河南省安阳市北关区2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(10月份)
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这是一份河南省安阳市北关区2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(10月份),共26页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验探究,计算题等内容,欢迎下载使用。
河南省安阳市北关区2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(10月份)(解析版)
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)如图所示的充电宝带有手电筒功能,手电筒的发光二极管发光时,充电宝相当于电路中的 ,此时将 (选填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”)。
2.(2分)如图所示,医护人员在工作过程中,所戴的护目镜镜片常会变得模糊不清 造成的(填写物态变化的名称),模糊不清的“雾气”在护目镜的 (选填“内”或“外”)侧产生。
3.(3分)如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的 (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中,每秒钟对外做功 J。
4.(2分)如图所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图象,假设热水放出的热量全部被冷水吸收,冷水温度变化量与热水温度变化量之比是 ,冷水与热水的质量之比是 。
5.(2分)小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g,烧杯中水的质量为200g,初温为23℃,当水温升高到43℃时,立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q= J。他想利用Q放=Q计算酒精的热值,还需进行的实验操作是 ,他所测算出的热值与真实值相比偏 。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
6.(3分)如图所示,将一块透明有机玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停 ,能够 小纸屑,小纸屑接触玻璃板后迅速被弹开,这是因为它们带上了同种电荷而相互 。
二、选择题(每小题2分,共16分)
7.(2分)南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是﹣25℃,一天(如图)之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下( )
A.豆豆:呵呵,我们这里太冷了,冰山肯定没有内能了
B.丁丁:你说的太对了,这么冷的地方,组成冰山的分子也都停止运动了,哪会有内能呢!我们应该抱团取暖,以便把我的温度传给你
C.丁丁:唉,反正我现在身体不含有热量,冻死喽
D.豆豆:我们一起跳舞吧,这样能暖和一些
8.(2分)下列关于热值和热机效率的说法中正确的是( )
A.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
B.燃料若没有完全燃烧,燃料热值将变小
C.热机的功率越大,热机效率就越高
D.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率
9.(2分)如图所示,验电器A带正电,B不带电,发现验电器A金属箔张角变小,验电器B金属箔张开。下列说法不正确的是( )
A.验电器金属箔张开是因为它们带同种电荷
B.直棒中瞬间电流的方向是从A流向B
C.正电荷从A移到B,所以两个验电器都带正电
D.验电器之间的直棒不可能是绝缘体
10.(2分)家庭用电冰箱中消耗电能的器件主要是电动压缩机和照明灯泡,其中照明灯泡L受门控开关S1控制,电动压缩机M受温控开关S2控制,要求它们既能单独工作又能同时工作,如图是几个同学画的家用电冰箱的电路图( )
A. B.
C. D.
11.(2分)质量相同的铜块和铁块,吸收相同的热量后,将它们相互接触(c铜<c铁),则( )
A.它们之间不发生热传递 B.热量由铜块传给铁块
C.热量由铁块传给铜块 D.无法确定热量如何传递
12.(2分)现代建筑业出现一种新型材料,这种材料低于15℃时为固态,在15℃时开始熔化,均匀混入水泥等材料中,制成地板或墙板,能表示这种材料凝固过程的图象是( )
