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陕西省渭南市富平县2022-2023学年九年级上学期月考物理试卷+
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这是一份陕西省渭南市富平县2022-2023学年九年级上学期月考物理试卷+,共27页。试卷主要包含了选择题,填空与作图题,实验与探究题,综合题等内容,欢迎下载使用。
陕西省渭南市富平县2022-2023学年九年级(上)月考物理试卷
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,计20分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.对以下物理量的估计,最符合实际的是( )
A.人体感觉舒适的温度约为23℃
B.中学生脉搏跳动10次的时间大约是20s
C.初中生的身高大约是160dm
D.一个中学生的体重约为50N
2.星期一早晨学校在升国旗时,升旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会徐徐上升。如图所示,国旗杆顶部装有一个滑轮,下列说法中正确的是( )
A.它是定滑轮,用它可以省力
B.它是动滑轮,用它可以省力
C.它是定滑轮,用它可以改变力的方向
D.它是动滑轮,用它可以改变力的方向
3.下列实例中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.搓手取暖 B.用热水加热冷牛奶
C.钻木取火 D.磨刀时刀的温度会升高
4.10月13日6时53分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将5米S﹣SAR01星发射升空(如图所示),火箭在加速升空的过程中( )
A.动能增加
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.运载火箭受平衡力的作用
5.踢毽球(毽子)是一项传统民间体育活动,经常进行这项活动,可以活动筋骨,促进健康。下列有关说法正确的是( )
A.毽球在离开脚后的上升过程中惯性越来越小
B.毽球运动到最高点时,不受任何力的作用
C.若上升的毽球所受的力全部消失,它将立即停止运动
D.踢毽球有时脚感到疼,说明物体间力的作用是相互的
6.下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功
C.做功越多,功率越大
D.做功用时越长,功率越大
7.如图所示,是汽油机的能量流向图,对照此图,下列说法不正确的是( )
A.废气的排放所占的比例最大,减少该部分能量损失可以提高热机效率
B.冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C.增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率
D.该汽油机的效率为30%
8.关于热现象的四种说法中,正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.0℃冰的内能有可能为0
D.热机的做功冲程是将内能转化为机械能
9.将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高分别为Δt1、Δt2,则(已知c水大于c煤油)( )
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1=Q2,Δt1=Δt2
C.Q1>Q2,Δt1=Δt2 D.Q1<Q2,Δt1>Δt2
10.如图所示,两个滑轮组分别提升一个重为378N的物体A(每个滑轮重相同),都使物体A在10s内匀速上升了1m,如图所示,F甲=140N,F乙=210N,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度之比为2:3
B.动滑轮重40N
C.F甲做功的功率小于 F乙做功的功率
D.甲、乙两滑轮组的机械效率均为90%
二、填空与作图题(本大题共8小题,计22分)
11.(2分)书法是中国的文化瑰宝,小月就是一位书法爱好者。如图所示,她练习写毛笔字时,笔杆相当于 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;写字的过程中,她闻到墨汁的味道,这是 现象。
12.(3分)如图是四冲程汽油机的某个冲程,由图可看出它正处于 冲程,该冲程将 转化为内能,若该汽油机飞轮的转速是3000r/min,则汽油机每秒钟对外做功 次。
13.(3分)如图是我国63A型水陆两栖坦克,质量为24t,坦克在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8m2,对地面的压强为 Pa;坦克从刚接触水面到浸没的过程中,所受的浮力 (选填“增大”“不变”或“减小”);要想拍摄坦克更大的像,应将照相机 (选填“靠近”或“远离”)坦克。(g取10N/kg)
14.(3分)如图所示,两名举重运动员,甲比乙高,他们用相等的时间从地上举起相同质量的杠铃,举起杠铃的过程中甲、乙做功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则W1 W2,P1 P2(均选填“>”、“<”或“=”)。
15.(4分)如图所示,“水地暖”是在地面下安装散热管,用燃气壁挂炉加热水在散热管中循环流动向地面散热从而使房间暖和起来。“水地暖”以水为媒介是利用水的 较大的特性。用燃气壁挂炉将2L水从20℃加热到50℃,加热水的质量是 kg,水吸收的热量是 J。冬天,我们在温暖的房间里,看到窗玻璃上有很多小水珠,这是空气中的水蒸气 (填物态变化名称)形成的。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg•℃)]
16.(3分)如图所示,固定的斜面长8m,高4m,木箱重为150N。用100N的推力F沿斜面向上推木箱,经过10s的时间将木箱沿斜面匀速从底端推到顶端,则木箱克服重力做功为 J;推力F做功的功率为 W;斜面的机械效率为 %。
