2023-2024学年广东省惠州市惠阳区半岛学校九年级(上)月考物理试卷(含解析)
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
1.关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 一个物体温度升高了,它的内能一定增加
B. 一个物体吸收了热量,它的温度一定会升高
C. 一块0℃的冰没有内能,它的分子不会运动
D. 用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较小
2.如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( )
A. 由滑梯上滑下,臀部会有灼热感
B. 搓手取暖
C. 钻木取火
D. 水蒸气将软木塞冲出
3.判断下面几种情况,力对物体做功的是( )
A. 沿着斜面将木箱拉到顶端
B. 用力推汽车,汽车没有被推动
C. 用力提物体在水平方向移动,重物的高度始终保持不变
D. 用力提着物体不动
4.下列关于功率、机械效率说法中,正确的是( )
A. 机械效率越高,机械做功一定越快 B. 做功越多的机械,机械效率越高
C. 做功越快的机械,功率越大 D. 功率越大的机械,做功一定越多
5.小聪同学将掉在地上的物理课本捡回桌面,所做的功最接近于( )
A. 0.02J B. 0.2J C. 2J D. 20J
6.下列现象是利用热传递方式改变物体的内能的是( )
A. 用锯子锯木头,锯条发热 B. 阳光下的冰块很快就熔化了
C. 寒冷的冬天两手摩擦取暖 D. 反复弯折的铁丝变热了
7.假如起重机的钢丝绳吊着6×105N的重物匀速上升,下图所示的图象中,能正确反映钢丝绳的拉力所做的功与时间关系的是( )
A. B. C. D.
8.如图所示,运动员射箭时用力将弓拉开,在放开箭的瞬间,弓的______能转化为箭的______能,箭在空中向上飞行的过程中,箭的______能增大。
9.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。与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验;汽油机利用内能来做功的冲程是______图。
10.小欣用如图所示的动滑轮提升重量为G=9N的物体,当用竖直向上F=5N的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8m,用时4s,小欣所做的总功是______J,机械效率是______,拉力的功率是______W。
11.2013年2月15日,俄罗斯车里雅宾斯克州遭遇陨石雨“袭击”,它是由于流星体在穿越大气层时摩擦燃烧,并发生爆炸而引起的,______ 和______ 是改变物体内能的两种方式,流星体内能的增加是通过______ 方式实现的。
12.为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道(斜面).沿通道上台阶和直接上台阶比较,可以______ (选填“省力”、“省距离”或“省功”),若将重600N的小车沿8m长的斜面推上1.2m高的平台,沿斜面所用的推力为150N,在此过程中有用功为______ J;斜面的机械效率为______ 。
13.水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),将4kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容是______ J/(kg⋅℃);水结冰后它的比热容将______ (填“改变”或“不变”);初温为20℃、质量为2kg的水吸收4.2×105J的热量后温度将升高到______ ℃。
14.在自由下落过程中物体运动速度会越来越快。一个物体由A点自由下落,相继经过B、C两点,已知AB=BC,如图所示,物体在AB段重力做功W1,做功功率P1;在BC段重力做功W2,做功功率P2,则W1______W2,P1______P2(选填“>”、“=”或“<”).物体在下落过程中,若重力突然消失,物体将______。(空气阻力忽略不计)
15.小华学习做饭的过程中,经常加热油和水,她猜想油的比热容比水小。
(1)能够支持她这一猜想的事实是______
A.同样情况下,油升温比水快B.油能把食物炸黄,而水不能
C.油能漂在水面上D.油比水难蒸发
(2)为了验证猜想,小华想通过具体数据说明这个问题。她组装了如图1所示的实验装置。因此根据实验的目的除了图7中的实验器材以外,还需要的器材有______、______。此外小华需要向两个同样的烧杯里分别倒入______相同和初温也相同的水和油,然后记录加热过程中它们的温度变化,才能得到结果。
(3)实验中小华是利用______来表示物质吸收热量的多少。
(4)实验结束后,小华描出了水和油的“温度−时间”图线(如图2).由此可得油的比热容为______J/(kg⋅℃)[水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃)]。
16.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中,某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验,实验数据记录如下:
实验次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15