A. B.
C. D.
(多选)13.(2分)如图所示,下列说法正确的是( )
A.闭合S2,断开S1、S3,灯L1、L2串联
B.闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联
C.闭合S2、S3,断开S1,只有灯L1亮
D.闭合S1、S2,断开S3,只有灯L1亮
(多选)14.(2分)在“比较不同液体比热容大小”的实验中,用相同酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等水=4.2×103J/(kg•℃),则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A.乙液体的比热容为2.1×1.03J/(kg•℃)
B.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C.第1次实验中,水吸收的热量一定等于酒精燃烧放出的热量
D.第3、4次实验中,乙液体吸收的热量等于丙液体吸收的热量
三、作图题(每题2分,共4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,在答题卡上完成电路的连接。
16.(2分)如图所示,试在两个虚线框内,选填“电源”和“开关”的符号
四、实验探究(17题7分,18题6分,19题6分,共19分)
17.(7分)如图甲是小刚“探究冰的熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时温度随时间变化的图象。
(1)组装实验器材时,要 (“自下往上”、“自上而下”)组装,这样做的目的是为了 ;
(2)本实验采取水浴法加热,其目的是为了使冰 ;
(3)实验中碎冰的冰面应该 (填“低于”、“高于”或“等于”)烧杯中水的液面,加热时除了观察冰的温度变化,还需要不断观察冰的 变化;
(4)第6min时该物质处于 态(选填“固”或“液”或“固液共存”),冰熔化用时 s。
18.(6分)为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收的热量是否相同,某实验小组用天平称取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图甲所示。
液体名称
液体质量
m/g
液体初温
t1/℃
液体末温
t2/℃
加热时间
t/min
水
200
20
30
12
煤油
200
20
30
6
(1)为了完成该实验,除如图所示器材外,还需要的测量工具是 。
(2)加热时,某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示,则此时水的温度是 ℃。
(3)实验数据记录如表,分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度 (选填“相同”或“不同”), 的吸热本领更强(选填“水”或“煤油”)。
(4)若使质量相同的水和煤油加热相同的时间,则 (填“水”或“煤油”)升高的温度更高。
(5)根据表格的数据计算,当加热时间为12min时,这些水吸收的热量是 J[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
19.(6分)小明在做“探究水的沸腾”实验时,所使用的实验装置如图1甲所示:
(1)按照实验规范要求,调整铁圈B,确定其高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)图乙为某小组绘制的温度﹣时间图象,分析图象可知水沸腾时温度变化的特点是: 。
(3)图乙是小明根据实验数据描绘的水的沸腾图象。由图象可知,水的沸点低于100℃,则当时的大气压 (选填“高于”、“等于”或“低于”)标准大气压。小明观察到水沸腾时产生气泡的现象应是图2中的 ;小明想提高水的沸点,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法 (选填“可行”或“不可行”)。
(4)由如表给出的信息可知,本次实验应选用测温物质为 (选填“水银”或“酒精”)的温度计。
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
五、计算题(20题8分,21题9分,共17分)
20.(8分)小明观察到自家天然气热水器铭牌上标有加热效率为84%,在物理实践活动中,小明想验证热水器的实际加热效率是否与铭牌标识的加热效率一致。他测得自来水流入热水器时的温度恒为15℃,观察到天然气表消耗的天然气是0.2m3。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.2×107J/m3]则:
(1)热水器在工作时,自来水的内能增大是通过 的方式实现的;
(2)水吸收的热量;
(3)热水器的实际加热效率(百分数保留到0.1)。
21.(9分)如图所示,这是河南宇通自主研发的无人驾驶公交车,该车空车质量为3000kg。静止在水平地面时车轮与地面的总接触面积为0.12m2。某次测试时,无人驾驶公交车空车在水平路面上以30km/h的速度行驶5km,行驶过程中所受的阻力为2000N。(g取10N/kg,q汽油=4×107J/kg)
(1)空载的无人驾驶公交车静止在水平地面时对地面的压强是多少?
(2)测试过程中无人驾驶公交车牵引力做的功是多少?
(3)若无人驾驶公交车汽油机的热机效率为25%,则测试过程中完全燃烧汽油的质量是多少?
