内容正文:
2024年三台县秋季九年级物理第一学月考试
物理试题(综合练习一)
(本试卷共4页,满分100分,与化学同堂分卷考试,120分钟完卷)
一、选择题(每题3分,共39分)
1. 分子之间既有引力又有斥力.其中,分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示.根据图像可知:分子之间斥力的大小
A. 随着分子间距离的增大先增大后减小
B. 随着分子间距离的增大先减小后增大
C. 随着分子间距离的减小而减小
D. 随着分子间距离的减小而增大
【答案】D
【解析】
【详解】由图像可知,分子间的斥力随分子间距离的增大而减小,即随着分子间距离的减小而增大.故D正确,A、B、C错误.
2. 小刚同学学习物理后,对抽烟的爸爸说:“吸烟有害健康,我和奶奶都在被动吸烟”.小刚这样说的科学依据是( )
A. 分子很小 B. 分子之间有作用力
C. 分子之间有间隙 D. 分子在不停地运动
【答案】D
【解析】
【详解】被动吸烟是因为烟分子在不停地做无规则运动,充满了整个空间,导致家里每个人都会呼吸到烟分子.物质是有分子组成的,分子很小,但是并不会因为分子小就会整个空间都充满了分子,A错.分子之间即有引力又有斥力,但是气体分子距离很远,分子作用力几乎趋于0,不会充满整个空间,B错.分子之间有间隙会导致两种物质混合时有可能体积变小,但和扩散无关.C错.分子在不停地运动,所以才会运动在四面八方,充满整个空间,D对.
3. 有关温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B. 温度为0oC的物体没有内能,也不含有热量
C. 物体吸收热量,温度一定升高,但内能不一定增加
D. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体吸收热量,内能一定增加,但温度不一定升高,如晶体的熔化过程,吸收热量,内能增加,温度保持不变。故A错误;
B.一切物体在任何情况下都有内能,所以0℃的物体也有内能;热量是一个过程量,不能说含有热量,故B错误;
C.物体吸收热量时,温度不一定升高,但内能一定增大,如晶体在熔化过程中,吸收热量,内能增大,但温度不变,故C错误;
D.物体的温度升高,内部分子的无规则运动加快,其内能一定增加;物体温度升高,可能是外界物体对它做了功,也可能是从外界吸收了热量,故D正确。
故选D。
4. 夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】
【详解】水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,空气从海洋吹向陆地,形成海风,高空的空气从陆地吹向海洋。
故选A。
5. 质量和初温度都相同的水和铜块,分别吸收相同的热量后将铜块投入水中(c水>c铜,不计热损失)则( )
A. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水升高的温度和铜块降低的温度相同
B. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水降低的温度和铜块升高的温度相同
C. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水增加的内能和铜块减少的内能相同
D. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水减少的内能和铜块增加的内能相同
【答案】C
【解析】
【分析】物体间发生热传递的条件是有温度差,先结合热量公式Q=cm△t分析铜块和水的温度关系,判断出铁块和水的末温大小后,再判断热传递的方向。
【详解】水和铜块的质量和初温都相同,当它们吸收相同的热量后,根据Q=cm△t可知,比热容越大,升高的温度越小;由于水的比热容大,故水升高的温度小,由于初温相同,所以水的末温低;根据热传递的条件,所以质量和初温都相同的水和铜块,当它们吸收相同的热量后,再将铜块投入水中,热量由高温的铜传给低温的水。故铜块内能变小,水的内能增大,因不计热损失,则水增加的内能和铜块减少的内能相同,故C正确,ABD错误;应选C。
6. 下列内容是摘自小聪同学的物理课堂笔记,其中说法正确的是( )
A. 敲碎煤块使煤充分完全燃烧可以提高煤的热值
B. “摩擦生热”现象中的“热”的含义是指温度
C. 物体只吸收热量时,物体的温度不一定会改变
D. 一杯热水逐渐变凉时,这杯水的热量不断减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃料的热值是燃料本身的一种特性,热值的大小只与燃料的种类有关,与是否完全燃烧无关,故A错误;
B.摩擦生热是通过做功方式使物体内能增大,这里的“热”是指内能,故B错误;
C.晶体熔化和液体沸腾时,物体不断吸收热量,但是温度不变,故C正确;
D.热量是一个过程量,内能是一个状态量,一杯热水逐渐变凉时,不能说这杯水的热量不断减小,只能说内能不断减少,故D错误。
故选C。
7. 汽车油箱的汽油用掉一半后,剩余汽油的质量、密度、比热容和热值的变化情况是( )
A. 质量、密度、比热容和热值不变
B. 质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
C. 质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
D. 质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
【答案】B
