河南省鹤壁外国语中学2022-2023学年九年级上学期第二次月考物理试卷(含答案)
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这是一份河南省鹤壁外国语中学2022-2023学年九年级上学期第二次月考物理试卷(含答案),共24页。试卷主要包含了选择题,填空题,实验探究,综合应用题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题(每小题2分,共24分)
1.(2分)唐诗是我国优秀的文学遗产之一,下列诗句中所包含的物态变化分析正确的是( )
A.“露从今夜白,月是故乡明”,露的形成是汽化现象
B.“蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明”,蜡烛“流泪”是液化现象
C.“鸡声茅店月,人迹板桥霜”,霜的形成是凝华现象
D.“晚来天欲雪,能饮一杯无”,雪的形成是升华现象
2.(2分)如图所示,是甲、乙两种物质的熔化过程中温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.甲和乙都是晶体
B.甲的熔点是40℃
C.2﹣6min时,甲和乙都吸收热量
D.8min时,甲和乙的熔点相等
3.(2分)在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气后把口扎紧,然后放入80℃以上的热水中,会发现塑料袋鼓起;从热水中拿出塑料袋,过一会儿塑料袋又瘪了。在此过程中酒精发生的物态变化是( )
A.先液化后汽化B.先汽化后液化
C.先升华后凝华D.先凝华后升华
4.(2分)小琴吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以上是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者是汽化形成的
B.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
C.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是汽化形成的水蒸气
D.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
5.(2分)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲为固态,由甲到乙是升华过程
B.乙为液态,由乙到丙是凝固过程
C.丙为固态,由丙到甲是熔化过程
D.丙为液态,由乙到丙是液化过程
6.(2分)由于天气炎热,会议室内开着空调,一位参加会议的同学发现会议室的玻璃窗上结了层小水珠,对这种现象的下述解释中正确的是( )
A.低温的水蒸气在玻璃窗上室外的一侧形成了小水珠
B.高温的水蒸气在玻璃窗上室内一侧形成了小水珠
C.室内的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室内一侧形成了小水珠
D.室外的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室外一侧形成了小水珠
7.(2分)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体温度升高,内能一定增加
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体温度不变,一定没有吸热
D.物体吸收热量,温度一定升高
8.(2分)两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同温度,则( )
A.质量大的金属块的比热容一定大
B.质量大的金属块的比热容一定小
C.质量大的金属块的比热容可能大
D.两个金属块的比热容有可能相同
9.(2分)干泥沙的比热容是水的,干泥沙与水的质量之比是2:1,吸收的热量之比5:4,则干泥沙和水升高的温度之比( )
A.1:8B.8:1C.8:25D.25:8
10.(2分)小汽车已经成为大多数家庭出行代步工具,其发动机大多数为汽油机,下列有关汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B.汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C.汽油机的点火方式是压燃式
D.汽油机的压缩冲程是依靠飞轮惯性完成的
11.(2分)有关热值的说法正确的是( )
A.热值大的燃料,放出的热量一定多
B.质量大的燃料,放出的热量一定多
C.1千克某种燃料燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值
D.燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量、质量和燃烧是否充分无关
12.(2分)关于热值和热机效率,下列说法正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.内燃机的效率越高,它消耗的燃料就越少
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率
D.热机使用的燃料的热值越大,热机的效率就越高
二、填空题(每空1分,共20分)