17.(2分)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
18.(2分)如图所示,人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点,请在图中画出铅球对手的作用力F2和力臂L2。
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
19.(4分)按要求完成填空。
(1)如图甲所示,丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引纸屑,说明带电体具有 。
(2)如图乙所示,在探究声的产生的实验中,将发声的音叉放入水中,观察到激起水花。实验中,水的作用是: 。
(3)如图丙所示,在探究动滑轮特点的实验中,提升重物时应沿竖直方向 拉动;通过分析数据,发现实验结果与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大,其主要原因是没有考虑 。
20.(4分)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节,这样做的目的是 。
(2)在杠杆两端挂钩码,不断改变动力或动力臂的大小,调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆重新在水平位置平衡,记录数据如表。
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3
8
根据表格中的数据,得出杠杆的平衡条件是: (用公式表示)。
(3)如图乙所示,当在A处挂4个相同的钩码,在B处用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆保持水平位置平衡。若在B处改用弹簧测力计沿虚线向右下方拉,则弹簧测力计的示数将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
21.(7分)小明用相同的酒精灯分别给水和某液体加热(如图甲),以探究水和某液体的吸热能力。
(1)实验装置的安装顺序应该是 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)本实验用到天平这一测量工具,目的是控制水和某液体的 相同。除了天平和图中器材以外,还需要的测量工具是 。
(3)本实验通过 判断物质吸收热量的多少,通过 判断物质的吸热能力强弱。
(4)根据实验数据,小明作出了水和某液体的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,某液体的温度比水的温度升高得 (选填“快”或“慢”),这表明 (选填“某液体”或“水”)的吸热本领更强。
22.(7分)如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)如图甲、乙所示,在研究物体的动能与速度的关系时,将质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放,其目的是 。通过 来反映小球的动能大小。
(2)下表是小明设计的记录表格,表头中需要补充的内容是: 。
实验次数
小球释放高度/cm
木块滑行距离/cm
1
2
3
(3)分析比较甲、乙两次实验现象,可得出的结论是: 。
(4)在进行如图丙所示的实验时,选用了质量为2m的小球,需要与 (选填“甲”或“乙”)实验对比,可以探究动能大小与质量的关系。
(5)另一小组的同学在进行实验时发现,几次实验中木块滑行的距离差别很小,你写出可能的一条原因: 。
(6)完成实验后,同学们另外设计了图丁所示的装置,他们想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究小球的动能大小与质量的关系。如果按此方案操作,可以观察到的现象是: 。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
23.(8分)有一种水上救援艇(如图所示),满载时的排水量为1.5t。若某次救援任务中该艇以5m/s的速度匀速行驶了42min,共消耗柴油2kg(q柴油=4.2×107J/kg,g取10N/kg),柴油发动机提供的动力为2000N。求:
(1)当救援艇上的人数增加时,艇底部受到水的压强将 ;油箱中的柴油在消耗过程中,柴油的热值将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在这次救援中,救援艇发动机所做的有用功是多少?
(3)发动机的热机效率是多少?
24.(8分)如图所示,建筑工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置来提升建筑材料,木棒放置在水平高台上,用沙袋做配重压在木棒B端,使木棒在水平高台上始终保持水平,在木棒A端吊装滑轮组,每个滑轮重30N。(不计摩擦及木棒和绳的重力)
(1)AB是个杠杆,O为支点,杠杆平衡时,B端受到向下的压力 (选填“大于”“小于”或“等于”)A端受到向下的拉力;若增加沙袋的质量,滑轮组可提升的最大物重将 (选填“增大”或“减小”)。
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为270N的建筑材料匀速提升6m。求:
①滑轮组的机械效率。
②滑轮组对绳AC的拉力。
③滑轮组在实际使用过程中,摩擦和绳重都是不可忽略的,请你给出提高该滑轮组机械效率的建议。(写出一条即可)
陕西省渭南市富平县2022-2023学年九年级(上)月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本大题共10小题,每小题2分,计20分.每小题只有一个选项是符合题意的)
1.对以下物理量的估计,最符合实际的是( )
A.人体感觉舒适的温度约为23℃
B.中学生脉搏跳动10次的时间大约是20s
C.初中生的身高大约是160dm
D.一个中学生的体重约为50N
【分析】不同物理量的估算,有的需要凭借生活经验,有的需要简单的计算,有的要进行单位的换算,最后判断最符合实际的是哪一个。
