内容正文:
第一次月考检测试题
(满分100分 考试用时90分钟)
注意事项:
测试范围:第十三至十四章 物理沪科版2024九年级全一册
一、选择题(本题共12小题,共26分。1-10小题为单项选择题,每小题2分;11-12小题为多项选择题,每小题3分,选对但选不全的得2分)
1. 以下温度中,最接近25℃的是( )
A.冰水混合物的温度
B.健康成年人的体温
C.让人感觉温暖而舒适的房间的温度
D.宁夏冬季最冷时的室外温度
2. 如图所示温度计的使用情况中正确的是 ( )
A B C D
3. 仲夏晨曦光初透,枝头栖蝉被星露。蝉身上的露珠形成时发生的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 熔化 D. 凝固
4.如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A B C D
5.下列实例中与水的比热容有关的是( )
A. 北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
6. 关于内能,下列说法正确的是( )
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能,也可以同时具有机械能
7.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体,含有的热量一定多
C. 物体的内能增加,可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
8. 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点
9.2025年4月24日在酒泉卫星发射中心,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机,下列说法正确的是( )
A.火箭发动机使用比热容大的燃料
B.火箭燃料燃烧越充分,热值越大
C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能
D.火箭发动机属于热机
10. 如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
11.地球表面70%以上是海洋,但可供人类直接利用的淡水资源不足全部水资源的万分之一,提高节水意识是公民的义务和责任。如图是水循环示意图,下列说法正确的是( )
A.地表水吸热,汽化成水蒸气 B.水蒸气与冷空气接触,液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流,凝华成小冰晶 D.小冰晶降落过程中,液化成雨水
12. 内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图,若该汽油机的效率为30%,飞轮每分钟转动1800圈(),则下列说法正确的是( )
A. 图中所示冲程是压缩冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
C. 该汽油机在1s内做功15次
D. 汽油机消耗的燃料越少,效率一定越高
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共19分)
13. 在干旱的沙漠中,甲壳虫掌握了一种独特的获取水的方法。日落以后的几个小时,它们将头插进沙里,然后背朝着晚风吹来的方向,水珠就会在甲壳虫的背上形成(如图所示),当水珠越聚越多时,这些水珠就会沿着弓形背滚落入甲壳虫的嘴中。根据材料中所给的信息及所学的内容,回答下列问题:
(1)甲壳虫背上能有水珠生成,是因为它背部的温度比外界的气温____(填“高”“相同”或“低”)。
(2)甲壳虫背上水珠来自于空气中的________。
(3)请举出一个与此现象形成原理相同的生活实例:____________________________。
14.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作_______。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中_______(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷_______(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
15.比较如图所示的三杯水的内能大小, 杯中水的内能最大,理由是 。冰山 (选填“具有”或“不具有”)内能。
16. 某学校的美食节活动中,小张同学将冰冻食材放入清水中解冻,经过足够长的时间,食材和清水一定相同的物理量是 (选填“温度’、“内能”或“热量”)。在热传递的过程中,传递能量的多少叫做 。
17. 在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水,用相同热源加热,______(选填“高汤”“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度_______(选填“低于”“等于”“高于”)水的温度。(c高汤<c水)
18.物理实验课上,“动手知真”小组对质量为2kg、初温为20℃的水进行加热,一段时间后温度计示数如图所示为 ℃,该过程水吸收热量为 J【】。
19. 火锅是重庆饮食文化的一张名片,熬制锅底时,将质量为的水加热升高50℃,水吸收的热量是
J:锅内的食材是通过 的方式增加了内能。
20. 如图所示是演示点火爆炸实验装置,在演示前先给装置内喷少量的酒精,按动电火花发生器开关按钮,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ;这过程与图中汽油机图 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)工作冲程的能量转化相同。
三、分析简答题(本题共2小题,每小题各4分,共8分)
21.在夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。请用物态变化的知识解释其中的道理。
22. 热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月,我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机,这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明,也想设计改造发动机,使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新?假如小明的设想实现了,会给我们的生活带来哪些影响?(写出一条即可)
四、实验探究题(本题共4小题,共22分,23题5分,24题6分,25题6分,26题5分)
23. 小明通过实验探究水凝固前后温度的变化,步骤如下:
①在烧杯中倒入低温食盐水,用温度计测得其温度为-15℃;
②在试管中加入少量水,将试管下端浸入食盐水中,如图甲;
③用步骤①中温度计测量试管中物质的温度,绘制成图乙所示图像。
(1)本实验选用的温度计是______。(填字母代号)
(2)图丙中温度计的读数为______℃。
(3)由图乙知水的凝固点是______℃。
(4)4~8min试管中物质的内能______。(填变化趋势)
(5)实验中小明发现烧杯外壁出现白霜,这是______现象。(填物态变化名称)
24.图甲是小星改进后的探究水沸腾时温度变化特点的实验装置,其中A管开口。
(1)图甲中温度计的示数为______℃;
(2)小星根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示。他观察到水从第5分钟开始沸腾,由图可知,水在沸腾时温度______;
(3)小星在水沸腾后撤去酒精灯,水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水再次沸腾。由此可知,水的沸点随气压的减小而______。
25. 为了比较水和煤油的吸热能力,小红用两个相同的装置做了如图所示的实验。
(1)在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”);
(2)实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 相同;
(3)实验中发现水的温度比煤油的温度升高得 (选填“快”或“慢”),这表明 (选填“煤油”或“水”)吸热本领更强;
(4)实验中,使水和煤油升高相同的温度,通过比较 判断两种液体的吸热能力,该研究物理问题的方法称为 。(选填“控制变量法”“类比法”“等效替代法”)
26. 小王设计一个探究酒精和碎纸片的热值大小实验。
(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是______(由下而上/由上而下)。
(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都保持______。
(3)实验数据记录如下表:
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值
酒 精
15
35
2.4×107
碎纸片
15
25
?