【解析】
【详解】质量是指物体所含物质的多少,汽油用去一半后,其质量将减半。汽油的密度、比热容和热值都表示汽油的某种特性,是从不同的角度来描述汽油的特性,一般不发生变化,只与物质的种类和状态有关,故汽油用去一半,则剩下的汽油密度、比热容和热值不变,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8. 如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是( )
A. 汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
B. 舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞
C. 从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中(3)所示的原理相似
D. 从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程是把机械能转化为内能
【答案】A
【解析】
【详解】A.汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能转化为机械能,内能减小,故A错误,符合题意;
B.舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸气体积膨胀,从而推动活塞,内能转化为机械能,故B正确,不符合题意;
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时将内能转化为机械能,与图乙中(3)所示的做功冲程原理相似,故C正确,不符合题意;
D.从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程压缩冲程,将机械能转化内能,故D正确,不符合题意。
故选A。
9. 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,烧杯内的液体质量和初温也相同。当燃料燃烧完时(烧杯内液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙、T丙,且有T甲>T乙>T丙,下列说法中正确的是( )
A. 比较不同燃料的热值应选择图甲和图乙进行实验,燃料完全燃烧放出的热量通过加热时间反映
B. 比较不同物质吸热升温的特点应选择图甲和图丙进行实验,吸热的多少通过液体升高的温度反映
C. 实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比,ca>cb
D. 实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比,q1>q2
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了比较不同燃料的热值,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,故应选择甲、乙两图进行实验,燃料燃烧放出热量的多少,是通过温度计示数的变化来反映的,故A错误;
B.比较不同物质吸热升温的特点时,需要用相同的加热器加热质量和初温相同的不同种类的物体,所以应对比甲、丙两图;我们使用相同的热源通过加热时间的长短来比较吸热多少,故B错误;
C.为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种液体比热容的大小关系,应选择甲、丙两图进行实验;甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,则燃料燃烧释放的热量相等,即Q甲=Q丙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则Qa=Qb,甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T丙,则Δt甲>Δt丙,即Δta>Δtb,因为Qa=Qb,m相等,Δta>Δtb,由Q=cmΔt可得,ca<cb,故C错误;
D.为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,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;由题意知甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T乙,则Δt甲>Δt乙,由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等,由热量公式Q=cmΔt可知,Q甲>Q乙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量Q1>Q2,由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同,由Q=mq可知,q1>q2,故D正确。
故选D。
10. 某实验小组利用酒精灯对容器中50g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计示数,并观察物质的状态,如图所示是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图象,已知,由图象可知( )
A. 在BC段,物质吸收的热量是1.68104J