3
6
10
90.9%
(1)在表中空格处填下适当的数据(机械效率用百分数表示,保留一位小数)。
(2)在实验操作中应竖直向上______拉动弹簧测力计。
(3)从实验数据分析得出:使用同一滑轮组,______可以提高滑轮组的机械效率。
(4)滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关,请你作出恰当的猜想:滑轮组的机械效率与______有关(写出一种影响因素即可)。
17.小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与哪些因素有关。
(1)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时,具有相同的______ ,若水平面绝对光滑,本实验将______ (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)选用图甲探究的是动能与______ 的关系,理由是:两球______ 相等;得出的结论是:______ 。
(3)选用图乙探究的是动能与______ 的关系,得出的结论是:______ 。
(4)本实验通过观察______ 来比较动能的大小,这里用到的科学方法是______ 。
(5)小红联想到以前探究牛顿第一定律时,也用到了斜面,让小车从同一高度静止下滑,在不同的表面,比较小车滑行的距离的远近,小车最终停下来后,在三个表面克服摩擦力做功______ (选填“相等”或“不相等”)。
18.小华家使用的是天然气热水器,他尝试估测该热水器的效率,以核对铭牌上的数值是否准确。当只有该热水器使用天然气时,把50kg的水从20℃加热到54℃,天然气表的示数由1365.05m3变为1365.17m3。已知水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃),天然气的热值q=7.0×107J/m3。求:
(1)水吸收的热量;
(2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率。
19.某轿车在平直公路上行驶的45s内,其速度v与时间t、动力F与时间t的关系图象分别如图甲、乙所示。已知前10s轿车运动的路程为100m。求:
(1)前10s轿车运动的平均速度;
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程;
(3)动力F做的总功。
20.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想:
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关;
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
猜想三:弹性势能的大小与弹簧的长度有关;
猜想四:弹性势能的大小与弹簧的粗细有关。
(1)为验证猜想一,他设计了如图所示实验,实验时将同一弹簧压缩_____(相同/不同)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度),将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,分析比较_____,从而比较弹性势能的大小;
(2)为验证猜想二,需选用 的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩_____(相同/不同)的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若___________,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
(3)若水平面绝对光滑,本实验将_____(能/不能)达到探究目的;
(4)小明根据实验现象认为:小球和木块移动一段距离后都要停下来,所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了,你认为小明的观点是_____(正确/不正确)的,理由是_____。
21.如图所示,为比较 a、b 两种液体的比热容及 1、2 两种燃料的热值,甲、乙、丙三图中的装置相同,燃料的质量均为 10g,烧杯内的液体初温相同.当燃料燃烧完时,立即读取相应温度计的读数,分别为 T 甲、T 乙、T 丙,且有 T甲>T乙>T 丙.
(1)在实验中,三个烧杯中 a、b 液体的______ 必须相同;
(2)比较 a、b 两种液体的比热容,应选择______ 两图进行实验,实验液体 a 的比热容 ca 与实验液体 b 的 比热容 cb 相比,ca ______ cb(选填“>”、“=”、“<”);
(3)比较 1、2 两种燃料的热值,应选择______ 两图进行实验,实验燃料 1 的热值 q1与实验燃料 2 的热值
q2相比,q1 ______ q2(选填“>”、“=”、“<”);
(4)在甲装置中,若燃料为酒精(q 酒精=3×107J/kg),烧杯内的液体为水,其质量为 200g,点燃燃料直至燃 料烧完,温度计的示数由 20℃上升到 70℃,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过 实验算出的热值与实际相比______ (选填“偏大”、“偏小”),理由是______ .
