内容正文:
2024-2025学年度九年级物理9月检测试题
总分:100分 时量:60分钟
一、选择题(每题3分,共36分)
1. 2016年9月,一群蜜蜂飞入新北区一处民宅,民警将装有蜂蜜的木桶置于宅门外,蜜蜂陆续飞入桶中,下列现象中,与此原理相同的是( )
A. 煮稀饭时米粒在水中翻滚
B. 用鼻子鉴别醋和酱油
C. 固体、液体很难压缩
D. 两个铅柱压紧后粘在一起
2. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
C. 物体的温度越高,所含热量越多
D. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
3. 如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A. 加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B. 加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C. 加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D. 加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
4. 2022年4月16日,摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是( )
A. 返回舱下落过程中,动能转化为重力势能
B. 返回舱加速下落过程中其动能增大
C. 返回舱下落过程中与大气摩擦,外表面温度升高,其内能增加
D. 返回舱下落过程中,航天员相对地球是运动的
5. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A. c甲最大 B. c乙最大
C. c丙最大 D. c甲=c乙=c丙
6. 学习了分子动理论之后,小明总结了很多生活中与分子动理论有关的现象,下列总结中不正确的是
A. “花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关
B. 人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染
C. 用透明胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的斥力
D. “破镜不能重圆”是分子间的距离太大,作用力变得十分微弱
7. 如图,烧瓶内水上方存在着水蒸气,瓶口用软木塞塞住,用小打气筒缓慢向瓶内加压,达到一定程度时塞子跳起来,瓶内出现白雾.下列说法正确的是
A. 瓶内出现白雾,是因为瓶子外部温度低
B. 出现白雾的过程是一个吸热的物态变化过程
C. 该实验能说明气体膨胀对外做功,内能减小
D. 这个实验展示了蒸汽机的工作原理
8. 关于汽车的说法中,下列表述不正确的是
A. 与其他液体相比,水的比热容比较大,适合做汽车的冷却剂
B. 汽车在公路上高速驶过时,飘落在车旁的树叶被卷入车底
C. 急刹车时,车上的乘客由于受到惯性作用身体会向前倾斜
D. 汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能
9. 小叶看见面点师傅将面拉成长条,放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条,于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下,他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水,记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
物质种类
加热时间(min)
消耗酒精(g)
末温(℃)
油
2
1
88
水
2
1
50
A. 2min内油吸收的热量为3×104J
B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%
C. 油的末温比水的高,所以吸热能力更强
D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
10. 如图所示,陨石在加速下落的过程中与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧。则在陨石下落过程中,其能量转化过程是( )
A. 重力势能→动能→内能 B. 动能→重力势能→内能
C. 重力势能→内能→动能 D. 内能→重力势能→动能
11. 下列日常活动中只有能的转移而没有发生能的转化的是( )
A. 在燃气灶上烧开水 B. 风吹动风车
C. 骑自行车 D. 磨剪子
12. 目前,汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作,这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质,但由于它的另一特性却使得转化为有用功的能量大为减少,降低了发动机的机械效率,这是指它具有良好的( )
A. 弹性 B. 磁性 C. 导热性 D. 导电性
二、填空题(每空1分,共13分)
13. “遥知不是雪,为有暗香来”。“为有暗香来”说明分子在_______;将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,说明分子间存在_______;若把分子看成一个小球,则一般分子直径的数量级为10-10m,合_______nm。
14. 在玻璃瓶内装入约半瓶细沙,盖上瓶盖,包裹一层泡沫塑料,迅速振动瓶子几十次,细沙温度升高,这是用______方法使沙子内能增大,泡沫塑料的作用是______ ,如果换成水做该实验,升温不明显是因为水的______大。
15. 小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起,这一现象与热机的工作循环中的_______冲程原理相同,这一过程内能转化为________能。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400r/min,这台汽油机每秒钟内完成______个冲程,对外做了__________次功。
16. 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”)。
三、实验探究题(每空2分,共34分)
17. 小高提出了这样一个问题:分子的运动快慢和哪些因素有关,同组的笑笑提出了两种猜想。
①分子运动快慢与物质的温度有关。
②分子运动快慢与物质的种类有关。
为了探究猜想①是否正确,小高等同学进行了如下实验:如图所示,在相同的两只烧杯中放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,观察两杯水颜色变化的快慢。小高通过分析归纳,总结得出了分子运动快慢与物质的温度之间的关系。
(1)实验中观察到的现象是______,得到的结论是_______________________;
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水。所运用的一种研究方法是_______________________;
(3)同组的笑笑在小高的基础上用酒精灯对冷水加热,观察到温度升高时杯中水的颜色变化更明显,笑笑______(填“能”或“不能”)得出和小高相同的结论,理由是________________________;
(4)请你将上面的实验改成探究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验,把相关实验步骤写在下面。
①____________________________________________________________;
②____________________________________________________________;
③根据观察结果,得出结论。
18. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温相同。
燃料
加热前液体温度【℃】
燃料燃尽时液体温度【℃】
燃料的热值【J/kg】
1
15
35
2.4×106
2
,15
25
?
