江苏省镇江市润州区2023-2024学年第一学期期中测试卷
九年级物理
本试卷共6页,28小题,全卷满分100分,考试时间100分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色墨水笔将自己的姓名和考试号填写在试卷、答题卷上相应位置。
2.答选择题必须用2B铅笔将答题卷上对应的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水笔作答,答案必须写在答题卷各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后写上新的答案。不按以上要求作答的答案无效。
3.作图题请先用2B铅笔作答,确认无误后请用0.5毫米黑色水笔描黑。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分每小题只有一个选项是正确的)
1.如图所示,下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 钓鱼竿
C. 钢丝钳 D. 食品夹
2.下列关于功率、机械效率说法正确的是( )
A.省力越多的机械,机械效率越大
B.机械做功越快,功率就越大
C.单位时间做功越多的机械,机械效率越高
D.机械做功越多,功率就越大
3.如图所示的实例中,改变物体内能的方式与其他三个实例不同的是( )
A.搓手取暖 B.屁股感觉发热
C.煤气烧水 D. 钻木取火
4.小明捧着一摞质量为5kg的书从教学楼一楼匀速走到三楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A.1W B.10W C.30W D.100W
5.关于温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.温度相同的物体内能可能不同
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体内能增加,一定是吸收了热量
D.0°C的物体没有内能
6.在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车。下列说法中正确的是( )
A.整个过程大货车的机械能守恒
B.下坡路段刹车失灵的大货车机械能越来越小
C.大货车冲上避险车道时重力势能越来越小
D.大货车冲上避险车道时动能全部转化为重力势能
7.小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.两次物体所受到的摩擦力f1>f2
B.拉动到距离S1时,两次克服摩擦所做的功W1>W2
C.拉动到距离S1时,两次拉力对物体所做的功W1
8.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。 物体提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法一定正确的是( )
A.若FA=FB,则 B.若 则η甲>η乙
C.若GA
A.热量从铝传给铜; B.不发生热传递;
C.热量从铜传给铝; D.无法判断。
10.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.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
11.如图,小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动,在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
12.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失,燃料点燃直至燃尽,三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示。以下判断正确的是( )
A.液体a的比热容是液体b的两倍
B.0-t1时间内甲乙丙烧杯中液体吸收的热量相等
C.燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量
D.利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料2和燃料1的热值大小
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共28分)
13.近年来中国航天不断创造世界奇迹,搭载航天员返回地球的返回舱张开降落伞减速降落的过程中重力势能__________,(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),机械能________。
14.镇江某餐馆用智能机器人(如图)替代人工送菜。该机器人以1.5m/s的速度运行30m将菜送到客人桌前,用时 s;若机器人工作时牵引力恒为50N,完成本次送菜,牵引力做功 J,牵引力做功的功率为 W。
15.如图所示,用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动,重物上升了0.2m,该滑轮为 滑轮(选填“动”或“定”),不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦,则拉力F为 N,拉力移动的距离为 m。
