江苏省扬州市仪征市2022-2023学年九年级上学期期中物理试题
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这是一份江苏省扬州市仪征市2022-2023学年九年级上学期期中物理试题,共25页。试卷主要包含了选择题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
2022-2023学年江苏省扬州市仪征市九年级(上)期中物理试卷
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正确)
1.(2分)“十一”假期,小华在河下古镇漫步,在古镇巷子的木门外发现如图甲所示的水龙头,外人很难徒手拧开水龙头,用水时需用如图乙所示的钥匙,安装并旋转钥匙就能正常出水(如图丙所示)。下列有关这把钥匙的分析中正确的是( )
A.在使用过程中可以减小阻力臂
B.在使用过程中可以减小阻力
C.在使用过程中可以减小动力臂
D.在使用过程中可以减小动力
2.(2分)排球运动中的跳发球是最具威力的发球方式,发球时,运动员经历“抛球、腾空、击球、落地”四个过程,下列说法正确的是( )
A.抛球过程运动员不对排球做功
B.腾空过程运动员对排球做功
C.击球过程运动员对排球做功
D.落地过程运动员对排球做功
3.(2分)下列说法中正确的是( )
A.用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值越大
B.减肥期间不宜吃大量巧克力,是因为巧克力含有的热量较多
C.把零下10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中,冰块的内能会增加
D.高温的铁块放入冷水中,不计热量损失,当热传递停止时铁块和水的内能一定相同
4.(2分)如图所示的事例中,改变内能的方式与其他三幅图不同的是( )
A.冬天搓手取暖 B.压缩空气发热
C.烧水水温升高 D.装置点火,塞子飞出
5.(2分)在如图的三种场景中,拉力F1、F2、F3大小相等,在拉力的作用下物体移动的距离也相等。若拉力所做的功分别记为W1、W2、W3,下列关于它们大小关系的判断中正确的是( )
A.W1=W2<W3 B.W1=W2=W3 C.W1=W2>W3 D.W1<W2<W3
6.(2分)下列数据,符合生活实际的是( )
A.把两个鸡蛋举高1m做功约为10J
B.机械改进后其效率可达100%
C.中学生正常骑自行车功率约为70W
D.0℃的冰内能为0
7.(2分)如图所示为等刻度的轻质杠杆,在A处挂一个重为4N的物体,若要使杠杆在水平位置
平衡,则在B处施加的力( )
A.可能是5N B.可能是1.8N C.一定是2N D.一定是4N
8.(2分)连接好电路后闭合开关S,小明发现Ll、L2两只灯泡都不亮,他用手按一下灯泡Ll,Ll、L2仍然都不亮,按一下灯泡L2,两灯都亮,松开手两灯又不亮,则故障可能是( )
A.L1灯丝断了 B.L2灯丝断了
C.L1短路 D.L2与灯座接触不良
9.(2分)用相同的加热装置对甲、乙物质加热时,它们的温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙是同种物质,则乙的质量更小
B.若甲、乙的质量相等,则甲更适合做冷却剂
C.若甲、乙是同种物质,升高相同温度,乙吸收的热量更多
D.若甲、乙的质量相等,升高相同温度,甲吸收的热量更多
10.(2分)小聪设计并组装了一个智能门锁灯电路,只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁。它利用感应开关S1(有人摸门把手时,S1闭合;无人摸门把手时,S1断开)和光敏开关S2(天暗时S2闭合,天亮时S2断开)控制电路,下列符合这种“智能”要求的电路图是( )
A.
B.
C.
D.
