内容正文:
九年级物理
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 池州市第十一中学为了响应国家“双减政策”,下午延时课上到18:10,冬季放学时天已经黑了,为了学生安全,学校在篮球场、天琴池、射击馆等地方安装了大功率的路灯,每当夜幕降临时这些灯总是同时亮了起来,等同学们全部离开校园时这些灯又同时熄灭,则这些灯是______的(选填“串联”或“并联”)。
2. 《淮南子》中写道“阴阳相薄为雷,激扬为电”,认为雷电是一种中和现象。云层之所以带电的原因是云层与空气摩擦使电子发生转移,如图所示,两片带有异种电荷的云层A、B相接触时,雷电电流的方向为_________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
3. 如图所示OB是一杠杆,O为支点,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,若A点施加的动力使重物向上移动了10cm,此时的杠杆机械效率为(不计摩擦),保持重物悬挂点不变,如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后再把该物体提升10cm,此时机械效率为。则______。(选填“>”“<”或“=”)。
4. 如图所示,在汽缸A中密封有压缩空气,B是一种被销钉K锁住的活塞,C是一个温度计.若活塞与汽缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,将看到的现象:温度计的示数将______(填“升高”或“降低”).
5. 如图所示完全相同的甲、乙两个小球,分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点,将两球移动到与悬点等高的位置,此时细线恰好拉直,橡皮筋达到原长,由静止开始释放,当两球摆至悬点正下方P点时,橡皮筋长度恰好与细线长度相等,若不计空气阻力,则到达P点时,甲小球的动能______乙小球的动能(选填“大于”“小于”或“等于”)。
6. 海边吹的陆风(陆地吹向海洋) 和海风(海洋吹向陆地) 统称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆风形成的示意图,其中___________图反映夜里海陆风的形成。
7. 农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg,初温为20°C的水吸收,可使水温升高到______℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
8. 为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,就将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08,整个装置的机械效率为______。(g=10N/kg)
9. 如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触c、d两点时,两灯都亮,则故障是_______。
10. 如图所示的电路中,闭合开关时,已知流经灯泡的电流为0.3A,流经的电流为0.2A,则电流表的示数应该是______A。
二、选择题(每题2分,共14分)
11. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含热量越多 B. 物体内能增大,一定吸收了热量
C. 物体温度升高,它的所有分子运动都变快 D. 物体的温度升高,它的内能就增加
12. 如图是投掷实心球的场景.若不计空气阻力,实心球自脱手至落地的过程中,下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中,正确的是( )
A. ①③ B. ②③ C. ①③④ D. ②③④
13. 如图所示,用同一个滑轮分别以甲、乙两种方式匀速竖直提起同一重物10s,重物的重力为10N,两次被提升的高度都是1m,滑轮重力2N,不计绳重和摩擦,其机械效率分别为η甲、η乙,则下列分析不正确的是( )
A. 甲图中滑轮的机械效率为83.3% B. 乙图中F2的功率为1.1W
C. 甲乙两图中额外功相等 D. η甲<η乙
14. 上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室,推入工作室后再压缩,然后推动涡轮机带动发电机发电。那么( )
A. 当海水上升时,空气的内能转化为海水的机械能
B. 当海水下降时,是活塞吸力将空气吸入气室
C. 当海水下降时,气流推动涡轮机带动发电机发电
D. 当海水上升时,类似于汽油机的压缩冲程
15. 如图所示的电路图中,下列分析错误的是( )
A. 只闭合S1、S3时,L1、L2发光,L3不发光
B. 若先闭合S2、S4,再闭合S1、S3,L1、L2和L3都在发光
C. 若先闭合S1、S3,再闭合S2则L2被短路
D. 只闭合S2、S4时,L2、L3串联且发光,L1开路
16. 我市在城区许多道路口安装了违法闯红灯的高清自动抓拍系统。当开关闭合,行人指示信号灯的红灯亮起;若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关闭合,自动将行人的图像拍摄下来。下列电路设计中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
17. 如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部所用时间相同,所需拉力分别为F1和F2 , 所做的功的功率分别为P1和P2 . 则
A. F1<F2 , P1<P2
B. F1>F2 , P1>P2
C. F1>F2 , P1=P2
D. F1<F2 , P1=P2
三、实验与作图题(每图、每空2分,共18分)
18. 杨超凡同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率,实验记录结果如下表:
实验次数
斜面倾斜程度
物体重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功/J
总功/J
斜面的机械效率η