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:
A、物体温度升高时,分子的无规则运动速度也越快,内能增加,说法正确,符合题意。
B、一个物体吸收了热量,它的温度不一定会升高,例如,晶体熔化时,说法错误,不符合题意;
C、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,0℃的冰仍具有内能,说法错误,不符合题意。
D、用水作为汽车发动机散热器的冷却剂,其主要原因是水的比热容较大;说法错误,不符合题意。
故选:A。
A、内能的大小跟质量、温度有关。
B、晶体熔化时吸收热量,温度不变;
C、一切物体都有内能。
D、水的比热容比较大。
本题主要考查了学生对温度影响内能的掌握,以及描述热量相对应的术语的理解;水比热容较大,知道相同质量的不同物质升高相同温度时比热容大的物质吸收的热量多。是热学的难点,是中考的热点。
2.【答案】D
【解析】解:A、由滑梯上滑下,臀部会有灼热感,机械能转化为内能,故A错误;
BC、搓手取暖,钻木取火,都是机械能转化为内能,故BC错误;
D、水蒸气顶开软木塞,是利用水蒸气的内能来做功,把内能转化为机械能,故D正确。
故选:D。
做功是能量的转化,而热传递是能量的转移,这是做功和热传递改变物体的内能的主要区别。
判断哪种方式改变了物体的内能,关键是看是能量的转化还是能量的转移,发生能量转化的是做功的方式,发生能量转移的是热传递的方式。
3.【答案】A
【解析】解:A.沿着斜面将木箱拉到顶端,有力施加在物体上,物体的拉力方向移动了距离,故做功了,故A正确;
B.用力推汽车,汽车没有被推动,物体没有移动距离,不做功,故B错误;
C.用力提物体在水平方向移动,用力竖直向上,重物的高度始终保持不变,力的方向没有移动距离,故不做功,故C错误;
D.用力提着物体不动,有力没有距离,不做功,故D错误。
故选:A。
做功的两个必要条件是:一是物体受到力的作用;二是物体在这个力的方向上通过一定的距离。
该题考查了做功的必要条件,注意三种不做功的情况:一是有力没距离;二是有距离没力;三是有力有距离,但力的方向与通过距离相互垂直。
4.【答案】C
【解析】解:A、机械效率和功率两者没有因果关系,如滑轮组的机械效率可到80%,起重机的效率只有40%左右,但是起重机的功率却比滑轮组大的多。所以,机械效率高,功率不一定大,做功不一定快。故A错误;
B、根据W=Pt可知,做功的多少与时间和功率有关,只要时间长功率大,做功就多,与机械效率无关。故B错误;
C、做功快的机械,说明单位时间内完成的功多,所以功率一定大。故C正确;
D、根据W=Pt可知,做功的多少与时间和功率有关,若只是功率大,但时间短做功也不一定多。故D错误。
故选:C。
(1)功率是单位时间内完成的功,功率大,说明单位时间内完成的功多,做功快;根据W=Pt可知,做功的多少与时间和功率有关;
(2)机械效率是有用功跟总功的比值,反应的是有用功占总功的百分比,功率是单位时间内完成的功,反应的是做功的快慢,两者没有因果关系。
理解功率和机械效率的概念是解题的基础。判断做功多少和功率大小要根据公式判断,这样不容易漏掉与之有关的因素,并注意机械效率和功率两者没有因果关系。
5.【答案】C
【解析】解:因为物理课本的重力大约为2N,课桌高度约为1m.
所以小聪同学对课本做的功W=Gh=2N×1m=2J.
故选C.
物理课本的重力大约为2N,课桌高度约为1m.根据公式W=Gh可求他对课本做的功.
本题考查做功计算,关键是对课本重力和课桌高度的估测,本题告诉我们一定要熟知实际生活中常见的物体.
