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云南省昆明市第八中学2022_2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案)
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这是一份云南省昆明市第八中学2022_2023学年九年级上学期期中物理试卷(含答案),共32页。
云南省昆明市第八中学2022~2023学年九年级上学期期中
物理试卷
一.选择题(每题3分,共24分)
1.(3分)关于一名普通中学生人体数据的估测中,下列最接近真实情况的是( )
A.人体的正常体温是36.4℃
B.脉搏的跳动约为每分钟300次
C.身高约为1680cm
D.人的步行速度约为5m/s
2.(3分)刚从开水中捞出的熟鸡蛋在手中不太烫,等到鸡蛋表面的水干了之后就很烫,这种现象是因为( )
A.蛋的内部温度很高,有热量逐渐散发
B.水的温度很低,蛋壳的温度高
C.蛋壳未干时,热水蒸发很快,使蛋壳温度降低
D.蛋壳不善于传热,使手发烫要一段时间
3.(3分)“赏中华诗词,寻文化基因,品生活之美”的《中国诗词大会》,深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的热
现象解释正确的是( )
A.“千里冰封,万里雪飘”,冰的形成是升华现象
B.“青青园中葵,朝露待日晞”,露的形成是汽化现象
C.“岚雾今朝重,江山此地深”,雾消失是汽化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成凝固现象
4.(3分)在如图所示的电路图中,电表的连接情况都正确的是( )
A. B.
C. D.
5.(3分)如图所示的某单缸四冲程汽油机,说法正确的是( )
A.乙图中汽缸内气体质量会减小
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙
6.(3分)在保温杯中装适量0℃的水,从冰箱的冷冻室里取出一小块冻了很长时间的冰,放到保温杯中,设保温杯是绝热的。过一段时间,冰和水的温度相同。在这个过程中( )
A.水的质量增大 B.冰的质量增大
C.水的温度降低 D.冰的温度降低
7.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.热量总是从热量多的物体传给热量少的物体
B.温度为0℃的冰没有内能
C.物体的温度越高,所含的热量一定多
D.物体的温度不变,其内能也可能改变
8.(3分)如图所示,电压表的示数分别为U1、U2、U3,电流表的示数分别为I1、I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1+U2=U3,I1<I2
二.填空题(每空1分,共20分)
9.(2分)为了防止新冠肺炎病毒的传播,老师每天在同学们放学后,将消毒液喷洒在教室里,过了一会,没有喷洒消毒液的地方也能闻到药味,这是 现象,说明 。新冠肺炎会通过说话的飞沫进行传播,飞沫传播 分子的热运动。(第三个空选填“属于”或“不属于”)
10.(2分)在当前疫情形势下,必须要勤洗手、戴口罩、保持一定社交距离。如图所示,戴眼镜的同学在戴口罩时,若口罩鼻夹不严,眼镜片容易模糊不清,这是 现象(填物态变化名称),这种现象在冬天早晨出门,上学时更加 (选填“明显”或“不明显”)。
11.(2分)如图是一种由食品级PS材料和电子元件组成的感应发光冰块,入水即亮,可增添神秘浪漫气氛,使用后只需用布擦干就可以备下次再使用。将其放入冰箱冷冻后再置于饮料中还能降低饮料温度,这是通过 的方式改变饮料的内能;用布擦干后,感应发光冰块的电路处于 状态。
12.(2分)湿地具有美化环境、调节气候等功能。近年来,济南市已建立各地湿地公园17处,有力地保护了我市湿地生态系统,改善了我市的生态环境,这是利用了水的 的特性。“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在一标准大气压下,1g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡等于 焦耳。
13.(2分)在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图,与压缩冲程原理相同的是 图所示的演示实验;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图,汽油机利用内能来做功的冲程是 。
14.(2分)毛皮摩擦过的橡胶棒带 电,若把它和不带电的验电器A的金属球接触,会发现验电器A的金属箔片张开,如图甲所示,原因是 .接着用带有绝缘手柄的金属棒把A和不带电的B连接起来(如图乙所示),发现验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开,则金属棒中瞬间电流的方向是从 (选填“A到B”或“B到A”)。
15.(2分)如图所示,要使灯L1和灯L2并联应闭合开关 ;绝不允许同时闭合开关 。
16.(2分)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
17.(2分)如图甲所示,合上开关时,发现灯L1和灯L2都不亮,电压表V1有示数、V2无示数,则可能原因是 ;
用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则灯L1两端的电压为 V。
18.(2分)某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中燃气对活塞的平均压力 N;一个做功冲程中燃气对活塞做的功 J;该汽油机的功率 W。
三.作图、实验探究题(共31分)
19.(3分)如图所示,体温计的示数为 ℃。
20.(3分)请用笔画线代替导线将如图的电路连接完整。
21.(3分)请根据如图所示的实物图在右边的方框中画出电路图。
22.(9分)茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。小明组装了如图甲所示的装置,探究水沸腾的特点。
