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北师大版九年级物理全一册第10章机械能、内能及其转化学业质量检测含答案
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这是一份北师大版九年级物理全一册第10章机械能、内能及其转化学业质量检测含答案，共12页。
第十章学业质量评价(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.下列有关机械能的说法正确的是 ( )。A.只要有力对物体做功,物体的机械能就改变B.在平衡力作用下运动的木块的动能变大C.推出的铅球在下落过程中增加的动能是由重力势能转化来的D.如果物体通过的路程与所用时间的比值不变,则物体的机械能不变2.暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )。A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小3.对下列常见现象的分析,合理的是( )。A.摩擦生热,是通过做功的方式改变内能B.围火取暖,是通过做功的方式改变内能C.雾霾弥漫,是因为分子在不停地运动D.雪花纷飞,是因为分子之间有排斥力作用4.关于分子,下列认识正确的是( )。A.红墨水在水中散开说明分子间有斥力B.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力C.尘土飞扬,说明分子在不停地运动D.糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈5.电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中,它们都是利用电动机工作的,电动机工作过程中能量转化情况主要是( )。A.电能转化成热能B.电能转化成机械能C.机械能转化成电能D.太阳能转化成机械能6.依据表1中的数据,下列说法正确的是 ( )。表1A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多C.水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 JD.质量、温度相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多7.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的,图10-1中表示机械能转化为内能的冲程是( )。图10-18.(2022·河北中考)2022年5月14日,一架国产C919大型客机(如图10-2所示)从浦东机场起飞,经过三个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架C919大型客机首飞试验成功。下列说法正确的是 ( )图10-2A.飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变D.飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能9.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如表2所示,则该液体的比热容为 ( )。表2A.0.9×103 J/(kg·℃)B.1.8×103 J/(kg·℃)C.3.6×103 J/(kg·℃)D.1.2×103 J/(kg·℃)10.图10-3是一物理兴趣小组自制的火箭,他们在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是( )。图10-3A.酒精无法完全燃烧,所以热值变小B.酒精燃烧是电能转化成了内能C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小二、填空题(每空2分,共30分)11.坐进新汽车里,我们常常会闻到一股刺鼻的气味,这种气味主要来自各种装饰材料中的有害物质,这种现象说明车内有害物质的分子处于 运动之中。汽车在烈日的曝晒下,这种运动会 (选填“加剧”或“减缓”),在太阳曝晒过程中,车内空气的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变的。 12.如图10-4所示,捻动滚摆的轴使它升高后释放,可以观察到滚摆沿着悬线向下运动,此过程中,它的 能减小, 能增加。滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能 (选填“减小”“增大”或“不变”)。 图10-413.将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能〔水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)〕。 14.一台单缸四冲程汽油机的转速为3 000 r/min,则1 s内汽油机对外做功 次,活塞往复运动 次。 15.北京时间2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。