13.(2分)医生抢救中暑病人时,通常在病人的额头和身上擦酒精。这种方法称为“物理疗法”这种疗法的依据是:酒精 (填写物态变化名称)时。会 (吸收/放出)热量。
14.(2分)质量相同的0℃冰比0℃水冷却效果好,这是因为冰 (填写物态变化的名称)时吸收热量,此过程中冰的温度 (选填“升高”、“降低”或“保持不变”)。
15.(2分)有一支温度计刻度均匀但读数不准。放入冰水混合物中示数为5℃,放入一标准大气压下的沸水中示数为95℃,若该温度计示数为32℃,则实际温度是 。液体温度计是根据 原理制成的。
16.(2分)捏面人和糖画是中国传统民间技艺。如图1,捏好的面人在太阳光的照射下,温度升高,这是通过 方式改变了面人的内能。如图2,做糖画时,将糖浆浇在平滑的石板上,糖浆凝固成美丽糖画的过程,需要 (选填“吸热”或“放热”)。
17.(2分)人们选用水作为汽车发动机的冷却剂,这样做是因为水的 较大。一汽车水箱中装有5kg的水,当温度升高20℃时需要吸收 J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
18.(2分)“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里,可能会遭遇两次月食,月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这是通过 的方式改变物体的内能。
19.(3分)把质量和温度都相同的铁球和铜球同时投入沸腾的水中,一段时间后,两球的温度变化 (选填“相同”或“不相同”).其中吸收热量较多的是 球;若使两球放出相同的热量,温度变化较小的是 球。(已知c铁>c铜)
20.(5分)如图所示是小明用气球制作的“愤怒的小鸟”,吹气后用手捏住气球的吹气口,当把手松开时,气体就会从吹气口喷出,“小鸟”快速的飞向前方,这一过程是 能转化为 能,该过程与四冲程内燃机的 冲程所发生的能量转化相同,如图 (选填“甲”,“乙”、“丙”、“丁”)正是这个冲程,若汽油机飞轮转速为3600转/分,则1秒内汽油机对外做 次功。
三、实验探究(每空1分,共10分)
21.(5分)如图甲是小明、小华两名同学分别探究“水的沸腾”的实验装置,他们所用的器材规格完全相同。
(1)安装实验器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。
a、由图像可知,实验室当时的大气压 (填“高于”“低于”或“等于”)一个标准大气压。
b、若小明和小华所选水的质量分别为m1、m2,根据图像乙分析可知m1 m2(填“>”“<”“=”)。
(3)小明观察到沸腾前水中气泡的情形为图丙中的 图。
(4)实验结束后,小华想到妈妈在煮饺子时加入一些冷水,锅内的水停止沸腾。原因是水 (选填”温度低于沸点”或“不能继续吸热”)。
22.(5分)如图,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题是 。
(2)纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断冬季取暖应选用物质 (选填a或b);
(3)给质量同为100g的液体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此判断液体甲的比热容为 J/(kg•℃);
(4)为了比较酒精和碎纸片的热值,小明设计了如图丁所示实验,实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外,还需控制相同的量有:水的质量和 。实验通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
(5)通过(4)实验得到的燃料热值与实际相比会偏 (填“大”或“小”),其原因可能是 。
四、综合应用题(每小题8分,共16分)
23.(8分)某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,要燃烧6kg的无烟煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),无烟煤的热值是3×107J/kg,试求:
①锅炉内的水吸收的热量是多少?
②6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
③此锅炉的效率是多少?
24.(8分)一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若小轿车发动机的效率为40%,已知:所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量。
(2)消耗汽油10L驱动小轿车做的有用功。
(3)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
2022-2023学年河南省鹤壁外国语中学九年级(上)第二次
月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题2分,共24分)
1.(2分)唐诗是我国优秀的文学遗产之一,下列诗句中所包含的物态变化分析正确的是( )
A.“露从今夜白,月是故乡明”,露的形成是汽化现象
B.“蜡烛有心还惜别,替人垂泪到天明”,蜡烛“流泪”是液化现象
C.“鸡声茅店月,人迹板桥霜”,霜的形成是凝华现象
D.“晚来天欲雪,能饮一杯无”,雪的形成是升华现象
