广东省惠州市惠阳一中2023-2024学年九年级上学期物理第一次月考试卷
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一.选择题(共7小题)
1.下列关于力做功的说法,正确的是( )
A.人提着箱子站在地上不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上行驶,汽车所受重力对汽车做了功
D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功
2.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面,所做的功最接近于( )
A.0.021J B.0.21J C.2J D.20J
3.建筑工地上,起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶,如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时,其原因是( )
A.起重机的功率大,做功多
B.起重机的功率大,做功快
C.起重机的机械效率高,做功慢
D.起重机的机械效率高,做功多
4.0℃的冰全部熔化成0℃的水,体积将变小,比较这块0℃的冰和熔化成0℃的水,它们具有的内能,下列说法正确的是( )
A.它们的内能相等 B.0℃的冰具有的内能较多
C.0℃的水具有较多的内能 D.无法确定
5.实验室中有一瓶酒精,在做实验时已经用去一半,同时由于气温升高酒精的温度升高了,则剩余的酒精的比热容和热值( )
A.都是原来的一半
B.比热容不变,热值是原来的一半
C.比热容不变,热值不变
D.比热容增大,热值增大
6.下列有关温度、内能、热量和比热容的说法中,正确的是( )
A.物体的温度越高,热量越多
B.物体的温度越高,比热容越大
C.物体的内能越大,热量越多
D.物体的温度越高,内能越大
7.质量相等,初温相同的甲、乙两种不同的液体,分别用两个相同的加热器加热,加热过程中温度随时间变化图象如图所示,根据图象可得到两液体的比热容( )
A.甲液体的比热容大
B.乙液体的比热容大
C.甲、乙两液体的比热容一样大
D.无法判断
二.填空题(共10小题)
8.在水平地面上,一个小朋友用50N的水平推力推重为100N的箱子,在10s内前进了10m,则这个小朋友对箱子做的功为 J,重力做的功为 J。
9.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600J,起重机做的有用功是 ,总功是 ,机械效率是 。
10.装满水的洒水车,在平直的马路上一边洒水一边匀速前进,在它洒水的过程中,洒水车的动能将 ,重力势能将 (选填“增加”、“不变”或“减少”)。
11.斜坡长10m,顶端与底端的竖直高度为6m,当小莉沿着斜坡用F=100N的力把一质量为10 kg的货箱从斜坡底端缓慢地推到斜坡顶端的过程中,她对货厢做的功为 J,货厢克服斜坡的摩擦力做的功是 J.(g取10N/kg)
12.在受太阳照射条件相同时,沿海地区比内陆地区温度变化小,这是因为水与干沙土相比 的 较大。
13.请分析一下两个有关能量的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸,说明物体的动能大小与它的 有关。
(2)旋转图中的吸管后,将可乐罐放在桌面上,罐就会运动起来,这是因为罐中的橡皮筋积蓄了 能,转化为 能。
(3)高楼层的楼房窗台上不允许放花盆是因为高处的花盆具有较大的 能,危险性较大。
14.燃料燃烧的过程是 能转化为 能的过程。在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析它突出的优点是 ;从环保角度分析它突出的优点是 。(天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg)
15.物体内能的改变有两种方式。下现象中内能的改变是哪一种方式
(1)用打气筒给自行车打气时气筒会发热,是 使气筒内能改变
(2)古代人类钻木取火,是 使木的内能改变
(3)冰块在阳光下熔化成水是 使冰块的内能改变。
(4)当物体对外做功时,它的内能 ,温度 ;当外界对物体做功时,物体的内能 ,温度 。
16.一个学生想通过登楼梯来估测自己的功率。为此,他必须测量的物理量有: 、 、 。
17.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为 N,测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为 %,如果G变大,此杠杆机械效率将变 。
三.解答题(共7小题)
18.某学生在做“测定滑轮组机械效率”实验时,记录情况如下表格:
滑轮使用
钩码重(N)
钩码升高(m)
弹簧测力计示数(N)
绳自由端移动距离(m)
机械效率(η)
一定一动
1
0.1
0.4
0.3
(1)在表格内填入机械效率的计算式及计算结果。
(2)在图中画出实验时细线的缠绕方式。
(3)若改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,则弹簧秤上示数将 (选填“变大、变小、不变”),此时滑轮组机械效率将 ,其原因是 。
(4)本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离,则滑轮组机械效率η== 。
19.为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用 (填“同样的”或“不同的”)的加热器加热水和煤油,实验数据记录如下表:根据实验记录数据,请你分析物体温度升高时吸热多少与哪些因素有关:
(1)比较1、2两烧杯的实验记录,得出的结论是 。
(2)比较 两烧杯的实验记录,得出的结论是物质吸收热量的多少与变化温度有关。
(3)比较1、3两烧杯的实验记录,得出的结论是 。
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收热量的多少与 有关。
烧杯号
液体
质量/g
初温/
末温/
加热时间/min
1
水
300
20
30
12.3
2
水
150
20
30
6.2
3
煤油
300
20
30
6.1
4
煤油
300
20
25
3.1
20.学习了电学和热学知识后,小明通过实验得知:用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃,需要1.05元电费,用煤气灶做同样的实验,需要消耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/kg,假设煤炉的利用效率为20%,无烟煤的价格是0.34元/kg,则须花费多少钱?