(1)组装实验装置时,支撑烧杯的铁圈和悬挂温度计的铁杆,应先固定 (选填“铁圈”或“铁杆”)。按规范要求,调节铁圈的高度时, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)装置中温度计的使用存在错误,请指出: 。
(3)改正错误后进行实验,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 ℃。
(4)持续加热至水沸腾,观察到“势如奔涛”的景象,根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象,如图丙所示,其中图线的 段表示水的沸腾过程。实验表明,水沸腾过程中,温度 ,需要 热量。
(5)通过这个实验,小陈终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是 (填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
(6)如图丁所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 。
23.(8分)如图甲所示的串联电路中,闭合开关S时,小桂发现灯泡L1比L2更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大;
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他做了以下探究。
(1)为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示,为 A,说明猜想一错误。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 状态,最后发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二是 。
(3)小桂在连接串联电路实验将要结束时,在原电路中添加了一根导线,探究并联电路的特点,如图丙所示,在检查电路时,发现电路连接有问题,如果合上开关,将出现 (选填序号)。
A.只有一个灯L2亮
B.只有一个灯L1亮
C.两个灯都亮
D.电源短路,烧坏电源
(4)对于这个电路,若只改动一根导线,可使并联电路正确,可以改动导线 ,还可以改动导线 。(均选填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”)
(5)设计电路:如图丁所示的电路盒,面板上有红、绿灯各一个,三个单刀开关S1、S2、S3。为了在不打开盒子的情况下探究盒内的电路结构,小明做了多次实验并将结果填入下表。
只闭合的开关
S1
S2
S3
S1、S2
S2、S3
S1、S3
S1、S2、S3
灯的发光情况
红灯
不亮
不亮
不亮
亮
不亮
不亮
亮
绿灯
不亮
不亮
不亮
不亮
亮
不亮
亮
24.(5分)某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q,图中A桶内装有水,B为下部开了许多通气孔的罩子。
(1)要完成本实验,还需要的测量工具是 和 ;
(2)罩子B的主要作用是 ;
(3)实验收集的数据为:A桶中水的质量为m水,水的初温为t1,末温为t2,蜡烛燃烧前的质量为m1,燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q= [不计热损失,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)];
(4)实验测出的热值会比真实值偏小,造成这一偏差的原因可能是 (至少有一个选项正确,将正确选项的字母填在横线上)。
A.蜡烛没有完全燃烧
B.桶A中水的质量太多
C.桶A吸收了部分热量
D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中
四、计算题(共25分)
25.(8分)2019年5月16日央视消息,自然资源部中国地质调查局“海洋六号”科考船在科考期间,我国调查人员在南海北部发现一处新的大型活动性“冷泉”,在“冷泉”区域,调查人员还发现了大量自然状态下的天然气水合物,也就是我们俗称的“可燃冰”。可燃冰清洁无污染、储量巨大,是一种非常理想的新型能源,可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算,[水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),天然气的热值4.2×107J/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80%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
26.(9分)某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水的表面积为0.1m2,经过太阳光垂直照射20min,水温升高了5℃,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值是5.0×107J/m3,求:
(1)实验时6kg的水20min内吸收了多少热量?
(2)若太阳能辐射的热量全部被水吸收,则平均每分钟每平方米水面吸收的热量是多少?
(3)若换用天然气完全燃烧放出的热量给实验中的水加热,至少需要燃烧多少m3的天然气?
27.(8分)如图所示为某电路的一部分,A1、A2两电流表指针所指位置均处于乙表盘所示,请判定AO导线中的电流大小及方向的各种可能(写出必要的公式及分析过程)。
云南省昆明市第八中学2022~2023学年九年级上学期期中
物理试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(每题3分,共24分)
1.(3分)关于一名普通中学生人体数据的估测中,下列最接近真实情况的是( )
A.人体的正常体温是36.4℃
B.脉搏的跳动约为每分钟300次
C.身高约为1680cm
D.人的步行速度约为5m/s
【分析】首先对题目中涉及的物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案.
