广东省佛山市高明区初中教学联盟2022-2023学年九年级上学期第一次质量检测物理试题(含答案)
展开2022-2023学年广东省佛山市高明区初中教学联盟九年级(上)第一次质检物理试卷
一、选择题(每小题3分,共21分)
1.(3分)下面说法中不能用分子运动论来解释的是( )
A.从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
B.酒精瓶被打碎后,屋里很快就闻到酒精味
C.用盐腌蛋一段时间后,蛋变咸了
D.液体虽然可以流动,但很难被压缩
2.(3分)关于温度、内能、热量三者之间的关系,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体温度升高,内能一定增加
3.(3分)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述错误的是( )
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.压缩冲程中,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能
C.做功冲程中,具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中很大部分
4.(3分)取两个相同的验电器甲和乙,如图,使甲带负电荷,乙不带电,下列分析错误的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
5.(3分)下列说法正确的是( )
A.海边昼夜温差变化比沙漠中小,是因为水的比热容比沙石的小得多
B.“钻木取火”是通过热传递的方式改变物体的内能
C.日常生活中使燃料燃烧更充分,可以增大热值
D.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
6.(3分)以下几组材料或物品中,通常情况下都是绝缘体的是( )
A.橡胶、玻璃、空气 B.玻璃、大地、干木材
C.人体、塑料、石墨 D.食盐水溶液、铁丝、水
7.(3分)如图所示,电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
二、填空题(每空1分,共21分)
8.(3分)端午节有“吃粽子”的习俗,当把“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香。这一现象在物理学上称为 现象,我们闻到香味是因为分子 ;剥开粽叶,总有米粒粘在粽叶上,这是由于分子间存在 。
9.(3分)夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度 ;轮胎停在水中,通过 方式减少内能,降低温度,以保行车安全。
10.(3分)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图,C图是 冲程,与它原理相同的是 图所示的演示实验,如果此汽油机曲轴的转速3000r/min,它1s对外做功 次。
11.(3分)沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的比热容 (选填“较小”或“较大),在标准大气压下,将2L刚烧开的热水倒入保温瓶中,两天后小明估测水温约为50℃,则水的质量为 kg,如果质量为1t这样的热水,放出2.1×108J热量后温度降低 ℃。
12.(3分)学习电压知识后,我们知道:一节新干电池的电压: ;家庭电路的电压: ;通常对人体的安全电压: 。
13.(3分)如图甲中发光二极管具有 向导电性;如图乙中的电路,电灯中的电流方向是 ;形成电流的电子移动方向是 。(后两空均选填“A到B”或“B到A”)
14.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 联。如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 联,同时闭合S1、S2、S3会出现 现象。
三、作图题(题1图2分,题2图2分,题3图3分,共7分)
15.(2分)为节省电能,楼道中的照明灯只有同时满足“天黑和有人路过楼道”时,才会自动亮。为满足用户要求,小强设计出了楼道照明灯的“智能控制电路”控制电路由“光控开关”和“声控开关”组成,在答题卡上完成电路的连接。
16.(2分)用笔画线代替导线,把如图所示的实物电路补充完整,使小灯泡L1、L2并联,开关控制两个灯泡,导线不能交叉。
17.(3分)请根据如图所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
四、实验题(每空1分,16题7分,17题10分,18题8分,25分)
18.(7分)如图所示,三图中的实验装置完全相同,且烧杯内的液体初温均相同:
(1)在组装器材时应该先安装 (选填“A”或“B”);实验时应保证烧杯内液体质量 (选填“相同”或“不同”);
(2)若要比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,并且应该让 (选填“质量”或“初温”)相同的燃料 (选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧”);
(3)若要比较不同物质的比热容大小,则:
①应选择 两图进行实验;实验中,用 (选填“加热时间”或“升高温度”)来表示两种液体吸收热量的多少;
②分析表中数据:你认为两种液体中,适合充当汽车冷却剂的液体是液体 ;(选填“a”或“b”)。
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
30
64
102
液体b
0
13
30
50
19.(10分)在“探究并联电路中电流的关系”实验中,小乐所在的实验小组设计的电路如图甲所示。
(1)实验中,灯L1、L2的规格应选 (选填“相同”或“不同”)的。在连接电路的过程中,开关应该 ,目的是 。
(2)电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中;若要测量干路电流,电流表应接在如图甲中的 (选填“A”“B”或“C”)处。
(3)在使用电流表测电流实验时,小乐试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,你认为原因可能是 。
(4)实验过程中电流表的示数如图丙所示,电流表的读数为 A。小乐接着按照如图丁进行实验时,灯L1突然熄灭,灯L2仍发光,则电路故障可能是 (选填“L1短路”或“L1断路”)。
(5)他改正错误后,多次实验,得到的数据如表:
实验次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
①上面设计的表格中存在的不足是 。
②通过分析表格中数据,得出的结论是并联电路中, 。
20.(8分)小明做“探究串联电路的电压关系”的实验,图甲是他所设计的实验电路图,电源电压为3V。
(1)若要测量灯L1两端的电压,请在图乙中补充完整实物电路连接图。
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图丙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 。
(3)在实验过程中,小明先测灯L1两端的电压,电压表示数如图丁所示,则灯L1两端的电压是 V,灯L2两端的电压是 V。
(4)实验过程中,灯L1的灯丝断了,小明观察到此时电压表V的示数为 ,灯L2 (选填“发光”或“不发光”)。
(5)小明更换了灯泡,接着完成了实验,把数据记录在表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据,小明得出两个结论:①串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和;②串联电路中,各用电器两端的电压相等。
小明得出的第一个结论时存在一个不足之处: 。
他得出的第二个结论错误的原因是 。
五、计算题(第19题6分,第20题7分,共13分)
21.(6分)用煤气灶把2.5kg,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气(已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg)求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
22.(7分)如(a)甲图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表V1和V2的示数分别如(a)乙、丙图所示。
(1)求小灯泡L1两端的电压是多少V?
