河南省漯河市第二实验中学2022-2023学年九年级上学期阶段性监测物理试卷(含答案)
展开2022-2023学年河南省漯河市第二实验中九年级(上)
段考物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)热熔胶是一种在常温下为固态的粘合剂,使用时先用热熔胶枪加热使其熔化,再凝固来粘合物体。用如图所示的一款热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是 现象。热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,说明分子间存在 力。
2.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成.钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 能转化为 能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔.
3.(3分)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 (选填“守恒”或“不守恒”)。
4.(3分)如图所示,2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火,传递低碳、环保的绿色奥运理念,实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢燃料流量约为1.2立方米/小时。与以往熊熊燃烧的火炬相比,大约能够节省99.9%的能量,充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg,表示的物理意义是 。微火炬燃烧,火炬碳纤维外壳温度升高,外壳的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。若氢气的密度为0.09kg/m3,每小时流过的氢气完全燃烧放出 J的热量。
5.(1分)在探究电路的实验中,用铜导线按如图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图乙和丙所示。则通过L1的电流是 A。
6.(2分)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 (填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上 (填“有”或“没有”)电流通过。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分,第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得分,有错选的得0分)
7.(2分)以下估测符合生活实际的是( )
A.中考物理试卷的宽度约为30mm
B.一本物理教科书的质量约为250g
C.绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为30℃
D.教室内一盏日光灯工作时的电流约为1A
8.(2分)下列说法中,正确的是( )
A.单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B.马路两旁的路灯晚上同时亮、早上同时灭,它们一定是串联的
C.由q=公式说明热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
D.在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
9.(2分)在冬天,人们常常搓手取暖,这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
10.(2分)教育部发布了《义务劳动教育课程标准(2022年版)》,家庭清洁、烹饪等9月起纳入学段目标。下列关于厨房中的物理知识说法正确的是( )
A.高压锅可以使锅内水的沸点降低
B.将菜刀磨得锋利是通过减小受力面积来增大压强
C.不要用手直接去拿刚出锅的热馒头,因为含有的热量较大
D.煲汤时,汤沸腾以后继续加热,汤的温度会继续升高
11.(2分)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
12.(2分)如图所示为一种新型“水温感应龙头”,自带水流发电电源。当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
13.(2分)下列有关热和能的说法正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递到低温物体
B.一杯热水逐渐冷却,温度下降,内能减小
C.改变内能的方法只有热传递
D.夏天在室内洒水降温,主要利用了水的比热容较大的性质
14.(2分)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相同
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线(导线不能交叉),连接好图乙实物图。
16.(2分)防控疫情期间,为了严格控制外来车辆出入小区,很多小区安装了门禁系统,如图甲所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆,若是小区内部车辆,则由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆。请依照上述叙述,补全图乙中的模拟电路图。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题7分,第19题7分,共19分)