16.如图甲所示,用手弯折铁丝,铁丝会变热,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能,此过程能量转化与 图中的能量转化是一致的(填字母序号);若该热机1s内对外做功20次,则飞轮转速是 r/min。若汽油燃烧不充分,汽油的热值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.使用天然气有助于碳中和目标的实现,天然气燃烧过程中,将 能转化为 能,用天然气灶将质量为2.2kg,初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是 J;若烧水的效率为42%,此过程中完全燃烧天然气 kg。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃);天然气热值为4.4×107J/kg]
18.如图所示,是水的凝固图象,第20min的内能 (大于/小于/等于)第10min的内能;从图象可知,水在液态与固态的比热容之比为 。假设相同时间放出相同的热量,且水的质量为500g且保持不变,那么从A到D的整个过程中,共放出 的热量。水的比热容:4.2×103J/(kg ℃)
19.如图所示一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,C点在F1作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)点。当G=150N时,F1的大小为 N。若将重物拿走,在A点施加一个与F1平行且大小等于150N的力F2(图中虚线所示),使杠杆处于水平平衡,则F1大小为 N。
20.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
21.如图所示,轻质弹簧顶端固定在光滑的斜面的一端,物体A放在弹簧的另一端(两者未相连)。将A和弹簧一起压缩至O点由静止释放后,弹簧在C点恢复原长,物体A最后上升到最高点D点。物体A在OC段速度变化情况是___________,物体A在O点的机械能为E0,在C点的机械能为E1,在D点的机械能为E2,则E1____E2,(选填“>”“<”或“=”,下同),弹簧压缩至0点时的弹性势能为E3,则E3____(E2-E0)。
三、解答题(本题共7小题,共48分)
22.(6分)根据要求进行画图
(1)请在图1中画出提升滑轮组既可以省力又可以改变力的方向的绕法
(2)如图2杠杆处于静止状态,请根据动力臂l1画出动力F1
(3)如图3想在桌面上施加一个最小力使桌子一端稍微离开地面,请作出该力的示意图(保留作图痕迹)
23.(5分)在“探究影响动能大小因素”的实验中,小明让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图甲所示。
(1)从同一高度由静止释放的目的是 ,该实验的目的是探究铁球的动能大小与__________的关系。
(2)该实验是通过观察 的大小,来比较铁球动能的大小。
(3)在综合实践活动中,实验小组同学尝试改用如图乙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”,同学们经过讨论设计了以下两个实验方案。
方案一:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;
方案二:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。
上述方案可行的是: (填字母)。
A.只有方案一可行
B.只有方案二可行
C.两个方案均可行
D.两个方案均不行
24.(7分)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”),为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,目的是便于直接测量 。
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,拉力最小时,大小为 N;
(3)在图乙装置中,为获得多组数据,小明将钩码挂到O点的右侧,他直接将弹簧测力计改为竖直 拉动,读出并记录数据。小明在实验的过程中遗漏了重要的步骤是 。
(4)得到实验结论后,利用图丙所示装置,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为l,改变B点位置,F与的关系图像为图丁中的①;若将M从A移至P,再重复上述步骤,上述关系图像应为图丁中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
25.(8分)在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验。
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向 端调节;图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图3所示,则他还应称量 g的酒精。
(2)小林组装的实验装置如图4所示,他在器材安装中的一处错误是 。
(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)
(4)燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用△t表示(水未沸腾),若m相同,△t越小,则燃料的热值越 ;同时也可以用△t/m来表示热值的大小,若燃料的热值越大,则△t/m越 。
(5)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如表所示,根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是 。