(1)若比较不同物质的比热容,应选择____两图进行实验。液体吸收的热量是通过__________(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来反映的;在实验中,烧杯中a、b液体的质量必须相等。
(2)若比较不同燃料的热值,应选择____两图进行实验,通过比较燃料__________(填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值大小。燃料燃烧,________能转化为内能,用比热容_________的液体可以使实验现象更明显(实验中液体没有沸腾)。若记录数据如上右表,根据表中数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为_____J,燃料2的热值是_____J/kg。
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______(大/小),你认为出现这样情况的主要原因是:______。
四、综合应用题(20题8分,21题9分,共17分)
19. 随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
地面装饰层材料
散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯(PB)
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103 kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?请至少写出两点。
20. 油电混合动力汽车有汽油发动机和电动机两套动力系统。两套动力系统既可以独立工作,又可以协同工作,汽车可以根据路况选择最佳驱动方式,以便节能减排。某种油电混合动力汽车,它的发动机效率是40%,电动机由一组满电时电能为5.4×107J的电池组供电,效率高达80%。现在油箱剩余10kg汽油(汽油热值是4.6×107J/kg),电池满电。若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶,受到的平均阻力恒为1000N。求:
(1)剩余汽油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车的输出功率;
(3)若汽车先以发动机驱动,再用电动机驱动,计算说明能否到达260km外的目的地.
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2024-2025学年度九年级物理9月检测试题
总分:100分 时量:60分钟
一、选择题(每题3分,共36分)
1. 2016年9月,一群蜜蜂飞入新北区一处民宅,民警将装有蜂蜜的木桶置于宅门外,蜜蜂陆续飞入桶中,下列现象中,与此原理相同的是( )
A. 煮稀饭时米粒在水中翻滚
B. 用鼻子鉴别醋和酱油
C. 固体、液体很难压缩
D. 两个铅柱压紧后粘在一起
【答案】B
【解析】
【分析】(1)物体发生的位置的改变叫机械运动,注意机械运动不是分子运动;
(2)两个相互接触的物体的分子彼此进入对方的现象叫扩散,扩散现象是分子运动的结果,分子的运动无法用肉眼直接看到,但可以通过气味、颜色的变化来体现;我们能够闻到醋和酱油的气味是因为醋和酱油分子扩散到空气中,扩散现象说明了构成物体的分子在不停地做无规则运动;
(3)固体、液体很难压缩说明分子间存在着相互作用的斥力;
(4)两个铅柱压紧后粘在一起说明分子间存在着相互作用的引力.
【详解】民警将装有蜂蜜的木桶置于宅门外,蜜蜂陆续飞入桶中,是蜂蜜的芳香分子的无规则运动吸引了蜜蜂,是扩散现象;
A. 煮稀饭时,看到锅中米粒翻滚,不是扩散现象,故A不符合题意;
B. 鼻子可以闻到醋和酱油的气味,是因为醋和酱油分子运动到了空气中,是扩散现象,故B符合题意;C. 固体和液体很难被压缩,因为分子间有斥力,故C不符合题意;
D. 两个铅柱压紧后能粘在一起,说明分子之间存在引力,故D不符合题意.
【点睛】本题主要考查学生对扩散现象的认识、分子运动和机械运动区别的了解和掌握,以及分子间的相互作用力,是一道基础题.
2. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
C. 物体的温度越高,所含热量越多
D. 内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
【答案】D
【解析】
【详解】AB.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,温度不是决定物体内能大小的唯一因素,温度高的物体内能不一定大,温度低的物体内能不一定小,故AB错误;
C.热量是一个过程量,不能说“所含热量”,故C错误;
D.发生热传递的条件是温度的高低,不是内能的大小。内能小的物体也可能是温度高的物体,内能大的物体也可能是温度低的物体,所以内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故D正确。
故选D。
3. 如图所示是古人锻造铁器的过程,关于改变物体内能的方式,下列说法中正确的是( )
A. 加热和锻打属于热传递,淬火属于做功
B. 加热属于热传递,锻打和淬火属于做功
C. 加热和淬火属于热传递,锻打属于做功
D. 加热和淬火属于做功,锻打属于热传递
【答案】C
【解析】
【详解】改变物体内能有两种方式:做功和热传递.用铁锤锻打工件,工件会发热,属于做功改变物体内能;用火对铁器加热,铁器从火中吸收热量,把铁器放在水中淬火,铁器向水中放热,所以加热和淬火属于热传递改变物体内能,故C正确.
4. 2022年4月16日,摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是( )
A. 返回舱下落过程中,动能转化为重力势能
B. 返回舱加速下落过程中其动能增大
C. 返回舱下落过程中与大气摩擦,外表面温度升高,其内能增加
D. 返回舱下落过程中,航天员相对地球是运动的
【答案】A
【解析】
【详解】A.返回舱下落过程中,高度减小,速度变大,质量不变,所以重力势能减小,动能增大,将重力势能转化为动能,故A错误,符合题意;
B.返回舱加速下落过程中,速度增大,质量不变,所以其动能增大,故B正确,不符合题意;
C.返回舱下落过程中与大气摩擦,克服空气阻力做功,将机械能转化为内能,内能增加,外表面温度升高,故C正确,不符合题意;
D.返回舱下落过程中,航天员相对地球的位置不断的变化,所以航天员是运动的,故D正确,不符合题意。
故选A。
5. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( )
A. c甲最大 B. c乙最大
C. c丙最大 D. c甲=c乙=c丙
【答案】C
【解析】
【详解】冰块形状不再发生变化时,三个金属块末温为冰的熔点,所以末温相同,而它们的初温相同,所以三个金属块降低相同的温度,由图中金属块的下陷程度可知放出的热量
Q甲<Q乙<Q丙
三金属块的质量相同,由知道,在质量和降低温度一定时,丙金属放出的热量最多,则丙的比热容最大,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6. 学习了分子动理论之后,小明总结了很多生活中与分子动理论有关的现象,下列总结中不正确的是
A. “花气袭人知骤暖”说明分子的热运动与温度有关
B. 人造木板黏结剂中的甲醛扩散到空气中造成环境污染
C. 用透明胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的斥力
D. “破镜不能重圆”是分子间的距离太大,作用力变得十分微弱
【答案】C
【解析】
【详解】A、花气袭人说明扩散现象很明显,这是由分子运动更剧烈导致的,温度越高分子热运动更剧烈,故A正确,不符合题意;
B、一切分子都在不停地做无规则运动,故黏合剂中的甲醛也会扩散到空气中,从而造成环境污染,故B正确,不符合题意;
C、胶带揭下纸上的错字,因为分子间存在引力作用,像胶带、便利贴都是分子间的引力大于斥力作用,故C错误,符合题意;
D、破镜不能重圆,是因为玻璃分子间的距离太大,分子间的作用力就十分微弱,分子间几乎没有作用力,故D正确,不符合题意.
7. 如图,烧瓶内水上方存在着水蒸气,瓶口用软木塞塞住,用小打气筒缓慢向瓶内加压,达到一定程度时塞子跳起来,瓶内出现白雾.下列说法正确的是
A. 瓶内出现白雾,是因为瓶子外部温度低
B. 出现白雾的过程是一个吸热的物态变化过程
C. 该实验能说明气体膨胀对外做功,内能减小
D. 这个实验展示了蒸汽机的工作原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.瓶内出现的白雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴,故A不符合题意;
B.瓶内出现白雾是由水蒸气液化形成的,液化放热,故B不符合题意;
C.瓶口塞子跳起来的过程中,气体对外做功,将内能转化为机械能,内能减小,故C符合题意;
D.瓶口塞子跳起来的过程中,水蒸气对塞子做功,将内能转化为机械能,能量转化情况与内燃机做功冲程相同,故D不符合题意.