(2)若将灯泡L1和灯泡L2改接为图(b)所示的电路,电源电压保持不变,当开关闭合后,灯泡L1和灯泡L2都发光,电流表A1和A2的示数分别如图(b)乙、丙所示,求通过灯L1的电流和通过灯L2的电流各是多少A?
六、综合题(第21题5分,第22题8分,共13分)
23.(5分)物理课上,老师给同学们出示了1个有盖的木盒,盒盖上可看到2只灯泡和1只开关(导线的连接情况隐藏在盒内),如图所示。
(1)当老师闭合开关时,2只灯泡都亮了;断开开关,2只灯泡又同时熄灭。
①请你判断:在这个木盒内,除了导线,一定还有另外1个电路元件,它是 ;
②根据上述现象,你 (填“能”或“不能”)断定这2只灯泡是串联的。
(2)小华同学想到一个简便的方法,他说只要拧下其中一个小灯泡L1,同时观察另一个小灯泡L2的发光情况,就能知道两个小灯泡的连接情况。按照小华同学的方法,如果小灯泡L2亮,则小灯泡L1、L2是 (填“串联”或“并联”)。
(3)经过检验,这2只灯泡确实是串联的,但在老师闭合开关的时候,细心的小华观察到灯L1比L2亮些。她认为这是因为L1比L2更靠近电源正极的缘故。
①你认为小华的判断是 (填“正确的”或“错误的”);
②在不增加其他器材的条件下,能证实小华的判断是否正确的做法是: 。
24.(8分)阅读短文,回答问题。
2012年9月25日上午,中国首艘航空母舰“辽宁”号(图甲)正式交接服役,从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数如表所示。新型固定翼舰载机(图乙)在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t
67500
总功率/kW
1.5×105
动力提供(燃料)
重油
最高航速km/h
54
最大舰长/m
304
最大舰宽/m
70.5
发动机的效率/%
25
最大舰载机数量/架
30
(1)下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是 。
A.飞机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.飞机向前飞行时,是利用力的作用是相互的来获得推力的
C.飞机一般使用汽油机提供动力,原因是条件相同时,汽油机的功率更大
D.飞机降落时,以飞机为参照物,则航母是运动的
(2)航母采用重油为燃料,内燃机将燃料燃烧所产生的 能转化为机械能;舰载机降落时,飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索,使飞机的动能转化为弹性阻拦索的 能。
(3)如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力是 N,若在这种状态下匀速航行1000km,航母发动机的效率为25%,至少需要燃烧 t的重油。(重油的热值为4.0×107J/kg)
(4)若航母储存燃油的质量一定,发动机的效率一定,它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,航母 (选填“低速”、“中速”或“高速”)行驶时续航里程(连续航行的最大距离)大,若将航速提高到原来的2倍,则发动机的功率必须提高到原来功率的 倍。
(5)为庆祝航母首次执行任务成功,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图丙所示,则焰火受到的最大阻力为 N,焰火能够达到的最大速度为 m/s(火药的质量不计,g取10N/kg)。
2022-2023学年广东省佛山市高明区初中教学联盟九年级(上)第一次质检物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题3分,共21分)
1.(3分)下面说法中不能用分子运动论来解释的是( )
A.从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡
B.酒精瓶被打碎后,屋里很快就闻到酒精味
C.用盐腌蛋一段时间后,蛋变咸了
D.液体虽然可以流动,但很难被压缩
【分析】解答本题需掌握分子动理论:物质是由分子组成;分子在永不停息地做无规则运动;分子力存在引力和斥力;分子间有间隙。
【解答】解:A、从烟囱里冒出的黑烟在空中飘荡,这是固体小颗粒的运动,不是分子运动,故A符合题意;
B、酒精瓶被打碎后,屋里就闻到酒精味属于扩散现象,是因为分子的无规则运动形成的,故B不合题意;
C、用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,是因为盐分子运动到了被腌的蛋中,故C不符合题意;
D、液体虽然可以流动,但很难被压缩,说明分子间存在斥力,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对分子动理论知识的了解和掌握,并能与实例现象相结合,是一道基础题。
2.(3分)关于温度、内能、热量三者之间的关系,下列说法正确的是( )
A.温度高的物体,内能一定大
B.物体温度升高,一定吸收了热量
C.物体吸收了热量,温度一定升高
D.物体温度升高,内能一定增加
【分析】(1)影响内能的因素有质量、温度以及状态等;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式。
【解答】解:A、因为影响内能的因素有质量、温度和状态,因此温度高的物体内能不一定大,故A错误;
B、物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故B错误;
C、物体吸收热量,温度不一定升高,如冰熔化,吸收热量,内能增加,温度不变,故C错误;
D、物体温度升高,内能一定增加,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握,是中考的热点。
3.(3分)如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述错误的是( )
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.压缩冲程中,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能
C.做功冲程中,具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中很大部分
【分析】四冲程汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气、压缩、做功和排气,其中只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;另外还有压缩冲程有能量转化,将机械能转化为内能;根据气门的状态、活塞运动的方向确定冲程的种类。