温度 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 65 45
碎纸片 20 80 60
(6)调整实验后通过数据计算得到酒精和碎纸片的热值,小明通过查表发现实验的计算值比理论值偏小,你认为其中的原因可能是 。
26.(6分)如图所示的滑轮组,物体的重力为60N,绳端拉力的功率为30w,在拉力的作用下物体以40cm/s的速度匀速上升5s。求:
(1)拉力下做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的 2%,则动滑轮的重力多大
27.某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,求:
(1)天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)上述过程中水吸收的热量;
(3)锅内水烧开时的温度。
28.(8分)插电式混合动力车(简称PHEV)是以电动为主,在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置,电池的放电效率为80%,输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时,将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶,5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36Km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N,汽油热值近似取。
(1)当汽车用电行驶时,将电能转化为________能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环,则汽油发动机每分钟完成_______个冲程。
(2)一辆PHEV汽车在快充电充电,每秒消耗电能,快充充电桩充电2.5h将电池充满电,若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36Km/h 的车速匀速行驶2h,求该汽车电池在快充时的充电效率
(3)若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶,已知油箱中有36kg汽油,求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程?江苏省镇江市润州区2023-2024学年第一学期期中测试卷
九年级物理
本试卷共6页,28小题,全卷满分100分,考试时间100分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色墨水笔将自己的姓名和考试号填写在试卷、答题卷上相应位置。
2.答选择题必须用2B铅笔将答题卷上对应的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水笔作答,答案必须写在答题卷各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后写上新的答案。不按以上要求作答的答案无效。
3.作图题请先用2B铅笔作答,确认无误后请用0.5毫米黑色水笔描黑。
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分每小题只有一个选项是正确的)
1.如图所示,下列工具在使用中属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 钓鱼竿
C. 钢丝钳 D. 食品夹
【答案】C
【详解】A.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,由杠杆平衡条件可知,动力大于阻力,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.钢丝钳在使用过程中,动力臂大于阻力臂,动力小于阻力,是省力杠杆,故C符合题意;
D.食品夹在使用过程中,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2.下列关于功率、机械效率说法正确的是( )
A.省力越多的机械,机械效率越大
B.机械做功越快,功率就越大
C.单位时间做功越多的机械,机械效率越高
D.机械做功越多,功率就越大
【答案】B
【详解】A.机械效率是指有用功占总功的百分比,与是否省力没有必然的联系,故A错误;
B.功率表示做功的快慢,机械做功越快,表示功率越大,故B正确;
C.单位时间做功越多,说明功率越大,与机械效率无关,故C错误;
D.影响功率大小的因素除了功的大小之外,还有时间,只根据功的多少不能判定功率的大小,故D错误。
故选B。
3.如图所示的实例中,改变物体内能的方式与其他三个实例不同的是( )
A.搓手取暖 B.屁股感觉发热
C.煤气烧水 D. 钻木取火
【答案】C
【详解】A.搓手取暖,克服摩擦做功,内能增加,属于做功改变物体内能;
B.从滑梯上滑下时,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能;
C.煤气烧水,属于热传递是改变物体内能。
D.钻木取火是通过克服摩擦力做功改变物体的内能的;
综上所述,改变物体内能的方式与其他三个实例不同的是C,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.小明捧着一摞质量为5kg的书从教学楼一楼匀速走到三楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近于( )