17.(5分)如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题。
甲:演示气体扩散,其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体。
乙:两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物。
丙:加热使水沸腾,水蒸气冲起软木塞。
丁:用弹簧测力计拉玻璃板,玻璃板的下表面与水面接触未分开,发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力。
(1)甲实验中,使两个瓶口上下相对,之间用一块玻璃板隔开,然后抽掉玻璃板。上面放置的是 (选填“A”或“B”)瓶。
(2)其中 两个实验现象的原因相同,这两个实验都可以表明:分子间存在 力。
(3)丙这个实验虽然简单,却基本展示了 的工作原理。在这个实验中,燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气;塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的 能转化为塞子的动能。
18.(7分)为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)组装实验装置时,应该由 往 组装(前两空均选填“上”或“下”),用石棉网垫在烧杯下加热的目的是 。
(2)实验中应该控制烧杯内水的 、质量相同,还应控制燃料的 相同,燃料燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,燃料1燃烧5min放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15min放出的热量。
(3)假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 。
19.(7分)在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)连接电路时开关应该是 的,电流表应 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的 点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 A。
(3)在实验中,小强发现两个并联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 。
A.两个灯泡两端的电压大小不同
B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同
D.发光微弱的灯泡被短路
(4)改变灯泡的规格,用电流表分别测出A、B、C三处的电流IA、IB、IC,重复实验,记录数据如表,根据实验数据得出结论是 。
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.1
0.5
0.6
2
0.2
0.4
0.6
3
0.4
0.2
0.6
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)如图甲所示电路中,闭合开关,电流表A1与A2指针指示的位置均如图乙所示。
求:(1)电路中的总电流是多少?(2)通过灯L1和L2的电流。
21.(9分)百度联手奇瑞汽车,在安徽省芜湖市打造了国内首个全无人车运营区域。某正在测试中的一款无人汽车,其质量为1.6×103kg,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min,消耗汽油6.4kg,所受的阻力是汽车总重的0.05倍,汽油的热值是4.5×107J/kg。求:
(1)汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力。
(2)汽车行驶75min牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。
2022-2023学年河南省漯河市第二实验中九年级(上)
段考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1.(2分)热熔胶是一种在常温下为固态的粘合剂,使用时先用热熔胶枪加热使其熔化,再凝固来粘合物体。用如图所示的一款热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是 扩散 现象。热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,说明分子间存在 引 力。
【分析】扩散现象是分子无规则运动的结果;
分子间存在相互作用的引力和斥力。
【解答】解:热熔胶枪给热熔胶加热时,会闻到熔胶的气味,这是熔胶的气味分子做无规则运动的结果,属于扩散现象;
热熔胶被胶枪挤出,并“粘”在物体本上,说明分子间存在引力;
故答案为:扩散;引。
【点评】此题结合实际考查了扩散现象和分子间的作用力,体现了物理来源于生活的特点。
2.(3分)热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成.钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 做功 的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 机械 能转化为 内 能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔.
