81,安徽省亳州市蒙城县涡南片三校2023-2024学年九年级上学期调研物理试题(一)
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这是一份81,安徽省亳州市蒙城县涡南片三校2023-2024学年九年级上学期调研物理试题(一),共13页。试卷主要包含了填空题,选择题,实验题等内容,欢迎下载使用。
1. 火箭在返回大气层的过程中,随着高度降低,它的重力势能___________(选填“减少”或“增加”),动能增加。
【答案】减少
【解析】
【详解】火箭在返回大气层的过程中,随着高度降低,它的质量不变,高度变小,重力势能减少。
2. 某燃油的热值为4×107J/kg,表示的物理意义是_________。
【答案】见解析
【解析】
【详解】根据热值定义:单位质量或体积的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。燃油的热值为4×107J/kg,表示的物理意义是:1kg的燃油完全燃烧放出的热量为4×107J。
3. 如图所示的是钻木取火时的场景,钻木取火是通过_______方式增加了木头的内能,使木头温度升高到着火点而燃烧。
【答案】做功
【解析】
【详解】钻木取火时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于通过做功改变物体的内能。
4. 如图所示,为某单缸四冲程汽油机工作原理示意图,则一个完整的工作循环中机械能转化为内能的冲程是图_________(用图中的汉字表示)。您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3元/份
【答案】丁
【解析】
【分析】内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。
【详解】甲图进气门和排气门都关闭,火花塞点燃,是做功冲程,将内能转化为机械能;乙图是进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程;丙图进气门关闭,排气门打开,是排气冲程;丁图进气门和排气门都关闭,活塞上行,机械能转化为内能,是压缩冲程。
【点评】
5. 汽车在平直公路上匀速前进时,受到的牵引力为4×103N,若汽车的功率为80kW,则汽车的行驶速度为______m/s。
【答案】20
【解析】
【详解】汽车在平直公路上匀速前进时,由于
知道,到汽车行驶的速度
6. 如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放,经过B、O、C点到达D点后返回,B、C两点等高。则B点的机械能______C点的机械能(选填“>”、“=”或“
【解析】
【详解】由图可知,摆球从A点由静止释放,到达右边最高点D的高度小于A点的高度,所以小球在摆动过程中,机械能不守恒;B、C两点等高,则重力势能相等,从B点摆到C点的过程中,克服空气阻力做功,所以机械能减小,故B点的机械能大于C点的机械能。
7. 质量相同的甲、乙两物体,比热容之比为2∶3,吸收的热量之比为3∶1,甲、乙升高的温度之比_________。
【答案】9∶2
【解析】
【详解】甲、乙的质量相等,比热容之比为c甲∶c乙=2∶3,吸收热量之比Q甲∶Q乙=3∶1,由Q=cmΔt可知,甲、乙升高的温度之比
8. 某汽车发动机为一台汽油机,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽车行驶的过程中各种能量损耗大致如下:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等损耗占10%,当这台汽车在行驶的过程中消耗1kg汽油时,发动机牵引力对外做的功为_________J。
【答案】1.61×107
【解析】
【详解】这台汽油机的效率
η=100%﹣25%﹣30%﹣10%=35%
1kg汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=1kg×4.6×107J/kg=4.6×107J
发动机牵引力对外做的功
W=ηQ放=35%×4.6×107J=1.61×107J
9. 母亲节这天,小明同学准备给妈妈洗脚,盆里有质量为2kg、初温为20℃的冷水,现在想兑成45℃的温水,需要往盆中加入__________kg95℃的热水(不考虑热量散失)。
【答案】1
【解析】
【详解】冷水吸收的热量
不计热量损失,热水放出的热量
由知道,热水的质量
10. 汽油机是一种最常见的热机,一台单缸四冲程汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min,每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J,则该汽油机对外做功的功率为_________kW。
【答案】15
【解析】
【详解】根据题意知道,飞轮转速为
1800r/min=30r/s
因单缸四冲程汽油机的一个工作循环包括四个冲程,飞轮转两周,对外做功一次,所以该汽油机每秒内飞轮转动30圈,完成60个冲程,对外做功15次;该汽油机1s内做功
汽油机的功率
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 如图所示的情境中,人对物体做功的是( )
A. 人用力搬石头没有搬动
B. 人将货物从地面拉到高处
C. 人用推车没有推动
D. 人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】AC.人用力搬石头没有搬动、人用力推车没有推动,虽然人对物体有力的作用,但物体在力的方向上没有通过距离,所以人对物体没有做功,故AC不符合题意;
B.人将货物从地面拉到高处,人对货物有向上的拉力,且货物在拉力的方向上通过了距离,所以人对物体做了功,故B符合题意;
D.人搬箱子沿水平方向做匀速直线运动时,人对箱子的力是竖直向上的,但箱子在竖直向上的方向上没有通过距离,所以人对箱子没有做功,故D不符合题意。
故选B。
12. 一瓶液化气用去一半后,下列物理量中发生变化的是( )
A. 密度B. 比热容C. 热值D. 体积
【答案】A
【解析】
【详解】A.一瓶液化气用去一半后,物质总量减少,所以质量变小,而体积不变,由可知,液化气密度减小,故A符合题意;
B.比热容是物质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关,故B不符合题意;
