内容正文:
2024~2025学年九年级物理第一次质量检测
一、选择题(共48分,1~12为单选,13~15为多选)
1. 下列例子中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A. 室内扫地时,在阳光下看见灰尘在空中飞舞
B. 晒衣服时,水蒸发,衣服变干
C. 卫生球放在箱里,过几天整个箱子充满了樟脑味
D. 把一块方糖投入一杯开水中,隔一会整杯水变甜了
【答案】A
【解析】
【分析】不同物体互相接触时彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象说明:一切物质的分子都在不停地做无规则运动。
【详解】A.室内扫地时,看见灰尘在空中飞舞,是固体颗粒在空气中运动,不属于分子运动。故A错误,符合题意;
B.晒衣服时,水蒸发衣服变干,是水分子在空气中发生扩散现象的缘故,说明分子在不停地做无规则运动。故B正确,不符合题意;
C.卫生球放在箱子里,过几天整个箱子充满樟脑味,属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。故C正确,不符合题意;
D.把一块方糖投入一杯开水中,过一会儿整杯水变甜,是糖分子在水中发生扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。故D正确,不符合题意。
故选A。
2. 2023年10月31日,神舟十六号返回舱进入大气层,与大气摩擦后形成高温“火球”进入黑障区。如图所示。下列改变内能的方式与“火球”的形成相同的是( )
A. 用炉火将壶中的水烧开
B. 滑梯上下滑时臀部发热
C. 热鸡蛋放在冷水中冷却
D. 冬日下被子晒得热乎乎
【答案】B
【解析】
【详解】“火球”的形成是返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成的,使机械能转化为内能,是通过做功改变物体内能。
A.用炉火将壶中的水烧开,水吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递来改变物体的内能,故A不符合题意;
B.滑梯上下滑时克服摩擦做功,机械能转化为内能,臀部发热,是通过做功改变物体内能,故B符合题意;
C.热鸡蛋放在冷水中冷却,热鸡蛋放出热量,温度降低,内能减小,冷水吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递来改变物体的内能,故C不符合题意;
D.晒被子时被子吸收热量,温度升高,内能增加,是通过热传递来改变物体的内能,故D不符合题意。
故选B。
3. 如图所示,说法错误的是( )
A. 丙图是机械能转化为内能
B. 这四个冲程的正确顺序是甲→丙→乙→丁
C. 靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D. 乙图是内能转化为机械能
【答案】C
【解析】
【详解】甲中的一个气阀打开,活塞向下运动,所以为吸气冲程,是第一冲程;乙中的两个气阀都关闭,活塞下运动,所以为做功冲程,是内能转化机械能,是第三冲程;丙中的两个气阀都关闭,活塞向上运动,所以为压缩冲程,是机械能转化为内能,是第二冲程;丁中的一个气阀打开,活塞向上运动,所以为排气冲程,是第四冲程;
A.丙图是压缩冲程,机械能转化为内能,故A正确,不符合题意;
B.甲图是吸气冲程,乙图是压缩冲程,丙图是做功冲程,丁图是排气冲程,四个冲程的正确顺序是甲→丙→乙→丁,故B正确,不符合题意;
C.吸气冲程、压缩冲程和排气冲程靠惯性完成,靠惯性完成的冲程是甲、丙、丁,故C错误,符合题意;
D.乙图是做功冲程,内能转化机械能,故D正确,不符合题意。
故选C。
4. 下列关于热现象的说法中正确的是
A. 热机消耗的燃料越多,效率就越低
B. 热传递中温度总是从热的物体传给冷的物体
C. 0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能减小
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多
【答案】C
【解析】
【详解】A、热机消耗的燃料多、燃烧放出的热量多,但用来做有用功的能量可能更多,即效率可能更高,所以据消耗燃料的多少是不能判断热机效率大小的,故A错误;
B、热传递中,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,传递的不是温度,故B错误;
C、0℃的水变成0℃的冰,温度不变,但需要放热,所以内能减小,故C正确;
D、火箭使用液态氢作燃料,是因为液态氢热值大,故D错误;故选C.
