精品解析:广东省汕尾市河城中学2024-2025学年九年级上学期10月月考物理试题
2024-10-22
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内容正文:
河城中学2024—2025第一学期九年级第一次阶段
考试物理试卷
一、单选题(每小题3分,共21分)
1. 举重运动员把重1200N的杠铃举在2m高处静止不动时,下列说法正确的是( )
A. 人在用力,但没做功 B. 人既用了力,也做了功 C. 人既没用力,也不做功 D. 无法确定
2. 在下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是( )
A. 热水倒入茶杯,茶杯的温度升高
B. 将冰冻食物放在水中解冻,水变凉
C. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
D. 寒冷的冬天,双手互搓,手的温度升高
3. 下面关于内能、温度、热量的说法中正确的是( )
A. 温度越高的物体,内能越多 B. 物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
C. 物体的温度升高,内能一定增大 D. 热传递过程中,内能多的物体放出热量
4. 甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示.若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
5. 炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热得烫脚,而海水很清凉,傍晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的,这主要是因为海水和沙子具有不同的( )
A. 密度 B. 内能 C. 热量 D. 比热容
6. 下列有关机械能及其转化的说法正确的是
A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
7. 如图中有关能量转化说法正确的是( )
A. 甲是把机械能转为内能,内能在增加
B. 乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C. 甲与丁都是内能转化为机械能
D. 甲与丙都是内能转化为机械能
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 如图,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体在5s内缓慢升高10cm,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为25cm.整个过程中所做有用功为______J,拉力的功率为______W,此杠杆为______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”).
9. 陨石在大气层中坠落时会发热发光而成为流星,这是通过___________的方式,将陨石的机械能转化为陨石的___________能。冬天在户外锻炼时,摸到单杠感觉很凉,这是通过___________的方式降低内能。
10. 如图所示,小明用100N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上5秒钟前进了2m,松手后,木箱又向前自由滑行了0.5m后静止。整个过程中,木箱的重力做功__________J,小明对木箱做功__________J,功率是__________W。
11. 下列情景中的物体,只具有动能的是:______,只具有势能的是:______,既具有动能又具有势能的是:______。
A.高空匀速飞行的飞机
B.被拦河坝拦住的河水
C.在水平公路上匀速行驶的汽车
12. 下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
干木柴
无烟煤
酒精
煤油
氢气
1.2×107
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.4×108
从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是______。那么完全燃烧1g的酒精可放出热量______J。放出相同的热量,完全燃烧干木柴与酒精的质量之比是______。
13. 某同学用如图滑轮组将重为600N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为250N(不计绳重及摩擦),5s内物体上升的高度为______m,人做的有用功是______J,人拉绳子做的功______J。
14. 沸腾过程中的温度____(选填“升高”、“降低”或“不变”),该过程中水____(选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”),若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是____球.
三、作图题(2+3+2分,共7分)
15. 如图所示,豆浆静止在斜面上,画出豆浆对斜面压力的示意图。
16. 如图所示,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO。
17. 如图所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
四、实验题(共18分)
18. 如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的:让钢球到达水平面时具有不同的______;
(2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越______,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的______(选填“质量”或“速度”)有关;
(3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越______的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的______(选填“质量”或“速度”)有关:
(4)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
19. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示。
(1)在此实验中,研究对象是______(选填“铁块”、“木桩”),我们是通过观察______来比较各铁块重力势能的大小;
(2)若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落高度的关系是hA______hB。(填“>”、“=”或“<”),______的重力势能大;
(3)若A、C两铁块下落的高度相同,则两铁块的质量关系是mA______mC,(填“>”、“=”或“<”),______的重力势能大。
20. 如图所示,某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测量,他们测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功、总功和机械效率,并将数据记入表:
实验
G
F
h
有用功
总功
机械效率
1
2
2.1
0.1
0.2
0.21
95.2%
2
2
1.2
0.1
0.2
0.24
83.3%
3
2
0.9
0.1
0.2
0.27
76.5
(1)实验中,用手竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升,表格中数据见上表;
a.比较实验1和2,实验2的机械效率较低,主要原因是______;(选填序号)
①需要克服动滑轮自身重力做功;②摩擦力大小不同
b.比较实验2和3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是______;(选填序号)
①需要克服动滑轮自身重力做功;②摩擦力大小不同
(2)在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码,该装置的机械效率将______(填“变小”、“不变”或“变大”)。
五、计算题(共14分)
21. 某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20升高到60,水的比热容是4.2×103J/(kg·),焦炭的热值是3×107J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?(2)这些热量需要完全燃烧多少千克的焦炭?