8. 关于汽车的说法中,下列表述不正确的是
A. 与其他液体相比,水的比热容比较大,适合做汽车的冷却剂
B. 汽车在公路上高速驶过时,飘落在车旁的树叶被卷入车底
C. 急刹车时,车上的乘客由于受到惯性作用身体会向前倾斜
D. 汽油机的压缩冲程将机械能转化为内能
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度时,水吸收的热量多,所以适合做汽车的冷却剂,故A正确;
B.汽车高速驶过时,汽车附近的空气流速变大、压强变小,故飘落在车旁的树叶被卷入车底,故B正确;
C.人坐在车里和车一起行驶,急刹车时,乘客由于惯性要保持原来的运动状态,继续运动,因此身体会向车行方向倾斜,但不是受到惯性作用,故C错误;
D.压缩冲程将汽油和空气的混合物压缩,使混合物的温度升高、内能增大,即将机械能转化内能,故D正确.
9. 小叶看见面点师傅将面拉成长条,放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条,于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下,他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水,记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等,酒精的热值为3×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
物质种类
加热时间(min)
消耗酒精(g)
末温(℃)
油
2
1
88
水
2
1
50
A. 2min内油吸收的热量为3×104J
B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%
C. 油的末温比水的高,所以吸热能力更强
D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意可知,油和水的质量相等,都为,水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃),2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃,则水吸收的热量为
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等,则油吸收的热量为
所以2min内油吸收的热量为6.3×103J,故A错误;
B.由题意可知,酒精的热值为q=3×107J/g,加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精,则完全燃烧1g酒精放出的热量为
则酒精灯的加热效率为
故B正确;
C.相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量,末温度越低表示物质吸热能力越强,所以油的末温比水的高,说明油吸热能力更弱,故C错误;
D.物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与其吸收的热量多少无关,故D错误。
故选B。
10. 如图所示,陨石在加速下落的过程中与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧。则在陨石下落过程中,其能量转化过程是( )
A. 重力势能→动能→内能 B. 动能→重力势能→内能
C. 重力势能→内能→动能 D. 内能→重力势能→动能
【答案】A
【解析】
【详解】陨石在加速下落的过程中,速度增加,高度减小,重力势能减小,动能增加,因此将重力势能转化为动能,速度逐渐增大,陨石与大气剧烈摩擦、迅速升温、猛烈燃烧,又将动能转化为了内能。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 下列日常活动中只有能的转移而没有发生能的转化的是( )
A. 在燃气灶上烧开水 B. 风吹动风车
C. 骑自行车 D. 磨剪子
【答案】B
【解析】
【详解】A.在燃气灶上烧水时,燃气的化学能转化为内能,发生了能的转化,故A不符合题意;
B.风吹动风车时是空气对风车做功,没有新的形式的能出现,只有能的转移,故B符合题意;
C.骑自行车时,车轮克服摩擦做功,机械能转化为内能,故C不符合题意;
D.磨剪子时,剪刀与磨刀石摩擦,机械能转化为内能,故D不符合题意。
故选B。
12. 目前,汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作,这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质,但由于它的另一特性却使得转化为有用功的能量大为减少,降低了发动机的机械效率,这是指它具有良好的( )
A. 弹性 B. 磁性 C. 导热性 D. 导电性
【答案】C
【解析】
【详解】汽车发动机的汽缸都采用金属材料制作,这主要利用了金属耐高温、耐摩擦等性质,但由于它的导热性,增加了热损失,降低了发动机的机械效率,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题(每空1分,共13分)
13. “遥知不是雪,为有暗香来”。“为有暗香来”说明分子在_______;将两个表面光滑的铅块相互紧压,它们会粘在一起,说明分子间存在_______;若把分子看成一个小球,则一般分子直径的数量级为10-10m,合_______nm。
【答案】 ①. 不停地做无规则运动 ②. 引力 ③. 0.1
【解析】
【详解】[1]“为有暗香来”说明分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象。
