云南省昆明市禄劝县秀屏中学2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(9月份)
展开这是一份云南省昆明市禄劝县秀屏中学2023-2024学年九年级上学期月考物理试卷(9月份),共22页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验题,综合题等内容,欢迎下载使用。
(多选)1.(3分)如图是对冰加热时其温度随时间变化的图象,由图可知( )
A.BC段是一个放热过程B.冰的熔点是0℃
C.CD段该物质处于气态D.DE段表示水的沸腾过程
2.(3分)下述各种现象中,属于做功改变物体内能的是( )
①砂轮打磨工件,工件发烫
②擦划火柴,火柴头着火
③冬天对着手呵气,手变暖
④通电的电热器,周围温度升高
A.①②B.②③C.①②④D.①②③
3.(3分)糖画是一种传统民间手工艺,以红、白糖加少许饴糖为原料。将糖用温火熬制,熬到可以牵丝时用小勺舀起糖汁,画出造型,随即用小铲刀将糖画铲起,便完成制作,如图所示。在糖画制作过程中发生的物态变化有( )
A.先熔化后凝固B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固D.先液化后凝华
4.(3分)下列说法中错误的是( )
A.用瓶子装酒精时加盖,可减慢酒精蒸发
B.液体沸腾时不断吸热,且温度不断升高
C.人用暖水袋取暖是通过热传递的方式改变内能
D.质量为1kg的汽油用掉一半,汽油的热值不变
5.(3分)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。以下说法正确的是( )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小
6.(3分)两个相同的容器内分别盛有质量和初温相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器同时加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力强
7.(3分)甲、乙两物体的质量相等,甲物体温度降低20℃,乙物体温度从25℃升高到40℃,甲、乙两物体比热容之比是( )
A.8:3B.4:3C.3:2D.3:8
(多选)8.(3分)下列各组固体中,都有确定凝固点的是( )
A.冰、铁、钢B.石蜡、铝、玻璃
C.海波、铜、铝D.玻璃、石蜡、沥青
(多选)9.(3分)二十四节气是上古农耕文明的产物,它是上古先民顺应农时,通过观察天体运行,准确地反映了自然节律变化。它不仅是指导农耕生产、预知冷暖雪雨的“指南针”,更是包含丰富民俗事象的民俗系。以下分析判断正确的是( )
A.“雨水”——雨的形成是汽化现象,要吸收热量
B.“寒露”——露的形成是液化现象,要放出热量
C.“霜降”——霜的形成是凝华现象,要放出热量
D.“大雪”——雪的形成是升华现象,要吸收热量
(多选)10.(3分)如图所示描述的物理过程,下列分析正确的是( )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能不变
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增大
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
二、填空题(本大题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)如图所示是人们常用的体温计,这种体温计是根据液体的 规律制成的,图中体温计的读数是 ℃。
12.(2分)水沸腾的条件:①温度达到 ;②继续 。二者缺一不可。
13.(2分)物体内能的大小主要与物体的质量和 有关;冬天使用暖手宝是用 的方法增加手的内能。
14.(2分)如图所示为某一四冲程柴油机工作过程中某一时刻的示意图,请判断此刻该柴油机处于 冲程,若这台柴油机飞轮转速为1800r/min,则它在一秒内做功 次。
15.(2分)2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 (选填“变大”、“不变”或“变小”);若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了50℃ kg。[q液氢=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
16.(4分)阅读短文,回答文后的问题
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在汽缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。如果发动机有若干个汽缸,实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 能。
(2)已知汽油的热值为4×107J/kg,如果该发动机消耗2kg的汽油,且这些汽油充分燃烧 J
(3)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0,发动机排量为V排,则发动机转速为2400r/min时该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P= 。
三、实验题(共19分)
17.(2分)如图所示温度计甲的示数是 ,体温计乙的读数是 。
18.(8分)小组同学用如图甲所示的装置探究“某种物质的熔化和凝固时温度的变化规律”,乙图是根据实验数据得到的温度与时间的图像。
(1)甲图中对试管的加热方法叫 ,优点是 。
(2)乙图中,该物质的熔化过程对应图线中的 (用字母表示)段,此过程中该物质 (吸热/放热/既不吸热也不放热);该物质的凝固过程对应图线中的 (用字母表示)段,此过程中该物质 (吸热/放热/既不吸热也不放热);实验发现该物质是 (晶体/非晶体)。
(3)乙图中第14min时,该物质处于 (固态/液态/固液共存)状态。
19.(5分)小张同学在四块完全相同的玻璃板上各滴一滴质量相等的水,如图,探究影响水蒸发快慢的因素。
(1)通过A、D两图对比,可以得出水蒸发快慢与 有关。
(2)通过 两图对比,可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关。
(3)通过A、C两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的 有关。
(4)在相同的自然环境下,小凡同学在两块相同的玻璃板上分别滴上质量相等的水和酒精(如图乙),并控制使它们的 相同。结果发现b图中酒精先蒸发完,于是可以得出结论:在其他条件都相同的情况下,液体蒸发的快慢还与 有关。
20.(4分)小明用图甲装置探究“比较不同物质的吸热能力”。
(1)在安装实验装置时应先固定 (填“石棉网”或“温度计”);
(2)实验时,两支试管里装入 和初温都相同的水和煤油;
(3)相同时间内,水吸收的热量 (填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(4)由图乙可知, 的吸热能力更强。
四、综合题(共27分)
21.(9分)某同学家里使用天然气来加热水,水壶中装有2kg温度为20℃的水,将水加热到90℃3。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.0×107J/m3。试求:
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)假设天然气完全燃烧,则天然气灶的热效率为多少?