6.【答案】B
【解析】解:A、在锯木料时,锯条的温度会升高,是摩擦生热,机械能转化为内能,属于做功改变物体的内能,故A错误;
B、阳光下冰块吸收热量,内能增大,通过热传递的方式改变物体的内能,故B正确;
C、寒冷的冬天两手摩擦取暖,通过做功的方式改变物体的内能,故C错误;
D、反复弯折的铁丝,克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故D错误。
故选:B。
改变物体内能有两种方式:做功和热传递。
本题考查内能的改变,属于基础题。
7.【答案】B
【解析】解:因为起重机的钢丝绳吊着重物做匀速直线运动,
所以拉力与重物的重力相等,即F=G。
假定物体匀速上升的速度为v,则上升的高度为h=vt,
∴W=Fh=Gh=Gvt,
由此可判断出钢丝绳的拉力所做的功与时间成正比。
分析图象可知只有B为正比例函数图象。
故选:B。
(1)根据起重机的钢丝绳吊着重物做匀速直线运动可知,拉力与重物的重力相等。
(2)知道向上的拉力,假定物体上升速度为v,则根据W=Fh=Gh=Gvt可判断出钢丝绳的拉力所做的功与时间关系。
根据物体是匀速直线运动和速度,利用功的公式判断出功和时间的关系是判断图象形状的关键。
8.【答案】弹性势 动 重力势
【解析】【分析】
通过分析弓弹性形变程度的变化来判断弓弹性势能的变化,通过分析箭的运动情况得出箭的能量变化,从而得出能量的转化情况;
从向上飞行的箭的高度变化判断出箭重力势能的变化。
在做能量的转化这种题时,我们要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。
【解答】
放开箭时,弓的弹性形变程度变小,弹性势能变小,箭由静止变为运动,弓的弹性势能转化为箭的动能;
箭在空中飞行的过程中,箭的高度增加,重力势能增大。
故答案为:弹性势;动;重力势。
9.【答案】乙 丙
【解析】解:甲图对试管中的水加热,加快水的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的机械能。
乙图是用力将活塞压下,活塞对空气做功,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。
由以上分析不难看出:(1)压缩冲程是机械能转化成内能,与此原理相同的是乙图所示的演示实验;
(2)汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
故答案为:乙;丙。
(1)解决此题要知道内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能。
(2)改变物体内能的方式有热传递和做功两种。做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法,是一道比较简单的实验题,掌握热机的工作原理,学会变通。
10.【答案】4;90%;1
【解析】【分析】
(1)已知拉力F=5N,绳的自由端匀速上升0.8m,根据公式W=Fs可求小欣所做的总功;
(2)已知物体的重力G=9N,物体升高的高度为h=12×0.8m=0.4m,根据公式W=Gh可求出有用功,有用功与总功的比值就是机械效率;
(3)已知人拉绳子所做的总功和工作时间,根据公式P=Wt可求拉力的功率。
本题考查了功、功率和机械效率的计算,难度不大。
【解答】
小欣所做的总功是:W总=Fs=5N×0.8m=4J;
h=12s=12×0.8m=0.4m
有用功:W有用=Gh=9N×0.4m=3.6J,
机械效率是:η=W有用W总×100%=3.6J4J×100%=90%;
拉力的功率是:P=W总t=4J4s=1W。
故答案为:4;90%;1。
11.【答案】做功 热传递 做功
【解析】解:做功和热传递都可以改变物体的内能,流星体在穿越大气层时,将克服摩擦力做功,并把机械能转化成内能,因此是做功的方式增加了流星体的内能。
故答案为:做功;热传递;做功。
做功和热传递都可以改变物体的内能,做功是能量转化的过程,热传递是能量转移的过程。
本题考查了改变物体内能的方式,属于基础知识的考查,比较简单。
12.【答案】省力 720 60%
【解析】解:
(1)斜面是一个省力机械,为方便残疾人设计的专用通道,就是一个斜面,所以可以省力;
(2)在此过程中有用功:W有=Gh=600N×1.2m=720J,
总功:W总=Fs=150N×8m=1200J,
斜面的机械效率:
η=W有W总×100%=720J1200J×100%=60%。
故答案为:省力;720;60%。
(1)斜面是一个省力机械;在斜面高一定时,斜面越长越省力;
(2)知道小车的重力和上升的高度,根据W=Gh求出有用功,又知道斜面的长度和推力的大小,根据W=Fs求出总功,利用η=W有W总×100%求出斜面的机械效率。
本题主要考查了斜面的有关内容,解决此题要知道斜面是一个省力机械,在斜面高一定时,斜面越长越省力,在利用斜面提升重物时,分清有用功和总功及额外功。
13.【答案】4.2×103 改变 70
【解析】解:
(1)∵比热容是物质的一种特性,只与这种物质存在的状态有关,而与物质的质量无关,
∴将4kg的水倒掉一半,比热容不变仍为4.2×103J/(kg⋅℃),水结冰后比热容将改变;