5. 图是冰熔化时温度随时间变化的图像,其中有一个是正确的。已知冰的质量为4kg,,,假设相同时间内吸收的热量相同,整个过程忽略质量变化,不考虑热量损失。下列说法正确的是( )
A. 甲图是冰熔化时的正确图像
B. 冰熔化的过程持续了5min
C. 冰熔化过程吸收的热量为
D. 水在5~7min吸收的热量为
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰和水相同时间内吸收的热量相同,整个过程忽略质量变化,水的比热容是冰的2倍。由知,升高相同的温度,水用的时间是冰的2倍;吸热时间相同,吸收热量相同时,冰升高的温度是水的2倍。分析图像知,乙图是冰熔化时的正确图像,故A错误;
B.由乙图知,冰从第2min开始熔化,第5min结束,持续了3min,故B错误;
CD.相同时间内吸收的热量相同,整个过程忽略质量变化,不考虑热量损失,冰熔化持续了3min,吸收的热量和水吸热3min吸收的热量相同,水在5~7min吸收的热量为
冰熔化过程吸收的热量为水在2min内吸收的热量的1.5倍为
故C正确,D错误。
故选C。
6. 甲乙两物体质量相等,初温相同,把甲投入一杯热水中,平衡后水温降低了10℃,把甲捞出后(设水与热均未损失),再投入乙,热平衡后水温又降低了10℃。由此可得出( )
A. 甲的比热容小 B. 乙的比热容小
C. 甲、乙的比热容一样大 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【分析】先后将甲、乙两物体投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,不计热量损失,即
甲、乙两物体吸收的热量相同。
【详解】由题意可知,乙物体比甲物体少升高了10℃,即乙物体升高的温度小于甲升高的温度,根据可知,当Q吸,m相同时, 越大,c越小,所以甲的比热容小于乙物体的比热容。
故选A。
7. 水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
【答案】D
【解析】
【详解】A.热值最大是氢,常用作火箭的燃料,故A不符合题意;
B.水的密度是,故B不符合题意;
C.温度是物体的冷热程度,故C不符合题意;
D.因为水具有较大的比热容,是,所以水有助于人体调节体温,故D符合题意。
故选D。
8. 如图所示,开关S闭合后,电路中可能发生的情况是( )
A. 灯L1发光,灯L2不发光 B. 电源被烧坏
C. L1灯丝被烧坏 D. L2灯丝被烧坏
【答案】B
【解析】
【详解】如图开关断开时,两个灯泡并联,都发光;开关闭合时,电源短路,电源被烧坏,灯L1、L2都不发光,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的塑料吸管放在支架上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管,使其带负电。下列分析正确的是( )
A. 摩擦时塑料吸管失去电子
B. 摩擦后,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管,会出现排斥现象
C. 摩擦后,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触吸管带电部分,电子会从吸管转移到玻璃棒
D. 因为摩擦后塑料吸管能带电,所以它是导体
【答案】C
【解析】
【详解】A.用餐巾纸摩擦吸管,吸管带负电,吸管得到电子,故A错误;
B.用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,摩擦后,吸管带负电,所以用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管,会出现吸引,故B错误;
C.摩擦后,用丝绸摩擦过的玻璃棒失去电子,带正电,玻璃棒接触吸管带电部分,电子从吸管转移到玻璃棒上,故C正确;
D. 常温状态下,吸管是绝缘体,绝缘体也能带电,但是不能导电,所以不是导体,故D错误。
故选C。
10. 如图所示,取两个不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A,A的金属箔片张开,再用带手柄的C棒去同时接触A、B的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中,丝绸失去了电子
B. 验电器原理是异种电荷相互吸引
C. C棒与其手柄均为导体
D. 当C棒接触两验电器的金属球时,C棒中瞬间的电流方向为A到B
【答案】D
【解析】
【详解】A.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,故电子是由玻璃棒转移到丝绸,玻璃棒失去电子,丝绸得到电子,丝绸带负电,故A错误;
B.根据验电器的结构特点可知,验电器是利用同种电荷相互排斥的原理工作的,故B错误;
C.C棒是导体,手柄应为绝缘体,否则电荷会通过人体传出,故C错误;
D.丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,该玻璃棒去接触验电器A时,验电器A也会带正电;用带绝缘柄的金属杆将两个验电器的金属球接触时,B验电器上自由电子向验电器A转移,负电荷移动的方向与电流方向相反,故产生的电流方向为A到B,故D正确。
故选D。
11. 下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/( J˙kg-1˙℃-1)
4.2×103
2.1×103
2. l×103
0.88×103
0.39×103
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质的物态发生变化,比热容不变
C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由表格中的数据可知,冰和煤油的比热容是相同的,故错误;
B.比热容是物质的一种特性,决定于物质的种类和状态,不同的物质比热容一般不同,同种物质状态改变,比热容也发生改变,故错误;