11.(2分)如图所示甲、乙两套装置所用滑轮质量均相等,用它们分别将所挂重物在相等时间内竖直向上匀速提升相同高度。若G1=G2,所用竖直向上的拉力分别为F1和F2,拉力做功的功率分别为P1和P2,两装置的机械效率分别为η1和η2(忽略绳重和摩擦),则下列选项正确的是( )
A.F1>F2η1<η2 P1<P2 B.F1>F2η1=η2P1=P2
C.F1<F2η1<η2P1<P2 D.F1<F2η1>η2P1>P2
12.(2分)如图所示,将一根弹簧和一只质量为1kg的金属球(球上有一直小孔)套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手,小球的高度随时间变化的情况如图乙所示。下列说法正确的有( )
①弹簧原来的长度为40cm
②小球在0~t3过程中t1时刻机械能最大
③在0~t1过程中小球的重力势能全部转化为动能
④在t1、t2、t3三个时刻,小球的动能在t1时刻最大
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
二、填空题(共10题,每空1分,共28分)
13.(3分)如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。铡刀实质上是一种 (选填“省力”或“费力”)杠杆,甘蔗放在 (选填“a”或“b”)点更易被切断;在该点时,手沿F1方向所用的力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)沿F2方向所用的力。
14.(3分)建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,如图钻头使用时相当于一个 (填简单机械名称),可以省 (选填“力”或“功”),钻孔时钻头发热是由于克服摩擦做功使钻头的 能转化为内能导致的,因此在钻孔过程中需不断地往钻头上浇水,利用水的 较大,能吸收较多的热量,从而降低钻头的温度避免钻头烧坏。
15.(4分)如图所示,将位于同一高度的甲、乙两个相同的小球以大小相等的速度抛出,其中将甲球竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,则抛出时两球机械能 (选填“相等”或“不相等”)。若不计空气阻力,落地前甲球的机械能 (选填“先减小后增大”、“先增大后减小”、“不变”或“减小”,下同);落地前乙球的重力势能 ,动能 。
16.(2分)做眼保健操时,各班级的扬声器同时开播,同时停播,但是一个班级的坏了,不影响其他班级,它们是 的(选填“并联”或“串联”),教室内有若干个吊扇,其中控制每一个吊扇的调速器与该吊扇的连接方式是 (选填“并联”或“串联”)。
17.(2分)在某次跳伞训练时,一体重为500N的运动员从悬停空中300m高的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,下落15s后开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时30s,在这个过程中:运动员的重力势能 (选填“增大”“减小”或“不变”),整个下降过程重力做的功是 J,匀速下降时重力做功的功率为 W。
18.(3分)如图所示,用细绳将一重为6N的物体沿光滑斜面匀速拉到长1m、高0.25m的斜面顶端,此过程中细绳的拉力F为 N;若斜面粗糙,匀速拉动该物体时,细绳的拉力大小为2N,则斜面的机械效率为 ,物体受到的摩擦力为 N。
19.(3分)如图所示的电路,a、b、c、d为四个接线柱,当开关S闭合后,电路将出现 故障。要使两灯串联,只要拆除导线 (选填“ab”或“cd”)即可;要使两灯并联,只要将与电池负极相连的导线的c端改接在 端。
20.(3分)在如图所示的四幅图中,甲、乙是两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与做功冲程原理相同的是 图所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是 图。若汽油机1s内对外做功25次,则仪表盘上显示发动机转速为 r/min。
21.(2分)使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为15℃的水加热到65℃,水吸收的热量是 J;若此过程的热效率为40%,则此过程消耗天然气 m3。[水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),天然气热值为4.2×107J/m3]
22.(3分)某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有50g水和50g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示,则物质A是 ,食用油的比热容是 J/(kg•℃)。
三、解答题(本题共10小题,第24、25题需解题过程,其余每空1分,共48分)
23.(2分)按要求作图:
如图甲所示是一个钥匙形“瓶起子”,图乙为其简化的示意图,图中O为支点,F2是A点受到的阻力。在图乙中画出作用在B点的最小动力F1及其力臂L1。
24.(2分)按要求作图:
一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,请在图中画出石块的机械能E随着时间t变化的大致图象.
25.(2分)按照如图所示的实物电路,画出其对应的电路图。
26.(6分)如图所示,用滑轮组匀速提升重为360N的物体,物体匀速上升的速度为0.1m/s,人拉绳的力F为200N,不计绳重和摩擦,求:
(1)动滑轮重多少?