(2)如果某地区可以同时供电、煤气和煤,从经济和环保的角度进行综合分析,你会建议使用哪种燃料?请简要说明理由。
21.如图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重量是3100N,配重的重量是3000N,某次电梯载货量的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿厢的速度大小。
(2)配重重力对配重做的功。
(3)电动机的功率至少多大?
22.人造地球卫星在大气层外绕地球运转,它的速度很大,一天可以绕地球飞行几圈到十几圈。它运行的轨道为椭圆形,如图所示。它的轨道上有一点离地球最近,这个点叫近地点;有一点离地球最远,这个点叫远地点。卫星在运转的过程中,机械能是守恒的。回答下列问题:
(1)当卫星从远地点向近地点运行的过程中,它的动能和势能的变化情况是 ;
(2)卫星在近地点动能最 ,势能最 ;在远地点动能最 ,势能最 。
23.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)。
加热的时间/(min)
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
(1)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、水的质量和初温相同。
(2)两种燃料在燃烧时,先将自身的 能转化为内能,再通过热传递,把能量传给水。
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(4)该同学在实验前后,用天平测出分别测了瓶中煤油燃料的质量,发现用去了0.01Kg的煤油,通过计算,算出实验中水吸收的热量为2.3×105J,假设煤油燃烧放出的热量全部被水吸收,请计算出煤油的热值为 。实际上,你认为煤油的实际热值比这个计算结果大还小呢吗? ,你的理由是 。
(5)假设实验中,煤油实际放出的热量是4.6×105J,则这台煤油灯的热机效率是 。
(6)用两个相同的加热器分别对质量相同的煤油(甲)和菜籽油(乙)同时加热(不计热损失),得到了它们
的温度随时间变化的图线如图丙,则下列对它们的比热容大小进行判断的说法,正确的是
A、甲的比热容大 B、乙的比热容大
C、甲、乙的比热容一样大 D、条件不足,无法确定。
24.我们知道,骑自行车时,骑得越快受到空气的阻力越大;撑雨伞行走时,凹面迎风比凸面迎风受到空气的阻力较大。为了研究空气阻力与哪些因素有关,小军同学设计了如下实验和相关的记录。
实验器材
电吹风、压力弹簧秤、纸片、剪刀、透明胶
实验现象
甲、乙、丙三次实验时电吹风的风速相同
丁实验时电吹风的风速比前三次都大
(1)根据小军同学的研究实验,请回答:
①通过比较甲、乙、丙三次实验可以得出结论: 。
②通过比较甲、丁两次实验可以得出结论: 。
(2)根据小军同学的实验结论,除骑自行车和撑雨伞的例子外,请再举一个日常生活或生产实践中的应用例子。例: 。
2019年惠阳一中九年级第一次月考试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共7小题)
1.下列关于力做功的说法,正确的是( )
A.人提着箱子站在地上不动,手的拉力对箱子没有做功
B.人把箱子从二楼提到三楼,手的拉力对箱子没有做功
C.汽车在水平公路上行驶,汽车所受重力对汽车做了功
D.过山车向下运动过程中,车上乘客所受重力对乘客没有做功
【解答】解:
A、手提着箱子不动,手对箱子施加了力,但没有移动距离,手对箱子不做功,故A正确;
B、人把箱子从二楼提到三楼,手对箱子施加了力,并且在力的方向上移动了距离,手对箱子做了功,故B错;
C、汽车在水平公路上行驶,在重力的方向上没有移动了距离,重力对汽车不做功,故C错;
D、过山车向下运动过程中,车上乘客,在重力的方向上移动了距离,重力对乘客做了功,故D错。
故选:A。
2.林雨将掉在地上的物理课本捡回桌面,所做的功最接近于( )
A.0.021J B.0.21J C.2J D.20J
【解答】解:因物理课本的重力大约为2N,课桌高度约为1m,所以林雨对课本做的功W=Gh=2N×1m=2J。
故选:C。
3.建筑工地上,起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶,如果人直接用滑轮组来提升则需要几个小时,其原因是( )
