2023-2024学年四川省成都市东部新区九年级(上)月考物理试卷(10月份)
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这是一份2023-2024学年四川省成都市东部新区九年级(上)月考物理试卷(10月份),共37页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图与计算题,实验与探究题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)下列有关分子热运动的说法,不正确的是( )
A.海绵容易被压缩表明分子间有间隔
B.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间有引力
C.将光滑的铅片和金片紧压在一起五年,它们相互渗入约1mm,说明固体分子在不停地做无规则的运动
D.一升水和一升酒精混合后,总体积小于两升,表明分子间有间隙
2.(2分)如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
A. 锯木头锯条发热
B. 划火柴点火
C. 烧水时水温升高
D. 铁丝来回弯折温度升高
3.(2分)关于内能、热量和温度的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量也就越多
B.1kg、0℃的水的内能和1kg、0℃的冰的内能一样大
C.物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高
D.在热传递过程中,热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
4.(2分)关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关
B.物质的比热容与物质吸、放热及温度和质量都没有关系
C.比热容是物质的特性,所以不同种物质的比热容一定不同
D.同温度、同质量的不同物体,比热容大的物体含有的热量多
5.(2分)如图,经典的清汤铜锅,可以突出羊肉等食材的原汁原味,是因为铜的比热容比常的金属铁和铝都要小,则关于铜和铝的比热容的说法正确的( )
A.铜的质量减小一半,比热容也减半
B.质量相同的铜锅和铝锅,铜锅含有的热量比铝锅小
C.质量相同的铜锅和铝锅,加热相同时间,铜锅的温度升高得多
D.铜的比热容小,说明铜的吸热能力强,放热能力差
6.(2分)关于燃料的热值,以下说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
B.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
7.(2分)将一瓶酒精用去三分之一,则剩余酒精的密度、比热容和热值( )
A.热值不变,密度、比热容变为原来的三分之二
B.都变为原来的三分之二
C.热值变为原来的三分之二,密度、比热容不变
D.都不变
8.(2分)下列关于汽油机和柴油机的主要区别,其中错误的是( )
A.柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞
B.在做功冲程中,柴油机的点火方式叫点燃式,汽油机的点火方式叫压燃式
C.柴油机比汽油机笨重,但燃料便宜
D.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
9.(2分)如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是( )
A.乙图中汽缸内气体温度会下降
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
10.(2分)如图所示为内燃机的能量流向图,热机效率(η)等于( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
11.(2分)如图所示,一带负电橡胶棒靠近用细线挂住的轻细吸管A端时,吸管发生了转动。对吸管A端带电性质判断正确的是( )
A.若相互吸引,一定带正电
B.若相互吸引,一定带负电
C.若相互排斥,一定带正电
D.若相互排斥,一定带负电
12.(2分)如图所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些原子核转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些原子核转移到b上,瞬时电流方向a→b
13.(2分)如图所示,一个移动电源正在给手机电池充电,此时该手机的电池相当于( )
A.用电器B.开关C.导线D.电源
14.(2分)下列电路图中,与如图所示的实物电路对应的是( )
A.B.
C.D.
15.(2分)如图所示的四个电路中,若将开关S闭合,会发生短路的电路是( )
A.B.
C.D.
二、填空题(每空2分,共36分)
16.(4分)陆游的《村居书喜》中有诗句:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,其中“骤暖花香”描述的是 现象,该现象说明: 越高,分子的热运动越剧烈。
17.(4分)新型冠状病毒疫情防控期间,人们使用浓度为75%的消毒酒精是由纯酒精和蒸馏水充分混合形成的,其总体积 (选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有 。
18.(4分)2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在文昌航天发射场准时点火发射,取得圆满成功。火箭发动机 (选填“属于”或“不属于”)热机。火箭在加速升空过程中,火箭外壳会急剧升温,这是通过 方式改变火箭外壳的内能。
19.(4分)汽车发动机常用水做为散热剂是因为水的 较大。发动机的水箱内装有质量为15kg的水,当温度升高10℃吸收 J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
20.(4分)如图所示,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进透明塑料盒孔中,再在透明塑料盒中滴入数滴酒精,酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,燃气的 减少,图中情景相当于“四冲程”热机工作过程中的 冲程。
21.(4分)跟毛皮摩擦过的橡胶棒带 电。这是因为在摩擦过程中橡胶棒 电子(选填“得到”或“失去”)。
22.(4分)某种单缸四冲程汽油机满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功150J,飞轮的转速是1600r/min,该汽油机每分钟消耗0.01kg汽油。该汽油机每分钟对外做功 J,该汽油机满负荷工作时将内能转化为机械能的效率是 。(结果精确到1%)(汽油热值为4.6×107J/kg)
23.(4分)如图甲所示,闭合开关,小灯泡L1、L2都发光,即电路形成 (选填“通路”“断路”或“短路”),乙图中,开关都闭合后灯泡被短接的是 (填序号)。
24.(4分)在如图所示的电路中,不论开关如何切换,电铃和灯泡都能安全使用。若想让灯泡和电铃同时工作 ;若同时闭合S1和S2,可以工作的用电器是 。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
25.(2分)在虚线框内画出如图所示的实物电路的电路图。
26.(2分)按照图甲中的电路图,把图乙中的电路元件连接成实物电路。
27.(6分)为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我区农村地区已经用上了天然气烧水煮饭7J/m3,此时外界为1标准大气压。求:
(1)0.03m3天然气完全燃烧放出的热量;
(2)若不计热量散失,这些热量被2kg、30℃的水吸收,能使水升高到多少℃?