(2)拉力F的功率多大?
(3)滑轮组的机械效率是多少?
27.(4分)一辆汽车在高速公路上沿平直路面以90km/h的速度匀速行驶了60km,消耗汽油3.5kg,已知发动机的效率为30%(汽油的热值为4.6×107J/kg),求:
(1)在该路段上,汽油完全燃烧放出的热量?
(2)在该路段上,汽车受到的牵引力?
28.(7分)在“探究杠杆平衡条件的实验”中:
(1)如图甲所示,实验前,杠杆右端下沉,则应将左端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节;实验过程中,总是使杠杆在水平位置平衡,目的是 ;
(2)如图乙所示,在探究过程中,我们需要测量和记录动力、动力臂、阻力、阻力臂四个物理量,在进行多次实验时,我们 (选填“可以”或“不可以”)同时改变多个物理量进行探究;
(3)如图丙所示,当弹簧测力计由M位置倾斜至N位置时,要使拉力大小不变,杠杆继续在水平位置处于平衡,则应 (选填“增大”或“减小”)悬挂的钩码总质量;
(4)如图丁所示,杠杆在水平位置平衡,如果在杠杆两侧各增加一个相同的钩码,则杠杆 (选填“左”或“右”)端将下沉;
(5)如图戊所示,实验小组进一步“探究杠杆的机械效率”,实验时,将总重为G的钩码挂在杠杆A处,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,钩码上升的高度为h,弹簧测力计的示数为F,不计摩擦,若将钩码移动到B处,仍将其匀速提升h的高度,则弹簧测力计的示数F将 (选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),杠杆的机械效率η将 。
29.(8分)某兴趣小组的同学在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,提出了如下猜想:
猜想一:滑轮组的机械效率与绕绳方式有关;
猜想二:滑轮组的机械效率与物重有关;
猜想三:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关。
为了验证上述猜想,兴趣小组的同学进行了如下实验,实验装置如图所示。
实验次数
钩码重G/N
钩码上升高度h/m
绳端拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
4
0.1
2.7
0.2
74%
2
4
0.1
1.8
0.3
74%
3
8
0.1
3.2
0.3
83%
4
8
0.1
2.5
0.4
(1)兴趣小组的小明同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“错误”)。
(2)组员通过更换滑轮组,改变钩码质量,测得数据如表所示:
①请将表中的数据填写完整;
②分析数据可知第3次实验是用 (选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验;
③不计摩擦及绳重,分析1、2两次实验数据可知猜想一 (选填“正确”或“错误”);
④通过比较 两次实验数据可得出结论:使用相同滑轮组提升物体时,物体越重,滑轮组机械效率越 。
(3)根据表格中的数据分析可知:随着物重的增大,额外功 (选填“变小”、“变大”或“不变”)。
(4)如果用图乙中滑轮组装置提升7N的重物,则它的机械效率可能是 。
A.73%
B.81%
C.88%
30.(6分)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块在木板上向前移动一段距离s后停下,完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中mA=mB<mC,hA=hC>hB。
(1)实验中小球的动能是由 转化而来的,其大小是通过 来反映的。
(2)分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系;分析比较甲、乙两组实验可得的结论是 。
(3)某学习小组同学做丙实验时:小木块被撞后滑出木板,A同学建议换用表面相同但长度较长的木板,B同学建议换质量较大的木块,C同学建议换用质量比前两次实验更小的球,你认为不恰当的是 同学的建议。