B. 冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C. 冰在熔化前内能增加4.2104J
D. 水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,水从45min加热至55min,水10min吸收的热量为
在BC段加热时间为40min,物质吸收的热量为
故A符合题意;
B.冰在熔化过程中温度保持不变,吸收热量,内能会增加,故B不符合题意;
C.冰在熔化前加热时间是5min,则增加的内能为
故C不符合题意;
D.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰大,故D不符合题意。
故选A。
11. 小李家使用的燃气热水器,将30kg的水从20℃加热到45℃,消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃),天然气的热值为4×107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是( )
A. 水吸收的热量与水的末温成正比
B. 水吸收的热量是3.15×105J
C. 热水器的能量转化效率是52.5%
D. 热水器的能量转化效率与环境温度无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.由Q吸 =cm(t-t0)知道,水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,故A错误;
B.根据题意知道,将30kg的水从20℃加热到45℃,水吸收的热量是
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg•℃)×30kg×(45℃-20℃)=3.15×106 J
故B错误;
C.根据题意知道,完全燃烧0.15m3天然气放出热量是
Q放=V天然气 q=0.15m3 ×4×107 J/m3=6×106 J
所以,热水器的能量转化效率是
η=×100%=×100%=52.5%
故C正确;
D.热水器的能量转化效率与环境温度有关,因为环境温度越低,加热的时间越长,其散失的热量就越多,则热水器的能量转化效率越低,故D错误。
故选C。
12. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积,汽缸容积满负荷工作时,做功冲程中,燃气的平均压强为,飞轮转动周。当汽油机满负荷工作时不计摩擦,若消耗汽油,汽油的热值为,则下列说法正确的是( )
A. 做功冲程燃气的平均压力为 B. 飞轮转动周,做功次
C. 燃气对活塞做的总功为 D. 汽油机的效率为26.4%
【答案】D
【解析】
【详解】A.燃气对活塞的平均压力为
故A错误;
B.四冲程汽油机的汽缸,飞轮转动周,做功次,故B错误;
C.一个做功冲程中燃气对活塞做功为
燃气对活塞做的总功为
故C错误;
D.汽油热值为
汽油机的效率为
故D正确。
故选D。
13. 混合动力汽车具有节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以某一速度匀速行驶了2.7×104m.用时0.5h,同时蓄电池的电能增加了2kW•h.若所用燃料的热值是4.5×107J/kg,测试过程中消耗3.4kg的燃料。通过计算可知,下列结果( )
①汽车的速度是45km/h
②汽车牵引力做的功5.4×107J
③燃料完全燃烧放出的热量是1.53×109J
④汽车发动机的效率是40%
A. 只有②④正确 B. 只有①③正确
C. 只有②③正确 D. 只有②③④正确
【答案】A
【解析】
【详解】①由题知,汽车以某一速度匀速行驶了
2.7×104m=27km
用时0.5h,所以汽车的速度
故①错误;
②由图象可知,汽车速度为15m/s时,所受阻力为2000N,由于汽车匀速行驶,水平方向汽车的牵引力与阻力是一对平衡力,所以
牵引力做功
故②正确
③测试过程中消耗3.4kg的燃料,所以燃料完全燃烧放出的热量
故③错误
④汽车牵引力做功使其前进的同时给蓄电池充电,电能增加了
燃料燃烧转化为有用的能量
汽车发动机的效率
故④正确。
故选A。
【点评】本题考查了速度、功、热量、效率的计算,本题关键是从图象读出汽车所受阻力的大小,通过二力平衡条件求出牵引力,是一道综合题。
二、填空题(每空2分,共20分)
14. 中国的茶文化在宋朝时已借助“海上丝绸之路”名扬世界。用热水泡茶时,茶杯温度会升高,其内能是通过_______的方式改变的;茶水散发出清香,这是_______现象。
【答案】 ①. 热传递 ②. 扩散
【解析】
【详解】[1]用热水泡茶时,茶杯会从热水处吸热,温度会升高,其内能是通过热传递的方式改变的。
[2]茶水散发出清香,茶的香味分子和空气分子彼此进入到对方中,这是扩散现象,说明了分子在不停的运动。
15. 小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示.实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图象可以得出: ______ 物质为水,另一种液体的比热容为 __ J/(kg·℃).
【答案】 ①. 甲 ②. 2.1×103
【解析】
【详解】[1]质量和初温相等的水和另一种液体,放出相等的热量,由于水的比热容大,由,可知水降低的温度小,故甲物质是水;
[2]如图15min时,在放出相同热量的情况下,另一种液体降低的温度是水降低的温度2倍,所以另一种液体的比热容是水的一半,为2.1×103J/(kg·℃).
