广东省江门市蓬江实验中学2021-2022学年九年级上学期第一次月考物理试卷
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这是一份广东省江门市蓬江实验中学2021-2022学年九年级上学期第一次月考物理试卷,共23页。试卷主要包含了单项选择题,填空题,作图,实验题,计算题,综合能力题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年广东省江门市蓬江实验中学九年级(上)第一次月考物理试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1.(3分)如图所示的四个实验现象中,能够说明分子间存在引力的是( )
A. B.
C. D.
2.(3分)如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( )
A.水蒸气将软木塞冲出
B.搓手取暖
C.钻木取火
D.由滑梯上滑下臀部会有灼热感
3.(3分)从显像管尾部灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机荧光屏上,使屏幕发光,则在显像管内( )
A.电流的方向从灯丝到荧光屏
B.电流方向从荧光屏到灯丝
C.显像管内是真空,无法通过电流
D.显像管中电流的方向不断改变
4.(3分)如图所示,球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲带正电,那么乙、丙的带电情况是( )
A.乙带正电、丙带负电或不带电
B.乙带正电、丙带正电
C.乙带负电、丙带负电或不带电
D.乙带负电、丙带正电
5.(3分)如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,其中属于压缩冲程的是( )
A. B.
C. D.
6.(3分)某同学看到一条通电导线某处绝缘皮因损坏而裸露,为防止触电事故,他想临时将损坏处包起来,可是,他手边没有绝缘胶带,他可以选用下列材料中的( )
A.锡箔纸 B.塑料纸 C.湿布条 D.废铁片
7.(3分)当自动电压力锅压力过大或温度过高时,发热器都会停止工作。压强过大时开关K过压自动断开,温度过高时开关K过热自动断开。如图所示K过压、K过热和锅内发热器的连接,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
8.(3分)将一壶水置于炉火上加热,水的温度会 ,它的内能将 ,这是通过 的方式改变水的内能。
9.(3分)家庭电路中,各电灯之间的连接方式是 联,电风扇、洗衣机、电视机等用电器使用的插座与电灯是 联,控制电灯的开关与电灯之间的连接方式是 联。
10.(3分)给一块蓄电池充电时,这块电池相当于电路中的 (写电路构成名称),在电池里主要发生的能量转化是: 能转化为 能。
11.(3分)一台四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min。则每1秒内,飞轮的转过的转数为 ,完成的工作循环数为 ,若活塞每次对外做功为800J,则该汽油机在1秒内对外做功为 J。
12.(3分)如图所示,断开S1、S2,闭合S3,电路是 路;断开S1,闭合S2、S3,电路是 路;要使L1L2组成串联电路并发光,各开关的断开、闭合情况是: 。
13.(3分)固体和液体难压缩,是因为分子间存在 力;同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最小的是 。有一种暖手宝内有水及加热元件等,选用水作为吸热或放热物质是因为水的 较大。
14.(3分)铜的比热容是铅的3倍。
(1)若铜块和铅块的质量、升高的温度相等,则铜块和铅块吸热之比为 ;
(2)若铜块和铅块的吸热和质量相同,则铜块和铅块升高的温度之比为 ;
(3)若铜和铅的质量之比为3:2,要使它们升高的温度相等,则吸收的热量之比为 。
三、作图(共8分)
15.(4分)将图中的元件连接一个串联电路,在框内画出对应的电路图。
16.(4分)在图中按要求连接电路。
要求:L1L2并联,S2为总开关,S1只控制L1。
四、实验题(本大题3小题,共19分)
17.(6分)用如图的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。
(1)为了有力地证明气体发生扩散,装空气的应是 (选填“A”或“B”)瓶。实验时使这两个瓶子口相对,之间用一块玻璃板隔开,抽掉玻璃板后,我们看到的现象:先是 ,最后 ;
(2)扩散现象说明 ,还说明分子间有 。扩散的快慢跟 有关。
18.(8分)如图是“比较不同物质的吸热能力”的实验情景。
(1)实验前,在两个烧杯中分别装入 相等的水和食用油;实验时除了图中的器材,还需要的测量工具是 和 。
(2)实验时选用相同规格的电加热器加热,可以通过比较 来比较水和食用油吸热的多少。
(3)实验中发现给食用油和水加热相同的时间, 升高的温度较多。要让它们升高相同的温度, 需要的加热时间较长,说明 的吸热能力较强。物理学用 来表示物质的吸热能力。
19.(5分)如图1所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,观察到的现象是: ,该现象表明:压缩空气做功,空气的内能 ,温度 。
如图2所示,在平底烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气,观察到塞子跳出时瓶内有 出现,该现象表明:空气膨胀对外做功,空气的内能 。
五、计算题(本大题2小题,共14分)
20.(7分)(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出多少热量?