【解答】解:A、人体的正常体温在36.5℃左右,36.4℃最接近真实情况,故A正确;
B、脉搏的跳动约为每分钟70次,不可能出现每分钟跳300次的情况,故B错误;
C、中学生身高在168cm左右,不可能出现1680cm的情况,故C错误;
D、人的步行速度约为1.1m/s,人骑自行车的速度约5m/s,故D错误。
故选:A。
【点评】物理学中,对各种物理量的估算能力,是我们应该加强锻炼的重要能力之一,这种能力的提高,对我们的生活同样具有很大的现实意义。
2.(3分)刚从开水中捞出的熟鸡蛋在手中不太烫,等到鸡蛋表面的水干了之后就很烫,这种现象是因为( )
A.蛋的内部温度很高,有热量逐渐散发
B.水的温度很低,蛋壳的温度高
C.蛋壳未干时,热水蒸发很快,使蛋壳温度降低
D.蛋壳不善于传热,使手发烫要一段时间
【分析】解决此题的关键是知道液体在蒸发时会吸收热量,即结合物态变化过程的吸热和放热现象进行分析。
【解答】解:从开水中刚捞出的鸡蛋,蛋壳表面的水会蒸发,且热水的蒸发速度很快,蒸发时会从手上和蛋壳吸收部分热量,使蛋壳和手的温度降低,所以手不会感到太烫;
当水全部蒸发后,由于鸡蛋依然温度很高,所以手便会感到很烫。据此可知,C选项的说法正确。
故选:C。
【点评】对于生活中的物理问题,需要结合相关的物理知识大胆进行分析,要学以致用,是中学物理的重要目标之一。
3.(3分)“赏中华诗词,寻文化基因,品生活之美”的《中国诗词大会》,深受观众的青睐。下列对古诗文中涉及的热
现象解释正确的是( )
A.“千里冰封,万里雪飘”,冰的形成是升华现象
B.“青青园中葵,朝露待日晞”,露的形成是汽化现象
C.“岚雾今朝重,江山此地深”,雾消失是汽化现象
D.“月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠”,霜的形成凝固现象
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:A、水由液态变为固态形成冰,是凝固现象,故A错误;
B、露的形成是水由气态变为液态,是液化现象,故B错误;
C、雾消失是水变为水蒸气,是汽化现象,故C正确;
D、霜的形成是水蒸气直接变为固态,是凝华现象,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查了学生对物态变化过程的理解和掌握,属于基础题。
4.(3分)在如图所示的电路图中,电表的连接情况都正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据电压表与用电器并联,电流表与用电器串联;两表正负接线柱要连接正确,即可做出判断。
【解答】解:A、电压表短路无示数,故A错误。
B、电压表与灯泡串联,灯泡不会发光,故B错误。
C、电压表的正负接线柱接反,指针会反转,故C错误。
D、电压表与灯泡并联,测灯泡两端电压(或电源电压),电流表与下边的灯泡串联,两表的正负接线柱连接正确。故选D。
【点评】本题考查了电流表和电压表的使用,属于基本内容,只抓住电压表与用电器并联,电流表与用电器串联;两表正负接线柱要连接正确即可做出判断。
5.(3分)如图所示的某单缸四冲程汽油机,说法正确的是( )
A.乙图中汽缸内气体质量会减小
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丙
【分析】单缸四冲程汽油机的四个冲程分别为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,压缩冲程中将机械能转化为内能;做功冲程中将内能转化为机械能;
在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
【解答】解:甲图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程;
乙图:两气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;
丙图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程;
丁图:两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,为汽车提供动力;
A、乙图是压缩冲程,汽缸内气体质量不变,故A错误;
B、汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即丙、乙、丁、甲,故B错误;
C、甲图为汽油机的排气冲程,没有能量转换,故C错误;
D、在汽油机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的,即依靠飞轮惯性完成的冲程是:甲、乙、丙冲程,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门的开闭与活塞的运动方向进行判断。
6.(3分)在保温杯中装适量0℃的水,从冰箱的冷冻室里取出一小块冻了很长时间的冰,放到保温杯中,设保温杯是绝热的。过一段时间,冰和水的温度相同。在这个过程中( )
A.水的质量增大 B.冰的质量增大
C.水的温度降低 D.冰的温度降低
【分析】晶体熔化的条件是温度达到熔点且还要持续吸热;晶体物质凝固的条件:温度达到凝固点且继续放热;要放出或吸收热量,必须存在温度差。
【解答】解:冰的熔点和凝固点均为0℃;在冷冻室里放了很长时间的冰温度很低,低于0℃,因此在绝热的保温杯里面,只有冰和水进行了热传递,冰吸热其温度升高;
由题意可知,最终冰和水的温度相同(冰水混合物的温度为0℃),即水的温度不变,冰的温度升高到0℃后,因不能继续吸热,所以冰不能熔化;此过程中水会放热,有一部分水会凝固成冰;因此水的质量减小,冰的质量增大,故B正确,ACD错误。
故选:B。
【点评】本题考查了冰和水的熔化、凝固条件以及解决实际问题的能力,是一道好题。
7.(3分)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.热量总是从热量多的物体传给热量少的物体
B.温度为0℃的冰没有内能
C.物体的温度越高,所含的热量一定多
D.物体的温度不变,其内能也可能改变
【分析】(1)发生热传递的条件是:两物体的温度不同;
(2)自然界一切物体都有内能;
(3)热量是过程量,只能说“吸收”、“放出”热量,不能说“含有”;
(4)物体的内能与物体的温度、状态和质量等因素有关。