[2]两个表面光滑的铅块相互紧压后,由于分子间存在引力,两铅块将会粘在一起。
[3]一般分子直径的数量级为10-10m,则
10-10m=10-10×109nm=0.1nm
14. 在玻璃瓶内装入约半瓶细沙,盖上瓶盖,包裹一层泡沫塑料,迅速振动瓶子几十次,细沙温度升高,这是用______方法使沙子内能增大,泡沫塑料的作用是______ ,如果换成水做该实验,升温不明显是因为水的______大。
【答案】 ①. 做功 ②. 防止热量散失 ③. 比热容
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙,盖上瓶盖,包裹一层泡沫塑料,迅速振动瓶子,细沙温度升高,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,包裹一层泡沫塑料可以防止热量散失。
[3]如果换成水做该实验,水的比热容比较大,吸收相同的热量,升高的温度较低,升温不明显。
15. 小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流顶起,这一现象与热机的工作循环中的_______冲程原理相同,这一过程内能转化为________能。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400r/min,这台汽油机每秒钟内完成______个冲程,对外做了__________次功。
【答案】 ①. 做功 ②. 机械 ③. 80 ④. 20
【解析】
【详解】[1][2]高压锅限压阀被气流顶起,气流对高压锅限压阀做功,时内能转化为机械能的过程,这与热机的四个冲程中的做功冲程原理相同,都是内能转化为机械能的过程。
[3][4]飞轮的转速为
2400r/min=40r/s
在一个工作循环中汽油机完成四个冲程,飞轮转动2转,一个工作循环包含一个做功冲程,所以对外做功1次,所以可得这台汽油机每秒钟内完成20个工作循环,对外做功20次,完成80个冲程。
16. 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”)。
【答案】 ①. 热值 ②. 内 ③. 不守恒
【解析】
【分析】
【详解】[1]利用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧产生的热量多。
[2]燃料燃烧时将化学能转化为内能。
[3]火箭发射升空时,高度和速度都增大,所以重力势能和动能增大,机械能增大,机械能不守恒。
三、实验探究题(每空2分,共34分)
17. 小高提出了这样一个问题:分子的运动快慢和哪些因素有关,同组的笑笑提出了两种猜想。
①分子运动快慢与物质的温度有关。
②分子运动快慢与物质的种类有关。
为了探究猜想①是否正确,小高等同学进行了如下实验:如图所示,在相同的两只烧杯中放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,观察两杯水颜色变化的快慢。小高通过分析归纳,总结得出了分子运动快慢与物质的温度之间的关系。
(1)实验中观察到的现象是______,得到的结论是_______________________;
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放相同质量的冷水和热水,各滴入一滴红墨水。所运用的一种研究方法是_______________________;
(3)同组的笑笑在小高的基础上用酒精灯对冷水加热,观察到温度升高时杯中水的颜色变化更明显,笑笑______(填“能”或“不能”)得出和小高相同的结论,理由是________________________;
(4)请你将上面的实验改成探究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验,把相关实验步骤写在下面。
①____________________________________________________________;
②____________________________________________________________;
③根据观察结果,得出结论。
【答案】 ①. 热水杯中的颜色变化得快 ②. 见解析 ③. 控制变量法 ④. 不能 ⑤. 见解析 ⑥. 见解析 ⑦. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1][2]在质量相同的冷水和热水中,各滴入一滴红墨水,温度高的那杯水中的颜色变化得快一些,说明温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快。
(2)[3]水中颜色变化快慢受水温、水的多少等多个因素影响,这里控制其他因素相同而水温不同,采用了控制变量法。
(3)[4][5]用酒精灯对冷水加热,会使底部的水被加热后向上运动,形成对流,使冷水杯中的水加快变色,无法说明水的颜色变化是由于分子无规则运动所引起的。
(4)[6][7]要探究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验,应使液体的温度、质量相同,但液体的种类不同;在相同的两只烧杯中装入质量、温度均相同的水和酒精,在水中滴入一滴染红的水,在酒精中滴入一滴染红的酒精,观察两杯液体颜色变化的快慢。
18. 如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同.燃料的质量都是10g,烧杯内的液体初温相同。
燃料
加热前液体温度【℃】
燃料燃尽时液体温度【℃】
燃料的热值【J/kg】
1
15
35
2.4×106
2
,15
25
?