(4)请写出一个纯电动公交车与传统燃油公交车相比的优点。
参考答案与试题解析
一、填空题(每空1分,共14分)
1.(2分)如图所示的充电宝带有手电筒功能,手电筒的发光二极管发光时,充电宝相当于电路中的 电源 ,此时将 化学能转化为电能 (选填“化学能转化为电能”或“电能转化为化学能”)。
【分析】电路由电源、开关、导线、用电器组成,电源是提供电能的,用电器是消耗电能的;电源是将其他形式的能量转化为电能。
【解答】解:在电路中,手电筒的发光二极管发光时消耗电能;
此时充电宝将化学能转化为电能。
故答案为:电源;化学能转化为电能。
【点评】本题考查了电路的组成,能量的转化,重点是用电器和电源的区分,是一道基础题。
2.(2分)如图所示,医护人员在工作过程中,所戴的护目镜镜片常会变得模糊不清 液化 造成的(填写物态变化的名称),模糊不清的“雾气”在护目镜的 内 (选填“内”或“外”)侧产生。
【分析】物质由气态变为液态叫液化;液化现象出现在温度高的一侧。
【解答】解:医护人员在工作过程中,所戴的护目镜镜片常会模糊不清,是水蒸气遇冷液化形成的小水滴附着在护目镜镜片。
故答案为:液化;内。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
3.(3分)如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比 变低 (选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的 A (选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,若气缸在做功冲程中,每秒钟对外做功 10000 J。
【分析】(1)对物体做功时,物体的内能会增大,物体对外做功时,其内能会减小;内燃机在压缩冲程中,将机械能转化为内能;在做功冲程中,将内能转化为机械能;
(2)内燃机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,且知道每次做功的多少,进而算出每秒钟对外做的功。
【解答】解:
(1)气球内的气体向外喷出时,气体对外做功,所以球内气体的内能减小,则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了;
如图A,进气门和排气门都关闭,高温高压的燃气推动活塞做功,也是将内能转化为机械能;
(2)四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s,表示每秒钟飞轮转动50圈,对外做功1次,
已知每次做功400J,则每秒钟对外做的功:W=25×400J=10000J。
故答案为:变低;A;10000。
【点评】此题主要考查了做功改变物体的内能、能量的转化以及有关热机的简单计算,是一道基础题。
4.(2分)如图所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图象,假设热水放出的热量全部被冷水吸收,冷水温度变化量与热水温度变化量之比是 1:2 ,冷水与热水的质量之比是 2:1 。
【分析】(1)由图可知热水初温和末温,冷水的初温和末温,据此求出冷水温度变化量与热水温度变化量之比;
(2)热水和冷水的比热容相同,热水放出的热量和冷水吸收的热量相等,根据Q=cmΔt可知冷水与热水的质量之比。
【解答】解:(1)由图可知,热水的初温为80℃,则热水的温度变化量Δt热=80℃﹣40℃=40℃,
冷水的初温为20℃,末温为40℃冷=40℃﹣20℃=20℃,
则冷水温度变化量与热水温度变化量之比==;
(2)热水和冷水的比热容相同,热水放出的热量和冷水吸收的热量相等,
由Q=cmΔt可知,冷水与热水的质量之比===。
故答案为:1:7;2:1。
【点评】本题考查比热容公式的灵活运用,解题的关键是能从图中获取相关信息。
5.(2分)小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g,烧杯中水的质量为200g,初温为23℃,当水温升高到43℃时,立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q= 1.68×104 J。他想利用Q放=Q计算酒精的热值,还需进行的实验操作是 测出剩余酒精的质量 ,他所测算出的热值与真实值相比偏 小 。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】根据Q=cmΔt计算水吸收的热量;