22. 如图所示,用滑轮组将重100N的沙子匀速提升6m,已知桶重10N,动滑轮重10N,若不计绳重和摩擦,求此过程中:
(1)有用功是多少?
(2)额外功是多少?
(3)滑轮组的机械效率为多少?
六、综合题(共19分)
23. 跳绳是初中生比较喜爱的一项体育运动,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用磅秤测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升高度);
(3)用______(填测量器材)记录跳n次所用的______(填物理量与其对应的字母)。
(4)数据处理:
①自己所受的重力G=______;
②每次克服重力所做的功W=Gh=______,则跳n次所做的总功W总=nW=______;
③则平均功率P=______。
24. 蹦床是奥运会正式比赛项目之一、在比赛过程中,运动员借助弹力床的弹力将身体弹向空中,在空中做各种体操动作和翻筋斗的竞技运动。
(1)当运动员从高处落向蹦床的过程中,_________能转化为_________能;
(2)当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,说明了力可以改变物体的_________;当蹦床被压到最低位置时,蹦床具有的_________能最大;
(3)当运动员从最低位置竖直向上运动到离开蹦床的过程中,蹦床的弹性势能转化为_________能,当他离开蹦床向上运动达到最大高度时,_________(选填是/不是)处于平衡状态,若此时运动员受到的所有力突然消失,运动员将_________。
25. 055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰,也是我国打造蓝水海军的重要力量:
(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×104 t,南昌舰满载时,受到的浮力为_________N,排开水的体积为_________m3(海水的密度取1×103 kg/m3)。在有风的天气,南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时,舰体外侧面受到的大气压强更_________(填“大”或“小”);
(2)南昌舰进行反潜训练时,声呐系统是利用_________(填“超声波”或“次声波”)探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出,目的是为了减弱敌方的_________(填“红外”或“紫外”)探测。南昌舰以柴油作为动力燃料,每消耗1 t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J,柴油的热值为4.3×107 J/kg,则南昌舰热机的效率为_________。
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河城中学2024—2025第一学期九年级第一次阶段
考试物理试卷
一、单选题(每小题3分,共21分)
1. 举重运动员把重1200N的杠铃举在2m高处静止不动时,下列说法正确的是( )
A. 人在用力,但没做功 B. 人既用了力,也做了功 C. 人既没用力,也不做功 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】举重运动员举着杠铃在高处静止不动时,运动员对杠铃有向上的举力,但没在力的方向上移动距离,所以运动员对杠铃没做功,故A正确,BCD错误。
故选A。
2. 在下列实例中,用做功的方式来改变物体内能的是( )
A. 热水倒入茶杯,茶杯的温度升高
B. 将冰冻食物放在水中解冻,水变凉
C. 刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低
D. 寒冷的冬天,双手互搓,手的温度升高
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析: 改变内能的方式有两种,一是做功二是热传递;热水倒入茶杯,茶杯的温度升高是利用热传递改变茶杯内能;将冰冻食物放在水中解冻,水变凉是利用热传递方式改变内能;刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低,是利用热传递改变物体内能;寒冷的冬天,双手互搓,手的温度升高,是通过做功改变物体内能;故答案选D.
考点:改变内能的方式
3. 下面关于内能、温度、热量的说法中正确的是( )
A. 温度越高的物体,内能越多 B. 物体的内能增加,一定从外界吸收了热量
C. 物体的温度升高,内能一定增大 D. 热传递过程中,内能多的物体放出热量
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的温度越高,内能就越大是正确的。 这种说法是针对于同一个物体而言,同一物体质量就是一个定值,那么内能只与它的温度有关,但是“温度越高的物体,内能就越大。”这句话是错误的。这种说法是指不同的物体相互比较,所以整体先说这句话是错误的。故A错误;
B.改变内能的途径由做功和热传递,所以物体的内能增加,不一定是从外界吸收了热量,也有可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.物体的温度升高,有可能是外界对物体做了功,也有可能是从外界吸收了热量;无论那个物体的内能都增大,故C正确;
D.热量从温度高的物体向温度低的物体转移的过程,称之为热传递,其实质是热量的转移,故D错误。
故选C。
4. 甲、乙、丙、丁四位同学进行攀岩比赛,他们做的功W与时间t的关系如图所示.若规定做功最快的获胜,则最后胜出的一定是
A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
【答案】A
【解析】
【详解】在相同时间内,做功越多,功率越大,也就是做功越快.由图像知,当时间相同时,甲做功最多,所以由公式知,甲功率最大,做功最快.故A符合题意.
