2023-2024学年广东省惠州市惠阳区叶挺红军中学九年级(上)月考物理试卷(9月份)(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.下列过程中,力对物体做功的是( )
A. 用力推木箱前进 B. 提着水桶水平前进 C. 举着杠铃原地不动 D. 被抛出后的实心球
2.下列说法中正确的是( )
A. 有些简单机械省功
B. 斜面越长越省功
C. 使用任何机械都不省功
D. 定滑轮在使用过程中虽不省功,但是能省力
3.某学生用40N的力将重60N的铅球抛出5m远,则铅球在空中运动过程中,人对铅球所做的功是( )
A. 200J B. 300J C. 0J D. 500J
4.球竖直向上运动,并落回地面,这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球在M点的( )
A. 速度比在S点的大 B. 机械能大于在S点的
C. 机械能等于在S点的 D. 离地高度比在S点的低
5.下列情景中会发生热传递现象的是( )
A. 两个物体的质量存在着差异 B. 两个物体的能量存在着差异
C. 两个物体的内能存在着差异 D. 两个物体的温度存在着差异
6.关于温度、内能和热量,下列说法中正确的是( )
A. 0℃的冰变成0℃的水时,内能增加 B. 物体的内能越多,放出的热量一定越多
C. 物体的内能增加,一定要吸收热量 D. 温度高的物体,内能一定大
7.下列各种情况下,比热容会发生变化的是( )
A. 一杯水倒去一半 B. 水凝固成冰
C. 一块铁分成两半 D. 15℃的水变成45℃的水
8.古人用桔槔(杠杆)从水井中提水(如图),请结合图回答下列问题:
(1)图中有用功是指提升______ 做的功。
(2)若不小心把桶掉到水里,则在打捞水桶的过程中,对水桶做的功是______ 功。
(3)某人在利用杠杆从井中提起8kg水的过程中,用50N的力把绳拉下5m,使水桶上升1m,此人做的有用功是______ J;总功是______ J。(g取10N/kg)
9.“神舟八号”载人舱在返回地面附近时,由于受到空气阻力,做匀速运动,则载人舱在匀速下降过程中,它的动能______ ,势能______ ,机械能______ (均选填“变大”、“变小”或“不变”).
10.将一根铁丝用手快速反复弯折,铁丝弯折处会发热,弯折越快、时间越长,铁丝弯折处分子运动越______ ,温度越高,这个实验说明______ 可以改变物体的内能。同样将这根铁丝放在火中也可以使它发热,这是用______ 的方式改变物体的内能,这两种方式对于改变物体的内能是等效的。
11.汽车发动机工作时,当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率______(选填“升高”、“不变”或“降低”).发动机散热器常用水做冷却剂,这是因为水的______大.对于四冲程汽油机,将机械能转为内能的是______冲程.
12.如图甲所示,水平地面上的物体,受到方向不变的推力F的作用,其F−t和v−t的图象分别如图乙、丙所示,由图象可知,2~4s内,重力对物体做功______ J,0~2s内和2~4s内,物体受到的摩擦力分别是______ N和______ N。
13.如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图______是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成______个冲程,对外做了______次功。
14.“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍说明“可燃冰”的 ______ 很大。以10倍的关系粗略计算,2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 ______ J,这些热量可以使 ______ kg的水从20℃加热至100℃[c=4.2×103J/(kg⋅℃),q煤气=4.2×107J/kg]。
15.图中利用羊角锤撬钉子,在锤柄A点处画出所施加的最小动力F和其力臂l。
16.如图所示,请分别画出AB的入射光线和CO的折射光线。
17.如图所示,用滑轮组提升重物.请在图中画出最省力的绕线方法.