在返回舱急速下降的过程中,它的重力势能 (选填“增加”“不变”或“减少”);返回舱进入大气层时与空气摩擦,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了它的内能;在着陆场我们看到鲜艳的五星红旗迎风飘扬,是因为红旗 (选填“吸收”或“反射”)了红光。 16.利用先进工艺和科学方法,可以使垃圾变废为宝。若从1 t垃圾中能提炼出140 kg燃料油,燃料油的热值为4.5×107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水温度升高50 ℃。〔水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)〕 三、实验探究题(17题6分,18题6分,19题8分,共20分)17.某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图10-5所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。图10-5 (1)弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。 (2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变 之间的距离,测出OQ的距离,重复实验,测量多组数据并记录。 (3)兴趣小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中,他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。 18.某同学在学习了热传递可以改变内能后,为了探究其他改变内能的方法,他在广口瓶内装入一些细沙,用带孔的软木塞堵住瓶口,并在木塞的小孔中插入一支温度计,如图10-6所示。然后用干燥的厚棉布裹住广口瓶,用力迅速上下摇动瓶内细沙。图10-6 (1)你猜想该同学观察到温度计的示数将会 (选填“升高”“不变”或“降低”)。 (2)这一实验有力地证明了 也可以改变物体的内能。 (3)用干燥的厚棉布裹住广口瓶的目的是 。 19.为研究物质的某种特性,小明选取水、煤油两种物质做实验,表3记录了实验测量的数据以及老师帮助小明求得的有关数据。表3请你根据表格中的内容进行分析。(1)可初步得出的结论是(答出两点即可):① ; ② 。 (2)为了进一步描述物质的这一特性,你认为表格内项目栏中应增添的一项内容是 。 四、计算题(20题8分,21题12分,共20分)20.吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热质量为250 g的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12 ℃升高到42 ℃,妈妈至少要用多少60 ℃的热水?〔水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),设该牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃),不计热量损失〕21.表4是某品牌小汽车的一些技术参数,其中排气量是指发动机汽缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大;空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比;汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J。当该发动机以最大功率工作时,汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35 kg/m3,1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2 600次。表4请你计算发动机在最大功率工作时:(1)1 min内做的有用功;(2)做功一次消耗汽油的质量;(3)发动机的效率。 第十章学业质量评价1.C 有力对物体做功,物体的机械能可能增大,可能减小,也可能不变,选项A错误;在平衡力作用下,木块做匀速直线运动,其动能大小不变,选项B错误;推出的铅球在下落过程中,重力势能减小,一部分转化为动能,一部分转化为内能,故选项C正确;如果物体通过的路程与所用时间的比值不变,其动能不变,机械能不一定不变,选项D错误。2.B 汽车的做功冲程将内能转化为机械能,为汽车提供动力,选项A错误。在海边闻到浓浓的海腥味,是因为分子在不停地运动着,属于扩散现象,选项B正确。海滩的沙子热得烫脚,是通过热传递的方式增加沙子的内能的,选项C错误。海水的比热容比沙子的比热容大,同样受热的情况下,水的温度变化比沙小,因此海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,选项D错误。3.A 摩擦生热,即克服摩擦力做功产生内能,是通过做功改变内能,故A正确;围火取暖,是通过热传递的方式改变内能,故B错误;雾霾弥漫中的雾霾不是分子,故不能说明分子在不停地运动,故C错误;雪花纷飞中的雪花不是分子,不能说明分子之间有排斥力作用,故D错误。4.D5.B 电动机工作时消耗电能对外做功,将电能转化成机械能,故B正确。