2023-2024学年湖北省恩施州巴东县九年级(上)第一次质检物理试卷
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这是一份2023-2024学年湖北省恩施州巴东县九年级(上)第一次质检物理试卷,共25页。
A.动能增大,势能减小B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能增大D.动能减小,势能减小
2.(3分)跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中。下列说法正确的是( )
A.人和伞的总重力大于空气的阻力
B.人和伞的总重力等于空气的阻力
C.人和伞的重力势能在增大
D.人和伞的动能在减小
3.(3分)下列四种现象中属于扩散现象的是( )
A.我国北方地区频发“沙尘暴天气”
B.春天柳絮漫天飞舞
C.端午节,粽叶飘香
D.气体压缩到一定程度后,难以再压缩
4.(3分)改变物体内能的方法有做功和热传递两种。下列增大铁丝内能的四个做法中,与另外三个方法不同的是( )
A.摩擦铁丝,使它变热
B.把铁丝放在火上烤,使它变热
C.反复敲打铁丝,使它变热
D.给铁丝通电,使它变热
5.(3分)下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.同一物体,温度越高内能越大
C.物体温度越高,所含热量越多
D.物体内能减少,一定对外做功
6.(3分)如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,下列说法不正确的是( )
A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
7.(3分)水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,汽油机的四个冲程中,能量转化与之相同的是( )
A.B.
C.D.
8.(3分)表中数据是一些物质的比热容,根据表中数据[J/(kg•℃)]下列判断正确的是( )
A.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C.物质的比热容与物质的状态无关
D.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大
9.(3分)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A.5.04×105 JB.4.2×105 J
C.2.52×105 JD.条件不足,不能计算
10.(3分)如图所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,下面说法正确的是( )
A.他的重力势能一直在减小,他的动能一直在增加
B.绳的弹性势能一直在减小,他的动能一直在增加
C.他的动能从上端到a点这一段时间在增加,a点到c点这一段时间在减小
D.在c点时,重力势能减到最小,动能为零,绳的弹性势能最大
第Ⅱ卷非选择题
11.(3分)如图所示,动车采用了“再生电制动”技术,即在制动时,带动发电机发电,将 能转化为 能,车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是 联。
12.(3分)如图是探究物体动能的大小与哪些因素有关的装置,让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动,碰到同一位置的相同木块上 的关系;若小车推动木块移动的距离越大,说明小车对木块 越多,从而判断小车的动能越 。
13.(3分)水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),表示的物理意义是: ,若将2kg的水倒掉一半,则剩下的水的比热容是 J/(kg•℃);初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到 ℃。
14.(3分)如图所示的斜面长6米,高2米。用沿斜面向上的拉力F把一个重力为150牛的物体,从斜面底端匀速拉到顶端 J;拉力F的大小是 N;物体与斜面间摩擦力的大小是 N。
15.(3分)一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上,在洒水过程中,洒水车的动能 ,机械能 。(选填“减小”、“增大”或“不变”)
16.(3分)如图所示是电吹风的简化电路,A是吹风机(电动机),B是电热丝。
(1)吹风机和电热丝的连接方式是 ;
(2)当闭合S1和S2时, 工作(选填“A”、“B”或“A和B”),吹出的是 (选填“热”或“冷”)风。
17.(1分)在下面的电路中,有一根导线连接错误,请将错误导线用“×”标出,灯泡和电动机并联,开关S控制所有用电器,S1只控制电动机.