【分析】物质从固态到液态的过程叫做熔化,物质从液态变成固态的过程叫做凝固;物质从液态变为气态叫做汽化,物质从气态变为液态叫做液化;物质从固态直接变成气态叫升华,物质从气态直接变成固态叫凝华。
【解答】解:A、“露”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故A错误;
B、蜡烛“流泪”是蜡由固态变为液态,属于熔化现象,故B错误;
C、“霜”是水蒸气遇冷放热直接变成固态的冰晶,是凝华现象,故C正确;
D、“雪”是水蒸气遇冷放热直接变成固态的冰晶,是凝华现象,故D错误。
故选:C。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
2.(2分)如图所示,是甲、乙两种物质的熔化过程中温度随时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.甲和乙都是晶体
B.甲的熔点是40℃
C.2﹣6min时,甲和乙都吸收热量
D.8min时,甲和乙的熔点相等
【分析】(1)固体分晶体和非晶体,晶体和非晶体的重要区别是晶体有一定的熔点,非晶体没有。
(2)晶体熔化特点:晶体熔化过程吸收热量,温度保持不变,但内能增加。
【解答】解:A、晶体有一定的熔点,非晶体没有,由图象可知,甲物质是晶体,乙是非晶体,故A错误;
B、晶体有固定的熔点,在熔化过程中都吸收热量,温度不变,由图可知甲的熔点是50℃;故B错误;
C、甲物质从第2分钟开始熔化,第6分钟熔化结束,乙物质在第2分钟和第6分钟的温度升高,甲、乙两种物质都吸收热量,故C正确;
D、由图可知,第6min甲已熔化结束,第8min是甲液态的温度,不是熔点,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查了晶体和非晶体的熔化图象,要学会从图象中找出与晶体有关的信息,学会观察分析物质熔化或凝固的图象,关键是掌握晶体的熔化特点:吸热但温度保持不变。
3.(2分)在透明塑料袋中滴入几滴酒精,将袋挤瘪,排尽空气后把口扎紧,然后放入80℃以上的热水中,会发现塑料袋鼓起;从热水中拿出塑料袋,过一会儿塑料袋又瘪了。在此过程中酒精发生的物态变化是( )
A.先液化后汽化B.先汽化后液化
C.先升华后凝华D.先凝华后升华
【分析】解决此题要知道物理学中把物质从气态变成液态称为液化,把物质从液态变成气态称为汽化。
【解答】解:当把滴入几滴酒精的塑料袋放入80℃以上的热水中时,酒精液体会汽化成酒精气体,体积变大,故发现塑料袋鼓起;
当从热水中拿出塑料袋后,气体又液化成酒精液体,体积减小,所以过一会儿塑料袋又瘪了;
整个过程的物态变化过程是先汽化后液化;
故选:B。
【点评】此题考查了物态变化过程中的汽化和液化现象,会结合实例分析判断,是中考的热点考题。
4.(2分)小琴吃雪糕时,看到雪糕周围冒“冷气”,由此她联想到泡方便面时碗里冒“热气”的情景。以上是她对“冷气”和“热气”的思考,其中正确的是( )
A.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是液化形成的,后者是汽化形成的
B.“冷气”和“热气”本质是不同的,前者是小水珠,后者是水蒸气
C.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是汽化形成的水蒸气
D.“冷气”和“热气”本质是相同的,都是液化形成的小水珠
【分析】人的眼睛是无法看到水蒸气的,人眼看见的“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化成的小水珠。
【解答】解:看到雪糕周围冒“冷气”是空气中的水蒸气遇到冰冷的雪糕液化成的小水珠;泡方便面时碗里冒“热气”是碗里蒸发出的水蒸气,在上升过程中,遇到温度较低的空气液化成的小水珠;所以它们的本质是相同的,都属于液化现象,都要放出热量。故ABC错误,D正确。
故选:D。
【点评】本题需要注意无论“冷气”和“热气”都是人眼看见的,成分就是小水珠,不是水蒸气。
5.(2分)固态、液态和气态是物质常见的三种状态,某物质通过放热、吸热在甲、乙、丙三种物态之间转化,如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲为固态,由甲到乙是升华过程
B.乙为液态,由乙到丙是凝固过程
C.丙为固态,由丙到甲是熔化过程
D.丙为液态,由乙到丙是液化过程
【分析】(1)自然界中常见的物质因其存在的形式不同,可以分为三种状态:固态、液态和气态;
(2)物质由固态变为液态的过程叫熔化;物质由液态变为固态的过程叫凝固;物质由液态变为气态的过程叫汽化;物质由气态变为液态的过程叫液化;物质由固态变为气态的过程叫做升华;物质由气态变为固态的过程叫做凝华。
(3)熔化、汽化、升华吸热,凝固、液化、凝华是放热的。
【解答】解:由图知:丙到甲吸热,甲到乙吸热,所以丙为固态,甲为液态,乙为气态。
甲到乙是汽化过程,需要吸热;乙到丙是凝华,会放出热量;丙到甲是熔化,需要吸收热量。
故选:C。
【点评】此题考查了物态变化的推断,确定丙的状态是解答此题的关键。
6.(2分)由于天气炎热,会议室内开着空调,一位参加会议的同学发现会议室的玻璃窗上结了层小水珠,对这种现象的下述解释中正确的是( )
A.低温的水蒸气在玻璃窗上室外的一侧形成了小水珠
B.高温的水蒸气在玻璃窗上室内一侧形成了小水珠