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为多少kg的水温度升高10℃?[结果保留一位小数。已知:c铅=0.88×103J/(kg•℃),c水=4.2×103J/(kg•℃)]
21.(7分)一台小汽车的发动机的效率是40%,这台小汽车在一次行驶中,用去2kg汽油。求:
(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少?(所用汽油的热值为4.5×107J/kg)
(2)发动机做了多少有用功?
(3)若将小汽车发动机的效率提高10%,其他性能不变,则在上述的行驶中可以节约多少kg的汽油?
六、综合能力题(共3题,17分)
22.(7分)小阳同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,如图所示的装置。做法是:将两种燃料充分燃烧,放出的热量分别提供给水吸收,测量并比较水升高的温度,就可以比较出不同燃料的热值大小。小阳进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
水升高的温度/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)本实验是用水吸热的多少来反映两种燃料燃烧时放热的多少。为了保证实验结论的可靠,小阳同学在实验中选择两套相同的装置,还要控制两种燃料的 相同,控制两装置中水的 相同。
(2)算出表格中的数据为: (由上至下按顺序写),并得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 。
(3)若已知水的比热容和质量,小明同学想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (偏大/偏小),理由是 。(只需写出一种理由)
23.(5分)如图是一个电源,其正负极A、B的极性标识模糊不清,你能利用发光二极管的单向导电性辨别出电源的正负极吗?辅助器材还有小灯泡(与二极管串联,保护电路)和导线若干。写出你的方法。(提示:操作方法和辨别方法都要说明,可以作图辅佐说明)
24.(5分)如图,小球从光滑斜面顶端由静止开始下滑,撞击静止在斜面底端的木块,与木块一起沿水平地面运动。小球质量为0.1kg,斜面高2m,斜面长5m。小球从光滑斜面顶端下滑的过程,重力做功将重力势能转化为动能,重力做了多少功,就有多少的重力势能转化为动能。小球撞击木块后,温度升高,机械能减小了30%。(取g=10N/kg)
(1)小球从光滑斜面顶端下滑到底端,小球的机械能 (选填“守恒或不守恒”),小球的重力做功为 J,则小球撞击木块后损失的机械能为 J。
(2)小球撞击木块后减小的机械能去哪了?请写出小球减小的机械能的2个去向:① ;② 。
2021-2022学年广东省江门市蓬江实验中学九年级(上)第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、单项选择题(本大题7小题,每题3分,共21分)
1.(3分)如图所示的四个实验现象中,能够说明分子间存在引力的是( )