【解答】解:
A、在汽油机在吸气冲程中,进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入汽缸,故A正确;
B、在压缩冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,则燃料混合物的内能变大,此过程是机械能转化为内能的过程,故B正确;
C、在做功冲程中,燃气对活塞做功,内能转化为机械能,故C错误;
D、在排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量的大部分,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了汽油机的四个冲程,要求学生对每个冲程的特点、能量转化等情况十分熟悉才能顺利解答。
4.(3分)取两个相同的验电器甲和乙,如图,使甲带负电荷,乙不带电,下列分析错误的是( )
A.甲验电器带负电是因为它得到了电子
B.甲验电器的金属箔片张开是由于同种电荷相互排斥
C.用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角都会发生改变
D.用金属棒连接两金属球的瞬间,棒中电流方向由乙到甲
【分析】(1)电荷间的作用规律是:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
(2)正电荷移动的方向是电流的方向;自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
(3)容易导电的是导体,不容易导电的是绝缘体。
【解答】解:A、甲验电器带负电是因为它得到了电子,故A正确;
B、甲中的两金属箔带有同种电荷,因同种电荷相互排斥,箔片能够张开,故B正确;
C、橡胶棒是绝缘体,用橡胶棒连接两金属球,金属箔片的张角不会发生变化,故C错误;
D、自由电子的定向移动方向与电流方向相反,金属杆和金属球接触的一瞬间,金属杆中电流方向是从乙到甲,故D正确。
故选:C。
【点评】理解电荷间的作用规律、理解电流的方向,是解答此题的关键,基础题。
5.(3分)下列说法正确的是( )
A.海边昼夜温差变化比沙漠中小,是因为水的比热容比沙石的小得多
B.“钻木取火”是通过热传递的方式改变物体的内能
C.日常生活中使燃料燃烧更充分,可以增大热值
D.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
【分析】(1)根据水的比热容大分析;
(2)改变内能的方法有两种:做功和热传递;
(3)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;
(4)热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,比值越大,热机的效率越高;比值越小,热机的效率越低。
【解答】解:
A.海边昼夜温差变化比沙漠中小,是因为水的比热容比沙石的大,同样吸热或放热时,水的温度变化小,故A错误;
B.“钻木取火”是通过做功的方式改变物体的内能,故B错误;
C.热值是燃料的特性,只与热量的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故C错误;
B、使燃料燃烧更充分,保证良好的润滑,减小摩擦,减少热损失,都可以提高热机效率;燃料充分燃烧,如果损失的热量也增加,则热机的效率可以提高,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用、改变内能的方法、热值,以及机械效率,都是基础知识,要熟记。
6.(3分)以下几组材料或物品中,通常情况下都是绝缘体的是( )
A.橡胶、玻璃、空气 B.玻璃、大地、干木材
C.人体、塑料、石墨 D.食盐水溶液、铁丝、水
【分析】根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。
【解答】解:
A、橡胶、玻璃、空气都不容易导电,属于绝缘体,故A正确;
B、玻璃、干木材不容易导电,属于绝缘体;大地容易导电,属于导体,故B错;
C、塑料不容易导电,属于绝缘体;人体、石墨容易导电,属于导体,故C错;
D、食盐水溶液、铁丝、水容易导电,都属于导体,故D错。
故选:A。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的概念。对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆,不要死记硬背。如塑料,橡胶,陶瓷等常用来制作用电器的外壳,以防止触电,它们都是绝缘体;而电线芯用金属来做,因为金属容易导电,是导体。
7.(3分)如图所示,电源电压保持不变,关于电路的工作情况,下列说法中正确的是( )
A.同时闭合两个开关,通过两只灯泡的电流一定相同
B.若灯L1被短路,闭合S1、S2后,灯L1不亮,灯L2亮,电流表损坏
C.若先闭合S1,再闭合S2,电压表示数不变,电流表的示数变大
D.若电压表和电流表的位置对调,闭合S1、S2后,则两表都被烧坏
【分析】(1)同时闭合两个开关,两灯并联,两灯的规格不一定相同(电阻不一定相同),由欧姆定律判断通过两只灯泡电流的大小关系;
(2)两灯并联,若灯L1被短路,会造成电源短路;
(3)若先闭合S1,为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测L1的电流;再闭合S2,两灯并联,电压表测电源电压,电压表示数不变,而电流表测干路电流,根据并联电路电流特点和规律分析电流表的示数变化;
(4)若电压表和电流表的位置对调,电压表串联在电路中,电流表与L1并联,根据电压表内阻很大分析。
【解答】解:A、同时闭合两个开关,两灯并联,由并联电路电压的规律,两灯电压相同,两灯的规格不一定相同(电阻不一定相同),由欧姆定律I=可知,通过两只灯泡的电流不一定相同,故A错误;
B、若灯L1被短路,闭合S1、S2后,则灯L2也会短路,灯L2不亮,造成电流表损坏和电源短路,故B错误;
C、若先闭合S1,为L1的简单电路,电压表测电源电压,电流表测L1的电流;再闭合S2,两灯并联,电压表测电源电压,则电压表示数不变;而此时电流表测干路电流,根据并联电路电流的规律,电流表的示数变大,故C正确;
D、若电压表和电流表的位置对调,电压表串联在电路中,电流表与L1并联,因电压表内阻很大,电路的电流很小,两表都不会被烧坏,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了并联电路的特点和对短路现象的理解,关键是电路结构的分析。