28.(6分)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给200g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了8.4g酒精。求此过程中:【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg】。
(1)水吸收的热量;
(2)酒精灯烧水的效率。
四、实验与探究题(每空2分,共18分)
29.(6分)在“连接并联电路”的实验中,小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关S应该处于 状态。
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。故障的原因可能是 。
A.某个灯泡的灯丝断路
B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路
D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后,继续进行实验。为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该 。
A.同时观察两个支路上的灯泡
B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
30.(12分)在探究不同物质吸热能力强弱实验中,实验小组的同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
(1)实验中,同学们应该选用 (选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热;在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 (选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油;
(2)温度计的玻璃泡 (选填“能”或“不能”)触碰容器底;
(3)水和煤油吸热的多少可以通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映;
(4)为了便于分析实验数据所反映的规律,作出了如图乙所示的“温度﹣时间”图象,由此分析可知 (选填“水”或“煤油”);
(5)结束实验后,熄灭的酒精灯温度会降低,内能 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
一、选择题(每小题2分,共10分,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有2个选项符合题目要求,全部选对的2分,选对但不全的1分,有选错的的0分。)
31.(2分)一冰块先后经历了以下三个过程:①﹣10℃的冰到0℃的冰,吸收热量Q1;②0℃的冰变为10℃的水,吸收热量Q2;③10℃的水到20℃的水,吸收热量Q3。已知c冰<c水,在整个过程中质量保持不变,不考虑热量散失,则( )
A.Q1<Q2=Q3B.Q1<Q2<Q3C.Q1<Q3<Q2D.Q1=Q2=Q3
32.(2分)甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为( )
A.3:4B.2:3C.3:2D.4:3
33.(2分)飞机黑匣子的电路等效为两部分,一部分为信号发射电路,可用等效电阻R1表示,用开关S1控制,30天后自动断开,R1停止工作;另一部分为信息储存电路,可用等效电阻R2,用开关S2控制,能持续工作6年,如图所示。关于黑匣子的等效电路中正确的是( )
A.B.
C.D.
(多选)34.(2分)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失)。如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2:1
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较少
(多选)35.(2分)如图甲有三根绞在一起的电线,可以用如图乙所示的“测通器”把它们区分开。先把A、B连在一起时,将“测通器”连接在D、F两端;再把B、C连在一起时,将“测通器”连在D、E两端( )
A.A和F是同一根电线,C和E是同一根电线
B.B和D是同一根电线,C和E是同一根电线
C.A和E是同一根电线,B和D是同一根电线
D.B和D是同一根电线,C和F是同一根电线
二、综合题(共10分)
36.(5分)近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动:
(1)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息7J/kg)
(2)汽车行驶时发动机燃烧,m质量的汽油,产生的牵引力为F,能使汽车前进的距离s为 (用给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用q表示)。
(3)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示;根据表中数据所反映的规律可知 m。
37.(5分)如图甲所示,A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器,加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收,其中甲液体的比热容3×103J/(kg•℃);让两个加热器同时开始工作,60s后停止加热(从球放入到达到热平衡不计热损失),它们的温度随时间变化图象如图乙所示。
(1)加热60s时,乙液体吸收的热量为多少;
(2)甲液体的质量多少;
(3)合金球的比热容为多少?
2023-2024学年四川省成都市东部新区九年级(上)月考物理试卷(10月份)
参考答案与试题解析
一、单项选择题(每小题只有一个选项符合题目要求2分,共30分)
1.(2分)下列有关分子热运动的说法,不正确的是( )
A.海绵容易被压缩表明分子间有间隔
B.压紧的铅块能结合在一起,表明分子间有引力
C.将光滑的铅片和金片紧压在一起五年,它们相互渗入约1mm,说明固体分子在不停地做无规则的运动
D.一升水和一升酒精混合后,总体积小于两升,表明分子间有间隙
【分析】根据分子动理论的内容分析答题,物质是由分子或原子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动,组成物质的分子间存在相互作用的引力与斥力。
【解答】解:
A、海绵容易被压缩是因为海绵内部有空隙,故A错误;
B、压紧的铅块能结合在一起,故B正确;
C、铅片和金片紧压相互渗入是固体的扩散现象,故C正确;
D、一升水和一升酒精混合后,这说明分子间有间隙。
故选:A。
【点评】本题考查学生对分子动理论内容的掌握情况,需要结合具体实例进行分析。
2.(2分)如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )
A. 锯木头锯条发热
B. 划火柴点火
C. 烧水时水温升高
D. 铁丝来回弯折温度升高
【分析】改变物体内能的方式:做功和热传递。做功改变物体内能的实质是内能和其他形式能的相互转化;热传递改变物体内能的实质是内能的转移。
【解答】解:
A、锯条锯木头,机械能转化为内能;不符合题意;