18.小娟同学利用如图所示的实验器材与装置做“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)根据______ 图可以探究小球动能的大小与速度的关系,操作时让小球从______ (选填“相同”或“不同”)的高度由静止滚下。
(2)小球动能的多少不能直接看出,而是通过推动木块做功的情况来得出,这种方法是______ 。
(3)通过甲、乙两图的实验可以得出:物体的动能大小与物体的______ 有关。
(4)本实验中假如水平面绝对光滑,则______ (选填“能”或“不能”)得到实验结论。
19.小明同学想测出自己从一楼跑到三楼做功的功率。
(1)测量所需要的器材有:______ 、______ 、______ ;
(2)小明同学设计的实验步骤如下,其中多余的是______ ;
A.测出自身所受的重力
B.测出楼梯的总长度
C.测出一楼到三楼的竖直高度
D.测出上楼所用的时间
E.算出上楼的功率
(3)请你帮小明设计一个实验记录表格;
(4)小明的质量约为50kg,他以正常速度从教学楼的一楼走上二楼,请估算在此过程中小明上楼的功率最接近于______ 。
20.小田用如图甲所示装置做“比较不同物质的吸热能力”实验。
(1)在两个相同的烧杯中分别装入质量和______都相同的A、B两种液体。
(2)用规格相同的电加热器来加热,其目的是为了使两种液体在相同时间内吸热______。
(3)本实验需要的测量工具主要有______和______。
(4)小田根据实验测得的数据分别描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象,如图乙所示,分析图乙可知______(填“A”或“B”)的吸热能力更强,若加热过程中无热量损失,已知A的比热容为2.4×103J/(kg⋅℃),则B的比热容是______J/(kg⋅℃)。
21.某品牌太阳能热水器内盛有100kg、20℃的水,在太阳的照射下水温升高到60℃.[水的比热容c=4.2×103J/(kg⋅℃),煤气的热值q=4.0×107J/m3]
求:(1)这些水吸收的热量。
(2)要完全燃烧多少体积的煤气可以产生相同的热量?
22.一质量为3000kg的汽车沿着长为5.4km的盘山公路匀速行驶,当它从山脚行驶到山顶时,耗时15min,发动机的牵引力为4000N.求:
(1)汽车的行驶速度。
(2)汽车发动机牵引力做的功
(3)汽车发动机牵引力的功率。
23.阅读短文,回答问题。
热岛效应热岛效应,指由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快,城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,使得相同的日照情况下,城市地区升温较快,并向四周和大气中大量辐射,造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,高温的城区处于低温的郊区包围之中,如同汪洋大海中的岛屿,人们把这种现象称之为城市“热岛效应”。
在“热岛效应”的作用下,城市中每个地方的温度并不一样,而是呈现出一个个闭合的高温中心。在这些高温区内,空气密度小,气压低,容易产生气旋式上升气流,使得周围各种废气和化学有害气体不断对高温区进行补充。在这些有害气体作用下,高温区的居民极易患上呼吸系统或神经系统疾病。
(1)减弱热岛效应的措施之一:保护并增大城区的绿地、水体面积,多植树。城区的水体、绿地对减弱夏季城市热岛效应起着十分可观的作用,这主要是利用了水的______ 的特性。
(2)减弱热岛效应的措施之二:人工蒸发补偿。解决城市大气热污染的首要办法是增大蒸发量,受城市安装条件的限制,采用喷雾系统是一种高效且经济的办法,这是利用了水______ (填物态变化名称)有______ (选填“吸热”或“放热”)的作用。
(3)研究表明,现在城市机动车保有量越来越大,机动车也是造成热岛效应因素之一。以四冲程发动机小车为例,回答下列问题:
①四冲程汽油机在工作过程中,实现机械能转化为内能的是______ 。
②在紧急刹车时,刹车片会发烫,这是通过______ 的方式增加物体的内能。
24.如图所示是我国自主研制的第五代战斗机“歼−20”,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能,该飞机最大起飞质量为3.7×104kg,最大飞行高度达2×104m,最大航行速度达2.5倍声速,最大载油量为104kg。飞机航行时所受空气阻力的大小与速度的关系见下表:
速度v/(m⋅s−1)
100
200
300
400
500
空气阻力f/N