A. B.
C. D.
【分析】本题中的四个图,分别给出了扩散现象、分子间存在相互吸引力和能的转化中的把内能转化为机械能。
【解答】解:A、热水中墨水扩散的速度快,说明温度越高,分子运动越快,故A错误;
B、扩散现象的实验,两瓶中的气体逐渐混合,说明分子是不停做无规则运动的,故B错误;
C、两端面磨平的铅柱压紧后能够吊起钩码,能说明分子间存在引力,故C正确。
D、橡皮塞从试管口被推出去,是通过做功把内能转化为机械能的实验,能够说明气体对外做功内能减小,故D错误。
故选:C。
【点评】平日的学习中应当处处留心,把每个实验的实验目的和现象融汇贯通,有利于所学知识的应用。
2.(3分)如图所示实验或事例,属于内能转化为机械能的是( )
A.水蒸气将软木塞冲出
B.搓手取暖
C.钻木取火
D.由滑梯上滑下臀部会有灼热感
【分析】在一定的条件下,各种能量都可以相互转化。内能转化为机械能就是利用内能来做功的过程。
分析清楚图示物理情景即可正确解题。
【解答】解:A、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,符合题意,故A正确;
B、C、搓手取暖,钻木取火,都是机械能转化为内能,不符合题意,故B、C错误;
D、由滑梯上滑下,臀部会有灼热感,机械能转化为内能,不符合题意,故D错误。
故选:A。
【点评】此题主要考查的是对内能的利用的了解和掌握,是一道基础题。主要体现物理来源于生活,又服务于社会的新理念。
3.(3分)从显像管尾部灯丝发射出来的电子,高速撞击在电视机荧光屏上,使屏幕发光,则在显像管内( )
A.电流的方向从灯丝到荧光屏
B.电流方向从荧光屏到灯丝
C.显像管内是真空,无法通过电流
D.显像管中电流的方向不断改变
【分析】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:由题意可知电子的移动方向为从灯丝到荧光屏,电子带负电,因为电流的方向与负电荷定向移动的方向相反,所以电流方向为从荧光屏到灯丝。
故选:B。
【点评】本题考查了显像管中的电流的方向。注意电流方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反;而电子带负电,因此电子定向移动的方向与电流的方向是相反的。
4.(3分)如图所示,球甲、乙相互排斥,甲、丙相互吸引,如果已知甲带正电,那么乙、丙的带电情况是( )
A.乙带正电、丙带负电或不带电
B.乙带正电、丙带正电
C.乙带负电、丙带负电或不带电
D.乙带负电、丙带正电
【分析】排斥的一定带同种电荷,吸引的可能带异种电荷,可能一个带电,一个不带电。
根据上面的两个规律进行判断。
【解答】解:因为甲带正电,甲、乙相互排斥,
所以甲、乙一定带同种电荷,即乙一定带正电。
因为甲与丙相互吸引,而吸引的现象:一是带异种电荷的带电体之间;二是一个带电,一个不带电。
由于已知甲一定带正电。
所以一是丙可能和甲带异种电荷,即带负电;二是丙可能不带电。
故选:A。
【点评】本题的关键是知道相互吸引的情况有两种,所以相互排斥的物体一定带同种电荷,相吸的物体可能带异种电荷,可能是带电体吸引轻小物体。
5.(3分)如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图,其中属于压缩冲程的是( )
A. B.
C. D.
【分析】在内燃机的四个冲程中,进气阀和排气阀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;一个气阀打开,另一个气阀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。
【解答】解:
A、图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,即机械能转化为内能,故A符合题意;
B、图中排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程,故B不符合题意;
C、图中两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程,即内能转化为机械能,故C不符合题意;
D、图中进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】考查了内燃机的四个冲程的判断及能量转化情况,解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答。
6.(3分)某同学看到一条通电导线某处绝缘皮因损坏而裸露,为防止触电事故,他想临时将损坏处包起来,可是,他手边没有绝缘胶带,他可以选用下列材料中的( )