18.(2分)汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为:吸气、压缩、做功、排气四个冲程,在这四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程。某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min,该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次。
19.(4分)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,物体受到的摩擦力为 N。t=3s时,物体受到的摩擦力为 N。物体做 运动。4至6s时,水平推力F做的功为 J。
20.(2分)现有两根完全相同的密度计,将它们分别放入甲、乙两容器内的液体中,两容器内液体密度分别为ρ甲、ρ乙。两密度计静止时如图所示,则ρ甲 ρ乙;若两密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙,则m甲 m乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
21.(6分)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
(1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;
(2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,说明金属球到达水平面时的动能就越 ;
(3)【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: ;
(4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因;
(5)【实验方法】实验用到的主要实验方法是 法和转换法。
22.(5分)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。(水和煤油的质量都为10g)
(1)本实验除了图中器材以外,还需要 。用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油的 相同。
(2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)前20分钟,煤油吸收的热量为 。
23.(4分)可燃冰是一种清洁无污染、储量巨大,非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大,是天然气的10倍水=4.2×103J/(kg•℃);天然气的热值q=7.0×107J/m3),求:
(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
24.(8分)上汽大通FCV 80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型,如图所示。它是用氢气代替石油作为燃料,用燃料电池代替发动机。工作时储氢罐中液化氢汽化为氢气,据悉其功率最大可达75kW。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg,汽化的氢气的密度ρ=0.09kg/m3,热值q=1.4×108J/m3。求:
(1)储氢罐中的氢全部汽化后的体积;
(2)一罐氢气完全燃烧放出的热量;
(3)若该车以最大功率匀速直线行驶时速度可达108km/h,此时该车所受的阻力;
(4)在某次测试中发现,该车以最大功率行驶时,每消耗一罐氢能行驶14h
参考答案与试题解析
第Ⅰ卷选择题
1.(3分)在第十七届“渝洽会”上,重庆造恩斯特龙480B型直升机(如图所示)签下了20架大订单。该型直升机在加速上升的过程中(忽略燃油变化)( )
A.动能增大,势能减小B.动能减小,势能增大
C.动能增大,势能增大D.动能减小,势能减小
【分析】(1)动能大小跟质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
(2)重力势能大跟质量、高度有关。质量一定时,高度越高,重力势能越大;高度一定时,质量越大,重力势能越大。
【解答】解:直升机在加速上升的过程中,质量不变,速度增大,其动能增大。
故选:C。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
2.(3分)跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中。下列说法正确的是( )
A.人和伞的总重力大于空气的阻力
B.人和伞的总重力等于空气的阻力
C.人和伞的重力势能在增大
D.人和伞的动能在减小
【分析】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体是平衡状态,受平衡力的作用。
动能的影响因素是物体的质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能的影响因素是物体的质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;动能和势能总称为机械能。
【解答】解:因为跳伞运动做匀速直线运动,受到重力和阻力作用,即受到的重力与阻力是一对平衡力。故选项A错误;
跳伞运动员在空中匀速下落时,质量不变,重力势能越来越小;
跳伞运动员在空中匀速下落时,质量不变,动能不变。
故选:B。
【点评】该题考查了二力平衡条件的应用和影响动能、重力势能大小的因素,解题的关键:①判断出物体是否处于平衡状态;②判断影响能量大小因素的变化情况。
