陕西省西安市高新逸翠园中学2023-2024学年九年级(上)段考物理试卷
一、选择题(每小题只有一项是符合题意的,每小题2分,共计32分)
1.(2分)如图所示的厨房用品中,在使用时属于费力杠杆的是( )
A.a和b B.b和c C.c和d D.d和a
2.(2分)“顽强拼搏,永不言弃”在排球运动中,跳发球(如图所示)是最具威力的发球方式,其动作要领可简化为“①抛球、②腾空、③击球和④落地”四个过程,其中运动员对排球做功的过程有( )
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
3.(2分)关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A.冰熔化成水,质量不变,温度不变,内能不变
B.内能小的物体可以将热量传递给内能大的物体
C.0℃的冰块没有内能
D.物体温度升高,物体一定吸收了热量
4.(2分)以下描述中的“发热”现象,其改变内能的方式与其他三个不同的是( )
A.锯木头锯条发热 B.阳光下路面发热
C.铁丝反复弯折后发热 D.搓手时手掌发热
5.(2分)下列情境中,属于势能转化为动能的是( )
A.图甲中返回舱减速下降
B.图乙中魔罐能自动滚回来
C.图丙中秋千上摆
D.图丁中人造卫星由近地点向远地点运动
6.(2分)如图所示的电路中,闭合开关后属于并联电路且灯泡均能发光的是( )
A. B.
C. D.
7.(2分)关于功、功率和热机效率,说法正确的是( )
A.改进机械可以使机械效率达到100%
B.功率大的机械,做功一定多
C.热机所做有用功越多,它的效率就越高
D.热机效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大
8.(2分)如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A.管口出现的“白气”是水蒸气
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C.水被加热的过程中,其内能是通过做功的方式改变的
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的
9.(2分)由c=,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是( )
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.无论质量多大,比热容都一样
10.(2分)4月16日,“神舟十三号”载人飞船返回舱接近地面时,反推发动机点火,返回舱减速下降,安全降落在着陆预定区域。在此过程中,对于返回舱能量变化描述正确的是( )
A.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能不变
B.返回舱动能不变,重力势能减小,机械能减小
C.返回舱动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.返回舱动能减小,重力势能减小,机械能减小
11.(2分)如图所示的电路图中,下列说法不正确的是( )
A.断开 S1、S3,闭合 S2,L1、L2 都亮,两灯串联
B.断开 S2,闭合 S1、S3,L1、L2 都亮,两灯并联
C.断开 S1、S2,闭合 S3 电路是通路
D.断开 S1,闭合 S2、S3 电路是短路
12.(2分)如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度v沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C,下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )
A.整个过程只有重力在对小球做功
B.小球在A、B两点具有的动能相同
C.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA>vB>vC
D.整个过程中小球在B点时的机械能最小
13.(2分)如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验,关于这两个实验,下列说法正确的是( )
A.研究对象都是容器中被加热的物体
B.除了图中所示的测量器材,两个实验都要用到天平和秒表
C.甲、乙两实验中都要准备质量相同的燃料、质量相同的被加热物体
D.甲图是通过加热时间来反映物体吸收热量的多少,乙图是通过温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少
14.(2分)原长为L的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点静止释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距为2L。下列图中,能反映钢球从O点运动到A点的过程中(设小球在A点时重力势能为0),小球动能与势能随运动距离变化的关系图象分别依次是( )
A.②和⑤ B.⑤和③ C.①和③ D.②和④
15.(2分)电热蚊香器是一种常用的除蚊工具。当蚊香器接上电源,需要闭合开关S,才能使指示灯L发光,发热体工作。现由于某种原因指示灯断路不亮,但发热体依然能正常工作。则下列电路连接方式符合要求的是( )
