2025-2026学年河南省平顶山市鲁山一中九年级(上)第一次月考物理试卷
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这是一份2025-2026学年河南省平顶山市鲁山一中九年级(上)第一次月考物理试卷,共17页。试卷主要包含了填空题,单选题,多选题,作图题,实验探究题,计算题,综合题等内容,欢迎下载使用。
1.“热岛效应”产生的主要原因是城市建筑群密集,在相同日照的情况下,城市地区升温较 。为减弱城市的“热岛效应”,苏州市修建了大量的湿地公园和人工湖,这主要是利用了水的比热容 的特点,请再列举一种应用此特点的实例: 。
2.夏日荷塘里荷花盛开,荷叶上的两滴露珠接触后合成一滴,表明分子间有 力;水与酒精混合,总体积会变小,是因为分子间有 。
3.指纹识别解锁是目前较为流行的手机解锁方式。如图所示,手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,则感应区相当于电路中的 ;手机在充电过程中,手机电池相当于电路中的 。(均填“开关”“用电器”或“电源”)
4.如图所示,当S1闭合,S2 时(选填“断开”或“闭合”),灯泡发光;当开关S1、S2都断开时,电路处于 状态。
5.如图所示是风光互补路灯,此灯组不需外界对其供电,它能将太阳能和风能转化为 。若1000套该路灯一年内可间接节约电能4.2×1012J,相当于 kg的煤完全燃烧放出的能量。(煤的热值q煤=3×107J/kg)
6.某团队的同学们制作的简易汽轮机模型如图所示。实验时向易拉罐内部注入大约半罐水,点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→ → ,某同学测试过程中,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能 。(答出一条即可)
二、单选题:本大题共6小题,共12分。
7.2024年5月3日,嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射成功,开启世界首次月球背面采样返回之旅。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料,主要原因是液态氢具有( )
A. 较大的热值B. 较高的沸点C. 较大的比热容D. 较低的密度
8.冬至是二十四节气之一,关于冬至活动涉及的物理知识,以下说法正确的是( )
A. 吃水饺:煮水饺时,饺子在水里无规则的翻滚,是分子热运动现象
B. 吃汤圆:刚煮熟的汤圆很烫,是因为含有的热量多
C. 腌制腊肉:一段时间后,鲜肉内部有了咸味,说明分子在永不停息地做无规则运动
D. 喝羊肉汤:煮羊肉汤时,正在沸腾的汤温度不变,内能不变
9.如图是汽油机的四个冲程,下列说法正确的是( )
A. 乙冲程是做功冲程
B. 一个工作循环中四个冲程的正确顺序是:丙、甲、丁、乙
C. 汽油充分燃烧,可以同时提高汽油机的效率和汽油的热值
D. 若汽油机每秒做功15次,则飞轮的转速为1800r/min
10.如图是小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法中正确的是( )
A. 小球弹起的高度越来越小,说明在此过程中能量不守恒
B. 在此过程中小球的机械能总量是保持不变的
C. 小球运动到相同的高度,具有相同的动能
D. 在小球的运动中,有一部分机械能转化成了内能
11.用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触不带电的验电器A,A的金属箔片张角变大。如图所示,再用带绝缘手柄的C棒去同时接触A、B验电器的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中,正电荷从丝绸转移到玻璃棒
B. 验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引
C. 当C棒接触两验电器的金属球时,产生的瞬间电流方向为A到B
D. B带的电荷为负电荷
12.现有甲、乙、丙三个轻质小球,其中甲球带负电。将甲与乙、丙靠近时,小球的状态如图所示,下列判断正确的是( )
A. 乙球可能带正电,丙球一定带电B. 乙球一定不带电,丙球可能带正电
C. 乙球一定带正电,丙球可能带负电D. 乙球可能不带电,丙球可能带正电
三、多选题:本大题共2小题,共4分。
13.如图所示是唐代画家张萱的《捣练图》。图中仕女用“熨斗”熨烫布匹,下列选项中与此过程改变布匹内能的主要方式一致的有( )
A. 钻木取火B. 呵气暖手C. 炭火烤肉D. 擦燃火柴
14.小明阅读了某汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图,下列说法正确的有( )