A.1W B.10W C.30W D.100W
【答案】B
【详解】书本的重力为
一层楼的高度在3m左右,从教学楼的一楼走上三楼的高度约为
小明对书做的功为
做功的功率为
故选B。
5.关于温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.温度相同的物体内能可能不同
B.物体吸收热量,温度一定升高
C.物体内能增加,一定是吸收了热量
D.0°C的物体没有内能
【答案】A
【详解】A.温度相同的物体,如果质量和状态不同,则内能一般不相同,故A正确;
B.物体吸收热量,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故B错误;
C.一切物体都有内能,铁水和冰块无论温度的高低,都有内能,故C错误;
D.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤的温度高,而热量是一个过程量,不能说含有热量的多少,故D错误。
故选A。
6.在高速公路长下坡路段的外侧,常设有如图所示的避险车道,供刹车失灵的车辆自救,当失控车辆冲上该车道时,被强制减速停车。下列说法中正确的是( )
A.整个过程大货车的机械能守恒
B.下坡路段刹车失灵的大货车机械能越来越小
C.大货车冲上避险车道时重力势能越来越小
D.大货车冲上避险车道时动能全部转化为重力势能
【答案】B
【详解】A.整个过程中要克服阻力做功,所以机械能不守恒,故A错误;
B.汽车下坡时重力势能减小,动能增大,克服阻力做功,机械能减小,故B正确;
C.货车冲上避险车道时,速度减小,动能减小,高度增大,重力势能增大,部分动能转化为重力势能,重力势能增大,故C错误;
D.避险车道路面铺设碎石,是通过增大接触面的粗糙程度来增大对汽车的阻力的,故D错误。
故选B。
7.小明同学两次施加水平拉力拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动,两次物体运动的图像如图所示,下列判断正确的是( )
A.两次物体所受到的摩擦力f1>f2
B.拉动到距离S1时,两次克服摩擦所做的功W1>W2
C.拉动到距离S1时,两次拉力对物体所做的功W1
【答案】D
【详解】A.同一物体在同一水平面上匀速运动,压力与接触面粗糙度不变,则两次物体所受到的摩擦力相同,故A错误;
BC.根据力的平衡,拉力大小等于摩擦力大小,拉动到相同距离S1时,根据可知,两次拉力对物体所做的功相同,故BC错误;
D.拉动到相同距离S1时,第2次用时较长,由可知第2次速度较小,根据可知,第2次拉力做功的功率较小,故D正确。
故选D。
8.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两个物体。 物体提升相同高度,不计绳重和摩擦,下列说法一定正确的是( )
A.若FA=FB,则 B.若 则η甲>η乙
C.若GA
【详解】由图可知,甲滑轮组承重的绳子股数n甲=3,乙滑轮组承重的绳子股数n乙=2。
AB.由题知各滑轮重相同,且不计绳重和摩擦,两物体的重力分别
GA=3FA-G动 GB=2FB-G动
若 FA=FB 由上式可知 GA>GB
不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率
所以 η甲>η乙,故A错误,B正确;
C.不计绳重和摩擦,两物体的重力分别 GA=3FA-G动 GB=2FB-G动
若 GA
且动滑轮重相同,不计绳重和摩擦,由滑轮组的机械效率 得到 η甲=η乙
故D错误。
故选B。
9.质量相同的铝块和铜块(c铝>c铜),吸收相同的热量后,将它们互相接触,则( )
A.热量从铝传给铜; B.不发生热传递;
C.热量从铜传给铝; D.无法判断。
【答案】D
【详解】质量相同的铝块和铜块,吸收相同的热量后,
根据 得,变化的温度可以求出,但由于没有初始温度,所以无法判断末温的大小,故ABC不符合题意。
故选D。
10.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.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
【答案】C
【详解】A.弧形轨道是粗糙的,整个过程存在摩擦力,有重力和摩擦力在对小球做功,故A错误;
B.因为整个过程存在摩擦力,机械能逐渐减小,A点机械能大于B点机械能,A、B两点等高,因此小球在A、B两点重力势能相同,小球在A动能大于B点动能,故B错误;
C.小球在A动能大于B点动能,即
小球从B到C点是动能转化成重力势能,且存在摩擦力,因此
则 ,故C正确;
D.因为存在摩擦力,机械能逐渐减小,则小球在A点具有的机械能大于它在C点具有的机械能,故D错误。
故选C。
11.如图,小车从处于轻质杠杆OB的A点开始匀速向右运动,在B端竖直向上方向系一根不可伸缩的细绳使杠杆始终处于水平位置平衡。下列表示AB间的距离s和细绳的拉力F随时间t变化的关系图线中,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】AB.AB间的距离s为 s=OB-OA= OB -vt
由于OB是一个定值,速度不变,则s随t的增大而减小,且是一条直线,故AB错误;
CD.杠杆始终处于水平位置平衡,根据杠杆平衡的条件可知F×OB=G×(OA+vt)
则有,F和t符合一次函数关系,故C错误,D正确。故选D。
12.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失,燃料点燃直至燃尽,三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化的图像如图丁所示。以下判断正确的是( )