A.起重机的功率大,做功多
B.起重机的功率大,做功快
C.起重机的机械效率高,做功慢
D.起重机的机械效率高,做功多
【解答】解:A、起重机和人对砖做功相同,起重机用时少,做功快,功率大。起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶,做功相同。不符合题意。
B、起重机和人对砖做功相同,起重机用时少,做功快,功率大。符合题意。
C、起重机和人做的有用功相同,起重机做的额外功多,有用功与总功的比值小,机械效率低。不符合题意。
D、起重机和人做的有用功相同,起重机做的额外功多,有用功与总功的比值小,机械效率低。起重机和人用滑轮把相同的砖都运到楼顶,做功相同。不符合题意。
故选:B。
4.0℃的冰全部熔化成0℃的水,体积将变小,比较这块0℃的冰和熔化成0℃的水,它们具有的内能,下列说法正确的是( )
A.它们的内能相等 B.0℃的冰具有的内能较多
C.0℃的水具有较多的内能 D.无法确定
【解答】解:0℃的水和0℃的冰,温度相同,说明分子动能相同,而体积不同,说明分子势能不相等。所以,内能不相等。故A错误。
0℃的冰具有的内能较多,错误,冰融化成水时要吸热,所以,0℃的水具有较多的内能。故B、D错误,C正确。
故选:C。
5.实验室中有一瓶酒精,在做实验时已经用去一半,同时由于气温升高酒精的温度升高了,则剩余的酒精的比热容和热值( )
A.都是原来的一半
B.比热容不变,热值是原来的一半
C.比热容不变,热值不变
D.比热容增大,热值增大
【解答】解:比热容是物质的一种特性,各种物质都有自己的比热,某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关,所以一瓶酒精用去一半,剩下的酒精的比热容不变;
③燃料的热值是燃料的一种特性,与燃料的质量、温度和体积无关,所以一瓶酒精用去一半,剩下的酒精的热值不变。
故选:C。
6.下列有关温度、内能、热量和比热容的说法中,正确的是( )
A.物体的温度越高,热量越多
B.物体的温度越高,比热容越大
C.物体的内能越大,热量越多
D.物体的温度越高,内能越大
【解答】解:A、物体的温度越高,分子无规则运动的越剧烈,说明分子的动能越大,但热量不一定越多,故说法错误;
B、比热容是物质的一种特性,与物体温度的高低没有关系,此项说法错误;
C、物体的内能越大,可能是做功改变的,也可能是热传递拉改变的,所以不一定是吸收热量,此项说法错误;
D、影响内能的因素是物体的温度,物体的温度升高,内能增大,此项说法正确。
故选:D。
7.质量相等,初温相同的甲、乙两种不同的液体,分别用两个相同的加热器加热,加热过程中温度随时间变化图象如图所示,根据图象可得到两液体的比热容( )
A.甲液体的比热容大
B.乙液体的比热容大
C.甲、乙两液体的比热容一样大
D.无法判断
【解答】解:由图示可以看出,当加热时间相同时,即吸收的热量相同时,甲的温度升高的快,
利用热量的计算公式Q吸=cm△t可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得快,它的比热容小;
所以,甲的比热容小,乙的比热容大。
故选:B。
二.填空题(共10小题)
8.在水平地面上,一个小朋友用50N的水平推力推重为100N的箱子,在10s内前进了10m,则这个小朋友对箱子做的功为 500 J,重力做的功为 0 J。
【解答】解:
(1)推力对箱子做的功:
W=Fs=50N×10m=500J;
(2)重力方向竖直向下,箱子沿水平方向前进,重力不做功,即WG=0J;
故答案为:500;0。
9.一台起重机将3600N的货物提高4m,如果额外功是9600J,起重机做的有用功是 14400J ,总功是 24000J ,机械效率是 60% 。
【解答】解:起重机做的有用功:
W有=Gh=3600N×4m=14400J
总功:
W总=W有+W额=14400J+9600J=24000J,
机械效率:
η===60%。
故答案为:14400J;24000J;60%。
10.装满水的洒水车,在平直的马路上一边洒水一边匀速前进,在它洒水的过程中,洒水车的动能将 减少 ,重力势能将 减少 (选填“增加”、“不变”或“减少”)。
【解答】解:
(1)洒水车在平直的马路上边洒水边匀速前进时,速度不变,而质量不断减小,所以动能不断减少;
(2)高度不变,质量减小,重力势能不断减少。
故答案为:减少;减少。
11.斜坡长10m,顶端与底端的竖直高度为6m,当小莉沿着斜坡用F=100N的力把一质量为10 kg的货箱从斜坡底端缓慢地推到斜坡顶端的过程中,她对货厢做的功为 1000 J,货厢克服斜坡的摩擦力做的功是 400 J.(g取10N/kg)
【解答】解:小莉对货厢做的功:W总=FS=100N×10m=1000J;
有用功W有用=Gh=mgh=10kg×10N/Kg×6m=600J;
货厢克服斜坡的摩擦力做的功:W额=W总﹣W有用=1000J﹣600J=400J。
故答案为:1000J、400J。
12.在受太阳照射条件相同时,沿海地区比内陆地区温度变化小,这是因为水与干沙土相比 水 的 比热容 较大。
【解答】解:沿海地区多水,水的比热容大,在同样吸放热条件下,水的温度变化小,所以昼夜温度变化不大。
故答案为 水,比热容。
13.请分析一下两个有关能量的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟者也”。强弩之末不能穿透薄薄的丝绸,说明物体的动能大小与它的 速度 有关。
(2)旋转图中的吸管后,将可乐罐放在桌面上,罐就会运动起来,这是因为罐中的橡皮筋积蓄了 弹性势 能,转化为 动 能。
(3)高楼层的楼房窗台上不允许放花盆是因为高处的花盆具有较大的 重力势 能,危险性较大。
【解答】解:(1)强弩之末不能穿透薄薄的丝绸,这是因为它的速度已经变得太小了,说明物体的动能大小与它的速度有关。
(2)旋转图中的吸管后,将可乐罐放在桌面上,罐就会运动起来,这是因为罐中的橡皮筋发生了弹性形变,积蓄了弹性势能,再转化为动能,从而使罐运动起来。
(3)高楼层的楼房窗台上不允许放花盆是因为高处的花盆具有较大的重力势能,在下落时,会转化为更多的动能,危险性较大。
故答案为:(1)速度;(2)弹性势;动;(3)重力势。
14.燃料燃烧的过程是 化学 能转化为 内 能的过程。在我国实施的“西气东输”工程中,西部地区的天然气被输送到缺乏能源的东部地区。天然气与煤相比,从热学角度分析它突出的优点是 热值大 ;从环保角度分析它突出的优点是 污染小 。(天然气、煤的热值分别为1.14×108J/kg、3×107J/kg)
【解答】解:
(1)人类使用的能量大部分是从燃料中获得的内能。在燃料燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能;
(2)从热学角度分析,天然气的热值大,相等质量的燃料,热值大的放热就多;
(3)从环保角度分析,天然气燃烧污染小,而煤燃烧不仅放出二氧化碳,还要产生其它有害气体。
故答案为:化学;内;热值大;污染小。
15.物体内能的改变有两种方式。下现象中内能的改变是哪一种方式
(1)用打气筒给自行车打气时气筒会发热,是 做功 使气筒内能改变
(2)古代人类钻木取火,是 做功 使木的内能改变
(3)冰块在阳光下熔化成水是 热传递 使冰块的内能改变。
(4)当物体对外做功时,它的内能 减小 ,温度 降低 ;当外界对物体做功时,物体的内能 增加 ,温度 升高 。
【解答】解:(1)用打气筒给自行车打气时气筒会发热,是对空气做功,使空气的内能增大,温度升高;
(2)古代人类钻木取火,是摩擦做功,使物体的能增大,温度升高;
(3)冰块在阳光下熔化成水是热传递使冰块的内能改变,属能量的转移。
(4)做功和热传递都可以改变物体的内能,且对物体做功,物体内能会增加,温度升高;若物体对外做功,物体内能会减小,其温度降低。
故答案为:(1)做功;(2)做功;(3)热传递。(4)减小;降低;增加;升高。
16.一个学生想通过登楼梯来估测自己的功率。为此,他必须测量的物理量有: 自己的质量 、 每层楼高度 、 登楼所用时间 。
【解答】解:一个学生上楼梯的过程就是克服其重力做功的过程,w=FS=Gh,根据功率的计算公式可知,需要测量的物理量有自己的质量、每层楼高度、登楼所用的时间。故答案为:自己的质量,每层楼高度,登楼所用的时间。
17.如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为 2.5 N,测力计上升的高度s为0.2m。物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为 90 %,如果G变大,此杠杆机械效率将变 大 。