【解答】解:A、发生热传递的条件是:有温度差,所以热量总是从高温物体转移到低温物体,不能说物体具有的热量多或少,故A错误;
B、自然界一切物体都有内能,所以温度为0℃的冰也有内能,故B错误;
C、热量是过程量,只能说“吸收”、“放出”热量,不能说“含有”,故C错误;
D、物体温度不变,它的内能可能改变,如晶体的熔化过程,温度不变,内能增加,故D正确。
故选:D。
【点评】本题需要学生明确温度差是热传递的前提条件,传递的实质﹣﹣内能的转移,这是解答此题的关键。
8.(3分)如图所示,电压表的示数分别为U1、U2、U3,电流表的示数分别为I1、I2,则下列关系中正确的是( )
A.U1=U2=U3,I1=I2 B.U1=U2=U3,I1>I2
C.U1+U2=U3,I1=I2 D.U1+U2=U3,I1<I2
【分析】首先对电路进行简化,电流表相当于一段导线,电压表所在电路相当于断路;再分析电压表和电流表各是测量谁的电压和电流,从而得出电压和电流的关系。
【解答】解:把电流表看做一段导线,电压表所在的电路看做断路,对电路进行简化如下图:
由图可以看出两灯泡属于串联,串联电路中各处的电流都相等,所以两电流表的示数相等,即I1=I2;
由电路图可以看出,电压表V1测的是灯泡L1两端的电压,电压表V2测的是灯泡L2两端的电压,电压表V3测的是电源电压,即总电压,根据串联电路的电压特点可知:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,所以U1+U2=U3。
故选:C。
【点评】此题主要考查的是学生对电路的简化和串联电路中电流、电压特点的理解和掌握,对电路进行简化,弄清楚两灯泡的连接方式是解决此题的关键。
二.填空题(每空1分,共20分)
9.(2分)为了防止新冠肺炎病毒的传播,老师每天在同学们放学后,将消毒液喷洒在教室里,过了一会,没有喷洒消毒液的地方也能闻到药味,这是 扩散 现象,说明 一切物质的分子都在不停地做无规则运动 。新冠肺炎会通过说话的飞沫进行传播,飞沫传播 不属于 分子的热运动。(第三个空选填“属于”或“不属于”)
【分析】(1)物质是由分子组成的,组成物质的分子永不停息地做无规则运动;
(2)根据飞沫的大小来分析。
【解答】解:(1)将消毒液喷洒在教室里,过了一会,没有喷洒消毒液的地方也能闻到药味,由于消毒液是由分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,所以喷洒消毒液后能够闻到消毒水的气味,这是扩散现象;
(2)飞沫不是分子,在空气中的运动是机械运动,所以飞沫传播不属于分子的热运动。
故答案为:扩散;一切物质的分子都在不停地做无规则运动;不属于。
【点评】此题是一道联系社会热点的综合题,体现了物理知识与日常生活的密切联系。
10.(2分)在当前疫情形势下,必须要勤洗手、戴口罩、保持一定社交距离。如图所示,戴眼镜的同学在戴口罩时,若口罩鼻夹不严,眼镜片容易模糊不清,这是 液化 现象(填物态变化名称),这种现象在冬天早晨出门,上学时更加 明显 (选填“明显”或“不明显”)。
【分析】液化是指物质从气态变为液态的过程,它需要放热。
【解答】解:戴眼镜的同学在戴口罩时,若口罩鼻夹不严,眼镜片容易模糊不清,这是因为水蒸气遇冷在眼镜片上液化形成水雾,所以眼镜片模糊不清;因为冬天室内和室外的温度相差大,所以冬天早晨出门,上学时更加明显。
故答案为:液化;明显。
【点评】本题考查液化的相关知识,属于基础题。
11.(2分)如图是一种由食品级PS材料和电子元件组成的感应发光冰块,入水即亮,可增添神秘浪漫气氛,使用后只需用布擦干就可以备下次再使用。将其放入冰箱冷冻后再置于饮料中还能降低饮料温度,这是通过 热传递 的方式改变饮料的内能;用布擦干后,感应发光冰块的电路处于 开路(或断路) 状态。
【分析】(1)改变物体内能的方式有:做功和热传递;做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移。
(2)根据感应发光冰块的工作情况可知其内部电路的状态。
【解答】解:
(1)感应发光冰块放入冰箱内冷冻后,其温度比较低,再放入饮料内,冰块吸收热量,饮料放出热量,是通过热传递使得饮料的内能减小、温度降低。
(2)因为感应发光冰块入水即亮,用布擦干后停止工作,所以用布擦干后的感应发光冰块的内部电路处于开路(或断路)状态;
故答案为:(1)热传递;(2)开路(或断路)。
【点评】本题考查了热传递改变物体的内能和对电路状态的分析,是一道较为新颖的应用题。
12.(2分)湿地具有美化环境、调节气候等功能。近年来,济南市已建立各地湿地公园17处,有力地保护了我市湿地生态系统,改善了我市的生态环境,这是利用了水的 比热容大 的特性。“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在一标准大气压下,1g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡等于 4.2 焦耳。
【分析】(1)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。
(2)利用Q吸=cmΔt求1g的水温度升高1℃所吸收的热量,即1卡的大小。
【解答】解:(1)因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温;
(2)由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,
1g的水温度升高1℃所吸收的热量:
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg•℃)×0.001kg×1℃=4.2J;
所以1卡=4.2J。
故答案为:比热容大;4.2。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用和热量单位卡与焦耳的换算关系,要利用好条件:1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡。
13.(2分)在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图,与压缩冲程原理相同的是 乙 图所示的演示实验;丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图,汽油机利用内能来做功的冲程是 丙 。