6.D 比热容是物质的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A错误;由Δt=Q放cm可知,物体降低的温度还与质量有关,质量未知不能比较降低的温度,故B错误;水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),表示质量1 kg的水温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J,故C错误;由Q吸=cmΔt可知,水和煤油的质量、吸收热量相等,由于煤油的比热容小,温度升高得较多,故D正确。7.A 从题图可以看出:A图中,活塞向上运动,进气门、排气门都关闭,所以是压缩冲程,是机械能转化为内能;B图中,活塞向上运动,进气门关闭、排气门打开,是排气冲程;C图中,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,火花塞发出电火花,内能转化为机械能,所以是做功冲程;D图中,活塞向下运动,进气门打开、排气门关闭,所以是吸气冲程,故选项A正确。8.A 飞机在升空过程中,飞行员的质量不变,高度变大,重力势能逐渐增大,故A正确;飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的质量不变,速度发生了变化,动能发生了变化,故B错误;飞机从起飞到安全降落的整个过程中,机械能初态和末态都为零,但中间状态不为零,故C错误;飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的质量不变,高度不变,重力势能不变,速度变小,动能减小,不是动能转化为重力势能,故D错误。9.B 加热2 min,水吸收的热量为Q吸水=c水m(t水-t0),液体吸收的热量为Q吸液=c液m(t液-t0)。用相同的加热器加热相同的时间,水和液体吸收的热量相同,则c液=t水-t0t液-t0c水=32℃-20℃48℃-20℃×4.2×103 J/(kg· ℃)=1.8×103 J/(kg·℃)。10.D 热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧的情况无关,所以酒精不完全燃烧时热值是不变的,故A错误;燃料本身具有化学能,因此酒精燃烧时将化学能转化为内能,故B错误;燃气推动纸筒飞出的过程中,内能转化为机械能,与内燃机做功冲程的能量转化相同,故C错误;纸筒飞出时,瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能,则瓶内气体的内能减小,故D正确。11.解析 坐进新汽车里会闻到一股刺鼻的气味,说明车内有害物质的分子处于永不停息的无规则运动之中。汽车在烈日的曝晒下,温度升高,有害物质的分子运动会加剧。车内空气吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式使空气内能增加的。答案 永不停息的无规则 加剧 热传递12.解析 滚摆沿着悬线向下运动的过程中,其高度减小,所以重力势能减小,速度越来越大,动能增加。滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能减小。答案 重力势 动 减小13.解析 水放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(25 ℃-5 ℃)=4.2×104 J;这是通过热传递的方式改变水的内能的。答案 4.2×104 热传递14.解析 汽油机转速为3 000 r/min=50 r/s,说明1 s飞轮转过50 r,因为飞轮转2 r,活塞往复运动2次,对外做功1次,所以飞轮转50 r,活塞往复运动50次,对外做功25次。答案 25 5015.解析 飞船返回舱进入大气层急速下降过程中,返回舱的质量不变,高度变小,重力势能变小;返回舱高速运动过程中,与空气摩擦而温度急剧升高,这是以做功的方式改变返回舱的内能;我们看到五星红旗,是因为红旗反射红光。答案 减少 做功 反射16.解析 完全燃烧140 kg这种燃料油放出的热量Q放=mq=140 kg×4.5×107 J/kg=6.3×109 J,由题知,水吸收的热量Q吸=Q放=6.3×109 J,由Q=cmΔt可得,m=QcΔt=6.3×109 J4.2×103 J/(kg·℃)×50 ℃=30 000 kg。答案 6.3×109 30 00017.解析 (1)实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接反映的,这用到了转换法。(2)探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧),改变弹簧长度变化量,即AP间的距离;弹性势能通过物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,所以必须测出OQ间的距离;为了使结论具有普遍性,应改变弹簧长度变化量,即AP间的距离,多测几组数据。(3)通过以上分析可以看出,本实验通过经弹簧推动的物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小,用到了转换法;同时,探究与多个量的关系时,还用到了控制变量法。答案 (1)物体M被弹出的距离(2)相同 AP(3)控制变量法18.