A. B.
C. D.
16.(2分)如图甲所示电路,闭合开关S1、S2时,灯泡L1和L2发光,电流表A1、A2的指针指在同一位置如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.通过灯泡L2的电流为1.2A
B.取下灯泡L2,电流表A1示数不变
C.若某时刻只有灯泡L1熄灭,原因可能是L1被短路
D.只断开开关S2时,电流表A1有示数,电流表A2无示数
二、填空和作图题(每空1分,共计30分)
17.(2分)如图是小聪用力把足球踢出去的情景.则在此过程中,小聪对足球 ;足球离开脚后在水平草坪上滚动的过程中,地面对足球的支持力对足球 (两空均选填“做了功”或“不做功”)
18.(5分)图1中,旗杆顶部有一个 滑轮,图2中,环卫工人使用的扫帚可以省 ;如图3所示,使用剪刀时,把被剪物体尽量靠近剪刀的转动轴,目的是 (选填“增大”或“减小”)阻力臂,这样剪断物体更省力;如图4所示,上山的公路修成盘山公路,是因为盘山公路相当于简单机械中的 ,可以省力,图5的螺丝刀也是一种简单机械,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
19.(4分)如图所示,这是人们利用充电桩给电动汽车充电时的情景,此时电动汽车上的锂离子电池相当于电路中的 (填“用电器”或“电源”);充电过程中,将 能转化为 能。汽车转弯时,同侧前后两个转向灯会同时闪亮,若其中一只灯坏了,另一只灯仍会闪亮,两个转向灯的连接方式为 。(填“并联”或“串联”)
20.(3分)如图所示电路,要使灯L1、L2串联,应闭合开关 ;要使L1、L2并联,应闭合开关 ,从安全角度考虑,不能同时闭合开关 。
21.(3分)如图甲所示的电路,当开关S闭合后,电流表测量的是通过 (选填“电源”、“L1”或“L2”)的电流,电流表的指针偏转如图乙所示,电流表的示数为 A。若电源电压不变,灯泡L1断路,则电流表的示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.(6分)如图所示,在吹气球时,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了!你及时捡起气球会发现气球的温度变 (选填“高”、“低”),该过程的能量转化与图 (甲/乙/丙/丁)所示的热机工作冲程相同,若该热机的飞轮转速1800r/min,则热机每秒完成 个冲程。汽油机完成一个工作循环时,需要吸入2L的混合燃料,其质量为 g,这些燃料完全燃烧放出的热量为 J。若这些热量有60%被质量为5kg的水吸收,水的温度能够上升 ℃。[ρ燃=1.4kg/m3,q=4.6×107J/kg,c=4.2×103J/(kg ℃)]
23.(3分)如图所示,小华和小红一起坐在秋千凳上荡秋千,她们的重力分别是G1、G2,且G1>G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中;她们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的功率分别为P1、P2。则W1 W2(选填“>”“<”或“=”,下同),P1 P2,小华动能的增加量 小华重力势能的减小量。
24.(2分)图甲是自行车手闸,其简化示意图如图乙。其中AOB部分可视为杠杆,O为支点,刹车线对A点的拉力为阻力F2,请在乙图中画出阻力的力臂l2和作用在杠杆AOB上的最小动力F1。
25.(2分)如图所示,请用笔画线代替导线将电路连接完整,导线不能交叉要求:
①L1与L2并联;
②只闭合S2,灯L2亮,L1不亮;
③单独闭合S1,两灯都不亮;
④若S1、S2都闭合、两灯都亮。
三、实验与探究题(共计23分)
26.(7分)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,小华用两个相同的容器(图中用线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,本实验选择 (烧杯/易拉罐)作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是 。
(2)两种液体吸收热量的多少可通过 比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, (A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时, (A/B)升温较高。
(4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质(使用过程中温度不容易降低),则应选择 (A/B)。若该种液体为水,则另一种液体的比热容是 J/(kg ℃)。
27.(9分)如图是某学习小组利用小球、木块等探究物体的动能大小与哪些因素有关,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中,探究的动能是指 (填序号);
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
(2)实验中,通过观察 来判断钢球的动能大小,这种研究方法叫 :
(3)甲、丙两次实验,让质量不同的钢球从斜面的同一高度自由滚下,目的是使两球到达水平面时有相同的 ;对比甲、丙两次实验,可得出结论:当速度一定时,物体的 越大,动能就越大;
(4)本实验中,动能转化为内能是由克服摩擦力做功来实现的,则甲、乙两次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1 W2(填“>”、“=”或“<”);
(5)甲、乙实验中水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗? ,理由是 ;
(6)得出正确的实验结论后,有同学分别用质量不同的光滑铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,去撞击同一木块至停下,如图丁所示,观察到木块被撞击后移动的情况是 。
A.质量大的铁球将木块推动的距离较远
B.质量不同的铁球将木块推动的距离相同
C.质量小的铁球将木块推动的距离较远
28.(7分)小刘和小罗一起做“探究并联电路中电流的规律”实验。
(1)连接电路时,开关应该 ;由于不知电流大小,电流表量程应先用 (选填“大”或“小”)量程进行试触。
(2)按照图甲电路图连好电路后,闭合开关,发现电流表指针位置如图乙所示,原因可能是 。
(3)改正后的实验电路如图丙所示,测完C点电流后,小刘准备测B点电流大小,小罗提出,只需要修改一根导线,即可以完成实验。请在丙图中将要修改的导线画“×”,然后画出改正后的导线。
(4)进行实验的过程中,L2忽然熄灭,L1仍发光,那么可能的原因是 。
A.L1短路
B.L2短路
C.L2断路
D.开关处接触不良
(5)测出 A、B、C三处电流如下表,由此得出初步结论: (只写表达式)。
小华指出:为了得出更普遍的规律,接下来的操作是 。
电流I IA IB IC
大小/A 0.30 0.24 0.54
四、综合题(共15分)
29.(7分)2022年北京冬奥会举行期间,氢燃料客车、纯电动汽车成为承担此次冬奥会交通出行任务的最主要力量,新能源车辆的使用比例为历届冬奥会之最。如图所示是氢燃料公交车在平直路面行驶时的情景。已知c水=4.2×103J/(kg ℃),q氢=1.4×108J/kg。求:
(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度为多少?