22.(9分)某中学用焦炭作为燃料供应开水,若焦炭放出1.26×106J的热量。问:
(1)若这些热量全部被10kg的煤油吸收,能使煤油的温度升高多少?(煤油未沸腾)
(2)若这些热量有25%被水吸收,能将多少kg的水从25℃加热到100℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)、c煤油=2.1×103J/(kg•℃)]
23.(9分)一小汽车,在平直的高速路上匀速行驶2.3km,用时100s,则(1)汽车发动机所做的功是多少?(2)汽车发动机的功率是多少?(3),则发动机效率为多少?(q汽=4.6×107J/kg)
参考答案与试题解析
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,第1-7题只有一项符合题目要求,第8-10题有多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
(多选)1.(3分)如图是对冰加热时其温度随时间变化的图象,由图可知( )
A.BC段是一个放热过程B.冰的熔点是0℃
C.CD段该物质处于气态D.DE段表示水的沸腾过程
【分析】冰为晶体,从熔化图象可看出,固态的冰升高温度,到第3min开始熔化,BC段为冰的熔化过程,对应温度为熔点,对应的时间为熔化时间,熔化过程中处于固液并存状态,需要吸收热量。从第6min开始已经转化为液态了。从C点到D点,是液态的水在吸热升温,从第9min开始水达到沸点开始沸腾,汽化成的水蒸气到空中,容器中是正在沸腾的水。
【解答】解:由图象可知:
A、BC段为冰的熔化过程,温度不变。则BC段是一个吸热过程;
B、BC段为冰的熔化过程,则冰的熔点是0℃;
C、冰从第6min开始已经转化为液态的水了,是液态的水在吸热升温,故C错误;
D、从第7min开始,DE段是水的沸腾过程。
故选:BD。
【点评】此题考查晶体熔化和液体沸腾的图象,通过图象得出物理信息:晶体的熔点、液体沸点、各段物质对应的状态等;晶体熔化和液体沸腾的特点:吸收热量,温度不变。
2.(3分)下述各种现象中,属于做功改变物体内能的是( )
①砂轮打磨工件,工件发烫
②擦划火柴,火柴头着火
③冬天对着手呵气,手变暖
④通电的电热器,周围温度升高
A.①②B.②③C.①②④D.①②③
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;它们的不同点是:热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。
【解答】解:①砂轮打磨工件,克服摩擦做功、温度升高而发烫;
②擦划火柴,克服摩擦做功、温度升高达到燃点而燃烧;
③冬天对着手呵气,是手从热气吸收热量、温度升高而暖和;
④通电的电热器,周围的空气吸收热量,是利用热传递的方式改变内能;
由此可知,属于做功改变物体内能的是①②。
故选:A。
【点评】本题考查了改变物体内能的方法,知道做功和热传递改变物体内能的区别是本题的关键。
3.(3分)糖画是一种传统民间手工艺,以红、白糖加少许饴糖为原料。将糖用温火熬制,熬到可以牵丝时用小勺舀起糖汁,画出造型,随即用小铲刀将糖画铲起,便完成制作,如图所示。在糖画制作过程中发生的物态变化有( )
A.先熔化后凝固B.先熔化后凝华
C.先液化后凝固D.先液化后凝华
【分析】物质由固态变为液态的过程称为熔化,该过程是吸热的;物质由液态变为固态的过程称为凝固,该过程是放热的。
【解答】解:让白糖变成糖浆,即由固态变为液态;在石板上蘸上糖浆,这样就做好了糖画。
故选:A。
【点评】本题结合生活实际,考查了“糖画”制作过程中的熔化和凝固现象,属热学的基础知识。
4.(3分)下列说法中错误的是( )
A.用瓶子装酒精时加盖,可减慢酒精蒸发
B.液体沸腾时不断吸热,且温度不断升高
C.人用暖水袋取暖是通过热传递的方式改变内能
D.质量为1kg的汽油用掉一半,汽油的热值不变
【分析】(1)要使蒸发变慢,可以采取的方法有:降低液体的温度,减小液体的表面积,减小液体表面的空气流动速度;
(2)液体沸腾时,吸热但温度不变;
(3)改变内能的方法有两个:做功和热传递;
(4)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,而与质量大小、燃烧程度无关。
【解答】解:
A、用瓶子装酒精时一定要加盖,可以减慢酒精的蒸发;
B、液体沸腾时需要不断吸热,故B错误;
C、用暖水袋取暖时,是通过热传递的方式改变内能;
D、热值是燃料的一种特性,汽车的汽油用掉一半后剩下汽油的热值不变。
故选:B。