1
较缓
5
0.1
1.5
1
0.5
1.5
33.3%
2
较陡
5
0.2
2
1
1
2
50%
3
较陡
10
0.2
4
1
2
4
50%
4
最陡
5
0.3
2.4
1
(1)根据表格中数据,第四次(最陡)实验的机械效率是______;
(2)分析数据可知,斜面越陡,机械效率______(选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)第一次实验中,物体沿着斜面匀速上升时受到的摩擦力为______N。
19. 在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图1所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。都加热4min后甲吸收的热量______(选填“大于”或“等于”或“小于”)乙吸收的热量;
(2)实验数据如表格所示,甲与乙两种液体的比热容之比为______;
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图丙中的______(选填“①”“②”或“③”)。
20. 在“探究并联电路中的电流关系”的实验中:
(1)小刚想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路时发现有一根导线接错了,请你在这根导线上打上“×”,并改正;( )
(2)小刚同学在闭合开关前,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是______;
(3)在“探究串联电路电流的特点”实验中,小刚设计了如图所示的电路.当开关闭合后,发现电流表和电流表的示数分别为0.22A和0.20A,小刚猜想可能是由于“电流从电源的正极出发后,经过灯、,电流逐渐变小,所以灯的示数会小一些”,而小明认为小刚的猜想是不对的,下列操作能证明小明的观点的是______(填序号)。
①换不同规格的灯泡做实验②将、对调位置
③将和两个电流表的位置对调
四、计算题(21题6分,22题5分,23题7分,共18分)
21. 工人用如图所示装置,在5s内将质量为100kg的物体A提升1m,此时滑轮组的机械效率为80%;再以同样的速度将物体B匀速提升时,滑轮组的机械效率为75%。不计绳重和摩擦,求:
(1)提升物体A工人做的功;
(2)提升物体B时工人拉力的功率。
22. 如图所示电路中,电流表、、A的示数分别为0.4A、0.2A和0.3A,求经过各个灯泡的电流大小、、分别是多少?
23. 一台四冲程汽油机,活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m,这段过程活塞对空气和汽油的混合物的压力逐渐增大,其做的功相当于N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图)。出于该过程被压缩的空气和汽油的混合物温度高于汽缸壁的温度,该过程中混合物会传递给汽缸的25J的热量。那么在压缩过程中,活塞对混合物做功200J,活塞的机械能转化为混合物的内能,使其内能增加200J,同时混合物对外放热25J,使得混合物内能减少25J,最终混合物的内能会增加200J-25J=175J。在接下来的做功冲程中燃烧后的高温高压气体对活塞做功,气体推动活塞移动0.1m,其做的功相当于N的恒力使活塞移动相同距离所做的功,该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J。
(1)在做功冲程中高温高压气体的内能是在增加还是在减少?其变化量是多少焦耳?
(2)在做功冲程中高温高压气体对活塞做功为多少?
(3)假如做功冲程中产生的机械能全部转化为汽车的机械能,该汽油机的效率为25%,飞轮转速为1800r/min。那么平均一分钟要消耗多少克汽油?(设该汽油热值为J/kg)
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九年级物理
一、填空题(每空2分,共20分)
1. 池州市第十一中学为了响应国家“双减政策”,下午延时课上到18:10,冬季放学时天已经黑了,为了学生安全,学校在篮球场、天琴池、射击馆等地方安装了大功率的路灯,每当夜幕降临时这些灯总是同时亮了起来,等同学们全部离开校园时这些灯又同时熄灭,则这些灯是______的(选填“串联”或“并联”)。
【答案】并联
【解析】
【详解】并联电路中,各个用电器是独立的,每个用电器两端电压相同。当一个用电器出现故障时不会影响其他用电器的工作。而串联电路中,所有用电器的电流相同,一个用电器出现问题会影响整个电路。因此,为了保证每个场所的路灯都能正常工作且独立控制,通常会选择并联方式连接。
2. 《淮南子》中写道“阴阳相薄为雷,激扬为电”,认为雷电是一种中和现象。云层之所以带电的原因是云层与空气摩擦使电子发生转移,如图所示,两片带有异种电荷的云层A、B相接触时,雷电电流的方向为_________(选填“从A到B”或“从B到A”)。
【答案】从A到B
【解析】
【详解】由图可知,A带正电B带负电,则A云层缺少电子,B云层多余电子,当它们接触时,B多余的电子(负电荷)会转移到A上,因规定正电荷定向移动的方向为电流的方向,故雷电电流的方向为从A到B。
3. 如图所示OB是一杠杆,O为支点,将重30N的物体悬挂在B点,当杠杆在水平位置平衡时,若A点施加的动力使重物向上移动了10cm,此时的杠杆机械效率为(不计摩擦),保持重物悬挂点不变,如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后再把该物体提升10cm,此时机械效率为。则______。(选填“>”“<”或“=”)。
【答案】=
【解析】
【详解】假设
则
由杠杆平衡条件可知
则
若A点施加的动力使重物向上移动了10cm,如图所示:
则由三角形知识可知
则
故
机械效率
如果动力作用点由A点向支点O靠近一些后,假设
同理由上述分析可知,改变作用点的位置不影响机械效率的大小,即
因此。
4. 如图所示,在汽缸A中密封有压缩空气,B是一种被销钉K锁住的活塞,C是一个温度计.若活塞与汽缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,将看到的现象:温度计的示数将______(填“升高”或“降低”).
