安徽省滁州市定远中学2023-2024学年九年级（上）月考物理试卷（10月份）

这是一份安徽省滁州市定远中学2023-2024学年九年级（上）月考物理试卷（10月份），共27页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1．（2分）抛实心球时动作示范如图所示，将此过程中球所在位置用数字标记。其中1号位置是发力投掷的起始位置，在3号位置球恰好脱离手掌。下列说法正确的是（ ）
A．球在1号位置保持不动时，人对球做了功
B．球由2号位置运动到3号位置，人对球不做功
C．球由3号位置运动到4号位置，人对球做了功
D．球由4号位置运动到5号位置，人对球不做功
2．（2分）水的比热容大，这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用。下列应用中不属于利用这种特性的是（ ）
A．晚上向秧田里灌水
B．夏天在地上洒水降温
C．汽车发动机用水作为冷却剂
D．冬天让热水流过散热器来取暖
3．（2分）下列例子属于内能转化为机械能的是（ ）
A．冬天搓手时两手会变热
B．水沸腾时，会看到锅盖被顶起
C．压缩气体时，气体温度会升高
D．闭合开关，电风扇转动起来
4．（2分）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气＝4×107J/m3）下列说法正确的是（ ）
A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100%
B．该汽车氢发动机1s对外做功20次
C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W
D．该氢发动机汽车的热机效率为80%
5．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．组成物质的分子之间，只存在引力，不存在斥力
D．物体的温度不变时，内能也可能发生改变
6．（2分）如图，是某内燃机能量走向示意图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．10%B．25%C．30%D．75%
7．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C．物体内能减少时，温度可能不变
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
二、填空题（本大题共10小题，共18分）
8．（2分）夏天到了，许多人购置了水垫和水枕来防暑降温。水垫和水枕用水作致冷剂效果较好，是因为水的 较大，在使用过程中通过 方式改变了人体的内能。而两块冰摩擦，会有冰熔化成水，这个过程中通过 方式改变冰的内能。
9．（2分）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱披挂着红白色大伞飘然于天际，在全世界的瞩目下，在东风着陆场预定区域成功着陆。如图所示，返回舱正在减速下降，此时身在内部的王亚平航天员相对于返回舱 （选填“运动”或“静止”）；在此过程中，返回舱的机械能 （选填“增大”或“减小”）。
10．（2分）如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，发现硝化棉燃烧，说明对物体 ，物体的内能 （选填“增加”或“减少”），硝化棉的内能是通过 的方式改变的。
11．（1分）如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），请先判断小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的 （填“a”、“b”、“c”或“d”）曲线。再结合a、b、c、d四条曲线说明理由。
12．（2分）汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示的意义是 。汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。如果这台汽油机每分钟内做功600次，则该汽油机飞轮转速是 r/min。
13．（1分）“氢能助力，绿色冬奥”相对于化石能源有着巨大的环保优势。假如完全燃烧0.3kg氢气放出热量的50%被水吸收，能使 kg的水温度从20℃上升到70℃[q氢＝1.4×108J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
14．（2分）小玉家的下水道堵了，她爸爸用固体疏通剂进行疏通，具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应产生高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是 ，管道疏通后气体的温度 。
15．（2分）“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，甲烷燃烧一段时间后，剩余甲烷的热值 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；1m3甲烷完全燃烧能产生 J热量，这些热量可以使 kg的水从20℃加热到100℃。[设甲烷的热值q甲烷＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
16．（2分）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为120N，该物体克服摩擦力做功是 J，使用滑轮组的拉力做功为 J，滑轮组的机械效率为 。
17．（2分）在1个标准大气压下用燃气灶烧水，燃烧1m3的天然气，将质量为100kg，初温为40℃的水加热至沸腾，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3。天然气热值的物理意义：1m3天然气完全燃烧释放出的热量是 J，燃气灶烧水的效率为 。
三、实验探究题（本大题共3小题，共18分）