16. 将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过_________方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为_________J。()
【答案】 ①. 热传递 ②. 1.25×104
【解析】
【详解】[1]将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中,凉牛奶吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式增加物体的内能。
[2]由图乙可知,牛奶升高的温度为
在加热过程中吸收的热量为
17. 为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭,设天然气热值为4.2107J/kg,若完全燃烧0.2kg天然气放出的热量的25%被一个标准大气压下12.5kg、70℃的水吸收,能使水的温度升高_________℃。[c水=4.2103J/(kg·℃)]
【答案】30
【解析】
【详解】完全燃烧0.2kg天然气放出的热量为
则水吸收的热量为
则是升高的温度为
已知水初温是70℃,保准气压下水的沸点是100℃,则水能升高的温度为
18. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中燃气对活塞的平均压力_______N;一个做功冲程中燃气对活塞做的功_______J;该汽油机的功率_______W。
【答案】 ①. 2700 ②. 135 ③. 2025
【解析】
【详解】[1]由可得,燃气对活塞的平均压力
F=pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2700N
[2]一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=Fs=2700N×50×10-3m=135J
[3]因飞轮每转两圈对外做功一次,所以,飞轮1min转动1800周,做功900次,则燃气对活塞做的总功
W总=W×900=135J×900=121500J
汽油机的功率
三、实验,探究题(每空2分,共20分)
19. 如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验;图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,若干天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来:
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:_________,图a为尽快达到实验目的,实验过程中_________(选填“可以”或“不可以”)搅动量筒里的液体:
(2)图b和图_________两个实验形成实验现象的原因相同:
(3)图c实验表明_________。
【答案】(1) ①. 分子在不停地做无规则运动 ②. 不可以
(2)E (3)分子间有间隙
【解析】
【小问1详解】
[1]图a浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,若干天之后,两种液体混合均匀了;图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来;描述的均是两种不同的物质进入彼此的现象,这说明分子在不停地做无规则运动。
[2]如果搅动量筒中的液体,会导致物质进入彼此的现象是因为外力的原因,这样会带来误解,不能验证试验结论,所以为了尽快达到实验目的也不可以搅动量筒中的液体。
【小问2详解】
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力,说明分子间存在引力。将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开,这个实验说明分子间存在引力,所以图e和图b形成实验现象的原因相同;
【小问3详解】
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;这个实验说明分子间存在间隙。
20. 用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、______相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据得出结论:升高相同的温度,水的加热时间长,说明___________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用___________(填物理量的名称)来描述。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是__________。
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图2所示,固态时的比热容_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)液态时的比热容,从第11min到第19min,物质分子无规则运动的剧烈程度将_____(选填“不变”、“增加”或“减弱”)。
【答案】 ①. 质量 ②. 水 ③. 比热容 ④. A ⑤. 不变 ⑥. 小于 ⑦. 增加
【解析】
【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的两种方法(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),要控制不同物质的质量相同,故实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(2)[2]分析实验数据可知,当同时升高2℃的温度时,煤油需要的加热时间为1分钟,水需要的加热时间为2分钟,由此可得出的结论为:升高相同的温度,水的加热时间长,说明水的吸热能力更强。
[3]比热容指单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出的热量),故在物理学上,物质吸热能力的强弱用比热容来描述。
(3)[4]A.夏天,在教室的地面上洒水,由于水蒸发从周围吸热,会使人感觉凉爽,与水比热容大小无关,故A符合题意。
B.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,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,故B不符合题意;
C.在沿海地区,水是比较多的,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小;而新疆地区温差变化比较大,故C不符合题意。
故选A。
(4)[5]热值是燃料本身一种特性,不随物质质量的变化而变化,所以热值不变。
(5)[6]由图象知,0至4分钟物质为固态,升高的温度为30℃,11至19分钟(时间间隔为8分钟)为液态,温度升高了30℃,可知,升高相同的温度,固态加热时间短,固态时的比热容小于比液态的比热容。
[7]从第11min到第19min,物质的温度升高,物质分子无规则运动的剧烈程度将增加。
四、计算题(21题9分,22题12分,共21分,解答过程中必须写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
21. 如图所示,小华同学做冰熔化实验时绘制的温度-时间图像,冰的质量是100g,不计热量损失,相同时间内物质吸热相同,。求:
(1)CD段吸收的热量,BC段吸收的热量。
(2)请你根据图像求出AB段物质(冰)的比热容。
【答案】(1)CD段吸收的热量为,BC段吸收的热量为
(2)
【解析】
【小问1详解】
由于冰熔化成水后,质量不变,所以CD段水的质量也是100g=0.1kg,CD段吸收的热量为
由图可知,BC段的加热时间是10min,CD段的加热时间也是10min,因为相同时间内物质吸收的热量相同,所以BC段物质吸收的热量与CD段相同,即
【小问2详解】
AB段的加热时间是5min,加热的时间是CD段的一半,吸收的热量也是CD段的一半,为
AB段物质(冰)的比热容为
22. 如图是我国哈尔滨工程大学和深圳海斯比船艇公司联合研制的“天行一号”无人快艇,该艇能实现自主快速远程航行,采用油电混合动力,全长12.2m,满载排水量7.5t,最高航速可达92.6km/h。快艇启动时,内燃机不工作蓄电池向推进装置输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向推进装置输送能量,又可以给蓄电池充电,快艇的速度与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中蓄电池储存的电能为5.12×108J,内燃机提供能量,无人艇以50km/h的速度匀速行驶0.5h同时蓄电池的电能增加了10%。
(1)快艇满载排开水的体积是多少?满载吃水深度为0.4m底部受到水的压强为多少?