C.热值是燃料本身的一种特性,热值与燃料的种类有关,与燃料的多少等无关,故C不符合题意;
D.一瓶液化气用去一半,体积不变,等于瓶子容积,故D不符合题意。
故选A。
13. 水的比热容大,在生活和生产中有着重要的应用,下列没有应用到该特点的是( )
A. 北方楼房“暖气”利用水作为介质
B. 夏天空调房间开加湿器
C. 汽车发动机利用循环水进行冷却
D. 为了缓解城市“热岛效应”修建人工湖
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质,故A不符合题意;
B.夏天空调房间开加湿器,利用的是水的汽化,与水的比热容无关,故B符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故C不符合题意;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,水吸收或放出的热量相同,水升高或降低的温度小,所以修建人工湖能缓解城市“热岛效应”,故D不符合题意。
故选B。
14. 关于物体的内能,下列说法中不正确的是( )
A. 物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和
B. 物体的温度不变,内能可能增大
C. 物体的温度不变,内能可能减小
D. 物体内能增大,一定吸收了热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和,故A正确,不符合题意;
B.物体的温度不变,内能可能增大,如晶体熔化过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,故B正确,不符合题意;
C.物体的温度不变,内能可能减小,如晶体凝固过程中,放出热量,内能减小,温度不变,故C正确,不符合题意;
D.物体内能增大,有可能是吸收了热量,也有可能是外界对物体做功,故D错误,符合题意。
故选D。
15. 两个物体之间发生了热传递,则下列不可能发生的是( )
A. 内能大的物体吸收了热量
B. 内能小的物体内能减少
C. 温度高的物体内能增大
D. 比热容小的物体放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】热传递的两个物体之间必须存在温度差,其中高温物体放出热量,内能减小,低温物体吸收热量,内能增大,内能从温度高的物体转移到温度低的物体。
A.内能大的物体有可能是低温物体,可能吸收热量,故A不符合题意;
B.内能小的物体可能是温度高的,发生热传递后温度降低,内能减小,故B不符合题意;
C.热传递过程中,内能从温度高的物体转移到温度低的物体,温度高的物体一定放出热量,内能减小,故C符合题意;
D.比热容小的物体可能是温度高的物体,可能放出热量,故D不符合题意。
故选C。
16. 用如图所示的装置提升重为800N的物体A,动滑轮重为200N。在卷扬机对绳子的拉力F作用下,物体A在10s内竖直匀速上升了2m。在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是( )
A. 物体A上升的速度为0.4m/sB. 滑轮组的有用功为2000J
C. 拉力F的功率为100WD. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体A在10s内竖直匀速上升了2m,上升的速度为
故A错误;
B.装置提升重为800N的物体A,竖直匀速上升了2m,滑轮组的有用功为
故B错误;
C.由图知,n=2,不计绳重和轮与轴间的摩擦,拉力为
拉力端移动距离为
拉力做的总功
拉力做功的功率
故C错误;
D.滑轮组的机械效率为
故D正确。
故选D。
17. 用相同的电加热器加热质量相等的A、B两种液体(不计热量散失),两种液体温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. t时间内,B吸收的热量大于A吸收的热量
B 当液体沸腾时,继续加热,液体内能将保持不变
C. A、B的比热容之比为2∶1
D. A、B的比热容之比为3∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.用相同的电加热器加热相同的时间,A、B吸收的热量相同,故A错误;
B.液体沸腾时,继续加热,液体继续吸收热量,内能增大,故B错误;
CD.由图可知,加热相同时间,A、B吸收的热量相同,升高的温度之比
由可知,A、B比热容之比为
故C正确,D错误
故选C。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共6分)
18. 在“测量滑轮组的机械效率”实验中:
(1)某次实验提升物体前后如甲和乙图所示,若物体的重力为5N,弹簧测力计的示数如图丙所示,则滑轮组的机械效率为_____;(百分比后保留1位小数)
(2)更换不同滑轮组进行多次测量后,分析实验数据,可以得出结论,滑轮组的机械效率与________有关。(多项选择)①重物的重;②重物上升的高度;③动滑轮的重;④定滑轮的重;⑤绳子与滑轮之间的摩擦;⑥滑轮与轴之间的摩擦
【答案】 ①. 83.3% ②. ①③⑤⑥
【解析】
【详解】(1)[1]物体的重力为G=5N;由图知道,承担物重绳子的股数是n=3,弹簧测力计的示数是2N,滑轮组绳子自由端受到的拉力是2N;滑轮组的机械效率
(2)[2]更换不同滑轮组进行多次测量后,分析实验数据,可以得出结论,滑轮组的机械效率与重物的重、动滑轮的重、绳子与滑轮之间的摩擦;滑轮与轴之间的摩擦有关,故选①③⑤⑥。
19. 为了比较煤油和花生油的热值大小,某同学设计了如图所示的实验,甲、乙两图装置完全相同,分别用煤油和花生油做为燃料给质量和初温相同的水加热。
(1)实验时应该控制煤油和花生油的_________相同。
(2)实验中应该等煤油和花生油燃尽后,比较______来判断热值的大小。
【答案】 ①. 质量 ②. 升高的水温
【解析】
【详解】(1)[1]为了保证实验的可靠性,需要控制煤油和花生油的质量相同。
(2)[2]质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收,由知道,可以通过液体温度计示数变化即液体升高的温度来反应放出热量多少,从而判断两种燃料热值的大小。
20. 如图所示,为了比较水和食用油吸热的差异:在两个完全相同的烧杯中分别盛以质量和初温相同的水和食用油,再用相同的酒精灯同时开始加热,记录到达相同温度后所需要的时间如下表。