A.液体a的比热容是液体b的两倍
B.0-t1时间内甲乙丙烧杯中液体吸收的热量相等
C.燃料燃尽时乙中液体a吸收的热量小于丙中液体b吸收的热量
D.利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料2和燃料1的热值大小
【答案】C
【详解】A.比较a、b液体的比热容,故需要选择燃料相同,液体不同,故选择甲、丙两图对比,根据图丁可知,相同的时间内,即吸收的热量相同,但是a液体升高的温度是b液体的两倍,根据可知,
则b液体的比热容为,故b的比热容是a的两倍,故A错误;
B.0-t1时间内甲、乙烧杯中液体吸收的热量不相等,因为甲、乙所选取的燃料不同,燃料的种类不同,相同的时间内释放的热量不同,故B错误;
C.由于甲、丙是同一种燃料,相同的时间内燃料燃烧释放的热量相同,相同时间内,甲、丙吸收的热量相同,故再用甲与乙相比较,同种液体,比热容相同,质量相同,则根据,甲升高的温度高,故甲吸收的热量比乙多,而甲、丙吸收的热量相同,故丙吸收的热量多于乙的热量,故C正确;
D.乙、丙装置可知,燃料不同,液体的种类不同,无法比较,故D错误。
故选C。
二、填空题(本题共9小题,每空1分,共28分)
13.近年来中国航天不断创造世界奇迹,搭载航天员返回地球的返回舱张开降落伞减速降落的过程中重力势能__________,(选填“变大”“变小”或“不变”,下同),机械能________。
【答案】变小 变小
【详解】减速下落的过程中,其质量不变,高度减小,速度变小,所以重力势能减小,动能变小,机械能变小。
14.镇江某餐馆用智能机器人(如图)替代人工送菜。该机器人以1.5m/s的速度运行30m将菜送到客人桌前,用时 s;若机器人工作时牵引力恒为50N,完成本次送菜,牵引力做功 J,牵引力做功的功率为 W。
【答案】 20 1500 75
【详解】[1]根据可得,机器人运行30m将菜送到客人桌前用的时间为
[2]完成本次送菜,牵引力做功为 W=Fs=50N×30m=1500J
牵引力做功的功率为
15.如图所示,用滑轮拉着一重为400N的物体向上匀速运动,重物上升了0.2m,该滑轮为 滑轮(选填“动”或“定”),不计滑轮重、绳重及轮轴间的摩擦,则拉力F为 N,拉力移动的距离为 m。
【答案】 动 200 0.4
【详解】[1]如图所示的滑轮,工作时,滑轮的轴随物体一起运动,为动滑轮。
[2]不计滑轮重及细绳与滑轮间的摩擦,拉力为
[3]拉力移动的距离
16.如图甲所示,用手弯折铁丝,铁丝会变热,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变内能,此过程能量转化与 图中的能量转化是一致的(填字母序号);若该热机1s内对外做功20次,则飞轮转速是 r/min。若汽油燃烧不充分,汽油的热值将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 做功 C 2400 不变
【详解】[1][2]用手弯折铁丝,对铁丝做功,机械能转化为内能,内能增加,温度升高,铁丝会变热,即这是通过做功的方式改变内能,此过程能量转化与内燃机的压缩冲程能量转化是一致的;在图C,图D两图中的进气门和排气门都关闭,图D中的活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;图C中的活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能,所此过程能量转化与C图能量转化是一致的。
[3]在内燃机的一个工作循环中,曲轴转动2圈,活塞往复运动2次,对外做功1次;如果此汽油机每秒内对外做功20次,则每秒完成20个工作循环,飞轮每秒转40圈,所以,飞轮的转速为2400r/min。
[4]热值是燃料的一种特性,和燃料的质量大小以及燃烧情况无关,所以若汽油燃烧不充分,汽油的热值将不变。
17.使用天然气有助于碳中和目标的实现,天然气燃烧过程中,将 能转化为 能,用天然气灶将质量为2.2kg,初温为25℃的水加热到75℃,水吸收的热量是 J;若烧水的效率为42%,此过程中完全燃烧天然气 kg。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃);天然气热值为4.4×107J/kg]
【答案】 化学 内 4.62×105 0.025
【详解】[1]天然气燃烧过程中,将化学能转化为内能。
[2]由知道,水吸收的热量是
[3]由知道,天然气完全燃烧放出的热量为
由知道,此过程中完全燃烧天然气
18.如图所示,是水的凝固图象,第20min的内能 (大于/小于/等于)第10min的内能;从图象可知,水在液态与固态的比热容之比为 。假设相同时间放出相同的热量,且水的质量为500g且保持不变,那么从A到D的整个过程中,共放出 的热量。水的比热容:4.2×103J/(kg ℃)
【答案】 小于 2∶1 1.26×105J
【详解】[1]水在凝固时,放出热量、内能变小,所以第20min的内能小于第10min的内能。
[2]由题知,相同时间内,放出的热量相等,由图象知,水降温10℃与冰降温20℃所用的时间相等、放出的热量相等,由得水与冰的比热容之比为
[3]由图象可知,水从A点降温到B点时,温度降低了10℃,此过程中放出的热量
从A到D的整个过程经过的时间等于水从A点降温到B点用的时间的6倍,从A到D的整个过程中放出的热量
19.如图所示一轻质硬棒,AB=BC=CD,在A点悬挂重物G,C点在F1作用下处于水平平衡,则硬棒的支点可能在杠杆上 (选填“A”、“B”、“C”或“D”)点。当G=150N时,F1的大小为 N。若将重物拿走,在A点施加一个与F1平行且大小等于150N的力F2(图中虚线所示),使杠杆处于水平平衡,则F1大小为 N。
【答案】 D 900 450
