中考二轮专题复习：功和机械能（中等难度）

更新时间：2021-05-09 浏览次数：96 类型：二轮复习

一、单选题

1. (2021·鹿城模拟) 如图所示为我国第一部物理学著作《远西奇器图说》所记载的一机械装置，书中对小球A、B的质量大小关系作出了正确的推测。若小球A的质量为10克，不考虑摩擦和绳重，则两小球匀速移动时，小球B的质量可能为（）

A . 14克 B . 12克 C . 10克 D . 8克

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2. (2021九下·慈溪月考) 如图所示是一款四翼无人机，如今被广泛运用于航拍、测绘，下列关于此无人机的说法正确的是（）

A . 无人机内部的电动机是利用电磁感应原理工作的 B . 无人机在沿竖直方向匀速上升过程中机械能保持不变 C . 航拍时，可以通过提高无人机飞行高度扩大拍摄范围 D . 无人机在空中悬停定位拍摄时，自身受到的浮力和重力是一对平衡力

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3. (2021九下·慈溪月考) 弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示，图乙是小科玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（）

A . 在a状态时，弹簧的弹性势能最大 B . 在b状态时，小科的动能达到最大 C . b→c，弹簧的弹性势能转化为小科的重力势能 D . a→b，小科的机械能保持不变

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4. (2021·吴兴模拟) 乒乓球发球机在同一高度以相同的速度朝不同方向分别发出a、b、c 三个完全一样的球（如图所示），若不计空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A . 三个小球到达水平桌面时速度不相同 B . 三个小球在空中的运动过程中势能先增大后减小 C . 三个小球在空中的运动过程中机械能不变 D . 三个小球在空中的运动过程中机械能不相等

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5. (2021·吴兴模拟) 由中国自行设计研制的蟒式全地形双节履带车（如图）最大的特点是在极其恶劣的气候条件下，能自由穿行于水上、雪地、沙漠、沼泽、丘陵、森林等地带。下列关于全地形车的叙述正确的是（）

A . 全地形车的履带加宽是为了增大压强 B . 全地形车在水面上匀速前进时，其浮力大于重力 C . 停在水平路面上的全地形车的重力和地面对它的支持力是一对相互作用力 D . 全地形车匀速爬坡过程中，其机械能逐渐增大

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6. (2021九下·绍兴月考) 如图所示，在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球，将小球拉至A点，使细线处于拉直状态，由静止开始释放小球，不计空气阻力，小球可在A、F、B三点间来回摆动，A和B是最高点，F是最低点．下列说法正确的是（）

A . 小球到达最低点F时撤去一切外力，由于惯性，它将保持原来的圆周运动 B . 当小球到达最高点A时撤去一切外力，它将做匀速直线运动 C . 当小球摆动到B点时，细线恰好断开，则小球将沿BE方向运动 D . 当小球从A点摆动到F点的过程中，动能转化为重力势能

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7. (2020九上·上虞期末) 如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（）

A . 球在B，C两点的动能相等 B . 球在A，D两点的机械能相等 C . 球从B点到O点的过程中机械能减少 D . 球从O点到C点的过程中重力势能减少

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8. (2020九上·上虞期末) 2020年6月17日15时19分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将高分九号03星送入预定轨道，发射获得圆满成功。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（）

A . 动能增大，势能减小 B . 动能不变，势能增大 C . 动能增大，势能增大 D . 动能减小，势能增大

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9. (2020九上·杭州期末) 如图甲所示，小球先后以相同的速度按①②③④四个方向抛出。若某次小球在空中飞行到接近地面的过程中(不计空气阻力) ，其动能E随时间变化的图像如图乙所示，则此次小球抛出的方响为（）

A . ① B . ② C . ③ D . ④

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10. 2018年1月19日12点12分，我国长征十一号固体运载火箭在酒泉卫星发射中心以“一箭六星”的方式，成功发射六颗卫星，并使卫星精确进入预定轨道。下列关于此次发射的说法不正确的是（）