【分析】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。
【解答】解:钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,这是通过做功的方式,使物体内能增大,温度升高,实现机械能转化为内能。
故答案为:机械;内。
【点评】本题主要考查学生对做功改变物体内能的理解和能量转化的认识,是一道基础题。
3.(3分)如图为火箭发射的场景,火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的 热值 大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为 内 能,再转化为火箭的机械能,这个过程中火箭的机械能 不守恒 (选填“守恒”或“不守恒”)。
【分析】(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较高的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量;
(2)燃料的燃烧属于化学变化,将化学能转化为内能;火箭是热机的一种,它的工作原理就是将内能转化为机械能;根据机械能的变化判断机械能是否守恒。
【解答】解:(1)运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比,液态氢可以释放出更多的热量;并且所需的液态氢的体积小,便于储存和运输。
(2)火箭发射升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,燃气对火箭做功,又将内能转化为火箭的机械能,使得火箭的机械能增大,所以机械能不守恒。
故答案为:热值;内;不守恒。
【点评】本题考查了对热值、能量的转化等知识的理解和应用,对于实际问题,要了解具体情况后结合所学知识解答。
4.(3分)如图所示,2022冬奥会主火炬以“微火”取代熊熊燃烧的大火,传递低碳、环保的绿色奥运理念,实现了奥运历史上的一次点火创新。“微火”由清洁氢能源作为燃料供给。氢燃料流量约为1.2立方米/小时。与以往熊熊燃烧的火炬相比,大约能够节省99.9%的能量,充分体现了环保理念。氢气的热值为1.4×108J/kg,表示的物理意义是 1kg氢气完全燃烧放出的热量为1.4×108J 。微火炬燃烧,火炬碳纤维外壳温度升高,外壳的内能 增大 (选填“增大”“减小”或“不变”)。若氢气的密度为0.09kg/m3,每小时流过的氢气完全燃烧放出 1.512×107 J的热量。
【分析】(1)热值等于热量与质量的比值,表示每kg燃料完全燃烧放出的热量。
(2)物体的温度越高,内能越大。
(3)运用m=ρV求出氢气的质量,再运用Q=mq求出热量。
【解答】解:氢气的热值为1.4×108J/kg,表示的物理意义是1kg氢气完全燃烧放出的热量为1.4×108J。
火炬碳纤维外壳温度升高,外壳的内能增大。
氢燃料流量约为1.2立方米/小时,则每小时流过的氢气质量为:m=ρV=0.09kg/m3×1.2m3=0.108kg;
每小时流过的氢气完全燃烧放出热量为:Q放=mq=0.108kg×1.4×108J/kg=1.512×107J。
故答案为:1kg氢气完全燃烧放出的热量为1.4×108J;增大;1.512×107。
【点评】理解热值的含义,知道影响内能的因素,熟练运用密度、热量的计算公式,可解答此题。
5.(1分)在探究电路的实验中,用铜导线按如图甲连接好元件,闭合开关后,两表示数如图乙和丙所示。则通过L1的电流是 0.76 A。
【分析】首先对电路进行分析,明确两灯泡之间的连接关系,确定两电流表的测量对象,然后根据串并联电路的电流特点求出通过L1和L2的电流。
【解答】解:由图可知,两灯泡并联,电流表A2测量通过灯泡L2的电流,电流表A1测量干路电流;
乙选择的是0~3A量程,故乙为电流表A1,其分度值为0.1A,示数为I=1A;
电流表丙选择的是0~0.6A,分度值为0.02A,示数为I2=0.24A,即丙为电流表A2,则通过灯泡L2的电流为0.24A;
根据并联电路的电流特点可知,通过灯泡L1的电流为I1=I﹣I2=1A﹣0.24A=0.76A。
故答案为:0.76。
【点评】本题考查了电流表的使用和读数,需要首先对电路连接关系进行分析,然后根据电路的特点确定两个电流表的示数。
6.(2分)恐怖分子在公共场所安装了定时炸弹,其引爆装置如图所示,起爆前定时开关S是闭合的,当设定起爆时间一到,定时开关S会自动断开。为使引爆装置停止工作,拆弹专家应在图中 a (填“a”或“b”)处剪断导线。拆除前起爆器上 没有 (填“有”或“没有”)电流通过。
【分析】由图可知当S闭合时起爆器被短路,则起爆器中没有电流通过;若S断开起爆器将接在电源两端,则起爆器中产生电流从而引爆炸弹。由以上原理可知答案。
【解答】解:由题意知当S断开时,起爆器中将通以电流,引爆炸弹,故为了使引爆装置停止工作,应将起爆器与电源断开,故应剪断a处;
拆除前由于起爆器被短路,故起爆器上没有电流。
故答案为:a,没有。
【点评】本题考查物理知识在生产生活中的应用,应在认真分析题意及电路的基础上找到合适的物理规律作答。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分,第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全得分,有错选的得0分)
7.(2分)以下估测符合生活实际的是( )
A.中考物理试卷的宽度约为30mm
B.一本物理教科书的质量约为250g
C.绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为30℃
D.教室内一盏日光灯工作时的电流约为1A
【分析】首先要对选项中涉及的几种物理量有个初步的了解,对于选项中的单位,可根据需要进行相应的换算或转换,排除与生活实际相差较远的选项,找出符合生活实际的答案。