【分析】(1)解决此题要知道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,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
【解答】解:
甲图,对试管中的水加热,加快水的汽化,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,水蒸气的内能转化为塞子的机械能;
乙图,用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,将机械能转化为内能;
丙图,两气门都关闭,活塞下行,火花塞点火,汽缸容积变大,是做功冲程,做功冲程将内能转化为机械能;
丁图,两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
由以上分析不难看出与压缩冲程原理相同的是乙;汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
故答案为:乙;丙。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,是一道比较简单的实验题,掌握热机的工作原理,学会变通。
14.(2分)毛皮摩擦过的橡胶棒带 负 电,若把它和不带电的验电器A的金属球接触,会发现验电器A的金属箔片张开,如图甲所示,原因是 同种电荷相互排斥 .接着用带有绝缘手柄的金属棒把A和不带电的B连接起来(如图乙所示),发现验电器A的金属箔张开的角度减小,B的金属箔由闭合变为张开,则金属棒中瞬间电流的方向是从 B到A (选填“A到B”或“B到A”)。
【分析】(1)自然界有两种电荷,用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电;
(2)验电器的原理是同种电荷相互排斥;
(3)电荷的定向移动形成电流;正电荷移动的方向是电流的方向,自由电子的定向移动方向与电流方向相反。
【解答】解:(1)用毛皮摩擦橡胶棒,由于橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强,会从毛皮夺得电子,即一部分电子从毛皮转移到橡胶棒,所以橡胶棒因有多余的电子带负电;
(2)用毛皮摩擦过的橡胶棒与验电器A的金属球接触,因为橡胶棒带负电,故A带负电,连接前,验电器A的金属箔能够张开是因为同种电荷相互排斥;
(3)A带负电,B不带电,用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来,负电荷(电子)由A转移到B,自由电子的定向移动方向与电流方向相反,所以电流方向从B到A。
故答案为:负;同种电荷相互排斥;B到A。
【点评】本题考查了验电器的工作原理、电流方向的规定,属于基础题目。
15.(2分)如图所示,要使灯L1和灯L2并联应闭合开关 S1、S3 ;绝不允许同时闭合开关 S1、S2、S3 。
【分析】把电路中各元件首尾相接,连入电路就是串联;
把电路中各元件首首相接、尾尾相接,再连入电路,就是并联;
电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路,电源短路时会烧坏电源,是绝对不允许的。
【解答】解:要使两灯泡并联,电流从电源正极流出后,应分别经过灯泡L1和L2,再流回电源负极,由图可知应闭合开关S1、S3,断开S2;
当同时闭合开关S1、S2、S3时,电流不经过用电器直接从电源的正极流回电源负极,从而造成电源短路,会烧坏电源,所以不能同时闭合开关S1、S2、S3。
故答案为:S1、S3;S1、S2、S3。
【点评】本题考查了并联、串联的判断和对电源短路的理解,比较简单。
16.(2分)在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和某种液体(注:c水>c液体)进行了实验,实验中,水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图像可以得出 甲 (选填“甲”、”乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)选同样的放热时间,甲和乙放热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断。
(2)由题知,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,相同时间水和液体放出的热量相同。而水和液体的质量相同,根据放热公式求液体的比热容。
【解答】解:
(1)时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可知,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据Q放=cm△t可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则一定是甲液体;
(2)由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,
即Q水放=Q乙放,则c水m水Δt=c乙m乙Δt′,
结合图像(15min以内)可得:
4.2×103J/(kg•℃)×m水×(60℃﹣40℃)=c乙m乙(60℃﹣20℃),
解得:c乙=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:甲;2.1×103。
【点评】本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,能从温度﹣时间图像得出相关信息是本题的关键。本题考查了学生对比热容了解与掌握,注意要学会看图形(取相同的时间比较甲乙温度变化的高低)。
17.(2分)如图甲所示,合上开关时,发现灯L1和灯L2都不亮,电压表V1有示数、V2无示数,则可能原因是 L1断路 ;
用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则灯L1两端的电压为 6 V。
【分析】由图知,两个灯泡串联,根据灯L1和灯L2都不亮以及两电压表的示数情况分析电路中所出现的故障;
由图可知,两个灯泡串联,V1测电源电压,V2测L2两端电压,两表指针位置一样,由串联电路的电压特点可知选择的量程不同,然后根据选用的量程读出两电压表的示数,根据串联电路电压的特点计算L1和L2两端的电压。