18．（6分）为了比较不同物质的吸热能力，设计了如图甲、乙所示的实验装置，将质量相等的水与食用油分别装入烧杯中，用两个火焰完全相同的酒精灯进行加热，测量出水与食用油的温度随时间的变化。
（1）图甲中，在安装实验器材时，合理的顺序是先适当调整并固定 （选填“A”或“B”）。本实验中，通过 反映液体吸收的热量多少。
（2）下表是记录的实验数据，由第1次与第 次实验数据可知，相同质量的水与食用油，在升高相同的温度时， 需要的加热时间更长，故其吸热能力更强。物理学上引入 这个物理量来代表这一特性。
（3）请根据表中的实验记录回答：
比较3、4次实验记录，得出结论：在物质的种类和物体的质量相同时，物体吸热的多少与 有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠，因为这样能更好地控制相同时间内液体 相同。
19．（6分）小红在“测滑轮组效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计，使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 （填“正确”或“不正确”）。
（2）表格中，①、②两处的数据应该是 和 。
（3）通过比较 （填实验次序）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的效率与绳子段数无关。
（4）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的效率，钩码上升的高度和绳端移动距离 （填“可以不测量”或“一定要测量”）；
（5）结合生产生活实际，用提升重物时，下列选项中可以提高效率的是 。
A、增加物体提升的高度
B、加快提升物体的速度
C、减小动滑轮的重力
D、减小物体的重力
20．（6分）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据：
①第2次实验时斜面的机械效率为 %；
②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与 的关系；
③第1次实验中，木块所受摩擦力为 N。
（3）小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
①由表格中信息可知：W额外与L成 比；
②当斜面的水平长度L＝0.40m时，拉力做的总功为 J；
③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 N。
四、计算题（本大题共3小题，共20分）
21．（7分）学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少。
22．（7分）改革开放进入新时期以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km，消耗了汽油5kg，汽车发动机功率为12kW，汽油的热值为q＝4.6×107J/kg。求该汽车匀速行驶100km过程中：
（1）汽油完全燃烧放出的热量？
（2）发动机所做的功？
（3）发动机的效率（百分号前保留整数）？
23．（6分）如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），以上过程中，
问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？
2023-2024学年安徽省滁州市定远中学九年级（上）月考物理试卷（10月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（本大题共7小题，共14分）
1．（2分）抛实心球时动作示范如图所示，将此过程中球所在位置用数字标记。其中1号位置是发力投掷的起始位置，在3号位置球恰好脱离手掌。下列说法正确的是（ ）
A．球在1号位置保持不动时，人对球做了功
B．球由2号位置运动到3号位置，人对球不做功
C．球由3号位置运动到4号位置，人对球做了功
D．球由4号位置运动到5号位置，人对球不做功
【分析】力做功的两个必要因素：作用在物体上的力；物体在力的方向上通过的距离（即力和距离的方向要一致）；二者缺一不可。
【解答】解：A、球在1号位置保持不动时，没有在力的方向上通过距离，人对球不做功，故A错误；
B、球由2号位置运动到3号位置，球在力的方向上通过了距离，人对球做功，故B错误；
C、球由3号位置运动到4号位置，人对球没有施加力，人对球不做功，故C错误；
D、球由4号位置运动到5号位置，人对球没有施加力，人对球不做功，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了做功的两个条件，属于基础题。
2．（2分）水的比热容大，这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用。下列应用中不属于利用这种特性的是（ ）
A．晚上向秧田里灌水
B．夏天在地上洒水降温
C．汽车发动机用水作为冷却剂
D．冬天让热水流过散热器来取暖
【分析】水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
【解答】解：A、因为水的比热容大，晚上向秧苗田里放水，水降温时可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故A不符合题意；
B、夏天在地上洒水降温是利用了水蒸发吸热来降低，不是利用水的比热容大，故B符合题意；
C、因为水的比热容较大，汽车发动机用水作为冷却剂，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，可以吸收更多的热量，故C不符合题意；
D、因为水的比热容较大，冬天让热水流过散热器来取暖，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，可以放出更多的热量，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题所列举的事例是我们日常生活中常见的，因此同学们在学习时，要多注意身边物理现象，用所学知识解释这些现象。
3．（2分）下列例子属于内能转化为机械能的是（ ）