(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧)放出的热量为多少?
(3)该艇内燃机的效率为多少?
【答案】(1),4000Pa;(2)3.6×108J;(3)42%
【解析】
【分析】
【详解】解:(1)由ρ=可得,快艇满载时排开水的体积
压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa
(2)测试过程中消耗8kg燃料放出的热量
Q放=qm=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
(3)汽车行驶的路程
s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m
由图象可知,汽车速度v=50km/h时,f=4000N,因汽车匀速行驶处于平衡状态,汽车的牵引力
F=f=4000N
牵引力做功
W牵引力=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J
增加的电能
W电=5.12×108J×10%=5.12×107J
有用能量
W有=W牵引力+W电=1×108J+5.12×107J=1.512×108J
内燃机的效率
答:(1)快艇满载排开水的体积是7.5m3;满载吃水深度为0.4m底部受到水的压强为4000Pa;
(2)燃料(假设燃料完全燃烧)放出的热量为3.6×108J;
(3)该艇内燃机的效率为42%。
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2024年三台县秋季九年级物理第一学月考试
物理试题(综合练习一)
(本试卷共4页,满分100分,与化学同堂分卷考试,120分钟完卷)
一、选择题(每题3分,共39分)
1. 分子之间既有引力又有斥力.其中,分子之间的斥力大小F斥随着分子间距离r变化的情况如图所示.根据图像可知:分子之间斥力的大小
A. 随着分子间距离的增大先增大后减小
B. 随着分子间距离的增大先减小后增大
C. 随着分子间距离的减小而减小
D. 随着分子间距离的减小而增大
2. 小刚同学学习物理后,对抽烟的爸爸说:“吸烟有害健康,我和奶奶都在被动吸烟”.小刚这样说的科学依据是( )
A. 分子很小 B. 分子之间有作用力
C. 分子之间有间隙 D. 分子在不停地运动
3. 有关温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收热量,内能一定增加,同时温度一定升高
B. 温度为0oC的物体没有内能,也不含有热量
C. 物体吸收热量,温度一定升高,但内能不一定增加
D. 物体温度升高,不一定吸收热量,但内能一定增加
4. 夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是( )
A.
B.
C.
D.
5. 质量和初温度都相同的水和铜块,分别吸收相同的热量后将铜块投入水中(c水>c铜,不计热损失)则( )
A. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水升高的温度和铜块降低的温度相同
B. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水降低的温度和铜块升高的温度相同
C. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水增加的内能和铜块减少的内能相同
D. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水减少的内能和铜块增加的内能相同
6. 下列内容是摘自小聪同学的物理课堂笔记,其中说法正确的是( )
A. 敲碎煤块使煤充分完全燃烧可以提高煤的热值
B. “摩擦生热”现象中的“热”的含义是指温度
C. 物体只吸收热量时,物体的温度不一定会改变
D. 一杯热水逐渐变凉时,这杯水的热量不断减小
7. 汽车油箱的汽油用掉一半后,剩余汽油的质量、密度、比热容和热值的变化情况是( )
A. 质量、密度、比热容和热值不变
B. 质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变
C. 质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变
D. 质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
8. 如图甲为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图乙为汽油机的工作冲程。下列判断不正确的是( )
A. 汽缸内的蒸汽推动活塞后,内能增加
B. 舰载机获得的牵引力是因为汽缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞
C. 从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图乙中(3)所示的原理相似
D. 从能量转化角度讲,图乙中(2)冲程是把机械能转化为内能
9. 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,烧杯内的液体质量和初温也相同。当燃料燃烧完时(烧杯内液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙、T丙,且有T甲>T乙>T丙,下列说法中正确的是( )
A. 比较不同燃料的热值应选择图甲和图乙进行实验,燃料完全燃烧放出的热量通过加热时间反映
B. 比较不同物质吸热升温的特点应选择图甲和图丙进行实验,吸热的多少通过液体升高的温度反映
C. 实验液体a的比热容ca与实验液体b的比热容cb相比,ca>cb
D. 实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比,q1>q2
10. 某实验小组利用酒精灯对容器中50g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态,如图所示是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图象,已知,由图象可知( )
A. 在BC段,物质吸收的热量是1.68104J
B. 冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
C. 冰在熔化前内能增加4.2104J
D. 水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
11. 小李家使用的燃气热水器,将30kg的水从20℃加热到45℃,消耗了0.15m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃),天然气的热值为4×107J/m3,则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是( )