A . 卫星发射升空时，动能增大 B . 卫星发射升空时，重力势能增大 C . 火箭升空的速度必须大于第三宇宙速度 D . 长征十一号运载火箭是一种新型的热机

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11. (2022·宁波模拟) 为便于研究，某健身器材中训练拉力部分的机械结构可简化为如图所示的滑轮组。若不计摩擦，下列有关分析正确的是（）

A . 两个滑轮在装置中起的作用相同 B . 拉力F的大小是配重G大小的二分之一 C . 拉力移动的距离是配重上升距离的两倍 D . 将配重提升相同的高度，用该装置与直接提升配重所做的功相等

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12. (2021九下·慈溪月考) 某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物的质量为50kg，电源电压为110V，不计电源电阻及各处摩擦。当电动机转动，使物体以0.9m/s的速度匀速上升时，电路中的电流大小为5A。则电动机线圈的电阻大小为（）

A . 22Ω B . 11Ω C . 16Ω D . 4Ω

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13. (2021九下·柯桥开学考) 如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法中正确的有（）

A . B受到的摩擦力为3N，方向水平向左 B . 滑轮移动的速度为0.2m/s C . 绳子拉物体A的功率为2W D . 在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N

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14. (2021九下·杭州开学考) 图甲中的A、B分别为小灯泡和定值电阻的I-U图象，小灯泡和电阻的连接情况如图乙所示，电源电压8V，下列说法正确的是（）

A . 小灯泡电阻随温度的增大而减小 B . 灯泡的实际电功率为0.6W C . 定值电阻的阻值为0.05Ω D . 定值电阻的电功率为0.8W

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15. (2021九下·杭州开学考) 某九年级同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋，从1楼走到家里大约用了1分钟,下列估算不合理的是（）

A . 他提鸡蛋的力做的功约为200J B . 他提鸡蛋的力做功的功率约为3W C . 他爬楼做的功约为6×10³J D . 他爬楼做功的功率约为1×10³W

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16. (2021九下·西湖开学考) 如图甲所示，木块放在水平面上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动，两次拉动木块得到的s－t关系图像如图乙所示。两次对应的弹簧测力计示数分别为F₁、F₂ ，两次拉力的功率分别为P₁、P₂ ，下列判断正确的是（）

A . F₁＞F₂、P₁＞P₂ B . F₁＝F₂、P₁＞P₂ C . F₁＞F₂、P₁＝P₂ D . F₁＜F₂、P₁＜P₂

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17. (2021九下·西湖开学考) 用如图所示的滑轮组将重为500N的物体在4s内匀速提升了2m，若每个滑轮中40N，不计绳重和摩擦，则在此过程中，下列说法正确的是（）

A . 绳端的拉力F为270N B . 拉力F的功率功为270W C . 额外功为160J D . 有用功为1080J

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18. (2021九上·义乌期末) 如图所示，水平地面G点两侧粗糙程度不同，物体一直受到沿水平方向5N的拉力F。物体经过E点开始计时，每经过相同时间，用虚线框记录物体的位置，物体在EG段做匀速直线运动，则（）

A . 物体在GK段受到的摩擦力等于5N B . 物体在EF段的速度大于GH段的速度 C . 拉力F在EF段所做的功大于在GH段所做的功 D . 拉力F在EF段的功率小于在GK段的功率

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19. (2020九上·上虞期末) 用如上图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体每次物体被提升的高度均为0.5m，滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示，不计绳重和摩擦，下列分析正确的是（）

A . 动滑轮的重力为5N B . 该滑轮组的机械效率可以达到100% C . 滑轮组的机械效率越高，拉力做功越少 D . 每次提升重物时，滑轮组做的额外功为5J

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20. (2021九下·台州开学考) 如图所示，物体G在竖直向上的拉力F的作用下，匀速上升0.2m，已知G＝18N，F＝10N．这一过程，不能得到的结论是（）