解析 本题探究做功改变物体的内能。由于改变物体内能的因素有做功和热传递,为防止其他因素影响实验结果,应采用控制变量法。答案 (1)升高(2)做功(3)防止手与瓶之间的热传递,避免热传递这一因素影响实验结果19.解析 寻找题表中测量数据的规律,要用控制变量法,根据题表中内容可知,是两种不同物质水和煤油,题表中数据显示:有的质量相同,有的升高的温度相同,有的吸收的热量相同,所以同种物质质量相同时,吸收的热量与升高的温度成正比;同种物质升高相同温度时,吸收的热量与质量成正比;相同质量的不同种物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。研究物质的某种特性,应测量单位质量的某种物质温度升高1 ℃吸收的热量。答案 (1)①相同质量的同种物质,吸收的热量与升高的温度成正比 ②相同质量的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不同(或同种物质,升高相同的温度,吸收的热量与质量成正比)(2)吸收热量与物质的质量和温度变化量乘积的比或Qm(t-t0)20.解析 牛奶的质量m1=250 g=0.25 kg牛奶的初温t1=12 ℃牛奶的比热容c1=2.5×103 J/(kg·℃)水的初温t2=60 ℃水的比热容c2=4.2×103 J/(kg·℃)两者最终达到的共同温度为t=42 ℃牛奶升温吸收的热量Q吸=c1m1(t-t1)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(42 ℃-12 ℃)=18 750 J热水由60 ℃降低到42 ℃放出的热量Q放=c2m2(t2-t)在不计热量损失的情况下Q放=Q吸,所以m2=Q吸c2(t2-t)=18 750J4.2×103J/(kg·℃)×(60 ℃-42 ℃)≈0.248 kg。答案 0.248 kg21.解析 (1)1 min内做的有用功W=Pt=75×103 W×60 s=4.5×106 J。(2)做功一次消耗汽油的质量m=ρV=1.35 kg/m3×1.8×10-3 m3×115=1.62×10-4 kg。(3)1 min内汽油完全燃烧释放的热量Q=1.62×10-4 kg×4.6×107 J/kg×2 600=1.94×107 J发动机的效率η=WQ=4.5×106 J1.94×107J×100%≈23.2%。答案 (1)4.5×106 J (2)1.62×10-4 kg (3)23.2% 物质比热容c/〔J·(kg·℃)-1〕水4.2×103煤油2.1×103砂石0.92×103加热时间/ min012水的温度/℃202632液体的温度/℃203448物质质量m/kg初温t0/℃末温t/℃升高温度(t-t0)/℃吸收热量Q/J水0.05101551 0500.051020102 1000.101020104 200煤油0.05121755250.051222101 0500.101222102 100车型某品牌轿车排气量1.8 L最大功率75 kW空燃比14∶1汽油的热值4.6×107 J/kg
第十章学业质量评价(时间:45分钟 满分:100分)一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意)1.下列有关机械能的说法正确的是 ( )。A.只要有力对物体做功,物体的机械能就改变B.在平衡力作用下运动的木块的动能变大C.推出的铅球在下落过程中增加的动能是由重力势能转化来的D.如果物体通过的路程与所用时间的比值不变,则物体的机械能不变2.暑假期间,小雨家驾驶汽车去海边游玩。下列说法正确的是( )。A.汽车前进的动力,由内燃机的压缩冲程提供B.在海边闻到浓浓的海腥味,这是扩散现象C.海滩的沙子热得烫脚,是通过做功的方式增加沙子的内能D.海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,是因为海水的比热容小3.对下列常见现象的分析,合理的是( )。A.摩擦生热,是通过做功的方式改变内能B.围火取暖,是通过做功的方式改变内能C.雾霾弥漫,是因为分子在不停地运动D.雪花纷飞,是因为分子之间有排斥力作用4.关于分子,下列认识正确的是( )。A.红墨水在水中散开说明分子间有斥力B.吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力C.尘土飞扬,说明分子在不停地运动D.糖在热水中溶解得快,说明温度越高,分子的热运动越剧烈5.电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生活中,它们都是利用电动机工作的,电动机工作过程中能量转化情况主要是( )。A.电能转化成热能B.电能转化成机械能C.机械能转化成电能D.太阳能转化成机械能6.依据表1中的数据,下列说法正确的是 ( )。表1A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多C.水的比热容表示水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 JD.质量、温度相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多7.