A．冬天搓手时两手会变热
B．水沸腾时，会看到锅盖被顶起
C．压缩气体时，气体温度会升高
D．闭合开关，电风扇转动起来
【分析】改变物体内能的方式：做功和热传递；对物体做功，机械能转化为内能；物体对外做功，将内能转化为机械能。
【解答】解：A、冬天用双手互相摩擦取暖，属于克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使物体的内能增加、温度升高；故A不符合题意；
B、水沸腾时，把锅盖顶起，水蒸气对外做功，将水蒸气的内能转化为锅盖的机械能，故B符合题意；
C、压缩气体时，对气体做功，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D、闭合开关，电风扇转动起来，此过程将电能转化为机械能，故D不符合题意。
故选：B。
【点评】本题的关键是明确做功的实质是能量的转化，物体对外做功是将内能转化为机械能，对物体做功是将机械能转化为内能。
4．（2分）氢发动机是用气态氢作为燃料，代替传统以汽油、柴油为燃料的内燃机，氢气燃烧的生成物为水。如图所示，这是氢发动机汽车，它的四冲程内燃机转速为1200r/min。该车在平直路面上以36km/h的速度匀速行驶，所受的阻力为800N，行驶5min消耗氢气0.15m3。（q氢气＝4×107J/m3）下列说法正确的是（ ）
A．氢气燃烧的生成物为水，所以氢发动机的效率可达100%
B．该汽车氢发动机1s对外做功20次
C．该过程汽车牵引力做功的功率为8000W
D．该氢发动机汽车的热机效率为80%
【分析】（1）由于存在能量的损失，所有的机器效率都会小于100%；
（2）发动机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次；
（3）根据二力平衡条件可知汽车的牵引力，根据P＝Fv求出该过程汽车牵引力做功的功率；
（4）根据Q放＝Vq求出消耗的氢气完全燃烧放出的热量，根据W＝Pt求出汽车所做的有用功，根据效率公式求出发动机的热机效率。
【解答】解：A、由于存在能量的损失，所有的机器效率都会小于100%，所以氢发动机的效率不可能达到100%，故A错误；
B、四冲程内燃机转速为1200r/min＝20r/s，即内燃机飞轮每秒转20圈，由于发动机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽车氢发动机1s对外做功10次，故B错误；
C、汽车匀速行驶时，汽车的牵引力与受到的阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件可知，汽车的牵引力F＝f＝800N，汽车的速度v＝36km/h＝10m/s，
则该过程汽车牵引力做功的功率：P＝＝＝Fv＝800N×10m/s＝8000W，故C正确；
D、消耗的氢气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq氢气＝0.15m3×4×107J/m3＝6×106J，
汽车所做的有用功：W＝Pt＝8000W×5×60s＝2.4×106J，
发动机的热机效率：η＝×100%＝×100%＝40%，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查热机的有关计算、二力平衡条件、功和功率公式、燃料完全燃烧放热公式以及效率公式的应用，是一道综合题，有一定的难度。
5．（2分）下列说法中正确的是（ ）
A．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．组成物质的分子之间，只存在引力，不存在斥力
D．物体的温度不变时，内能也可能发生改变
【分析】（1）单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容；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；
（2）热量是过程量，就是说，热量只存在热传递中，只能说吸收或放出热量；热量不是状态量，不能说含有热量；
（3）分子间的引力和斥力是同时存在的；
（4）一切物体都具有内能，内能的大小跟质量、温度、状态有关。
【解答】解：A、比热容是物质的一种特性，不管是一桶水还是一杯水，都是水，物质的种类没有改变，所以比热容也是保持不变的，故A错误；
B、热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，故B错误；
C、物质的分子之间有相互的引力和斥力，故C错误；
D、晶体在熔化时要吸热，温度不变，但内能增加，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了比热容的特性，分子动理论和内能，有一定综合性，都属热学基础知识。
6．（2分）如图，是某内燃机能量走向示意图，该内燃机的热机效率是（ ）
A．10%B．25%C．30%D．75%
【分析】燃料燃烧的内能减去机械自身消耗能量和废气带走能量的百分比，即为获得有用机械能的百分比，也就是该内燃机的热机效率。
【解答】解：因热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，
所以，由内燃机的能量流向图可得，内燃机的热机效率：
η＝1﹣10%﹣30%﹣35%＝25%。
故选：B。
【点评】本题考查了热机效率的计算，明确热机效率的含义是关键。
7．（2分）下列说法正确的是（ ）
A．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多
B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
C．物体内能减少时，温度可能不变
D．柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油的热值比汽油的热值大
【分析】（1）热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量；
（2）汽油机在压缩冲程将机械能转化为内能，在做功冲程将内能转化为机械能；
（3）物体的内能与物体的温度、质量和状态有关；