【解答】解:A、人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的环境气温在23℃左右,故A符合实际;
B、正常情况下,人的脉搏跳动一次的时间接近1s,跳动10次的时间在10s左右,故B不符合实际;
C、成年人的身高在170cm左右,初中生的身高略小于此数值,在160cm左右,故C不符合实际;
D、中学生的质量在50kg左右,受到的重力大约为G=mg=50kg×10N/kg=500N左右,故D不符合实际。
故选:A。
【点评】估测法是利用物理概念、规律、物理常数和常识对物理量的数值、数量级进行快速计算以及对取值范围合理估测的方法。
2.星期一早晨学校在升国旗时,升旗手缓缓向下拉绳子,国旗就会徐徐上升。如图所示,国旗杆顶部装有一个滑轮,下列说法中正确的是( )
A.它是定滑轮,用它可以省力
B.它是动滑轮,用它可以省力
C.它是定滑轮,用它可以改变力的方向
D.它是动滑轮,用它可以改变力的方向
【分析】定滑轮是轴固定不动的滑轮,使用定滑轮不省力但能改变力的方向,据此分析即可。
【解答】解:由图可知,旗杆顶部滑轮的轴是固定不动的,为定滑轮,使用定滑轮的优点是可以改变力的方向,但不能省力。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对定滑轮工作特点的了解和掌握,是一道基础题。
3.下列实例中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.搓手取暖 B.用热水加热冷牛奶
C.钻木取火 D.磨刀时刀的温度会升高
【分析】改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,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:
ACD、搓手取暖、钻木取火、磨刀都克服摩擦做功,使物体的温度升高、内能增大,是通过做功改变物体的内能,故ACD不符合题意;
B、用热水加热冷牛奶,热水的内能转移到牛奶中,使热水的温度降低,是通过热传递改变牛奶的内能,故B符合题意。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对做功与热传递改变物体内能的了解,是一道基础题。
4.10月13日6时53分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭,成功将5米S﹣SAR01星发射升空(如图所示),火箭在加速升空的过程中( )
A.动能增加
B.重力势能减小
C.机械能保持不变
D.运载火箭受平衡力的作用
【分析】(1)动能大小的影响因素:质量、速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量、所处的高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能=动能+势能。
(4)根据物体的状态判断是否受到平衡力作用。
【解答】解:
ABC、搭载神舟十三号的运载火箭顺利发射升空在加速升空的过程中,质量不变,速度增大,高度增大,所以动能和重力势能都增加,机械能也增加,故A正确,BC错误;
D、加速升空时,运动状态在不断发生变化,因此受非平衡力的作用,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了动能和重力势能的大小变化及平衡力的判断,关键要掌握动能、重力势能大小的影响因素及平衡力与平衡状态的关系。
5.踢毽球(毽子)是一项传统民间体育活动,经常进行这项活动,可以活动筋骨,促进健康。下列有关说法正确的是( )
A.毽球在离开脚后的上升过程中惯性越来越小
B.毽球运动到最高点时,不受任何力的作用
C.若上升的毽球所受的力全部消失,它将立即停止运动
D.踢毽球有时脚感到疼,说明物体间力的作用是相互的
【分析】(1)惯性的大小只与质量有关,质量不变,惯性不变;
(2)地球附近的物体受到重力的作用;
(3)若上升的毽球所受的力全部消失,根据牛顿第一定律分析它的运动情况;
(4)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的。
【解答】解:A、毽球在离开脚后的上升过程中,质量不变,惯性不变,故A错误;
B、毽球达到最高点时速度为零,但仍然受重力的作用,故B错误;
C、若上升的毽球所受的力全部消失,根据牛顿第一定律可知,它将做匀速直线运动,故C错误;
D、一个物体对另一个物体施加力的作用时,会受到另一个物体的反作用力。踢毽球,脚感到疼是因为物体间力的作用是相互的,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了物体间力的作用是相互的、惯性、重力、牛顿第一定律的应用,难度不大。
6.下列有关功和功率的说法中正确的是( )
A.用水平力推着购物车前进,推车的力做了功
B.把水桶从地面上提起来,提水桶的力没有做功
C.做功越多,功率越大
D.做功用时越长,功率越大
【分析】做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离;功率表示物体做功的快慢,根据P=分析。
【解答】解:A、用水平力推着购物车前进,推车施加在小车上,小车在力的方向上通过了距离,所以推车的力做了功,故A正确;
B、把水桶从地面上提起来,有力施加在水桶上,水桶在力的方向上通过了距离,所以提水桶的力做了功,故B错误;
C、做功越多,由于不知道时间的长短,无法判定功率的大小,故C错误;
D、做功用时越长,由于不知道功的多少,无法判定功率的大小,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查了做功的条件、功率的大小,属于基础题。
7.如图所示,是汽油机的能量流向图,对照此图,下列说法不正确的是( )
A.废气的排放所占的比例最大,减少该部分能量损失可以提高热机效率
B.冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C.增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率