C. 质量相等的铝和铜,升高相同的温度,根据吸热公式Q=cm△t知,铝比铜的比热容大,铝吸收的热量多,故正确;
D. 质量相等的水和煤油吸收相等的热量后,根据公式 知,煤油比水的比热容小,因此煤油升高的温度更多,故错误.
12. 现有两个使用同一种燃料的加热器,用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍,甲物质的质量是乙物质的,当甲物质升高的温度是乙物质的时(甲、乙物质的物态都不发生改变),加热甲物质所用燃料是加热乙物质的,则两加热器利用热能的效率之比是( )
A. 3:4 B. 1:1 C. 3:2 D. 2:1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知,,,,由Q吸=cm△t可得,甲、乙物质吸收的热量之比是
两加热器的燃料都相同,那么燃料的热值是相同的,加热甲物质所用燃料是加热乙物质的,也就是说甲、乙两物质消耗燃料的质量关系是,由Q放=qm可得,两加热器消耗燃料完全燃烧释放的热量之比是
由热机效率公式可知道,两加热器利用热能的效率之比是
两加热器利用热能效率之比是1∶1。
故选B。
13. 关于温度、热量、内能和比热容,下列说法错误的是( )
A. 一个物体吸收了热量,温度一定会升高 B. 内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C. 晶体熔化时温度不变,所以内能也不变 D. 某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.一个物体吸收了热量,它的温度不一定会升高,如冰熔化过程中,吸收热量,温度不变,故A错误,符合题意;
B.发生热传递的条件是存在温度差,因内能的大小与物体的质量、温度和状态有关,所以内能少的可能温度高,内能多的可能温度低,则热量可以从内能少的物体传给内能多的物体,故B正确,不符合题意;
C.晶体熔化时温度不变,但需要吸收热量,所以内能变大,故C错误,符合题意;
D.比热容是物质的一种特性,比热容与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,某种物质吸收或放出的热量越多,比热容不变,故D错误,符合题意。
故选ACD。
14. 下列有关电流的说法错误的是( )
A. 在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
B. 电流都是由自由电子定向移动形成的
C. 绝缘体不善于导电的原因是其内部没有电荷
D. 电流的方向一定与负电荷移动的方向相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.正电荷定向移动的方向是电流方向,在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反,故A正确;
B.在酸、碱、盐溶液中,电流是由正、负离子的定向移动形成的,故B错误;
C.绝缘体不善于导电的原因是其内部缺少自由电荷,故C错误;
D.正电荷定向移动的方向是电流方向,所以电流的方向一定与负电荷定向移动的方向相反,故D错误。
故选A。
15. 如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度一时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A. 加热时间相同,a物质吸收热量多,比热容小
B. 加热时间相同,a物质的末温度高,比热容小
C. 吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容大
D. 吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容小
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.加热相同时间,由于用相同的加热器加热,则两物质吸收的热量是相同的,由图像可知,a物质的末温高,则a的温度升高得快,则a的比热容小,故A不符合题意,B符合题意;
CD.吸收热量相同时,由于用相同加热器加热,则加热的时间相同,由图像可知,b物质的末温低,则b物质温度升高慢,则b的比热容大,故C符合题意,D不符合题意。
故选BC。
二、填空题(每空1分,共6分)
16. 汽油机是工农业生产中常用的热机,若某汽油机飞轮转速1200r/min。此汽油机每秒钟完成___________个做功冲程;当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油机的效率将___________(选填“升高”、“不变”或“降低”);为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱,使汽缸被水包围着,用水来降低汽缸体的温度是因为水具有较大的___________。
【答案】 ①. 10 ②. 降低 ③. 比热容
【解析】
【详解】[1]此汽油机每秒钟完成冲程数为
一个工作循环中,4个冲程,飞轮转2圈,对外做功一次,故每秒钟做了10个循环,10个做功冲程。
[2]当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,燃料燃烧不充分,做的有用功变小,总放出的热量不变,这时汽油机的效率将降低。
[3]为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱,使汽缸被水包围着,用水来降低汽缸体的温度是因为水具有较大的比热容,相同的质量,升高相同的温度,水吸收的热量多,吸热能力强。
17. 改革开放以来,我国科技创新捷报频传。华为麒麟9905G芯片是华为有自主知识产权的芯片,该芯片采用工艺制造。华为手机拥有反向无线充电的技术,如图所示,将另一架手机置于华为手机上,就能给另一架手机充电。此时,华为手机相当于电路中的___________,另一架手机相当于电路中的___________。