(3)氢燃料公交车以恒定功率匀速行驶,其效率为50%,完全燃烧(1)中的氢燃料可公交车获得的有用机械能为多少?若此过程公交车行驶了280s,则其匀速直线行驶时的功率是多少?
30.(8分)人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页。钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒后来回拉动钻弓。木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易发散,提高了木棒尖端的温度,当温度达到约260℃时木棒便开始燃烧。因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25g。已知:来回拉一次钻弓需1.0s,弓长s=0.25m,人拉钻弓克服的摩擦力为16N,木头的比热容c=2×103J/(kg ℃),环境温度为20℃,则:
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1s内可使木棒尖端温度升高多少?
(3)用多长时间才能使木棒燃烧起来?
参考答案与试题解析
一、选择题
1.解:
a、起瓶器在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
b、食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
c、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆;
d、图示剪刀在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
可见属于费力杠杆的是b和c。
故选:B。
2.解:
抛球和击球过程中,运动员对排球有力的作用并且球在力的方向移动一段距离,故抛球和击球时运动员对排球做了功;
腾空和落地过程中,运动员对球不再有力的作用,故运动员对排球不做功;
所以运动员对排球做功的过程有①③。
故选:C。
3.解:
A、冰熔化成水,质量不变,温度不变,但要吸收热量,其内能变大,故A错误;
B、内能小的物体温度可能高,内能大的物体温度可能低,故内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故B正确;
C、任何物体都有内能;0℃的冰块也有内能,故C错误;
D、物体的温度升高,内能增加,可能是吸收了热量,也可能是其他物体对它做功,故D错误。
故选:B。
4.解:A、用锯条锯木头时锯条发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
B、阳光下路面发热,路面从阳光中吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能;
C、反复弯折铁丝时,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
D、搓手时手掌发热,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,是通过做功改变物体的内能;
综上分析可知,改变内能的方式与其他三个不同的是B。
故选:B。
5.解:A、返回舱减速下降过程中,高度减小,速度减小,则重力势能和动能都减少,势能没有转化为动能,故A不符合题意;
B、魔罐滚回来的过程中橡皮筋的弹性形变减小,弹性势能减小,魔罐的动能增大,弹性势能转化为动能,故B符合题意;
C、秋千上摆过程中,人的质量不变,速度变小,故动能变小,同时高度变大,故其重力势能变大,所以该过程将动能转化为重力势能,故C不符合题意;
D、人造卫星从近地点向远地点运动时,卫星的质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小,是动能转化为重力势能,故D不符合题意。
故选:B。
6.解:A、开关闭合后,电源的两端被导线相连,电源短路,故A错误;
B、开关闭合后,上面的灯泡的两端被导线相连,该灯泡短路,不发光,故B错误;
C、开关闭合后,该电路有两条电流的路径,分别经过两个灯泡,为并联电路,两个灯泡都发光,故C正确;
D、开关闭合后,该电路有一条电流的路径,为串联电路,故D错误。
故选:C。
7.解:A、使用任何机械都要做额外功,所以总功一定大于有用功,即通过改进机械的性能不可以使机械效率达到100%,故A错误;
B、功率是描述物体做功快慢的物理量,功率大的机械,做功一定快,故B错误;
C、热机做的有用功越多,但总功不确定,有用功与总功的比值就不确定,因此效率不一定高,故C错误;
D、热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比越大,热机效率就越高,即它将内能转化为机械能的比例越大,故D正确。
故选:D。