3.(3分)下列四种现象中属于扩散现象的是( )
A.我国北方地区频发“沙尘暴天气”
B.春天柳絮漫天飞舞
C.端午节,粽叶飘香
D.气体压缩到一定程度后,难以再压缩
【分析】(1)不同的物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散,扩散现象说明了组成物质的分子在不停地做无规则运动。
(2)任何物质的分子间都存在引力和斥力。物质分子引力和斥力发生作用的距离是:当分子间距离小于10﹣10米时,分子间的作用力表现为斥力,当分子间距离大于10﹣10米时,分子间的作用力表现为引力。
【解答】解:A、我国北方地区频发的“沙尘暴天气”,不属于分子运动;
B、春天柳絮漫天飞舞,不符合题意;
C、端午节粽叶飘香,属于扩散现象;
D、气体压缩到一定程度后,因此难以再压缩,不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查学生对扩散现象的了解,抓住扩散的本质是分子运动,分子是肉眼看不到的。
4.(3分)改变物体内能的方法有做功和热传递两种。下列增大铁丝内能的四个做法中,与另外三个方法不同的是( )
A.摩擦铁丝,使它变热
B.把铁丝放在火上烤,使它变热
C.反复敲打铁丝,使它变热
D.给铁丝通电,使它变热
【分析】(1)热传递是能的转移过程,即内能从高温物体向低温物体转移的过程,在此过程中能的形式不发生变化;
(2)做功实质是能的转化过程,做功的过程中能量的形式变了,是能量的转化过程。
【解答】解:A、摩擦铁丝,是通过做功的方式增加了铁丝的内能;
B、把铁丝放在火上烤,是通过热传递改变铁丝的内能;
C、反复敲打铁丝,是通过做功的方式改变内能;
D、给铁丝通电,是通过做功增加了内能。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对两种改变物体内能的方式的判断,知道做功改变物体内能是能量转化的过程,热传递改变物体内能是能量的转移过程。
5.(3分)下列关于温度、内能和热量的说法,正确的是( )
A.0℃的冰没有内能
B.同一物体,温度越高内能越大
C.物体温度越高,所含热量越多
D.物体内能减少,一定对外做功
【分析】要解答本题需掌握:(1)一切物体都具有内能;
(2)内能与物体的质量、温度、状态等因素有关;
(3)描述热量的物理术语;
(4)改变物体内能的两种方法是等效的。
【解答】解:A、一切物体的分子都在不停地做无规则运动,故A错误;
B、同一物体,内能越大;
C、热量是一过程量,不能用含有表示;
D、改变物体内能的方法有:做功和热传递,可能是对外做功,故D错误。
故选:B。
【点评】本题是一道热学综合题,主要考查学生对内能、分子的热运动及改变物体内能方法的理解,是中考的热点,热学的难点。
6.(3分)如图所示,一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,下列说法不正确的是( )
A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少
D.在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
【分析】(1)本题要抓住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。
(2)机械能包括动能和势能;动能的大小与质量和速度有关;重力势能大小与质量和高度有关;
(3)力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变。②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化。
【解答】解:A、在a到b的过程中,且在推力方向上通过了距离;故A的说法正确;
B、因为不计空气阻力,铅球的机械能不变;
C、在c到d的过程中,故铅球的重力势能减小;
D、在a到d的过程中,故铅球的运动状态在不断的变化;
故选:B。
【点评】明确力是否做功的判断方法、知道影响重力势能的因素、理解力可以改变物体的运动状态;可解答此题。
7.(3分)水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,汽油机的四个冲程中,能量转化与之相同的是( )
A.B.
C.D.
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小;当外界对物体做功时,物体的内能增大;
(2)汽油机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;在做功冲程中内能转化为机械能,在压缩冲程中机械能转化为内能。
【解答】解:水烧开时产生的水蒸气将壶盖顶起,水蒸气的内能会转化为壶盖的机械能;
A、汽油机进气门和排气门均关闭,是压缩冲程,故A不符合题意;
B、汽油机进气门打开,活塞向下运动,此冲程没有能量转化;
C、汽油机进气门和排气门均关闭,是做功冲程,故C符合题意;
D、汽油机进气门关闭,活塞向上运动,此冲程没有能量转化。
故选:C。
【点评】本题考查内燃机的四个冲程工作特点以及能量的转化的了解,难度不大。
8.(3分)表中数据是一些物质的比热容,根据表中数据[J/(kg•℃)]下列判断正确的是( )
A.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
B.100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
C.物质的比热容与物质的状态无关
D.寒冬季节,放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大
【分析】(1)物质吸收或放出的热量用公式Q=cmΔt计算,其中c表示物质的比热容,Δt表示物质温度的变化量;