D.该汽油机的效率为30%
【分析】(1)热机的效率是指有利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,要提高其效率,应尽量减少能量的损失;
(2)热机效率与做功多少,工作时间无关。
【解答】解:A、由图示知,废气带走了很大一部分的能量,所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段,故A正确;
B、冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量,所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率,故B正确;
C、热机的效率是指有利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,与做功多少,工作时间无关,故C错误;
D、该汽油机的热机效率为η=100%﹣33%﹣30%﹣7%=30%,故D正确。
故选:C。
【点评】此题给出热机能量利用的流程图,考查了学生对热机效率的理解,并考查了学生的识图能力。
8.关于热现象的四种说法中,正确的是( )
A.物体吸收热量,温度一定升高
B.60℃的水一定比30℃的水含有的热量多
C.0℃冰的内能有可能为0
D.热机的做功冲程是将内能转化为机械能
【分析】(1)内能与温度、质量、状态因素有关;
(2)热量是一个过程量;
(3)一切物体都有内能;
(4)热机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程。
【解答】解:
A、晶体熔化的过程中,吸收热量内能增加,温度保持不变,故A错误;
B、热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,不可以说含有热量,故B错误;
C、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动,即一切物体都有内能,故C错误;
D、热机的做功冲程是将内能转化为机械能的过程,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查温度、内能、热量之间的关系,以及内燃机的做功冲程和压缩冲程中的能量转化情况。
9.将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高分别为Δt1、Δt2,则(已知c水大于c煤油)( )
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1=Q2,Δt1=Δt2
C.Q1>Q2,Δt1=Δt2 D.Q1<Q2,Δt1>Δt2
【分析】经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水的末温相同,由此可知二者升高温度的关系,根据Q=cm△t可知吸收的热量关系。
【解答】解:已知质量相等,初温相同的煤油和水分别倒入两个完全一样的试管中,c水>c煤油,
因为经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水的末温相同,已知初温相同,则升高的温度相同,即Δt1=Δt2;
由Q吸=cmΔt可得,水从热水中吸收的热量更多,即Q1>Q2,故C正确。
故选:C。
【点评】本题考查物质吸热公式的应用,正确判断水和煤油升高温度的关系是关键。
10.如图所示,两个滑轮组分别提升一个重为378N的物体A(每个滑轮重相同),都使物体A在10s内匀速上升了1m,如图所示,F甲=140N,F乙=210N,不计绳重和摩擦。下列说法正确的是( )
A.绳自由端移动的速度之比为2:3
B.动滑轮重40N
C.F甲做功的功率小于 F乙做功的功率
D.甲、乙两滑轮组的机械效率均为90%
【分析】(1)根据先计算甲乙绳自由端移动的速度,再求比值;
(2)不计绳重及摩擦,由F=(G+G动)可求出动滑轮的重力;
(3)把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,根据P=分析绳子拉力功率的大小;
(4)不计绳重和摩擦,根据η====算出两滑轮组机械效率的大小。
【解答】解:A、由图甲可知,n1=3,则绳端移动的距离s1=n1h=3×1m=3m,绳自由端移动的速度:v1===0.3m/s;
由图乙可知,n2=2,则绳端移动的距离s2=n2h=2×1m=2m,绳自由端移动的速度:v2===0.2m/s,
则v1:v2=0.3m/s:0.2m/s=3:2,故A错误;
B、不计绳重和摩擦,在图甲中,由F=(G+G动)可知甲动滑轮的重力:G动甲=3F1﹣G=3×140N﹣378N=42N,故B错误;
C、不计绳重及摩擦,动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,由W额=G动h、W有用=G物h可知,利用两滑轮组做的有用功相同、额外功相同,则由W总=W有用+W额可知拉力做的总功相同,所用时间相同,根据P=可知,甲滑轮组拉力的功率等于乙滑轮组拉力的功率,故C错误;
D、不计绳重和摩擦,甲、乙图中滑轮组的机械效率为:
η=====×100%=90%,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查了滑轮组的特点、有用功、功率和机械效率大小的比较,比较得出两滑轮组的有用功和总功的关系是解题的关键。
二、填空与作图题(本大题共8小题,计22分)
11.(2分)书法是中国的文化瑰宝,小月就是一位书法爱好者。如图所示,她练习写毛笔字时,笔杆相当于 费力 (选填“省力”“费力”或“等臂”)杠杆;写字的过程中,她闻到墨汁的味道,这是 扩散 现象。
【分析】(1)对日用品中杠杆的分类,先明确其五要素(动力、动力臂、阻力、阻力臂、支点),再根据动力臂和阻力臂的大小关系进行分类;
(2)不同物质接触时,分子彼此进入对方的现象叫扩散。
【解答】解:(1)写字时,毛笔杆的支点和动力作用点都在手指上,二者距离较近,而阻力作用点是笔端,距离支点较远,动力臂小于阻力臂,所以相当于费力杠杆;
(2)能够闻到墨汁的味道,是墨汁分子无规则运动的结果,属于扩散现象。
故答案为:费力;扩散。