C.室内的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室内一侧形成了小水珠
D.室外的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室外一侧形成了小水珠
【分析】液化是指物质从气态变为液态的过程,它需要放热。
根据题目所给内容,进行分析。
【解答】解:天气炎热的时候,外界空气中的水蒸气温度较高。由于开着空调,所以会议室的玻璃温度较低。
外界高温水蒸气遇到温度较低的玻璃,对玻璃放热液化形成小水珠,附着在玻璃的外表面。
故选:D。
【点评】本题考查学生利用液化知识来解释自然现象的能力。
7.(2分)关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A.物体温度升高,内能一定增加
B.物体温度升高,一定是吸收了热量
C.物体温度不变,一定没有吸热
D.物体吸收热量,温度一定升高
【分析】(1)物体吸热或温度升高,内能一定增大;但物体的内能增大,不一定是由物体吸热或温度升高引起的。
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递两种方式,二者是等效的。
【解答】解:A、物体温度升高,内能一定增加,该选项说法正确;
B、物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对它做了功,该选项说法不正确;
C、晶体在熔化的过程中吸热但温度不变,该选项说法不正确;
D、物体吸收热量,温度不一定升高,例如晶体的熔化和液体的沸腾过程,该选项说法不正确。
故选:A。
【点评】本题考查的是学生对影响物体内能大小的因素的理解以及内能、温度与热量三者之间的关系的掌握,是中考的热点。
8.(2分)两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同温度,则( )
A.质量大的金属块的比热容一定大
B.质量大的金属块的比热容一定小
C.质量大的金属块的比热容可能大
D.两个金属块的比热容有可能相同
【分析】两个质量不同、散发热量相同的物体,降低相同的温度时,其所能放出热量的多少与其比热容有关,故在分析判断时应联系公式Q=cm△t进行判断。
【解答】解:据公式Q=cm△t可得c=,金属块的质量不同,放出的热量相同,其变化的温度相同,质量大的金属块的比热容一定小,故B正确。
故选:B。
【点评】能利用控制变量的思想分析涉及比热容的是解决该题的关键。
9.(2分)干泥沙的比热容是水的,干泥沙与水的质量之比是2:1,吸收的热量之比5:4,则干泥沙和水升高的温度之比( )
A.1:8B.8:1C.8:25D.25:8
【分析】由题意可知干泥沙和水的比热容关系、质量关系以及吸收热量的关系,利用Q吸=cmΔt求出干泥沙和水升高的温度之比。
【解答】解:由题意可知,干泥沙和水的比热容之比c沙:c水=1:5,干泥沙与水的质量之比是m沙:m水=2:1,吸收的热量之比是Q沙:Q水=5:4,
由Q吸=cmΔt可知,干泥沙和水升高的温度之比:=====25:8。
故选:D。
【点评】本题考查吸热公式Q=cmΔt是灵活运用,求比值问题时要细心,以免颠倒顺序而出错。
10.(2分)小汽车已经成为大多数家庭出行代步工具,其发动机大多数为汽油机,下列有关汽油机的说法正确的是( )
A.汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B.汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C.汽油机的点火方式是压燃式
D.汽油机的压缩冲程是依靠飞轮惯性完成的
【分析】柴油机和汽油机的主要区别:
(1)汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体,在压缩冲程中,机械能转化为内能,内能增大,温度升高,汽油机气缸顶端有个火花塞,此时火花塞喷出电火花,点燃汽油,产生高温高压的燃气推动活塞做功。
(2)柴油机在吸气冲程中吸入空气,在压缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大;柴油机气缸顶端有个喷油嘴,此时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油遇到高温的空气,达到着火点而燃烧,点燃方式是压燃式。燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功。柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高。
(3)内燃机在做功冲程中,燃气推动活塞运动,其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的。
【解答】解:A、在吸气冲程,柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物,故A错误;
B、压缩冲程柴油机压缩程度更大,压缩冲程末温度更高,所以柴油机属于压燃式,它的机械效率比汽油机更高,故B错误;
C、在做功冲程,汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式,故C错误;