(2)m=2kg,
∵Q吸=cm(t−t0),
∴4.2×105J=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(t−20℃),
解得:t=70℃。
故答案为:4.2×103;改变;70。
(1)比热容是物质的一种特性,只与这种物质存在的状态有关,而与物质的质量无关,故4千克的水倒掉一半,剩下的水的比热容仍然不变;水结冰状态改变了,比热容也改变;
(2)知道水的初温、水的质量、水的比热容,利用吸热公式Q吸=cm(t−t0)求水吸收4.2×105J热量后的温度。
本题考查了学生对物质特性比热容、吸热公式的掌握和运用,属于基础题目。
14.【答案】= < 作匀速直线运动
【解析】解:
由题AB=BC,
根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段做的功相等,即W1=W2;
由于小球在自由下落时做加速运动,
根据t=sv可知,小球在BC段运动的时间短,
根据公式P=Wt可知,物体在AB段重力做功功率小于BC段重力做功功率,即P1
故答案为:=;<;作匀速直线运动。
已知AB=BC,根据W=Gh可知这两段物体做的功相等;因小球在自由下落时做加速下落运动,所以根据速度公式可知经过相同路程的时间关系,再根据功率公式得出它们的功率关系;
由牛顿第一定律可知:物体在不受外力作用时,静止的将永远静止,运动的将做匀速直线运动。
本题考查了做功公式、功率公式的灵活运用以及牛顿第一定律的理解,关键是知道自由下落物体的运动是加速下落,从而得到AB和BC段的时间关系。
15.【答案】A 天平 温度计 质量 加热时间的长短 2.1×103
【解析】解:(1)油比水的比热容小,说明质量相同的油和水在温度升高相同度数时,油比水吸热少,或质量相同的油和水吸收相同热时,油比水温度升高的多,所以A、同样情况下,油升温比水快。能支持他的观点。
(2)由Q=cm△t可知,需要测量质量和温度功率,因此缺少的器材有天平和温度计;
根据控制变量法的思路可知,小华需要向两个同样的烧杯里分别倒入质量相同和初温也相同的水和油,然后记录加热过程中它们的温度变化,从而得到结果。
(3)用两个完全相同的酒精灯对水和油加热,加热时间长的液体吸收热量就多。
(4)根据图象可知,升高相同的温度,Q水=2Q油
由Q=cm△t可得:c水m△t=2c油△t,即c油=12c水=12×4.2×103J/(kg⋅℃)=2.1×103J/(kg⋅℃)
故答案为:(1)A;(2)天平;温度计;质量;(3)加热时间的长短;(4)2.1×103。
(1)生活中通过观察液体温度的变化来研究水和食用油的吸热能力;
(2)根据Q=cm△t分析需要的测量工具;
由于物质吸热的多少与物体的质量和物体升高的温度有关,所以在比较不同物质的吸热能力时,要采用控制变量法,应控制它们的质量和升高的温度都相同,比较它们吸热多少(加热时间长短),吸收的热量多,比热容大;或控制它们的质量和吸热多少相同,比较它们升高的温度,升高的温度高,比热容小;
(3)根据比热容的概念和Q=cm△t进行分析,即△t和质量相等时,吸收的热量越多的物质,比热容越大(即吸热的能力强);
(4)利用c=Qm△t可以求出食用油的比热容。
比热容是物质的吸热本领,比较比热容的大小时,要在吸收相同的热量时,比温度升高的度数,或在温度升高的度数相同时,比较吸收的热量。
16.【答案】匀速 增加重物 动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等
【解析】解:(1)第2次的机械效率为:η=W有用W总×100%=GhFs×100%=4N×0.05m1.5N×0.15m×100%=88.9%
由图知,第3次实验弹簧测力计的分度值为0.2N,所以示数为2.2N。
因为滑轮组由3段绳子承担物重,所以绳端移动距离为:s=3h=3×10cm=30cm
故答案为:
实验次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15
88.9%
3
6
10
2.2
30
90.9%
(2)在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数才反映了拉力的大小。
故答案为:匀速
(3)分析3次实验,随着钩码重力的增加,同一滑轮组的机械效率不断增加,所以,使用同一滑轮组,增加物重可以提高滑轮组的机械效率。
故答案为:增加物重
(4)机械效率表示有用功占总功的百分比。用滑轮组提起重物时,对重物做的功为有用功,克服动滑轮重力和绳子重力及摩擦做的功是额外功。总功是有用功和额外功的总和,所以有用功和额外功的大小都会影响机械效率的大小。
故答案为:动滑轮重、绳与滑轮的摩擦等。
(1)在进行测力计的读数时,要注意测力计的分度值。
需要掌握绳端移动距离与物体上升高度之间的关系:s=nh。
知道机械效率的概念,掌握机械效率的计算公式:η=W有用W总×100%=GhFs×100%。
(2)实验过程中,为了准确测量拉力,需要使测力计匀速运动。
(3)分析实验数据,知道滑轮组的机械效率与提升物体的重力有关,物体越重,滑轮组的机械效率越高。