二、填空题(每空1分,共21分)
8.(3分)端午节有“吃粽子”的习俗,当把“粽子”煮熟后,整个餐厅充满了粽叶的清香。这一现象在物理学上称为 扩散 现象,我们闻到香味是因为分子 不停地做无规则运动 ;剥开粽叶,总有米粒粘在粽叶上,这是由于分子间存在 引力 。
【分析】不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散现象;扩散现象说明分子在不停地做无规则运动;分子间既有引力也有斥力。
【解答】解:
分子永不停息地做无规则运动,闻到粽子的香味是粽子分子运动到空气中的结果,叫做扩散现象,表明分子在不停地做无规则的运动;
剥开粽子叶总有一些糯米粘到粽子叶上,是因为分子间有引力。
故答案为:扩散;不停地做无规则运动;引力。
【点评】此题是一道关于热现象的应用题,考查了分子动理论、分子间的作用力,难度不大,考查的是我们对知识掌握的熟练程度。
9.(3分)夏季,在高速公路服务区内,一些重型汽车停在有水的坑里,这是因为汽车在高速行驶过程中,通过 做功 方式增加轮胎的内能,使轮胎的温度 升高 ;轮胎停在水中,通过 热传递 方式减少内能,降低温度,以保行车安全。
【分析】汽车轮胎与地面摩擦,消耗的是机械能(或动能),轮胎发热说明转化成了内能;冷水冲洗轮胎可通过热传递将热量传递给水,从而达到给轮胎降温的目的。
【解答】解:轮胎与地面摩擦发热的过程是因为在摩擦过程中,一部分机械能(或动能)转化成了轮胎的内能造成的;
冷水与高温的轮胎接触时,轮胎将热量传递给水,一部分水还会蒸发吸热,从而达到降温的目的。
故答案为:做功;升高;热传递。
【点评】摩擦生热是典型的机械能转化为内能的例子,是我们应该熟知的。通过热传递来改变物体的温度,也是最简便有效的方法,更是生活中常见的现象。
10.(3分)如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图,C图是 做功 冲程,与它原理相同的是 F 图所示的演示实验,如果此汽油机曲轴的转速3000r/min,它1s对外做功 25 次。
【分析】(1)判断汽油机的四个冲程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程;活塞上行为压缩冲程和排气冲程;活塞下行为吸气冲程和做功冲程。
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
(3)在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解:(1)C图中,两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,此冲程将内能转化为机械能;
(2)E图中,用力将活塞压下,活塞对筒内空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,这是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;
F图中,水蒸气膨胀对外做功,将塞子冲出,将内能转化为机械能。
综上所述,C图是做功冲程,与它原理相同的是F图所示的演示实验。
(3)由题意可知,单缸四冲程汽油机的飞轮转速是3000r/min=50r/s,即每秒钟飞轮转50圈,对外做功25次。
故答案为:做功;F;25。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,是一道比较简单的实验题,掌握热机的工作原理。
11.(3分)沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的比热容 较大 (选填“较小”或“较大),在标准大气压下,将2L刚烧开的热水倒入保温瓶中,两天后小明估测水温约为50℃,则水的质量为 2 kg,如果质量为1t这样的热水,放出2.1×108J热量后温度降低 50 ℃。
【分析】(1)水的比热容较大,相同的质量的水和其它物质相比,吸收(或放出)相同的热量,水升高(或降低)的温度较少;
(2)利用密度公式求出水的质量;
(3)知道水的质量、比热容和放出的热量,利用Q放=cmΔt求出水降低的温度。
【解答】解:(1)因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小;
(2)水的体积V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,
由ρ=可知,水的热量:m=ρV=1.0×103kg/m3×2×10﹣3m3=2kg;
(3)由Q放=cmΔt可知,水降低的温度:Δt===50℃。
故答案为:较大;2;50。
【点评】本题考查对比热容概念的理解、密度公式以及吸热公式的灵活运用,题目难度不大。
12.(3分)学习电压知识后,我们知道:一节新干电池的电压: 1.5V ;家庭电路的电压: 220V ;通常对人体的安全电压: 不高于36V 。
【分析】要记住一些生活中常见的电压值,如:一节干电池的电压是1.5V;一节铅蓄电池的电压是2V;手机电池电压3.7V;家庭电路的电压为220V;动力电压为380V;对人体安全的电压为不高于36V。
【解答】解:一节新干电池的电压:1.5V;家庭电路的电压:220V;通常对人体的安全电压:不高于36V。
故答案为:1.5V;220V;不高于36V。
【点评】记住常见电压值,可解答此题。
13.(3分)如图甲中发光二极管具有 单 向导电性;如图乙中的电路,电灯中的电流方向是 B到A ;形成电流的电子移动方向是 A到B 。(后两空均选填“A到B”或“B到A”)
【分析】(1)发光二极管具有单向导电性的特征。
(2)正电荷定向移动的方向是电流的方向,电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:图甲中,只有电流从右侧进入二极管,二极管才发光,说明发光二极管具有单向导电性。在电源的外部,电流的方向是从正极流向负极,所以电灯中的电流方向是B到A。形成电流的电子移动方向是从A到B。
故答案为:单;B到A;A到B。
【点评】知道发光二极管的特点和电流方向的规定,可解答此题。
14.(3分)在如图所示的电路中,有三个开关S1、S2、S3,如果仅将开关S3闭合,S1、S2断开,则灯L1、L2 串 联。如果将开关S1、S2闭合,S3断开,则灯L1、L2 并 联,同时闭合S1、S2、S3会出现 短路 现象。
【分析】(1)串联电路电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极;并联电路电流有多条路径,分别经过各用电器从电源正极回到负极;