【解答】解:如图所示电路,两灯泡串联,闭合开关时,发现灯L1和灯L2都不亮,则电路可能出现了断路故障;已知电压表V1有示数、V2无示数,这说明电源没有短路,且V2与电源两极不能接通,所以故障应为L1断路;
用电器正常工作时,V1测电源电压,V2测L2两端电压,而两表指针位置一样,由串联电路的电压特点可知V1选用的量程是0~15V,V2选用的量程是0~3V,则V1的示数为7.5V,V2示数为1.5V,即电源电压为7.5V,L2两端电压为1.5V;
又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L1两端电压为U1=U﹣U2=7.5V﹣1.5V=6V。
故答案为:L1断路;6。
【点评】本题考查了电路故障的判断、串联电路的电压特点,关键是电表所测电路元件的辨别以及电表量程的判断和读数。
18.(2分)某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中燃气对活塞的平均压力 2700 N;一个做功冲程中燃气对活塞做的功 135 J;该汽油机的功率 2025 W。
【分析】(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,根据p=求出做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
(2)知道活塞在气缸中移动的距离,根据W=Fs求出一个做功冲程燃气对活塞做的功。
(3)飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动1800周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式P=计算出汽油机的功率。
【解答】解:
(1)由p=可得,燃气对活塞的平均压力:
F=pS=9.0×105Pa×30×10﹣4m2=2700N;
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=Fs=2700N×50×10﹣3m=135J;
(3)因飞轮每转两圈对外做功一次,
所以,飞轮1min转动1800周,做功900次,
则燃气对活塞做的总功:
W总=W×900=135J×900=121500J,
汽油机的功率:
P===2025W。
故答案为:2700;135;2025。
【点评】本题考查了压强公式、做功公式、功率公式的应用,知道飞轮每转两圈对外做功一次是关键。
三.作图、实验探究题(共31分)
19.(3分)如图所示,体温计的示数为 37.6 ℃。
【分析】使用体温计之前,先要观察并明确其量程和分度值,还要注意液柱是否在较低温度处,如果不是,要先将液柱甩下去再测量。
【解答】解:
人的体温一般不会超过35﹣﹣42℃的范围,体温计的测量范围是35﹣﹣42℃。
体温计的一个大格是1℃,一个小格是0.1℃,所以分度值为0.1℃;此时的温度为37.6℃。
故答案为:37.6。
【点评】体温计是经常使用的测量工具,应该熟练掌握其使用和读数方法。
20.(3分)请用笔画线代替导线将如图的电路连接完整。
【分析】根据电路图分析电路的连接情况,再连接实物图。
【解答】解:由电路图知,两灯并联,开关S1在干路上,S2在L2支路上,实物图连接如图所示:
。
【点评】本题考查根据电路图连接实物图,正确分析电路的连接方式和开关的位置是关键。
21.(3分)请根据如图所示的实物图在右边的方框中画出电路图。
【分析】分析电路结构,明确电路元件的连接方式,然后根据实物电路图作出电路图。
【解答】解:由实物电路图可知,灯L1与L2并联,
其中一个开关S1控制灯泡L1,开关S2控制灯泡L2,电路图如下图所示。
【点评】本题考查了根据实物电路图作电路图,分析电路结构,明确各电路元件的连接方式是正确作图的前提与关键。
22.(9分)茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”。小明组装了如图甲所示的装置,探究水沸腾的特点。
(1)组装实验装置时,支撑烧杯的铁圈和悬挂温度计的铁杆,应先固定 铁圈 (选填“铁圈”或“铁杆”)。按规范要求,调节铁圈的高度时, 需要 (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯。
(2)装置中温度计的使用存在错误,请指出: 温度计的玻璃泡接触到烧杯侧壁 。
(3)改正错误后进行实验,某时刻温度计的示数如图乙所示,此时水的温度为 92 ℃。
(4)持续加热至水沸腾,观察到“势如奔涛”的景象,根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象,如图丙所示,其中图线的 BC 段表示水的沸腾过程。实验表明,水沸腾过程中,温度 不变 ,需要 吸收 热量。
(5)通过这个实验,小陈终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是 调为小火 (填“保持大火”或“调为小火”)的道理。
(6)如图丁所示,将刚停止沸腾的水装入烧瓶,迅速塞上瓶塞并倒置,然后向瓶底浇冷水,发现水重新沸腾起来,原因是瓶内气体温度降低,气压减小,水的沸点 降低 。
【分析】(1)为调整酒精灯火焰位置,所以酒精灯是点燃的,实验装置要自下而上组装;
(2)温度计在使用时其玻璃泡要浸没在被测液体中,温度计不能碰到容器底和容器壁;
(3)根据温度计的读数方法,得到水的温度;
(4)水沸腾时,温度不变,持续吸热;
(5)水沸腾后,达到沸点,持续吸热,所以沸腾后调为小火加热;
(6)液体的沸点与液面上方的气压有关,气压减小,沸点降低。
【解答】解:(1)在实验中,需要用酒精灯的外焰加热,所以应先确定铁圈的高度,在调节过程中,酒精灯是点燃的;
(2)温度计在使用时其玻璃泡要浸没在被测液体中,温度计不能碰到容器底和容器壁,图中温度计的玻璃泡碰到杯壁;
(3)温度计的分度值是1℃,由图可知,此时水的温度为92℃;
(4)题中图线的BC段达到水的沸点,表示水的沸腾过程;
(5)水沸腾后,为节省燃料和能量,采用小火加热;
(6)液体的沸点与液面上方的气压有关,气压减小,沸点降低,瓶内气体温度降低,气压减小,故沸点降低。
故答案为:(1)铁圈;需要;(2)温度计的玻璃泡接触到烧杯侧壁;(3)92;(4)BC;不变;吸收;(5)调为小火;(6)降低。
【点评】本题主要考查了水沸腾时温度变化的特点以及关于实验器材的使用方法,属于中等题。