5. 炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热得烫脚,而海水很清凉,傍晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的,这主要是因为海水和沙子具有不同的( )
A. 密度 B. 内能 C. 热量 D. 比热容
【答案】D
【解析】
【详解】水的比热容比沙子的比热容大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙滩的温度低,放出相同热量时,海水比沙滩的温度高,故D正确.
6. 下列有关机械能及其转化的说法正确的是
A. 弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B. 拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C. 蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D. 人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能,故A错误;
B.影响重力势能的因素是质量和高度,拦河大坝使上游的水位升高时,水量增大,提高了水的重力势能,故B正确;
C.蹦床运动员从高处落下,其重力势能转化为动能,故C错误;
D.人造卫星从近地点飞向远地点时,速度减小,相对高度增加,则动能减小,势能增大,故D错误.
7. 如图中有关能量转化说法正确的是( )
A. 甲是把机械能转为内能,内能在增加
B. 乙是把机械能转化为内能,内能在减少
C. 甲与丁都是内能转化为机械能
D. 甲与丙都是内能转化为机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲:对试管内的水加热,使其温度升高,内能增大,当内能增大到一定程度,就把塞子推出来,即内能转化成机械能,故A错误;
B.乙:活塞压缩棉花做功,使其内能增大,机械能转化成内能,故B错误;
CD.丙:汽油瞬间燃烧,产生高温高压燃气,燃气推动活塞做功,内能转化成机械能;丁:内燃机的压缩冲程中,压缩气体对气体做功,气体内能增加,该过程中机械能转化为内能,故D正确,C错误。
故选D。
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 如图,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体在5s内缓慢升高10cm,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为25cm.整个过程中所做有用功为______J,拉力的功率为______W,此杠杆为______杠杆(选填“省力”“费力”或“等臂”).
【答案】 ①. 1.8 ②. 0.4 ③. 省力
【解析】
【详解】根据题意知道,整个过程中克服重力所做的是有用功,即W有=Gh=18N×0.1m=1.8J;拉力所做的是总功,W总=Fs=8N×0.25m=2J,拉力做功的功率是: ;使用杠杆过程,由于动力臂大于阻力臂,所以是省力杠杆.
9. 陨石在大气层中坠落时会发热发光而成为流星,这是通过___________的方式,将陨石的机械能转化为陨石的___________能。冬天在户外锻炼时,摸到单杠感觉很凉,这是通过___________的方式降低内能。
【答案】 ①. 做功 ②. 内 ③. 热传递
【解析】
【分析】
【详解】[1][2]陨石在大气层发光发热时,是通过克服摩擦做功的方式,将陨石的机械能转化为陨石的内能。
[3]冬天触摸户外的单杠感觉很凉,手与单杠之间存在温度差,手与单杠接触时,热量从手向单杠传递,手的内能减少,这是通过热传递的方式来降低内能。
10. 如图所示,小明用100N的水平力推着重为300N的木箱在水平地板上5秒钟前进了2m,松手后,木箱又向前自由滑行了0.5m后静止。整个过程中,木箱的重力做功__________J,小明对木箱做功__________J,功率是__________W。
【答案】 ①. 0 ②. 200 ③. 40
【解析】
【详解】[1]木箱始终保持水平方向运动,竖直方向上的高度没有发生变化,故重力不做功。
[2]小明对木箱做功为
[3]功率为
11. 下列情景中的物体,只具有动能的是:______,只具有势能的是:______,既具有动能又具有势能的是:______。
A.高空匀速飞行的飞机
B.被拦河坝拦住的河水
C.在水平公路上匀速行驶的汽车
【答案】 ①. C ②. B ③. A
【解析】
【详解】[1][2][3]高空匀速飞行的飞机,具有一定的高度,具有重力势能,有一定的速度,具有动能;被拦河坝拦住的河水,具有一定的高度,具有重力势能,没有运动,不具有动能;在水平公路上匀速行驶的汽车,不具有高度,没有重力势能,有一定的速度,具有动能。
12. 下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
干木柴
无烟煤
酒精
煤油
氢气
1.2×107
3.4×107
3.0×107
4.6×107
1.4×108
从表中可以看出酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是______。那么完全燃烧1g的酒精可放出热量______J。放出相同的热量,完全燃烧干木柴与酒精的质量之比是______。
【答案】 ①. 见解析 ②. ③.