0.3×104
1.2×104
4.8×104
7.5×104
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量有30%转化为机械能,飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg,请回答下列问题:
(1)飞机发动机完全燃烧104kg燃油放出的热量为______ J。
(2)查阅资料后发现,飞机航行时所受空气阻力与航行速度满足以下关系式:f=kv2(单位:N,k为常数),则当飞机以300m/s的速度水平匀速巡航时,其所受空气阻力的大小是______ N,飞机发动机的输出功率是______ W。
(3)某次执行任务时,驾驶员发现飞机的油量还有3.2×103kg,若以400m/s的速度水平匀速巡航,则飞机最多还能飞行______ km。
(4)战斗机在空气中高速飞行时表面的温度会升高,你的解释是______ 。
25.阅读短文,回答问题。
太阳能热水器太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。太阳能热水器通常安装在建筑物顶部,通过上下水管与各个家庭的水龙头相连。图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空的;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料。
(1)当太阳光照射到黑色的吸热层上时,会通过______ 的方式改变水的内能,使管内水温升高。
(2)相比于燃气热水器,使用太阳能热水器的优点有______ (写出一点即可)。
(3)使用太阳能热水器时,只要打开与其相连的水龙头,水就会以一定的速度流出,水的动能由______ 转化而来。
(4)如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面每平方米得到的太阳辐射功率约为1400W。如果将120L的水从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么集热器上需要接收到的太阳能为______ J,集热器的面积至少为______ m2。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解:A.用力推木箱前进,人对木箱有一个推力,木箱在力的方向上移动了距离,力对木箱做了功,故A符合题意;
B.提着水桶水平前进,人对水桶有一个向上的力,水桶在水平方向上前进,在力的方向没有移动距离,因此人对水桶没有做功,故B不符合题意;
C.举着杠铃原地不动,人给杠铃一个向上的力,杠铃在力的方向上没有移动距离,人对杠铃没有做功,故C不符合题意;
D.被抛出后的实心球由于惯性继续向前运动,球虽然移动了距离,但是球被抛出后不再受到人的力的作用,因此 人对球不做功,故D不符合题意。
故选:A。
做功包含的两个必要因素:作用在物体上的力;物体在力的方向上通过的距离。二者缺一不可。
此题考查的是力对物体做功的条件的判断,特别要好好理解物体沿力的方向通过的距离。
2.【答案】C
【解析】解:A、任何机械都不省功,故A错误;
B、斜面越长越省力,但不省功,故B错误;
C、使用任何机械都不省功,故C正确;
D、定滑轮在使用过程中不省功,也不能省力,故D错误。
故选:C。
使用机械可以省力,可以省距离,但使用任何机械都不能省功。
本题考查功的原理,知道使用任何机械都不能省功。
3.【答案】C
【解析】解:在铅球飞出的过程中,只受到竖直向下的重力和阻力的作用,已经脱离了手的作用,虽然有距离,但没有力的作用,人不做功。
故选:C。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离,据此先判断是否做功,若做功,利用W=Fs计算。
明确三种情况不做功:一是有力无距离(例如:推而未动),二是有距离无力(靠惯性运动),三是力的方向与运动方向垂直。
4.【答案】B
【解析】解:A、球的质量不变,球在M点的动能小于S点动能,所以求在M点的速度小于S点速度,故A错误。
BC、球在运动过程中没有发生弹性形变,所以机械能等于动能和重力势能之和,由图知,球在M点动能和S点重力势能相等,M点的重力势能大于S点的动能,所以M点的机械能大于S点的机械能,故B正确,C错误。
D、M点的重力势能大于S点的重力势能,球的质量不变,所以球在M点的高度大于S点的高度,故D错误。
故选:B。
(1)动能大小跟物体的质量和速度有关,在质量一定时,速度越大,动能越大;在速度一定时,质量越大,动能越大。