8.解:A.管口出现的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴,故A错误;
B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能减少,故B错误;
C.水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的,故C错误;
D.水蒸气把橡胶塞向上冲起时,水蒸气对橡胶塞做功,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能,故D正确。
故选:D。
9.解:比热容是物质的本质特性,它不会改变,所以A,B,C错误,D正确。
故选:D。
10.解:返回舱着陆过程中,返回舱的质量不变,速度减小,动能减小;高度降低,重力势能减小;机械能为物体动能与势能的总和,动能减小,重力势能减小,所以返回舱的机械能是减小的,故D正确。
故选:D。
11.解:A、断开S1、S3,闭合S2,电流的路径是:电源正极→L1→L2→S2→负极,灯L1、L2是串联,故A正确;
B、断开 S2,闭合 S1、S3,电流的路径有两条,是并联电路,L1、L2 都亮,故B正确;
C、断开S1、S2,闭合S3,总的电路是断路,故该电路不是通路,故C错误;
D、断开S1,闭合S2、S3,电流的路径是:电源正极→S3→S2→负极,故电路发生短路,故D正确。
故选:C。
12.解:A、小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,要克服摩擦力做功,故A错误;
B、在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,机械能减小,故在A、B两点具有的动能不同,故B错误;
C、小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,小球质量不变,故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC,故C正确;
D、小球在运动的过程中克服摩擦做功,机械能逐渐变小,整个过程中小球在C点时的机械能最小,故D错误。
故选:C。
13.解:
A、甲中研究对象是容器中被加热的物体;而乙中研究对象是不同的燃料,故A错误;
B、乙实验中,只要两种不同燃料全部燃烧完即可,故没有必要用到秒表,故B错误;
C、实验中只要两个相同的酒精灯加热相同时间放出的热量就相同,没有必要控制燃料的质量相同,故C错误;
D、根据转换法,甲图是通过加热时间来反映物体吸收热量的多少;乙图是通过温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少,故D正确;
故选:D。
14.解:
橡皮筋长为L,小球从初始状态下降至L过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;
小球从L继续下降至2L过程中,重力先大于弹力,所以小球做加速运动,速度越来越大,动能增大;当重力等于弹力时,速度最大,动能增大,因此,动能最大的点在大于L的位置;当重力小于弹力时,小球的速度变小,动能减小,动能转化为橡皮筋的弹性势能,到达最低点时,动能为0;所以反映动能随运动距离变化的关系图象是⑤;
在质量不变时,重力势能的大小与高度有关,高度越高,重力势能越大,高度越小,重力势能越小,从O到A的过程中,高度一直减小,则重力势能一直减小,所以反映小球的势能随运动距离变化的关系图象是③。
故选:B。
15.解:根据题意可知,当蚊香器接上电源,闭合开关S,指示灯L发光,发热体工作,说明开关同时控制指示灯和发热体;指示灯断路不亮,但发热体依然能正常工作,这说明发热体和指示灯互不影响,是并联的,开关在干路上,故D正确。
故选:D。
16.解:
A、由甲图可知两灯泡并联,电流表A1测量的是干路电流,A2测L1支路的电流,
由于干路电流大于支路电流,且此时两表指针刚好指在同一位置,
所以电流表A1使用的是0﹣3A量程,分度值为0.1A,则干路电流I=1.5A,
电流表A2选择的是0﹣0.6A,分度值为0.02A,即通过L1的电流为I1=0.3A,
由并联电路电流的规律可得,通过灯L1的电流:I2=I﹣I1=1.5A﹣0.3A=1.2A,故A正确;
B、两灯泡并联,取下灯泡L2,支路减小,干路电流减少,电流表A1示数变小,故B错误;
C、某时刻只有灯泡L1熄灭,原因可能是L1断路,如果短路L2也熄灭,故C错误;
D、两灯泡并联,只断开开关S2时,灯泡L2灯断路,对灯泡L1无影响,则灯泡L1中有电流通过,电流表A1有示数,电流表A2有示数,故D错误。
故选:A。
二、填空和作图题
17.解:足球踢出去,在此过程中,小聪对足球有力有距,所以人对足球做了功。
足球离开脚后在水平草坪上滚动的过程中,足球运动方向与支持力的方向垂直,足球没有在支持力的方向上移动距离,所以不做功。
故答案为:做了功;不做功。
18.解:旗杆顶部的滑轮在使用时,轴的位置固定不动,是定滑轮;