【点评】本题考查了影响蒸发快慢的因素、液体沸腾的特点、改变内能的方法、热值,属于基础题。
5.(3分)双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料。以下说法正确的是( )
A.燃料的热值越大,燃烧时放出的热量越多
B.以天然气为燃料,汽车发动机的效率可以达到100%
C.在压缩冲程中,燃料混合物的温度升高,内能增大
D.汽油与天然气相比,燃烧时汽油对环境的污染较小
【分析】A、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值,由Q放=mq分析判断;
B、以天然气为燃料,仍有热散失,仍需克服摩擦做额外功,有用功小于总功,η仍小于1;
C、对物体做功(克服摩擦、压缩气体),物体的温度升高、内能增大;
D、天然气燃烧,燃烧更充分,燃烧时产生的一氧化碳对空气污染小
【解答】解:A、由Q放=mq可知,燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关;
B、以天然气为燃料时、仍需克服摩擦做额外功,故B错;
C、在压缩冲程中,使其温度升高,故C正确;
D、使用天然气作燃料的目的是对环境污染少,故D错。
故选:C。
【点评】本题利用所学知识分析了“双燃料汽车”中的有关问题,涉及到的知识点较多,要细心分析。
6.(3分)两个相同的容器内分别盛有质量和初温相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器同时加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力强
【分析】质量和初温相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器同时加热时,相同时间吸收的热量相等,温度升高快的,比热容小。
【解答】解:A、从图像可知、乙两种液体加热时,甲上升的温度高,甲的比热容小。
B、如果升高相同的温度,故乙吸收的热量更多;
C、加热相同的时间,故C错误;
D、加热相同的时间,说明甲液体吸热能力弱。
故选:A。
【点评】本题考查了比热容,属于基础题。
7.(3分)甲、乙两物体的质量相等,甲物体温度降低20℃,乙物体温度从25℃升高到40℃,甲、乙两物体比热容之比是( )
A.8:3B.4:3C.3:2D.3:8
【分析】已知甲、乙两物体的质量相等、甲放出热量与乙吸收热量的关系以及温度变化量,运用公式Q=cmΔt可得出甲、乙两物体比热容之比。
【解答】解:由题意可知,甲、乙两物体的质量之比为m甲:m乙=1:1;
甲放出热量与乙吸收热量之比为Q甲:Q乙=7:2;
甲物体的温度变化量为Δt甲=20℃,乙物体的温度变化量为Δt乙=40℃﹣25℃=15℃;
甲、乙两物体的温度变化量之比为Δt甲:Δt乙=20℃:15℃=4:4;
根据公式Q=cmΔt可得甲、乙两物体比热容之比:===;
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选:D。
【点评】熟练运用热量的计算公式,可解答此题。
(多选)8.(3分)下列各组固体中,都有确定凝固点的是( )
A.冰、铁、钢B.石蜡、铝、玻璃
C.海波、铜、铝D.玻璃、石蜡、沥青
【分析】自然界中的固体可分为晶体和非晶体,其中晶体有固定的熔点和凝固点,非晶体没有固定的熔点和凝固点。
【解答】解:A、冰、铁、钢都是晶体,故A符合题意;
B、蜡和玻璃是非晶体,铝是晶体,故B不符合题意;
C、海波、铜,都有固定的凝固点;
D、玻璃、沥青都是非晶体,故D不符合题意。
故选:AC。
【点评】本题考查固体在熔化过程中的特点,关键是要知道非晶体没有熔点。
(多选)9.(3分)二十四节气是上古农耕文明的产物,它是上古先民顺应农时,通过观察天体运行,准确地反映了自然节律变化。它不仅是指导农耕生产、预知冷暖雪雨的“指南针”,更是包含丰富民俗事象的民俗系。以下分析判断正确的是( )
A.“雨水”——雨的形成是汽化现象,要吸收热量
B.“寒露”——露的形成是液化现象,要放出热量
C.“霜降”——霜的形成是凝华现象,要放出热量
D.“大雪”——雪的形成是升华现象,要吸收热量
【分析】物质由固态变为液态的过程叫熔化,由液态变为固态的过程叫凝固;由液态变为气态的过程叫汽化,由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态直接变为气态的过程叫升华,由气态直接变为固态的过程叫凝华。其中,熔化、汽化、升华吸收热量,凝固、液化、凝华放出热量。
【解答】解:A、雨是云层中的水蒸气遇冷液化形成的,故A错误;