【答案】 ①. 电源 ②. 用电器
【解析】
【详解】[1][2]华为手机将自己储备的电能输入给另一架手机,华为手机是提供电能的装置,因此华为手机相当于电路中的电源;另一架手机是消耗电能的装置,相当于电路中的用电器。
18. 为了节能环保,禁止野外焚烧秸秆,将秸秆回收再利用,既可产生沼气,又可产生肥料。100kg秸秆可产生沼气1m3,如果这部分沼气完全燃烧,且产生热量的40%被质量为50kg,温度为25℃的水吸收,可以使水温度升高___________℃。[气压为一个标准大气压,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),沼气热值为4.2×107J/m3]
【答案】75
【解析】
【详解】1m3的沼气完全燃烧放出的热量为
则水吸收的热量为
可以使水升高的温度为
由于标准气压下水的末温为100℃,则水升高的温度为
三、实验与探究题(共28分)
19.
(1)依照如图电路图,把电器元件连接成实物图,导线不得交叉;
(2)如图是一名同学所连接的电路,图中多接了一根导线。请你找出这根多余的导线,在这根导线上打“×”,并在虚线框中画出正确的电路图。
【答案】(1) (2),
【解析】
【小问1详解】
从电路图可知,电流从电池的正极出发,经过开关、电铃、电灯泡后回到电池的负极,实物图如图所示:
【小问2详解】
如图所示,仅仅是一根导线多余,此时电流从电池的正极出发,需要经过开关、灯泡L1、灯泡L2后回到负极,故从灯泡L1左端接线柱和电池负极接线柱的连线是错误的,故如图所示:
电路图如图所示:
20. 如图甲所示,某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热。他得到如表数据:
液体
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
25
3
2
02
25
6
食用油
3
0.1
25
1.5
4
0.1
50
3
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入___________(填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和食用油。实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和食用油___________相同,然后比较___________即可完成探究实验;
(2)分析第1、2次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的___________有关;
(3)分析第1、3两次实验数据,可得出初步结论:___________的吸热能力更强(选填“水”或“食用油”),因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容___________(填“较大”或“较小”);
(4)图乙是该同学根据实验数据绘制的图像,则a物质是___________选填“水”或“食用油”),判断依据是___________;
(5)分析实验数据,升高相同的温度,可以近似地认为水所用的加热时间是食用油的2倍,若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则食用油的比热容为___________ J/(kg·℃)。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 吸收的热量 ③. 加热的时间
(2)质量 (3) ①. 水 ②. 较大
(4) ①. 食用油 ②. 吸收相同的热量,a的温度计变化更快
(5)2.1×103
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]根据控制变量法,应在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和食用油。由于加热器相同时间内释放的热量相同,根据转换法,水和食用油吸收热量的多少是通过加热的时间来体现的。
【小问2详解】
分析第1、2次实验数据知道,同种物质升高相同温度时,质量越大,加热时间越长。故可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的质量有关。
【小问3详解】
[1][2]分析第1、3次实验数据知道,相同质量的水和食用油,升高相同的温度,水加热的时间长,即水吸收的热量更多,所以水的吸热能力比食用油强。为了在降低相同温度时可以放出更多的热量,因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容较大的特点。
【小问4详解】
[1][2]由图像可知,加热相同时间,水和食用油吸收相同的热量,a的温度计变化更快,说明a的比热容较小,因此为食用油。
【小问5详解】
分析实验数据,相同的水和食用油升高相同的温度,水所用的加热时间是食用油的2倍,即水吸收的热量是食用油的2倍,根据可知,水的比热容是食用油的2倍,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则食用油的比热容为
21. 如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)为比较不同物质的比热容,应选择___________两图装置进行实验。实验中主要用到的科学探究方法有控制变量法和___________;
(2)比较不同燃料的热值,应选择___________两图进行实验,实验中,需等待燃料___________(填“燃烧相同时间”或“燃烧相同的质量”),然后通过比较___________(填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较燃料热值的大小;