D、汽油机和柴油机在做功冲程中,燃气推动活塞运动,其他冲程活塞都是靠飞轮的惯性运动的,则汽油机的压缩冲程是依靠飞轮惯性完成的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了学生对汽油机和柴油机区别的掌握,属于热机基础内容的考查,识记性内容,比较简单。
11.(2分)有关热值的说法正确的是( )
A.热值大的燃料,放出的热量一定多
B.质量大的燃料,放出的热量一定多
C.1千克某种燃料燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值
D.燃料的热值与燃料燃烧时放出的热量、质量和燃烧是否充分无关
【分析】(1)由Q=qm可知,燃料完全燃烧放出的热量与燃料的热值和消耗的燃料质量有关,据此分析;
(2)热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量;
(3)热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关,与其它因素无关。
【解答】解:AB、由Q=qm可知,相同质量的不同燃料,热值大的燃料,完全燃烧放出的热量多;不同质量的相同燃料,质量大的燃料,完全燃烧放出的热量多,故A、B错误;
C、1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值,故C错误;
D、热值是燃料的一种特性,与燃料的种类有关,与燃料燃烧时放出的热量、质量和燃烧是否充分无关,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了对热值概念的理解,属于基础题,难度不大。
12.(2分)关于热值和热机效率,下列说法正确的是( )
A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值
B.内燃机的效率越高,它消耗的燃料就越少
C.使燃料燃烧更充分,可以提高热机的效率
D.热机使用的燃料的热值越大,热机的效率就越高
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关;
(2)热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率,在工作过程中,比值越大,效率越高;损失的能量越少,热机的效率越高。
【解答】解:
A、热值是燃料的特性,与燃烧情况无关,故A错误;
B、内燃机的效率越高,但不确定总能量的多少,故消耗的燃料不一定越少,故B错误;
C、使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故C正确;
D、热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比,与燃料的热值无关,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对热值概念和热机效率的了解与掌握,明确热值是燃料的一种特性(只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等无关)是本题的关键。
二、填空题(每空1分,共20分)
13.(2分)医生抢救中暑病人时,通常在病人的额头和身上擦酒精。这种方法称为“物理疗法”这种疗法的依据是:酒精 汽化 (填写物态变化名称)时。会 吸收 (吸收/放出)热量。
【分析】解决此题的关键是知道物态变化的名称,物质从液态变成气态称为汽化,物质在汽化过程需要向周围吸收热量。
【解答】解:把酒精擦在身上后,酒精易挥发,即会发生汽化现象,在汽化过程会从身上吸收热量,这样会降低身上的温度;
故答案为:汽化,吸收。
【点评】解决此类问题要结合物态变化及变化过程中的吸热现象进行分析解答。
14.(2分)质量相同的0℃冰比0℃水冷却效果好,这是因为冰 熔化 (填写物态变化的名称)时吸收热量,此过程中冰的温度 保持不变 (选填“升高”、“降低”或“保持不变”)。
【分析】物质由固态变为液态的过程是熔化,在熔化过程需要向周围吸收热量。
【解答】解:0℃的冰变成0℃的水,由固态变为液态,属于熔化现象,物质熔化过程中吸收热量,温度不变,从而会降低周围的温度,所以0℃的冰效果会更好。
故答案为:熔化;保持不变。
【点评】此题结合冰、水实例考查学生对熔化吸热、凝固放热的理解与应用,要会结合物态变化特点分析解答,体现了物理知识应用于生活的理念。
15.(2分)有一支温度计刻度均匀但读数不准。放入冰水混合物中示数为5℃,放入一标准大气压下的沸水中示数为95℃,若该温度计示数为32℃,则实际温度是 30℃ 。液体温度计是根据 液体的热胀冷缩 原理制成的。
【分析】(1)先确定标注的温度计每格代表的真实温度,再根据要求的标注温度距离某一参考温度有多少格,得出要求的标注温度比该参考温度高(低)多少摄氏度,最后把高(低)出的温度与参考温度的真实温度相加(减)即得到该标注温度对应的真实温度。
(2)液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。
【解答】解:(1)已知实际冰水混合物温度为0℃,标注温度为5℃;1标准大气压下沸水温度为100℃,标注温度为95℃;温度计刻度均匀则温度计上标注5℃到95℃之间有90格,则每格代表的实际温度为;设标注温度为32℃时,标注温度比冰水混合物的温度高出的实际温度为=30℃;则标注温度32℃对应的实际温度为:30℃+0℃=30℃。
(2)液体温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的。