【详解】[1]动力与阻力使杠杆的转动方向相反,一个顺时针则另一个为逆时针,在A点悬挂重物G,会使杠杆逆时针转动,所以C点在F1作用下使杠杆顺时针转动,硬棒的支点在杠杆上D点。
[2]由杠杆的平衡条件可知 G×AD=F1×CD×sin30° 150N×3CD=F1×CD×
F1=900N
[3]由杠杆的平衡条件可知F2×AD×sin30°=F1′×CD×sin30°
150N×3CD×sin30°=F1′×CD×sin30° F1′=450N
20.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
【答案】 < < <
【详解】[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
因为t相同,所以 W1
[3]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。
21.如图所示,轻质弹簧顶端固定在光滑的斜面的一端,物体A放在弹簧的另一端(两者未相连)。将A和弹簧一起压缩至O点由静止释放后,弹簧在C点恢复原长,物体A最后上升到最高点D点。物体A在OC段速度变化情况是___________,物体A在O点的机械能为E0,在C点的机械能为E1,在D点的机械能为E2,则E1____E2,(选填“>”“<”或“=”,下同),弹簧压缩至0点时的弹性势能为E3,则E3____(E2-E0)。
【答案】 速度先变大后变小 = =
【详解】 由O点释放,到达C点前弹力在减小,所以向上先加速后减速。C点时,弹簧弹性势能为0,所以物体A的机械能最大,C点到D点机械能守恒,故E1=E2,弹簧的弹性势能全部转化为物体A的机械能。
三、解答题(本题共7小题,共48分)
22.(6分)根据要求进行画图
(1)请在图1中画出提升滑轮组既可以省力又可以改变力的方向的绕法
(2)如图2杠杆处于静止状态,请根据动力臂l1画出动力F1
(3)如图3想在桌面上施加一个最小力使桌子一端稍微离开地面,请作出该力的示意图(保留作图痕迹)
【答案】
23.(5分)在“探究影响动能大小因素”的实验中,小明让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图甲所示。
(1)从同一高度由静止释放的目的是 ,该实验的目的是探究铁球的动能大小与__________的关系。
(2)该实验是通过观察 的大小,来比较铁球动能的大小。
(3)在综合实践活动中,实验小组同学尝试改用如图乙所示装置探究“物体动能大小与哪些因素有关”,同学们经过讨论设计了以下两个实验方案。
方案一:用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离;
方案二:用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。
上述方案可行的是: (填字母)。
A.只有方案一可行
B.只有方案二可行
C.两个方案均可行
D.两个方案均不行
【答案】 使铁球到达水平面时的速度相同 质量 木块移动的距离 B
【详解】(1)[1][2]根据实验的要求可知,从同一高度由静止释放的目的是控制到达水平面速度相同,该实验的目的是研究铁球的动能大小与质量的关系。
(2)[3]实验中,是通过观察木块移动的距离的大小,来说明铁球对木块做功的多少,从而判断出铁球具有的动能的大小,这是转换法的运用。
(3)[4]方案一:若用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此不能完成实验。
方案二:质量相同的钢球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,将木块撞出一段距离进行比较。可以研究钢球的动能大小与速度的关系。故选B。
24.(7分)小明用如图所示装置做“探究杠杆的平衡条件”实验。
(1)安装好装置后,杠杆位置如图甲所示,此时杠杆 (选填“平衡”或“不平衡”),为使其在水平位置平衡,应将平衡螺母向 调节,目的是便于直接测量 。
(2)如图乙所示,杠杆调节平衡后,在A处悬挂3个钩码,每个钩码重0.5N,如果在B处施加一个拉力使杠杆在水平位置再次平衡,拉力最小时,大小为 N;
(3)在图乙装置中,为获得多组数据,小明将钩码挂到O点的右侧,他直接将弹簧测力计改为竖直 拉动,读出并记录数据。小明在实验的过程中遗漏了重要的步骤是 。
(4)得到实验结论后,利用图丙所示装置,轻质杠杆可绕O转动,A点悬挂一重物M,B点受到电子测力计竖直向上的拉力F,杠杆水平静止。保持F方向不变,F的力臂记为l,改变B点位置,F与的关系图像为图丁中的①;若将M从A移至P,再重复上述步骤,上述关系图像应为图丁中的 (选填“①”“②”“③”或“④”)。
【答案】 平衡 右 测量力臂 2 向上匀速 将弹簧测力计调零 ④
【详解】(1)[1][2][3]杠杆处于静止状态或匀速转动状态都为杠杆的平衡状态;如图甲所示,杠杆左端下沉,其右端偏高,应将平衡螺母向上翘的右端移动,使杠杆在水平位置平衡,目的是便于测量力臂。
(2)[4]根据杠杆的平衡条件可知,要使力最小,需要使力臂最大,当力的方向竖直向下时,力臂最长,力最小;在A点悬挂3个钩码,则由杠杆的平衡条件得3G×4l=FB×3l,解得最小的力 FB=4G=4×0.5N=2N
(3)[5][6]将钩码挂到O点的右侧,弹簧测力计需要向上拉动,其次要对弹簧测力计调零。
(4)[7]由题意可知,保持杠杆水平静止,将F作用点从B移至C,此过程中F方向保持不变,根据杠杆平衡条件可得F×l=G×OA,解得……①
将M从A移至P,由杠杆平衡条件可得F×l=G×OP,解得……②
由数学知识可知,①②两式中拉力F与的关系图线均为正比例函数,由图1可知,OP