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏___________(填“大”或“小”),你认为出现这种情况的主要原因是___________。
【答案】(1) ①. 甲、丙 ②. 转换法
(2) ①. 甲、乙 ②. 燃烧相同的质量 ③. 液体升高的温度
(3) ①. 小 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
[1]比较不同物质的比热容,应使用相同的热源,控制不同液体相同时间内吸热相同,通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力,所以应选择甲、丙两图进行实验。
[2]根据转换法可知,实验通过加热时间长短来反映液体吸收热量的多少,因此该实验运用了控制变量法和转换法。
【小问2详解】
[1]比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同,故应选择甲、乙两图进行实验。
[2][3]实验过程中应该控制燃料燃烧的质量相同,所以应该在燃料燃尽之后或燃烧相同的质量去比较液体升高的温度。
【小问3详解】
[1][2]燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收,存在热损失,即水吸收的热量会小于燃料完全燃烧放出的热量,由。熬可知,计算得出的热值将比燃料的真实热值偏小。
22. 小明在连接如图所示的电路时,遇到了几个问题。
(1)如图1所示,小明把一只灯泡和一个开关连接到电路中时,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,他在实验操作中的不当之处是___________;
(2)小明又将两只灯泡和一个开关接到电路中,如图2所示,但他闭合开关后发现L1和L2都不亮,检查电路后也不知道发生了什么故障,老师告诉他是其中一个灯泡的原因,并向他提出了几个问题,请你帮助他根据老师的问题,判断故障的原因;
①原因是否是其中一个灯泡被短接了?
因为若是其中的一个灯泡被短接了,则___________,所以肯定___________(选填“是”或“不是”)其中的一个灯泡被短接了;
②原因是否是其中一个灯泡断路了?
因为若是其中的一个灯泡断路了,则___________,所以断定___________(选填“是”或“不是”)其中的一个灯泡断路了;
(3)通过学习,小明明确了如图3所示的课间音乐定时播放装置的原理图。闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯___________亮,“播放器”___________(选填“会”或“不会”)播放音乐;到达设定时间“定时开关”处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态,“播放器”播放音乐。
【答案】(1)连接电路时,没有断开开关
(2) ①. 见解析 ②. 不是 ③. 见解析 ④. 是
(3) ①. 会 ②. 不会 ③. 断开
【解析】
【小问1详解】
刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,说明在连接电路的过程中,没有断开开关,为了保护电路,在连接电路是要断开开关。
【小问2详解】
[1][2]若是其中的一个灯泡被短接了,则电路中有电流通过,另一个灯泡会发光,所以一定不是其中一个灯泡被短接。
[3][4]若是其中的一个灯泡断路了,则电路处于断路状态,两灯泡串联,电路中没有电流通过,两灯都不亮,所以一定是其中一个灯泡断路了。
【小问3详解】
[1][2]当“定时开关”处于闭合状态时,电流从正极流出,经过开关S、指示灯、定时开关后回到电源负极,指示灯发光,“播放器”被短路,所以“播放器”不会播放音乐,当“定时开关”断开时,“播放器”中有电流通过,才播放音乐。
四、综合应用题(共18分)
23. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志,如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料,液态氧作为助燃剂,液态氢的热值为。
(1)某火箭发射时携带液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)若第一问放出的热量只有20%被水吸收,能将、初温为30℃的的水加热至多少℃?【c水=4.2×103J/(kg∙℃),已知当地大气压为1标准大气压】
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧,某次测试中,一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶20min,消耗了1. 5kg燃料,求该发动机的效率。
【答案】(1)8.4×1012;(2)100;(3)40%
【解析】
【详解】解:(1)某火箭发射时携带液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是
(2)若第一问放出的热量只有20%被水吸收,水吸收的热量为
由得,这些热量能使、初温为30℃的水温度升高
水的末温为
而1标准大气压下水的沸点为100℃,则水的末温为100℃。
(3)1. 5kg氢燃料释放的热量为
由得,氢能源车的牵引力做的功为
该发动机的效率
答:(1)某火箭发射时携带液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是8.4×1012J;
(2)若第一问放出的热量只有20%被水吸收,能将、初温为30℃的的水加热至100℃;
(3)该发动机的效率40%。
24. 如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃),以上过程中,
问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?