故答案为:30℃;液体的热胀冷缩。
【点评】本题考查在刻度均匀的情况下,不同温标之间的换算,有一定难度,做题时要细心。
16.(2分)捏面人和糖画是中国传统民间技艺。如图1,捏好的面人在太阳光的照射下,温度升高,这是通过 热传递 方式改变了面人的内能。如图2,做糖画时,将糖浆浇在平滑的石板上,糖浆凝固成美丽糖画的过程,需要 放热 (选填“吸热”或“放热”)。
【分析】(1)改变内能的方法有做功和热传递。
(2)物质由固态变为液态称为熔化,该过程是吸热的;物质由液态变为固态称为凝固,该过程是放热的。
【解答】解:捏好的面人在太阳光的照射下,吸收热量,温度升高,这是通过热传递的方式增加了面人的内能。
将糖浆浇在平滑的石板上,等糖浆放出热量凝固成固态,这样就做好了糖画,凝固放热。
故答案为:热传递;放热。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式、凝固放热等知识的应用,基础题。
17.(2分)人们选用水作为汽车发动机的冷却剂,这样做是因为水的 比热容 较大。一汽车水箱中装有5kg的水,当温度升高20℃时需要吸收 4.2×105 J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少;
(2)利用公式Q吸=cmΔt可计算出水吸收热量的多少;
【解答】解:(1)汽车发动机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机。因为水的比热容较大,用水做冷却剂时,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,这样可以把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
(2)水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×20℃=4.2×105J。
故答案为:比热容;4.2×105。
【点评】本题主要考查了学生对水的比热容大在生活中的应用的了解,还要掌握吸热公式的计算,才能顺利解决此类问题。
18.(2分)“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里,可能会遭遇两次月食,月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能 减小 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这是通过 热传递 的方式改变物体的内能。
【分析】要解答本题需掌握:热传递改变物体内能的特点。
【解答】解:发生月食的时候,太阳光被挡住,所以卫星表面温度急剧下降,内能减小,是能量的转移,属于热传递改变物体内能。
故本题答案为:减小,热传递
【点评】本题主要考查学生对:热传递的理解和掌握。
19.(3分)把质量和温度都相同的铁球和铜球同时投入沸腾的水中,一段时间后,两球的温度变化 相同 (选填“相同”或“不相同”).其中吸收热量较多的是 铁 球;若使两球放出相同的热量,温度变化较小的是 铁 球。(已知c铁>c铜)
【分析】把不同的物体放入同一温度的水中后,最后没有热传递时,它们的温度是相同的;
由吸收热量的公式Q=cm△t可以知道,在温度变化和质量相同时,铁的比热容大,所以吸收热量就会更多;
把热量公式变形可得△t=,在热量和质量相同时,比热容大的温度变化小。
【解答】解:把铁球和铜球刚投进水时,它们要吸收水中的热量,当它们的温度相同时,热传递就会停止,所以最终它们的温度都是相同的;
因为铁的比热容比铜的比热容大,在铁球和铜球的温度变化和质量都相同时,由热量的公式Q=cm△t可以知道,吸收热量与比热容成正比,所以铁球吸收的热量多;
同理,在铁球和铜球的质量和放出相同的热量时,由热量的公式△t=可知,温度变化与比热容成反比,所以铁球的温度变化较小;
故答案为:相同,铁,铁。
【点评】求解此类问题要结合热量公式进行分析解答,要知道铁的比热容比铜的比热容大,会对热量公式进行变形分析温度的变化情况。
20.(5分)如图所示是小明用气球制作的“愤怒的小鸟”,吹气后用手捏住气球的吹气口,当把手松开时,气体就会从吹气口喷出,“小鸟”快速的飞向前方,这一过程是 内 能转化为 机械 能,该过程与四冲程内燃机的 做功 冲程所发生的能量转化相同,如图 乙 (选填“甲”,“乙”、“丙”、“丁”)正是这个冲程,若汽油机飞轮转速为3600转/分,则1秒内汽油机对外做 30 次功。
【分析】(1)对物体做功时,物体的内能会增大,物体对外做功时,内能会减小;
(2)汽油机的压缩冲程中,机械能转化成内能,做功冲程中内能转化为机械能;热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出答案。
【解答】解:(1)气球内的气体向外喷出,气体对外做功,气体的内能转化为球的机械能,球内气体的内能减小、温度降低;
(2)汽油机的做功冲程中,火花塞放电,点燃混合气体,高温高压的燃气推动活塞做功,也是内能转化为机械能。
由图可知,甲中进气门关闭,排气门打开,活塞上行,是排气冲程;
乙中两个气门关闭,活塞下行,为做功冲程;
丙中两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程;
丁进气门打开,排气门关闭,活塞下行,为吸气冲程;