A. 发动机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能
B. 减小零件间摩擦是提高热机效率的有效途径
C. 随着技术越来越先进,该内燃机的效率可达100%
D. 该内燃机的效率为30%
四、作图题:本大题共2小题,共4分。
15.如图甲所示的是电铃工作的实物图,请在图乙方框中画出电路图。
16.如图所示,某同学连接了如图所示的错误电路,请去掉一根导线,使灯泡能够发光,在需去掉的线上打“×”,在改正后的电路中标明电流的方向。
五、实验探究题:本大题共3小题,共19分。
17.在“探究电荷间的相互作用”活动中:
(1)小华发现用干燥的丝绸摩擦过的有机玻璃棒和用干燥毛皮摩擦的橡胶棒都能吸引纸屑,这说明它们都带了“电”,用摩擦的方法使物体带电叫作______。
(2)将其中一根棒悬挂起来是为了______。
(3)如图,将两根带电棒相互靠近,发现相互吸引的是图______。
(4)把其它经过摩擦而带电的物体分别去靠近上面的玻璃棒和橡胶棒,发现若跟玻璃棒相互吸引的,就会跟橡胶棒相互排斥;而跟橡胶棒相互吸引的,就会跟玻璃棒排斥,由此可推理得出的结论是______。
18.如图所示,小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来比较不同物质吸收热量的情况和探究不同燃料的放热能力,其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)比较不同物质吸收热量的情况时:
①不同物质吸热的多少是通过______(填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
②小潇根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图象(如图丁所示),若a的比热容是ca,b的比热容是cb,则ca:cb= ______。
(2)探究不同燃料的放热能力时:
①选择甲、乙两图进行实验,实验时不同燃料放热的多少是通过______(填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;燃料1在燃烧过程中热值______(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②若图甲烧杯中为50mL的水,若10g酒精燃烧后放出的热量被水吸收,温度计示数升高了20℃,则可以计算出酒精的热值______J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比______(填“偏大”、“偏小”或“一样”)。[c水=4.2×03J/(kg⋅℃),ρ水=1×103kg/m3,q酒精=3.0×107J/kg]
19.如图,在试管里装一些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲开。
(1)水蒸气冲开软木塞,水蒸气对软木塞______;水蒸气的温度______(填“升高”“不变”或“降低”),内能______(填“减小”、“增加”或“不变”),在此过程中的能量转化是______。
(2)与内燃机相比,本实验装置中______相当于燃料,______相当于汽缸,______相当于活塞,水蒸气把软木塞冲开的过程类似于内燃机的______冲程。
六、计算题:本大题共1小题,共9分。
20.如图所示是人们搬家时常用的中型面包车,该车自重约为4t,最大载货量为1t。若满载时该汽车发动机以恒定功率60kW在平直的公路上匀速行驶30min,消耗了10L的汽油,已知汽车在匀速直线行驶时受到的阻力为车总重的0.4倍。(已知g=10N/kg,ρ汽油=0.71×103kg/m3,q汽油=4.6×107J/kg)求:
(1)汽油机工作时,燃料在汽缸内燃烧时将______能转化成______能。
(2)汽车在匀速直线行驶的过程中所受牵引力的大小。
(3)30min内该汽车消耗的汽油完全燃烧释放出的热量。
(4)该汽车在行驶过程中的热机效率。(百分号前保留一位小数)
七、综合题:本大题共1小题,共8分。
21.在研究性学习活动中,小明对家里的燃气热水器耗能进行测试,如图所示。查阅铭牌知道该燃气热水器是即热式热水器,没有储水装置,容量是12L。查阅资料获知:“12L”的意思是“它每分钟可以使流过热水器的12L水温度升高25℃”。测得自来水的温度是15℃,设定出水温度为40℃。[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),天然气的热值约为4×107J/m3]
(1)5min内流过热水器的水的质量是______kg;
(2)加热5min,水吸收的热量为多少?