B、擦划火柴是相互摩擦做功,是通过做功的方式增加了物体的内能;
C、烧水时,使水的内能增加;属于通过热传递的方式改变物体的内能;
D、来回弯折铁丝,是利用做功来改变物体内能的。
故选:C。
【点评】此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于基础题目。
3.(2分)关于内能、热量和温度的关系,下列说法中正确的是( )
A.物体温度越高,含有的热量也就越多
B.1kg、0℃的水的内能和1kg、0℃的冰的内能一样大
C.物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高
D.在热传递过程中,热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
【分析】(1)热量是一个过程量,不是一个状态量,热量描述了物体发生热传递时,传递能量的多少,不能说物体含有多少热量;
(2)内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,与物体的质量、温度、状态均有关;
(3)晶体熔化时,吸收热量内能增加,温度不变;
(4)热传递的条件是:有温度差;热传递的特点是:高温物体放出热量,低温物体吸收热量,热量从高温物体传给低温物体。
【解答】解:
A、热量是一个过程量,我们才用热量这个概念,故A错误;
B、1kg0℃的冰熔化成5kg0℃的水,内能增大;
C、晶体熔化时,温度不变;
D、热传递的条件是有温度差,因此热量也可能由内能小的物体传给内能大的物体。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对内能、温度和热量的关系以及晶体的熔化现象,难度不大。
4.(2分)关于比热容,下列说法中正确的是( )
A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关
B.物质的比热容与物质吸、放热及温度和质量都没有关系
C.比热容是物质的特性,所以不同种物质的比热容一定不同
D.同温度、同质量的不同物体,比热容大的物体含有的热量多
【分析】(1)单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容;比热容是物质一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关;
(2)在热传递过程中,物体改变内能的多少叫做热量,物体本身不含有热量。
【解答】解:AB、比热容是物质的特性,与物质吸收热量的多少、物体质量大小都没有关系、B正确;
C、比热容是物质一种特性,但少数不同物质比热容相同3J/(kg•℃),故C错误;
D、因为热量只在热传递这个过程中体现,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了比热容和热量的概念。注意比热容是物质的一种特性,与物体的质量、物体的温度变化和物体吸收热量的多少均无关,它只与物质的种类、状态有关。
5.(2分)如图,经典的清汤铜锅,可以突出羊肉等食材的原汁原味,是因为铜的比热容比常的金属铁和铝都要小,则关于铜和铝的比热容的说法正确的( )
A.铜的质量减小一半,比热容也减半
B.质量相同的铜锅和铝锅,铜锅含有的热量比铝锅小
C.质量相同的铜锅和铝锅,加热相同时间,铜锅的温度升高得多
D.铜的比热容小,说明铜的吸热能力强,放热能力差
【分析】(1)比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量,比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和状态有关,与质量、体积、形状、吸热或放热等无关;
(2)热量是过程量,只能说吸收或放出热量等;
(3)根据Δt=可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容较小的物质,温度升高的多;
(4)比热容能描述吸热能力,也能说明放热能力。
【解答】解:A、比热容是物质的一种特性,故比热容不变;
B、热量是过程量,B错误;
C、质量相同的铜锅和铝锅,吸收热量相同,故升温更多;
D、比热容能描述吸热能力,D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对比热容计算公式的运用,需要熟练掌握相关的基本知识点。
6.(2分)关于燃料的热值,以下说法中正确的是( )
A.燃料燃烧时,质量越大,热值越大
B.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值
C.燃料的热值与燃料的种类有关系,与燃料的质量和燃烧状况无关
D.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小
【分析】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值,热值是燃料的一种特性,热值大小仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量、燃料的燃烧程度无关。
【解答】解:
完全燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值,必须是完全燃烧放出的热量;
热值是燃料的一种特性,热值大小仅与燃料的种类有关、燃料的燃烧程度无关,热值仍存在,C正确。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对热值概念的了解与掌握,理解热值是燃料的特性。
7.(2分)将一瓶酒精用去三分之一,则剩余酒精的密度、比热容和热值( )
A.热值不变,密度、比热容变为原来的三分之二
B.都变为原来的三分之二
C.热值变为原来的三分之二,密度、比热容不变
D.都不变
【分析】比热、燃料的热值都是物质的一种特性,它们的大小与物体的质量和体积均无关系。
【解答】解:
将一瓶酒精,用去三分之一后,体积减小,所以密度。
故选:D。
【点评】解答此题的关键是正确理解和掌握比热容和燃料的热值的概念和特性。
8.(2分)下列关于汽油机和柴油机的主要区别,其中错误的是( )
A.柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞
B.在做功冲程中,柴油机的点火方式叫点燃式,汽油机的点火方式叫压燃式
C.柴油机比汽油机笨重,但燃料便宜
D.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
【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。
【解答】解:
A、柴油机和汽油机的结构不同:柴油机的气缸上是喷油嘴。此选项正确;
B、在做功冲程,柴油机的点火方式叫压燃式;
C、柴油机比汽油机笨重。此选项正确;
D、在吸气冲程,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物。
故选:B。
【点评】总结汽油机和柴油机的异同点:①相同点:四个冲程相同,能的转化相同;②不同点:①吸入的物质不同;②结构不同;③压强不同,效率不同;④点火方式不同。
9.(2分)如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是( )
A.乙图中汽缸内气体温度会下降