B、露是空气中的水蒸气遇冷液化形成的水滴,故B正确;
C、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故C正确;
D、雪是云层中的水蒸气遇冷凝华形成的冰晶,故D错误。
故选:BC。
【点评】判断一种现象是什么物态变化,一定要分析现象原来和现在的状态,然后根据六种物态变化的定义进行判断。
(多选)10.(3分)如图所示描述的物理过程,下列分析正确的是( )
A.图甲:厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的温度升高,内能不变
B.图乙:瓶子内的空气推动塞子做功后,瓶子内空气的内能增大
C.图丙:试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气的内能减小
D.图丁:汽缸内的气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能,气体内能减少
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小;
(2)内燃机做功冲程,燃气推动活塞做功,燃气内能转化为机械能。
【解答】解:
A、图甲中厚玻璃内的空气被压缩时,瓶内空气温度升高,故A错误;
B、图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时,内能转化为机械能,故B错误;
C、图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,故C正确;
D、图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),气体的内能减少。
故选:CD。
【点评】本题考查做功改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
二、填空题(本大题共6小题,11~15题每小题2分,16题4分,共14分)
11.(2分)如图所示是人们常用的体温计,这种体温计是根据液体的 热胀冷缩 规律制成的,图中体温计的读数是 37.8 ℃。
【分析】(1)体温计是利用液体的热胀冷缩的原理制成的。
(2)体温计的分度值为0.1℃,结合体温计中液面对应刻度,可以读取体温计的示数。
【解答】解:
(1)温度计、体温计都是利用液体的热胀冷缩的规律制成的。
(2)由图可知,体温计的玻璃管中的液面对应的刻度比37℃多了8个小格。
故答案为:热胀冷缩;37.8。
【点评】(1)此题考查了温度计的制成原理、体温计的读数。
(2)体温计的量程和分度值是固定的,读数时关键要把握视线要与体温计的液柱上表面持平
12.(2分)水沸腾的条件:①温度达到 沸点 ;②继续 吸热 。二者缺一不可。
【分析】结合液体沸腾的条件解答即可。
【解答】解:水在沸腾时,有两个必要的条件:①温度达到沸点,这两个条件是缺一不可。
故答案为:沸点;吸热。
【点评】此题考查了液体沸腾的条件,属于基础知识。
13.(2分)物体内能的大小主要与物体的质量和 温度 有关;冬天使用暖手宝是用 热传递 的方法增加手的内能。
【分析】(1)在物理学中,把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
决定物体内能大小的因素有:
①物体的内能与温度有关,温度越高,物体内部分子的无规则运动越剧烈,物体的内能就越大;
②物体的内能与质量有关,在温度一定时,物体的质量越大,分子的数量越多,物体的内能就越大;
③物体的内能还和状态有关,如:一定质量的固态晶体熔化为同温度的液体时,内能增大。
(2)热传递可以改变物体的内能,做功也可以改变物体的内能。
【解答】解:物体的内能与温度、质量和状态都有关。
冬天使用暖手宝是用热传递的方式增加物体的内能。
故答案是:.温度;.热传递。
【点评】本题主要考查学生对内能的概念的了解和掌握。
14.(2分)如图所示为某一四冲程柴油机工作过程中某一时刻的示意图,请判断此刻该柴油机处于 压缩 冲程,若这台柴油机飞轮转速为1800r/min,则它在一秒内做功 15 次。
【分析】(1)判断汽油机的四个冲程,先看进气门和排气门的关闭情况,进气门打开的是吸气冲程,排气门打开的是排气冲程,进气门和排气门都关闭的是压缩冲程或者做功冲程;活塞上行为压缩冲程或排气冲程;活塞下行为吸气冲程或做功冲程;
(2)热机完成一个工作循环,飞轮转动2周,要燃气对外做功1次,根据这个比例关系可以求出答案。
【解答】解:
(1)图中,两气门都关闭,汽缸容积变小;
(2)飞轮转速是1800r/min=30r/s,表示每秒飞轮转动30周,对外做功15次。