(3)通过观察燃气表的示数发现,加热5min消耗了0.225m3的天然气,则该热水器的效率为多大?
答案和解析
1.【答案】快
较大
汽车发动机用水做冷却剂
【解析】解:城市内,建筑物是砂石制成,比热容较小,同样日照条件下,吸收相同热量下,根据Q=cmΔt可知,在质量不变时,温度变化大,即升温快。
根据Q=cmΔt可知,质量相等的水和其它物质相比,在吸收相同热量的情况下,由于水的比热容较大,温度变化小,具有调节气候的作用,所以增大城区的绿地、水域面积可以减弱城市热岛效应。
比热容大的其它用途:汽车发动机用水做冷却剂、暖气中采用水作为导热剂等。
故答案为:快;较大;汽车发动机用水做冷却剂。
水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
本题考查了水的比热容较大的应用,属于常考题。
2.【答案】引
间隙
【解析】解:荷叶上的两滴露珠接触后合成一滴,表明分子间有引力。
水与酒精混合,总体积会变小,是因为分子间有间隙,分子的体积不会发生变化。
故答案为:引;间隙。
分子间存在相互作用的引力和斥力。
任何分子间都存在着间隙。
本题考查了分子间的作用力及分子间有间隙,属于基础题。
3.【答案】开关
用电器
【解析】解:手指轻轻触碰感应区,识别出正确的指纹后手机自动开锁,说明感应区对电路起到控制作用,在电路中相当于开关;
手机在充电过程中,手机电池消耗电能,在电路中相当于用电器。
故答案为:开关;用电器。
电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成。
本题考查了电路的组成,比较简单。
4.【答案】断开
断路
【解析】解:如图所示,当开关S1闭合、S2断开时,通过灯泡有电流,电路处于通路状态,灯泡发光;
当开关S1、S2都断开时,灯泡与电源的连接断了,电路中没有电流,发生断路现象。
故答案为:断开;断路。
电路的状态有三种:短路、断路和通路;
通路:电路连接好后,闭合开关,处处相通的电路叫做通路;
开路:即断路,开关未闭合,或电线断裂、接头松脱致使路线在某处断开的电路,断路电路中没有电流;
短路:导线不经过任何用电器直接跟电源两端连接的电路。
本题考查了开关的作用、电路的组成,要求学生联系生活实际会辨认,会解释。
5.【答案】电能
1.4×105
【解析】解:(1)路灯不需外界对其供电,它能将太阳能和风能转化为电能;
(2)需要的煤的质量:
m=Qq=4.2×1012J3×107J/kg=1.4×105kg。
故答案为:电能;1.4×105。
(1)风能与电能之间可以相互转化;
(2)根据m=Qq计算煤的质量。
本题考查了能量的转化和有关热值的计算,属于基础题。
6.【答案】内能
机械能
可能是蒸汽产生量不足,导致蒸汽对扇叶的推力不足以使扇叶转动
【解析】解:酒精灯燃烧,酒精的化学能转化为内能,使水吸热升温汽化产生蒸汽。蒸汽喷出时,对扇叶做功,将内能转化为扇叶的机械能,使扇叶转动。
可能是蒸汽产生量不足,导致蒸汽对扇叶的推力不足以使扇叶转动。
故答案为:内能;机械能;可能是蒸汽产生量不足,导致蒸汽对扇叶的推力不足以使扇叶转动。
酒精灯燃烧,酒精的化学能转化为内能,蒸汽喷出时,对扇叶做功,将内能转化为扇叶的机械能,发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能蒸汽产生量不足。
本题通过简易汽轮机模型考查能量转化和实验故障分析,关键是理解能量转化的过程以及影响实验现象的因素。
7.【答案】A
【解析】解:火箭一般使用液态氢作为燃料,原因是液态氢具有较大的热值,与其它燃料相比,完全燃烧相同质量的液态氢时,可以释放出更多的热量,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选:A。
液态氢具有较大的热值,与其它燃料相比,完全燃烧相同质量的液态氢时,可以释放出更多的热量。
本题考查了对热值的理解,属于基础题。
8.【答案】C
【解析】解:A.分子热运动是指分子的无规则运动,如扩散现象,而饺子的翻滚是宏观物体的机械运动,由水的对流推动饺子运动,并非分子的运动。故A错误;