(2)比热容是物质的一种特性,不同的物质比热容一般不同;比热容与物质的种类有关,同种物质状态改变,比热容就发生了改变;
(3)水达到凝固点而结冰,结冰时质量不变,密度减小,体积变大,据此进行分析。
【解答】解:
A、已知c铜<c铝,质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,根据Δt=,比热容小的物质,铜块温度变化较大;
B、比热容是物质本身的一种特性,分析表中数据可知,比热容并不相同;
C、不同的物质其比热容一般不同,故C错误;
D、冰的密度小于水的密度,达到凝固点而结冰,质量不变,将把水缸胀破。
故选:A。
【点评】本题考查了比热容的相关知识,同时也考查了学生根据这个知识点对数据进行分析归纳的能力。比较物理量大小关系时,可用相关的公式进行分析。
9.(3分)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A.5.04×105 JB.4.2×105 J
C.2.52×105 JD.条件不足,不能计算
【分析】由图可以求出水加热20min吸收的热量,可求水加热10min吸收的热量,因为用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,甲物质10min吸收的热量等于水加热10min吸收的热量。
【解答】解:
水加热20min吸收的热量:
Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×60℃=5.04×104J。
水加热10min吸收的热量:
Q水吸′=Q水吸=×5.04×105J=2.52×105J。
因为用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,
甲物质10min吸收的热量:
Q甲吸=Q水吸′=5.52×105J。
故选:C。
【点评】比较两个量的大小一定要根据公式来分析,这样思维严谨些。有图象的要合理利用图象。解决此题的关键就是能得出质量相同的物质甲和水加热相同时间吸收的热量相同。
10.(3分)如图所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,下面说法正确的是( )
A.他的重力势能一直在减小,他的动能一直在增加
B.绳的弹性势能一直在减小,他的动能一直在增加
C.他的动能从上端到a点这一段时间在增加,a点到c点这一段时间在减小
D.在c点时,重力势能减到最小,动能为零,绳的弹性势能最大
【分析】从游戏者的动能和重力势能大小的影响因素考虑,从弹性绳的弹性势能考虑。
动能大小的影响因素:质量和速度,质量不变时,速度越大,动能越大。
重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量不变时,高度越小,重力势能越小。
弹性势能大小的影响因素:物体发生弹性形变越大,物体具有的弹性势能越大。
【解答】解:
AB、游戏者在下落的过程中,高度不断减小。其速度先变大,所以动能先变大;游戏者在最高点跳下到a点,弹性绳没有发生弹性形变,在a点到c点的过程中,具有的弹性势能越来越大;
C、游戏者在最高点到a点的过程中,速度越来越大;在a点到c点的过程中,阻力由小变大,当拉力大于重力后。所以他的动能在前一段时间增加,故C错误;
D、据图可知,物体的高度最小,此时的速度为零,且此时的绳子的弹性形变程度最大,故D正确;
故选:D。
【点评】(1)掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素。
(2)能判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
第Ⅱ卷非选择题
11.(3分)如图所示,动车采用了“再生电制动”技术,即在制动时,带动发电机发电,将 机械 能转化为 电 能,车厢内座椅下方的插座方便了旅客充电的需求,插座间的连接方式是 并 联。
【分析】(1)行驶的列车具有很大的机械能,可以带动电动机发电。
(2)串联的各电路元件相互影响,不能独立工作,并联的各电路元件互不影响,能独立工作。
【解答】解:(1)列车行驶带动发电机发电,将机械能转化为电能。
(2)插座是连接用电器的,车厢内的各用电器是并联的。
故答案为:机械;电;并。
【点评】本题利用生活中某一实例,考查了物理知识的应用,揭示了物理来源于生活又应用于生活的物理意识,是中考题的常见题型。
12.(3分)如图是探究物体动能的大小与哪些因素有关的装置,让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动,碰到同一位置的相同木块上 速度 的关系;若小车推动木块移动的距离越大,说明小车对木块 做功 越多,从而判断小车的动能越 大 。
【分析】(1)决定动能大小的因素:质量和速度。根据控制变量法的思路,去分析解决。
(2)小车把木块推出的距离长,说明它做功越多,原来具有的动能大,这是一种转换法的思想。
【解答】解:(1)我们知道,小车从斜面上不同的高度由静止滑下时。所以,目的是控制质量相同改变速度。
(2)小车推动木块移动的距离越大,说明小车对木块做的功越多。
故答案为:速度;做功;大。
【点评】本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法。
13.(3分)水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),表示的物理意义是: 1kg水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J ,若将2kg的水倒掉一半,则剩下的水的比热容是 4.2×103 J/(kg•℃);初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到 55 ℃。
