10所示，电源电压不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当
图9 开关闭合后，滑片P向左移时，两电表示数的变化情况为：电流表
A的示数 ，电压表V的示数 。 V
20．图11所示的拉杆箱使用时相当于一个________杠杆（选填“省R0 力”或“费力”）。若箱和物品共重100 N，动力臂是阻力臂的4A P 倍，则抬起拉杆的力F为_______N。
S R 21．小龙重500 N，当他站立在游泳池水中快要浸没时，脚几乎没有
F 图10 受到池底的支持力。此时他受到的浮力约为______ N。他身体
的密度约为__________ kg/m3。
22．如图12所示，两只电表及导线完好。闭合开关，两只电表示数均
为零。现用一个完好的电阻替换R1，再闭合开关。
（1）若此时电流表和电压表示数均不为零，则原来的故障是
___________________________； 图11 （2）若此时电流表示数不为零、电压表示数为零，则原来的故障
是___________________________。
三、作图题（本大题有2小题。每小题2分，共4分）
23．图13甲是小静垫排球时的情景，请在图13乙中画出此时排球受
到的力（不考虑空气阻力）。
24．如图14，入射光线从玻璃射向空气，在玻璃和空气的界面同时发图12
生了反射和折射，请在图中分别画出光线经过O点时的反射光线和折射光线（大概位置）。 空气 O · 玻璃 甲 乙 图14 图13 四、简答题（本大题有1小题，共4分） 25．小婕家的浴室里有一面除雾镜，如图15所示。镜面背后有连接镍铬金属薄片的电路，接通电源一会儿后，就可以消除附着在镜面上的“白气”，使镜子保持清晰明亮。请用学过的物理知识，分别解释镜面上“白气”的形成过程与消除过程。
图15
学而不思则惘，思而不学则殆
五、实验探究题（本大题有5小题，共28分）
26．（4分）利用如图16装置探究平面镜成像特点。
（1）实验时应选较＿＿＿（选填“厚”或“薄”）的玻璃板竖
立在水平桌面上。
A （2）点燃蜡烛A，透过玻璃板观察到A的像，把与A完全相同B 的蜡烛B放在像的位置，观察到B与像完全重合，说明像与物＿＿＿＿＿＿＿＿。 图16 （3）将光屏放到像的位置，无法直接在光屏上观察到像，说明
所成的像是＿＿＿像。
（4）用方格纸替代白纸，更方便探究像与物的＿＿＿＿＿关系。
27．（6分）如图17所示，用完全相同的甲、乙、丙三个装置，分别研究不同燃料的热值和
不同液体的比热容。三图中燃料的质量相同，烧杯内液体的质量和初温也相同。
温度计 温度计 温度计
液体1 液体2 液体1
燃料a 燃料a 燃料b
甲 乙 丙
图17
（1）放置温度计时要注意的事项是（写出两点）：
____________________________________________________________________； ____________________________________________________________________。 （2）用甲、乙两图进行实验是为了比较不同物质的____________。
（3）为了比较不同燃料的热值，必须选择__________两图进行实验。燃料a、b全部燃烧
完所用的时间分别为8 min、10 min，且液体都未沸腾。若同时开始加热，不考虑热量损失，记录温度计示数的最合理时刻是_________（选填字母）。
A．5 min时 B．8 min时 C．10 min时 D．各自刚烧完时
28．（6分）测量某液体密度时，先在水平桌面上调节好天平，然后设计两种方案进行实验。 （1）第一种方案： a. 如图18甲所示，用天平测出空瓶的质量m1，记录在表格中。 b. 如图18乙所示，向瓶中倒入适量液体，测出瓶与液体的总质量m2，记录在表格中。 c. 如图18丙所示，将瓶中液体倒入量筒中，测出液体的体积V，记录在表格中。 将下表空白处填写完整。 空瓶的质量 瓶与液体的 液体的体积 液体的密度 物理量 m1/g 总质量m2/g V/cm3 ρ/g·cm-3 mL 50 测量值 15 20 40 20 g 10 g 10 g 30 5 g 20 g 0 1 2 3 4 5 g 0 1 2 3 4 5 10 甲
图18
乙 丙