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁、丙、乙、甲
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
【分析】热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能;
在热机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
【解答】解:
甲图:气门都关闭,活塞向上运行,是压缩冲程;
乙图:排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程;
丙图:气门都关闭,活塞向下运行,是做功冲程;
丁图:进气门打开,活塞向下运行,是吸气冲程;
热机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、排气冲程;
在热机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,依靠飞轮惯性完成的冲程是:甲、乙;
综上所述,A正确。
故选:A。
【点评】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程,要结合气门和活塞运动情况进行判断。
10.(2分)如图所示为内燃机的能量流向图,热机效率(η)等于( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
【分析】要解决此题,首先要知道热机效率的概念,会看内燃机能流图。
【解答】解:热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,
用公式表示为η=×100%=×100%。
故选:B。
【点评】此题主要考查了热机效率的计算,重点是对概念的考查,属于识记性内容。
11.(2分)如图所示,一带负电橡胶棒靠近用细线挂住的轻细吸管A端时,吸管发生了转动。对吸管A端带电性质判断正确的是( )
A.若相互吸引,一定带正电
B.若相互吸引,一定带负电
C.若相互排斥,一定带正电
D.若相互排斥,一定带负电
【分析】带电体能够吸引轻小物体;
同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
【解答】解:带电体能够吸引轻小物体,异种电荷相互吸引,若相互吸引;故AB错误;
若相互排斥,A端一定带负电,D正确。
故选:D。
【点评】此题考查带电体的性质和电荷间的相互作用规律,要综合分析解答。
12.(2分)如图所示,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时,金属球b也带上负电( )
A.a上的一些电子转移到b上,瞬时电流方向b→a
B.b上的一些电子转移到a上,瞬时电流方向a→b
C.b上的一些原子核转移到a上,瞬时电流方向b→a
D.a上的一些原子核转移到b上,瞬时电流方向a→b
【分析】接触带电也是电子发生了转移;物理学中规定正电荷的定向移动方向是电流的方向,负电荷的定向移动方向与电流的方向相反。
【解答】解:
带负电的物体有多余电子,用一个带负电的物体a去接触不带电的验电器的金属球b时;因为电流方向与负电荷定向移动的方向相反,瞬时电流方向b→a。
故选:A。
【点评】明确形成电流的条件和电流方向的规定,理解接触带电是解答此题的关键。
13.(2分)如图所示,一个移动电源正在给手机电池充电,此时该手机的电池相当于( )
A.用电器B.开关C.导线D.电源
【分析】电路由电源、开关、导线、用电器组成,分析题意,然后答题。
【解答】解:在给手机电池充电的过程中,电能转化为电池的化学能,所以手机电池相当于用电器。
故选:A。
【点评】本题考查了电路的组成,是一道基础题。
14.(2分)下列电路图中,与如图所示的实物电路对应的是( )
A.B.
C.D.
【分析】先分析实物图的连接方式,再根据各选项电路图选择正确答案。
【解答】解:由实物图知,两灯并联1在干路上控制整个电路,S2在L2支路。
A.图中两灯并联1在干路上,S2在L8支路上,故A与实物图相符;
B.图中两灯并联1在干路上,S2在L4支路上,故B与实物图不相符;
C.图中开关S1将灯泡L2与S8短路,故C与实物图不相符;
D.图中两灯并联,故D与实物图不相符。
故选:A。
【点评】本题考查根据实物图选择电路图,关键是明白电路中各个用电器的连接情况以及开关的作用。
15.(2分)如图所示的四个电路中,若将开关S闭合,会发生短路的电路是( )
A.B.
C.D.
【分析】短路分为电源短路和用电器短路,电源短路是指用导线直接将电源两端相连;而用电电器短路是指用一根导线将某个用电器的两端连接起来,使电器两端的电压为零;分析各电路可知是否出现短路现象。
【解答】解:
A、开关闭合后,两灯泡并联,故A不符合题意;
B、开关闭合后,两灯泡串联;故B不符合题意;
C、开关闭合后,形成电源短路;
D、闭合开关后,两灯泡并联,故D不符合题意。
故选:C。
【点评】本题考查电路的三种状态,要能正确分析电路中的电源短路及电器短路。
二、填空题(每空2分,共36分)
16.(4分)陆游的《村居书喜》中有诗句:“花气袭人知骤暖,鹊声穿树喜新晴”,其中“骤暖花香”描述的是 扩散 现象,该现象说明: 温度 越高,分子的热运动越剧烈。
【分析】不同的物质在相互接触时,物质的分子互相进入对方的现象就叫扩散现象;扩散现象表明分子在不停地做无规则运动;温度越高,分子的热运动越剧烈。
【解答】解:“骤暖花香”描述的是扩散现象,该现象说明:温度越高。
故答案为:扩散;温度。
【点评】本题考查了扩散现象及影响分子运动快慢的因素,属于基础题。
17.(4分)新型冠状病毒疫情防控期间,人们使用浓度为75%的消毒酒精是由纯酒精和蒸馏水充分混合形成的,其总体积 小于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)混合前的总体积,此现象说明组成物质的分子间有 空隙 。
【分析】根据分子动理论的内容回答:物质都是由分子组成的,分子之间存在一定的空隙,并且分子在永不停息地做无规则运动,分子之间总存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:酒精和水都是由分子构成的物质,它们的分子之间都存在一定的空隙,两种物质的分子相互穿插渗透,所以总体积会小于二者的体积之和。
故答案为:小于;空隙。
【点评】本题主要考查学生对分子动理论知识的了解和掌握,是一道基础题。
18.(4分)2022年11月12日搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭,在文昌航天发射场准时点火发射,取得圆满成功。火箭发动机 属于 (选填“属于”或“不属于”)热机。火箭在加速升空过程中,火箭外壳会急剧升温,这是通过 做功 方式改变火箭外壳的内能。
【分析】(1)火箭发动机是热机的一种,热机是利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能的装置;
(2)做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。
【解答】解:(1)火箭发动机利用燃料燃烧获取内能再通过做功的方式转化为机械能,是热机的一种;
(2)火箭加速上升过程中,火箭外壳与大气摩擦,将机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能的。
故答案为:属于;做功。