【解析】
【详解】[1]由热值的概念可知,酒精的热值是3.0×107J/kg,表示的物理意义是,1千克酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
[2]完全燃烧1g的酒精可放出热量为
[3]放出相同的热量相同时,根据可知热值和质量成反比,所以完全燃烧干木柴与酒精的质量之比为
13. 某同学用如图滑轮组将重为600N的物体以0.2m/s的速度匀速向上拉动,拉力为250N(不计绳重及摩擦),5s内物体上升的高度为______m,人做的有用功是______J,人拉绳子做的功______J。
【答案】 ①. 1 ②. 600 ③. 750
【解析】
【详解】[1]5s内物体上升的高度为
[2]人做的有用功为
[3]由图可知,有效绳子段数,则绳子自由端移动距离为
则人拉绳子做的功为
14. 沸腾过程中的温度____(选填“升高”、“降低”或“不变”),该过程中水____(选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”),若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是____球.
【答案】 ①. 不变 ②. 吸热 ③. 铝
【解析】
【详解】水沸腾时温度的特点是:继续吸热,温度保持不变;由于热传递的结果是温度相等,所以煮较长的一段时间后三个金属球的温度都与沸水温度相同;根据热量公式Q=cm△t分析可知,三种质量和初温相同的物质升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,比热容小的吸收的热量少,所以铝球吸收的热量最多,铜球吸收的热量最少.
三、作图题(2+3+2分,共7分)
15. 如图所示,豆浆静止在斜面上,画出豆浆对斜面压力的示意图。
【答案】
【解析】
【详解】豆浆静止在斜面上,豆浆杯子与接触面的中点为压力作用点,压力方向垂直于斜面向下,豆浆对斜面压力的示意图如图所示:
16. 如图所示,根据给出的反射光线OB画出入射光线AO。
【答案】
【解析】
【详解】图中法线已经画出,根据反射角等于入射角,在法线左侧画出入射光线AO即可,如图所示:
17. 如图所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
【答案】
【解析】
【详解】图中定滑轮和动滑轮各有一个,要求最省力,则通过动滑轮的绳子段数最多为3,绳子先固定在动滑轮上面的挂钩上,再依次绕绳,如图所示:
四、实验题(共18分)
18. 如图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置图。
(1)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的:让钢球到达水平面时具有不同的______;
(2)若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下,高度h越高,钢球运动到水平面时速度越______,木块B被撞得越远。这反映出物体的动能与物体的______(选填“质量”或“速度”)有关;
(3)若让不同质量的钢球从斜槽同一高度由静止开始滚下,速度相同时,质量越______的钢球将木块B撞得越远。这反映出物体的动能与物体的______(选填“质量”或“速度”)有关:
(4)若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,其机械能______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】(1)速度 (2) ①. 大 ②. 速度
(3) ①. 大 ②. 质量
(4)不变
【解析】
【小问1详解】
若让同一钢球A分别从斜槽不同的高度由静止开始滚下的目的:让钢球到达水平面时具有不同的速度,释放的高度越高,到达水平面时速度越大。
【小问2详解】
[1][2]让同一钢球分别从斜槽不同高度由静止开始滚下,此过程中,钢球的质量不变,而高度越高,钢球运动到水平面时的速度就越大,木块B被撞移动的距离就越远,是因为钢球A的能量就越大,这就能反映出物体的动能与物体速度有关。
【小问3详解】
[1][2]让质量不同的钢球从斜槽同一高度由静止滚下,则钢球滚到水平面时的速度相同,但钢球的质量不同,而且质量越大,将木块B撞得越远,即速度相同时,钢球的质量越大,具有的能量越大,所以这能反映出物体的动能与物体的质量有关。
【小问4详解】