【解答】解:A、中考物理试卷的宽度约为30cm,故A错误;
B、一本物理教科书的质量约为250g,符合实际,故B正确;
C、绿色蔬菜保鲜的适宜温度约为5℃,故C错误;
D、日光灯工作时的电流约为0.2A,故D错误。
故选:B。
【点评】此题考查对生活中常见物理量的估测,结合对生活的了解和对物理单位的认识,找出符合实际的选项即可。
8.(2分)下列说法中,正确的是( )
A.单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min,则每秒钟对外做功20次
B.马路两旁的路灯晚上同时亮、早上同时灭,它们一定是串联的
C.由q=公式说明热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
D.在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计可以离开被测物体读数
【分析】(1)内燃机在一个工作循环中,要完成4个冲程,活塞往复运动2次,飞轮和曲轴转2周,对外做功1次;
(2)串联电路中各用电器之间相互影响,不能独立工作;并联电路中各用电器之间互不影响,能独立工作;
(3)燃料的热值是燃料本身的性质,热值大小只与燃料的种类有关,与燃料的质量、放热多少以及燃料情况无关;
(4)实验室温度计在测量物体温度时不能离开被测物体读数。
【解答】解:A、单缸四冲程内燃机飞轮的转速为2400r/min=40r/s,由于内燃机在一个工作循环中,要完成4个冲程,活塞往复运动2次,飞轮和曲轴转2周,对外做功1次,所以此时内燃机每秒对外做功20次,故A正确;
B、马路两旁的路灯晚上同时亮、早上同时灭,但由于其中一盏灯烧杯后,其它灯能照常工作,即各灯之间互不影响,所以它们是并联的,故B错误;
C、燃料的热值是燃料本身的性质,热值大小只与燃料的种类有关,与燃料完全燃烧放出的热量无关,故C错误;
D、在使用实验室常用温度计测量物体温度时,温度计不能离开被测物体读数,故D错误。
故选:A。
【点评】本题考查热机的相关计算、温度计的使用、燃料热值的概念以及串并联电路的判断,是一道基础题。
9.(2分)在冬天,人们常常搓手取暖,这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【分析】做功可以改变物体的内能;汽油机的压缩冲程中,活塞压缩空气做功,将机械能转化为内能。
【解答】解:人们在冬天常常搓手取暖,是通过搓手将机械能转化为内能,内能增加,温度升高,手暖和,这是通过做功的方式改变手的内能,这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同,都是将机械能转化为内能。
故选:B。
【点评】本题考查了做功改变物体内能的利用以及汽油机中的能量转化,难度不大。
10.(2分)教育部发布了《义务劳动教育课程标准(2022年版)》,家庭清洁、烹饪等9月起纳入学段目标。下列关于厨房中的物理知识说法正确的是( )
A.高压锅可以使锅内水的沸点降低
B.将菜刀磨得锋利是通过减小受力面积来增大压强
C.不要用手直接去拿刚出锅的热馒头,因为含有的热量较大
D.煲汤时,汤沸腾以后继续加热,汤的温度会继续升高
【分析】(1)液体的沸点与气压有关,气压越高,沸点越高。
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;
(3)热量是过程量,就是说,热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,热量传递等;热量不是状态量,不能说含有或者具有热量;
(4)液体沸腾时继续吸热,但是温度不变。
【解答】解:A、高压锅内的气压很高,提高了液体的沸点,从而能够使食物熟的更快,故A错误;
B、将菜刀磨锋利是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强,故B正确;
C、热量是过程量,不能说含有或者具有热量,故C错误;
D、把汤汁加热至沸腾后,改用大火加热,根据液体沸腾时温度的特点,汤汁的温度不变,故D错误。
故选:B。
【点评】生活中处处有物理,要认真观察生活,看哪些地方应用物理,用物理知识解释现象。
11.(2分)为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标,东风汽车集团研发了一款新型汽车。与某款汽车同样油耗和使用条件下,发动机工作时,尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲。如图为其发动机某一冲程示意图,下列有关说法错误的是( )
A.尾气中“汽油味”降低,是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全
B.该冲程为做功冲程,内能转化为机械能
C.汽油在汽缸内完全燃烧,发动机效率可达100%
D.该发动机减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护
【分析】(1)汽油在燃烧的过程中,燃烧的越充分,尾气中的“汽油味”越低;
(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化;
(3)任何机器都不可避免的做额外功,效率不可能达到100%;
(4)根据发动机工作的特点分析。
【解答】解:
A、尾气中“汽油味”明显降低,这说明汽油的燃烧率较高,燃烧的较完全,故A正确;
B、两个气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,此冲程中内能转化为机械能,故B正确;
C、汽车在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功,机械效率一定小于100%,故C错误;