A.锡箔纸 B.塑料纸 C.湿布条 D.废铁片
【分析】根据导电性的不同,材料可分为导体,半导体,绝缘体三大类,容易导电的物体叫导体,不容易导电的物体叫绝缘体,导电性能介于导体与绝缘体之间的叫半导体。塑料纸是绝缘体,其它三个是导体。
【解答】解:由于塑料纸是绝缘体,而锡箔纸、湿布条、废铁片都是导体,故只能用塑料纸来包导线。
故选:B。
【点评】本题考查了导体和绝缘体的概念。对于常见的导体和绝缘体可以联系它们在日常生活和工业生产中的应用来记忆,不要死记硬背。如塑料,橡胶,陶瓷等常用来制作用电器的外壳,以防止触电,它们都是绝缘体;而电线芯用金属来做,因为金属容易导电,是导体,酸碱盐的水溶液都是导体。
7.(3分)当自动电压力锅压力过大或温度过高时,发热器都会停止工作。压强过大时开关K过压自动断开,温度过高时开关K过热自动断开。如图所示K过压、K过热和锅内发热器的连接,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【分析】由题意可知,当自动电压力锅压强过大或温度过高时,发热器都会停止工作,说明过压开关和过热开关相互影响、不能独立工作即为两开关串联。
【解答】解:
由题意可知,当温度过高时,过热开关断开,电热丝不能工作;当锅内压强过大时,过压开关断开,电热丝不能工作;即任一开关断开都能使发热器停止工作,两个开关不能独立工作,即为串联,结合选项可知,BCD均不符合题意,A符合题意。
故选:A。
【点评】根据题意得出两个开关的连接方式是解决本题的关键。
二、填空题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
8.(3分)将一壶水置于炉火上加热,水的温度会 升高 ,它的内能将 增加 ,这是通过 热传递 的方式改变水的内能。
【分析】解决此题要知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递;热传递是能的转移过程,即能量从高温物体向低温物体转移,在此过程中能的形式不发生变化。
【解答】解:壶水置于炉火上加热,通过热传递改变水的内能,水的内能增加,水的温度会升高。
故答案为:升高;增加,热传递。
【点评】本题主要考查学生对:改变物体内能两种方法的理解和掌握,是中考的热点。
9.(3分)家庭电路中,各电灯之间的连接方式是 并 联,电风扇、洗衣机、电视机等用电器使用的插座与电灯是 并 联,控制电灯的开关与电灯之间的连接方式是 串 联。
【分析】家庭电路中用电器之间是并联的、插座之间是并联的、用电器和插座之间是并联的,而开关和开关控制的用电器之间是串联的。
【解答】解:家庭电路中各用电器在工作时互不影响且能独立工作,所以各用电器是并联的,故家庭电路中电灯和电灯之间的连接方式是并联的,电风扇、洗衣机、电视机等用电器使用的插座与电灯之间的连接方式是并联的;
家庭电路中的电灯和控制它的开关是串联连接的,这样才能实现有效控制。
故答案为:并;并;串。
【点评】本题考查了家庭电路中各用电器之间、开关和用电器之间的连接方式,是一道基础题。
10.(3分)给一块蓄电池充电时,这块电池相当于电路中的 用电器 (写电路构成名称),在电池里主要发生的能量转化是: 电 能转化为 化学 能。
【分析】蓄电池供电时是电源,充电时则为用电器;充电的过程中,电能转化为化学能;放电的过程中,化学能转化为电能。
【解答】解:给蓄电池充电时,蓄电池消耗电能,所以相当于用电器;常用的蓄电池是一种可充电的化学电源,当给它充电时是可以实现电能向化学能的转变。
故答案为:用电器;电;化学。
【点评】本题考查了电路元件的作用和能量转化,属于基础题。
11.(3分)一台四冲程汽油机飞轮的转速为1200r/min。则每1秒内,飞轮的转过的转数为 20转 ,完成的工作循环数为 10个 ,若活塞每次对外做功为800J,则该汽油机在1秒内对外做功为 8000 J。
【分析】(1)根据汽油机飞轮转速求出飞轮每秒的转数,汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次;
(2)根据活塞每次对外所做的功求出该汽油机在1秒内对外做功。
【解答】解:汽油机飞轮的转速为1200r/min=20r/s,即汽油机飞轮每秒转20圈,
由于汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次,所以该汽油机1s完成10个工作循环,对外做功10次;
该汽油机在1秒内对外做功:W=10次×800J/次=8000J。
故答案为:20转;10个;8000。
【点评】本题考查热机的有关计算,知道汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次是解题的关键。