【分析】物理学规定,单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为该物体的比热容。比热容是物质的一种特性。物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关;知道水的初温、质量、比热容和吸收的热量,根据Q吸=cm(t﹣t0)可得吸收热量后水升高到的温度。
【解答】解:根据比热容的定义可以知道,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)的物理意义是:1kg水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
将5kg的水倒掉一半后,质量改变,所以水的比热容不变3J/(kg•℃);
由Q吸=cm(t﹣t0)可得,吸收热量后水升高到的温度:
t=+t5=+t4=25℃+30℃=55℃。
故答案为:1kg水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是6.2×103J;2.2×103;55。
【点评】本题考查了学生对热值概念和吸热公式的掌握与应用,关键是知道温度升高到是指末温、温度升高了是指温度的变化量。
14.(3分)如图所示的斜面长6米,高2米。用沿斜面向上的拉力F把一个重力为150牛的物体,从斜面底端匀速拉到顶端 300 J;拉力F的大小是 75 N;物体与斜面间摩擦力的大小是 25 N。
【分析】根据W有用=Gh得出克服重力做的有用功,根据F=得出可得拉力的大小;
根据W额外=W总﹣W有用得出额外功,根据f=得出所以物体与斜面间摩擦力的大小。
【解答】解:克服重力做的有用功W有用=Gh=150N×2m=300J,
根据W=Fs可得拉力的大小F===75N;
额外功W额外=W总﹣W有用=450J﹣300J=150J,
所以物体与斜面间摩擦力的大小f===25N。
故答案为:300;75。
【点评】本题考查有关斜面的拉力、功和摩擦力的计算,是一道基础题。
15.(3分)一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上,在洒水过程中,洒水车的动能 减小 ,机械能 减小 。(选填“减小”、“增大”或“不变”)
【分析】从动能和重力势能大小的影响因素进行分析,然后由动能和重力势能大小的变化,判断机械能的变化。
(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能=动能+势能。
【解答】解:一辆洒水车匀速行驶在平直的公路上,质量不断减小,高度不变,重力势能变小。
洒水车行驶时,没有发生弹性形变,所以动能减小,机械能减小。
故答案为:减小;减小。
【点评】掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,利用控制变量法,判断动能、重力势能、弹性势能、机械能的变化。
16.(3分)如图所示是电吹风的简化电路,A是吹风机(电动机),B是电热丝。
(1)吹风机和电热丝的连接方式是 并联 ;
(2)当闭合S1和S2时, A和B 工作(选填“A”、“B”或“A和B”),吹出的是 热 (选填“热”或“冷”)风。
【分析】(1)分析图示电路图,根据电路图答题;
(2)根据串并联电路的特点,依据题意结合电路图分析是哪部分连入电路,有电流经过的部分,才能正常工作。
【解答】解:(1)由电路图可知,当闭合S1和S2时,电动机与电热丝并联接入电路;
(2)当闭合开关S4和S2后,吹风机A与电阻B并联后连接在电源上,它们都工作。
故答案为:(1)并联;(2)A和B;热。
【点评】对于这类结合生活中的电器考查电路连接情况的题目,要结合串并联电路的电流流向特点进行分析。
17.(1分)在下面的电路中,有一根导线连接错误,请将错误导线用“×”标出,灯泡和电动机并联,开关S控制所有用电器,S1只控制电动机.
【分析】根据题目的要求先分析电路中存在的问题,再改接电路。
【解答】解:由实物图知,灯泡被短路,且S1只控制电动机,开关S控制所有用电器1的左侧接线柱,如图所示:
。
【点评】本题考查根据要求连接实物电路的连接,掌握好串并联电路特点、能识别和连接电路是学好电学的基础。
18.(2分)汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为:吸气、压缩、做功、排气四个冲程,在这四个冲程中,把机械能转化为内能的是 压缩 冲程。某单缸四冲程内燃机飞轮的转速为1200r/min,该内燃机每秒钟对外做功的次数为 10 次。
【分析】(1)热机是将内能转化为机械能的机器,它的一个工作循环包括四个冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程,其中压缩冲程是将机械能转化为内能;做功冲程是将内能转化为机械能;
(2)内燃机每进行一个工作循环,要经过四个冲程,燃气推动活塞做功一次,活塞往返两次,飞轮转动两周;
首先换算得到飞轮每秒转动的转数,再计算经过几个工作循环,再计算燃气做功的次数。
【解答】解:
(1)压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程是将内能转化为机械能;
(2)1200r/min=20r/s,
每秒飞轮转动20转,内燃机经过10个工作循环。
故答案为:压缩;10。
【点评】此题主要考查热机的工作循环特点,解答时要明确它的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气冲程),燃气推动活塞做功一次,活塞往返两次,飞轮转动两周,压缩冲程、做功冲程能量的转化。
19.(4分)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,物体受到的摩擦力为 2 N。t=3s时,物体受到的摩擦力为 4 N。物体做 加速 运动。4至6s时,水平推力F做的功为 32 J。