D、该发动机的尾气中“汽油味”明显降低,动力更强劲,在做相同有用功时,消耗的燃料少,减少了碳排放,有利于节约能源和环境保护,故D正确。
故选:C。
【点评】本题考查了内燃机的工作过程、新型发动机的特点、发动机的效率,属于基础题。
12.(2分)如图所示为一种新型“水温感应龙头”,自带水流发电电源。当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明红灯和绿灯互不影响、独立工作,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,当水流温度低于40℃,感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明感应开关S1只控制绿灯,因此感应开关S1与绿灯串联;
当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明感应开关S2只控制红灯,因此感应开关S2与红灯串联;
因为绿灯和红灯工作时互不影响、独立工作,所以绿灯与红灯并联,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查根据要求设计电路,关键是明确串联和并联电路中开关的作用。
13.(2分)下列有关热和能的说法正确的是( )
A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递到低温物体
B.一杯热水逐渐冷却,温度下降,内能减小
C.改变内能的方法只有热传递
D.夏天在室内洒水降温,主要利用了水的比热容较大的性质
【分析】(1)热传递的条件是两个物体之间存在温度差,热量从高温物体传给低温物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
(2)内能的大小跟质量、温度、状态有关;
(3)改变物体内能的方式有做功和热传递,做功属于能量的转化,热传递属于能量的转移;
(4)物体由液态变为气态的过程叫汽化,汽化吸收热量。
【解答】解:A、发生热传递时,传递的是热量而不是温度,故A错误;
B、一杯热水逐渐冷却,放出热量,内能减小,温度下降,故B正确;
C、改变物体内能的方式有做功和热传递,故C错误;
D、夏天在室内洒水,水汽化(蒸发)吸收热量,起到降温的作用,不是利用了水的比热容较大的性质,故D错误。
故选:B。
【点评】本题综合考查了热传递的条件、内能的影响因素、物体内能的改变方法、汽化吸热等有关知识,是一道综合题。
14.(2分)用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片张开,如图所示。下列说法正确的是( )
A.毛皮的原子核束缚电子的能力比橡胶棒强
B.摩擦过程中毛皮上的电子转移到橡胶棒上
C.验电器箔片张开是因为两箔片带了正电荷
D.金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相同
【分析】(1)摩擦可以使物体带电,其实质是电子发生了转移;
(2)验电器是检验物体是否带电的仪器,其制作原理是:同种电荷相互排斥。
【解答】解:AB、用毛皮摩擦橡胶棒,由于橡胶棒的原子核束缚核外电子的本领强,会从毛皮夺得电子,即一部分电子从毛皮转移到橡胶棒,所以橡胶棒因有多余的电子带负电,故 A 错误,B正确;
CD、用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,电子从橡胶棒转移到验电器,验电器由于得到多余电子而带上负电,验电器的金属箔片由于带同种负电荷相互排斥而张开,金属球上的电荷与两箔片上的电荷电性相同,故CD错误。
故选:B。
【点评】知道实验室中如何取得正电荷和负电荷,且明白验电器的制作原理是解决该题的关键。
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15.(2分)请根据图甲电路图,用笔画线代替导线(导线不能交叉),连接好图乙实物图。
【分析】由电路图分析电路的连接情况,再连接实物。
【解答】解:由电路图知,两灯并联,开关S1在L1支路上,S2在干路上,实物连接如图所示:
。
【点评】本题考查根据电路图连接实物,正确分析电路的连接方式是关键,实物图与电路图要对应。
16.(2分)防控疫情期间,为了严格控制外来车辆出入小区,很多小区安装了门禁系统,如图甲所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆,若是小区内部车辆,则由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆。请依照上述叙述,补全图乙中的模拟电路图。
【分析】根据题意确定两开关的连接方式,再将开关与电动机串联,由此补全电路。
【解答】解:根据题意,若是小区内部车辆,由自动开关S1控制电动机启动横杆;若是外部车辆,需要工作人员按动按钮开关S2,控制电动机启动横杆,则两个开关单独都能打开大门,即两开关并联后,再与电动机串联,电路图如图所示:
。
【点评】本题结合生活实际考查根据要求设计电路图,关键是确定两开关的连接。
四、实验探究题(本题共3小题,第17题5分,第18题7分,第19题7分,共19分)
17.(5分)如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题。
甲:演示气体扩散,其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体。
乙:两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物。
丙:加热使水沸腾,水蒸气冲起软木塞。