【点评】本题考查热机以及改变内能的方式,难度不大。
19.(4分)汽车发动机常用水做为散热剂是因为水的 比热容 较大。发动机的水箱内装有质量为15kg的水,当温度升高10℃吸收 6.3×105 J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)因水的比热容比其它物质的比热容大,所以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,据此分析;
(2)知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值,利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量。
【解答】解:(1)因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,水吸收的热量多,冷却效果好;
(2)15kg的水温度升高10℃吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×108J/(kg•℃)×15kg×10℃=6.3×103J。
故答案为:比热容;6.3×103。
【点评】此题考查了热量的计算、水的比热容大的应用,注重了物理和生活的联系,属于热学基础知识的考查,比较简单。
20.(4分)如图所示,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进透明塑料盒孔中,再在透明塑料盒中滴入数滴酒精,酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,燃气的 内能 减少,图中情景相当于“四冲程”热机工作过程中的 做功 冲程。
【分析】(1)物体对外做功,将物体的内能转化为其它形式的能,物体的内能减小,温度降低;
(2)热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能。
【解答】解:当按动电火花发生器的按钮时,酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,燃气的内能减小;
四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能。
故答案为:内能;做功。
【点评】此题主要考查的是学生对做功改变物体内能和热机做功冲程的认识和了解,基础性题目。
21.(4分)跟毛皮摩擦过的橡胶棒带 负 电。这是因为在摩擦过程中橡胶棒 得到 电子(选填“得到”或“失去”)。
【分析】近代科学告诉我们:任何物体都是由原子构成的,而原子由带正电的原子核和带负电的电子所组成,电子绕着原子核运动。在通常情况下,原子核带的正电荷数跟核外电子带的负电荷数相等,原子不显电性,所以整个物体是中性的。原子核里正电荷数量很难改变,而核外电子却能摆脱原子核的束缚,转移到另一物体上,从而使核外电子带的负电荷数目改变。当物体失去电子时,它的电子带的负电荷总数比原子核的正电荷少,就显示出带正电;相反,本来是中性的物体,当得到电子时,它就显示出带负电。
【解答】解:两个物体互相摩擦时,因为不同物体的原子核束缚核外电子的本领不同,另一个物体得到多余的电子,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,故橡胶棒得到电子带着等量的负电;
故答案为:负,得到。
【点评】本题关键是要明确摩擦起电的实质是电荷的转移,摩擦起电的两个物体带等量的异号电荷,电荷总量守恒。
22.(4分)某种单缸四冲程汽油机满负荷工作时的一个做功冲程可对外做功150J,飞轮的转速是1600r/min,该汽油机每分钟消耗0.01kg汽油。该汽油机每分钟对外做功 1.2×105 J,该汽油机满负荷工作时将内能转化为机械能的效率是 26% 。(结果精确到1%)(汽油热值为4.6×107J/kg)
【分析】单缸汽油机飞轮转2转对外做功一次,据此计算汽油机每分钟对外做功的次数,根据一次做的功和每分钟的次数,计算每分钟对外做的功;
根据Q放=mq计算该汽油机每分钟消耗的汽油完全燃烧放出的热量,根据η=×100%计算该汽油机满负荷工作时将内能转化为机械能的效率。
【解答】解:单缸汽油机飞轮转2转对外做功一次,此汽油机每分钟对外做功的次数n=,
每分钟对外做的功W=150J×800=4.2×105J;
该汽油机每分钟消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=3.01kg×4.6×105J/kg=4.6×104J,
该汽油机满负荷工作时将内能转化为机械能的效率η=×100%=。
故答案为:1.3×105;26%。
【点评】本题要求学生知道:单缸汽油机飞轮转2转对外做功一次,燃料完全燃烧放热公式Q放=mq,热机的效率η=×100%,属于基础题。
23.(4分)如图甲所示,闭合开关,小灯泡L1、L2都发光,即电路形成 通路 (选填“通路”“断路”或“短路”),乙图中,开关都闭合后灯泡被短接的是 ① (填序号)。
【分析】通路:处处连通的电路,此时电路中有电流,用电器都能工作;
断路(开路):某处断开的电路;
短路分为电源短路和部分电路短路(用电器短路);不经过用电器而直接用导线将电源两极相连的电路叫做电源短路;如果电路是接通的,但某用电器两端被导线直接连通,这种情况叫做用电器被短接或用电器短路。
【解答】解:如图甲所示,闭合开关,小灯泡L1、L2都发光,即电路形成通路;
由图①可知,开关都闭合后3的两端,即小灯泡L1被短接,L1不能发光,故①符合题意;
由图②③可知,开关都闭合后,小灯泡L6、L2都发光,即这两个电路是通路;
故答案为:通路;①。
【点评】本题考查了对电路三种状态的理解,属于基础题。
24.(4分)在如图所示的电路中,不论开关如何切换,电铃和灯泡都能安全使用。若想让灯泡和电铃同时工作 S1 ;若同时闭合S1和S2,可以工作的用电器是 电铃 。
【分析】电路的三种状态分别是:通路、断路、短路;当用电器的两端被导线相连时,用电器将发生短路现象。断路是电流不再通过该用电器,用电器不工作。
【解答】解:开关S2起到对灯泡短路的作用,因此要想让灯泡工作2;
开关S8和S2都闭合时,电路发生局部短路,电流不再通过灯泡,但电铃仍工作。
故答案为:S1;电铃。
【点评】此题是结合电路图考查电路中用电器的连接情况,结合开关的组合分析电路中电流的流向,从而判断电路状态。
三、作图与计算题(共16分。计算题在解答时应写出公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分)
25.(2分)在虚线框内画出如图所示的实物电路的电路图。
【分析】根据实物图分析电路的连接情况,再画出对应的电路图。
【解答】解:由实物图可知,灯泡,电路图如图所示:
。
【点评】本题考查了根据实物图画电路图,属于基础题。
26.(2分)按照图甲中的电路图,把图乙中的电路元件连接成实物电路。
【分析】分析电路连接,根据电路图连接实物图,注意各元件顺序与电路图一致。
【解答】解:两灯串联,开关控制两灯,如下所示:
【点评】本题考查根据电路图连接实物图,注意各元件顺序与电路图一致,是学习电学的基础。
27.(6分)为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我区农村地区已经用上了天然气烧水煮饭7J/m3,此时外界为1标准大气压。求:
(1)0.03m3天然气完全燃烧放出的热量;
(2)若不计热量散失,这些热量被2kg、30℃的水吸收,能使水升高到多少℃?