（4）用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，热机效率与燃料的热值无关。
【解答】解：A、热量是过程量，只能说吸收或放出多少热量，不能说含有多少热量，故A错误；
B、汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能，故B错误；
C、液态晶体在凝固时放出热量，内能减少，温度不变，故C正确；
D、柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油机在吸气冲程中吸入的是空气，在压缩冲程中压缩程度大，燃料燃烧更充分，转化成的有用功更多，与热值大小无关，故D错误。
故选：C。
【点评】本题考查温度、热量和内能的认识、汽油机工作过程中的能量转化以及热机效率的理解，难度不大。
二、填空题（本大题共10小题，共18分）
8．（2分）夏天到了，许多人购置了水垫和水枕来防暑降温。水垫和水枕用水作致冷剂效果较好，是因为水的 比热容 较大，在使用过程中通过 热传递 方式改变了人体的内能。而两块冰摩擦，会有冰熔化成水，这个过程中通过 做功 方式改变冰的内能。
【分析】（1）水的比热容较大，质量相同的水和其它液体相比较，升高相同的温度时，吸收的热量多；吸收或放出相同的热量时，温度变化较小。
（2）改变物体内能有两种方式：做功和热传递。
【解答】解：（1）水与其他物质比较，水升高相同的温度吸收的热量多，所以水垫和水枕有较好的致冷效果，是因为水的比热容较大。
（2）用水垫和水枕来防暑降温，水通过接触人体吸收了人体的热量，所以是通过热传递的方式来改变人体内能的。而两块冰摩擦，会有冰熔化成水，这个过程中通过做功方式改变冰的内能。
故答案为：比热容：热传递；做功。
【点评】本题考查了比热容的概念和改变物体内能的方法的知识点。
9．（2分）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱披挂着红白色大伞飘然于天际，在全世界的瞩目下，在东风着陆场预定区域成功着陆。如图所示，返回舱正在减速下降，此时身在内部的王亚平航天员相对于返回舱 静止 （选填“运动”或“静止”）；在此过程中，返回舱的机械能 减小 （选填“增大”或“减小”）。
【分析】判断一个物体的运动情况，一定是相对参照物而言，选择不同的参照物，物体的运动情况会不一样；
动能和势能之和称为机械能，动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度。
【解答】解：王亚平在返回舱内部，所以返回舱正在减速下降的同时，王亚平相对于返回舱的位置不变，是静止的；
返回舱减速下降的过程中，动能减小，重力势能减小，所以返回舱的机械能减小。
故答案为：静止；减小。
【点评】本题主要考查了机械能的概念以及相对运动的相关知识点，是一道基础题。
10．（2分）如图，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，发现硝化棉燃烧，说明对物体 做功 ，物体的内能 增加 （选填“增加”或“减少”），硝化棉的内能是通过 热传递 的方式改变的。
【分析】改变物体内能的方法：一是做功，二是热传递。做功是能量的转化，热传递是能量的转移。
【解答】解：
当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，活塞的内能就会增加，空气的温度就会升高，达到硝化棉的燃烧点，硝化棉就燃烧起来；
压缩使得空气温度升高，硝化棉吸收空气的热量，因此是通过热传递方式增大硝化棉的内能。
故答案为：做功；增加；热传递。
【点评】了解改变物体内能的方法，能根据实际应用做出判断，是解答的关键。
11．（1分）如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），请先判断小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的 c （填“a”、“b”、“c”或“d”）曲线。再结合a、b、c、d四条曲线说明理由。
【分析】小球在光滑轨道运动，不计空气阻力，在整个过程中机械能守恒，结合惯性的知识及机械能守恒定律进行分析。
【解答】解：根据题意，小球从A点由静止滑下，轨道光滑，不计空气阻力，小球机械能守恒；小球离开B点后，由于惯性继续保持原来的运动状态向前运动，在重力的作用下做抛物线运动；小球滑出轨道后达到最高点时，速度不为零，仍有动能，所以会略低于A点高度，会沿c曲线的轨迹运动。
故答案为：c。
【点评】本题考查了对机械能守恒定律及惯性知识的应用，关键能够根据现象判断不同情况下机械能的大小关系。
12．（2分）汽油的热值是4.6×107J/kg，它表示的意义是 1kg的汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J 。汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为 内 能，如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在 压缩 冲程。如果这台汽油机每分钟内做功600次，则该汽油机飞轮转速是 1200 r/min。
【分析】（1）根据热值定义回答汽油热值的物理意义；
（2）在做功冲程中，燃料的化学能转化为内能；
（3）内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，判断冲程名称可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功”进行分析；
（4）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）汽油的热值是4.6×107 J/kg，表示的意义是1kg汽油完全燃烧放出的热量4.6×107J；
（2）汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将化学能转化为内能；
（3）由图可知，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；