(4)得出正确的实验结论后,有同学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,如图丁所示,观察到木块被撞击后移动的情况是 (铁球滚动时所受摩擦力忽略不计)。
A.质量大的铁球将木块推动的距离较远
B.质量小的铁球将木块推动的距离较远
C.质量不同的铁球将木块推动的距离相同
31.(7分)在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:
质量/g
温度升高10℃所需要的时间/s
温度升高20℃所需要的时间/s
温度升高30℃所需要的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在容器中应装入 (质量/体积)相等的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如表;
(2)在此实验中用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)表示水和沙子吸热的多少;分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更多;
(4)小明在研究表格内的实验数据发现:水和沙子温度升高第一个10℃所用的时间很长,其中的原因是石棉网、铁圈等也需要吸收热量,这样加热效率变 (选填“高”或“低”);
(5)实验中有些同学发现,刚开始加热时,水升温比沙子快然后恢复正常,你认为可能的原因是 (选填序号);
A.沙子比热容小
B.水比热容大
C.沙子导热性能差,受热不均匀
D.水中的温度计碰到烧杯的底部
(6)如果实验中用的沙子是湿的,在同样条件下加热湿沙子,则湿沙子升高的温度应该 。
A.比干沙子高
B.在干沙子和水之间
C.比水低
32.(4分)晓彤同学在科技活动小组中为学校茶炉房设计了如图1所示的人工控制电路。用红绿灯分别表示水是否烧开,只红灯亮,表示水未烧开,只绿灯亮,表示水已烧开。
(1)水已烧开时开关的开闭情况是
A.S1闭合、S2断开 B.S1断开、S2闭合 C.S1、S2都断开 D.S1、S2都闭合
(2)小雪同学看了晓彤的设计后认为该设计还有不足之处,请指出该设计的两点不足:
① ;② 。
(3)同学们经过讨论,在晓彤设计的基础上进行了改进,克服了上述的不足,请你将改进后的电路图画在图方框内。(可改动元件)
2022-2023学年江苏省扬州市仪征市九年级(上)期中物理试卷
参考答案与试题解析
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正确)
1.【解答】解:由图可知,安装并旋转钥匙,阻力臂不变,阻力不变,动力臂变大,根据杠杆平衡的条件F1L1=F2L2可知,动力变小,故ABC错误,D正确。
故选:D。
2.【解答】解:抛球和击球时运动员对球有力的作用并且球在力的方向移动一段距离,故做功;
球腾空和落地,运动员对球不再有力的作用,故不做功;
故选:C。
3.【解答】解:A、热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系,用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值不变,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说含有热量,故B错误;
C、将零下10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中,一段时间后,冰块从冰箱中吸收热量,内能一定增加,故C正确;
D、高温的铁块放入冷水中,不计热量损失,当热传递停止时铁块和水的温度相同;物体内能大小与温度和质量都有关,铁块和水的温度相同,质量未知,内能可能不同,故D错误。
故选:C。
4.【解答】解:A、搓手取暖时,手相互摩擦做功,是通过做功改变物体内能;
B、向下按压活塞,压缩空气,使空气内能增加,是通过做功改变物体内能;
C、烧水时,水吸收热量,温度升高,是通过热传递改变物体内能;
D、装置点火,高温高压燃气推动塞子做功,是通过做功改变物体内能;
综上所述,选项C与其他选项改变物体内能的方式不同。
故选:C。
5.【解答】解:由图可见,第一幅图中滑轮为定滑轮,它的特点是不省力,不省距离,所以拉力移动的距离等于物体移动距离为s,拉力做的功为:W1=F1s;
第二幅图中,拉力移动的距离也等于物体移动距离为s,拉力做的功为:W2=F2s;