环卫工人使用的扫帚,在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离;
使用剪刀时,在同样的情况下,把被剪物体往剪刀转动轴靠近,减小了阻力臂,由F1L1=F2L2可知:阻力和动力臂一定时,阻力臂L2越小,动力越小、越省力,因此这样做的目的是减小阻力臂,可以省力;
盘山公路相当于简单机械中的斜面,加长了运动距离,但可以省力;
螺丝刀手柄属于轮轴中的轮,同样的轴,轮越大就越省力,因此手柄粗一些的螺丝刀用起来更省力。
故答案为:定;距离;减小;斜面;粗。
19.解:充电时电动汽车上的锂离子电池消耗了电能,相当于电路中的用电器,此过程中电能转化为化学能;
由题意可知,两个转向灯互不影响,所以汽车两个转向灯的连接方式为并联。
故答案为:用电器;电;化学;并联。
20.解:要使灯L1、L2串联,则应将两灯首尾相连接到电源两端,则由图可知只要闭合S1,断开S2、S3;
要使灯L1、L2并联,电流从电源正极流出分别经过支路灯泡L1和支路S2、L2,然后经过S3流回电源负极;因此应闭合开关S2、S3;
当闭合开关S1、S2时,电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极,从而形成电源短路,故不能同时闭合开关S1、S2。
故答案为:S1;S2、S3;S1、S2。
21.解:读图乙可知,电流表与灯L2串联在同一支路中,因此测量的是灯L2的电流。
电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,其示数为0.28A;
电源电压不变,灯泡L1断路,由于并联电路中各支路互不影响,所以通过灯泡L2的电流不变,电流表示数不变。
故答案为:L2;0.28;不变。
22.解:(1)气球内的气体向外喷出,气体对外做功,内能转化为球的机械能,球内气体的温度降低,所以气球球身的温度将会比原来低;
图丙中,内燃机的进气门和排气门都关闭,高温高压的燃气推动活塞做功,是做功冲程,此冲程内能转化为机械能,所以丙图中的能量转化与气球变冷相同;
(2)若飞轮转速为1800r/min,也就是每分钟飞轮转动1800圈,每秒钟飞轮转动30圈,完成15个工作循环,60个冲程;
(3)燃料的体积为:V=2L=2dm3=2×10﹣3m3,
根据密度公式ρ=可得燃料的质量为:
m=ρV=1.4kg/m3×2×10﹣3m3=2.8×10﹣3kg,
燃料完全燃烧放出的热量为:
Q放=qm=4.6×107J/kg×2.8×10﹣3kg=1.288×105J;
根据η=知水吸收的热量为:
Q吸=Q放×η=1.288×105J×60%=7.728×104J,
由Q吸=cm′Δt知水升高的温度为:
Δt==3.68℃。
故答案为:低;丙;60;2.8×10﹣3;1.288×105;3.68。
23.解:(1)从最高点下摆到最低点的过程中,小华和小红的重力做功分别为:W1=G1h,W2=G2h,
因为h相同,且G1>G2,则W1>W2;
(2)由P=可知,小华和小红的重力做功的功率分别为:P1=,P2=,
因为t相同,W1>W2,所以P1>P2;
小华向下运动的过程中,重力势能转化为动能,由于克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,使得动能增加量小于小华的重力势能的减小量。。
故答案为:>;>;<。
24.解:(1)从支点O作动力F2作用线的垂线,支点到垂足的距离为阻力臂l2。
(2)由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小;图中支点在O点,因此OB作为动力臂最长;动力的方向应该垂直力臂OB向上,过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图,如图所示
25.解:L1与L2并联;只闭合S2,灯L2亮,L1不亮;单独闭合S1,两灯都不亮;若S1、S2都闭合、两灯都亮,可知S2接在干路上,控制整个电路,S1只与灯L1串联,实物连接如下所示:
三、实验与探究题
26.解:(1)因金属导热性能好,故以从实验效果考虑,本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是使液体受热均匀。
(2)根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A加热时间长,故A吸收的热量较多;
质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,即加热时间相同,B升温较高;
(4)因质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A吸热多,A的吸热能力,比热容大,根据Q=cmΔt,质量相同的AB液体降低相同的温度,A放热多效果好;故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择A;