B.“热量”是一个过程量,描述的是“物体在热传递过程中吸收或放出的能量”,不能说物体“含有热量”。汤圆很烫,本质是其温度高,让人感到烫。故B错误;
C.腌制腊肉时,盐分子会逐渐扩散到鲜肉内部,这是扩散现象,说明了分子在永不停息地做无规则运动,故C正确;
D.汤沸腾时,吸收热量,温度不变,内能增加,故D错误。
故选:C。
(1)扩散现象说明组成物质的分子在不停地做无规则运动;
(2)热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有或具有多少热量;
(3)液体沸腾的特点:吸收热量,温度不变。
此题以选择题的形式,考查热学的多个知识点,具有较强的综合性,难度中等。
9.【答案】D
【解析】解:
如图是汽油机的四个冲程,其中:
甲为做功冲程:在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功;
乙为压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内燃料混合物,温度升高;
丙为排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸;
丁为吸气冲程:进气门打开,排气门关闭.活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
AB.乙图中进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程;一个工作循环中四个冲程的正确顺序是:丁、乙、甲、丙,故AB错误;
C.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与质量和燃烧情况等无关;汽油充分燃烧,可以提高热机的效率,不能提高热值,故C错误;
D.单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环飞轮转2周,活塞上下往复2次,做功1次,若汽油机每秒做功15次,每分钟做功900次,每分钟飞轮转动1800r,则飞轮的转速为1800r/min,故D正确。
故选:D。
汽油机的工作流程:内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的;
提高热机效率的方法:(1)改善燃烧条件;(2)减少摩擦损失;(3)减少热量损失;(4)采用先进技术;
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;
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
本题是一道热学综合题,主要考查四冲程的顺序,能量转化,做功次数的计算,热值的概念。
10.【答案】D
【解析】解:AB、小球质量不变,运动过程中弹起的高度越来越小,说明重力势能越来越小;小球速度越来越慢,说明动能越来越小;机械能等于动能和势能的总和,则小球的机械能减少;机械能减少的原因是克服与空气摩擦做功,与地面撞击做功,能量的总量是不变的,故AB错误;
C、小球运动到相同的高度,质量不变,速度不同,动能不同,重力势能相同,故C错误;
D、在小球的运动中,与空气摩擦做功或与地面撞击做功,有一部分机械能转化成了内能,故D正确。
故选:D。
(1)物体由于运动而具有的能叫做动能,影响动能大小的因素是质量和速度;物体由于被举高而具有的能叫做重力势能,影响重力势能大小的因素是质量和高度,机械能包括动能和势能;在一定条件下,不同形式的能量之间可以相互转化,但总量保持不变;
(2)小球克服摩擦做功,使部分机械能转化为内能,但在能的转化和转移过程中,能的总量保持不变。
本题掌握动能、重力势能的影响因素,以及机械能的变化,难度不大。
11.【答案】C
【解析】解:A、丝绸摩擦玻璃棒的过程中,是玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子带正电,并非正电荷从丝绸转移到玻璃棒,故A错误;
B、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,通过金属箔片张开角度来显示物体是否带电,与异种电荷相互吸引无关,故B错误;