(2)短路分为电源短路和用电器短路,电源短路是指用导线直接将电源两端相连;而用电电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来,使电器两端的电压为零。
【解答】解:只闭合开关S3时,则电流只有一条路径:正极→L→S3→L2→负极,灯泡L1、L2串联;
S1、S2闭合,S3断开时,则电流只有两条路径:正极→S1→L2→负极,正极→L→S1→负极,即两灯L1、L2并联;
当开关S1、S2、S3全部闭合时,则电流的路径是:正极→S1→S2→S3→负极,造成电源短路,损坏电源。
故答案为:串;并;短路。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力,电路的识别一般就从电流路径上分析,只有一条路径的是串联,有多条路径的是并联。
三、作图题(题1图2分,题2图2分,题3图3分,共7分)
15.(2分)为节省电能,楼道中的照明灯只有同时满足“天黑和有人路过楼道”时,才会自动亮。为满足用户要求,小强设计出了楼道照明灯的“智能控制电路”控制电路由“光控开关”和“声控开关”组成,在答题卡上完成电路的连接。
【分析】由题意可知,居民楼的楼道里灯泡亮的条件是:(1)必须是晚上,白天不亮;(2)必须有人经过,没人不亮;所以光控开关和声控开关不能独立工作,即串联。
【解答】解:晚上,天黑光控开关闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,灯亮,说明两个开关不能独立工作,即两个开关串联,再和灯泡串联。设计电路如下:
【点评】设计电路时,首先考虑开关和用电器之间的连接,再考虑用电器之间的连接,最后和电源构成通路。
16.(2分)用笔画线代替导线,把如图所示的实物电路补充完整,使小灯泡L1、L2并联,开关控制两个灯泡,导线不能交叉。
【分析】由题意可知,小灯泡L1、L2并联,开关控制两个灯泡,说明开关位于干路,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,小灯泡L1、L2并联,开关位于干路,如下图所示:
【点评】本题考查了实物图的连接,要注意连接电路时不能出现短路现象。
17.(3分)请根据如图所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
【分析】由实物电路图可知,两灯泡并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测L2支路的电流,根据实物图画出电路图。
【解答】解:由实物电路图可知,两灯泡并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测L2支路的电流;
先画出电源,从正极开始依次画出开关S、电流表A2、灯L1回到电源的负极,然后将灯L2和电流表A1串联后并联在灯L1的两端,如下图所示:
。
【点评】本题考查了根据实物电路图作电路图,分析电路结构,明确各电路元件的连接方式是正确作图的前提与关键。
四、实验题(每空1分,16题7分,17题10分,18题8分,25分)
18.(7分)如图所示,三图中的实验装置完全相同,且烧杯内的液体初温均相同:
(1)在组装器材时应该先安装 B (选填“A”或“B”);实验时应保证烧杯内液体质量 相同 (选填“相同”或“不同”);
(2)若要比较不同燃料的热值,应选择 甲乙 两图进行实验,并且应该让 质量 (选填“质量”或“初温”)相同的燃料 充分燃烧 (选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧”);
(3)若要比较不同物质的比热容大小,则:
①应选择 甲、丙 两图进行实验;实验中,用 加热时间 (选填“加热时间”或“升高温度”)来表示两种液体吸收热量的多少;
②分析表中数据:你认为两种液体中,适合充当汽车冷却剂的液体是液体 a ;(选填“a”或“b”)。
温度/℃
20
30
40
50
加热时间/s
液体a
0
30
64
102
液体b
0
13
30
50
【分析】(1)因用酒精灯的外焰加热,据此确定组装实验器材的顺序,确保一次调整到位;
在实验中,根据控制变量法,三个烧杯中a、b液体的质量必须相等;
(2)为了比较不同燃料的热值大小,要用质量相同的不同燃料充分燃烧,并且加热质量相同的同种液体,比较液体升高温度的高低判断燃料热值的大小;
(3)①若要比较不同物质的比热容大小,则需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少;
②加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度,由△t=比较温度的变化,温度升高越多,则吸热能力越小;
【解答】解:(1)因要用酒精灯的外火焰加热,故在组装实验器材时应该按照由下而上的顺序,即应该先固B的位置;
在实验中,根据控制变量法,三个烧杯中a、b液体的质量必须相等;
(2)若要比较不同燃料的热值,要用质量相同的不同燃料充分燃烧,并且加热质量相同的同种液体,因此需选择甲、乙两图进行实验;
(2)①比较不同物质的比热容大小,需要燃烧相同的燃料(确保相同时间放出的热量相同),加热的液体种类不同,应选择甲、丙两图进行实验;根据转换法,实验中,加热时间来表示两种液体吸收热量的多少;
②分析表中数据知,升高相同的温度,b加热时间短,故两种液体中,比热容较大的是液体a。
故答案为:(1)B;相同;(2)甲、乙;质量;充分燃烧;(3)甲、丙;加热时间;a。
【点评】本题比较不同物质的比热容大小和比较不同燃料的热值,考查两实验相同处和不同处及转换法和控制变量法的运用。
19.(10分)在“探究并联电路中电流的关系”实验中,小乐所在的实验小组设计的电路如图甲所示。
(1)实验中,灯L1、L2的规格应选 不同 (选填“相同”或“不同”)的。在连接电路的过程中,开关应该 断开 ,目的是 保护电路 。
(2)电流表应 串联 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中;若要测量干路电流,电流表应接在如图甲中的 C (选填“A”“B”或“C”)处。
(3)在使用电流表测电流实验时,小乐试触时电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,如图乙所示,你认为原因可能是 电流表的正负接线柱接反了 。
(4)实验过程中电流表的示数如图丙所示,电流表的读数为 0.28 A。小乐接着按照如图丁进行实验时,灯L1突然熄灭,灯L2仍发光,则电路故障可能是 L1断路 (选填“L1短路”或“L1断路”)。