【答案】降低
【解析】
【分析】本题抓住做功改变物体内能.对物体做功,物体内能增加,温度升高,物体对外做功,物体内能减小,温度降低.
【详解】当拔去销钉后,汽缸内的压缩气体膨胀推动活塞做功,即活塞向右运动;
气体对活塞做功,将内能转化为机械能,气体的内能减少,温度降低,所以温度计的示数降低.
5. 如图所示完全相同的甲、乙两个小球,分别用细线、橡皮筋系在同一高度的悬点,将两球移动到与悬点等高的位置,此时细线恰好拉直,橡皮筋达到原长,由静止开始释放,当两球摆至悬点正下方P点时,橡皮筋长度恰好与细线长度相等,若不计空气阻力,则到达P点时,甲小球的动能______乙小球的动能(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】大于
【解析】
【详解】小球摆下过程中,甲球的质量不变,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。从静止运动到P点,乙球的重力势能减小,动能增大,橡皮筋的弹性势能增大,减小的重力势能转化为动能和弹性势能,两球到达P点时,甲小球的重力势能全部转化为动能,乙球的重力势能转化为动能和弹性势能,由于初始的重力势能相同,所以两球到达P点时,甲小球的动能比乙大。
6. 海边吹的陆风(陆地吹向海洋) 和海风(海洋吹向陆地) 统称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆风形成的示意图,其中___________图反映夜里海陆风的形成。
【答案】甲
【解析】
【详解】陆地上砂石的比热容比海水的比热容小,晚上地面比大海降温快,地面冷空气密度较大,冷空气下降,海面上空较热的空气就会流过来补充,在靠近地面的冷空气就会沿陆地吹向大海,形成陆风,图甲是晚上形成的陆风。
7. 农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg,初温为20°C的水吸收,可使水温升高到______℃[已知q秸秆煤=2.1×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】45
【解析】
【详解】完全燃烧0.5kg的秸秆煤放出的热量
秸秆煤放出的热量完全被水吸收,则水吸收的热量
水升高的温度
则水的末温
8. 为了尽快疏通道路,交警指挥拖车只用了30s时间,就将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场。若故障车被拖离的速度是5m/s,绳子自由端的拉力F是500N,地面对故障车的摩擦力为车重力的0.08,整个装置的机械效率为______。(g=10N/kg)
【答案】80%
【解析】
【详解】地面对故障车的摩擦力为
由图可知,有效绳子段数n=3,则整个装置的机械效率为
9. 如图所示,闭合开关S时,灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时,两灯都不亮;接触b、c两点时,两灯都不亮;接触c、d两点时,两灯都亮,则故障是_______。
【答案】c、d间断路
【解析】
【详解】用导线接触a、b时,两灯都不亮,说明断路不会出现在a、b之间,应是电路的其他部分应存在断路;用导线接触b、c两点时,两灯也不亮,说明断路不会出现在b、c之间,应是电路的其他部分应存在断路;只有接触c、d时两灯都亮,说明接通c、d时电路导通,即c、d间出现了断路(或开关S接触不良);因此电路中的故障是:c、d间出现了断路。
10. 如图所示的电路中,闭合开关时,已知流经灯泡的电流为0.3A,流经的电流为0.2A,则电流表的示数应该是______A。
【答案】0.3
【解析】
【详解】由电路图可看出,电路中电流从正极流出经过开关后分成两条支路,一条是L2,另一条L1和电流表,最终一起流回负极,所以电流表测通过L1的电流,因为流经灯泡的电流为0.3A,故电流表的示数应该是0.3A。
二、选择题(每题2分,共14分)
11. 关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含热量越多 B. 物体内能增大,一定吸收了热量
C. 物体温度升高,它的所有分子运动都变快 D. 物体的温度升高,它的内能就增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能用含有来表示,故A错误;
B.物体内能增大,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故B错误;
C.物体温度升高,它的分子的平均动能增加,不一定是所有分子运动都变快,故C错误;
D.物体的温度升高,它的分子的平均动能增加,所以内能增加,故D正确。
故选D。
12. 如图是投掷实心球的场景.若不计空气阻力,实心球自脱手至落地的过程中,下列关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线中,正确的是( )