【分析】(1)当物体静止时,处于平衡状态,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力,其大小与物体受到的推力大小相等;
(2)滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与其他因素无关;由图丙可知4~6s内物体做匀速直线运动,即平衡状态,再由图乙读出此时的推力大小,根据二力平衡条件即可得出物体受到的滑动摩擦力大小,便可知道第3s时物体受到的摩擦力;
若物体受到的推力大于摩擦力,则物体做加速运动;若物体受到的推力小于摩擦力,则物体做减速运动;若物体受到的推力等于摩擦力大小,则物体做匀速运动;
(3)由图丙可知物体做匀速直线运动的速度大小,利用v=可求出物体运动的路程;由图乙可知此时受到的推力大小,再根据W=Fs可求出推力做的功。
【解答】解:(1)由图丙可知,当t=1s时,即平衡状态,此时物体受到的推力为F1=3N,
由二力平衡条件可知,物体受到的摩擦力为:f=F1=2N;
(2)由图丙可知7~6s内物体做匀速直线运动,处于平衡状态,
则由二力平衡条件可知物体受到的滑动摩擦力为:f′=F2=4N;
滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度和压力大小有关,与所受推力大小无关,
因此第3s时,物体受到的摩擦力不变;
由图乙可知此时物体受到的推力为F3=5N,即推力大于摩擦力;
(3)图丙可知4~6s的速度为8m/s,由v=,
则水平推力F做的功为:W=F2s=4N×6m=32J。
故答案为:2;4;加速。
【点评】本题考查了对摩擦力的理解和功的计算,从图中读取相关信息是解题的关键。
20.(2分)现有两根完全相同的密度计,将它们分别放入甲、乙两容器内的液体中,两容器内液体密度分别为ρ甲、ρ乙。两密度计静止时如图所示,则ρ甲 < ρ乙;若两密度计排开液体的质量分别为m甲、m乙,则m甲 = m乙。(均选填“>”、“=”或“<”)
【分析】同一密度计在两种液体中都漂浮,所以受到的浮力都等于密度计受到的重力;
由图可知密度计排开液体体积的大小关系,再根据阿基米德原理分析液体密度的大小关系;
根据阿基米德原理F浮=G排,可得出密度计排开液体质量的大小关系。
【解答】解:同一密度计在两种液体中都漂浮,则F浮=G密度计,且同一密度计的重力不变,所以;
由图知,密度计排开液体的体积:V甲排>V乙排,且浮力相等,根据F浮=ρ液gV排可知液体的密度:ρ甲<ρ乙。
根据阿基米德原理可知:F浮=G排,且浮力相等,所以,G甲排=G乙排,根据G=mg知m甲=m乙。
故答案为:<;=。
【点评】本题考查了阿基米德原理、物体漂浮条件的应用,是一道常见题。
21.(6分)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
(1)【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 速度 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 质量 有关;
(2)【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,说明金属球到达水平面时的动能就越 大 ;
(3)【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是: 质量相同时,物体的速度越大,动能越大 ;
(4)【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因;
(5)【实验方法】实验用到的主要实验方法是 控制变量 法和转换法。
【分析】(1)物体的动能跟物体的速度和质量有关。
(2)(3)(4)(5)利用控制变量法,探究动能与质量的关系时需要控制金属球的速度相同,探究动能与速度的关系时需要控制质量相同;金属球撞击物块时,金属球的动能传递给物块,物块移动的距离反映了金属球动能的大小,采用的是转换法
【解答】解:(1)“十次车祸九次快”,意思就是速度越快越容易造成严重事故。
“安全驾驶莫超载”,意思就是质量过大也会造成不安全因素。
(2)物块被撞击得越远,说明金属球对木块做的功越多。
(3)甲、丙两图中,但在斜面上所处高度不同,图中木块被推动的距离不同,故可得出结论:质量相同时,动能越大。
(4)甲、乙两图中,则金属球撞击木块前的速度相同,甲图中金属球质量大,说明速度相同的物体,动能越大。
(5)由于动能的大小同时与物体的质量和速度两个因素都有关,因此实验中用到了控制变量法,这是转换法。
故答案为:(1)速度;质量;(3)质量相同时,动能越大;(5)控制变量。
【点评】本题是探究影响动能大小的因素实验,主要考查了控制变量法和转换法在实验中的应用,并要掌握实验中控制速度和改变速度的方法。
22.(5分)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。(水和煤油的质量都为10g)
(1)本实验除了图中器材以外,还需要 秒表 。用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油的 质量 相同。
(2)加热10min,水吸收的热量 等于 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知 2.1×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(4)前20分钟,煤油吸收的热量为 1260J 。
【分析】(1)(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;