【点评】本题考查的是杠杆的分类和扩散现象,属于基础题。
12.(3分)如图是四冲程汽油机的某个冲程,由图可看出它正处于 压缩 冲程,该冲程将 机械能 转化为内能,若该汽油机飞轮的转速是3000r/min,则汽油机每秒钟对外做功 25 次。
【分析】汽油机一个工作循环有四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程,根据气门的闭合情况和活塞的运动方向判定是哪个冲程;内燃机的压缩冲程中,机械能转化为内能;
四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。
【解答】解:从图中可以看出,两个气门关闭,活塞上行,是压缩冲程,此冲程中,机械能转化为内能;
飞轮的转速是3000r/min=50r/s,因为飞轮转动一圈完成两个冲程,所以1s可以完成2×50=100个冲程,完成四个冲程,对外做功一次,所以1s可以做功25次。
故答案为:压缩;机械能;25。
【点评】解决此题要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答,记住相关的数据大小,会根据转速进行相关计算。
13.(3分)如图是我国63A型水陆两栖坦克,质量为24t,坦克在陆地上行驶时与水平地面接触的总面积为8m2,对地面的压强为 3×104 Pa;坦克从刚接触水面到浸没的过程中,所受的浮力 增大 (选填“增大”“不变”或“减小”);要想拍摄坦克更大的像,应将照相机 靠近 (选填“靠近”或“远离”)坦克。(g取10N/kg)
【分析】(1)坦克在陆地上行驶时,对水平地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,又知道其与水平地面接触的总面积即受力面积,根据p=求出坦克对地面的压强;
(2)坦克从刚接触水面到浸没的过程中,排开水的体积变大,根据F浮=ρgV排即可判断所受的浮力的变化;
(3)当凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像增大。
【解答】解:(1)坦克在陆地上行驶时,对水平地面的压力:
F=G=mg=24×103kg×10N/kg=2.4×105N,
坦克对地面的压强:
p===3×104Pa;
(2)坦克从刚接触水面到浸没的过程中,排开水的体积变大,根据F浮=ρgV排可知坦克受到的浮力变大;
(3)凸透镜成实像时,物距减小,像距增大,像变大,则要想拍摄坦克更大的像,应将照相机靠近坦克。
故答案为:3×104;增大;靠近。
【点评】本题考查了压强公式、阿基米德原理的应用和凸透镜成像规律的掌握,要求学生能根据凸透镜成像规律分析实际问题,此题涉及到的知识点较多。
14.(3分)如图所示,两名举重运动员,甲比乙高,他们用相等的时间从地上举起相同质量的杠铃,举起杠铃的过程中甲、乙做功分别为W1、W2,功率分别为P1、P2,则W1 > W2,P1 > P2(均选填“>”、“<”或“=”)。
【分析】由题知甲比乙高,举起相同的杠铃时,举起的高度大,根据W=Gh分析做功大小,又知道所用时间相同,再利用P=比较功率大小。
【解答】解:因为两人举起杠铃质量相同,则杠铃重相同,
甲比乙高,则举起的高度:h1>h2,
所以,根据W=Gh可知,举起杠铃做的功:W1>W2,
又因为举起杠铃用的时间相同,
所以,根据P=可知,做功功率:P1>P2。
故答案为:>;>。
【点评】本题考查了学生对功的公式、功率的公式的掌握和运用,能分析出高个运动员举起的高度大是本题的突破口。
15.(4分)如图所示,“水地暖”是在地面下安装散热管,用燃气壁挂炉加热水在散热管中循环流动向地面散热从而使房间暖和起来。“水地暖”以水为媒介是利用水的 比热容 较大的特性。用燃气壁挂炉将2L水从20℃加热到50℃,加热水的质量是 2 kg,水吸收的热量是 2.52×105 J。冬天,我们在温暖的房间里,看到窗玻璃上有很多小水珠,这是空气中的水蒸气 液化 (填物态变化名称)形成的。[ρ水=1.0×103kg/m3,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相比,降低相同的温度,水放热多;
(2)根据m=ρV求出水的质量;根据Q吸=c水mΔt可求水吸收的热量;
(3)物质由气态变为液态的现象叫液化。
【解答】解:因为水的比热容较大,和质量相同的其他物质相比,在降低相同温度时,水能放出更多的热量,所以这是利用水的比热容较大的特性;
热水器中水的质量:m=ρV=1.0×103kg/m3×0.002m3=2kg;
水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg•℃)×2 kg×(50℃﹣20℃)=2.52×105J;
空气中的水蒸气温度较高,遇到温度较低的玻璃,液化形成小水珠。
故答案为:比热容;2;2.52×105;液化。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用、热量的计算和液化现象,常见题目。
16.(3分)如图所示,固定的斜面长8m,高4m,木箱重为150N。用100N的推力F沿斜面向上推木箱,经过10s的时间将木箱沿斜面匀速从底端推到顶端,则木箱克服重力做功为 600 J;推力F做功的功率为 80 W;斜面的机械效率为 75 %。
【分析】(1)知道木箱重力、斜面高,利用W=Gh求推力做的有用功,即木箱克服重力做功;
(2)知道拉力大小、斜面长,利用W=Fs求拉力做的总功,再利用P=求推力做功的功率;
(3)斜面的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:(1)推力做的有用功,即木箱克服重力做功:
W有用=Gh=150N×4m=600J;
(2)推力做的总功:
W总=Fs=100N×8m=800J,
推力做功的功率:
P===80W;
(3)斜面的机械效率:
η=×100%=×100%=75%。
故答案为:600;80;75。
【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、功率、机械效率的计算,属于基础题目。
17.(2分)如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