（4）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：汽油机每分钟内对外做功600次，则飞轮的转速是1200r/min。
故答案为：1kg的汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J；内；压缩；1200。
【点评】本题考查了内燃机的四个冲程，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。
13．（1分）“氢能助力，绿色冬奥”相对于化石能源有着巨大的环保优势。假如完全燃烧0.3kg氢气放出热量的50%被水吸收，能使 100 kg的水温度从20℃上升到70℃[q氢＝1.4×108J/kg，水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】知道氢气的质量和热值，利用Q放＝mq计算出氢气完全燃烧放出的热量；利用效率公式计算出水吸收的热量；利用Q吸＝cm（t﹣t0）计算出水的质量。
【解答】解：完全燃烧0.3kg氢气放出热量：Q放＝m氢q氢＝0.3kg×1.4×108J/kg＝4.2×107J；
由η＝可知，水吸收的热量：Q吸＝ηQ放＝50%×4.2×107J＝2.1×107J；
由Q吸＝cm（t﹣t0）可知，水的质量：m水＝＝＝100kg。
故答案为：100。
【点评】本题考查燃料完全燃烧放热的计算、效率公式、吸热公式的灵活运用，是一道热学常考题，难度不大。
14．（2分）小玉家的下水道堵了，她爸爸用固体疏通剂进行疏通，具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应产生高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是 化学能转化为内能 ，管道疏通后气体的温度 降低 。
【分析】疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，通过高温高压气体的膨胀将管道疏通。此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；气体对外做功时，内能转化为机械能，温度降低，内能减小。
【解答】解：
疏通剂与水发生化学反应生成高温高压气体，此时温度升高，内能增加，是化学能转化为内能；
高压气体疏通管道最后通过高温高压气体的膨胀将管道疏通，该过程是内能转化为机械能，因此可知管道疏通后气体的温度降低，内能减小。
故答案为：化学能转化为内能；降低。
【点评】本题考查能量的转化，属于基础题。
15．（2分）“可燃冰”是一种新型能源，主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，甲烷燃烧一段时间后，剩余甲烷的热值 不变 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；1m3甲烷完全燃烧能产生 4.2×107 J热量，这些热量可以使 125 kg的水从20℃加热到100℃。[设甲烷的热值q甲烷＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。
【分析】（1）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关；
（2）知道甲烷的体积和热值，利用Q放＝Vq求出1m3的甲烷完全燃烧放出的热量；
（3）由题意可知，水吸收的热量与甲烷完全燃烧放出的热量相等，根据Q吸＝c水m水（t﹣t0）的变形公式求出水的质量。
【解答】解：（1）燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，燃烧一段时间，质量发生变化，但是热值不变；
（2）1m3甲烷完全燃烧能产生的热量：
Q放＝Vq甲烷＝1m3×4.2×107J/m3＝4.2×107J。
（3）由题意知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝4.2×107J；
由Q吸＝c水m水（t﹣t0）得，水的质量：
m水＝＝＝125kg。
故答案为：不变；4.2×107；125。
【点评】本题考查了学生对燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq和Q吸＝cm（t﹣t0）的掌握和运用，认识了新能源﹣﹣﹣可燃冰，增强了积极开发新能源的意识！
16．（2分）如图所示，在50N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左匀速直线运动了2m，物体与地面的滑动摩擦力为120N，该物体克服摩擦力做功是 240 J，使用滑轮组的拉力做功为 300 J，滑轮组的机械效率为 80% 。
【分析】（1）利用W有＝fs物求克服摩擦力做的有用功；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nh，利用W总＝Fs求拉力做的总功；
（3）利用η＝×100%求滑轮组的机械效率。
【解答】解：（1）克服摩擦力做的有用功：
W有＝fs物＝120N×2m＝240J；
（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离：
s＝nh＝3×2m＝6m，
拉力做的总功：
W总＝Fs＝50N×6m＝300J；
（3）滑轮组的机械效率：
η＝×100%＝×100%＝80%。
故答案为：240；300；80%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功和机械效率的计算，明确有用功和总功是关键。
17．（2分）在1个标准大气压下用燃气灶烧水，燃烧1m3的天然气，将质量为100kg，初温为40℃的水加热至沸腾，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃），q天然气＝4.2×107J/m3。天然气热值的物理意义：1m3天然气完全燃烧释放出的热量是 4.2×107 J，燃气灶烧水的效率为 60% 。
【分析】天然气热值的物理意义表示单位体积的天然气完全燃烧时所释放出的热量；