若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜面底部的过程中,动能增大,重力势能减小,只有动能与重力势能的转化,所以机械能守恒,即机械能不变。
19. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示。
(1)在此实验中,研究对象是______(选填“铁块”、“木桩”),我们是通过观察______来比较各铁块重力势能的大小;
(2)若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落高度的关系是hA______hB。(填“>”、“=”或“<”),______的重力势能大;
(3)若A、C两铁块下落的高度相同,则两铁块的质量关系是mA______mC,(填“>”、“=”或“<”),______的重力势能大。
【答案】(1) ①. 铁块 ②. 木桩陷入沙坑中的深度
(2) ①. < ②. B
(3) ①. < ②. C
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在此实验中,铁块的重力势能转化为木桩的动能,故研究对象是铁块;铁块的重力势能就越大,说明木桩获得的能量就越多,木桩陷入沙坑越深,通过观察木桩陷入沙坑中的深度来比较各铁块重力势能的大小。
【小问2详解】
[1][2]重力势能大小跟质量和高度有关。由图可知B撞击木桩陷入沙坑的深度大,说明B重力势能大,若A、B两铁块质量相等,则A下落的高度小于B。
【小问3详解】
[1][2]重力势能大小跟质量和高度有关。由图可知C撞击木桩陷入沙坑的深度大,说明C重力势能大,若A、C两铁块下落的高度相同,则A的质量小于C。
20. 如图所示,某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测量,他们测得钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、测力计移动的距离s,并将计算出的有用功、总功和机械效率,并将数据记入表:
实验
G
F
h
有用功
总功
机械效率
1
2
2.1
0.1
0.2
0.21
95.2%
2
2
1.2
0.1
0.2
0.24
83.3%
3
2
0.9
0.1
0.2
0.27
76.5
(1)实验中,用手竖直向上拉动弹簧测力计,使挂在动滑轮下的钩码缓缓上升,表格中数据见上表;
a.比较实验1和2,实验2的机械效率较低,主要原因是______;(选填序号)
①需要克服动滑轮自身重力做功;②摩擦力大小不同
b.比较实验2和3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是______;(选填序号)
①需要克服动滑轮自身重力做功;②摩擦力大小不同
(2)在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码,该装置的机械效率将______(填“变小”、“不变”或“变大”)。
【答案】 ①. ① ②. ② ③. 变大
【解析】
【详解】(1)[1]比较实验1和2,实验1中为定滑轮,实验2中为动滑轮,绳的摩擦力大小相同,实验2的机械效率较低,主要原因是需要克服动滑轮自身重力做功,故选①。
[2]比较实验2和3,都有一个动滑轮,做的有用功相同,克服动滑轮自身重力做功相同,但实验3中绳与滑轮接触的段数较多,即影响这两次实验机械效率不同的主要因素是摩擦力大小不同,故选②。
(2)[3]在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码后,有用功增大,克服动滑轮与摩擦力做功的额外功保持不变,则有用功的占比增大,即该装置的机械效率将变大。
五、计算题(共14分)
21. 某太阳能热水器的水箱内装有50kg的水,太阳光照射一段时间后,水温从20升高到60,水的比热容是4.2×103J/(kg·),焦炭的热值是3×107J/kg。试求:
(1)水吸收的热量是多少?(2)这些热量需要完全燃烧多少千克的焦炭?
【答案】(1)8.4×106J (2)0.28kg
【解析】
【详解】(1)水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·)×50kg×(60-20)=8.4×106J
(2)根据
Q放=Q吸=m焦炭q
可得需要焦炭的质量
m焦炭====0.28kg
答:(1)水吸收了8.4×106J的热量;
(2)这些热量需要完全燃烧0.28kg的焦炭。
22. 如图所示,用滑轮组将重100N的沙子匀速提升6m,已知桶重10N,动滑轮重10N,若不计绳重和摩擦,求此过程中:
(1)有用功是多少?
(2)额外功是多少?