【答案】(1)0.2kg;(2)42%
【解析】
【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;知道普通煤炉的烧水效率,利用可得煤完全燃烧放出的热量;已知煤的热值,利用Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量.
(2)由题知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量;由题意可知,壶内水吸收热量不变,则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量(有用能量);由题意可知,双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变,根据求出双加热煤炉的烧水效率.
【详解】解答:(1)1标准大气压下水的沸点为100℃,把壶内20℃,5kg水烧开,水吸收的热量:Q吸=c水m水△t1=4.2×103J/(kg⋅℃)×5kg×(100℃−20℃)=1.68×106J,普通煤炉的烧水效率为28%,由η=可得煤完全燃烧放出的热量:Q放==6×106J,由Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:m煤==0.2kg;(2)由题可知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,则炉壁间水吸收的热量:Q′吸=c水m′水△t2=4.2×103J/(kg⋅℃)×10kg×(40℃−20℃)=8.4×105J,而壶内水的初温、末温以及质量均不变,则壶内水吸收热量不变,所以,双加热煤炉中水吸收的总热量:Q吸总=Q吸+Q′吸=1.68×106J+8.4×105J=2.52×106J,由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,则这些煤完全燃烧放出的热量不变,所以,双加热煤炉的烧水效率:η′==42%
答:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg;(2)双加热煤炉的烧水效率为42%.
【点睛】本题考查了吸热公式Q吸=cm△t、燃料完全燃烧放热公式Q放=mq以及热效率公式的综合应用,难点是第2小题,根据题意分析得出“壶内水吸收热量不变、煤完全燃烧放出的热量不变”是解答该小题的关键所在.
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2024~2025学年九年级物理第一次质量检测
一、选择题(共48分,1~12为单选,13~15为多选)
1. 下列例子中,不能说明分子在不停地做无规则运动的是( )
A. 室内扫地时,在阳光下看见灰尘在空中飞舞
B. 晒衣服时,水蒸发,衣服变干
C. 卫生球放在箱里,过几天整个箱子充满了樟脑味
D. 把一块方糖投入一杯开水中,隔一会整杯水变甜了
2. 2023年10月31日,神舟十六号返回舱进入大气层,与大气摩擦后形成高温“火球”进入黑障区。如图所示。下列改变内能的方式与“火球”的形成相同的是( )
A. 用炉火将壶中的水烧开
B. 滑梯上下滑时臀部发热
C. 热鸡蛋放在冷水中冷却
D. 冬日下被子晒得热乎乎
3. 如图所示,说法错误的是( )
A. 丙图是机械能转化为内能
B. 这四个冲程的正确顺序是甲→丙→乙→丁
C. 靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
D. 乙图是内能转化为机械能
4. 下列关于热现象的说法中正确的是
A. 热机消耗的燃料越多,效率就越低
B. 热传递中温度总是从热物体传给冷的物体
C. 0℃的水变成0℃的冰,温度不变,内能减小
D. 火箭使用液态氢作燃料,是因为它含有的热量多
5. 图是冰熔化时温度随时间变化的图像,其中有一个是正确的。已知冰的质量为4kg,,,假设相同时间内吸收的热量相同,整个过程忽略质量变化,不考虑热量损失。下列说法正确的是( )
A. 甲图是冰熔化时的正确图像
B. 冰熔化的过程持续了5min
C. 冰熔化过程吸收的热量为
D. 水在5~7min吸收的热量为
6. 甲乙两物体质量相等,初温相同,把甲投入一杯热水中,平衡后水温降低了10℃,把甲捞出后(设水与热均未损失),再投入乙,热平衡后水温又降低了10℃。由此可得出( )
A. 甲的比热容小 B. 乙的比热容小
C. 甲、乙的比热容一样大 D. 无法确定
7. 水约占人体体重的60%~70%,有助于调节体温,原因之一是水具有较大的( )
A. 热值 B. 密度 C. 温度 D. 比热容
8. 如图所示,开关S闭合后,电路中可能发生的情况是( )
A. 灯L1发光,灯L2不发光 B. 电源被烧坏
C. L1灯丝被烧坏 D. L2灯丝被烧坏