(2)重力势能跟物体的质量和高度有关,在质量一定时,高度越大,重力势能越大;在高度一定时,质量越大,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和,物体不发生弹性形变时,机械能等于动能和重力势能之和。
从图象上判断动能和重力势能的大小,利用控制变量法,判断物体的速度和高度。
5.【答案】D
【解析】解:发生热传递的条件是:两个物体之间或同一物体的不同部分存在温度差,在热传递过程中能量从温度高的物体传到温度低的物体,或从物体的高温部分传到低温部分,与两个物体的质量、能量、内能无关,故ABC错误,D正确;
故选:D。
在热传递过程中,高温物体把能量传给低温物体;热传递实质是内能从高温物体转移到低温物体,或者是从一个物体的高温部分传到低温部分,必须有温差。
本题主要考查学生对热传递的条件以及热量的含义的理解和掌握,是中考的热点。
6.【答案】A
【解析】解:A、0℃的冰变成0℃的水时,质量不变,温度不变,但需要吸收热量,所以内能增加,故A正确;
B、根据Q=cm△t可知,放出热量的多少与内能多少无关,故B错误;
C、物体的内能增加,可能是吸收热量,也可能是外界对物体做了功,故C错误;
D、内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关,温度高的物体内能不一定大,故D错误。
故选:A。
(1)内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关;
(2)根据Q=cm△t可知,放热的多少与比热容、质量和降低的温度有关;
(3)做功和热传递都可以改变物体的内能。
本题主要考查学生对:内能、改变内能两种方式的了解和掌握,内能是一个状态量,热量是一个过程量,在学习过程中要注意区分,不能混淆。
7.【答案】B
【解析】解:
ACD、比热容是物质的一种特性,与质量、体积、温度无关,一杯水倒去一半、一块铁分成两半、15℃的水变成45℃的水,比热容都不变,故ACD错;
B、水凝结成冰,状态改变、比热容改变,故B正确。
故选:B。
比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类、所处的状态有关,而与质量、体积、温度无关。
本题考查了对比热容特性的理解,属于基础题目。
8.【答案】水 有用 80 250
【解析】解:(1)有用功:打水的过程中,我们的目的是提水,所以有用功是提升水做的功;
(2)打捞水桶的过程中,目的是提升水桶,所以对水桶做的功是有用功;
(3)有用功是对水做的功:W有用=G水h=mgh=8kg×10N/kg×1m=80J;
总功是动力对机械做的功:W总=Fs=50N×5m=250J。
故答案为:(1)水;(2)有用;(3)80;250。
(1)有用功是提升水做的功;
(2)打捞水桶的过程中,目的是提升水桶;
(3)根据W有用=G水h求出对水做的有用功;根据W总=Fs求出动力对机械做的总功。
本题考查了有用功概念以及有用功和总功的计算,是一道基础题。
9.【答案】不变;变小;变小
【解析】解:神舟八号的载人舱匀速下降时,载人舱的质量不变,速度不变,动能不变;高度减小,势能变小;机械能=动能+势能,机械能变小.
故答案为:不变;变小;变小.
(1)动能大小跟质量、速度有关.质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大.
(2)势能大小跟质量、被举得高度有关.被举得高度一定时,质量越大,势能越大;质量一定时,高度越高,势能越大.
地面附近的物体受到重力作用,物体被举高时具有重力势能,在太空中,物体不受重力,不具有重力势能,物体间有万有引力,物体有相对高度时,物体具有的是势能.
10.【答案】剧烈 做功 热传递
【解析】解:反复折铁丝时,人对铁丝做功,机械能转化为铁丝的内能,内能增大,温度升高,是通过做功的方式改变物体的内能;由于温度升高,所以此时的分子运动变的更为剧烈;将这根铁丝放在火中也可以使它发热,这是用热传递的方式改变物体的内能。
故答案为:剧烈;做功;热传递。
(1)温度越高,分子运动越剧烈;
(2)解决此题要知道做功可以改变物体的内能,当对物体做功时,机械能转化为内能,当物体对外做功时,内能转化为机械能;
(3)改变内能的方式做功和热传递。
解决此类问题要结合做功可以改变物体的内能及分子热运动的知识进行分析解答。
11.【答案】降低;比热容;压缩
【解析】解:
(1)汽车发动机工作时将内能转化为机械能,冒“黑烟”说明燃烧不充分,用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小,所以效率降低;
(2)用水做冷却剂是因为水的比热容较大,在相同条件下能吸收更多的热量.