已知Q放时,由q=可知,还需计算出燃烧酒精的质量,才能计算酒精的热值;
由于存在热量损失,酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收,再根据q=分析即可。
【解答】解:
根据题意可得,水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×102J/(kg•℃)]×200×10﹣3g×(43℃﹣23℃)=1.68×105J;
根据题意可知,Q放已知,由q=,还需计算出燃烧酒精的质量,所以应测量出剩余酒精的质量;
由于存在热量损失,酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收放,又因为燃烧掉酒精的质量是一定的,根据q=,所测算出的热值与真实值相比偏小。
故答案为:1.68×104;测出剩余酒精的质量;小。
【点评】本题考查热值的相关计算、吸热公式的应用以及对测量热值的偏差分析,有一定难度。
6.(3分)如图所示,将一块透明有机玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停 电荷 ,能够 吸引 小纸屑,小纸屑接触玻璃板后迅速被弹开,这是因为它们带上了同种电荷而相互 排斥 。
【分析】摩擦可以使物体带电,带电体具有吸引轻小物体的性质;
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。
【解答】解:带电体具有吸引轻小物体的性质,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,能吸引轻小物体;
小纸屑与玻璃板接触后,由于玻璃板上的电荷转移到纸屑上,而相互排斥。
故答案为:电荷;吸引。
【点评】本题考查了摩擦起电的知识和电荷间的相互作用规律,属于基础题,要求掌握。
二、选择题(每小题2分,共16分)
7.(2分)南极是世界上最冷的地方,常年平均气温是﹣25℃,一天(如图)之间发生了一次有趣的对话,他们的部分说法如下( )
A.豆豆:呵呵,我们这里太冷了,冰山肯定没有内能了
B.丁丁:你说的太对了,这么冷的地方,组成冰山的分子也都停止运动了,哪会有内能呢!我们应该抱团取暖,以便把我的温度传给你
C.丁丁:唉,反正我现在身体不含有热量,冻死喽
D.豆豆:我们一起跳舞吧,这样能暖和一些
【分析】(1)内能是物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和,一切物体都有内能;
(2)物质是由分子组成的,组成物质的分子在永不停息地做无规则运动;
(3)热量是指在热传递的过程中,内能的变化量,不能说物体含有热量;
(4)改变内能的方式是做功和热传递。
【解答】解:A、一切物体在任何情况下都有内能;
B、组成物质的分子在永不停息地做无规则运动,故B错误;
C、热量是过程量,不能用“含有”;
D、跳舞时,说明做功可以改变物体的内能,内能增加。
故选:D。
【点评】此题综合考查了分子动理论内容、内能的概念,温度、热量、内能的关系以及改变内能的方式,是一道综合题。
8.(2分)下列关于热值和热机效率的说法中正确的是( )
A.燃料热值越大,燃烧放出的热量越多
B.燃料若没有完全燃烧,燃料热值将变小
C.热机的功率越大,热机效率就越高
D.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率
【分析】(1)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;
(2)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叫做热机的效率,在工作过程中,损失的能量越少,热机的效率越高。
【解答】解:A.燃料燃烧放出热量的多少与热值的大小,热值大,故A错误;
B.燃料的热值仅与燃料的种类有关,故B错误;
C.热机的功率和热机效率是两个无关的物理量;
D.使燃料燃烧更充分,提高热机的效率。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握,明确热值是燃料的一种特性(只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关)是本题的关键。