(1)实验中,通过比较_________来比较吸收热量的多少;
(2)本实验采用的方法是通过比较相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的吸热能力强,因此_________(选填“水”或“食用油”)吸热能力强;
(3)除了上述方法之外,还可以通过比较相同质量的不同物质,_________吸热能力强;
(4)在物理上,我们用比热容来表示不同物质吸热性能的差异,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),由表格数据可知,食用油的比热容为________。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 水 ③. 吸收相同的热量(或加热相同的时间),温度变化小的 ④. 2.1×103
【解析】
【详解】(1)[1]实验中通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少,是转换法的应用。
(2)[2]由表中数据可知,相同质量的不同物质,升高相同的温度,水加热时间长,吸收热量多,所以水吸热能力强。
(3)[3]除了上述方法之外,还可以通过比较相同质量的不同物质,加热相同时间,即吸收相同的热量,比较温度变化来反映吸热能力强弱,温度变化小的吸热能力强。
(4)[4]相同质量的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间是食用油的加热时间的2倍,即水吸收的热量是食用油吸收热量的2倍,根据可知,吸收的热量与比热容成正比,所以,食用油的比热容为
四、计算题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程
21. 如图所示为某品牌燃气热水器,利用燃气做为燃料给水加热,若燃气的热值为3.6×107J/m3,某同学利用该热水器洗澡时,将初温为24℃的冷水加热至42℃,一共消耗了50L水和0.12m3的燃气,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气热水器效率。
【答案】(1);(2);(3)87.5%
【解析】
【详解】解:(1)根据可知,消耗水的质量
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×50×10-3m3=50kg
水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J(/kg•℃)×50kg×(42℃-24℃)=3.78×106J
(2)燃气完全燃烧放出的热量
Q放=qV气=3.6×107J/m3×0.12m3=4.32×106J
(3)燃气热水器的效率
答:(1)水吸收的热量为3.78×106J;
(2)燃气完全燃烧放出的热量为4.32×106J;
(3)该燃气热水器的效率为87.5%。
22. 为了测量铜的比热容,把质量为100g的铜块放入正在沸腾的水中(标准大气压下),一段时间后,迅速取出铜块再投入到质量为120g、温度为20℃的另一杯水中(环境温度为20℃),混合后的共同温度是25℃,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)。
(1)不计热量损失,求铜比热容为多少?
(2)根据这种方法测出的比热容是偏大还是偏小,请说明原因。
【答案】(1)0.336×103J/(kg℃);(2)偏小
【解析】
【详解】解:(1)铜块在沸腾的水中一段时间后温度为100℃,投入到另一杯水中后末温度为25℃,不计热量损失,铜块放出的热量等于水吸收的热量,即
Q吸=Q放
则
代入数据解得
c铜=0.336×103J/(kg•℃)
(2)由于热量损失,水吸收的热量小于铜块放出的热量,而计算时认为Q放=Q吸,所以计算得到的铜放出的热量Q放会比铜实际放出的热量偏小,则导致计算得到的c铜偏小,即该方测出的比热容偏小。
答:(1)不计热量损失,铜的比热容为0.336×103J/(kg•℃);
(2)见解析
23. 一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,为了实现节能减排,各种新能源汽车相继出现,如图所示为某太阳能汽车,能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N,某天接收到的太阳能为1.08×108J,可供汽车匀速行驶30km路程。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放?(汽油热值为4.6×107J/kg)
【答案】(1);(2)25%;(3)4.5kg
【解析】
【详解】解:(1)该太阳能汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,即
F=f=900N
匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为
(2)某天接收到的太阳能为
E=1.08×108J
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为
(3)如果是效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功消耗的汽油质量为m,由于
所以
因为每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,消耗kg的汽油可以排放4.5kg的二氧化碳气体,太阳能汽车是零排放的,即可以减少4.5kg的二氧化碳气体排放。
答:(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为2.7×107J;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为25%;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少4.5kg二氧化碳气体的排放。物质
质量/g
初始温度/℃
最后温度/℃
加热时间/min
水
200
20
50
12
食用油
200
20
50
6
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