A. ①③ B. ②③ C. ①③④ D. ②③④
【答案】D
【解析】
【详解】小球上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小,当上升到最高点时,速度最小,动能最小且不为0,下落的过程中,速度越来越大,动能越来越大,所以动能是先减小,上升到最高点速度最小,动能最小,后又增大,故图①错误,图②正确;小球上升的过程中,高度越来越大,重力势能越来越大,当上升到最高点时,高度最高,重力势能最大,下落的过程中,高度越来越小,最后落地,重力势能越来越小,直到为零,所以重力势能是先增大,上升到最高点重力势能最大,后又减小,最后为零,故图③正确;由于此时不计空气阻力,所以机械能是守恒的,故机械能不变,图④正确,故ABC错误,D正确。
故选D。
13. 如图所示,用同一个滑轮分别以甲、乙两种方式匀速竖直提起同一重物10s,重物的重力为10N,两次被提升的高度都是1m,滑轮重力2N,不计绳重和摩擦,其机械效率分别为η甲、η乙,则下列分析不正确的是( )
A. 甲图中滑轮的机械效率为83.3% B. 乙图中F2的功率为1.1W
C. 甲乙两图中额外功相等 D. η甲<η乙
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中拉力的大小为
则甲图中拉力做的功为
而重物克服重力所做的功为
则甲图中滑轮的机械效率为
故A正确,不符合题意;
B.乙图中拉力的大小为
则乙图中拉力做的功为
则乙图中F2的功率为
故B正确,不符合题意;
C.甲图中的额外功为
乙图中的额外功为
所以甲图中的额外功大于乙图中的额外功,故C错误,符合题意;
D.乙图中滑轮的机械效率为
则有,故D正确,不符合题意。
故选C。
14. 上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室,推入工作室后再压缩,然后推动涡轮机带动发电机发电。那么( )
A. 当海水上升时,空气的内能转化为海水的机械能
B. 当海水下降时,是活塞吸力将空气吸入气室
C. 当海水下降时,气流推动涡轮机带动发电机发电
D. 当海水上升时,类似于汽油机的压缩冲程
【答案】D
【解析】
【详解】AD.海水上升时,气室体积减小,室内空气压强增大,阀门S1开启,阀门S2关闭,压缩后将空气推入工作室,利用海水的机械能转化为空气的内能,类似于汽油机的压缩冲程,故A不符合题意,D符合题意;
BC.海水下降时,气室体积增大,压强减小,在大气压的作用下,阀门S1关闭,阀门S2开启,将空气吸入气室,类似于汽油机的吸气冲程,此时空气没有对外做功,故BC不符合题意。
故选D。
15. 如图所示的电路图中,下列分析错误的是( )
A. 只闭合S1、S3时,L1、L2发光,L3不发光
B. 若先闭合S2、S4,再闭合S1、S3,L1、L2和L3都在发光
C. 若先闭合S1、S3,再闭合S2则L2被短路
D. 只闭合S2、S4时,L2、L3串联且发光,L1开路
【答案】B
【解析】
【详解】A.只闭合S1、S3时,L1、L2串联,L1、L2发光,L3不发光,故A正确,不符合题意;
B.先闭合S2、S4,L2和L3串联,再闭合S1、S3,L1和L3并联,L1和L3发光,故B错误,符合题意;
C.若先闭合S1、S3,L1、L2串联,再闭合S2,L2被短路,故C正确,不符合题意;
D.只闭合S2、S4时,L2、L3串联,两个灯泡发光,L1开路,故D正确,不符合题意。
故选B。
16. 我市在城区许多道路口安装了违法闯红灯的高清自动抓拍系统。当开关闭合,行人指示信号灯的红灯亮起;若此时仍有行人在斑马线上过马路,这套系统会使开关闭合,自动将行人的图像拍摄下来。下列电路设计中符合上述要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,当开关闭合时,红灯亮,这表示控制红灯的工作;当红灯亮(即闭合)且有行人闯红灯时,开关闭合,照相机工作,这表示照相机的工作需要和同时闭合;因为红灯可以独立工作,不受照相机是否工作的影响,因此判断红灯和照相机并联,红灯和照相机工作时,都需要开关闭合,所以开关处在干路上,此外照相机的工作还需要开关闭合,因此开关只控制照相机的工作,应处在照相机所在支路上,综上所述,分析四幅电路图,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
17. 如图所示,光滑斜面AB>AC,沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部所用时间相同,所需拉力分别为F1和F2 , 所做的功的功率分别为P1和P2 . 则
A. F1<F2 , P1<P2
B. F1>F2 , P1>P2
C. F1>F2 , P1=P2
D. F1<F2 , P1=P2
【答案】D
【解析】
【分析】(1)斜面倾斜角度越大,越费力.斜面AB的倾斜角度小于斜面AC,所以斜面AB更省力,
(2)斜面光滑说明摩擦力为0,即使用光滑的斜面没有额外功.