第三幅图中滑轮为动滑轮,可以省一半力,但是费距离,拉力移动距离为2s,拉力做的功为:W3=F32s。
又因为拉力F1、F2、F3大小相等,
所以综上分析可得:W1=W2=Fs<W3=2Fs,故A正确,BCD错误。
故选:A。
6.【解答】解:A.将两个鸡蛋匀速举高1m做功约为:W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×1m=1J,故A不符合实际;
B.使用任何机械不可避免地做额外功,所以机械效率一定小于100%,故B不符合实际;
C.人骑自行车时,车轮与地面之间的摩擦力大约15N,匀速行驶时施加的动力等于摩擦力,也是15N;骑自行车的速度在5m/s左右,所以功率大约为P=Fv=15N×5m/s=75W,接近70W,故C符合实际;
D.一切物体都具有内能,0℃的冰也具有内能,内能不为0,故D不符合实际。
故选:C。
7.【解答】解:设杠杆每一格长度是L,当B处的作用力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,
由杠杆平衡条件可得:FALA=FB最小LB,即4N×2L=FB最小×4L,解得FB最小=2N,
当作用在B处的力与杠杆不垂直时,力臂小于4L,作用力大于2N,因此要使杠杆平衡,作用在B处的力F≥2N,故BCD错误、A正确。
故选:A。
8.【解答】解:
图中两只灯泡串联,闭合开关S,L1、L2两只灯泡都不亮,电路可能为断路或短路或接触不良;
当用手按一下灯泡L1,L1、L2仍然都不亮,说明故障可能没有在L1;按一下灯泡L2,两灯都亮,则故障在L2;松开手两灯又不亮,说明故障可能是L2与灯座接触不良。
故选:D。
9.【解答】解:用相同的加热装置对甲、乙两种物体加热时,吸收热量的多少是通过加热时间来反映的;
A、若甲、乙是同种物质,其比热容相同,由图像可知,加热相同的时间(即吸收的热量相同),甲的温度升高的快,由Q=cmΔt可知,甲的质量小,故A错误;
B、若甲、乙的质量相等,加热相同的时间(即吸收的热量相同),乙的温度升高的少,说明乙的比热容大,即乙的吸热能力更强,因此乙更适合做冷却剂,故B错误;
C、若甲、乙是同种物质,比热容相同,升高相同温度,由A可知乙的质量大,由Q=cmΔt可知,乙吸收的热量多,故C正确;
D、若甲、乙的质量相等,升高相同温度,由B可知乙的比热容大,由Q=cmΔt可知,乙吸收的热量更多,故D错误。
故选:C。
10.【解答】解:只有夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,否则灯不亮,说明感应开关S1、光敏开关S2不能独立工作、即为串联,共同控制灯,故B正确。
故选:B。
11.【解答】解:
(1)不计绳重及摩擦,因为拉力F=(G+G动),n1=2,n2=3,所以绳子受到的拉力分别为:F1=(G1+G动),F2=(G2+G动),G1=G2,故F1>F2;故CD错误;
(2)因为动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,W额=G轮h,W有用=G物h,所以利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同;由η=×100%可知,机械效率相同,η1=η2;
又因为所用时间相同,由P=可知,拉力做功的功率P1=P2,故A错误,B正确。
故选:B。
12.【解答】解:①由图可知当弹力与重力平衡时,弹簧的长度为40cm,由于此时弹簧处于压缩状态,所以弹簧原来的长度应大于40cm,故①错误;
②在0~t3过程中,小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,先做加速度不断减小的加速运动,当弹力增大到与重力平衡是t1时刻,即加速度减为零时,速度达到最大,t2、t3三个时刻,由于能量的损失,总的机械能在减小,所以,开始的0时刻机械能最大,故②错误;
③在0~t1过程中,t1时刻速度达到最大,重力势能最小,但不为零,此时t1时刻小球速度最大,动能最大,但弹簧已经压缩,因而重力势能转化为动能和弹性势能,所以小球重力势能并不是全部转化为动能,故③错误;
④在t1、t2、t3三个时刻,高度相同,重力势能和弹性势能相同,由于能量的损失,机械能逐渐变小,所以t1时刻的速度最大,所以小球的动能在t1时刻最大,故④正确。