12.(3分)如图所示,断开S1、S2,闭合S3,电路是 开 路;断开S1,闭合S2、S3,电路是 短 路;要使L1L2组成串联电路并发光,各开关的断开、闭合情况是: 闭合S2,断开S1、S3 。
【分析】根据电流的走向来判断电路的连接方式;处处连通的电路为通路;某处断开的电路为开路;电源短路是指电源两极不经过用电器而直接连通的电路;
串联电路电流只有一条路径,电流依次经过各用电器从正极回到电源负极。
【解答】解:由图可知,断开S1、S2,闭合S3,电路中没有电流通过,是开路;
断开S1,闭合S2、S3,电流没有经灯泡,而是沿闭合的开关S3、S2直接流回负极,形成电源短路;
由图可知,只闭合S2,断开S1、S3,电流只有一条路径:正极→L1→L2→S2→负极,所以L1、L2组成串联电路。
故答案为:开;短;闭合S2,断开S1、S3。
【点评】本题考查了学生识别串、并联电路的能力,电路的识别一般就从电流路径上分析,只有一条路径的是串联,有多条路径的是并联。
13.(3分)固体和液体难压缩,是因为分子间存在 斥 力;同种物质在固态、液态和气态中,分子间作用力最小的是 气态 。有一种暖手宝内有水及加热元件等,选用水作为吸热或放热物质是因为水的 比热容 较大。
【分析】(1)分子之间既有引力又有斥力;
(2)固态物质中,分子排列十分紧密,分子间有强大的作用力;液态物质中,分子没有固定的位置,运动比较自由,粒子间的作用力比固体的小;气态物质中,分子极度散乱,间距很大,并易向四面八方运动,粒子间的作用力极小,容易被压缩;
(3)水的比热容大: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;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
【解答】解:固体和液体都很难被压缩是因为分子间存在相互作用的斥力;
同种物质在固态、液态和气态中,气态分子间作用力最小;
因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以电热暖手宝里面一般用水作储能物质。
故答案为:斥;气态;比热容。
【点评】本题考查分子间作用力和比热容,属于基础题。
14.(3分)铜的比热容是铅的3倍。
(1)若铜块和铅块的质量、升高的温度相等,则铜块和铅块吸热之比为 3:1 ;
(2)若铜块和铅块的吸热和质量相同,则铜块和铅块升高的温度之比为 1:3 ;
(3)若铜和铅的质量之比为3:2,要使它们升高的温度相等,则吸收的热量之比为 9:2 。
【分析】(1)已知铜和铅的比热容之比、升高的温度值、质量相同,根据公式Q吸=cmΔt求它们吸收的热量之比;
(2)已知铜和铅的比热容之比、若质量相同、它们吸收相同的热量后,代入热量公式Q吸=cmΔt,即可求出升高温度之比;
(3)已知铜和铅的比热容之比、升高的温度值比、质量之比,根据公式Q吸=cmΔt求它们吸收的热量之比。
【解答】解:(1)由题意可知:
m铜=m铅,Δt铜=Δt铅,c铜:c铅=3:1;
由Q吸=cmΔt可知,吸收的热量与比热容成之比,即=3:1;
(2)因为m铜=m铅,Q铜=Q铅,
因为Q吸=cmΔt知,Δt与比热容c成反比,
即,即铜块升高的温度与铅块升高的温度之比为1:3;
(3)因为m铜:m铅=3:2,Δt铜:Δt铅=1:1,c铜:c铅=3:1;
由Q吸=cmΔt可得:=9:2。
故答案为:3:1;1:3;9:2。
【点评】本题考查学生对热量的计算公式Q吸=cmΔt的了解和掌握,因为是求比值,要细心,防止因颠倒而出错。
三、作图(共8分)
15.(4分)将图中的元件连接一个串联电路,在框内画出对应的电路图。
【分析】串联电路中,电流的路径只有一条,据此连接实物图,然后根据实物图画出电路图。
【解答】解:根据题意可知,该电路为串联电路,两个灯泡首尾连接,开关串联接入电路中,实物图如下所示:
根据实物图,画出电路图,如下所示:
【点评】本题考查了实物图的画法和电路图的画法,属于基础题。
16.(4分)在图中按要求连接电路。
要求:L1L2并联,S2为总开关,S1只控制L1。
【分析】根据题意分析电路的连接方式和开关的作用,然后连接实物图。
【解答】解:由题可知,L1与L2并联,S2为总开关,S2在干路中;S1控制L1,S1与L1串联在一条支路中;据此连接实物图,如图所示:
【点评】本题考查根据题意连接实物图,关键是明白各个用电器的连接情况以及开关的控制情况,连接实物图是初中物理的难点也是重点。
四、实验题(本大题3小题,共19分)
17.(6分)用如图的装置演示气体扩散现象,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,另一瓶装有空气。