(3)知道做功相同,时间相同,根据公式P=可判断拉力所做的功的功率相同.
【详解】(1)斜面AB倾斜角度小于AC,所以物体沿AB运动时拉力较小,即F1<F2;(2)斜面光滑说明摩擦力为0,使用任何机械都不省功,所以拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2.时间相同, 由公式P=知,P1=P2.故选D.
三、实验与作图题(每图、每空2分,共18分)
18. 杨超凡同学用如图所示的装置测定斜面的机械效率,实验记录结果如下表:
实验次数
斜面倾斜程度
物体重量G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长s/m
有用功/J
总功/J
斜面的机械效率η
1
较缓
5
0.1
1.5
1
0.5
1.5
33.3%
2
较陡
5
0.2
2
1
1
2
50%
3
较陡
10
0.2
4
1
2
4
50%
4
最陡
5
0.3
2.4
1
(1)根据表格中数据,第四次(最陡)实验的机械效率是______;
(2)分析数据可知,斜面越陡,机械效率______(选填“越高”、“越低”或“不变”);
(3)第一次实验中,物体沿着斜面匀速上升时受到的摩擦力为______N。
【答案】(1)62.5%
(2)越高 (3)1
【解析】
【小问1详解】
第四次(最陡)实验的有用功
W有=Gh=5N×0.3m=1.5J
总功为
W总=Fs=2.4N×1m=2.4J
机械效率为
【小问2详解】
实验数据表明:在物重、斜面粗糙程度相同的情况下,斜面倾斜程度越大斜面机械效率越高。
【小问3详解】
根据功的原理,我们有
W总=W有+W额
其中,W额 是额外功,它等于物体克服摩擦力所做的功,即 W额=fs。将第一次实验的数据代入公式,我们得到
19. 在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图1所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格相同的电加热器加热。都加热4min后甲吸收的热量______(选填“大于”或“等于”或“小于”)乙吸收的热量;
(2)实验数据如表格所示,甲与乙两种液体的比热容之比为______;
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图丙中的______(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】(1)等于 (2)2∶1
(3)③
【解析】
【小问1详解】
物质吸热多少不能直接测量,实验中利用转换法,即取质量相同的甲、乙两种液体,使用规格相同的电加热器加热,利用相同的时间内加热器放出热量相同,可认为被加热物质在相同时间内吸热相同,所以都加热4min后甲吸收的热量等于乙吸收的热量。
【小问2详解】
由表格数据知道,由甲物质温度升高8℃需要用时2min,乙物质温度升高8℃需要用时1min,说明甲液体的吸热能力强,可得升高相同温度时两物质所用加热时间之比为2∶1,即吸收热量之比2∶1,根据可知,甲与乙两种液体的比热容之比为2∶1。
【小问3详解】
图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍,也就是加热时间变为原来的2倍,则图丙中的③符合题意。
20. 在“探究并联电路中的电流关系”的实验中:
(1)小刚想测量干路电流,连接的电路如图甲所示,检查电路时发现有一根导线接错了,请你在这根导线上打上“×”,并改正;( )
(2)小刚同学在闭合开关前,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是______;
(3)在“探究串联电路电流的特点”实验中,小刚设计了如图所示的电路.当开关闭合后,发现电流表和电流表的示数分别为0.22A和0.20A,小刚猜想可能是由于“电流从电源的正极出发后,经过灯、,电流逐渐变小,所以灯的示数会小一些”,而小明认为小刚的猜想是不对的,下列操作能证明小明的观点的是______(填序号)。