A、B两种物质有一种为水,A比热容大,则A为水,根据Δt=,在质量和吸热相同的情况下,升高的温度与比热容成反比,由图可知,加热相同的时间,B升高的温度是时升高温度的2倍,则B的比热容为水的比热容的一半,即B液体的比热容为:×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃)。
故答案为:(1)易拉罐;使液体受热均匀;(2)加热时间;(3)A、B;(4)A;2.1×103。
27.解:(1)由题意可知,实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小,故B符合题意,ACD不符合题意,故选:B;
(2)实验中通过比较木块滑动的距离来反映小球动能的大小,这是转换法的应用;
(3)由甲、丙两图可知:让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下,是为了使两球到达水平面时速度相等,甲丙中两个小球的质量不同,因此可以通过甲丙探究物体动能与物体质量的关系;最终通过实验可得结论为:相同速度的不同物体,质量越大,动能越大;
(4)甲、乙两次实验中木块被撞击后滑行过程中所受摩擦力分别为f1、f2,因为在同种接触面上,压力不变时,摩擦力大小不变,故f1=f2,sA>sB,根据做功的公式W=fs,可知W1>W2;
(5)如果水平面绝对光滑,小球推木块运动时,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去;木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以小球动能的大小就无法比较;
(6)用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,由于弹簧的压缩程度相同,则具有的弹性势能相同,转换成的动能相同,所以推动木块移动的距离也相同,故选B。
故答案为:(1)B;(2)木块滑动的距离;转换法;(3)速度;质量;(4)>;(5)不能;木块做匀速直线运动,无法通过木块运动的距离比较动能的大小;(6)B。
28.解:(1)在连接电路时,为保护电路,开关应断开;由于不知电流大小,为了保护电流表,电流表量程应选用大量程;
(2)闭合开关后,图乙中电流表的指针向左偏转,说明电流表的正负接线柱接反了;
(3)电流表与待测电路串联,如图丙所示,电流表接在干路上,此时电流表测量的是C处的电流;测B点电流的电路图为:
(4)进行实验的过程中,L2忽然熄灭,L1仍发光,则是由于L2断路而造成的,故选C;
(5)根据表中数据有:0.54A=0.30A+0.24A,故可得出初步结论IC=IA+IB;为了得出更普遍的规律,接下来的操作是:换用不同规格的灯泡进行多次实验。
故答案为:(1)断开;大;(2)电流表的正负接线柱接反了;(3)见上图;(4)C;(5)IC=IA+IB;换用规格不同的灯泡进行多次实验。
四、综合题
29.解:(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为:
Q放=m氢q氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J;
(2)由题意可知水吸收的热量:Q吸=Q放=8.4×107J,
由Q吸=cmΔt得水升高的温度:Δt===40℃;
(3)公交车获得的有用机械能为:
W有=ηQ放=50%×8.4×107J=4.2×107J,
则公交车的功率为:
P===1.5×105W。
答:(1)质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为8.4×107J;
(2)若这些热量全部被质量为500kg、温度为15℃的水吸收,水升高的温度为40℃;
(3)氢燃料公交车以恒定功率匀速行驶,其效率为50%,完全燃烧(1)中的氢燃料可公交车获得的有用机械能为4.2×107J;
若此过程公交车行驶了280s,则其匀速直线行驶时的功率是1.5×105W。
30.解:(1)人来回拉一次钻弓移动的距离:
s′=2s=2×0.25m=0.5m,
人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功:
W=Fs′=16N×0.5m=8J;
(2)由η=×100%可得,木棒尖端吸收的热量:
Q吸=W×25%=8J×25%=2J;
由Q吸=cmΔt可得,木棒升高的温度:
Δt===4℃;
(3)由(2)可知,木棒尖端吸热每秒温度升高4℃,
要使木棒燃烧起来,升高的温度为260℃﹣20℃=240℃;
需要的时间:
t==60s。
答:(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为8J;
(2)1秒内可使木棒尖端温度提高4℃;
(3)大约用60s时间才能使木棒燃烧起来。
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