【解答】解:(1)由图可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,测力计的示数F为2.5N;
(2)有用功:W有用=Gh=1.5N×0.3m=0.45J;
总功:W总=Fs=2.5N×0.2m=0.5J;
则杠杆的机械效率:
η=×100%=×100%=90%;
(3)在阻力一定的情况下,物重越大,有用功占总功的比值越大,杠杆的机械效率越大。
所以,如果G变大,此杠杆机械效率将变大。
故答案为:2.5;90;大。
三.解答题(共7小题)
18.某学生在做“测定滑轮组机械效率”实验时,记录情况如下表格:
滑轮使用
钩码重(N)
钩码升高(m)
弹簧测力计示数(N)
绳自由端移动距离(m)
机械效率(η)
一定一动
1
0.1
0.4
0.3
(1)在表格内填入机械效率的计算式及计算结果。
(2)在图中画出实验时细线的缠绕方式。
(3)若改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,则弹簧秤上示数将 变小 (选填“变大、变小、不变”),此时滑轮组机械效率将 变小 ,其原因是 因为多提了一个动滑轮,多做了额外功 。
(4)本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离,则滑轮组机械效率η== ×100% 。
【解答】解:(1)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=×100%=83.3%;
答:机械效率的计算式为η=×100%,机械效率为83.3%。
(2)绳子自由端移动的距离为0.3m,钩码升高的距离为0.1m,
∴与动滑轮相连的绳子段数为:n===3
3为奇数,所以绳子起始端要系在动滑轮的挂钩上,然后往定滑轮的边框开始绕线,如下图所示。
答:绕线如下图:
(3)改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物,与动滑轮相连的绳子段数n多了,根据省力公式F=比以前更省力了,弹簧测力计的示数变小了;提升物体重力不变,动滑轮重力增大了,客服动滑轮重力做的额外功增多了,所以机械效率减小了。
答:变小、变小、因为多提了一个动滑轮,多做了额外功。
(4)若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离,则根据η=×100%=×100%以及S=nh,可得机械效率的计算公式为η=×100%。
答:若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离,则滑轮组机械效率η==×100%。
19.为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用 同样的 (填“同样的”或“不同的”)的加热器加热水和煤油,实验数据记录如下表:根据实验记录数据,请你分析物体温度升高时吸热多少与哪些因素有关:
(1)比较1、2两烧杯的实验记录,得出的结论是 同种物质,升高相同温度,质量越大,吸收热量越多 。
(2)比较 3、4 两烧杯的实验记录,得出的结论是物质吸收热量的多少与变化温度有关。
(3)比较1、3两烧杯的实验记录,得出的结论是 在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同 。
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收热量的多少与 物质的种类、物体的质量、温度的变化量 有关。
烧杯号
液体
质量/g
初温/
末温/
加热时间/min
1
水
300
20
30
12.3
2
水
150
20
30
6.2
3
煤油
300
20
30
6.1
4
煤油
300
20
25
3.1
【解答】解:为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,必须保证热源相同,因此小明用4个相同的烧杯分别盛水和煤油,用同样的加热器加热水和煤油;