(1)为了有力地证明气体发生扩散,装空气的应是 A (选填“A”或“B”)瓶。实验时使这两个瓶子口相对,之间用一块玻璃板隔开,抽掉玻璃板后,我们看到的现象:先是 两个瓶子内的气体不断混合在一起 ,最后 两瓶中气体颜色变均匀 ;
(2)扩散现象说明 分子在不停做无规则运动 ,还说明分子间有 间隙 。扩散的快慢跟 温度 有关。
【分析】(1)不同物质互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,气体扩散实验应避免重力作用的干扰;
(2)扩散现象说明分子在不停做无规则运动,还说明分子间有间隙;
(3)温度越高,分子热运动越剧烈。
【解答】解:(1)如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面,由于二氧化氮气体密度大于空气,在重力作用下也会出现两个瓶子中的气体混合在一起的现象,为了有力地证明气体发生扩散,装空气的应是A瓶。实验时使这两个瓶子口相对,之间用一块玻璃板隔开,抽掉玻璃板后,我们看到的现象:先是两个瓶子内的气体不断混合在一起,最后两瓶中气体颜色变均匀;
(2)扩散现象说明分子在不停做无规则运动,还说明分子间有间隙。温度越高,分子热运动越剧烈,因此扩散的快慢跟温度有关。
故答案为:(1)A;两个瓶子内的气体不断混合在一起;两瓶中气体颜色变均匀;
(2)分子在不停做无规则运动;间隙;温度。
【点评】此题考查了扩散现象、分子的热运动,属基础题目。
18.(8分)如图是“比较不同物质的吸热能力”的实验情景。
(1)实验前,在两个烧杯中分别装入 质量 相等的水和食用油;实验时除了图中的器材,还需要的测量工具是 天平 和 秒表 。
(2)实验时选用相同规格的电加热器加热,可以通过比较 加热时间 来比较水和食用油吸热的多少。
(3)实验中发现给食用油和水加热相同的时间, 食用油 升高的温度较多。要让它们升高相同的温度, 水 需要的加热时间较长,说明 水 的吸热能力较强。物理学用 比热容 来表示物质的吸热能力。
【分析】(1)(2)根据控制变量法,在实验中需要两种液体的质量相同,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,这种方法叫转换法,据此分析缺少的器材;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①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;
②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。
【解答】解:(1)(2)根据控制变量法,在实验中需要水和食用油的质量相同,所以还需要的测量工具有天平;
根据转换法,本实验是通过比较加热时间的长短,来比较吸收热量的多少,所以还需要的测量工具有天秒表;
(3)在实验中发现给食用油和水升高加热相同的时间,食用油升高的温度较多。据此推理要让它们升高相同的温度,水需要的加热时间较长,说明水的吸热能力较强,物理学用比热容来表示物质的吸热能力。
故答案为:(1)质量;天平;秒表;(2)加热时间;(3)食用油;水;水;比热容。
【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,为热学中的重要实验。
19.(5分)如图1所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉,迅速下压活塞,观察到的现象是: 硝化棉燃烧 ,该现象表明:压缩空气做功,空气的内能 增加 ,温度 升高 。
如图2所示,在平底烧瓶内装有少量的水,用打气筒向瓶内打气,观察到塞子跳出时瓶内有 白雾 出现,该现象表明:空气膨胀对外做功,空气的内能 减小 。
【分析】做功可以改变物体的内能;对物体做功,物体内能会增加;物体对外做功,物体内能会减小。
【解答】解:在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,我们会看到硝化棉燃烧的现象,用力压活塞时,活塞对瓶内气体做功,气体的温度升高,内能增加;
瓶子内的空气推动塞子跳起时,瓶内气体对瓶塞做功,使气体自身的内能减少,温度降低,瓶内空气中的水蒸气遇冷液化成小水滴,从而形成白雾。
故答案为:硝化棉燃烧;增加;升高;白雾;减小。
【点评】本题考查了做功改变物体内能,总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
五、计算题(本大题2小题,共14分)
20.(7分)(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出多少热量?