故选:A。
二、填空题(共10题,每空1分,共28分)
13.【解答】解:铡刀在使用时动力臂大于阻力臂,实质上是一种省力杠杆;甘蔗放在a点比b点时的阻力臂更小,根据杠杆的平衡条件可知,阻力大小不变时,动力会越小,更易被切断;图中F1方向竖直向下,F2方向垂直于杠杆向下,由动力臂的定义可知,手沿F1方向用力比沿F2方向用力时的动力臂要小,由杠杆平衡条件可知,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越小,施加的动力越大,即F1>F2。
故答案为:省力;a;大于。
14.【解答】解:建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,钻头有螺纹,螺纹的螺线很长,相当于斜面较长,因为斜面高度一定时,斜面越长,使用起来越省力;
钻孔时钻头发热,因为钻头与墙相互摩擦,机械能转化为内能,这是通过做功方式改变了钻头的内能;利用水的比热容较大,能吸收较多的热量,从而降低钻头的温度避免钻头烧坏。
故答案为:斜面;力;机械;比热容。
15.【解答】解:甲、乙两个相同的小球质量相等,抛出时速度相等,动能相等;高度相同,重力势能相等,故机械能相等;
若不计空气阻力,甲球在空中下落时机械能不变;
乙球质量不变,上升过程中,高度增大,重力势能增大;速度减小,动能减小;乙球上升的最高点开始下降,下降过程中,高度减小,重力势能减小;速度增大,动能增大;所以乙球在落地前,重力势能先增大后减小,动能先减小后增大。
故答案为:相等;不变;先增大后减小;先减小后增大。
16.【解答】解:各班级的扬声器同时开播,同时停播,但是一个班级的坏了,不影响其他班级,说明有线扬声器可以单独播放,相互不影响,所以它们之间是并联的。
吊扇的调速器在电路中相当于开关与滑动变阻器的组合,因此调速器和吊扇之间是串联连接。
故答案为:并联;串联。
17.【解答】解:
(1)运动员在下落的过程中,质量不变,高度变小,重力势能减小;
(2)运动员下落的高度为:h=s=300m;
重力做的功:W=Gh=500N×300m=1.5×105J;
(3)匀速下降时,重力做功的功率:
P===Fv=Gv=500N×6m/s=3×103W。
故答案为:减小;1.5×105;3×103。
18.【解答】解:(1)斜面光滑时,由Fs=Gh可得,拉力的大小为:
F===1.5N;
(2)斜面粗糙时,拉力做的总功为:W总=F′s=2N×1m=2J,
有用功为:W有=Gh=6N×0.25m=1.5J,
斜面的机械效率为:η=×100%=×100%=75%;
(3)克服摩擦力做的额外功为:W额=W总﹣W有=2J﹣1.5J=0.5J,
物体受到的摩擦力为:f===0.5N。
故答案为:1.5;75%;0.5。
19.【解答】解:(1)开关闭合后,电流可以通过导线直接从电源的正极回到电源的负极,因此电路将发生短路现象;
(2)去掉导线cd时,两个灯泡可以形成顺次连接的电路,故拆掉导线cd时,两灯泡形成串联电路。
(2)要使两灯并联,则电流路径有两条,即电流从电源正极分别经两个灯泡流回电源负极,因此可将导线1的c端改接在a或b端;
故答案为:短路;cd;a或b。
20.【解答】解:
(1)甲图中酒精燃烧后产生高温高压的燃气,燃气的体积膨胀,对外做功,使瓶塞飞出去,燃气的体内能转化为瓶塞的机械能;
乙图中用力将活塞压下,活塞对空气做功,筒内空气的内能增大、温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;
丙图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;做功冲程将内能转化为机械能。
丁图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。
因此与做功冲程原理相同的是甲图所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是丙图;
(2)若汽油机1s内对外做功25次,1s完成50个工作循环,则仪表盘上显示发动机转速为3000r/min。
故答案为:甲;丙;3000。
21.【解答】解:(1)水吸收的热量为:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(65℃﹣15℃)=4.2×105J;