(5)他改正错误后,多次实验,得到的数据如表:
实验次数
A处的电流IA
B处的电流IB
C处的电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.22
0.24
0.46
3
0.26
0.30
0.56
①上面设计的表格中存在的不足是 电流没有单位 。
②通过分析表格中数据,得出的结论是并联电路中, 干路电流等于各支路电流之和 。
【分析】(1)为得出普遍规律,实验时应采用不同规格的灯泡;为了保护电路,连接电路时,开关应断开;
(2)电流表必须串联在被测电路中;
(3)电流表连接到电路时,电流从正接线柱入,负接线柱出;
(4)明确电流表的量程及其分度值,然后读数;并联电路中各支路互不影响;
(5)电流在国际单位制中的单位是A;分析数据得出结论。
【解答】解:(1)在“探究并联电路中电流的关系”实验中,为了使结论具有普遍性,应采用不同规格的灯泡;
(2)使用电流表测电流时,电流表应与被测电路串联;由图甲可知,通过C点的电流是干路中的电流;
(3)电流表的指针向着没有刻度的一侧偏转,其可能原因是电流表的正负接线柱接反了;
(4)由图丙可知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,指针与刻度盘的第14条刻度线对齐,所以读数为14×0.02A=0.28A;由图丁可知,灯泡L1和L2并联,灯泡L1突然熄灭,L2正常发光,其原因是灯泡L1灯丝断了;
(5)①由表格可知,只是提供了数值,但没有单位,所以该表格的不足之处是电流没有单位;②由表格数据可知:IA+IB=IC,说明干路电流等于各支路电流之和。
故答案为:(1)不同;断开;保护电路;(2)串联;C;(3)电流表的正负接线柱接反了;(4)0.28;灯泡L1灯丝断了;(5)①电流没有单位;②干路电流等于各支路电流之和。
【点评】本题考查并联电路中电流关系的探究性实验,掌握并联电路中电流的特点、电流表的使用及其读数、电路分析是解答本题的关键。
20.(8分)小明做“探究串联电路的电压关系”的实验,图甲是他所设计的实验电路图,电源电压为3V。
(1)若要测量灯L1两端的电压,请在图乙中补充完整实物电路连接图。
(2)连接电路前,小明发现电压表指针如图丙所示,接下来他要对电压表进行的操作是 调零 。
(3)在实验过程中,小明先测灯L1两端的电压,电压表示数如图丁所示,则灯L1两端的电压是 2.5 V,灯L2两端的电压是 0.5 V。
(4)实验过程中,灯L1的灯丝断了,小明观察到此时电压表V的示数为 3V ,灯L2 不发光 (选填“发光”或“不发光”)。
(5)小明更换了灯泡,接着完成了实验,把数据记录在表中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1.4
1.4
2.8
分析实验数据,小明得出两个结论:①串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和;②串联电路中,各用电器两端的电压相等。
小明得出的第一个结论时存在一个不足之处: 实验次数过少,结论不具有普遍性 。
他得出的第二个结论错误的原因是 选用相同规格的灯泡做实验 。
【分析】(1)两灯串联,电压表与待测电路并联,根电源电压为3V确定电压表选用小量程与这个灯并联;
(2)电压表使用前要调零;
(3)根据电压表读数方法和串联电路电压关系作答;
(4)灯泡断路,相当于电压表和用电器串联接入电路,据此分析;
(5)用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多;
【解答】解:(1)探究串联电路电压的特点,应使两灯串联;若要测量灯泡L1两端的电压,因电源电压为3V,故电压表选用小量程与这个灯并联,如下图所示:
(2)使用前,需要检查电压表指针是否指在零刻度线上,连接电路前,小明发现电压表指针不指零,故接下来他要对电压表进行的操作是将电压表指针调零;
(3)根据图丁可知,电压表选择0﹣3V量程,分度值为0.1V,电压表示数为2.5V,串联电路各用电器两端电压之和等于电源电压,电源是两节干电池,电压3V,所以灯L2两端的电压是3V﹣2.5V=0.5V;
(4)如果L1灯丝断了,电路中电流很微弱,此时电压表V1和灯泡L2串联在电路中,电压表的电阻很大,而灯泡的电阻较小,根据串联电路分压原理以及U=IR可知,此时电压表V1的示数接近电源电压,所以观察到电压表V示数为3,而灯泡L2不发光;
(5)由于一次实验得出的结论具有偶然性,为了探究串联电路电压的普遍规律,需要进行多次实验;
之所以得出:串联电路中,各用电器两端电压相等,是因为选用的灯泡规格相同,结论具有偶然性;
故答案为:(1);(2)调零;(3)2.5,0.5;(4)3V,不发光;(5)实验次数过少,结论不具有普遍性,选用相同规格的灯泡做实验。
【点评】本题探究串联电路电压的特点,考查注意事项、故障和数据分析及归纳法的运用。
五、计算题(第19题6分,第20题7分,共13分)
21.(6分)用煤气灶把2.5kg,初温为30℃的水烧到80℃,消耗了20g煤气(已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg)求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的效率为多少?
【分析】(1)知道水的比热容、水的质量、水的初温和末温,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)计算水吸收的热量(有用能量)。
(2)已知煤气的质量和热值,可利用公式Q放=mq计算这些煤气完全燃烧放出的热量(总能量)。
(3)煤气灶烧水的效率等于水吸收的热量与煤气完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2.5kg×(80℃﹣30℃)=5.25×105J;
(2)煤气的质量:
m煤气=20g=0.02kg,
这些煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤气q=0.02kg×4.2×107J/kg=8.4×105J;
(3)煤气灶烧水的效率:
η==×100%=62.5%。
答:(1)水吸收的热量是5.25×105J;
(2)煤气完全燃烧放出的热量是8.4×105J;
(3)煤气灶烧水的效率为62.5%。
【点评】本题考查学生对热传递过程中的吸热公式、燃料燃烧放出热量公式、热效率公式的理解和灵活运用,知道哪些是有用能量、哪些是总能量是关键。
22.(7分)如(a)甲图所示的电路中,当开关S闭合后,电压表V1和V2的示数分别如(a)乙、丙图所示。
(1)求小灯泡L1两端的电压是多少V?