【分析】(1)已知天然气的热值和体积,利用公式Q放=Vq计算天然气完全燃烧放出的热量;
(2)由题知,Q吸=Q放,知道水的质量、比热容,利用Q吸=cmΔt求水升高的温度,知道初温可求末温。
【解答】解:
(1)0.03m3天然气完全燃烧放出的热量:
Q放=Vq=5.03m3×4.6×107J/m3=8.26×106J;
(2)由题知,水吸收的热量:
Q吸=Q放=1.26×104J;
由Q吸=cmΔt得,理论上水升高的温度:
Δt===150℃,
已知水的初温为30℃,理论上水的末温为:30℃+150℃=180℃,所以实际水的温度升高到100℃。
答:(1)0.03m8天然气完全燃烧放出的热量为1.26×106J;
(2)若这些热量被2kg、30℃的水吸收。
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cmΔt、燃料完全燃烧放热公式Q放=Vq的掌握和运用,因条件已给出,难度不大;注意温度升高(Δt)与升高到(末温)的区别。
28.(6分)某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率。他们用酒精灯给200g的水加热,经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了8.4g酒精。求此过程中:【已知:水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),酒精的热值为3×107J/kg】。
(1)水吸收的热量;
(2)酒精灯烧水的效率。
【分析】(1)知道水的质量、比热容和温度变化,利用Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;
(2)已知酒精的质量和热值,利用Q=mq可求酒精完全燃烧产生的热量;
烧水时的热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
【解答】解:
(1)水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.6×103J/(kg•℃)×200×10﹣3kg×60℃=6.04×104J;
(2)8.4g酒精完全燃烧产生的热量:
Q放=mq=8.4×10﹣3kg×3×107J/kg=2.52×105J;
酒精灯烧水时的热效率:
η==×100%=20%。
答:(1)此过程中水吸收的热量是5.04×104J;
(2)酒精灯烧水时的热效率是20%。
【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式和效率公式的掌握和运用,熟记相关的计算公式是本题的关键。
四、实验与探究题(每空2分,共18分)
29.(6分)在“连接并联电路”的实验中,小红同学用两个不同的小灯泡组成了如图所示的电路。
(1)连接电路时,开关S应该处于 断开 状态。
(2)她将所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。于是她断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关1支路的灯不亮,S2支路的灯发光。故障的原因可能是 C 。
A.某个灯泡的灯丝断路
B.干路上某根导线断路
C.S1支路某根导线断路
D.S2支路某根导线断路
(3)她排除故障后,继续进行实验。为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时,她应该 A 。
A.同时观察两个支路上的灯泡
B.只观察S1所在支路上的灯泡
C.只观察S2所在支路上的灯泡
【分析】(1)连接电路时,为了安全,必须将开关断开;
(2)常见电路故障是短路和断路;断路有可能是导线断路或灯泡灯丝断了;
(3)实验过程中通过观察所有灯泡的发光情况,判断开关的作用。
【解答】解:
(1)连接电路时,为了安全。
(2)所有开关闭合,发现S1支路的灯不亮、S2支路的灯发光,说明干路和干路开关S没有故障6支路,出现导线断路或灯泡灯丝断了,再闭合所有开关1支路的灯不亮,S2支路的灯发光,说明灯泡灯丝是完好的,S6支路某根导线断路。
(3)为了探究开关S1的作用,在观察灯泡发光情况时;故选A。
故答案为:(1)断开;(2)C。
【点评】本题考查了实验过程中应注意的问题、电路故障分析等知识的掌握情况,在平时实验中要多观察、多思考,提高实验探究能力。
30.(12分)在探究不同物质吸热能力强弱实验中,实验小组的同学用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
(1)实验中,同学们应该选用 相同 (选填“相同”或“不同”)的酒精灯加热;在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 质量 (选填“质量”或“体积”)相同的水和煤油;
(2)温度计的玻璃泡 不能 (选填“能”或“不能”)触碰容器底;
(3)水和煤油吸热的多少可以通过 加热时间 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映;
(4)为了便于分析实验数据所反映的规律,作出了如图乙所示的“温度﹣时间”图象,由此分析可知 水 (选填“水”或“煤油”);
(5)结束实验后,熄灭的酒精灯温度会降低,内能 变小 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】(1)(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: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;或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;
(2)测量温度时,温度计的玻璃泡与待测液体充分接触,不能与容器侧壁或底接触;
(5)一个物体温度降低,内能变小。
【解答】解:(1)根据转换法,实验中;根据比较吸热能力的方法,根据m=ρV,在两个相同的烧杯中应加入初温相同;
(2)温度计的玻璃泡不能触碰容器底;
(3)根据转换法,水和煤油吸热的多少可以通过加热时间来反映;
(4)根据如图乙所示的“温度﹣时间”图象知,加热相同时间,由此分析可知;