C、用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A,使A带正电,用C棒接触两验电器金属球时,B验电器上的电子会通过C棒转移到A验电器上。因为电流方向与电子定向移动方向相反,所以瞬间电流方向为A到B,故C正确;
D.B原本不带电,接触带正电的A后因失去电子而带正电,故D错误。
故选:C。
(1)丝绸摩擦玻璃棒的过程中,是玻璃棒上的电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子带正电;
(2)验电器的工作原理是同种电荷相互排斥;
(3)物理学上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。电流方向与电子定向移动方向相反;
(4)B原本不带电,接触带正电的A后因失去电子而带正电。
本题考查摩擦起电的实质及验电器的原理,电流的方向。
12.【答案】A
【解析】解:有甲、乙、丙三个轻质小球,由题意可知,甲带负电,甲与丙相互排斥,则丙一定带负电;甲与乙相互吸引,异种电荷相互吸引,而带电体也可以吸引轻质小球,则乙可能带正电,也可能不带电,故A正确,故BCD错误。
故选:A。
同种电荷相互排斥,所以通过排斥的两个小球可以得到它们带同种电荷,异种电荷相互吸引,而带电体也可以吸引轻质小球,所以相互吸引的两个轻质小球有可能带异种电荷,也有可能其中一个不带电。
本题考的是物体带电情况的判断,属于基础题型,难度一般。
13.【答案】BC
【解析】解:用“熨斗”熨烫布匹过程中,布匹吸收了热量,是通过热传递的方式改变布匹内能。
钻木取火、擦燃火柴是克服摩擦做功,将机械能转化为内能,属于通过做功的方式改变内能,而呵气暖手、炭火烤肉属于能量转移,是通过热传递的方式改变内能。故BC符合题意,AD不符合题意。
故选:BC。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
做功和热传递是改变物体内能的两种方法,是等效的,但有着本质的区别:做功是能量转化的过程,是其他形式能和内能的转化;热传递是能量的转移过程,是内能从一个物体转移到另一个物体上。
14.【答案】BD
【解析】解:A.压缩冲程,活塞对气缸内气体施加压力,对其做功,使其内能增大,温度升高,是将机械能转化为内能,故A错误;
B.热机做额外功的原因主要在:热量的散失、克服摩擦等,减小摩擦是提高热机效率的有效途径,故B正确;
C.随着技术越来越先进,由于额外功的存在,内燃机的效率也不可能达到100%,故C错误;
D.该热机效率为η=100%−33%−30%−7%=30%,故D正确。
故选BD。
(1)发动机压缩冲程把将机械能转化为内能;
(2)克服零件间摩擦做的是额外功,减小额外功可提高热机的机械效率;
(3)由于额外功的存在,内燃机的效率不可能达到100%;
(4)该热机效率为η等于燃料燃烧放出的热量减去废气、冷却水和摩擦与辐射的能量。
本题考查热机的效率公式与计算,难度不大。
15.【答案】
【解析】解:由实物图知,电路中只有电铃一个用电器,开关接在电铃与电源负极之间,电路图如图所示:
分析实物图,得出电路组成、开关的位置,据此画出对应的电路图。
本题考查根据实物图画电路图,属于基础题目。
16.【答案】解:由图知,当开关闭合后,电流从电源正极流出不经过灯泡,由导线直接流回电源负极,这样会造成短路(灯不会发光);根据题意,要使灯泡能够发光,只需将电源正极与开关左侧接线柱之间的导线去掉即可,如图所示:
【解析】由图可知,当开关闭合后,电流从电源正极流出不经过灯泡,由导线直接流回电源负极,这样会造成短路(灯不会发光),据此修改实物图。
此题考查了电路的三种状态及实物图的画法,难度不大。
17.【答案】摩擦起电;
实验现象更明显;
丙;
自然界只存在两种电荷
【解析】(1)用摩擦的方式使物体带电叫做摩擦起电,实质是得失电子。
(2)将其中一根棒悬挂起来是为了使其能够自由转动,使实验现象更明显。
(3)已知有机玻璃棒(丝绸摩擦后带正电)与橡胶棒(毛皮摩擦后带负电)为异种电荷,根据电荷间作用规律:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。两个带电棒相互靠近,发现相互排斥的是甲和乙;相互吸引的是丙。