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的,图10-1中表示机械能转化为内能的冲程是( )。图10-18.(2022·河北中考)2022年5月14日,一架国产C919大型客机(如图10-2所示)从浦东机场起飞,经过三个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架C919大型客机首飞试验成功。下列说法正确的是 ( )图10-2A.飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变D.飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能9.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如表2所示,则该液体的比热容为 ( )。表2A.0.9×103 J/(kg·℃)B.1.8×103 J/(kg·℃)C.3.6×103 J/(kg·℃)D.1.2×103 J/(kg·℃)10.图10-3是一物理兴趣小组自制的火箭,他们在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出。关于此实验分析正确的是( )。图10-3A.酒精无法完全燃烧,所以热值变小B.酒精燃烧是电能转化成了内能C.燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程D.纸筒飞出后瓶内气体的内能减小二、填空题(每空2分,共30分)11.坐进新汽车里,我们常常会闻到一股刺鼻的气味,这种气味主要来自各种装饰材料中的有害物质,这种现象说明车内有害物质的分子处于 运动之中。汽车在烈日的曝晒下,这种运动会 (选填“加剧”或“减缓”),在太阳曝晒过程中,车内空气的内能是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变的。 12.如图10-4所示,捻动滚摆的轴使它升高后释放,可以观察到滚摆沿着悬线向下运动,此过程中,它的 能减小, 能增加。滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能 (选填“减小”“增大”或“不变”)。 图10-413.将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能〔水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)〕。 14.一台单缸四冲程汽油机的转速为3 000 r/min,则1 s内汽油机对外做功 次,活塞往复运动 次。 15.北京时间2023年10月31日,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆。在返回舱急速下降的过程中,它的重力势能 (选填“增加”“不变”或“减少”);返回舱进入大气层时与空气摩擦,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了它的内能;在着陆场我们看到鲜艳的五星红旗迎风飘扬,是因为红旗 (选填“吸收”或“反射”)了红光。 16.利用先进工艺和科学方法,可以使垃圾变废为宝。若从1 t垃圾中能提炼出140 kg燃料油,燃料油的热值为4.5×107 J/kg,则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为 J,这些热量可以使 kg的水温度升高50 ℃。〔水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)〕 三、实验探究题(17题6分,18题6分,19题8分,共20分)17.某物理兴趣小组准备探究“弹簧弹性势能的大小与什么因素有关”。他们猜想:弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量、弹簧螺纹圈直径、弹簧的材料等因素有关。他们的实验装置如图10-5所示,把弹簧放在水平面上,其左端固定在墙上,AO等于弹簧原长,水平面O点左侧光滑,右侧粗糙。将物体M从O点压缩弹簧到P点,然后由静止释放,当物体M运动到O点与弹簧分开,最终运动到Q点静止。图10-5 (1)弹簧弹性势能的大小是通过 来衡量的。 (2)探究弹簧弹性势能与弹簧长度变化量的关系,应该选用 (选填“相同”或“不同”)弹簧进行实验,并先后改变 之间的距离,测出OQ的距离,重复实验,测量多组数据并记录。 (3)兴趣小组经过多次实验得出了结论。在上面的实验中,他们运用到了转换法和 两种物理思想方法。 18.某同学在学习了热传递可以改变内能后,为了探究其他改变内能的方法,他在广口瓶内装入一些细沙,用带孔的软木塞堵住瓶口,并在木塞的小孔中插入一支温度计,如图10-6所示。然后用干燥的厚棉布裹住广口瓶,用力迅速上下摇动瓶内细沙。图10-6 (1)你猜想该同学观察到温度计的示数将会 (选填“升高”“不变”或“降低”)。 (2)这一实验有力地证明了 也可以改变物体的内能。 (3)用干燥的厚棉布裹住广口瓶的目的是 。 19.为研究物质的某种特性,小明选取水、煤油两种物质做实验,表3记录了实验测量的数据以及老师帮助小明求得的有关数据。表3请你根据表格中的内容进行分析。(1)可初步得出的结论是(答出两点即可):① ; ② 。 (2)为了进一步描述物质的这一特性,你认为表格内项目栏中应增添的一项内容是 。 四、计算题(20题8分,21题12分,共20分)20.吃早饭的时候,妈妈用热水给小雪加热质量为250 g的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12 ℃升高到42 ℃,妈妈至少要用多少60 ℃的热水?〔水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),设该牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃),不计热量损失〕21.表4是某品牌小汽车的一些技术参数,其中排气量是指发动机汽缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大;空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比;汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J。当该发动机以最大功率工作时,汽缸内汽油和空气的混合密度为1.35 kg/m3,1 min内高温高压的燃气推动活塞做功2 600次。表4请你计算发动机在最大功率工作时:(1)1 min内做的有用功;(2)做功一次消耗汽油的质量;(3)发动机的效率。 第十章学业质量评价1.C 有力对物体做功,物体的机械能可能增大,可能减小,也可能不变,选项A错误;在平衡力作用下,木块做匀速直线运动,其动能大小不变,选项B错误;推出的铅球在下落过程中,重力势能减小,一部分转化为动能,一部分转化为内能,故选项C正确;如果物体通过的路程与所用时间的比值不变,其动能不变,机械能不一定不变,选项D错误。2.B 汽车的做功冲程将内能转化为机械能,为汽车提供动力,选项A错误。在海边闻到浓浓的海腥味,是因为分子在不停地运动着,属于扩散现象,选项B正确。海滩的沙子热得烫脚,是通过热传递的方式增加沙子的内能的,选项C错误。海水的比热容比沙子的比热容大,同样受热的情况下,水的温度变化比沙小,因此海滩的沙子热得烫脚而海水却很清凉,选项D错误。3.A 摩擦生热,即克服摩擦力做功产生内能,是通过做功改变内能,故A正确;围火取暖,是通过热传递的方式改变内能,故B错误;雾霾弥漫中的雾霾不是分子,故不能说明分子在不停地运动,故C错误;雪花纷飞中的雪花不是分子,不能说明分子之间有排斥力作用,故D错误。4.D5.B 电动机工作时消耗电能对外做功,将电能转化成机械能,故B正确。6.D 比热容是物质的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A错误;由Δt=Q放cm可知,物体降低的温度还与质量有关,质量未知不能比较降低的温度,故B错误;水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),表示质量1 kg的水温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J,故C错误;由Q吸=cmΔt可知,水和煤油的质量、吸收热量相等,由于煤油的比热容小,温度升高得较多,故D正确。7.A 从题图可以看出:A图中,活塞向上运动,进气门、排气门都关闭,所以是压缩冲程,是机械能转化为内能;B图中,活塞向上运动,进气门关闭、排气门打开,是排气冲程;C图中,进气门、排气门都关闭,活塞向下运动,火花塞发出电火花,内能转化为机械能,所以是做功冲程;D图中,活塞向下运动,进气门打开、排气门关闭,所以是吸气冲程,故选项A正确。8.A 飞机在升空过程中,飞行员的质量不变,高度变大,重力势能逐渐增大,故A正确;飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的质量不变,速度发生了变化,动能发生了变化,故B错误;飞机从起飞到安全降落的整个过程中,机械能初态和末态都为零,但中间状态不为零,故C错误;飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的质量不变,高度不变,重力势能不变,速度变小,动能减小,不是动能转化为重力势能,故D错误。9.B 加热2 min,水吸收的热量为Q吸水=c水m(t水-t0),液体吸收的热量为Q吸液=c液m(t液-t0)。用相同的加热器加热相同的时间,水和液体吸收的热量相同,则c液=t水-t0t液-t0c水=32℃-20℃48℃-20℃×4.2×103 J/(kg· ℃)=1.8×103 J/(kg·℃)。10.D 热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧的情况无关,所以酒精不完全燃烧时热值是不变的,故A错误;燃料本身具有化学能,因此酒精燃烧时将化学能转化为内能,故B错误;燃气推动纸筒飞出的过程中,内能转化为机械能,与内燃机做功冲程的能量转化相同,故C错误;纸筒飞出时,瓶内气体的内能转化为纸筒的机械能,则瓶内气体的内能减小,故D正确。11.解析 坐进新汽车里会闻到一股刺鼻的气味,说明车内有害物质的分子处于永不停息的无规则运动之中。汽车在烈日的曝晒下,温度升高,有害物质的分子运动会加剧。车内空气吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式使空气内能增加的。