根据弹簧测力计上升的距离与物体上升高度之间的关系,得出滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
(4)知道滑轮组的机械效率还与动滑轮的重力和绳与滑轮的摩擦有关。
滑轮组的机械效率与物体重力、摩擦力、机械本身重力有关。要提高机械效率,应尽量减小摩擦和机械本身重力的同时,最大限度的增加被吊物体重力。
17.【答案】速度 不能 速度 质量 当质量一定时,速度越大,动能越大; 质量 当速度一定时,质量越大,动能越大 物块移动距离 转换法 相等
【解析】解:(1)为了使小球到达水平面的速度相同,应让不同质量的两个小球从同一高度滚下;
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做匀速直线运动;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,故实验不能达到探究目的;
(2)由图甲可知,小球质量相同,下滑的高度不同,到达水平面时的速度不同,推动物块移动的距离不同,故可以探究动能与速度的关系;因小球的质量相同,小球下滑的高度越高,到达水平面时的速度越大,推动物块移动距离越远,故得出的结论是:当质量一定时,速度越大,动能越大;
(3)由图乙可知,小球质量不同,下滑的高度相同,到达水平面时的速度相同,推动物块移动的距离不同,故可以探究动能与质量的关系;小球质量越大,推动物块移动的距离越远,故得出的结论是:当速度一定时,质量越大,动能越大;
(4)本实验中小球动能的大小是通过物块移动的距离来反映的,这是转换法的应用;
(5)让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相等。
故答案为:(1)速度;不能;(2)速度;质量;当质量一定时,速度越大,动能越大;(3)质量;当速度一定时,质量越大,动能越大;(4)物块移动距离;转换法;(5)相等。
(1)当研究动能大小与质量的关系时,要让小球沿斜面的同一高度下落,这样保证下落速度相同;根据牛顿第一定律分析回答;
(2)(3)影响物体动能大小的因素有质量和速度,找出相同的量和变化的量,分析得出动能大小与变化量的关系;
(4)小球动能的大小是通过木块移动的距离来反映的,这是转换法的应用;
(5)直接比较小车在三个表面上克服摩擦力做功是否相等不好确定,可根据重力势能大小关系及能量的转化分析。
明确本实验中研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法,反映动能多少时运用了转换法,最后一问有难度。直接比较大小不易出出答案,要从能量转化角度分析。
18.【答案】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm水△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×(54℃−20℃)=7.14×106J;
(2)消耗的天然气:
V=1365.17m3−1365.05m3=0.12m3;
天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=qV=7.0×107J/m3×0.12m3=8.4×106J;
(3)该热水器的热效率:
η=Q吸Q放=7.14×106J8.4×106J×100%=85%。
答:(1)水吸收的热量为7.14×106J;
(2)天然气完全燃烧放出的热量为8.4×106J;
(3)该热水器的热效率为85%。
【解析】(1)知道水的质量、比热容、温度变化,利用Q吸=cm△t求出热水器中的水吸收的热量;
(2)利用Q放=mq求热水器加热过程中天然气完全燃烧放出的热量;
(3)该热水器的效率等于水吸收的热量与天然气完全燃烧放出的热量之比。
本题为热量的综合计算题,考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、热效率公式的理解和灵活运用,属于中档题。
19.【答案】解:(1)已知前10s轿车运动的路程为100m,则前10s轿车运动的平均速度v1=s1t1=100m10s=10m/s,
(2)由图象甲可知,轿车在匀速直线运动阶段的时间t2=45s−10s=35s,速度v2=20m/s,
由v=st可得,通过的路程s2=v2t2=20m/s×35s=700m;
(3)由图象乙可知,0~10s的动力F1=4000N,
则0~10s的动力做功W1=F1s1=4000N×100m=4×105J,
10s~45s时间内轿车的动力F2=1000N,已知通过的路程s2=700m;
则10s~45s时间内动力做功W2=F2s2=1000N×700m=7×105J,
则动力F做的总功。W=W1+W2=4×105J+7×105J=1.1×106J。
答:(1)前10s轿车运动的平均速度为10m/s;
(2)轿车在匀速直线运动阶段通过的路程为700m;
(3)动力F做的总功为1.1×106J。
【解析】(1)已知前10s轿车运动的路程为100m,利用速度公式可求得均速度;
(2)由图象可知轿车在匀速直线运动阶段的时间和速度,利用速度公式变形可求得通过的路程;