由热量公式Q吸＝cmΔt可以求出水吸收的热量，再由燃料完全燃烧放热公式可以求出天然气完全燃烧释放的热量，由效率公式求出燃气热水器烧水的效率。
【解答】解：天然气的热值为4.2×107J/m3，它表示的物理意义是1m3的天然气完全燃烧时所释放出的热量是4.2×107J。
在1个标准大气压下，水的沸腾温度为100℃，
水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣40℃）＝2.52×107J；
天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq天然气＝1m3×4.2×107J/m3＝4.2×107J；
燃气热水器烧水时的效率：
η＝×100%＝×100%＝60%。
故答案为：4.2×107；60%。
【点评】本题主要考查了热值的物理意义、燃料完全燃烧放热公式Q放＝Vq、Q吸＝cmΔt＝cm（t﹣t0）和效率公式的掌握和运用，难度不大。
三、实验探究题（本大题共3小题，共18分）
18．（6分）为了比较不同物质的吸热能力，设计了如图甲、乙所示的实验装置，将质量相等的水与食用油分别装入烧杯中，用两个火焰完全相同的酒精灯进行加热，测量出水与食用油的温度随时间的变化。
（1）图甲中，在安装实验器材时，合理的顺序是先适当调整并固定 B （选填“A”或“B”）。本实验中，通过 加热时间 反映液体吸收的热量多少。
（2）下表是记录的实验数据，由第1次与第 3 次实验数据可知，相同质量的水与食用油，在升高相同的温度时， 水 需要的加热时间更长，故其吸热能力更强。物理学上引入 比热容 这个物理量来代表这一特性。
（3）请根据表中的实验记录回答：
比较3、4次实验记录，得出结论：在物质的种类和物体的质量相同时，物体吸热的多少与 升高的温度 有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠，因为这样能更好地控制相同时间内液体 吸热 相同。
【分析】（1）根据实验中要用酒精灯的外焰加热分析；我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
（2）根据“相同质量的水与食用油、升高相同的温度“，由此回答；
物理学上引入比热容表示不同物质吸热能力的不同；
（3）比较3、4次实验记录得出结论；
（4）选用规格相同的电加热器，根据Q＝W＝Pt分析。
【解答】解：（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，图甲中，在安装实验器材时，合理的顺序是先适当调整并固定B。根据转换法，本实验中，通过加热时间来反映液体吸收的热量多少。
（2）根据相同质量的水与食用油，在升高相同的温度
由第1次与第3次实验数据可知，相同质量的水与食用油，在升高相同的温度时，水需要的加热时间更长，故其吸热能力更强。物理学上引入比热容这个物理量来代表这一特性。
（3）比较3、4次实验记录，得出结论：在物质的种类和物体的质量相同时，物体吸热的多少与升高的温度有关。
（4）如图乙所示，选用规格相同的电加热器代替酒精灯会使实验结果更可靠，因为这样能更好地控制相同时间内液体吸热相同。
故答案为：（1）B；加热时间；（2）3；、比热容；（3）加热时间；（4）吸热。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和数据分析的能力。
19．（6分）小红在“测滑轮组效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
（1）实验中要竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计，使物体升高。小华同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，你认为他的想法 不正确 （填“正确”或“不正确”）。
（2）表格中，①、②两处的数据应该是 0.4 和 80% 。
（3）通过比较 1、2 （填实验次序）两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的效率与绳子段数无关。
（4）有的同学认为，要测量绕法确定的滑轮组的效率，钩码上升的高度和绳端移动距离 可以不测量 （填“可以不测量”或“一定要测量”）；
（5）结合生产生活实际，用提升重物时，下列选项中可以提高效率的是 C 。
A、增加物体提升的高度
B、加快提升物体的速度
C、减小动滑轮的重力
D、减小物体的重力
【分析】（1）实验中应沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计，使钩码上升，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小；
若静止读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦，测量的拉力偏小；
（2）根据s＝nh求出绳子自由端移动的距离；根据η＝×100%＝×100%求出第4次实验的机械效率；
（3）研究滑轮组的机械效率与绳子段数的关系，要控制提升物体的重力相同和使用同一滑轮组，而绳子段数不同；
（4）由图可知甲、乙两滑轮组绳子的有效股数，根据s＝nh比较两物体提升相同高度时滑轮组绳端移动的距离关系，根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，钩码上升的高度和绳端移动距离不一定要测量；
（5）滑轮组的机械效率与提升的重物、动滑轮重有关。
【解答】解：（1）实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使物体匀速升高，此时系统处于平衡状态，测力计示数才等于拉力大小；
小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法不正确，因为他没有考虑到绳子与轮之间的摩擦对测力计示数的影响，从而影响滑轮组的机械效率；
（2）由图丁知，绳子的有效段数n＝4，
在第4次实验中，绳端移动的距离：s＝4h＝4×0.1m＝0.4m；