9. 如图所示,用一段细铁丝做一个支架,作为转动轴,把一根中间戳有小孔(没有戳穿)的塑料吸管放在支架上,吸管能在水平面内自由转动。用餐巾纸摩擦吸管,使其带负电。下列分析正确的是( )
A. 摩擦时塑料吸管失去电子
B. 摩擦后,用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近吸管,会出现排斥现象
C. 摩擦后,用丝绸摩擦过的玻璃棒接触吸管带电部分,电子会从吸管转移到玻璃棒
D. 因为摩擦后塑料吸管能带电,所以它是导体
10. 如图所示,取两个不带电的验电器A和B,用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触A,A的金属箔片张开,再用带手柄的C棒去同时接触A、B的金属球,发现A的金属箔片张角变小,B的金属箔片张角变大。则下列说法正确的是( )
A. 丝绸摩擦玻璃棒的过程中,丝绸失去了电子
B. 验电器原理是异种电荷相互吸引
C. C棒与其手柄均为导体
D. 当C棒接触两验电器的金属球时,C棒中瞬间的电流方向为A到B
11. 下表列出一些物质比热容,根据表中数据,下列判断正确的是
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/( J˙kg-1˙℃-1)
4.2×103
2.1×103
2. l×103
0.88×103
0.39×103
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质的物态发生变化,比热容不变
C. 质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
12. 现有两个使用同一种燃料的加热器,用它们分别对甲、乙两种不同的物质加热。已知甲物质的比热是乙物质的2倍,甲物质的质量是乙物质的,当甲物质升高的温度是乙物质的时(甲、乙物质的物态都不发生改变),加热甲物质所用燃料是加热乙物质的,则两加热器利用热能的效率之比是( )
A. 3:4 B. 1:1 C. 3:2 D. 2:1
13. 关于温度、热量、内能和比热容,下列说法错误的是( )
A. 一个物体吸收了热量,温度一定会升高 B. 内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C. 晶体熔化时温度不变,所以内能也不变 D. 某种物质吸收或放出的热量越多,比热容越大
14. 下列有关电流的说法错误的是( )
A. 在金属导体中,电流的方向与自由电子定向移动的方向相反
B. 电流都是由自由电子定向移动形成的
C. 绝缘体不善于导电的原因是其内部没有电荷
D. 电流的方向一定与负电荷移动的方向相同
15. 如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度一时间图像,实验中两种物质的质量相同,初温度相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A. 加热时间相同,a物质吸收热量多,比热容小
B. 加热时间相同,a物质末温度高,比热容小
C. 吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容大
D. 吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容小
二、填空题(每空1分,共6分)
16. 汽油机是工农业生产中常用热机,若某汽油机飞轮转速1200r/min。此汽油机每秒钟完成___________个做功冲程;当汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时汽油机的效率将___________(选填“升高”、“不变”或“降低”);为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱,使汽缸被水包围着,用水来降低汽缸体的温度是因为水具有较大的___________。
17. 改革开放以来,我国科技创新捷报频传。华为麒麟9905G芯片是华为有自主知识产权的芯片,该芯片采用工艺制造。华为手机拥有反向无线充电的技术,如图所示,将另一架手机置于华为手机上,就能给另一架手机充电。此时,华为手机相当于电路中的___________,另一架手机相当于电路中的___________。
18. 为了节能环保,禁止野外焚烧秸秆,将秸秆回收再利用,既可产生沼气,又可产生肥料。100kg秸秆可产生沼气1m3,如果这部分沼气完全燃烧,且产生热量的40%被质量为50kg,温度为25℃的水吸收,可以使水温度升高___________℃。[气压为一个标准大气压,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),沼气热值为4.2×107J/m3]
三、实验与探究题(共28分)
19.