比较物质吸热能力的2种方法: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;或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)根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像可知,升高30℃水和煤油的加热时间;根据Q=cmΔt,在质量、升温相同的情况下,Q与比热容成正比,据此得出煤油的比热容;
(4)根据Q=cmΔt求出前20min水吸收的热量,煤油吸收的热量与水吸热相同。
【解答】解:(1)根据转换法,用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,还需要秒表,要控制不同物质的质量相同,目的是控制水和煤油的质量相同;
(2)加热10min,根据转换法;
(3)根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知
98℃﹣68℃=30℃,水加热20分钟,水用的时间是煤油的2倍,根据Q=cmΔt可知,Q与比热容成正比
c=×4.2×105J/(kg•℃)=2.1×105J/(kg•℃);
(4)用相同的加热器加热,加热相同时间;前20分钟
Q吸煤油=Q吸水=c水mΔt=4.2×102J/(kg•℃)×10×10﹣3kg×30℃=1260J。
故答案为:(1)秒表;质量;(3)2.5×103;(4)1260J。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
23.(4分)可燃冰是一种清洁无污染、储量巨大,非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大,是天然气的10倍水=4.2×103J/(kg•℃);天然气的热值q=7.0×107J/m3),求:
(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量的90%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
【分析】(1)知道“可燃冰”体积和热值,利用Q放=Vq,求0.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量;
(2)知道加热效率,利用η=求被水吸收的热量;再根据Q吸=cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解:
(1)由题意可得,可燃冰的热值:
q可燃冰=10q天然气=10×7.0×108J/m3=7.6×108J/m3;
3.01m3“可燃冰”完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq可燃冰=0.01m3×7.0×108J/m3=7.8×106J;
(2)由η=得被水吸收的热量:
Q吸=ηQ放=90%×7.2×106J=6.6×106J;
由Q吸=cmΔt可得水升高的温度:
Δt===15℃。
答:
(1)5.1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为7.8×106J;
(2)水升高度的温度是15℃。
【点评】本题考查了燃料完全燃烧放热公式和效率公式的应用,属于常见题目。
24.(8分)上汽大通FCV 80是国内第一款运用全新准入标准的燃料电池轻客车型,如图所示。它是用氢气代替石油作为燃料,用燃料电池代替发动机。工作时储氢罐中液化氢汽化为氢气,据悉其功率最大可达75kW。已知车载储氢罐的氢存储量为5.4kg,汽化的氢气的密度ρ=0.09kg/m3,热值q=1.4×108J/m3。求:
(1)储氢罐中的氢全部汽化后的体积;
(2)一罐氢气完全燃烧放出的热量;
(3)若该车以最大功率匀速直线行驶时速度可达108km/h,此时该车所受的阻力;
(4)在某次测试中发现,该车以最大功率行驶时,每消耗一罐氢能行驶14h
【分析】(1)根据密度公式计算氢气的体积;
(2)知道氢气的热值和氢气的体积,利用Q放=Vq求完全燃烧放出的热量;
(3)知道车的速度和最大功率,利用P===Fv求出该车的牵引力;当该车以最大功率匀速行驶时,所受阻力与牵引力是一对平衡力,大小相等;
(4)利用W=Pt求出牵引力所做的功;牵引力做的功即为有用功,利用η=×100%求出该车效率。
【解答】解:(1)根据ρ=可知:氢气的体积:V==3;
(2)一罐氢气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=60m4×1.4×107J/kg=8.4×105J;
(3)该车的速度:v=108km/h=108×m/s=30m/s,
根据P===Fv可知,该车的牵引力:F牵===2500N,
该车匀速行驶时,车受到的阻力与车的牵引力的一对平衡力,
所以此时该车所受的阻力:f=F牵=2500N;
(4)该车以最大功率行驶14h所做有用功:W有=Pt=75×103W×14×3600s=3.78×106J,
该客车的效率:η=×100%=。
答:(1)储氢罐中的氢全部汽化后的体积为60m3;
(2)一罐氢气完全燃烧放出的热量是8.6×109J;
(3)若该车以最大功率匀速行驶时,速度可达108km/h;
(4)在某次测试中发现,该车以最大功率行驶时,则该车燃料的效率是45%。
【点评】本题综合考查了燃烧放热公式、效率公式的应用以及功的计算等,知道发动机做的有用功等于牵引力做功和功率变形式P=Fv是解题的关键。水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
沙石
0.92×103
铜
0.39×103
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
沙石
0.92×103
铜
0.39×103
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