第4次实验测得的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝×100%＝80%；
（3）根据绳子自由端移动的距离与物体升高的高度的关系：s＝nh，在实验1、2、3、4中，绳子的有效段数分别为2、3、3、4，即分别是用甲、乙、丙、丁装置做的实验；
通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关；
（4）根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%，钩码上升的高度和绳端移动距离不一定要测量；
（5）AB、根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关，与物体提升的速度无关，故AB不符合题意；
C、减小动滑轮重，减小了额外功，有用功与总功的比值变大，机械效率变大，故C符合题意；
D、减小物重，减小了有用功，有用功与总功的比值变小，机械效率变小，故D不符合题意；
故选：C；
故答案为：（1）匀速；不正确； （2）0.4；80%；（3）1、2；（4）可以不测量；（5）C。
【点评】本题是“测滑轮组机械效率的实验”，考查注意事项、机械效率计算、控制变量法及数据分析归纳结论的能力。
20．（6分）小明用如图所示装置探究“斜面的机械效率”。实验前他有如下猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体所受的摩擦力有关；
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。
（1）实验中，沿斜面拉动物体时，应使其做 匀速直线 运动。
（2）下表是小明探究过程中记录的两次对比实验数据：
①第2次实验时斜面的机械效率为 80 %；
②进行这两次对比实验是为了研究斜面机械效率与 摩擦力 的关系；
③第1次实验中，木块所受摩擦力为 0.6 N。
（3）小明进一步研究发现，将长50cm的木板搭成倾角不同的斜面，用弹簧测力计把重为5N的物块从斜面底端拉至顶端的过程中，额外功W额外与斜面的水平长度L（木板在水平面上的正投影长度）有如下关系：
①由表格中信息可知：W额外与L成 正 比；
②当斜面的水平长度L＝0.40m时，拉力做的总功为 2.3 J；
③若将木板平放在水平桌面上，水平匀速拉动木板上的物块时，弹簧测力计的示数为 2 N。
【分析】（1）从实验操作方便的角度考虑，要测量沿斜面的拉力，就要让木块做匀速直线运动，因为只有这样，弹簧测力计的示数稳定，测量才够准确；
（2）①根据η＝＝求出机械效率；
②根据表格中的相同点和不同点分析；
③求出总功和有用功，然后求出额外功，根据W＝fs求出摩擦力；
（3）①分析表中实验数据，得出额外功与斜面水平长度的关系；
②根据斜面的长度与斜面水平长度，由勾股定理求出斜面的高度，然后由功的公式求出有用功与总功；
③当木板放在水平面上时，克服摩擦力做的功为额外功，根据额外功与斜面水平长度的关系求出斜面水平时的额外功，由功的公式求出摩擦力，然后由平衡条件求出弹簧测力计的拉力。
【解答】解：（1）沿斜面拉动物体时，为使弹簧测力计的示数稳定，便于读数，所以应尽量使物体做匀速直线运动。
（2）①第2次实验时斜面的机械效率η＝＝＝＝80%；
②由图可知，物体的重力是相同的，小车与斜面间的摩擦是滚动摩擦，而木块与斜面间的摩擦是滑动摩擦，它们受到的摩擦力也不同，故探究的是斜面的机械效率与摩擦力的关系；
③第1次实验沿斜面拉木块做的有用功W有＝Gh＝6N×0.1m＝0.6J，
拉力做的总功W总＝Fs＝1.2N×1m＝1.2J，
则额外功W额＝W总﹣W有＝1.2J﹣0.6J＝0.6J，
由W额＝fs得，木块所受摩擦力f＝＝＝0.6N。
（3）①由表中实验数据可知，W额外与L成正比；
②当斜面的水平长度L＝0.40m时，斜面高度h′＝＝＝0.3m，
此时有用功W有用′＝Gh′＝5N×0.3m＝1.5J，
总功W总′＝W有用′+W额外＝1.5J+0.8J＝2.3J，
③当木板平放在水平桌面上，斜面的水平长度L＝S＝0.50m，
设此时的额外功为W，因额外功与L成正比，则＝，则W＝1J，
由W＝fs得，f＝＝＝2N，
此时木块在水平桌面上做匀速运动，由平衡条件得：弹簧测力计的拉力F＝f＝2N；
故答案为：（1）匀速直线；（2）①80；②摩擦力；③0.6；（3）①正；②2.3；③2。
【点评】本题考查了求斜面效率、实验数据分析、求拉力等问题，有一定的难度；掌握功的计算公式、效率公式、总功与有用功与额外功间的关系即可正确解题。
四、计算题（本大题共3小题，共20分）
21．（7分）学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。无烟煤的热值是3.4×107J/kg。c水＝4.2×103J/（kg•℃）求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少。
【分析】解决此题可结合热量公式Q＝cmΔt求解水吸收的热量，利用热量公式Q＝qm求解无烟煤完全燃烧放出的热量，结合效率公式η＝×100%求解锅炉的效率。
【解答】解：（1）由Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（100℃﹣25℃）＝6.3×107J；
（2）由Q放＝m煤q煤＝3.4×107J/kg×6Kg＝2.04×108J；
（3）由公式η＝×100%＝×100%＝30.9%；
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是6.3×107J；
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J；
（3）此锅炉的效率是30.9%。
【点评】解决此类问题要结合热量公式和效率公式进行分析计算。
22．（7分）改革开放进入新时期以来，我国人民的生活水平不断提高，汽车已成为多数人的代步工具。某品牌国产汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶100km，消耗了汽油5kg，汽车发动机功率为12kW，汽油的热值为q＝4.6×107J/kg。求该汽车匀速行驶100km过程中：
（1）汽油完全燃烧放出的热量？