9.(2分)如图所示,验电器A带正电,B不带电,发现验电器A金属箔张角变小,验电器B金属箔张开。下列说法不正确的是( )
A.验电器金属箔张开是因为它们带同种电荷
B.直棒中瞬间电流的方向是从A流向B
C.正电荷从A移到B,所以两个验电器都带正电
D.验电器之间的直棒不可能是绝缘体
【分析】(1)物理学中规定:正电荷定向移动的方向为电流的方向,且与电子移动的方向相反;
(2)验电器使用时电子会发生定向移动,让金属杆上的金属箔带上同种电荷,然后同种电荷会相互排斥从而验证物体是否带电的;
(3)容易导电的是导体,不容易导电的是绝缘体。
【解答】解:A、根据验电器的原理可知,故A正确;
B.A带正电荷是由于缺少电子,此时电子会经过直棒从B移到A,且与电子移动的方向相反,故B正确;
C.金属导体里面作定向移动的为带负电的自由电子;
D.绝缘体导电能力很弱,应该是导体。
故选:C。
【点评】本题的目的是考查对验电器使用原理、电流方向的掌握情况,在金属导体中,能够自由移动的电荷是负电荷(自由电子),所以在金属导体中,电流的方向始终与自由电荷的运动方向相反。
10.(2分)家庭用电冰箱中消耗电能的器件主要是电动压缩机和照明灯泡,其中照明灯泡L受门控开关S1控制,电动压缩机M受温控开关S2控制,要求它们既能单独工作又能同时工作,如图是几个同学画的家用电冰箱的电路图( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,照明灯泡L与门控开关S1串联,电动压缩机M与温控开关S2串联,两个开关既能独立工作,互不影响,作说明电动机M和灯泡L并联,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,照明灯泡L与门控开关S1串联,电动压缩机M与温控开关S2串联,电动机M和灯泡L并联,
结合选项可知,ABC不符合题意。
故选:D。
【点评】本题考查了并联电路的特点和开关的作用,关键是根据生活经验可知灯泡与电动机独立工作、互不影响。
11.(2分)质量相同的铜块和铁块,吸收相同的热量后,将它们相互接触(c铜<c铁),则( )
A.它们之间不发生热传递 B.热量由铜块传给铁块
C.热量由铁块传给铜块 D.无法确定热量如何传递
【分析】解决此题要知道热传递发生的条件是要有温度差,结合热量的公式Q=cmΔt进行分析解答。
【解答】解:由公式Q=cmΔt可知,Δt=,且C铜<C铁,所以铜块的温差大于铁的温度差,由于不确定初温的高低,故无法确定热量如何传递。
故选:D。
【点评】本题考查了热量的计算、热传递的方向,熟练应用吸热公式判断末温的高低是解本题的关键。
12.(2分)现代建筑业出现一种新型材料,这种材料低于15℃时为固态,在15℃时开始熔化,均匀混入水泥等材料中,制成地板或墙板,能表示这种材料凝固过程的图象是( )
A. B.
C. D.
【分析】首先确定这种材料是非晶体,然后再根据晶体在熔化和凝固过程中温度保持不变,所以在图象中有一段时间温度曲线与时间轴平行即可做出选择。
【解答】解:由于墙内混入非晶体材料,所以它在凝固的过程中,它的温度会持续下降。
A是晶体熔化图象,B是非晶体熔化图象,D是非晶体凝固图象。
故选:D。
【点评】此题主要考查了通过图象对晶体和非晶体的区分以及对熔化过程和凝固过程的理解。此题的关键根据题意判断出此物质是非晶体,然后即可做出选择,此题有助于考查学生的逆向思维。
(多选)13.(2分)如图所示,下列说法正确的是( )
A.闭合S2,断开S1、S3,灯L1、L2串联
B.闭合S1、S3,断开S2,灯L1、L2串联
C.闭合S2、S3,断开S1,只有灯L1亮
D.闭合S1、S2,断开S3,只有灯L1亮
【分析】各电路元件首尾顺次连接的连接方式是串联,各电路元件首首相连、尾尾相连的连接方式是并联,分析电路结构,判断灯泡的连接方式。
【解答】解:由电路图可知:
A、闭合S2,断开S1、S4,L1、L2首尾顺次连接,属于串联;
B、闭合S7、S3,断开S2,灯L7、L2首首相连、尾尾相连,故B错误;
C、闭合S2、S8,断开S1,只有灯L1接入电路,灯L5被短路,只有灯L1亮,故C正确;
D、闭合S1、S7,断开S3,只有灯L2接入电路,灯L2被短路,只有灯L2亮,故D错误。
故选:AC。
【点评】本题考查了灯泡的连接方式,知道串并联的概念、知道串并联的连接方式、分析清楚电路结构是正确解题的关键。