其中做功冲程就是利用内能来做功的,将内能转化为机械能,乙与上述实验的能量转化相同
若汽油机飞轮转速为3600转/分=60r/s,表示每秒飞轮转动60圈,要经过120个冲程,对外做功30次。
故答案为:内;机械;做功;乙;30。
【点评】本题考查能量的转化,要知道物体对外做功,内能减小,还要知道做功冲程的特点。
三、实验探究(每空1分,共10分)
21.(5分)如图甲是小明、小华两名同学分别探究“水的沸腾”的实验装置,他们所用的器材规格完全相同。
(1)安装实验器材时,应按照 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。
(2)图乙是两名同学根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像。
a、由图像可知,实验室当时的大气压 低于 (填“高于”“低于”或“等于”)一个标准大气压。
b、若小明和小华所选水的质量分别为m1、m2,根据图像乙分析可知m1 < m2(填“>”“<”“=”)。
(3)小明观察到沸腾前水中气泡的情形为图丙中的 a 图。
(4)实验结束后,小华想到妈妈在煮饺子时加入一些冷水,锅内的水停止沸腾。原因是水 温度低于沸点 (选填”温度低于沸点”或“不能继续吸热”)。
【分析】(1)实验时要保证用酒精灯火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁;
(2)液体的沸点随气压的升高而升高,1标准大气压下水的沸点是100℃;用相同热源加热,水的质量越大,达到沸腾所用时间越长;
(3)沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇低温液化,气泡减小;
(4)沸腾的条件:达到沸点,继续吸热。
【解答】解:(1)实验时要保证用酒精灯火焰的外焰加热,且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁,所以先安装下面器材,再安装上面器材,便于调节器材间的距离;
(2)a、在一标准大气压时,水的沸点为100℃,由图乙可知,水的实际沸点为98℃,水的沸点随气压的增大而增大,所以此时大气压低于一标准大气压;
b、由图乙可知,升高相同的温度,小华用的时间长,则说明小华加热的水质量大,即m1<m2;
(3)沸腾前,上层的水温度较低,上升的气泡遇低温液化,气泡减小,由图丙可知,a烧杯是沸腾前的现象;
(4)沸腾的条件是,达到沸点,且继续吸热;在煮饺子时加入一些冷水,水虽然仍在继续吸热,但是水的温度降低,当温度降到低于水的沸点时,沸腾停止。
故答案为:(1)自下而上;(2)a、低于;b、<;(3)a;(4)温度低于沸点。
【点评】本题是“探究水沸腾”的实验,涉及到实验装置的调节、实验注意事项、沸点及沸腾图像的分析等,属于中考常考命题点,难度不大。
22.(5分)如图,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题是 未控制水和煤油的质量相同 。
(2)纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断冬季取暖应选用物质 a (选填a或b);
(3)给质量同为100g的液体甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此判断液体甲的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃);
(4)为了比较酒精和碎纸片的热值,小明设计了如图丁所示实验,实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外,还需控制相同的量有:水的质量和 酒精和碎纸片的质量 。实验通过比较 升高的温度 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
(5)通过(4)实验得到的燃料热值与实际相比会偏 小 (填“大”或“小”),其原因可能是 燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收 。
【分析】(1)在实验中,为了增加实验的准确性,需要采用控制变量法,即保持水的初温、环境因素、水的质量不变等;
(2)水与煤油相比,水的比热容更大,吸热能力更强,吸收相同的热量,温度变化更小,根据乙图分析即可;
(3)由题知物质甲和水质量相同,升高的温度相同时水吸收的热量是物质甲吸收热量的2倍。根据吸热公式Q=c吸m△t判断两物质的比热容之间的关系,从而得出物质甲的比热容;
(4)由Q放=mq可知,燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制质量相同;由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小。
(5)烧杯、空气也吸收热量,并且燃料不可能完全燃烧,据此分析。
【解答】解:(1)实验是探究不同物质的吸热能力,所以要保持水和煤油的质量相同,而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油,没有控制水和煤油的质量相等;
(2)水和煤油相比,水的比热容较大,同样受热的情况下,温度变化较慢,由乙图知,a为水,b为煤油;
若相同质量的a和b升高相同的温度,a吸收热量更多,a的吸热能力更强;所以冬季取暖应选用的物质是a;