（2）发动机所做的功？
（3）发动机的效率（百分号前保留整数）？
【分析】（1）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，利用Q放＝qm求出消耗的汽油完全燃烧放出的热量；
（2）已知汽车行驶的速度，根据v＝求出汽车行驶10km所用的时间，再根据P＝求出发动机做的功；
（3）根据η＝×100%求出发动机的效率。
【解答】解：（1）由放热公式Q＝qm可得，汽油完全燃烧所放出的热量：
Q放＝qm＝4.6×107J/kg×5kg＝2.3×108J；
（2）由速度公式v＝可得汽车行驶100km用时为：
t＝＝＝h＝5000s，
由P＝可得发动机所做的功：
W＝Pt＝12×103W×5000s＝6×107J；
（3）发动机的效率为：
η＝＝×100%≈26%。
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为2.3×108J；
（2）发动机所做的功6×107J；
（3）发动机的效率为26%。
【点评】本题考查了对速度、功、热值和效率的计算公式的应用，综合性较强，需要熟练掌握相关的计算公式及变形式。
23．（6分）如图甲所示，1标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%，为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同，等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），以上过程中，
问：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（2）双加热煤炉的烧水效率有多大？
【分析】（1）知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容，利用吸热公式求水吸收的热量；知道普通煤炉的烧水效率，利用η＝可得煤完全燃烧放出的热量；已知煤的热值，利用Q放＝mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量。
（2）由题知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量；由题意可知，壶内水吸收热量不变，则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量（有用能量）；由题意可知，双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变，根据η′＝求出双加热煤炉的烧水效率。
【解答】解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，
把壶内20℃，5kg水烧开，水吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt1＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；
普通煤炉的烧水效率为28%，由η＝可得煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝6×106J，
由Q放＝mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量：
m煤＝＝＝0.2kg；
（2）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，
则炉壁间水吸收的热量：
Q吸′＝c水m水′Δt2＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J，
而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，
所以，双加热煤炉中水吸收的总热量：
Q吸总＝Q吸+Q吸′＝1.68×106J+8.4×105J＝2.52×106J；
由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，
所以，双加热煤炉的烧水效率：
η′＝×100%＝×100%＝42%。
答：（1）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg；
（2）双加热煤炉的烧水效率为42%。
【点评】本题考查了吸热公式Q吸＝cmΔt、燃料完全燃烧放热公式Q放＝mq以及热效率公式的综合应用，难点是第2小题，根据题意分析得出“壶内水吸收热量不变、煤完全燃烧放出的热量不变”是解答该小题的关键所在。
物质
实验次数
质量/kg
升高的温度/℃
加热时间/min
水
1
0.05
10
10
2
0.10
10
20
食用油
3
0.05
10
5
4
0.05
20
10
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②
次数
物体
物重
G/N
拉升高度
h/cm
拉力
F/N
拉动距离s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
10
1.20
100
50
2
小车
6
12
0.75
120
L/m
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外/J
0.90
0.80
0.70
0.60
物质
实验次数
质量/kg
升高的温度/℃
加热时间/min
水
1
0.05
10
10
2
0.10
10
20
食用油
3
0.05
10
5
4
0.05
20
10
实验次序
钩码重力G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.1
0.3
86%
4
8
0.1
2.5
①
②
次数
物体
物重
G/N
拉升高度
h/cm
拉力
F/N
拉动距离s/cm
机械效率η/%
1
木块
6
10
1.20
100
50
2
小车
6
12
0.75
120
L/m
0.45
0.40
0.35
0.30
W额外/J
0.90
0.80
0.70
0.60