(1)依照如图电路图,把电器元件连接成实物图,导线不得交叉;
(2)如图是一名同学所连接的电路,图中多接了一根导线。请你找出这根多余的导线,在这根导线上打“×”,并在虚线框中画出正确的电路图。
20. 如图甲所示,某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热。他得到如表数据:
液体
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热时间t/min
水
1
01
25
3
2
0.2
25
6
食用油
3
0.1
25
1.5
4
0.1
50
3
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入___________(填“质量”或“体积”)、初温都相同的水和食用油。实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和食用油___________相同,然后比较___________即可完成探究实验;
(2)分析第1、2次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的___________有关;
(3)分析第1、3两次实验数据,可得出初步结论:___________的吸热能力更强(选填“水”或“食用油”),因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容___________(填“较大”或“较小”);
(4)图乙是该同学根据实验数据绘制的图像,则a物质是___________选填“水”或“食用油”),判断依据是___________;
(5)分析实验数据,升高相同的温度,可以近似地认为水所用的加热时间是食用油的2倍,若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则食用油的比热容为___________ J/(kg·℃)。
21. 如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内液体的初温和质量相同。
(1)为比较不同物质的比热容,应选择___________两图装置进行实验。实验中主要用到的科学探究方法有控制变量法和___________;
(2)比较不同燃料的热值,应选择___________两图进行实验,实验中,需等待燃料___________(填“燃烧相同时间”或“燃烧相同的质量”),然后通过比较___________(填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较燃料热值的大小;
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏___________(填“大”或“小”),你认为出现这种情况的主要原因是___________。
22. 小明在连接如图所示的电路时,遇到了几个问题。
(1)如图1所示,小明把一只灯泡和一个开关连接到电路中时,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,他在实验操作中的不当之处是___________;
(2)小明又将两只灯泡和一个开关接到电路中,如图2所示,但他闭合开关后发现L1和L2都不亮,检查电路后也不知道发生了什么故障,老师告诉他是其中一个灯泡的原因,并向他提出了几个问题,请你帮助他根据老师的问题,判断故障的原因;
①原因是否是其中一个灯泡被短接了?
因为若是其中的一个灯泡被短接了,则___________,所以肯定___________(选填“是”或“不是”)其中的一个灯泡被短接了;
②原因是否是其中一个灯泡断路了?
因为若是其中的一个灯泡断路了,则___________,所以断定___________(选填“是”或“不是”)其中的一个灯泡断路了;
(3)通过学习,小明明确了如图3所示的课间音乐定时播放装置的原理图。闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯___________亮,“播放器”___________(选填“会”或“不会”)播放音乐;到达设定时间“定时开关”处于___________(选填“闭合”或“断开”)状态,“播放器”播放音乐。
四、综合应用题(共18分)
23. 中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志,如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液体氢作为燃料,液态氧作为助燃剂,液态氢的热值为。
(1)某火箭发射时携带液态氢燃料,这些燃料完全燃烧放出的热量是多少J?
(2)若第一问放出的热量只有20%被水吸收,能将、初温为30℃的的水加热至多少℃?【c水=4.2×103J/(kg∙℃),已知当地大气压为1标准大气压】
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在汽缸中燃烧,某次测试中,一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶20min,消耗了1. 5kg燃料,求该发动机的效率。
24. 如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃),以上过程中,
问:(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?
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