答案 永不停息的无规则 加剧 热传递12.解析 滚摆沿着悬线向下运动的过程中,其高度减小,所以重力势能减小,速度越来越大,动能增加。滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能减小。答案 重力势 动 减小13.解析 水放出的热量Q放=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(25 ℃-5 ℃)=4.2×104 J;这是通过热传递的方式改变水的内能的。答案 4.2×104 热传递14.解析 汽油机转速为3 000 r/min=50 r/s,说明1 s飞轮转过50 r,因为飞轮转2 r,活塞往复运动2次,对外做功1次,所以飞轮转50 r,活塞往复运动50次,对外做功25次。答案 25 5015.解析 飞船返回舱进入大气层急速下降过程中,返回舱的质量不变,高度变小,重力势能变小;返回舱高速运动过程中,与空气摩擦而温度急剧升高,这是以做功的方式改变返回舱的内能;我们看到五星红旗,是因为红旗反射红光。答案 减少 做功 反射16.解析 完全燃烧140 kg这种燃料油放出的热量Q放=mq=140 kg×4.5×107 J/kg=6.3×109 J,由题知,水吸收的热量Q吸=Q放=6.3×109 J,由Q=cmΔt可得,m=QcΔt=6.3×109 J4.2×103 J/(kg·℃)×50 ℃=30 000 kg。答案 6.3×109 30 00017.解析 (1)实验中弹性势能的大小是通过物体M被弹出的距离来间接反映的,这用到了转换法。(2)探究的是弹性势能和弹簧长度变化量之间的关系,必须控制弹簧的螺纹圈直径、弹簧的材料相同(即相同的弹簧),改变弹簧长度变化量,即AP间的距离;弹性势能通过物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现,所以必须测出OQ间的距离;为了使结论具有普遍性,应改变弹簧长度变化量,即AP间的距离,多测几组数据。(3)通过以上分析可以看出,本实验通过经弹簧推动的物体在粗糙表面上运动的距离远近来体现弹性势能的大小,用到了转换法;同时,探究与多个量的关系时,还用到了控制变量法。答案 (1)物体M被弹出的距离(2)相同 AP(3)控制变量法18.解析 本题探究做功改变物体的内能。由于改变物体内能的因素有做功和热传递,为防止其他因素影响实验结果,应采用控制变量法。答案 (1)升高(2)做功(3)防止手与瓶之间的热传递,避免热传递这一因素影响实验结果19.解析 寻找题表中测量数据的规律,要用控制变量法,根据题表中内容可知,是两种不同物质水和煤油,题表中数据显示:有的质量相同,有的升高的温度相同,有的吸收的热量相同,所以同种物质质量相同时,吸收的热量与升高的温度成正比;同种物质升高相同温度时,吸收的热量与质量成正比;相同质量的不同种物质,升高相同温度时,吸收的热量不同。研究物质的某种特性,应测量单位质量的某种物质温度升高1 ℃吸收的热量。答案 (1)①相同质量的同种物质,吸收的热量与升高的温度成正比 ②相同质量的不同物质,升高相同的温度吸收的热量不同(或同种物质,升高相同的温度,吸收的热量与质量成正比)(2)吸收热量与物质的质量和温度变化量乘积的比或Qm(t-t0)20.解析 牛奶的质量m1=250 g=0.25 kg牛奶的初温t1=12 ℃牛奶的比热容c1=2.5×103 J/(kg·℃)水的初温t2=60 ℃水的比热容c2=4.2×103 J/(kg·℃)两者最终达到的共同温度为t=42 ℃牛奶升温吸收的热量Q吸=c1m1(t-t1)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(42 ℃-12 ℃)=18 750 J热水由60 ℃降低到42 ℃放出的热量Q放=c2m2(t2-t)在不计热量损失的情况下Q放=Q吸,所以m2=Q吸c2(t2-t)=18 750J4.2×103J/(kg·℃)×(60 ℃-42 ℃)≈0.248 kg。答案 0.248 kg21.解析 (1)1 min内做的有用功W=Pt=75×103 W×60 s=4.5×106 J。(2)做功一次消耗汽油的质量m=ρV=1.35 kg/m3×1.8×10-3 m3×115=1.62×10-4 kg。(3)1 min内汽油完全燃烧释放的热量Q=1.62×10-4 kg×4.6×107 J/kg×2 600=1.94×107 J发动机的效率η=WQ=4.5×106 J1.94×107J×100%≈23.2%。答案 (1)4.5×106 J (2)1.62×10-4 kg (3)23.2% 物质比热容c/〔J·(kg·℃)-1〕水4.2×103煤油2.1×103砂石0.92×103加热时间/ min012水的温度/℃202632液体的温度/℃203448物质质量m/kg初温t0/℃末温t/℃升高温度(t-t0)/℃吸收热量Q/J水0.05101551 0500.051020102 1000.101020104 200煤油0.05121755250.051222101 0500.101222102 100车型某品牌轿车排气量1.8 L最大功率75 kW空燃比14∶1汽油的热值4.6×107 J/kg
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