【分析】先确定所给的入射光线或折射光线的特点,然后根据凹透镜的光学特点作图。
【解答】解:过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变;延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴,由此画出对应的入射光线。如下图所示:
。
【点评】凹透镜三条特殊光线的作图:①延长线过另一侧焦点的光线经凹透镜折射后将平行于主光轴。②平行于主光轴的光线经凹透镜折射后,其折射光线的反向延长线过焦点。③过光心的光线经凹透镜折射后传播方向不改变。
18.(2分)如图所示,人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点,请在图中画出铅球对手的作用力F2和力臂L2。
【分析】(1)明确力F2的作用点和方向,然后按照力的示意图的画法画出即可。
(2)支点为点O,力臂是支点到力的作用线的距离。
【解答】解:手托铅球时,力F2的作用点A在手上,方向垂直手面向下,从A垂直手面向下画一带箭头的线段,在箭头附近标出F2,可得力F2的示意图,
人的手臂相当于一个杠杆,它的支点在O点,从O点画力F2作用线的垂线,从O点到垂足的距离为F2的力臂;
如图所示:
【点评】本题考查了力臂和力的示意图的画法,关键是知道手托铅球时,铅球对手的作用力F2的方向是垂直手面向下的。
三、实验与探究题(本大题共4小题,计22分)
19.(4分)按要求完成填空。
(1)如图甲所示,丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引纸屑,说明带电体具有 吸引轻小物体的性质 。
(2)如图乙所示,在探究声的产生的实验中,将发声的音叉放入水中,观察到激起水花。实验中,水的作用是: 将音叉微小的振动放大,便于观察 。
(3)如图丙所示,在探究动滑轮特点的实验中,提升重物时应沿竖直方向 匀速 拉动;通过分析数据,发现实验结果与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大,其主要原因是没有考虑 滑轮自重 。
【分析】(1)摩擦可以使物体带电;带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)声音是由物体的振动产生的,把不容易观察到的现象,转换成可以明显观察到的现象,这种方法称为转换法;在物理实验中经常要用到转换法来研究物理现象;
(3)使用动滑轮时,只有匀速竖直向上拉,拉力的力臂才等于滑轮的直径,也使得弹簧测力计的示数稳定,便于读出拉力的大小;
实验中如果忽略滑轮自重和摩擦力的大小,使用动滑轮能省一半的力。
【解答】解:(1)用丝绸摩擦过的玻璃棒能吸引纸屑,是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;
(2)正在发声的音叉是否振动,不容易观察,把它放到水里后,能够激起水花,看到水花飞溅,目的是为了将音叉微小的振动放大,便于观察;
(3)在探究动滑轮特点的实验中,提升重物时应沿竖直方向匀速拉动;
通过分析数据,发现实验结果与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大,其主要原因是没有考虑滑轮自重。
故答案为:(1)吸引轻小物体的性质;(2)将音叉微小的振动放大,便于观察;(3)匀速;滑轮自重。
【点评】本题考查了带电体的性质、转化法、和探究动滑轮的特点等知识,属于一道综合题。
20.(4分)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)实验前,杠杆静止在如图甲所示的位置,要使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向 右 (选填“左”或“右”)调节,这样做的目的是 便于测量力臂 。
(2)在杠杆两端挂钩码,不断改变动力或动力臂的大小,调节阻力或阻力臂的大小,使杠杆重新在水平位置平衡,记录数据如表。
次数
动力F1/N
动力臂L1/cm
阻力F2/N
阻力臂L2/cm
1
1
8
2
4
2
2
8
1
16
3
2
12
3
8
根据表格中的数据,得出杠杆的平衡条件是: F1L1=F2L2 (用公式表示)。
(3)如图乙所示,当在A处挂4个相同的钩码,在B处用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆保持水平位置平衡。若在B处改用弹簧测力计沿虚线向右下方拉,则弹簧测力计的示数将 变大 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应首先调节杠杆在水平位置平衡;要使杠杆在水平位置平衡,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)杠杆的平衡条件是:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2)。
(3)当弹簧测力计斜着拉时,其力臂小于杠杆长,根据杠杆平衡条件分析出答案。
【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,目的是便于从杠杆上测量力臂,同时是为了让杠杆的重心在支点上,可避免杠杆自重的影响;杠杆的右端上翘,平衡螺母向上翘的右端移动;
(2)从实验表格中可知,三次实验数据都满足:动力×动力臂=阻力×阻力臂(F1L1=F2L2);
(3)斜向右下方拉时,阻力和阻力臂一定,动力臂变小,动力变大。
故答案为:(1)右;便于测量力臂;(2)F₁L₁=F₂L₂;(3)变大。
【点评】本题考查了杠杆平衡的条件,杠杆在水平位置平衡后,支点到力的作用点的距离就是力臂,因此在此实验中我们应调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以便直接读出力臂,常见题目。
21.(7分)小明用相同的酒精灯分别给水和某液体加热(如图甲),以探究水和某液体的吸热能力。
(1)实验装置的安装顺序应该是 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)。
