19．在实验探究中，某小组得知斜面机械效率大小与斜面的倾斜程度有关后进一步猜想： A、跟斜面的粗糙程度有关； B、跟物体沿斜面运动的距离有关； C、跟物体的重力有关．
小组同学为了验证猜想是否正确，设计装置如图所示（斜面倾角不变）．下表反映了他的探究过程． 实验次数 斜面材料 物重G/N 上升高度h/m 1 2 3 4 5 木板 木板 玻璃 木板 毛巾 5 10 5 5 5 0.35 0.35 0.35 0.45 0.35 沿斜面拉力 沿斜面运动 机械效率η F．N 4.5 9.0 3.5 4.5 5.0 距离s/m 0.7 0.7 0.7 0.9 0.7 55.6% 55.6% 69.1% 55.6% （1）实验中用电动机拉动小车的目的是 使小车沿斜面匀速向上运动 ． （2）第5次实验时斜面的机械效率为 50% ．
（3）要验证猜想B是否正确应该比较哪两次实验 1、4 ．（选填实验次数）
（4）比较实验1、3、5可知：斜面倾角一定时，斜面的粗糙程度越大，斜面机械效率越 小 ．（选填“大”或“小”）
【考点】斜面机械效率的测量实验． 【专题】实验题；测量型实验综合题．
【分析】（1）物体做匀速直线运动时，弹簧测力计的示数和拉力的大小相等； （2）机械效率等于有用功和总功的比值；
（3）对比实验1、4数据发现，控制的是斜面的倾角，粗糙程度，物体重力，改变物体沿斜面的运动距离；
（4）对比实验1、3、5数据发现，控制的是斜面的倾角，物体的重力，沿斜面运动距离，改变的是斜面的粗糙程度．
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【解答】解：
（1）只有物体做匀速直线运动时，受到的摩擦力才等于弹簧测力计拉力的大小，实验中用电动机拉动小车目的是使小车沿斜面匀速向上运动； （2）第5次的机械效率为：η=
×100%=
×100%=
×100%=50%；
（3）要验证猜想B：跟物体沿斜面运动的距离有关是否正确，需要控制的是斜面的倾角，粗糙程度，物体重力，改变物体沿斜面的运动距离，对比1、4两次实验数据表明斜面的机械效率与与物体沿斜面运动的距离无关；
（4）比较实验1、3、5可知：斜面倾角一定时，斜面的粗糙程度越大，斜面机械效率越小． 故答案为：（1）使小车沿斜面匀速向上运动； （2）50%； （3）1、4； （4）小．
【点评】解决本题的关键：一是会根据二力平衡的知识解释木块匀速直线运动的原因；二是控制变量法在探究斜面的机械效率实验中的灵活应用．
20．如图所示，导体棒ab用导线与灵敏电流计相连，蹄形磁铁放在水平桌面上，用这个实验装置探究“感应电流大小的影响因素”．
（1）导体ab以相同的速度从不同角度切割磁感线，发现灵敏电流计指针偏转角度不同，说明感应电流大小与导体棒运动方向和 磁场 方向的夹角有关．
（2）要探究“感应电流大小与导体运动速度大小是否有关”，应让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动快，观察两次实验中的 灵敏电流计示数的大小 ，然后进行分析与判断． （3）在产生感应电流的过程中是 机械 能转化为电能．
【考点】探究电磁感应现象的实验． 【专题】实验探究题；探究型实验综合题．
【分析】（1）感应电流大小与导体棒运动方向和磁场方向的夹角有关．
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（2）要验证感应电流的大小和导体切割磁感线运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动的速度不同；
（3）产生感应电流的过程的机械能转化为电能的过程．
【解答】解：（1）由于感应电流是导体在磁场中做切割磁感线运动而产生的，当导体运动的方向改变时，电流表指针偏转方向也改变，由此可以联想到感应电流大小与导体棒运动方向和磁场方向的夹角有关．
（2）要验证感应电流的大小和导体运动快慢的关系，就要控制其它因素一定，而导体的运动快慢不同，让导体在第一次实验中运动较慢，在第二次实验中运动较快，观察到两次电流表的指针偏转情况不同，由此可以联想到感应电流的大小跟导体运动速度有关．
（3）导体在磁场中运动，消耗了机械能，产生了电能．所以产生感应电流的过程是机械能转化为电能的过程．
故答案为：（1）磁场；（2）灵敏电流计示数的大小；（3）机械．