(3)由图象可知:用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60℃需要20min,物质甲温度升高60℃需要10min。
所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q甲吸。
由热量计算公式Q=cmΔt得:c=,
所以c水=2c甲,
又因为c水=4.2×103J/(kg•℃),
所以c甲=2.1×103J/(kg•℃);
(4)实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑,将其放入装置中的燃烧皿内,并使用相同的容器中放入质量和初温相同的水;
因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化;所以可以通过温度计示数的变化(烧杯内水升高的温度)来比较酒精和碎纸片燃尽放出热量的多少,从而比较它们热值的大小关系。
(5)因为烧杯、空气也吸收热量,并且燃料不可能完全燃烧,所以测得的热值会偏小。
故答案为:(1)未控制水和煤油的质量相同;(2)a;(3)2.1×103;(4)酒精和碎纸片的质量;升高的温度;(5)燃料没有完全燃烧且燃烧放出的热量没有全被水吸收。
【点评】本题为探究“不同物质吸热能力”的实验和比较酒精和碎纸片的热值的实验,应当仔细分析图像的数据,才能得到正确的结论,考查学生控制变量法的应用。
四、综合应用题(每小题8分,共16分)
23.(8分)某中学为学生供应开水,用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃,要燃烧6kg的无烟煤,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),无烟煤的热值是3×107J/kg,试求:
①锅炉内的水吸收的热量是多少?
②6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
③此锅炉的效率是多少?
【分析】①已知水的质量、比热容和温度变化值,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量(有用能量);
②已知煤的质量和热值,可利用公式Q放=mq求煤完全燃烧放出的热量(总能量);
③上面求出了Q吸和Q放,利用效率公式η=×100%求锅炉的效率。
【解答】解:①锅炉内200kg的水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)
=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×(100℃﹣25℃)
=6.3×107J;
②6kg无烟煤完全燃烧放出的热量:
Q放=m煤q=6kg×3×107J/kg=1.8×108J;
③此锅炉的效率:
η=×100%=×100%=35%。
答:①锅炉内的水吸收的热量是6.3×107J;
②6kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是1.8×108J;
③此锅炉的效率是35%。
【点评】本题考查学生对热量公式公式Q放=mq和Q吸=cm△t、η=×100%的掌握和运用,在利用公式时,要注意每个字母表示的物理量及其单位。
24.(8分)一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km,消耗汽油10L。若小轿车发动机的效率为40%,已知:所用汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,求:
(1)这些汽油完全燃烧放出的热量。
(2)消耗汽油10L驱动小轿车做的有用功。
(3)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力。
【分析】(1)已知消耗汽油的体积,利用m=ρV可求出消耗汽油的质量,再利用Q放=qm可求出汽油完全燃烧放出的热量;
(2)已知汽油的热效率,利用η=可求出汽车做的有用功;
(3)已知汽车行驶的路程,利用W=Fs可求出轿车行驶时的牵引力,再由二力平衡的条件得出轿车受到的阻力。
【解答】解:(1)已知消耗汽油的体积为V=10L=10×10﹣3 m3=10﹣2m3,
消耗汽油的质量为:m=ρV=0.7×103kg/m3×10﹣2m3=7kg,
这些汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=qm=4.6×107J/kg×7kg=3.22×108J;
(2)由η=可知汽车做的有用功为:W=Q放η=3.22×108J×40%=1.288×108J;
(3)已知汽车匀速行驶的路程为s=100km=1×105m,
由W=Fs可知这辆轿车匀速行驶时的牵引力为:F===1288N,
由二力平衡的条件可知轿车匀速行驶时受到的阻力为:f=F=1288N。
答:(1)这些汽油完全燃烧放出的热量为3.22×108J;
(2)消耗汽油10L驱动汽车做的有用功为1.288×108J;
(3)这辆轿车以该速度匀速行驶时受到的阻力为1288N。
【点评】本题考查了学生对质量、放热、功和效率计算公式的运用,同时考查了对二力平衡的条件的应用,只需熟练掌握相关的计算公式即可。
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