(4)玻璃棒与橡胶棒带异种电荷,其他带电体与玻璃棒、橡胶棒的吸引或排斥关系表明:存在两种电荷,且与玻璃棒同种电荷的物体间相互排斥,与橡胶棒同种电荷的物体间也相互排斥,异种则吸引。因此结论为“自然界只存在两种电荷”。
答案故为:(1)摩擦起电;
(2)实验现象更明显;
(3)丙;
(4)自然界只存在两种电荷。
(1)用摩擦的方法使物体带电的现象叫做摩擦起电;
(2)将棒悬挂起来可利用重力让棒处于自由转动状态,便于观察其受到的电荷作用力导致的转动情况;
(3)异种电荷相互吸引;
(4)自然界只存在两种电荷。
本题考查摩擦起电概念、实验操作设计意图、电荷间相互作用规律及电荷种类的逻辑推理,需准确掌握基础概念与实验逻辑。
18.【答案】①加热时间;②1:2; ①温度计示数;不变;②4.2×105;偏小
【解析】(1)用相同的加热器加热,对不同种类的液体加热,加热时间相同,液体吸收的热量相同,通过加热时间来反映液体吸收热量的多少;
②由图丁可知,a、b升高相同的温度60℃−20℃=40℃;a的加热时间为10min,b的加热时间为20min,所以Qa:Qb=1:2,根据Q=cmΔt,质量和升高温度相同,c与Q成正比,所以ca:cb=1:2。
(2)①选择甲、乙两图进行实验,探究燃料热值的大小,通过燃料完全燃烧后,温度计上升的示数来方向放出热量的多少;热值是燃料的特性,与质量等无关,燃料1在燃烧过程中,其热值不变。
图甲烧杯中水的质量m水=ρV=1g/cm3×50cm3=50g=0.05kg
水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J
若酒精放出热量全部被水吸收,则有酒精热值q=Q放m酒精=Q吸m酒精=4.2×103J10×10−3kg=4.2×105J/kg
由于酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收,所以测算的热值比标准值偏小。
故答案为:(1)①加热时间;②1:2;(2)①温度计示数;不变;②4.2×105;偏小。
(1)①比较“不同物质吸热能力”的方法是:用相同的加热器加热,通过加热时间的长度来反映物质吸收热量的多少;
②由图丁可知,a、b升高相同的温度40℃;a的加热时间为10min,b的加热时间为20min,即Qa:Qb=1:2,根据Q=cmΔt,质量和升高温度相同,c与Q成正比。
(2)①选择甲、乙两图进行实验,燃料燃烧放出热量,被液体吸收,液体温度升高,所以不同燃料放热的多少是通过温度计示数来反映的;热值是燃料的特性,与质量等无关;
②根据ρ=mV,计算水的质量及水吸收的热量若酒精放出热量全部被水吸收,根据q=Q放m,计算酒精热值。
由于酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收,所以这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比偏小。
本题研究“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”,考查转换法和控制变量法及两实验的相同与不同之处。
19.【答案】做功;降低;减小;水蒸气的内能转化为软木塞的机械能;
酒精;试管;软木塞;做功
【解析】(1)水蒸气冲开软木塞,说明水蒸气对软木塞施加了力,且软木塞在力的方向上移动了距离,则水蒸气对软木塞做了功。
水蒸气对软木塞做功时,会消耗自身的内能,导致其温度降低,内能减小。此过程中,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。
(2)内燃机工作时燃料燃烧产生高温高压燃气,推动活塞做功,将内能转化为机械能。实验中,酒精加热水时燃烧提供能量,相当于内燃机的燃料;装水的试管容纳水蒸气,类似内燃机容纳燃气的空间,相当于内燃机的气缸;被水蒸气冲开的软木塞受压力运动,类似受燃气推动的部件,相当于内燃机的活塞;水蒸气冲开软木塞时,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程原理一致。