(3)压缩冲程是活塞向上运动,压缩空气,对空气做功,机械能转化为内能.
故答案为:降低;比热容;压缩.
(1)热机工作的过程中内能转化为机械能;热机的效率是指用来做有用功的能量占燃料完全燃料放出的总能量的百分比,据此结合现象可分析对效率的影响;
(2)水具有比热容较大的特性,这是常被选做冷却剂的原因.
(3)压缩冲程是将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能.
本题主要考查了热机工作时能量的转化以及对热机效率、比热容概念的理解,属于基础题目.
12.【答案】0 1 2
【解析】解:(1)由丙图知:2~4s内重力方向与物体运动距离方向垂直,所以,重力对物体做功0J。
(2)0~2s内物体的速度大小为零,物体处于静止状态,物体受静摩擦力,大小等于推力等于1N。由丙图知,4~6s内,物体匀速运动,由乙图知,F=2N,由于摩擦力与推力是一对平衡力,大小相等所以,摩擦力大小为2N。2~4内,物体加速运动,受力不平衡,推力大于摩擦力;但由于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度没有改变,所以摩擦力大小不变,仍为2N。
故答案为:0;1;2。
(1)从速度图象中分析2~4s时,根据做功的两个必要条件分析解答;
(2)0~2s内,物体处于静止状态,根据二力平衡判断物体受到的摩擦力;
首先从v−t图象中得出4~6s内物体的运动情况,然后对应的从F−t图象中得出物体所受的摩擦力,最后根据摩擦力的影响因素判断出2~4s时物体受到的摩擦力大小。
本题将v−t图象和F−t图象相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小是本题的关键所在。
13.【答案】丙 80 20
【解析】解:
(1)在内燃机的四个冲程(吸气、压缩、做功、排气)中,内能转化为机械能的是做功冲程:
甲图:排气门打开,活塞向上运行,气缸容积减小,是排气冲程,此冲程机无能量转化;
乙图:两气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,此冲程机械能转化为内能;
丙图:气门都关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,此冲程内能转化为机械能;
丁图:进气门打开,活塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程,此冲程机无能量转化;
(2)飞轮的转速为2400r/min=40r/s,在一个工作循环中,飞轮转动2转,对外做功一次,所以此汽油机每秒钟内完成80个冲程,对外做功20次。
故答案为:丙;80;20。
(1)在内燃机的四个冲程中,进气门和排气门均关闭的只有压缩冲程和做功冲程,而在压缩冲程中活塞向上运动,做功冲程中活塞向下运动;一个气门打开,另一个气门关闭的是吸气冲程和排气冲程,而在吸气冲程中活塞向下运动,排气冲程中活塞向上运动;
在做功冲程中,是把内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能;
(2)四个冲程内燃机在一个工作循环中,完成4个冲程,飞轮转动2转,对外做功一次。
本题考查了内燃机的四个冲程以及各冲程的能量转化,是中考的热点内容。
14.【答案】热值 8.4×l08 2500
【解析】解:
(1)在同等条件下,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大;
(2)2kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量相当于20kg煤气完全燃烧放出的热量;
20kg煤气完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=20kg×4.2×l07J/kg=8.4×l08J;
(3)由题意可知:Q吸=Q放=8.4×108J,由Q吸=cm△t可得加热水的质量为:
m=Q吸c△t=8.4×108J4.2×103J/(kg⋅℃)×(100℃−20℃)=2500kg。
故答案为:热值;8.4×l08;2500。
(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫这种燃料的热值;
(2)利用Q放=mq求出1kg煤气完全燃烧放出的热量,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的10倍,据此求1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量;
(3)由题知,Q吸=Q放,而Q吸=cm△t,知道水的比热容、水温度升高的度数,可求水的质量。
本题考查了学生对燃料的热值、燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握和运用,因条件已给出,难度不大。
15.【答案】解:力臂越长越省力,最长的力臂即支点与作用点的连线,连接OA即为最长力臂l,然后根据力臂的画法作出垂直于力臂的作用力F即可,如下图所示:
。
【解析】由杠杆的平衡条件可知,当动力臂最大时,动力最小,即最省力。连接支点和力的作用点A即是最大动力臂,当作用力与之垂直时,作用力最小。
求最小的力是常见的题型,关键是要找到离支点最远的点从而做出最长的力臂。
16.【答案】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:
。
【解析】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。
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。
17.【答案】解:从动滑轮的挂钩开始依次绕绳子,最后有三段绳子承担物重,这就是最省力的绕法.如图所示.