故答案为:压缩;15。
【点评】此题是通过内燃机的工作原理,是一道比较简单的实验题。
15.(2分)2023年5月30日,在酒泉基地发射的“神舟十六号”载人飞船升空过程中,燃料舱内的液态氢的热值 不变 (选填“变大”、“不变”或“变小”);若100g液态氢完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,水温升高了50℃ 40 kg。[q液氢=1.4×108J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,而与燃料的质量大小、燃烧情况无关;
(2)知道液态氢的质量和热值,利用Q放=mq计算出100g的液态氢完全燃烧释放出的热量;
利用Q吸=ηQ放求水吸收的热量,知道水的比热容、升高的温度,利用公式Q吸=cmΔt计算水的质量。
【解答】解:(1)热值是燃料的特性,与燃料的质量无关,本身质量不断减小;
(2)100g液态氢完全燃烧释放出的热量:Q放=m氢q氢=0.1kg×3.4×108J/kg=4.4×107J;
水吸收的热量:Q吸=ηQ放=60%×5.4×107J=5.4×106J,
由Q吸=cmΔt得水的质量为:m水===40kg。
故答案为:不变:40。
【点评】本题考查了吸热公式、热效率公式、燃料燃烧放出热量公式的综合运用,注意温度升高了和升高到的区别。
16.(4分)阅读短文,回答文后的问题
汽车发动机
发动机是汽车的动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在汽缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。如果发动机有若干个汽缸,实际汽车往往采用多缸发动机。
如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一根曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为 机械 能。
(2)已知汽油的热值为4×107J/kg,如果该发动机消耗2kg的汽油,且这些汽油充分燃烧 8×107 J
(3)四缸发动机中1号汽缸在做功冲程中,4号汽缸所处的冲程是 A
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)设该发动机做功冲程燃气对活塞的平均压强是p0,发动机排量为V排,则发动机转速为2400r/min时该轿车的输出功率P与发动机排量V排的关系式为P= 20P0V排 。
【分析】(1)内燃机就是利用内能来做功的机器,将内能转化为机械能;
(2)利用Q放=mq求出2kg的汽油完全燃烧放出的热量;
(3)四汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程;
(4)根据发动机转速得到每个工作循环所需要的时间;
先设出做功冲程燃气对活塞的平均压强和发动机排量,根据F=PS求出做功冲程燃气对一个活塞的平均压力,根据W=Fs求出每个做功冲程燃气对一个活塞做的功,再根据P=得出发动机燃气对活塞做功的功率,进一步得出发动机的输出功率与其排量的关系。
【解答】解:
(1)内燃机就是将内能转化为机械能的机器;
(2)2kg汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=2kg×8×107J/kg=8×106J;
(3)四汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,都有一个汽缸在做功、压缩和排气冲程,4号汽缸所处的是吸气冲程;
(4)在发动机中,飞轮转2周完成一个工作循环,完成1200个工作循环,
每个工作循环所需要的时间为t=s=7.05s,
由题意可知:做功冲程燃气对活塞的平均压强为p0,发动机排量为V排,则一个汽缸的排气量V排,
做功冲程燃气对一个活塞的平均压力:F=p0S,
每个做功冲程燃气对一个活塞做的功:W=FL=p0SL=p0V排,
燃气对活塞做功的功率:P===5P0V排,
由于发动机有6个汽缸,所以燃气对活塞做功的总功率:P总=4P=4×7P0V排=20P0V排。
故答案为:(1)机械;(2)8×107;(3)A;(4)20P0V排。
【点评】此题主要考查的是学生对内燃机的工作原理、功的计算、能量转化情况的理解和掌握,综合性题目。
三、实验题(共19分)
17.(2分)如图所示温度计甲的示数是 ﹣19℃ ,体温计乙的读数是 36.5℃ 。