(1)1杯的质量是300g,升高10℃用的时间是12.3min;2杯的质量是150g,升高10℃用的时间是6.2min,而每分钟吸收的热量是相等的,故该现象说明:同种物质,升高相同温度,质量越大,吸收热量越多。
(2)3杯的质量是300g,升高10℃用的时间是6.1min,4杯的质量是300g,升高5℃用的时间是3.1min,而每分钟吸收的热量是相等的,故3、4数据说明:是物质吸收热量的多少与变化温度有关。
(3)1杯的质量是300g,升高10℃用的时间是12.3min;3杯的质量是300g,升高10℃用的时间是6.2min,而每分钟吸收的热量是相等的,故该现象说明:在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同。
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、温度的变化量都有关系。
故答案为:同样的;(1)同种物质,升高相同温度,质量越大,吸收热量越多;(2)3、4;(3)在质量和升高的温度都相同时,不同物质吸收的热量不同;(4)物质的种类、物体的质量、温度的变化量。
20.学习了电学和热学知识后,小明通过实验得知:用电热壶将20℃、15kg的水加热到100℃,需要1.05元电费,用煤气灶做同样的实验,需要消耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。
(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/kg,假设煤炉的利用效率为20%,无烟煤的价格是0.34元/kg,则须花费多少钱?
(2)如果某地区可以同时供电、煤气和煤,从经济和环保的角度进行综合分析,你会建议使用哪种燃料?请简要说明理由。
【解答】解:(1)Q吸=Cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×15kg×(100℃﹣20℃)=5.04×106J
∵η=
∴==2.52×107J
∵Q放=qm
∴m==
0.74kg×0.34元/kg≈0.25元
答:如果使用无烟煤须花费0.25元钱。
(2)从经济的角度使用无烟煤价格最低,从环保的角度用电污染最小。建议使用电。
21.如图是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、配重、缆绳、滑轮和电动机等部件组成,连接轿厢的两根缆绳非常靠近,轿厢空载时的重量是3100N,配重的重量是3000N,某次电梯载货量的重量是1000N,当电梯匀速上升15m,所用的时间为10s,不计缆绳重力和一切摩擦阻力,在此运动过程中,求:
(1)轿厢的速度大小。
(2)配重重力对配重做的功。
(3)电动机的功率至少多大?
【解答】解:(1)轿厢运动的速度:v===1.5m/s;
(2)配重重力对配重做的功:W=Fs=Gh=3000N×15m=4.5×104J。
(3)当轿厢匀速上升时,轿厢竖直向下受到自身重和载货重,竖直向上受到配重拉力和电机的拉力,满足G空+G货=F配+F电,
所以,F电=G空+G货﹣F配=3100N+1000N﹣3000N=1100N,
所以,电动机的至少功率:P===F电v=1100N×1.5m/s=1650W。
答:(1)轿厢的速度大小为1.5m/s;
(2)配重重力对配重做的功为4.5×104J;
(3)电动机的功率至少为1650W。
22.人造地球卫星在大气层外绕地球运转,它的速度很大,一天可以绕地球飞行几圈到十几圈。它运行的轨道为椭圆形,如图所示。它的轨道上有一点离地球最近,这个点叫近地点;有一点离地球最远,这个点叫远地点。卫星在运转的过程中,机械能是守恒的。回答下列问题:
(1)当卫星从远地点向近地点运行的过程中,它的动能和势能的变化情况是 卫星从远地点向近地点运行的过程中,动能逐渐增加,势能逐渐减小;从近地点向远地点运行的过程中,动能逐渐减小,势能逐渐增加。 ;
(2)卫星在近地点动能最 大 ,势能最 小 ;在远地点动能最 小 ,势能最 大 。
【解答】解:(1)同一物体的重力势能随高度的增加而增加,同一物体的动能随速度的增加而增加。卫星从远地点向近地点运行的过程中,高度逐渐减小,所以它的重力势能逐渐减小,又因为机械能守恒,所以卫星减小的重力势能转化为它的动能,它的动能就会逐渐增加。反之它的重力势能逐渐增大,动能逐渐减小。