(5)结束实验后,熄灭的酒精灯温度会降低。
故答案为:(1)相同;质量;(3)加热时间;(5)变小。
【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和比较内能的大小,为热学中的重要实验。
一、选择题(每小题2分,共10分,有的小题只有一个选项符合题目要求,有的小题有2个选项符合题目要求,全部选对的2分,选对但不全的1分,有选错的的0分。)
31.(2分)一冰块先后经历了以下三个过程:①﹣10℃的冰到0℃的冰,吸收热量Q1;②0℃的冰变为10℃的水,吸收热量Q2;③10℃的水到20℃的水,吸收热量Q3。已知c冰<c水,在整个过程中质量保持不变,不考虑热量散失,则( )
A.Q1<Q2=Q3B.Q1<Q2<Q3C.Q1<Q3<Q2D.Q1=Q2=Q3
【分析】(1)先比较①③两个过程吸热大小关系,两过程中冰和水升高的温度相同、质量相同,比热容不同,根据Q吸=cmΔt得出①③两个过程吸热大小关系;
(2)再比较②③两个过程吸热大小关系,0℃的冰变为10℃的水,包含了两个不同的物理过程(冰化水、水的升温过程),据此分析比较②③两个过程吸热大小关系。
【解答】解:由题意可知:①﹣10℃的冰变为0℃的水,吸热为Q1;②8℃的冰变为10℃的水,吸热为Q2;③10℃的水变成20℃的水吸热为Q3,
比较①、③,由热量计算公式可知,升高温度也相等,所以7>Q1;
而在②0℃的冰变为10℃的水,吸热为Q4中,实际包含了两个物理过程:首先是0℃的冰熔化成0℃的水,然后是熔化成的7℃的水再变为10℃的水,所以,即Q2>Q3。
故有Q6<Q3<Q2。
故选:C。
【点评】在分析时,特别需要注意的是②0℃的冰变为10℃的水,这个过程实际上包含了两个不同的物理过程,其中0℃的冰变为0℃的水,这个过程吸收热量但温度不变。这是分析此题的一个关键。
32.(2分)甲、乙两台汽油机,甲的功率是乙的2倍,甲的效率是30%,那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为( )
A.3:4B.2:3C.3:2D.4:3
【分析】解决此题的关键是弄清有效功率和总功率的区别及总功率和有效功率的关系,并利用公式将甲、乙的耗油量分别表示出来。
【解答】解:设甲的功率为P甲,乙的功率为P乙,效率为η甲,效率为η乙,汽油的热值为q,做功时间为t,
甲在时间t内做的有用功:W甲=P甲t.乙在时间t内做的有用功:W乙=P乙t。
则由题意知:P甲:P乙=2:1,η甲:η乙=30%:20%=3:2;
甲在时间t内消耗的总能量:Q甲==。
甲在时间t内的耗油量:m甲==。
同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式:m乙=。
甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比:
m甲:m乙=:=:=:=5:3。
故选:D。
【点评】解决此类题目要知道求发动机消耗的油量就是求发动机的总功率,这里所给出的功率实际是发动机的有用功率,对耗油量的表示,是本题的难点。
33.(2分)飞机黑匣子的电路等效为两部分,一部分为信号发射电路,可用等效电阻R1表示,用开关S1控制,30天后自动断开,R1停止工作;另一部分为信息储存电路,可用等效电阻R2,用开关S2控制,能持续工作6年,如图所示。关于黑匣子的等效电路中正确的是( )
A.B.
C.D.
【分析】串联电路中各用电器相互影响,并联电路中各用电器可以单独工作、互不影响;
串联电路中的开关控制整个电路;并联电路中,干路开关控制整个电路,支路开关只控制该支路上的用电器。
【解答】解:根据题意可知,R1、R2可以单独工作,互不影响,并且它们都有相应的开关控制。
故选:B。
【点评】本题考查串并联电路的特点以及串并联电路中开关的作用,难度不大。
(多选)34.(2分)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失)。如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2:1
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较少
【分析】(1)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热,不计热量损失,则在时间t内,A、B吸收的热量相同,知道A、B的温度变化,而A、B的质量相同,利用c=可得比热容的大小关系;
(2)由图可知,A、B升高相同的温度,加热A的时间比B的时间长,据此比较吸收的热量关系。
【解答】解:由题意知,用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热,电加热器放出的热量相等,则A;
A的温度变化ΔtA=40℃﹣20℃=20℃,B的温度变化ΔtB=60℃﹣20℃=40℃,A、B的质量相同,
由Q吸=cmΔt得c=,则cA:cB=ΔtB:ΔtA=40℃:20℃=2:1;
由图可知,A、B升高相同的温度,A吸收的热量多;
综上所述,AD正确。
故选:AD。
【点评】运用图象法解答问题的一般步骤是:(1)明确图象中横纵坐标表示的物理量分别是什么;(2)注意认清横坐标和纵坐标上各表示的最小分格的数值大小和单位;(3)明确图象所表示的物理意义;(4)根据图象对题目提出的问题作出判断,得到结论。
(多选)35.(2分)如图甲有三根绞在一起的电线,可以用如图乙所示的“测通器”把它们区分开。先把A、B连在一起时,将“测通器”连接在D、F两端;再把B、C连在一起时,将“测通器”连在D、E两端( )
A.A和F是同一根电线,C和E是同一根电线
B.B和D是同一根电线,C和E是同一根电线
C.A和E是同一根电线,B和D是同一根电线
D.B和D是同一根电线,C和F是同一根电线
【分析】当电路是通路时,电灯就能发光,从而辨别哪两个线头为同一根导线的两端。
【解答】解:A和B连在一起时,将“测通器”连接在D,灯泡发光,由此可以确定剩下的C与E是同一根电线的两端;
把B、C连在一起时、E两端;则BCDE连通;
由此可知:B和D是同一根电线。
故选:AB。
【点评】本题利用了电路是通路时,电灯能发光来辨别哪两个线头属于同一根导线。
二、综合题(共10分)