A . 绳子自由端上升0.4m B . 拉力F做功4J C . 该动滑轮的机械效率为90% D . 动滑轮重为2N

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二、填空题

21. (2020九上·越城期末) 如图所示，甲、乙是两个相同的小球，在同一高度将甲球以速度v竖直向下抛出，乙球以速度v竖直向上抛出，若不考虑空气阻力，乙球在上升过程中能量转化情况是；甲球落地时速度乙球落地时速度 (选填“>”、“<" 或“=")。

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22. (2020九上·江北期末) 如图，2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，并将其送入预定轨道。在火箭加速升空的过程中，对运载火箭做功，位于火箭头部的探测器的机械能（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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23. (2021九下·西湖开学考) 2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月壤样品返回地球大气层，采用了类似“打水漂”的方式来减速，其运动轨迹简化如图箭头所示。
1. （1）从A至B过程中，返回器机械能会（选填“增大”、“保持不变”或“减小”），到达C点时的速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）A点速度；
2. （2）在C至D过程中，月壤样品的重力势能（选填“增大”、“不变”或“减小”）。
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24. (2020九上·西湖期末) 中国跳水队被人们称为“梦之队”，如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的(选填“动能”或“弹性势能”)让自己上升的更高。不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中，时(选填“离开跳板”、“最高点”或“入水”）时动能最大。

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25. (2020九上·嘉兴期末) 如图是某同学在高速公路上看到的标志牌，标志牌中数字表示汽车限行速度。此高速路段汽车行驶速度不能(选填“大于”、“等于”或“小于”)60km/h；相比小汽车，大型客车的最高限速要小，原因是。

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26. (2023·镇海模拟) 2020 年12月，嫦娥五号探测器从月球上采样并顺利返回地球。
1. （1） 12月3日，嫦娥五号的上升器与着陆器顺利分离(如图甲)，携带返回器返回地球。在分离过程中，以着陆器为参照物，上升器是的。
2. （2）飞离月球时，若上升器在3×10³牛的推力作用下，沿推力方向飞行了1.5×10⁴米，在该过程中，推力做功焦。
3. （3）如图乙为返回器的两种返回技术。嫦娥五号返回器采用“跳跃式返回”，与“直接进入返回”相比，返回器着陆时的速度更小。请从能量的转化角度分析其原因：。
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27. (2021九下·鄞州月考) 如图所示，用平行于斜面的拉力F，将一个重为10牛的物体由粗糙斜面底端匀速拉到顶端，斜面高度h=4米，长度L=8米，则拉力所做的有用功是焦；若在这个过程中物体受到的摩擦力为1.25牛，则拉力F的大小为牛。

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28. (2020九上·越城期末) 一台某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为3×10^-3m² ，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是0.04m，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×10⁵Pa，飞轮1min转动1800圈，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1min消耗汽油9克，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg。请计算：
1. （1）一个做功冲程中燃气对活塞做的功为J；
2. （2）该汽油机的效率为 (保留一位小数)。
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29. (2023九上·杭州期中) 如图，将同一物体分别沿斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB> AC。如果F₁=F₂ ，沿着AB、AC上升的摩擦力分别为f₁、f₂ ，拉力所做的功率分别为P₁、P₂ ，则f₁ f₂ ， P₁ P₂ (选填“>”、“<”或“=")。

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30. (2023九上·杭州开学考) 工人用平行于斜面向上的500N的推力将重800N的物体匀速推上高1.5m的车厢，所用的斜面长是3m。斜面的机械效率为，斜面对物体的摩擦力是。

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三、解答题

31. (2021·宁波模拟) 校车安全备受社会关注，国家出台了《校车安全管理条例》。如图是宁波大市内中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能完全符合安全标准，车的总质量为5380千克。则：
1. （1）校车设计最高时速达到80km/h，但《校车安全管理条例》中规定校车最高时速为60km/h，其实质是为了控制校车的不至于过大。
  