A. 水吸收的热量与水的末温成正比
B. 水吸收的热量是3.15×105J
C. 热水器的能量转化效率是52.5%
D. 热水器的能量转化效率与环境温度无关
12. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积,汽缸容积满负荷工作时,做功冲程中,燃气的平均压强为,飞轮转动周。当汽油机满负荷工作时不计摩擦,若消耗汽油,汽油的热值为,则下列说法正确的是( )
A. 做功冲程燃气的平均压力为 B. 飞轮转动周,做功次
C. 燃气对活塞做的总功为 D. 汽油机的效率为26.4%
13. 混合动力汽车具有节能、低排放等优点成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量。当需要高速行驶或蓄电池的电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电。车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以某一速度匀速行驶了2.7×104m.用时0.5h,同时蓄电池的电能增加了2kW•h.若所用燃料的热值是4.5×107J/kg,测试过程中消耗3.4kg的燃料。通过计算可知,下列结果( )
①汽车的速度是45km/h
②汽车牵引力做功5.4×107J
③燃料完全燃烧放出的热量是1.53×109J
④汽车发动机的效率是40%
A. 只有②④正确 B. 只有①③正确
C 只有②③正确 D. 只有②③④正确
二、填空题(每空2分,共20分)
14. 中国茶文化在宋朝时已借助“海上丝绸之路”名扬世界。用热水泡茶时,茶杯温度会升高,其内能是通过_______的方式改变的;茶水散发出清香,这是_______现象。
15. 小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示.实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等.分析图象可以得出: ______ 物质为水,另一种液体的比热容为 __ J/(kg·℃).
16. 将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中(如图所示),通过_________方式改变牛奶的内能,图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为_________J。()
17. 为了减少环境污染,共建绿水青山的美好生态,我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭,设天然气热值为4.2107J/kg,若完全燃烧0.2kg天然气放出的热量的25%被一个标准大气压下12.5kg、70℃的水吸收,能使水的温度升高_________℃。[c水=4.2103J/(kg·℃)]
18. 某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中燃气对活塞的平均压力_______N;一个做功冲程中燃气对活塞做的功_______J;该汽油机的功率_______W。
三、实验,探究题(每空2分,共20分)
19. 如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验;图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,若干天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来:
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:_________,图a为尽快达到实验目的,实验过程中_________(选填“可以”或“不可以”)搅动量筒里的液体:
(2)图b和图_________两个实验形成实验现象原因相同:
(3)图c实验表明_________。
20. 用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、______相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据得出结论:升高相同的温度,水的加热时间长,说明___________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用___________(填物理量的名称)来描述。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是__________。
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值___________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图2所示,固态时的比热容_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)液态时的比热容,从第11min到第19min,物质分子无规则运动的剧烈程度将_____(选填“不变”、“增加”或“减弱”)。
四、计算题(21题9分,22题12分,共21分,解答过程中必须写出必要的文字说明、公式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)
21. 如图所示,小华同学做冰熔化实验时绘制的温度-时间图像,冰的质量是100g,不计热量损失,相同时间内物质吸热相同,。求:
(1)CD段吸收的热量,BC段吸收的热量。
(2)请你根据图像求出AB段物质(冰)的比热容。
22. 如图是我国哈尔滨工程大学和深圳海斯比船艇公司联合研制的“天行一号”无人快艇,该艇能实现自主快速远程航行,采用油电混合动力,全长12.2m,满载排水量7.5t,最高航速可达92.6km/h。快艇启动时,内燃机不工作蓄电池向推进装置输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向推进装置输送能量,又可以给蓄电池充电,快艇的速度与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中蓄电池储存的电能为5.12×108J,内燃机提供能量,无人艇以50km/h的速度匀速行驶0.5h同时蓄电池的电能增加了10%。
(1)快艇满载排开水体积是多少?满载吃水深度为0.4m底部受到水的压强为多少?
(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧)放出的热量为多少?
(3)该艇内燃机的效率为多少?
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