【解析】滑轮组的省力情况取决于承担物重的绳子的段数,也就是看有几段绳子连着动滑轮,段数越多越省力.
在滑轮组中,绕过动滑轮的绳子股数越多会越省力,即F=1nG.
18.【答案】甲 不同 转换法 质量和速度 不能
【解析】解:
(1)探究小球动能的大小与速度的关系,要控制质量相同,速度不同,由甲图可以看出,符合题意,为了获得不同的速度,应该让小球从不同的高度自由滚下;
(2)将不能直接看出的小球动能,转换成看得到的木块移动的距离,是转换法;
(3)通过甲图的实验可以得到物体的动能大小与物体的速度有关,通过乙图的实验可以得到物体的动能大小与物体的质量有关;
(4)假如水平面绝对光滑,被撞击后的木块将不再受到阻力,则木块在水平方向上不受力,由牛顿第一定律可知,木块将保持匀速直线运动,故得不到实验结论。
故答案为:(1)甲;不同;(2)转换法;(3)质量和速度;(4)不能。
(1)(3)掌握控制变量法在此实验中的应用,动能与物体的质量和速度有关,在探究动能与其中一个量的关系时,另一个量保持不变,改变要探究的量。
(2)转换法:实验中通过小球对木块做功的多少来反映动能的大小。
(4)如果水平面绝对光滑,木块被撞击后将保持匀速直线运动,永远运动下去。
动能的大小与物体的质量和速度有关,注意控制变量法的应用,动能的大小通过小小球撞击木块的距离来反映动能的大小,体现了转换法。
19.【答案】台秤 卷尺 秒表 B 150W
【解析】解:(1)实验中要用台秤测出小明的质量,用米尺测出楼层的高度,用秒表来测量所用的时间,故需要的器材有:台秤(或磅秤)、米尺(卷尺)、秒表;
(2)需要测量的是小明的质量或重力、楼高、上楼时间,不需要测量的是楼梯的长度,因此多余的步骤是B。
(3)实验的表格如下:
人的质量m/kg
上楼梯所用的时间t/s
一楼到三楼的竖直高度h/m
功率P/W
(4)已知小明的质量,可以得到体重,一层楼的高度在3m左右,爬一层楼的时间大约10s,据此计算上楼的功率。
小明爬楼的功率为P=Wt=Ght=mght=50kg×10N/kg×3m10s=150W。
故答案为:(1)台秤(磅秤)、卷尺(米尺)、秒表;
(2)B;
(3)如上表。
(4)150W。
(1)上楼就是克服自身的重力做功,可以用台秤测出小明的质量,根据G=mg求出重力,用米尺测出楼层的高度,同时用秒表来测量所用的时间。
(2)根据W=Gh求出上楼时所做的功,用秒表测出上楼的时间,根据P=Wt求出上楼的功率。
(3)结合实验中需要测量的量,设计出记录数据的表格。
(4)根据对相关物理量的估测,可计算得出功率的大小。
本题考查了功率的测量实验,关键是明白实验的原理,并会用表达式进行相关计算;体现了学有所用,理论联系实际的新理念。
20.【答案】温度 相同 秒表 温度计 B 1.2×103
【解析】解:(1)由图乙知,在两个相同的烧杯中分别装入质量和温度都相同的A、B两种液体。
(2)根据转换法,用规格相同的电加热器来加热,其目的是为了使两种液体在相同时间内吸热相同。
(3)通过加热时间的长短来比较吸热多少,故用到秒表;因比较液体的温度,故需要的测量工具是温度计;
(4)根据描绘出A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象知,加热相同时间,B升温快,根据比较吸热能力的第2种方法,可知B的吸热能力更强:
由表中数据,加热5分钟,A高的温度为:
30℃−10℃=20℃;
B液体升高的温度为:
50℃−10℃=40℃;
根据c=Qm△t,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,则B的比热容是:
20℃40℃×2.4×103J/(kg⋅℃)=1.2×103J/(kg⋅℃)。
故答案为:(1)温度; (2)相同; (3)秒表; 温度计; (4)B; 1.2×103。
(1)根据图乙分析;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;