【点评】此题对于电磁感应现象的知识考查比较全面，需要学生对于电磁感应现象有一个清晰的认识，是一道好题．
四、计算与推导题（共3小题，满分23分）
21．如图所示，工人师傅要把一个油桶缓慢推上台阶，已知油桶质量为40kg，油桶截面直径为80cm，台阶高为20cm．
（1）若工人师傅用最小的力推油桶，试画出此力的示意图． （2）油桶被推上台阶过程中，工人克服其重力做的功为多少？
（3）若工人将油桶推上台阶用时50s，则工人对油桶做功的平均功率为多少？
【考点】杠杆中最小力的问题；功的计算；功率的计算． 【专题】计算题；简单机械；功、功率、机械效率．
【分析】（1）由杠杆的平衡条件可知：当阻力、阻力臂一定时，动力臂越大，则动力越小，据此可知只需找出使动力臂最大的动力作用点，然后作动力臂的垂线即可； （2）由W=Gh计算克服重力做功； （3）根据P=求出工人做功的平均功率．
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【解答】解：
（1）由杠杆的平衡条件可知，在阻力乘阻力臂不变时，动力臂越长所用的动力越小；
如图，支点为O，过支点O做直径OA，过C做OA的垂线，可得动力的作用线，按这个方向用力，动力臂最长，最省力，如图所示：
；
（2）台阶高为h=20cm=0.2m，所以油桶被推上台阶过程中，工人克服其重力做的功： W=Gh=mgh=40kg×10N/kg×0.2m=80J； （3）工人师傅做功的功率： P==
=1.6W．
答：（1）见上图；
（2）工人克服其重力做的功为80J； （3）工人对油桶做功的平均功率为1.6W．
【点评】本题考查了最小力的作图、功和功率计算．杠杆中最小力的问题时，可按以下步骤进行：①确定支点和动力作用点；②过动力作用点做出与动力臂垂直的直线，即动力作用线．
22．如图甲所示为客机一个机翼上的航空发动机，航空发动机工作时所需要的燃料俗称航空煤油，航空煤油的热值为4.3×10J/kg，如图乙所示，一架客机以恒定速度在高空中水平匀速飞行时所受空气阻力为3.2×104N，发动机效率为60%．在某段时间内飞机消耗100L航空煤油．（ρ=0.8×10kg/m）
3
3
油
7
（1）100L航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）100L航空煤油最多能使这架飞机水平匀速飞行多远？ 【考点】热量的计算；速度公式及其应用．
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【专题】计算题；比热容、热机、热值；长度、时间、速度．
【分析】（1）知道煤油的体积，利用m=ρV求煤油的质量，再利用Q放=mq求煤油完全燃烧发出的热量； （2）由η=
求出牵引力做功，因为飞机水平匀速飞行，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，
再利用W=Fs求飞行距离． 【解答】解：
（1）煤油的体积V=100L=100dm=0.1m， 由ρ=得煤油的质量：
m=ρV=0.8×103kg/m3×0.1m3=80kg， 完全燃烧发出的热量：
Q放=mq=80kg×4.3×10J/kg=3.44×10J； （2）由η=
得牵引力做功：
7
9
3
3
W=η×Q总=60%×3.44×109J=2.064×109J， 因为飞机水平匀速飞行，牵引力： F=f=3.2×10N， 由W=Fs得飞行距离： s==
=64500m．
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4
答：（1）100L航空煤油完全燃烧放出的热量是3.44×10J； （2）100L航空煤油最多能使这架飞机水平匀速飞行64500m．
【点评】本题考查了密度公式、燃料完全燃烧放热公式、功的公式以及二力平衡条件的应用，计算时注意单位统一：1L=1dm=0.001m．
23．如图甲所示是某体育场通道处记录通过人次的监控装置，RT是光敏电阻，光源射出的远红外激光束穿过通道照射到光敏电阻RT上，当有人通过时，人体将阻挡激光光线的射入，光敏电阻的阻值变大．已知：电源电压恒定为6V，定值电阻R0=30Ω，若在0～12s的时间内有两人分别经过通道，每次通过时间为1s，电流表的示数随时间的变化规律如图乙所示．求：
3
3
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