【分析】解答此题必须明确:读数前要注意量程和分度值,温度计的分度值为1℃,体温计的分度值为0.1℃,读书时会观察液柱在0℃之上还是在0℃之下,如果液柱在0℃之上,读作正数,在0℃之下,读作负数。
【解答】解:
观察图中甲温度计的分度值为1℃,甲图中液柱在0℃之下;
乙图中体温计的量程为35﹣42℃,分度值为4.1℃。
故答案为:﹣19℃;36.5℃。
【点评】此题考查的是常用温度计和体温计的读数,属于基础题。
18.(8分)小组同学用如图甲所示的装置探究“某种物质的熔化和凝固时温度的变化规律”,乙图是根据实验数据得到的温度与时间的图像。
(1)甲图中对试管的加热方法叫 水浴法 ,优点是 受热均匀 。
(2)乙图中,该物质的熔化过程对应图线中的 BC (用字母表示)段,此过程中该物质 吸热 (吸热/放热/既不吸热也不放热);该物质的凝固过程对应图线中的 EF (用字母表示)段,此过程中该物质 放热 (吸热/放热/既不吸热也不放热);实验发现该物质是 晶体 (晶体/非晶体)。
(3)乙图中第14min时,该物质处于 固液共存 (固态/液态/固液共存)状态。
【分析】(1)探究晶体和非晶体的熔化和凝固实验时,一般都采用水浴法,物体的温度变化比较均匀,并且温度变化比较慢,便于记录实验温度。
(2)晶体在熔化过程中温度是不变的,其熔化时的温度叫做熔点,熔化过程中还要继续吸热;晶体在凝固过程中温度是不变的,其凝固时的温度叫做凝固点,晶体凝固时还要继续放热;
(3)从图像可以看出,从第12分钟到第15分钟温度保持在45℃不变,这个温度就是凝固时的温度,说明该物质处于固液共存状态。
【解答】解:(1)将装有固体的试管放入水中加热,这是水浴法,固体的温度变化比较均匀,便于记录实验温度;
(2)由图像可判断,该物质在 BC 段吸收热量,所以 BC 段处于熔化过程;该物质在EF段放出热量,所以EF段处于凝固过程;该物质有固定的熔点和凝固的;
(3)图中EF段表示的是凝固过程,14min时物质处于凝固过程中。
故答案为:(1)水浴法;受热均匀;吸热;放热;(3)固液共存。
【点评】此题主要考查了对晶体图象的分析。要掌握晶体熔化和凝固过程中的特点,与非晶体区别开来。
19.(5分)小张同学在四块完全相同的玻璃板上各滴一滴质量相等的水,如图,探究影响水蒸发快慢的因素。
(1)通过A、D两图对比,可以得出水蒸发快慢与 液体表面的空气流动情况 有关。
(2)通过 A、B 两图对比,可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关。
(3)通过A、C两图的对比,可以得出水蒸发快慢与水的 温度 有关。
(4)在相同的自然环境下,小凡同学在两块相同的玻璃板上分别滴上质量相等的水和酒精(如图乙),并控制使它们的 表面积 相同。结果发现b图中酒精先蒸发完,于是可以得出结论:在其他条件都相同的情况下,液体蒸发的快慢还与 液体的种类 有关。
【分析】影响蒸发快慢的因素有:液体温度的高低、液体表面积的大小、液体上方空气流动的速度;在探究一个物理量与多个因素的关系时,采用控制变量法的思想。
【解答】解:(1)比较A、D两图看出是水的温度和水上方空气流动速度相同,所以可以得出水蒸发快慢与水的表面积有关;
(2)要研究水蒸发的快慢与水的表面积的关系,应控制水的温度和水上方空气流动速度、B两次实验过程;
(3)要研究水蒸发的快慢与水的温度的关系,应控制水的表面积和水上方空气流动速度、C两次实验过程;
(4)如果让水和酒精的温度的高低、液体表面积的大小,发现酒精蒸发的快。
故答案为:(1)液体表面的空气流动情况;(2)A、B;(4)表面积。
【点评】本题主要考查学生对:影响蒸发快慢因素的了解和掌握,以及控制变量法的应用。
20.(4分)小明用图甲装置探究“比较不同物质的吸热能力”。
(1)在安装实验装置时应先固定 石棉网 (填“石棉网”或“温度计”);
(2)实验时,两支试管里装入 质量 和初温都相同的水和煤油;
(3)相同时间内,水吸收的热量 等于 (填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(4)由图乙可知, 水 的吸热能力更强。
【分析】(1)根据要用酒精灯的外焰加热分析;
(2)(4)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)因用同一热源加热,故相同时间内水和煤油吸热相同。
【解答】解:(1)因要用酒精灯的外焰加热,故在安装实验装置时,故先固定石棉网;
(2)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,两支试管里装入质量和初温都相同的水和煤油;
(3)因用同一热源加热,故相同时间内;