(2)由η=可得,
天然气完全燃烧放出的热量为:Q放===1.05×106J;
由Q放=Vq可得,
需要燃烧的天然气的体积为:V===0.025m3。
故答案为:4.2×105;0.025。
22.【解答】解:用两个相同的电热器给质量相同的食用油和水加热,由图象可知,A温度升高到40℃﹣20℃=20℃需要2min,B温度升高到20℃需要3min;
加热时间越长,吸收的热量越多,且水的吸热能力强,所以B为水,A为食用油;
因为加热器相同,则物质吸收的热量和加热时间成正比,所以,质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸:Q油吸=3:2,由Q吸=cmΔt可知,c水:c油=3:2,则c油=c水=×4.2×103J/(kg•℃)=2.8×103J/(kg•℃)。
故答案为:食用油;2.8×103。
三、解答题(本题共10小题,第24、25题需解题过程,其余每空1分,共48分)
23.【解答】解:由杠杆平衡条件F1 L1=F2 L2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L1最长;动力的方向应该向上,过点B垂直于OB向上作出最小动力F1的示意图,如图所示:
24.【解答】解:不计空气阻力,石块从静止下落的过程中将重力势能转化为了动能,但机械能守恒,即机械能始终保持不变,如下图所示:
25.【解答】解:由实物图可知,两灯并联,电流从电源正极流出,分别为两条支路,一条支路L1,另一条支路L2、S2,汇合后经过开关S1,回到电源负极,电路图如图所示:
26.【解答】解:(1)由图可知n=2,因为不计绳重和摩擦时F=(G+G动),所以动滑轮的重力:
G动=nF﹣G=2×200N﹣360N=40N;
(2)绳子自由端移动的速度:
v=nv物=2×0.1m/s=0.2m/s,
拉力F的功率:
P===Fv=200N×0.2m/s=40W;
(3)滑轮组的机械效率:
η=====×100%=90%。
答:(1)动滑轮重为40N;
(2)拉力F的功率为40W;
(3)滑轮组的机械效率是90%。
27.【解答】解:(1)汽油完全燃烧所放出的热量为:
Q放=mq=3.5kg×4.6×107J/kg=1.61×108J;
(2)由η=得,所做有用功:
W=30%Q放=30%×1.61×108J=4.83×107J,
s=60km=6×104m,
由W=Fs可得牵引力:F===805N。
答:(1)在该路段上,汽油完全燃烧放出的热量为1.61×108J;
(2)在该路段上,汽车受到的牵引力为805N。
28.【解答】解:(1)调节杠杆在水平位置平衡,杠杆左端偏高,左端的平衡螺母应向上翘的左端移动,使杠杆在水平位置平衡,这样方便测量力臂;
(2)在“探究杠杆平衡条件”实验时本实验中,不断改变动力(臂)和阻力(臂),可以同时改变多个物理量,多次进行实验;
(3)若拉力F向右倾斜时,此时F的力臂变短,根据杠杆的平衡条件,则FL乘积变小,根据杠杆平衡条件可知,钩码力臂不变,应减小钩码总质量;
(4)设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,
如果在图丁中杠杆两侧各去掉一个相同的钩码时,
杠杆的左端:4×2L=8L,
杠杆的右端:3×3L=9L,
所以杠杆的右端力和力臂的乘积大于左端的乘积,所以杠杆右端下沉;
(5)根据图示可知,将钩码移动到B点时,阻力和动力臂都不变,阻力臂增大,由F1L1=F2L2可知,动力将变大;
将钩码移至B点,提升相同高度,有用功相同,弹簧测力计竖直移动的距离不同,B点时杠杆上上升的高度小些,做的额外功小些,所以机械效率变大。
故答案为:(1)左;便于测量力臂;(2)可以;(3)减小;(4)右;(5)变大;变大。
29.【解答】解:(1)测滑轮组的机械效率,需要匀速拉动绳子,并且要在拉动中读弹簧测力计的示数,如果静止读数,绳子与滑轮之间的摩擦力就不能测量,额外功就会减小,在有用功一定时,会导致机械效率变大,故该做法错误;
(2)①第四次实验时滑轮组的机械效率η=%=×100%=80%;
②第3次实验时,吊着动滑轮绳子段数n===3;故选丙;
③在比较滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时,应保持滑轮组相同、物重相同,只改变绳子绕法,据此分析第1、2两次实验可知机械效率都为74%;故猜想一错误;