(3)根据通过加热时间的长短来比较吸热多少和比较液体的温度确定需要的测量工具;
(4)比较物质吸热能力的方法:
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;
由表中数据得出加热5分钟,A、B升高的温度,根据c=Qm△t,在质量和吸热相同的情况下,比热容与升高的温度成反比求出B的比热容。
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。
21.【答案】解:(1)△t=60℃−20℃=40℃,
水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×100kg×40℃=1.68×107J;
(2)因为Q吸=Q放,
所以由Q放=qV可得:
V=Q吸q=1.68×107J4.0×107J/m3=0.42m3。
答:(1)水吸收的热量是1.68×107J;
(2)要完全燃烧0.42m3的煤气可以产生相同的热量。
【解析】(1)知道水的质量,又知道水的比热容、水升高的温度,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)若不计热量的散失,即Q吸=Q放,利用Q放=Vq求需要完全燃烧的煤气。
本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq的掌握和运用,利用好不计热量的散失时Q放=Q吸是本题的关键。
22.【答案】解:(1)已知t=15min=900s,根据速度公式v=st=5.4×103m15×60s=6m/s,
(2)根据做功公式W=FS=4000N×5.4×103m=2.16×107J,
(3)P=Wt=2.16×107J15×60S=2.4×104W,
答:(1)汽车的行驶速度6m/s。
(2)汽车发动机牵引力做的功为2.16×107J。
(3)汽车发动机牵引力的功率2.4×104W。
【解析】(1)根据速度公式v=st就能算出汽车行驶的速度;
(2)根据做功公式W=Fs可求出汽车发动机牵引力做的功;
(3)根据功率公式P=Wt即可求出汽车发动机牵引力的功率。
本题考查的知识点较多,有速度公式、做功公式及功率公式的计算,属于常见的考题。
23.【答案】比热容 汽化 吸热 压缩冲程 做功
【解析】解:
(1)因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质(沙石、土壤等)比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,所以,保护并增大城区的绿地、水体面积,多植树,可以大大减弱该城市的“热岛效应”;
(2)采用喷雾系统是利用了水汽化能够从周围物体中吸收热量,能起到降温的作用;
(3)①在汽油机的压缩冲程中,活塞压缩气体做功,使气体的内能增大,温度升高,机械能转化为内能;
②刹车片发热,是刹车片克服摩擦做功,使刹车片的内能增加、温度升高,是通过做功的方式改变物体内能。
故答案为:(1)比热容大;(2)汽化;吸热;(3)①压缩冲程;②做功。
(1)水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;
(2)物质由液态变为气态叫汽化,汽化吸热;
(3)①在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是压缩冲程,内能转化为机械能的是做功冲程;
②改变内能的方法:一是做功,对物体做功(克服摩擦做功、压缩气体做功),物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减少;二是热传递。
本题主要考查学生对城市热岛效应的原因的了解,本题同时考查了改变内能的方法、水比热容大和汽化吸热的应用,是一道综合性题目。