(多选)14.(2分)在“比较不同液体比热容大小”的实验中,用相同酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等水=4.2×103J/(kg•℃),则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A.乙液体的比热容为2.1×1.03J/(kg•℃)
B.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C.第1次实验中,水吸收的热量一定等于酒精燃烧放出的热量
D.第3、4次实验中,乙液体吸收的热量等于丙液体吸收的热量
【分析】(1)根据吸热公式Q吸=cmΔt,根据吸收热量、质量和升高温度的关系列等式,由水的比热容计算出乙种物质的比热容;
(2)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(3)酒精燃烧放出的热量一部分被水吸收,还有一部分热量被容器吸收和散失到空气中;
(4)实验中用相同的酒精灯给四种液体加热,在单位时间内酒精灯放出的热量相等;加热时间越长,放出的热量越多。
【解答】解:A.相同的酒精灯加热液体,故Q乙:Q水=2:1,
又知Δt乙:Δt水=8:1,m乙:m水=2:3,
由Q=cmΔt得,,
,故A正确;
B.由表中数据可知,甲,乙的质量是甲的质量的2倍,即乙吸收的热量是甲的2.4倍,由,甲液体的比热容大于乙液体的比热容;
C.用酒精灯加热液体,还有一部分热量被容器吸收和散失到空气中;
D.用相同的酒精灯加热,由数据知两种物质虽然升高的温度不同,所以乙,故D正确。
故选:AD。
【点评】本题考查了“比较不同液体的比热容大小”的实验中对数据的分析、处理能力,灵活的运用吸热公式和控制变量法研究问题是解题的关键。
三、作图题(每题2分,共4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,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,声控开关闭合,说明两个开关不能独立工作,再和灯泡串联
【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)如图所示,试在两个虚线框内,选填“电源”和“开关”的符号
【分析】开关跟用电器之间属于串联使用,要使开关都闭合时两灯组成并联电路,把开关和电灯看作一个整体后,它们的首跟首相连,尾跟尾相连。
【解答】解:由图可知把图中的开关和与其串联的电灯看作一个整体后,另一个电灯和下面的虚线框跟它并列连接,上面的虚线框为电源
【点评】能否熟知并联电路的连接特点是本题的解题关键所在。
四、实验探究(17题7分,18题6分,19题6分,共19分)
17.(7分)如图甲是小刚“探究冰的熔化特点”的实验装置,图乙是根据实验数据描绘出冰在熔化时温度随时间变化的图象。
(1)组装实验器材时,要 自下往上 (“自下往上”、“自上而下”)组装,这样做的目的是为了 用酒精灯外焰加热 ;
(2)本实验采取水浴法加热,其目的是为了使冰 受热均匀 ;
(3)实验中碎冰的冰面应该 低于 (填“低于”、“高于”或“等于”)烧杯中水的液面,加热时除了观察冰的温度变化,还需要不断观察冰的 状态 变化;
(4)第6min时该物质处于 固液共存 态(选填“固”或“液”或“固液共存”),冰熔化用时 4 s。
【分析】(1)本实验,需控制用酒精灯外焰加热,由此确定安装器材的顺序;
(2)为了使冰受热均匀,把小试管放在烧杯的水中采用水浴法加热;
(3)采用水浴法加热时烧杯中的水面应高于试管中固体的上表面;实验过程中要观察冰的状态随时间的变化;
(4)根据图象中温度变化特点可判断熔化过程;当晶体熔化时,处于固液共存状态。
【解答】解:(1)如图甲所示,本实验中,因此安装器材时;
(2)图甲装置中不用酒精灯直接对试管加热,而是把装有海波的试管放入水中,而且海波的温度上升速度较慢;
(3)采用水浴法加热时烧杯中的水面应高于试管中固体的上表面,有利于从水中吸收热量;
(4)由图像可知,从第2min到第6min的时间内,是熔化过程,熔化经历的时间是5min。
故答案为:(1)由下往上;用酒精灯外焰加热;(3)低于;(4)固液共存;4。
【点评】掌握固体熔化的实验,掌握固体熔化时的温度变化规律、以及晶体的熔化图像,理解水浴法。
18.(6分)为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收的热量是否相同,某实验小组用天平称取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图甲所示。