(3)由图象可知,0~10s、10s~45s时间内轿车的动力F和路程,利用W=Fs可求得动力F做的总功。
此题考查速度公式和功率公式的应用,综合性较强,难度适中,关键是读懂图象,并能从图象中获得相关信息进行分析计算。
20.【答案】(1)不同;木块被推动距离的远近;(2)长度和粗细相同,材料不同 ;相同;木块被推动的距离不同;(3)不能;(4)不正确;机械能转化为了内能.
【解析】解:(1)此题要改变弹簧的弹性形变大小,因此要将同一个弹簧压缩不同的长度;运用转换法,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(2)为验证猜想二,需选用长度和粗细相同,材料不同的两根弹簧,实验时将两根弹簧压缩相同的长度,将小球置于弹簧的右端,松开后小球碰到同一位置的相同木块上,对数据进行比较分析时,若木块被推动的距离不相等,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关;
(3)若水平面绝对光滑,木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的;
(4)小球推动木块移动一段距离后都要停下来,是因为水平面有摩擦力,木块克服摩擦做功,机械能转化为内能,而不是机械能消失了,故小明的观点是错误的.
故答案为:(1)不同;木块被推动距离的远近;(2)长度和粗细相同,材料不同 ;相同;木块被推动的距离不同;(3)不能;(4)不正确;机械能转化为了内能.
(1)探究弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关,改变弹簧的形变大小,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(2)探究弹性势能的大小与弹簧的材料有关;需保证弹簧丝的长度和粗细相同,材料不同,压缩程度相同,放手后小球被弹出,并与一木块相碰,观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小;
(3)若水平面绝对光滑,木块就会做匀速直线运动,无法比较木块移动距离的远近,达不到探究目的;
(4)能量不会凭空消失,只能是转化成另一种形式,或转移到另一个物体.
本题为探究弹性势能与形变大小关系的实验,考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握,利用好控制变量法是关键.
21.【答案】质量;甲、丙;<;甲、乙;>;偏小;燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全
【解析】解:
(1)根据控制变量法的要求,在实验中,三个烧杯中a、b液体的质量必须相同;
(2)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验;甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,则燃料燃烧释放的热量相等,即Q甲=Q丙,
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则Qa=Qb,
甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T丙,则△t甲>△t丙,即△ta>△tb,
因为Qa=Qb,m相等,△ta>△tb,Q=cm△t,
所以由c=Qm△t可知,ca
由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等,由热量公式Q=cm△t可知,
Q甲>Q乙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量Q1>Q2,
由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同,由Q=mq可知,q1>q2.
(4)因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,或者燃料燃烧不完全,所以测得的热值会偏小.
故答案为:(1)质量;(2)甲、丙;<;(3)甲、乙;>;(4)偏小;燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或燃料燃烧不完全.
(1)根据控制变量法的要求,根据所探究的问题,确定需要控制的变量;
(2)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系;
(3)燃料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;
(4)存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收或燃料燃烧不完全,测得的热值会偏小.
本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握,分析时用好控制变量法是本题的关键.
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