(2)本实验用到天平这一测量工具,目的是控制水和某液体的 质量 相同。除了天平和图中器材以外,还需要的测量工具是 秒表 。
(3)本实验通过 加热时间长短 判断物质吸收热量的多少,通过 加热相同的时间,比较升高的温度 判断物质的吸热能力强弱。
(4)根据实验数据,小明作出了水和某液体的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,某液体的温度比水的温度升高得 快 (选填“快”或“慢”),这表明 水 (选填“某液体”或“水”)的吸热本领更强。
【分析】(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;
(2)探究不同物质吸热能力时,要控制两种液体的质量相等,需要用天平测质量,测量加热时间的工具停表;
(3)(4)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①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;
②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。
【解答】解:(1)用酒精灯加热时,要使用外焰加热,同时温度计的玻璃泡要全部浸在液体中且不能碰到烧杯底或壁,所以器材的组装顺序应自下而上;
(2)本题探究不同物质吸热能力,依据控制变量法,要控制两种液体的质量相等,即需要用天平测质量,测量加热时间的工具停表;实验中需要控制水和煤油的质量相同;
(3)根据转换法可知,本实验通过加热时间判断物质吸收热量的多少,通过加热相同的时间,比较升高的温度判断物质的吸热能力强弱。
(4)由图象可知,某液体的温度比水的温度升高得快,这表明水的吸热本领更强。
故答案为:(1)自下而上;(2)质量;钟表;(3)加热时间长短;加热相同的时间,比较升高的温度;(4)快;水。
【点评】本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
22.(7分)如图所示,某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,让小球从同一斜面某处由静止释放,撞击同一水平面上的同一木块,木块移动一段距离后停止。
(1)如图甲、乙所示,在研究物体的动能与速度的关系时,将质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放,其目的是 改变小球的速度 。通过 木块滑行的距离 来反映小球的动能大小。
(2)下表是小明设计的记录表格,表头中需要补充的内容是: 小球的质量/kg 。
实验次数
小球释放高度/cm
木块滑行距离/cm
1
2
3
(3)分析比较甲、乙两次实验现象,可得出的结论是: 在质量相同时,速度越大,动能越大 。
(4)在进行如图丙所示的实验时,选用了质量为2m的小球,需要与 甲 (选填“甲”或“乙”)实验对比,可以探究动能大小与质量的关系。
(5)另一小组的同学在进行实验时发现,几次实验中木块滑行的距离差别很小,你写出可能的一条原因: 水平面的摩擦力过大 。
(6)完成实验后,同学们另外设计了图丁所示的装置,他们想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究小球的动能大小与质量的关系。如果按此方案操作,可以观察到的现象是: 木块滑行的距离相等 。
【分析】(1)根据实验目的,要探究物体动能的大小与速度的关系,则需使同一小球从不同的高度滚下,使其具有不同的速度,通过小球撞击木块的距离来反映动能的大小;实验中,通过小球撞击木块的距离来反映动能的大小,这种方法是转换法;
(2)(3)(4)动能的大小与速度、质量有关,实验中采用的是控制变量法;质量相同时,速度越大,动能越大;速度相同时,质量越大,动能越大;
(5)最终木块会停下来是因受到摩擦力的作用,据此分析;
(6)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求。
【解答】解:(1)在研究物体的动能与速度的关系时,需要控制质量不变,改变速度大小,应将质量相同的小球从斜面的不同高度由静止释放,其目的是让小球到达水平面时速度不同;
小实验中物体动能的大小是通过推动木块的距离来反映的,木块被推动得越远,说明动能越大,此处用到的研究方法是转换法;
(2)影响物体动能的因素有质量和速度,所以表头中需要补充的内容是小球的质量/kg;
(3)分析比较甲、乙两次实验可知,小球的质量相同,滚下的高度不同,速度不同,速度越大,推动木块移动距离越远,动能越大,故结论为:在质量相同时,速度越大,动能越大;
(4)分析比较甲、丙两次实验可知,小球滚下的高度相同,速度相同,质量不同,可以探究动能大小与质量的关系;
(5)最终木块会停下来是因受到摩擦力的作用,几次实验中木块移动的距离差别很小,可能是水平面的摩擦力过大;
(6)观察图丁的装置可知,若用质量不同的小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,故弹簧弹性势能相同,转化出的动能相同,如果按此方案操作,可以观察到的现象是木块最终移动的距离相同。
故答案为:(1)改变小球的速度;木块滑行的距离;(2)小球的质量/kg;(3)在质量相同时,速度越大,动能越大;(4)甲;(5)水平面的摩擦力过大;(6)木块滑行的距离相等。
【点评】此题是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验,考查了转换法和控制变量法在实验中的应用。
四、综合题(本大题共2小题,计16分)
23.(8分)有一种水上救援艇(如图所示),满载时的排水量为1.5t。若某次救援任务中该艇以5m/s的速度匀速行驶了42min,共消耗柴油2kg(q柴油=4.2×107J/kg,g取10N/kg),柴油发动机提供的动力为2000N。求:
(1)当救援艇上的人数增加时,艇底部受到水的压强将 变大 ;油箱中的柴油在消耗过程中,柴油的热值将 不变 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在这次救援中,救援艇发动机所做的有用功是多少?