丁:用弹簧测力计拉玻璃板,玻璃板的下表面与水面接触未分开,发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力。
(1)甲实验中,使两个瓶口上下相对,之间用一块玻璃板隔开,然后抽掉玻璃板。上面放置的是 A (选填“A”或“B”)瓶。
(2)其中 乙丁 两个实验现象的原因相同,这两个实验都可以表明:分子间存在 引 力。
(3)丙这个实验虽然简单,却基本展示了 热机 的工作原理。在这个实验中,燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气;塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的 内 能转化为塞子的动能。
【分析】(1)扩散现象是因为分子在永不停息地做无规则运动,通过两只瓶内的气体颜色变化,来反映二氧化氮气体分子在做无规则运动;由于空气的密度小于二氧化氮气体,所以二氧化氮气体放下方;
(2)分子间存在相互作用的引力和斥力;
(3)当物体对外做功时,物体的内能转化为机械能,物体的内能减小;在汽油机的四冲程中,做功冲程是内能转化为机械能的冲程。
【解答】解:(1)二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去,就不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把密度小的空气瓶子放到上方,把二氧化氮放在下方,即上面放置的是A瓶;
(2)其中乙和丁两个实验现象的原因相同,这两个实验都可以表明:分子间存在引力;
(3)在丙实验中,当试管内水被酒精灯加热后,水蒸气的内能逐渐增大,最后会把塞子冲出去,水蒸气的内能转化为了塞子的机械能,温度降低,水蒸气液化成小液滴,即管口出现的“白气”。
故答案为:(1)A;(2)乙丁;引;(3)内;机械。
【点评】本题考查了分子动理论的应用、能量的转化及热机的基本原理,是一道综合题。
18.(7分)为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。
(1)组装实验装置时,应该由 下 往 上 组装(前两空均选填“上”或“下”),用石棉网垫在烧杯下加热的目的是 使烧杯底部均匀受热的作用 。
(2)实验中应该控制烧杯内水的 初温 、质量相同,还应控制燃料的 质量 相同,燃料燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示,燃料1燃烧5min放出的热量 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15min放出的热量。
(3)假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 4:3 。
【分析】(1)组装实验装置时,应该由下往上组装;装石棉网在加热的实验中经常用到,目的是为了使烧杯的底部受热均匀;
(2)在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,通过温度计示数的变化来进行比较;液体温度变化越多,说明燃料燃烧释放的热量越多;
(3)从图丁中读出数据,运用公式Q=qm和Q=cmΔt可求出两燃料的热值之比。
【解答】解:(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,因此组装实验装置时,应该由下往上组装;在加热时,石棉网起到了使烧杯底部均匀受热的作用;
(2)在比较不同燃料燃烧放热能力的实验中,应该控制烧杯内水的初温、质量相同,还应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较温度计的示数变化来比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)用燃料1加热的水升温快,这说明在相同时间内燃料1放出的热量多;读图丙可知,燃料燃烧完时,燃料1燃烧了5min,燃料2燃烧了15min,则可知甲图中水升温更多,说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。
(3)实验中忽略热量的散失,且两杯水的质量、比热容均相同,
则由公式Q=cmΔt可得,二者放出的热量之比为Q1:Q2====;
由公式Q=qm可得,燃料1与燃料2的热值之比为q1:q2=:=Q1:Q2=4:3。
故答案为:(1)下;上;使烧杯底部均匀受热的作用;(2)初温;质量;大于;(3)4:3。
【点评】本题主要考查了燃料的热值及其计算,同时要运用好控制变量法,还要熟练掌握吸热公式,有一定难度。
19.(7分)在探究并联电路电流规律的实验中,图甲是实验的电路图。
(1)连接电路时开关应该是 断开 的,电流表应 串联 (选填“串联”或“并联”)在被测电路中。若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的 B 点。
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是 电流表正负接线柱接反了 ;在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,则电流表的示数为 0.24 A。
(3)在实验中,小强发现两个并联的小灯泡,一个很亮,一个发光微弱,造成这种现象的原因可能是 C 。
A.两个灯泡两端的电压大小不同
B.发光微弱的灯泡的灯丝断了
C.灯泡的规格不同
D.发光微弱的灯泡被短路
(4)改变灯泡的规格,用电流表分别测出A、B、C三处的电流IA、IB、IC,重复实验,记录数据如表,根据实验数据得出结论是 并联电路的总电流等于各支路电流之和。 。
IA/A
IB/A
IC/A
1
0.1
0.5
0.6
2
0.2
0.4
0.6
3
0.4
0.2
0.6