④研究同一滑轮组提升重物时,滑轮组机械效率与提升物体的重力的关系时,要控制滑轮组相同、绕绳方式也相同;只改变提升物体的重力,故通过比较2、3可得出同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大;
(3)第2次实验时,额外功W1=Fs﹣Gh=1.8N×0.3m﹣4N×0.1m=0.14J;同理可求出第3次实验时的额外功W2=0.16J;故可知随着提升物重的增大,额外功增大;
(4)同一滑轮组提升物重越大滑轮组机械效率越大,故物重7N时的机械效率小于物重8N但大于物重4N的,故选:B;
答案:(1)错误;(2)①80%;②丙;③错误;④2、3;高;(3)变大;(4)B。
30.【解答】解:(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的重力势能转化为动能,其动能大小是通过小木块移动的距离大小来反映的,用到了转换法;
(2)探究物体的动能与质量的关系,应控制速度相同,质量不同,由于mA<mC,hA=hC,因此,分析比较甲、丙两组实验可得出物体的动能与质量的关系;分析比较甲和乙两组实验可得,物体的质量相同,而下滑的高度不同,甲图中下滑的高度大,运动到水平时速度大,推动木块滑行的距离大,故物体质量相同时,速度越大,动能越大;
(3)本实验动能的大小通过木块移动距离的大小表现出来的,故实验中使用的木块大小不能改变,实验中小球的动能较大,因此可以改变木板的长度和小球的质量,故应采用AC的建议,B不恰当,故选B;
(4)如图丁,用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放,撞击同一木块,由于弹簧的压缩程度不同,则具有的弹性势能不同,转化的动能不相同,木块移动的距离就不相同,可以研究动能与速度的关系;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,所以木块每次移动的距离相同,就不能用来探究小球的动能大小与质量的关系;故选C。
故答案为:(1)重力势能;木块被撞击后移动的距离;(2)甲、丙;质量相同时,速度越大,动能越大;(3)B;(4)C。
31.【解答】解:(1)实验中沙子和水的质量需要相同;
(2)实验采用相同的酒精灯对其加热,加热时间越长,沙子和水吸收的热量就多,因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少;
由表格可知质量相同的水和沙子,升高相同温度,水的加热时间长,则水吸收的热量多,水的吸热能力强;
(3)由表格数据可知,加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度多;
(4)石棉网、铁圈等也需要吸收热量,这样使得有效利用的热量减少,故效率会变低;
(5)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更高,但刚开始加热时,水升温比沙子快,然后恢复正常,原因为沙子导热性能差,受热不均匀,导致沙子升温慢,故C符合题意;
而沙子比热容小,水的比热容大,水升温慢,沙子升温快,故AB不符合题意;
水中的温度计碰到了烧杯底部,温度计的示数会很高,且一直很高,故D不符合题意;
故选:C;
(6)湿沙子里面有水,水的比热容大于干沙子,所以吸收相同热量时,质量相同的两种沙子中,湿沙子升温慢,但是比水快,所以湿沙子升温介于干沙子和水之间,故B正确。
故答案为:(1)质量;(2)加热时间;大于;(3)沙子;(4)低;(5)C;(6)B。
32.【解答】解:
(1)水烧开时,绿灯亮、红灯不亮,说明绿灯通路,红灯被短路,即开关S1断开、S2闭合,故选B;
(2)由设计电路图可知,两开关都断开时,两灯泡均发光,无法判断水是否烧开;
两开关都闭合时,两灯泡均不发光,无法判断电路是否工作,同时对电源短路,会烧坏电源。
(3)由于两灯泡工作时互不影响的,所以应采取并联的方式,利用刀双掷开关设计实验,如图:
故答案为:(1)B;
(2)①S1、S2都断开时,两灯都亮,无法判断水是否烧开;
②S1、S2都闭合时,两灯都不亮,无法判断电路是否工作。
(3)如上图。
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