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图1所示,则他应将平衡螺母向 端调节;图2是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图3所示,则他还应称量 g的酒精。
(2)小林组装的实验装置如图4所示,他在器材安装中的一处错误是 。
(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)
(4)燃料的质量用m表示,燃料充分燃尽时水升高的温度用△t表示(水未沸腾),若m相同,△t越小,则燃料的热值越 ;同时也可以用△t/m来表示热值的大小,若燃料的热值越大,则△t/m越 。
(5)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如表所示,根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多。你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是 。
温度 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽时的水温/℃ 水温的变化/℃
酒精 20 65 45
碎纸片 20 80 60
(6)调整实验后通过数据计算得到酒精和碎纸片的热值,小明通过查表发现实验的计算值比理论值偏小,你认为其中的原因可能是 。
【答案】 左 6.5 温度计的玻璃泡接触到了容器底 温度计的示数变化 小 大 控制被加热水的质量相等 没有完全燃烧
【详解】(1)[1][2]把天平放在水平桌面上,将游码调到标尺左端的零刻线处;此时指针偏向右侧,说明天平的左侧上翘,平衡螺母应向左移动。
[3]如图2和3所示,碎纸片的质量 m=5g+1.5g=6.5g
为了比较热值大小,要用相同质量的不同的燃料,所以则他还应称量6.5g的酒精。
(2)[4]由图4知,实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底。
(3)[5]为了比较热值大小,要用相同质量的不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计示数的变化得出吸热多少,进而判断热值大小。
(4)比较热值大小可以利用Q吸=Q放η,而
Q吸=c水m水Δt
Q放=mq
即
c水m水Δt=mqη
解得
所以若m相同,Δt越小,则燃料的热值越小;若的值越大,则燃料的热值越大
(5)[6]实验中要用相同质量的不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,而小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多,可能是没有控制被加热水的质量相等。
(6)[7]可能的原因是没有完全燃烧。
26.(6分)如图所示的滑轮组,物体的重力为60N,绳端拉力的功率为30w,在拉力的作用下物体以40cm/s的速度匀速上升5s。求:
(1)拉力下做的功;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若克服摩擦和绳重所做的功为总功的 2%,则动滑轮的重力多大
【详解】(1)拉力做的功
(2)物体上升的高度
有用功
滑轮组机械效率
(3)
克服摩擦和绳重所做的功
克服动滑轮重所做的功
27.某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg,水的初温为22℃,当水刚好烧开时,共消耗了0.06m3的天然气,该燃气灶烧水的热效率为70%。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为4.0×107J/m3,求:
(1)天然气完全燃烧所放出的热量;
(2)上述过程中水吸收的热量;
(3)锅内水烧开时的温度。
【详解】解:(1)天然气的热值为4.0×107J/m3,根据Q=Vq可得,0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为 Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J
(2)燃气灶烧水的热效率为70%,水吸收的热量
(3)烧开水时,水的温度变化为
所以密闭的锅内水烧开时的温度
28.(8分)插电式混合动力车(简称PHEV)是以电动为主,在电池电力耗尽后不能及时充电才以汽油机为辅的动力装置,电池的放电效率为80%,输出的电能全部转化为汽车的机械能。当汽油发动机工作时,将汽油燃烧放出的热量的20%用来驱动汽车行驶,5%转换成汽车电池中的电能。已知汽车以36Km/h的车速匀速行驶时所受的阻力为1000N,汽油热值近似取。
(1)当汽车用电行驶时,将电能转化为________能。汽油发动机工作时每秒完成10个工作循环,则汽油发动机每分钟完成_______个冲程。
(2)一辆PHEV汽车在快充电充电,每秒消耗电能,快充充电桩充电2.5h将电池充满电,若在纯电模式下可供汽车在某平直路面上以36Km/h 的车速匀速行驶2h,求该汽车电池在快充时的充电效率
(3)若上述电池电力耗尽后依靠汽油机进行匀速行驶,已知油箱中有36kg汽油,求汽车距离下一次充电最多还能行驶多少路程?
【详解】解:(1)机械能 2400
(2)
汽油完全燃烧放出的热量
20%用来驱动汽车行驶,即
汽车行驶的距离
5%转换成汽车电池中的电能,即
电池还可以转化为车的机械能用于行驶,即
还能行驶的总路程
试卷第12页,共13页
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