故答案为:(1)做功;降低;减小;水蒸气的内能转化为软木塞的机械能;
(2)酒精;试管;软木塞;做功。
(1)改变物体内能的方式:做功和热传递;物体对外做功,内能减小,内能转化为机械能;
(2)物体吸收热量内能增加,物体放出热量内能减少;四冲程内燃机工作时,压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;
做功改变内能的实质是能量的转化,在做功冲程中,燃气推动活塞向下运动,内能转化为机械能;水产生蒸气相当于燃料,试管相当于气缸,软木塞相当于活塞。
此题考查的是能量的转化、做功改变物体的内能,是基础知识的考查,难度不大。
20.【答案】化学;内;
汽车在匀速直线行驶的过程中所受牵引力的大小为2×104N;
30min内该汽车消耗的汽油完全燃烧释放出的热量为3.266×108J;
该汽车在行驶过程中的热机效率为33.1%
【解析】解:(1)汽油机工作时,燃料在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能;
(2)汽车在匀速直线行驶的过程中,根据二力平衡可知,F=f=0.4G总=0.4m总g=0.4×(4×103kg+1×103kg)×10N/kg=2×104N;
(3)10L汽油的质量为:
m=ρ汽油V=0.71×103kg/m3×10×10−3m3=7.1kg,
汽油完全燃烧释放出的热量为:
Q放=mq汽油=7.1kg×4.6×107J/kg=3.266×108J;
(4)发动机输出的机械功为:
W=Pt=60×103W×30×60s=1.08×108J,
该汽车在行驶过程中的热机效率为:
η=WQ放×100%=1.08×108J3.266×108J×100%≈33.1%。
答:(1)化学;内;
(2)汽车在匀速直线行驶的过程中所受牵引力的大小为2×104N;
(3)30min内该汽车消耗的汽油完全燃烧释放出的热量为3.266×108J;
(4)该汽车在行驶过程中的热机效率为33.1%。
(1)燃料燃烧时将化学能转化为内能;
(2)根据二力平衡求出汽车在匀速直线行驶的过程中所受牵引力的大小;
(3)根据密度公式求出汽油的质量,利用Q放=mq求出汽油完全燃烧释放出的热量;
(4)根据W=Pt求出发动机输出的机械功,利用η=WQ放×100%求出该汽车在行驶过程中的热机效率。
本题考查了密度、功、功率、热值和热效率的相关计算,属于基础计算题,难度不大。
21.【答案】60;
加热5min,水吸收的热量为6.3×106J;
热水器的效率为70%
【解析】(1)5min内流过热水器的水的体积:
V水=12L×5=60L=60dm3=6×10−2m3,
由ρ=mV可得水的质量:
m水=ρ水V=1.0×103kg/m3×6×10−2m3=60kg;
(2)加热5min水吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg⋅℃)×60kg×25℃=6.3×106J;
(3)天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=0.225m3×4×107J/m3=9×106J,
热水器的效率:η=Q吸Q放×100%=6.3×106J9×106J×100%=70%。
故答案为:(1)60;
(2)加热5min,水吸收的热量为6.3×106J;
(3)热水器的效率为70%。
(1)由题知,“它每分钟可以使流过热水器的12L水温度升高25℃,利用m=ρV计算5min内流过热水器的水的质量;
(2)知道水的比热容、初温和末温,利用Q吸=c水mΔt求出水吸收的热量;
(3)根据Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量,再利用η=Q吸Q放×100%求出该热水器的效率。
本题考查了密度公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,虽知识点多、综合性强,但都属于基础,难度不大。
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