(2)若将灯泡L1和灯泡L2改接为图(b)所示的电路,电源电压保持不变,当开关闭合后,灯泡L1和灯泡L2都发光,电流表A1和A2的示数分别如图(b)乙、丙所示,求通过灯L1的电流和通过灯L2的电流各是多少A?
【分析】(1)根据电路图可知,L1、L2串联,电压表V1测量的是总电压,V2测量的是灯泡L2两端的电压,因此V1的示数大于V2的示数,而电压表V1的指针偏转角度比V2要小一些,因此V1选用的是大量程0~15V,V2选用的是小量程0~3V,根据串联电路两端的总电压等于各部分电压之和可求得小灯泡L1两端的电压;
(2)由电路图1甲可知,两灯泡并联,电流表A2测干路电流,电流表A1测L1支路的电流;
根据电流表的量程和分度值读出两电流表的示数,利用并联电路的电流特点求出L1支路的电流,即可判断两支路电流的大小。
【解答】解:
(1)根据电路图可知,L1、L2串联,电压表V1测量的是总电压,V2测量的是灯泡L2两端的电压,
由串联电路的电压规律可知,V1的示数应大于V2的示数,而图中电压表V1的指针偏转角度比V2要小一些,
所以电压表V1的量程为0~15V,分度值为0.5V,则示数为6V,即电源电压U=6V;V2的量程为0~3V,分度值为0.1V,则示数为2.5V,即L2两端的电压:U2=2.5V;因串联电路两端的总电压等于各部分电压之和,所以L1两端的电压:
U1=U﹣U2=6V﹣2.5V=3.5V;
(2)由图(b)乙可知,电流表A2测干路电流,电流表A1测L1支路的电流,所以电流表A1的量程0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.2A,即通过L1的电流为I1=0.48A,
由图(b)丙可知,电流表A1的量程0~3A,分度值为0.1A,示数1.2A,即干路的电流为I=1.2A;
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过L2的电流:I2=I﹣I1=1.2A﹣0.48A=0.72A。
答:(1)小灯泡L1两端的电压是3.5V;
(2)通过灯L1的电流为0.48A,通过灯L2的电流是0.72A。
【点评】此题考查了串联电路的电压特点,关键是电表所测电路元件的辨别以及电表量程的判断和读数,同时考查了并联电路的特点,关键是根据电流表的量程和分度值读出两电流表的示数。
六、综合题(第21题5分,第22题8分,共13分)
23.(5分)物理课上,老师给同学们出示了1个有盖的木盒,盒盖上可看到2只灯泡和1只开关(导线的连接情况隐藏在盒内),如图所示。
(1)当老师闭合开关时,2只灯泡都亮了;断开开关,2只灯泡又同时熄灭。
①请你判断:在这个木盒内,除了导线,一定还有另外1个电路元件,它是 电源 ;
②根据上述现象,你 不能 (填“能”或“不能”)断定这2只灯泡是串联的。
(2)小华同学想到一个简便的方法,他说只要拧下其中一个小灯泡L1,同时观察另一个小灯泡L2的发光情况,就能知道两个小灯泡的连接情况。按照小华同学的方法,如果小灯泡L2亮,则小灯泡L1、L2是 并联 (填“串联”或“并联”)。
(3)经过检验,这2只灯泡确实是串联的,但在老师闭合开关的时候,细心的小华观察到灯L1比L2亮些。她认为这是因为L1比L2更靠近电源正极的缘故。
①你认为小华的判断是 错误的 (填“正确的”或“错误的”);
②在不增加其他器材的条件下,能证实小华的判断是否正确的做法是: 对调L1、L2两灯的位置;L1发光仍比L2亮 。
【分析】(1)电路中有电源且电路闭合时,灯泡发光;接在干路上的开关可以控制两盏串联或并联的灯泡同时亮或同时灭;
(2)根据串联电路各用电器互相影响,并联电路各用电器互不影响来找出判断的方法。
(3)串联电路电流处处相等,灯的亮暗与是否靠近电源正极无关;调换两灯泡的位置关系,看灯泡亮度是否变化,即可做出判断。
【解答】解:(1)①闭合开关时,两灯泡发光,说明木盒内的电路中有电源;
②不能断定这两只小灯泡是串联的,串联电路中的开关控制整个电路,并联电路中干路上的开关也能控制整个电路,因此不能根据两灯同时亮、同时灭判断两灯是串联的;
(2)按照小华同学的方法,拧下其中一个小灯泡L1,如果小灯泡L2亮,说明两灯互不影响,则小灯泡L1、L2是并联;
(3)串联电路中电流处处相等,两灯泡串联,流过两灯泡的电流相等,因此小华的判断是错误的;
调换两灯泡的位置,如果两灯泡的亮度都发生变化,说明小华的判断是正确的,如果灯的亮度不变,则小华的判断是错误的。
故答案为:(1)①电源;②不能;(2)并联;(3)①错误的;对调L1、L2两灯的位置;L1发光仍比L2亮。
【点评】本题主要考查了串并联电路的特点,难点在于设计小实验来证明小华的判断是否正确。
24.(8分)阅读短文,回答问题。
2012年9月25日上午,中国首艘航空母舰“辽宁”号(图甲)正式交接服役,从此中国摆脱了没有航母的历史。航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备,配备近防武器系统和各型舰载机,有关参数如表所示。新型固定翼舰载机(图乙)在“辽宁”号航母训练平台上的着落、起飞试验已取得成功。
辽宁号航空母舰参数
满载排水量/t
67500
总功率/kW
1.5×105
动力提供(燃料)
重油
最高航速km/h
54
最大舰长/m
304
最大舰宽/m
70.5
发动机的效率/%