23.(8分)如图甲所示的串联电路中,闭合开关S时,小桂发现灯泡L1比L2更亮,他猜想可能有以下原因:
猜想一:经过L1的电流比L2大;
猜想二:L1更加靠近电源正极。
为验证猜想,他做了以下探究。
(1)为了验证猜想一,小桂用电流表分别测出图甲A、B、C三处的电流,电流表示数均如图乙所示,为 0.2 A,说明猜想一错误。
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,操作时开关应该处于 断开 状态,最后发现仍是L1比L2更亮,说明猜想二是 错误 。
(3)小桂在连接串联电路实验将要结束时,在原电路中添加了一根导线,探究并联电路的特点,如图丙所示,在检查电路时,发现电路连接有问题,如果合上开关,将出现 B (选填序号)。
A.只有一个灯L2亮
B.只有一个灯L1亮
C.两个灯都亮
D.电源短路,烧坏电源
(4)对于这个电路,若只改动一根导线,可使并联电路正确,可以改动导线 b ,还可以改动导线 c 。(均选填“a”、“b”、“c”、“d”或“e”)
(5)设计电路:如图丁所示的电路盒,面板上有红、绿灯各一个,三个单刀开关S1、S2、S3。为了在不打开盒子的情况下探究盒内的电路结构,小明做了多次实验并将结果填入下表。
只闭合的开关
S1
S2
S3
S1、S2
S2、S3
S1、S3
S1、S2、S3
灯的发光情况
红灯
不亮
不亮
不亮
亮
不亮
不亮
亮
绿灯
不亮
不亮
不亮
不亮
亮
不亮
亮
【分析】(1)根据图乙电流表所选量程确定分度值读数;
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,为保护电路,操作时开关应该处于断开状态;最后发现仍是L1比L2更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关。
(3)由丙图可知,小灯泡L2两端直接用导线连接起来,L2被短路;
(4)由图丙实物连接可知,电流从电源正极流出经开关后,应分别流入灯泡L1、L2,最后回到电源的负极,据此判断需要改动的导线。
(5)利用串并联电路的特点,结合表格中的开关组合进行分析电路的连接情况。
【解答】解:(1)电流表示数均如图乙所示,电流表选用小量程,分度值为0.02A,示数为0.2A,说明猜想一错误;
(2)为了验证猜想二,小桂对调两个小灯泡在电路中的位置,为保护电路,操作时开关应该处于断开状态。最后发现仍是L1比L2更亮,说明灯的亮度与灯是否靠近电源正极无关,说明猜想二错误。
(3)由丙图可知,小灯泡L2两端直接用导线连接起来,L2被短路,故电路中的电流由电源的正极经开关到小灯泡L1,最后回到电源的负极,因此L1亮,L2不亮,故选B;
(4)由图丙可知,电流从电源正极流出经开关后,应分别流入灯泡L1、L2,最后回到电源的负极,所以,可以改动b导线,还可以改动导线c。
(5)由表格分析可知:
①单独闭合S1、S2、S3,灯都不亮,说明每个灯至少需要同时闭合两个或两个以上的开关,才可以正常工作;
②当闭合开关S1、S2或S2、S3时,只有一只灯亮,闭合开关S1、S3时灯不亮;说明两灯并联,且S2是干路开关,S1、S3分别控制一个灯;
③当闭合S1、S2时,红灯亮,说明S1控制的是红灯;当闭合S2、S3时,绿灯亮,说明S3控制的是绿灯;
综合上述情况,可以判断出:两灯并联,且开关S2在干路,S1、红灯同在一支路,S3、绿灯同在一支路,电路图如图所示:
。
故答案为:(1)0.2;(2)断开;错误;(3)B;(4)b;c;(5)见解析。
【点评】本题探究串联电路的电流规律,考查电流表读数、故障分析、串并联电路特点及电路分析。
24.(5分)某实验小组用如图所示的装置粗略测量蜡的热值q,图中A桶内装有水,B为下部开了许多通气孔的罩子。
(1)要完成本实验,还需要的测量工具是 温度计 和 天平 ;
(2)罩子B的主要作用是 减少热量的损失 ;
(3)实验收集的数据为:A桶中水的质量为m水,水的初温为t1,末温为t2,蜡烛燃烧前的质量为m1,燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q= [不计热损失,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)];
(4)实验测出的热值会比真实值偏小,造成这一偏差的原因可能是 ACD (至少有一个选项正确,将正确选项的字母填在横线上)。
A.蜡烛没有完全燃烧
B.桶A中水的质量太多
C.桶A吸收了部分热量
D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中
【分析】(1)实验过程中需要测水的温度、水的质量、蜡烛的质量,据此选择实验器材。
(2)罩子B可以减少热量的损失;
(3)蜡烛释放的热量等于水所吸收的热量,由热量公式与燃烧值公式可以求出蜡烛的燃烧值;
(4)蜡烛燃烧释放的热量没有被水完全吸收,蜡烛可能没有完全燃烧,据此分析燃烧值的测量值与真实值间的关系。
【解答】解:(1)要完成本实验,需要测量水的温度与水和蜡烛的质量,因此还需要温度计与天平;
(2)罩子B可以减少热量的损失;
(3)这支蜡烛的热值q=====;
(4)实验过程中蜡烛没有完全燃烧、桶A吸收了部分热量或蜡烛燃烧产生的热量有部分散失于空气中,蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收,因此实验测出的热值比真实值小,故ACD正确。
故答案为:(1)温度计;天平;(2)减少热量的损失;(3);(4)ACD。
【点评】本题粗略测量蜡的热值q,分析清楚图示情景,确定实验原理与实验目的即可正确解题。
四、计算题(共25分)
25.(8分)2019年5月16日央视消息,自然资源部中国地质调查局“海洋六号”科考船在科考期间,我国调查人员在南海北部发现一处新的大型活动性“冷泉”,在“冷泉”区域,调查人员还发现了大量自然状态下的天然气水合物,也就是我们俗称的“可燃冰”。可燃冰清洁无污染、储量巨大,是一种非常理想的新型能源,可燃冰的热值很大,是天然气热值的10倍以上,若按15倍计算,[水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),天然气的热值4.2×107J/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80%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是多少?