①换不同规格的灯泡做实验②将、对调位置
③将和两个电流表的位置对调
【答案】(1) (2)电流表未调零
(3)③
【解析】
【小问1详解】
由图甲分析可知,电流从电源正极出发经过开关,电流表直接回到负极,两灯短路了,接错的是从负级连接到灯泡L2右端的导线。改正后把电源负极出来的导线接到灯泡L2左端,如图所示
【小问2详解】
在闭合开关之前发现电流表指针零刻度线左偏,此时电路是断路没有电流经过,所以是电流表自身原因,是电流表未调零。
【小问3详解】
串联电路中电流处处相等,图中造成两个电流表示数不同的原因可能是两个电流表的读数误差或指针未调整,因此最简单的方法是将A1、A2两个电流表的位置对调,再观察读数,然后与第一次的读数比较,故选操作③。
四、计算题(21题6分,22题5分,23题7分,共18分)
21. 工人用如图所示装置,在5s内将质量为100kg的物体A提升1m,此时滑轮组的机械效率为80%;再以同样的速度将物体B匀速提升时,滑轮组的机械效率为75%。不计绳重和摩擦,求:
(1)提升物体A工人做的功;
(2)提升物体B时工人拉力的功率。
【答案】(1)1250J
(2)200W
【解析】
【小问1详解】
根据可得,提升物体A工人做的功为
【小问2详解】
由图知由2段绳子拉着物体,根据
W总=Fs=F2h
得工人对绳子的拉力为
动滑轮的重力为
G动=2F-GA=2×625N-100kg×10N/kg=250N
当用同样的速度提升物体B时,滑轮组的机械效率为75%,设提升高度相同,则额外功相同,则提升物体B时工人做功为
则在提升物体B时工人做功的功率为
22. 如图所示电路中,电流表、、A的示数分别为0.4A、0.2A和0.3A,求经过各个灯泡的电流大小、、分别是多少?
【答案】A;A;A
【解析】
【详解】由图可知,电流表A1测量的是三个灯泡的总电流,电流表A2测量的是灯泡L3、L2的总电流,电流表A测量的是灯泡L1、L2的总电流,则
解得I1=0.1A,I2=0.1A,I3=0.2A。
23. 一台四冲程汽油机,活塞在压缩冲程某段时间内移动的距离为0.1m,这段过程活塞对空气和汽油的混合物的压力逐渐增大,其做的功相当于N的恒力使活塞移动相同距离所做的功(如图)。出于该过程被压缩的空气和汽油的混合物温度高于汽缸壁的温度,该过程中混合物会传递给汽缸的25J的热量。那么在压缩过程中,活塞对混合物做功200J,活塞的机械能转化为混合物的内能,使其内能增加200J,同时混合物对外放热25J,使得混合物内能减少25J,最终混合物的内能会增加200J-25J=175J。在接下来的做功冲程中燃烧后的高温高压气体对活塞做功,气体推动活塞移动0.1m,其做的功相当于N的恒力使活塞移动相同距离所做的功,该做功过程气体传递给汽缸的热量为30J。
(1)在做功冲程中高温高压气体的内能是在增加还是在减少?其变化量是多少焦耳?
(2)在做功冲程中高温高压气体对活塞做功为多少?
(3)假如做功冲程中产生的机械能全部转化为汽车的机械能,该汽油机的效率为25%,飞轮转速为1800r/min。那么平均一分钟要消耗多少克汽油?(设该汽油热值为J/kg)
【答案】(1)减少,930J;
(2)900J; (3)72g
【解析】
【小问1详解】
解:根据题意可知,在做功冲程中高温高压气体对活塞做功为
NmJ
所以在做功冲程中高温高压气体对外做功,其内能减少;气体对活塞做功,将气体的内能转化为活塞的机械能,其内能减少900J,气体对气缸散热内能减少30J,故气体内能减少,其变化量为
JJJJ
【小问2详解】
根据题意可知,在做功冲程中高温高压气体对活塞做功为
NmJ
【小问3详解】
根据题意可知:设一次做功消耗汽油质量为m
可得
g
飞轮转速为1800r/min,则一分钟共做功900次。所以一分钟共消耗汽油
gg
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