36.(5分)近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策,极大的促进了汽车行业的发展,随着人民生活水平的不断提高,小明的爸爸最近也购买了一辆轿车。小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动:
(1)小明同学阅读了汽车发动机的说明书后,将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表,请根据给出的信息7J/kg)
(2)汽车行驶时发动机燃烧,m质量的汽油,产生的牵引力为F,能使汽车前进的距离s为 (用给出物理量的符号表示距离,汽油的热值在本小题中用q表示)。
(3)通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示;根据表中数据所反映的规律可知 72 m。
【分析】(1)根据热值和汽油的质量,用公式Q=qm求出汽油完全燃烧放出的热量;由能流图得出转化为有用功的能量占总能量的比值,得出内燃机的效率;根据W=Q放×35%求出有用功。
(2)汽车行驶时做的有用功可以利用W=Fs来表示,汽车消耗的总能量Q可以用:Q=mq表示,利用内燃机的效率将两者联系起来,从而可以表示出汽车前进的距离。
(3)由对表格中速度和制动距离的关系的分析我们可以得出制动距离应与速度的平方成正比,则可得速度为120km/h时的制动距离。
【解答】解:
(1)汽油的热值为4.6×108J/kg,完全燃烧0.2kg的汽油产生的热量:
Q放=mq=6.2kg×4.8×107J/kg=9.7×106J;
由图知,转化为有用功的能量占总能量的比值(即热机效率):η=100%﹣30%﹣30%﹣5%=35%,
所以产生的有用功:W=Q放×35%=2.2×106J×35%=2.22×106J;
(2)由题意知,汽车行驶时发动机产生的牵引力为F,汽油的热值是q,汽车通过的距离设为s。
则完全燃烧质量为m的汽油产生的总能量:Q放=mq,
有效利用的能量:Q有=Q放η=mqη﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
有效利用的能量对汽车做功:W=Q有﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
牵引力对汽车做的功:W=Fs﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③,
联立①②③式解得:s=。
(3)通过对1、4、3、4的数据分析可知,即制动距离一定与速度有关;故可以想到可能与速度的平方成正比;
则有=,
解得:120km/h的制动距离为s′=72m。
故答案为:(1)完全燃烧8.2kg的汽油能够获得9.6×106J的能量,这些能量能产生3.22×104J的有用功;
(2);(3)72。
【点评】本题以汽车为切入点综合考查力学、热学相关知识,灵活运用所学知识、正确选用所学公式是解题的关键,属于难题。
37.(5分)如图甲所示,A、B是两个底部装有完全相同的加热器的容器,加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收,其中甲液体的比热容3×103J/(kg•℃);让两个加热器同时开始工作,60s后停止加热(从球放入到达到热平衡不计热损失),它们的温度随时间变化图象如图乙所示。
(1)加热60s时,乙液体吸收的热量为多少;
(2)甲液体的质量多少;
(3)合金球的比热容为多少?
【分析】(1)根据加热器每秒钟放出热量1000J,计算出加热器加热60s放出的热量,再根据加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收计算出乙液体吸收的热量;
(2)根据加热器每秒钟放出热量1000J,计算出加热器加热20s放出的热量,再根据加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收计算出甲液体吸收的热量,根据Q吸=cmΔt计算出甲液体的质量;
(3)根据加热60s乙液体吸收的热量,乙液体温度升高60℃﹣10℃=50℃,求出乙液体温度降低60℃﹣40℃=20℃放出的热量,再根据Q吸=Q放求出合金球吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出合金球的比热容;
【解答】解:
(1)因加热器每秒钟放出热量1000J,则加热器加热60s放出的热量Q放=1000J/s×60s=6×104J,
因为加热器产生的热量90%可以被容器中的液体吸收,
所以,加热60s时吸=90%Q放=90%×7×104J=5.4×104J;
(2)同理可得,加热器加热20s放出的热量:Q放′=1000J/s×20s=2×106J,
由题意可知,加热器加热20s时甲液体吸收的热量:Q吸′=90%Q放′=90%×2×104J=3.8×104J;
则根据Q吸=cmΔt可得甲液体的质量:m甲===2.2kg;
(3)加热60s乙液体吸收的热量Q吸=5.4×104J,乙液体温度升高60℃﹣10℃=50℃,
所以根据Q吸=cmΔt可得,乙液体的比热容与其质量的乘积:c乙m乙===1.08×103J/℃,
将质量为4.4千克的合金球迅速放入乙液体中,达到热平衡时,
则乙液体放出的热量:Q放″=c乙m乙Δt乙′=1.08×106J/℃×(60℃﹣40℃)=2.16×104J,
由于没有热量损失,所以合金球吸收的热量Q吸″=Q放″=4.16×104J,
则合金球的比热容:c合金===200J/(kg•℃)。
答:(1)加热60s时,乙液体吸收的热量为5.5×104J;
(2)甲液体的质量是0.8kg;
(3)合金球的比热容是200J/(kg•℃)。
【点评】本题主要考查了热量和比热容的计算,其中计算乙温度降低20℃时放出的热量是解题的难点,理解题意并从图像中获取有用的信息是解题的关键。实验次数
1
2
3
4
5
速度/(km•h﹣1)
40
60
80
100
120
制动距离/m
8
18
32
50
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速度/(km•h﹣1)
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制动距离/m
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