【分析】(1)由题可得出可燃冰的热值,再利用Q放=qV可求出可燃冰完全燃烧放出的热量;
(2)利用η=可求出水吸收的热量,再利用Q吸=c水m水Δt可求出水升高的温度。
【解答】解:(1)由题可知可燃冰的热值为:
q可燃冰=15q=15×4.2×107J/m3=6.3×108J/m3;
体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为:
Q放=q可燃冰V=6.3×108J/m3×0.01m3=6.3×106J;
(2)由η=可知,水吸收的热量为:
Q吸=Q放η=6.3×106J×80%=5.04×106J;
由Q吸=c水mΔt可知水升高的温度为:
Δt===12℃。
答:(1)体积为0.01m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为6.3×106J;
(2)若这些热量的80%被质量为100kg的水吸收,则水升高的温度是12℃。
【点评】本题考查了学生对热值、吸热和热效率的计算公式的运用,解题关键是熟练掌握相关的计算公式。
26.(9分)某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一脸盆装6kg的水,水的表面积为0.1m2,经过太阳光垂直照射20min,水温升高了5℃,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值是5.0×107J/m3,求:
(1)实验时6kg的水20min内吸收了多少热量?
(2)若太阳能辐射的热量全部被水吸收,则平均每分钟每平方米水面吸收的热量是多少?
(3)若换用天然气完全燃烧放出的热量给实验中的水加热,至少需要燃烧多少m3的天然气?
【分析】(1)水的比热容、质量和升高的温度已知,应用公式Q吸=cmΔt解题。
(2)根据题意,用接收到的总的太阳能除以受热面积和照射时间即可得到每分钟每平方米水面吸收的热量。
(3)燃料的热值和放出的热量已知,应用公式Q放=qV解题。
【解答】解:(1)实验时6kg的水20min内吸收的热量Q1=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×6kg×5℃=1.26×105J。
(2)若太阳能辐射的热量全部被水吸收,则平均每分钟每平方米水面吸收的热量Q2=\frac{1.26×1{0}^{5}J}{0.1×20}=6.3×104J。
(3)若换用天然气完全燃烧放出的热量给实验中的水加热,至少需要燃烧天然气的体积:V=\frac{{Q}_{1}}{q}=\frac{1.26×1{0}^{5}J}{5.0×1{0}^{7}J/{m}^{3}}$=2.52×10﹣3m3。
答:(1)水吸收的热量是1.26×105J。
(2)平均每分钟每平方米水面吸收的热量是6.3×104J。
(3)至少需要燃烧多少m3的天然气是2.52×10﹣3m3。
【点评】本题利用了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式,数据比较大,运算时要细心。
27.(8分)如图所示为某电路的一部分,A1、A2两电流表指针所指位置均处于乙表盘所示,请判定AO导线中的电流大小及方向的各种可能(写出必要的公式及分析过程)。
【分析】根据两电流表的正、负接线柱知BO和OC中的电流方向,根据AO中电流两种可能以及两电流表指针情况确定两电流表量程,从而计算AO中的电流大小。
【解答】解:由图甲中A1、A2的正、负接线柱可知,BO和OC中的电流方向,
①若导线AO中电流方向由O向A,如图所示:
根据并联电路的电流特点知,IA1=IA2+IOA,
两电流表指针指在同一位置,则A1使用0~3A量程,示数为1.9A,A2使用0~0.6A量程,示数为0.38A,
导线AO中电流IOA=IA1﹣IA2=1.9A﹣0.38A=1.52A;
②若导线AO中电流方向由A向O,如图所示:
则IA2=IA1+IAO,A2使用0~3A量程,示数为1.9A,A1使用0~0.6A量程,示数为0.38A,
导线AO中电流IAO=IA2﹣IA1=1.9A﹣0.38A=1.52A。
答:若导线AO中电流方向由O向A时,导线AO中电流为1.52A;若电流方向由A向O时,导线AO中电流为1.52A。
【点评】本题考查并联电路电流特点的应用以及电流表的读数,关键是能正确判断两电流表的量程。
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