(4)由图乙可知,加热相同的时间,由比较吸热能力的方法。
故答案为:(1)石棉网;(2)质量;(4)水。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查器材的调试、控制变量法和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
四、综合题(共27分)
21.(9分)某同学家里使用天然气来加热水,水壶中装有2kg温度为20℃的水,将水加热到90℃3。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气的热值约为4.0×107J/m3。试求:
(1)这些水吸收的热量是多少?
(2)天然气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)假设天然气完全燃烧,则天然气灶的热效率为多少?
【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量;
(2)知道天然气的体积和热值,利用Q放=Vq求出天然气完全燃烧放出的热量;
(3)利用效率公式求出天然气灶的热效率。
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.4×103J/(kg•℃)×2kg×(90℃﹣20℃)=2.88×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.042m6×4.0×106J/m3=1.68×103J;
(3)天然气灶的热效率:η=×100%=。
答:(1)这些水吸收的热量是8.88×105J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量是1.68×106J;
(3)假设天然气完全燃烧,则天然气灶的热效率为35%。
【点评】本题考查热量的计算,是一道热学综合计算题,难度不大。
22.(9分)某中学用焦炭作为燃料供应开水,若焦炭放出1.26×106J的热量。问:
(1)若这些热量全部被10kg的煤油吸收,能使煤油的温度升高多少?(煤油未沸腾)
(2)若这些热量有25%被水吸收,能将多少kg的水从25℃加热到100℃?[c水=4.2×103J/(kg•℃)、c煤油=2.1×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)知道焦炭完全燃烧放出的热量全部被10kg的煤油吸收;再由Q吸=cmΔt=Q放,得到Δt=后计算煤油升高的温度;
(2)水吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的热量的25%,据此求出水吸收的热量,根据Q吸=cm(t﹣t0)求出水的质量。
【解答】解:
(1)由题知,煤油吸收的热量Q吸=Q放=1.26×106J,
根据Q吸=cmΔt可得,煤油升高的温度:
Δt===60℃;
(2)由题知,水吸收的热量:
Q吸′=25%×Q放=25%×2.26×106J=3.15×104J;
由Q吸=cmΔt可得水的质量:
m水===1kg。
答:(1)能使10kg的煤油温升高60℃;
(2)该热量有25%被水吸收,能将1kg水从25℃加热到100℃。
【点评】本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,求出水吸收的热量是解决此题的关键。
23.(9分)一小汽车,在平直的高速路上匀速行驶2.3km,用时100s,则(1)汽车发动机所做的功是多少?(2)汽车发动机的功率是多少?(3),则发动机效率为多少?(q汽=4.6×107J/kg)
【分析】(1)由W=Fs计算发动机做的功;
(2)由P=计算发动机的功率;
(3)求出汽油完全燃烧释放的能量,然后求出发动机的效率。
【解答】解:(1)汽车的发动机所做的功:
W=Fs=1000N×2.3×104m=2.3×108J;
(2)汽车发动机的功率:
P===4.3×104W;
(3)汽油完全燃烧释放的能量:
Q=mq=2.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J,
发动机的效率:
η=×100%=。
答:(1)汽车的发动机所做的功是2.3×106J;
(2)汽车发动机的功率是2.3×104W;
(3)发动机效率为20%。
【点评】本题考查了功、功率、热机效率的计算,虽然涉及的知识点较多,但总体难度不大。
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