24.【答案】5.2×109 2.7×104 8.1×106 1000 战斗机在空气中高速飞行时,飞机的表面要克服空气摩擦阻力做功,使飞机表面的内能增加,温度升高
【解析】解:(1)完全燃烧104kg燃油放出的热量:Q放=mq=104kg×5×107J/kg=5.2×109J;
(2)由表中数据可知,所受阻力与速度的平方成正比,即f1:f2=v12:v22,
则飞机以300m/s的速度巡航时,所受阻力:f3=(v3v1)2f1=(300m/s100m/s)2×0.3×104N=2.7×104N;
则飞机发动机的输出功率:P=Wt=Fst=Fv=fv=2.7×104N×300m/s=8.1×106W;
(3)飞机的油量还有3.2×103kg,则这些燃油放出的热量:
Q′=m′q=3.2×103kg×5×107J/kg=1.6×1011J;
根据η=WQ得还能做的有用功:
W=30%×Q′=30%×1.6×1011J=4.8×1010J,
由表格数据可知,速度400m/s时的阻力为:f5=4.8×104N;
由W=Fs=fs可得:s=Wf4=4.8×1010J4.8×104N=1×106m=1000km;
(4)战斗机在空气中高速飞行时,飞机的表面要克服空气摩擦阻力做功,使飞机表面的内能增加,温度升高。
故答案为:(1)5.2×109;(2)2.7×104;8.1×106;(3)1000;(4)战斗机在空气中高速飞行时,飞机的表面要克服空气摩擦阻力做功,使飞机表面的内能增加,温度升高。
(1)已知燃油的质量,根据Q放=mq求出完全燃烧放出的热量;
(2)由表中数据可知,所受阻力与速度的倍数的平方成正比,据此求飞机以300m/s的速度巡航时所受阻力,再利用P=Fv=fv求飞机发动机的输出功率;
(3)根据Q=mq求出飞机还有的油量放出的热量;根据η=WQ求得机械能,判断出飞机以500m/s的速度巡航时所受阻力,利用W=fs可求得飞机的最大航程;
(4)改变物体内能的方法有两种:做功和热传递。
本题考查热量和功率的计算,新一代战斗机是一项高科技的研究成果,它包含了众多与物理学相关的知识,我们应该学会通过分析材料找出里面所包含的物理信息,并解答相关的疑问。
25.【答案】热传递 无污染 重力势能 6.3×107 2.5
【解析】解:(1)太阳光入射到黑色的吸热层上时,水吸热,温度升高,内能增大,是通过热传递改变了水的内能。
(2)太阳能热水器的优点:节能、环保、无污染。
(3)太阳能热水器中水流出时的动能是重力势能转化而来的。
(4)由密度公式得,热水器中水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×120×10−3m3=120kg,
水吸收的热量:
Q吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×120kg×(70℃−20℃)=2.52×107J,
由效率公式得,集热器上需要得到的太阳能:
Q总=Q吸η=2.52×107J40%=6.3×107J;
由P=Wt得,集热器每平方米照射5h接收的热量:
Q=Pt=1400W×5×3600s=2.52×107J,
则热水器上集热器的面积:
S=Q总Q=6.3×107J2.52×107J=2.5m2。
故答案为:(1)热传递;(2)无污染;(3)重力势能;(4)6.3×107;2.5。
(1)改变内能方式:做功、热传递;
(2)从节能环保的角度作出分析和解答;
(3)重力势能与物体的质量和高度有关;
(4)计算出水吸收的热量,根据热效率计算出太阳能接收的能量;然后再利用功率的公式P=Wt计算出1m2所接受的热量,最后计算出热水器上集热器的面积S。
本题是一道热学的综合题,对学生的公式应用能力和综合计算能力要求比较高,体现了物理来源于生活,服务于社会的新课程理念。
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