(2)在近地点,由于卫星的高度最小,它的重力势能最小,转化的动能最多,所以在近地点它的动能最大;相反,在远地点,卫星的动能最小,势能最大。
故答案为:(1)卫星从远地点向近地点运行的过程中,动能逐渐增加,势能逐渐减小;从近地点向远地点运行的过程中,动能逐渐减小,势能逐渐增加。
(2)大;小;小;大。
23.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见表)。
加热的时间/(min)
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
(1)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间、水的质量和初温相同。
(2)两种燃料在燃烧时,先将自身的 化学 能转化为内能,再通过热传递,把能量传给水。
(3)通过表中记录本的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 煤油 。
(4)该同学在实验前后,用天平测出分别测了瓶中煤油燃料的质量,发现用去了0.01Kg的煤油,通过计算,算出实验中水吸收的热量为2.3×105J,假设煤油燃烧放出的热量全部被水吸收,请计算出煤油的热值为 2.3×107J/Kg 。实际上,你认为煤油的实际热值比这个计算结果大还小呢吗? 偏小 ,你的理由是 煤油没有完全燃烧 。
(5)假设实验中,煤油实际放出的热量是4.6×105J,则这台煤油灯的热机效率是 50% 。
(6)用两个相同的加热器分别对质量相同的煤油(甲)和菜籽油(乙)同时加热(不计热损失),得到了它们
的温度随时间变化的图线如图丙,则下列对它们的比热容大小进行判断的说法,正确的是 B
A、甲的比热容大 B、乙的比热容大
C、甲、乙的比热容一样大 D、条件不足,无法确定。
【解答】解:(2)两种燃料在燃烧时,先将自身的化学能转化为内能,再通过热传递,把能量传给水;
(3)分析表格数据可知,甲杯水的温度升高的较快,即煤油燃烧产生的热量多,所以其热值大;
(4)因为Q放=Q吸,所以由Q放=mq可的,q===2.3×107J/Kg;
因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此这样的计算结果不可靠;
(5)煤油灯的热机效率:η=×100%=×100%=50%;
(6)质量相等、初温相同的甲和乙两种液体,分别用两个相同的加热器加热,如图所示,在某一定时间时,甲的温度的变化量比乙的温度变化量大;
利用热量的计算公式Q=cm△t 分析,甲的比热容小;乙的比热容大,故选B;。
故答案为:(2)化学;(3)煤油;(4)偏小;煤油没有完全燃烧;(5)50%;(6)B。
24.我们知道,骑自行车时,骑得越快受到空气的阻力越大;撑雨伞行走时,凹面迎风比凸面迎风受到空气的阻力较大。为了研究空气阻力与哪些因素有关,小军同学设计了如下实验和相关的记录。
实验器材
电吹风、压力弹簧秤、纸片、剪刀、透明胶
实验现象
甲、乙、丙三次实验时电吹风的风速相同
丁实验时电吹风的风速比前三次都大
(1)根据小军同学的研究实验,请回答:
①通过比较甲、乙、丙三次实验可以得出结论: 在风速和迎风面积相同的情况下,物体受到的空气阻力与物体迎面的形状有关,凸面迎风阻力小,凹面迎风阻力大 。
②通过比较甲、丁两次实验可以得出结论: 在迎风面积与迎面形状相同的情况下,物体受到的空气阻力与运动速度的快慢有关,运动速度越大,阻力越大 。
(2)根据小军同学的实验结论,除骑自行车和撑雨伞的例子外,请再举一个日常生活或生产实践中的应用例子。例: 汽车、飞机、火车的前部做成凸形减少空气阻力 。
【解答】解:(1)①从甲、乙、丙三图中看出纸片形状不同,电吹风的风速相同测力计示数也不同可得:在风速和迎风面积相同的情况下,物体受到的空气阻力与物体迎面的形状有关,凸面迎风阻力小,凹面迎风阻力大
②由甲、丁两图知在纸片相同情况下,电吹风的风速较大,测力计示数不同可得:在迎风面积与迎面形状相同的情况下,物体受到的空气阻力与运动速度的快慢有关,运动速度越大,阻力越大。
(2)降落伞的凹面向下增大阻力;飞机上的减速伞凹面与飞行方向同向增大空气阻力;汽车、飞机、火车的前部做成凸形减少空气阻力。
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