(3)滑轮组的机械效率为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
有用功为
【小问2详解】
若不计绳重和摩擦,额外功为
【小问3详解】
滑轮组的机械效率为
六、综合题(共19分)
23. 跳绳是初中生比较喜爱的一项体育运动,小华想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率(不计绳重)。
(1)用磅秤测量自己的质量m;
(2)估测自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升高度);
(3)用______(填测量器材)记录跳n次所用的______(填物理量与其对应的字母)。
(4)数据处理:
①自己所受的重力G=______;
②每次克服重力所做的功W=Gh=______,则跳n次所做的总功W总=nW=______;
③则平均功率P=______。
【答案】 ①. 秒表 ②. 时间t ③. mg ④. mgh ⑤. nmgh ⑥.
【解析】
【详解】(3)[1][2]根据前面的分析,测出自己的体重m和跳起的高度h还要用秒表测出时间t。
(4)[3][4][5][6]自己所受的重力是
每次克服重力所做的功为
则跳n次所做的总功为
则平均功率为
24. 蹦床是奥运会正式比赛项目之一、在比赛过程中,运动员借助弹力床的弹力将身体弹向空中,在空中做各种体操动作和翻筋斗的竞技运动。
(1)当运动员从高处落向蹦床的过程中,_________能转化为_________能;
(2)当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,说明了力可以改变物体的_________;当蹦床被压到最低位置时,蹦床具有的_________能最大;
(3)当运动员从最低位置竖直向上运动到离开蹦床的过程中,蹦床的弹性势能转化为_________能,当他离开蹦床向上运动达到最大高度时,_________(选填是/不是)处于平衡状态,若此时运动员受到的所有力突然消失,运动员将_________。
【答案】(1) ①. 重力势 ②. 动
(2) ①. 形状 ②. 弹性势
(3) ①. 重力势能和动 ②. 不是 ③. 静止
【解析】
【小问1详解】
[1][2]当运动员从高处落向蹦床的过程中,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能。
【小问2详解】
[1]当运动员落在蹦床上后,蹦床逐渐向下凹陷,形状发生了变化,说明了力可以改变物体的形状。
[2]当蹦床被压到最低位置时,蹦床的弹性形变程度最大,具有的弹性势能最大。
【小问3详解】
[1]当运动员从最低位置竖直向上运动到离开蹦床的过程中,蹦床的弹性形变逐渐减小,运动员的高度逐渐增加,速度也逐渐增大,因此蹦床的弹性势能转化为他的重力势能和动能。
[2]当他离开蹦床向上运动时,开始弹力大于重力,运动员向上做加速运动,当弹力等于重力时,速度最大,动能最大;继续向上运动时,速度变小,动能变小,达到最高点时的瞬时速度为0,此过程中速度先变大后变小。 当运动员向上运动到最大高度时,只受重力的作用,所以处于非平衡状态。
[3]若此时运动员受到的所有力突然消失,由于此时的瞬时速度为0,由牛顿第一定律可知,运动员将保持静止状态。
25. 055型驱逐舰是我国新一代主力驱逐舰,也是我国打造蓝水海军的重要力量:
(1)我国055型驱逐舰南昌舰的排水量为1.2×104 t,南昌舰满载时,受到的浮力为_________N,排开水的体积为_________m3(海水的密度取1×103 kg/m3)。在有风的天气,南昌舰以相同的速度逆风行驶比顺风行驶时,舰体外侧面受到的大气压强更_________(填“大”或“小”);
(2)南昌舰进行反潜训练时,声呐系统是利用_________(填“超声波”或“次声波”)探测敌方潜艇的。南昌舰将产生的尾气和冷空气混合后再排出,目的是为了减弱敌方的_________(填“红外”或“紫外”)探测。南昌舰以柴油作为动力燃料,每消耗1 t柴油产生的可利用的能量为1.72×1010J,柴油的热值为4.3×107 J/kg,则南昌舰热机的效率为_________。
【答案】 ①. 1.2×108 ②. 1.2×104 ③. 小 ④. 超声波 ⑤. 红外 ⑥. 40%
【解析】
【详解】(1)[1]根据阿基米德原理有
[2]排开水的体积为
[3]流体在流速越大的位置,压强越小。逆风行驶比顺风行驶时,船的外侧空气相对船的速度更大一些,故压强更小一些。
(2)[4]超声波的指向性强,用来制作声呐。
[5]物体的温度越高,向外辐射的红外线越强。降低温度,可以降低红外辐射。
[6]柴油完全燃烧放出的能量为
效率为
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