液体名称
液体质量
m/g
液体初温
t1/℃
液体末温
t2/℃
加热时间
t/min
水
200
20
30
12
煤油
200
20
30
6
(1)为了完成该实验,除如图所示器材外,还需要的测量工具是 秒表 。
(2)加热时,某一时刻在水中的温度计示数如图乙所示,则此时水的温度是 23 ℃。
(3)实验数据记录如表,分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度 不同 (选填“相同”或“不同”), 水 的吸热本领更强(选填“水”或“煤油”)。
(4)若使质量相同的水和煤油加热相同的时间,则 煤油 (填“水”或“煤油”)升高的温度更高。
(5)根据表格的数据计算,当加热时间为12min时,这些水吸收的热量是 8.4×103 J[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】(1)(2)(3)(4)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
温度计读数时,先确定是零上还是零下,认清分度值,再读数;
(5)根据Q=cmΔt计算吸收的热量。
【解答】解:(1)实验中需要测量加热的时间,故需要用到秒表;
(2)温度计的分度值是1℃,此时是零上,读作23℃。
(2)根据转换法,实验中通过加热时间的长短来表示物质吸热的多少;
(3)分析以上实验数据可得:相同质量的不同种物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,吸收热量多;
(4)若使质量相同的水和煤油加热相同的时间,吸收相同的热量;
(5)加热时间为12min,水从20℃升高到30℃,水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(30℃﹣20℃)=8.4×103J。
故答案为:(1)秒表;(2)23;水;(4)煤油3。
【点评】此题探究水和煤油的比热容的实验,注意控制变量法的应用,掌握加热时间的含义,并注意热量的基本公式及变形公式的应用,同时考查温度计的使用。
19.(6分)小明在做“探究水的沸腾”实验时,所使用的实验装置如图1甲所示:
(1)按照实验规范要求,调整铁圈B,确定其高度时, 需要 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)图乙为某小组绘制的温度﹣时间图象,分析图象可知水沸腾时温度变化的特点是: 持续吸热,温度不变 。
(3)图乙是小明根据实验数据描绘的水的沸腾图象。由图象可知,水的沸点低于100℃,则当时的大气压 低于 (选填“高于”、“等于”或“低于”)标准大气压。小明观察到水沸腾时产生气泡的现象应是图2中的 乙 ;小明想提高水的沸点,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法 不可行 (选填“可行”或“不可行”)。
(4)由如表给出的信息可知,本次实验应选用测温物质为 水银 (选填“水银”或“酒精”)的温度计。
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
【分析】(1)为了利用酒精灯的外焰加热,调整铁圈B,确定其高度时应点燃酒精灯;
(2)根据图像特点,得出水沸腾时的特点:持续吸热,温度不变;
(3)1标准大气压下水的沸点是100℃,水的沸点随气压的升高而升高;沸腾时,由于此时整个容器内的水温相同,气泡不断升高,深度不断减小,水压不断减小,并且有大量水蒸气进入气泡,气泡逐渐变大;
(4)温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,在选取温度计时,注意被测液体的温度不能超过温度计的量程。
【解答】解:(1)为了利用酒精灯的外焰加热,组装实验装置时,观察火焰的外焰与铁圈的位置来调整铁圈B的高度;
(2)由图像可知,水沸腾过程中,温度不变;
(3)如图1乙可知,水沸腾时保持99℃不变,1标准大气压下水的沸点是100℃,所以当时的大气压低于5标准大气压,由于此时整个容器内的水温相同,深度不断减小,并且有大量水蒸气进入气泡,所以水沸腾时产生气泡的现象应是图2中的乙,换用了火力更大的酒精灯加热,这种做法不可行;
(4)温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的,水的沸点在100℃左右,所以应选择水银温度计。