  A . 惯性 B . 势能 C . 动能 D . 摩擦力
2. （2）一个质量为60千克的驾驶员驾驶校车空载，每个轮子跟地面的接触面积为400cm² ，求校车对地面的压强。
3. （3）小科乘坐该校车回家，校车以45km/h的速度在水平路面上匀速行驶了20分钟后到达目的地，校车受到的阻力为2000N，求校车克服阻力所做的功。
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32. (2020九上·诸暨期末) 小明同学在做重力势能相关实验时，发现自由下落的弹性小球碰撞地面后反弹上升的最大高度总小于原来下落的高度，这说明弹性小球在碰撞地面过程中有机械能损失。为了探究自由下落的弹性小球在碰撞地面过程中损失的机械能的大小△E与哪些因素有关，他们分别让同一弹性小球从某一高度自由下落碰撞地面，通过测量该弹性小球下落高度与反弹上升的最大高度的差值△h，来比较损失的机械能的大小△E，实验过程如图(a)、(b)和(c)所示(△h₃<△h₁<△h₂)。请仔细观察图中的现象和测量结果，并分析归纳得出初步结论。
1. （1）分析比较图中的(a)和(b)可知，自由下落的同一弹性小球碰撞同种材料的地面，损失的机械能△E的大小：
2. （2）分析比较图中的(b)和(c)同一弹性小球从相同高度自由下落，碰撞不同材料的地面，。
3. （3）损失的机械能去哪了？小科做实验时，发现多次碰撞后，地面碰撞处的温度略有升高，经过思考，他明白了其中的原因是。
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33. (2021·镇海模拟) 随着科技的发展，无人驾驶汽车已进入人们的生活。无人驾驶汽车通过车载激光雷达摄像头等传感器实现自动驾驶。一质量为1.2t的无人驾驶汽车，静止时四个轮子与地面的总接触面积为0.12m² ，在平直道路上以36km/h的速度匀速行驶，受到的牵引力大小为4×10³N。某时刻车头上的激光雷达向正前方的固定障碍物发射一束激光信号，经3×10^-7s激光雷达接收到障碍物反射回的信号（该时间内汽车行驶的距离忽略不计）。已知光速为3×10⁸m/s，g取10N/kg。求该汽车：
1. （1）静止时对水平地面的压强大小。
2. （2）此刻车头到障碍物的距离。
3. （3）以 36km/h 的速度匀速行驶时牵引力的功率。
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34. (2021·瓯海模拟) “碳中和”指的是团体或个人通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现正负抵消，达到相对“零排放”。氢燃料电池汽车是一种符合“碳中和”概念的汽车，某氢能汽车部分参数如下表所示，燃料电池工作原理如右图。

项目	参数
车辆质量(千克)	2000
最高车速(千米/小时)	180
电池最大输出功率(千瓦)	120
最大里程(千米)	900

（1）以氢气作为燃料比目前的矿石燃料的优势是。
（2）该汽车静止在水平地面上时，对地面产生的压强是多少？(轮胎与地面的接触总面积为0.2米³)
（3）若该汽车以最高水平匀速行驶完成最大里程，假定该段时间电池保持最大输出功率，且电能全部转化为机械能，求上述过程中汽车受到的牵引力。

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35. (2021·浙江模拟) 如图甲为一款太阳能汽车的概念车，它通过安装在车顶和前端的硅太阳能电池将太阳能转化为电能并驱动汽车前进；玻璃采用防太阳辐射的层压玻璃制作而成。

（1）若该车身的材料要求强度高且轻便，则表中最理想的材料是；

材料	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度/kg•m^﹣1	7.9×10³	3.0×10³	4.5×10³	1.6×10³

（2）若该车空载时质量是450千克，车上载有人和物品质量共为150千克，车轮与地面的总接触面积为2.0×10^﹣2米² ，该汽车对水平地面的压强为多大？
（3）若该汽车保持一定的输出功率在水平路面上行驶，运动过程的牵引力﹣速度关系图象如图乙，则汽车以60千米/时的速度匀速行驶30分钟，发动机所做的功为多少？

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四、实验探究题

36. (2021·瓯海模拟) 小明同学探究“物体动能大小与物体的速度、质量关系”实验，先采用课本实验方案，将质量大的铜球和质量小的钢球从光滑斜面的h₁高处静止自由滑下，到达斜面底端撞击纸盒，纸盒在水平桌面上滑行一段距离停下来。实验结果如图甲、乙，虛线纸盒为纸盒的停留位置。