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为多少kg的水温度升高10℃?[结果保留一位小数。已知:c铅=0.88×103J/(kg•℃),c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【分析】(1)知道铝的质量、比热容、初温和末温,利用Q放=cm(t0﹣t)求出铝块放出的热量;
(2)根据题意可知水吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求出水的质量。
【解答】解:(1)铝块放出的热量:Q放=c铝m铝(t0﹣t)=0.88×103J/(kg•℃)×5kg×(200℃﹣100℃)=4.4×105J;
(2)根据题意可知,水吸收的热量Q吸=Q放=4.4×105J,
由Q吸=cmΔt可知,水的质量:m水==≈10.5kg。
答:(1)铝块的质量为5kg,温度从200℃降低到100℃,能放出4.4×105J的热量;
(2)如果(1)中这些热量用来给温度为5℃的水加热,可使质量为10.5kg温度升高10℃。
【点评】本题考查热量的有关计算,熟记公式并能灵活运用是解题的关键。
21.(7分)一台小汽车的发动机的效率是40%,这台小汽车在一次行驶中,用去2kg汽油。求:
(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量是多少?(所用汽油的热值为4.5×107J/kg)
(2)发动机做了多少有用功?
(3)若将小汽车发动机的效率提高10%,其他性能不变,则在上述的行驶中可以节约多少kg的汽油?
【分析】(1)知道汽油的质量和热值,利用Q放=mq求出2kg汽油完全燃烧放出的热量;
(2)利用效率公式求出发动机所做的有用功;
(3)小汽车的发动机效率提高后,所做的有用功相等,利用效率公式求出效率提高后汽油完全燃烧放出的热量,利用Q放=mq求出效率提高后消耗的汽油质量,据此可求出节约的汽油质量。
【解答】解:(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量:Q放=mq=2kg×4.5×107J/kg=9×107J;
(2)由η=可知,发动机所做的有用功:W=ηQ放=40%×9×107J=3.6×107J;
(3)根据题意可知,效率提高10%后,小汽车发动机的效率η′=40%+10%=50%,
由η=可知,效率提高后汽油完全燃烧放出的热量:Q放′===7.2×107J,
由Q放=mq可知,效率提高后消耗的汽油质量:m′===1.6kg,
上述的行驶中可以节约汽油的质量:Δm=m﹣m′=2kg﹣1.6kg=0.4kg。
答:(1)2kg汽油完全燃烧放出的热量是9×107J;
(2)发动机做了3.6×107J的有用功;
(3)若将小汽车发动机的效率提高10%,其他性能不变,则在上述的行驶中可以节约0.4kg的汽油。
【点评】本题考查燃料完全燃烧放热公式以及热机效率公式应用,熟记公式并能灵活运用是解题的关键。
六、综合能力题(共3题,17分)
22.(7分)小阳同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系,如图所示的装置。做法是:将两种燃料充分燃烧,放出的热量分别提供给水吸收,测量并比较水升高的温度,就可以比较出不同燃料的热值大小。小阳进行实验,记录结果见下表:
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
水升高的温度/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
(1)本实验是用水吸热的多少来反映两种燃料燃烧时放热的多少。为了保证实验结论的可靠,小阳同学在实验中选择两套相同的装置,还要控制两种燃料的 质量 相同,控制两装置中水的 质量和初温 相同。