(3)发动机的热机效率是多少?
【分析】(1)首先根据物体浮沉条件判断当救援艇上的人数增加时浮力的变化,然后根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,进而得出深度的变化,再根据液体压强公式判断压强变化;热值是燃料的一种性质,与质量大小无关;
(2)根据s=vt求得救援艇行驶的路程,由W=Fs计算救援艇发动机所做的有用功;
(3)利用Q放=mq计算燃料完全燃烧放出的热量,由η=×100%可求得发动机的热机效率。
【解答】解析:(1)当救援艇上的人数增加时,重力增大,救援艇仍然漂浮,浮力仍然等于重力,所以浮力增大;根据F浮=ρgV排可知,排开水的体积增大,所以救援艇下沉一些,即h变大,根据p=ρgh可知,艇底部受到水的压强将变大;热值是燃料的属性,与质量大小无关,油箱中的柴油在消耗过程中质量减小,柴油的热值将不变;
由v=可得,救援艇行驶的路程:
s=vt=5m/s×42×60s=1.26×104m,
救援艇发动机所做的有用功:
W有用=Fs=2000N×1.26×104m=2.52×107J;
(3)柴油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=2kg×4.2×107J/kg=8.4×107J,
发动机的热机效率:
η=×100%=×100%=30%。
答:(1)变大;不变;
(2)在这次救援中,救援艇发动机所做的有用功是2.52×107J;
(3)发动机的热机效率是30%。
【点评】此题为热学和力学综合题,涉及到的知识点多,综合性较强,难度适中。
24.(8分)如图所示,建筑工人用长木棒、滑轮、轻绳组装提升装置来提升建筑材料,木棒放置在水平高台上,用沙袋做配重压在木棒B端,使木棒在水平高台上始终保持水平,在木棒A端吊装滑轮组,每个滑轮重30N。(不计摩擦及木棒和绳的重力)
(1)AB是个杠杆,O为支点,杠杆平衡时,B端受到向下的压力 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)A端受到向下的拉力;若增加沙袋的质量,滑轮组可提升的最大物重将 增大 (选填“增大”或“减小”)。
(2)若某次工人利用滑轮组竖直向下拉绳子,将重为270N的建筑材料匀速提升6m。求:
①滑轮组的机械效率。
②滑轮组对绳AC的拉力。
③滑轮组在实际使用过程中,摩擦和绳重都是不可忽略的,请你给出提高该滑轮组机械效率的建议。(写出一条即可)
【分析】(1)AB是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断杠杆两端受到的力的大小关系;
(2)①不计摩擦及木棒和绳的重力,根据η====计算滑轮组的机械效率;
②根据F=(G+G动)计算绳端拉力,由图分析AC受力情况,从而计算出滑轮组对绳AC的拉力;
③提高滑轮组的机械效率可由增大有用功或减小额外功分析。
【解答】解:(1)AB是一个杠杆,O为支点,由图知,OB>AO,根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,FB<FA;
若增加沙袋的质量,则B端受到向下的压力增大,A端受到的向下的拉力也增大,所以A端吊装的滑轮组可提升的最大物重将增大;
(2)①不计摩擦及木棒和绳的重力,滑轮组的机械效率:
η======90%;
②由图知,承担重物绳子的段数n=2,所以绳端拉力:
F=(G+G动)=×(270N+30N)=150N,
由图知,绳AC受到拉力大小等于三段绳子竖直向下的拉力和上方一个滑轮由于自身重力对它竖直向下的拉力,
所以滑轮组对绳AC的拉力:
FAC=3F+G动=3×150N+30N=480N;
③滑轮组在实际使用过程中,会克服动滑轮重力、摩擦和绳重做一部分额外功,所以要提高该滑轮组机械效率,可以保持滑轮组良好的润滑以减小摩擦,也可以使用较轻的动滑轮。
故答案为:(1)小于;增大;(2)①滑轮组的机械效率为90%;②滑轮组对绳AC的拉力为480N;③保持滑轮组良好的润滑。
【点评】本题考查杠杆平衡条件的应用、滑轮组绳端拉力以及滑轮组机械效率计算公式的应用、提高机械效率的方法等,难度适中。
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