（1）甲、乙实验中，可通过测量来表示物体动能的大小；
（2）根据图甲、乙的实验结果，得出的实验结论是；

（3）接着小明设计了如图丙的实验进行替代，舍去小球和纸盒，让金属块从光滑斜面的h₁高处静止自由滑下，下滑后金属块直接在水平桌面上滑行，测量其在水平桌面上滑行的距离S。改用材质相同、质量不同的金属块，重复图丙的实验，记录数据，所得实验结果为如下表。请你分析出现表格中这种实验结果的原因？。

质量m/千克	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30	0.35	0.40
滑行距离s/米	0.42	0.41	0.43	0.42	0.43	0.42	0.42

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37. (2021·浙江模拟) 在探究“物体动能的大小与哪些因素有关“的实验中，让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示。
1. （1）从同一高度由静止释放钢球，是为了让钢球到达水平面时（选填“质量”速度”或“动能）相同。
2. （2）该实验是通过观察大小，来说明铁球对木块做功的多少。
3. （3）有同学将实验装置改成如图乙所示，用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系。
  这个实验方案是（选填“正确”或“错误”）的，因为。
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38. (2020·黄岩模拟) 工农业生产中常用定滑轮、动滑轮或滑轮组来提升重物。某实验小组进行了以下实验：
1. （1）研究定滑轮特点时，做的实验如甲图所示，据此可知：使用定滑轮。
2. （2）在探究“动滑轮能否省力”的实验中，测得动滑轮重G₀=1N，使用如图乙所示的实验装置。改变动滑轮所挂钩码的数量，测量每次所挂钩码的重力G，获得动滑轮匀速上升时弹簧测力计的示数F，得到下表所示数据：
  分析表中各次实验的F/(G+G₀)值，如果忽略摩擦、绳重及实验误差，可以发现：F/(G+G₀)的值接近等于，即可得出使用动滑轮能省一半力的结论。
3. （3）为了探究滑轮组提升重物能否省功，请利用图丙的装置和刻度尺设计实验方案并分析结论。
  
  实验步骤：
  
  结论：当时，即证明滑轮组提升重物时不能省功。
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39. (2019九上·温州月考) 大家都知道“摩擦生热”。那摩擦做功与生热之间存在怎样的关系？焦耳等科学家运用多种方法、不同实验，测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验：如图甲，在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮，多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动，转动的叶片与水摩擦，产生的热使水的温度升高。
1. （1）焦耳通过测量和重物下落的距离，计算出重物做的功，即翼轮克服水的摩擦所做的功(W)；测量绝热桶中水升高的温度，从而计算出水吸收的热(Q)。
2. （2）焦耳做这个实验的目的是。
3. （3）小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材，粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案如下：
  ①用刻度尺测量空保温杯内部高度，记为h_杯。
  
  ②用天平称量一定质量的水，记为m_水，用温度计测出水的温度，记为t₁。
  
  ③将水倒入保温杯中，测量杯中水的高度，记为h_水。计算出h_杯－h_水，这也就是杯中水下落的高度。
  
  ④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1℃的温度计(连接处密闭绝热)，盖紧保温杯，如图乙。
  
  ⑤ (填写操作)，计算出水的重力所做的功(W)。
  
  ⑥测出杯中水的温度，记为t₂ ，计算出水吸收的热(Q)。
  
  ⑦根据⑤⑥的数据，得出两者的比值关系。
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40. (2019九上·浦江月考) 风车是利用风力做功的装置。小明制作了一架小风车，他想粗略测定风车在一定风速下做功的功率，实验装置如图所示。
1. （1）观察实验装置，小明是通过测量来测定风车做功的功率。
2. （2）除了图中的实验器材，还必需的测量工具有：天平、和秒表。
3. （3）实验时，逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止。若测得回形针匀速上升的高度h、所用的时间t、回形针的总质量m，则风车做功的功率表达式为。
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