(2)算出表格中的数据为: 19℃、9℃ (由上至下按顺序写),并得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是 煤油 。
(3)若已知水的比热容和质量,小明同学想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么利用此实验方法计算出的热值将比真实值 偏小 (偏大/偏小),理由是 给水加热时有热损失 。(只需写出一种理由)
【分析】(1)实验中,用煤油和菜籽油燃烧给水加热,可通过水升高的温度来比较煤油和菜籽油放出的热量多少,燃料的质量相同,利用q=比较燃料的热值大小关系;实验中,需要控制水的质量和初温相同,并且灯中燃料的质量也要相同;
(2)由表格数据可知水升高的温度,在其它条件相同时,根据水升高的温度判定热值的大小;
(3)燃料不能完全燃烧,燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
【解答】解:(1)为了保证实验结论的可靠性,实验中需要控制煤油和菜籽油的质量及烧杯中水的质量和初温相同;
(2)由表格数据可知,水升高的温度分别为44℃﹣25℃=19℃、34℃﹣25℃=9℃,甲杯水的温度变化较大,根据Q吸=cmΔt可知,水吸收的热量多,即煤油灯燃烧产生的热量多,所以其热值较大;
(3)由于给水加热时有热损失,根据Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量要比煤油完全燃烧放出的热量小,利用这个热量计算出煤油的热值,要比煤油真实的热值偏小。
故答案为:(1)质量;质量和初温;(2)19℃、9℃;煤油;(3)偏小;给水加热时有热损失。
【点评】本题是一道关于热值的实验探究题,会用控制变量法和转换法设计探究实验是关键。
23.(5分)如图是一个电源,其正负极A、B的极性标识模糊不清,你能利用发光二极管的单向导电性辨别出电源的正负极吗?辅助器材还有小灯泡(与二极管串联,保护电路)和导线若干。写出你的方法。(提示:操作方法和辨别方法都要说明,可以作图辅佐说明)
【分析】利用二极管的单向导电性,根据电路中二极管的发光情况判断电流方向,再判断蓄电池正负极。
【解答】答:二极管具有单向导电性,可将电路连接如下图,如果二极管发光,说明电路中A是蓄电池正极,电流方向经二极管、小灯泡后回负极,如果二极管不发光,说明A是蓄电池负极,电路中没有电流。
【点评】此题考查了半导体材料的特点与作用、实物的电路连接,属基础题目。
24.(5分)如图,小球从光滑斜面顶端由静止开始下滑,撞击静止在斜面底端的木块,与木块一起沿水平地面运动。小球质量为0.1kg,斜面高2m,斜面长5m。小球从光滑斜面顶端下滑的过程,重力做功将重力势能转化为动能,重力做了多少功,就有多少的重力势能转化为动能。小球撞击木块后,温度升高,机械能减小了30%。(取g=10N/kg)
(1)小球从光滑斜面顶端下滑到底端,小球的机械能 守恒 (选填“守恒或不守恒”),小球的重力做功为 2 J,则小球撞击木块后损失的机械能为 2 J。
(2)小球撞击木块后减小的机械能去哪了?请写出小球减小的机械能的2个去向:① 内能 ;② 木块的动能 。
【分析】(1)运动的物体,在不计摩擦与空气阻力时,物体的机械能守恒;机械能等于动能与势能之和;做功的多少可以用W=Gh来进行计算;
(2)根据撞击过程中消耗和获得的能量可做出判断。
【解答】解:(1)小球从光滑斜面顶端下滑到底端,由于没有摩擦,所以小球的机械能守恒;
小球的重力做功为:W=Gh=mgh=0.1kg×10N/kg×2m=2J;小球撞击木块后,机械能最终变为零,所以损失的机械能为2J;
(2)小球撞击木块后减小的机械能主要转化为了内能和木块的动能。
故答案为:(1)守恒;2;2;(2)内能;木块的动能。
【点评】本题通过实验考查了机械能守恒的条件,重力做功的计算,机械能的转化等,有一定综合性。
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