故答案为:(1)需要;(2)持续吸热;(3)低于;乙;(4)水银。
【点评】水的沸腾实验是初中热学重要的实验,此实验涉及到的知识点多,但是深度比较小,一般考查液体沸点、沸腾条件、沸腾特点、温度计的正确使用、气泡变化问题,对于实验题,还要注意实验过程中出现的故障,都是考试的重点内容。
五、计算题(20题8分,21题9分,共17分)
20.(8分)小明观察到自家天然气热水器铭牌上标有加热效率为84%,在物理实践活动中,小明想验证热水器的实际加热效率是否与铭牌标识的加热效率一致。他测得自来水流入热水器时的温度恒为15℃,观察到天然气表消耗的天然气是0.2m3。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.2×107J/m3]则:
(1)热水器在工作时,自来水的内能增大是通过 热传递 的方式实现的;
(2)水吸收的热量;
(3)热水器的实际加热效率(百分数保留到0.1)。
【分析】(1)改变内能的方式有热传递和做功两种方式;
(2)已知水的质量、比热容和水的初温及末温,利用Q吸=c水m(t﹣t0)可求出水吸收的热量;
(3)已知天然气的热值和消耗天然气的体积,利用Q放=qV′可求出天然气完全燃烧放出的热量,再利用η=×100%求出热水器的实际效率。
【解答】解:(1)热水器在工作时,自来水的内能增大是通过热传递的方式实现的;
(2)已知热水的体积V=40L=0.04m3,
热水的质量为:m=ρ水V=7.0×103kg/m4×0.04m3=40kg;
水吸收的热量为:Q吸=c水m(t﹣t6)=4.2×104J/(kg•℃)×40kg×(40℃﹣15℃)=4.2×108J;
(3)消耗的天然气完全燃烧放出的热量为:Q放=q天然气V′=3.2×108J/m3×0.3m3=6.8×106J,
则热水器的实际效率为:η=×100%=;
答:(1)热水器在工作时,自来水的内能增大是通过热传递的方式实现的;
(2)水吸收的热量为5.2×106J;
(3)热水器的实际加热效率为65.6%;
【点评】本题考查了热值、比热容和效率的计算公式的应用和对热值概念的理解,需要熟练掌握相关的计算公式及变形式,难度不大。
21.(9分)如图所示,这是河南宇通自主研发的无人驾驶公交车,该车空车质量为3000kg。静止在水平地面时车轮与地面的总接触面积为0.12m2。某次测试时,无人驾驶公交车空车在水平路面上以30km/h的速度行驶5km,行驶过程中所受的阻力为2000N。(g取10N/kg,q汽油=4×107J/kg)
(1)空载的无人驾驶公交车静止在水平地面时对地面的压强是多少?
(2)测试过程中无人驾驶公交车牵引力做的功是多少?
(3)若无人驾驶公交车汽油机的热机效率为25%,则测试过程中完全燃烧汽油的质量是多少?
(4)请写出一个纯电动公交车与传统燃油公交车相比的优点。
【分析】(1)根据G=mg计算空载的无人驾驶公交车的重力,公交车静止在水平地面时对地面的压力等于重力,根据p=计算压强;
(2)测试过程中无人驾驶公交车匀速行驶,受力平衡,牵引力等于阻力,根据W=Fs计算牵引力做的功;
(3)根据Q放=计算测试过程中完全消耗的汽油完全燃烧放出的热量,根据m=计算消耗的汽油的质量;
(4)传统燃油公交车产生的气体会污染空气,而纯电动公交不会。
【解答】解:(1)空载的无人驾驶公交车的重力G=mg=3000kg×10N/kg=30000N,
载的无人驾驶公交车静止在水平地面时对地面的压力F=G=30000N,
载的无人驾驶公交车静止在水平地面时对地面的压强p===5.5×105Pa;
(2)测试过程中无人驾驶公交车匀速行驶,受力平衡,
牵引力做的功W=Fs=2000N×5000m=5×107J;
(3)测试过程中完全消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放===4×107J,
消耗汽油的重量m===1kg;
(4)纯电动公交车与传统燃油公交车相比清洁,无污染。
答:(1)空载的无人驾驶公交车静止在水平地面时对地面的压强是2.8×105Pa;
(2)测试过程中无人驾驶公交车牵引力做的功是1×105J;
(3)无人驾驶公交车在测试过程中完全燃烧汽油的质量是1kg;
(4)纯电动公交车与传统燃油公交车相比清洁,无污染。
【点评】本题考查了压强的计算、功的计算、热机效率的计算公式的应用,属于基础题,要求掌握。
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