(1)若比较不同物质的比热容,应选择____两图进行实验。液体吸收的热量是通过__________(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来反映的;在实验中,烧杯中a、b液体的质量必须相等。
(2)若比较不同燃料的热值,应选择____两图进行实验,通过比较燃料__________(填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值大小。燃料燃烧,________能转化为内能,用比热容_________的液体可以使实验现象更明显(实验中液体没有沸腾)。若记录数据如上右表,根据表中数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为_____J,燃料2的热值是_____J/kg。
(3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______(大/小),你认为出现这样情况的主要原因是:______。
【答案】(1) ①. 甲丙 ②. 加热时间
(2) ①. 甲乙 ②. 全部燃烧 ③. 化学 ④. 小 ⑤. 2.4×104 ⑥. 1.2×106
(3) ①. 小 ②. 燃料不可能完全燃烧,且放出的热量不可能全部被水吸收,有热量损失
【解析】
【小问1详解】
[1]为了比较不同物质的比热容,要用相同的燃料,加热不同液体,让液体的质量相同,所以应选择甲丙两图进行实验。
[2]加热相同的时间,燃料放出相同的热量,物质吸收相同的热量。所以液体吸收的热量是通过加热时间来反映的。
【小问2详解】
[1][2]为了比较热值大小要用质量相同的不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,当燃料完全燃烧后,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲乙两图进行实验。
[3]燃料燃烧,燃料的化学能转化为内能。
[4]质量相同的不同液体,当吸收相同的热量,比热容小的液体升高的温度大。所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
[5]根据表中数据计算:完全燃烧10g燃料1放出的热量为
[6]根据可知,燃料燃烧后液体吸收的热量之比为
根据可知,燃料的热值之比为
燃料2的热值为
【小问3详解】
[1][2]通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小的,我认为出现这样情况的主要原因是:燃料不可能完全燃烧,且放出的热量不可能全部被水吸收,有热量损失。
四、综合应用题(20题8分,21题9分,共17分)
19. 随着人们生活水平的提高,越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是:在房间地面装饰层下铺设散热管道,通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时,单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表:
地面装饰层材料
散热管材料
陶瓷
塑料
木地板
聚乙烯(PE-RT)
136.6W/m2
103.5W/m2
93.5W/m2
聚丁烯(PB)
125.7W/m2
96.9W/m2
90.0W/m2
(1)若该地暖系统的总水量为2×103 kg,将全部的水从5℃加热至45℃,水至少需要吸收多少热量?[c水=4.2×103J/ (kg·℃)]
(2)某家庭木地板的面积为80m2,散热管材料为聚丁烯(PB),供水温度为45℃,则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳?
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,你认为还与哪些因素有关?请至少写出两点。
【答案】(1)3.36×108J;(2)2.592×107J;(3)还与地面装饰层材料、散热管材料有关。
【解析】
【详解】解:(1)水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2×103kg×(45℃-5℃)=3.36×108J
(2)由题知,散热管材料为聚丁烯、装饰层材料用木地板时,该家庭地面单位面积上的散热功率P=90.0W/m2,该供暖系统每小时的散热量
Q=PSt=90.0W/m2×80m2×3600s=2.592×107J
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关。
答:(1)水至少需要吸收3.36×108J的热量;
(2)该供暖系统每小时的散热量为2.592×107J;
(3)“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外,还与地面装饰层材料、散热管材料有关。
20. 油电混合动力汽车有汽油发动机和电动机两套动力系统。两套动力系统既可以独立工作,又可以协同工作,汽车可以根据路况选择最佳驱动方式,以便节能减排。某种油电混合动力汽车,它的发动机效率是40%,电动机由一组满电时电能为5.4×107J的电池组供电,效率高达80%。现在油箱剩余10kg汽油(汽油热值是4.6×107J/kg),电池满电。若汽车以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶,受到的平均阻力恒为1000N。求:
(1)剩余汽油完全燃烧释放的热量;
(2)汽车的输出功率;
(3)若汽车先以发动机驱动,再用电动机驱动,计算说明能否到达260km外的目的地.
【答案】(1)4.6×108J (2)2×104W (3)不能到达
【解析】
【详解】(1)汽油完全燃烧放出的热量:
;
(2)汽车受到的平均阻力恒为1000N,汽车在水平面上做匀速直线运动,则牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即:
;
汽车的输出功率为:
;
(3)汽油所做的有用功为:
;
电池对外做的有用功为:
;
汽油和电池对外所做的总功为:
;
行驶260km牵引力所做的功为:
;
由于,所以不能到达。
答:(1)剩余汽油完全燃烧释放的热量是;
(2)汽车的输出功率是;
(3)若汽车先以发动机驱动,再用电动机驱动,不能到达260km外的目的地。
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