【分析】(1)连接电路时,为保护电路,开关要断开;
电流表与待测电路串联,据此分析回答;
(2)测量电流时,电流要从电流表正接线柱流入,从负接线柱流出,否则电流表指针会反向偏转;
根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数;
(4)灯的亮度取决于灯的实际功率,逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(5)并联电路中电流的规律是:干路电流等于各个支路电流之和。
【解答】解:(1)在连接电路时,为了保护电路应该断开开关;电流表应串联在被测电路中;若要测量灯L2中的电流,则电流表应接在甲图中的B点;
(2)小明同学在测量A处的电流时,发现电流表的指针偏转如图乙所示,指针反偏,原因是电流表的正负接线柱接反了;
在排除故障后,电流表的示数如图丙所示,使用小量程,分度值为0.02A,则电流表的示数为0.24 A;
(3)L1很亮,L2发光微弱,说明L1的实际功率较大,L2的实际功率很小;
A.因为两个灯并联,所以电压相等,故A不符合题意;
B.若灯泡L2的灯丝断了,该支路断路,不会有电流,灯不会发光,故B不符合题意;
C.灯泡的规格不同会造成通过两灯的电流不同,因电压一定,根据P=UI知实际功率不同,亮度不同,故C符合题意;
D.当L2灯泡被短路,电源被短路,L1和L2均不发光,故D不符合题意;
故选C;
(4)改变灯泡的规格,用电流表分别测出A、B、C三处的电流IA、IB、IC,重复实验,记录数据如表,分析数据可知,A点与B点电流之和都等于C点的电流;
所以根据实验数据得出结论是:并联电路中干路电流等于支路电流之和。
故答案为:(1)断开;串联;B;(2)电流表正负接线柱接反了;0.24;(3)C;(4)并联电路的总电流等于各支路电流之和。
【点评】本题探究并联电路电流规律的实验,考查注意事项、电流表的连接、注意事项、电流表读数、并联电路电压的规律及决定灯的亮度的因素和电功率公式的运用。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20.(8分)如图甲所示电路中,闭合开关,电流表A1与A2指针指示的位置均如图乙所示。
求:(1)电路中的总电流是多少?(2)通过灯L1和L2的电流。
【分析】由电路图分析电路的连接方式和电流表的作用,根据电路的电流特点确定电流表的量程并读数,从而得到电路中的总电流、通过灯L1和L2的电流的大小。
【解答】解:(1)由电路图可知,两灯并联,电流表A1测干路电流,A2测L2支路电流,
由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知,A1示数应大于A2示数,而两电流表指针偏转相同,所以A1使用0﹣3A量程,分度值0.1A,由图乙知其示数为2.2A,电路中的总电流即干路电流为:I=2.2A;
(2)A2使用0﹣0.6A量程,分度值0.02A,其示数为0.44A,即L2支路电流为0.44A;
由并联电路的电流特点可知,通过L1电流为:
I1=I﹣I2=2.2A﹣0.44A=1.76A。
答:(1)电路中的总电流是2.2A;(2)通过灯L1和L2的电流分别为1.76A、0.44A。
【点评】本题考查并联电路的电流特点的理解和应用,解题的关键是正确分析电路、确定两电流表的量程。
21.(9分)百度联手奇瑞汽车,在安徽省芜湖市打造了国内首个全无人车运营区域。某正在测试中的一款无人汽车,其质量为1.6×103kg,汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶75min,消耗汽油6.4kg,所受的阻力是汽车总重的0.05倍,汽油的热值是4.5×107J/kg。求:
(1)汽车以72km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,汽车发动机的牵引力。
(2)汽车行驶75min牵引力做的功。
(3)汽车发动机的效率。
【分析】(1)知道汽车总质量,利用G=mg求汽车总重力,由题知平均阻力f=0.05G,可求平均阻力,又知道汽车在平直公路上匀速行驶,此时汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,可求牵引力;
(2)根据公式s=vt求出汽车行驶的路程,再利用W=Fs求汽车牵引力做功(有用功);
(3)知道汽油的热值和质量,利用Q放=mq,求出汽油完全燃烧放出的热量,然后根据η=求出汽车发动机的效率。
【解答】解:
(1)汽车总重力:
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
汽车行驶时受到的阻力:
f=0.05G=0.05×1.6×104N=800N,
因为汽车在平直公路上匀速行驶,
所以汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
F=f=800N;
(2)75min=1.25h,
根据v=可知,汽车行驶的距离为:
s=vt=72km/h×1.25h=90km=9×104m,
牵引力做功:
W=Fs=800N×9×104m=7.2×107J;
(3)6.4kg汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=6.4kg×4.5×107J/kg=2.88×108J,
汽车发动机的效率为:η==×100%=25%。
答:
(1)汽车发动机的牵引力是800N;
(2)牵引力做了7.2×107J的功;
(3)汽车发动机的效率为25%。
【点评】本题考查了效率公式、做功公式、燃料热值和二力平衡条件的应用,难点在第三问,明白发动机的效率含义是得到正确答案的关键。
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