25
最大舰载机数量/架
30
(1)下列有关航母、舰载飞机的说法不正确的是 C 。
A.飞机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力
B.飞机向前飞行时,是利用力的作用是相互的来获得推力的
C.飞机一般使用汽油机提供动力,原因是条件相同时,汽油机的功率更大
D.飞机降落时,以飞机为参照物,则航母是运动的
(2)航母采用重油为燃料,内燃机将燃料燃烧所产生的 内 能转化为机械能;舰载机降落时,飞机尾钩必须挂住甲板上的弹性阻拦索,使飞机的动能转化为弹性阻拦索的 弹性势 能。
(3)如果航母总功率全部用来提供它向前的牵引力,当航母以最高航速54km/h航行时,它产生的牵引力是 1×107 N,若在这种状态下匀速航行1000km,航母发动机的效率为25%,至少需要燃烧 103 t的重油。(重油的热值为4.0×107J/kg)
(4)若航母储存燃油的质量一定,发动机的效率一定,它在水中航行时受到的阻力与航速的平方成正比,航母 低速 (选填“低速”、“中速”或“高速”)行驶时续航里程(连续航行的最大距离)大,若将航速提高到原来的2倍,则发动机的功率必须提高到原来功率的 8 倍。
(5)为庆祝航母首次执行任务成功,各种焰火缤纷绽放。有一种质量为100g的叫做“高声”的焰火,其特点是不会爆炸,能够持续向下喷射火焰,产生大小为自重5倍的恒定的推力,因其速度快产生啸叫声,所以称为“高声”。经实验测量,这种焰火在运动时,受到的阻力与速度的关系如图丙所示,则焰火受到的最大阻力为 4 N,焰火能够达到的最大速度为 10 m/s(火药的质量不计,g取10N/kg)。
【分析】(1)①物体静止或做匀速直线运动时,受到的力平衡力;
②力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
③汽油机的功率小;
④判断物体运动还是静止的,要选择参照物,选择的参照物不同,得出的结论也可能不同。
(2)内燃机工作时将燃料燃烧获得的内能转化为机械能;
阻拦索发生形变时能产生拉力,降低飞机的速度;
(3)知道航母最高航速,利用P=Fv求此时的牵引力;知道行驶的距离,利用W=Fs计算航母做的有用功(有用能量);根据效率公式求燃料完全燃烧放出的热量(总能量),再利用Q=mq求至少需要燃烧重油的质量;
(4)因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定,所以克服阻力的功一定,当航母匀速行驶时,W=Fs=fs,已知阻力与航速的平方成正比,所以续航里程与航速的平方成反比,低速行驶时续航里程大,据此分析;已知阻力与航速的平方成正比,即f=kv2,当物体匀速运动时牵引力F与阻力f相等;即F=f=kv2,所以发动机的功率为P=Fv=kv3;
(5)根据题意先求出最大推力,根据力的平衡条件求出焰火受到的最大阻力;根据图象读出此时的速度即为焰火能够达到的最大速度。
【解答】解:
(1)A、飞机静止在航母甲板时,飞机受到的重力与支持力是一对平衡力,故A正确;
B、飞机起飞时,螺旋桨转动对空气施加向后的推力,由于物体间力的作用是相互的,因此空气同时对飞机施加向前的推力,飞机就起飞了,故B正确;
C、飞机上一般使用喷气发动机来获得前进的动力,在功率相同时,喷气发动机比内燃机更轻便,且喷气发动机的效率更高一些,故C错误;
D、飞机降落时,以飞机为参照物,航母的位置不断发生变化,因此航母是运动的,故D正确;
故选:C;
(2)内燃机工作时,将燃料燃烧所产生的内能转化为机械能;
舰载机降落时,阻拦索会拉住飞机,阻拦索被拉长,使飞机的速度减小,飞机的动能转化为弹性阻拦装置的弹性势能;
(3)航母最高航速v=54km/h=15m/s航行时,
由P===Fv得航母产生的牵引力是:
F===1×107N;
在这种状态下匀速航行1000km,需要的机械能为:
W=Fs=1×107N×1000×103m=1×1013J;
航母发动机的效率η=得:
25%=,
解得重油放出的热量:Q放=4×1013J;
根据Q放=qm得需要完全燃烧重油的质量为:
m===1×106kg=103t;
(4)因为燃油质量、燃油热值、航母发动机效率一定,所以克服阻力的功一定,当航母匀速行驶时,W=Fs=fs,已知阻力与航速的平方成正比,所以续航里程与航速的平方成反比,低速行驶时续航里程大;
由题意可知,f=kv2;
当物体匀速运动时牵引力F与阻力f相等;即F=f=kv2,所以发动机的功率为P=Fv=kv3,
将航速提高到原来的2倍,则发动机的功率:P′=kv′3=k(2v)3=8kv3=8P;
(5)焰火的重力:G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,
恒定的推力:F′=5G=5×1N=5N,
当焰火上升时,焰火受到竖直向下的重力和阻力、竖直向上的推力,
所以最大阻力f=F′﹣G=5N﹣1N=4N;
由图可知,当阻力最大为4N时,焰火能够达到的最大速度v=10m/s。
故答案为:(1)C;(2)内;弹性势;(3)1×107;103;(4)低速;8;(5)4;10。
【点评】本题以航母为题考查了相关的物理知识,综合性很强,计算量比较大,具有一定的难度。
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