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是______。
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏______(选填“大”或“小”),认为出现这种情况的主要原因是:______。
五、综合能力题(本题共3小题,共25分,27题8分,28题12分,29题5分。计算题要求写出必要的文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程,只写出结果不得分)
27. (8分)民谚“五月五、过端午、蒸粽子”,呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子,当水沸腾时,水温升高了80℃。,q煤=3×107J/kg。求:
(1)从加热至沸腾,水吸收的热量;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量。
28.(12分) 某物理兴趣小组的同学,用天然气灶给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气,【水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为q=7×107 J/kg】求:
(1)天然气完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)天然气灶烧水时的热效率。
29. (5分)(跨学科实践)物理学伴随在我们生活的各个方面。
生活中的物态变化
生活中处处都有物态变化的现象。厨房的炉子上正架着一口装了水的锅,盖上锅盖,加热锅里的水。几分钟后就可以听到“咕噜咕噜”的水声从锅里传来;揭开锅盖,“一股白气”迅速冒出来。打开冰箱,上层的隔板上放有一些蔬菜,仔细观察后发现,有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。把蔬菜拿出冰箱一会儿后,那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。
(1)“一股白气”迅速冒出来,“白气”的形成是 (选填“热锅”或“空气”)中的水蒸气 (填物态变化名称)形成的小水珠;
(2)有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。“小冰粒”的形成是水洗后蔬菜上的小水珠 (填物态变化名称)形成的。那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。“小冰粒”的消失是因为小冰粒 (填物态变化名称)变成了小水珠;
(3)下列事例中,为了防止熔化和凝固产生的不利影响的是 。
A.冰冻食品可以保鲜 B.将熔融玻璃制成玻璃板
C.冬天将水箱中的水放掉 D.高热病人利用冰袋降温
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第一次月考检测试题
(满分100分 考试用时90分钟)
注意事项:
测试范围:第十三至十四章 物理沪科版2024九年级全一册
一、选择题(本题共12小题,共26分。1-10小题为单项选择题,每小题2分;11-12小题为多项选择题,每小题3分,选对但选不全的得2分)
1. 以下温度中,最接近25℃的是( )
A.冰水混合物的温度
B.健康成年人的体温
C.让人感觉温暖而舒适的房间的温度
D.宁夏冬季最冷时的室外温度
【答案】C
【解析】A.冰水混合物的温度在0℃左右,故A不符合题意;
B.人体正常体温在37℃左右,变化幅度很小,故B不符合题意;
C.人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的环境气温在25℃左右,故C符合题意;
D.宁夏冬季最冷时的室外温度在﹣20℃左右,故D不符合题意。故选:C。
2. 如图所示温度计的使用情况中正确的是 ( )
A B C D
【答案】D
【解析】A中温度计玻璃泡全部浸入被测液体中,碰到容器底了,A不符合题意;
B中温度计倾斜了,B不符合题意;
C中温度计玻璃泡没有全部浸在所测液体里,C不符合题意;
D中温度计符合温度计的使用要求。故选D。
3. 仲夏晨曦光初透,枝头栖蝉被星露。蝉身上的露珠形成时发生的物态变化是( )
A. 凝华 B. 液化 C. 熔化 D. 凝固
【答案】B
【解析】在清晨,空气中含有大量的水蒸气,这些水蒸气遇到温度较低的蝉,放热液化形成小水珠,附着在蝉的身上,就形成了露珠。故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
4.如图,下列描述晶体凝固的温度随时间变化曲线符合实际的是( )
A B C D
【答案】C
【解析】凝固图象整个过程中温度有下降的趋势,若在凝固过程中温度保持不变,则为晶体的凝固图象,否则为非晶体的凝固图象,故C符合题意,ABD不符合题意。故选C 。
5.下列实例中与水的比热容有关的是( )
A. 北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
B. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
C. 天热时在地面上撒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】B
【解析】A.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂,是因为水结冰时,质量不变、密度变小、体积变大,与水的比热容较大无关,故A不符合题意;
B.内陆地区沙子多水少,沙子的比热容比水小,白天在太阳的照射下,受热情况相同时,沙子的温度上升比水多,而晚上在同样的放热情况下,沙子的温度下降得也多,所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大,与水的比热容较大有关,故B符合题意;
C.天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度,与水的比热容较大无关,故C不符合题意;
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些,是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发,与水的比热容较大无关,故D不符合题意。故选B。
6. 关于内能,下列说法正确的是( )
A. 的物体没有内能 B. 内能大小与温度无关
C. 具有机械能的物体不一定有内能 D. 物体具有内能,也可以同时具有机械能
【答案】D
【解析】AC.内能是所有分子的动能和势能之和,故任何一个物体都有内能,具有机械能的物体也一定有内能,故AC错误;
B.物体的内能与温度、质量、物质的状态、种类都有关,故B错误;
D.任何一个物体都具有内能,当物体运动时,既具有内能,又具有机械能,所以物体具有内能,也可以同时具有机械能,故D正确。故选D。
7.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 温度为以下的物体不具有内能 B. 温度高的物体,含有的热量一定多
C. 物体的内能增加,可能是吸收了热量 D. 温度总是从高温物体传向低温物体
【答案】C
【解析】A.一切物体在任何情况下都具有内能,温度为以下的物体也具有内能,故A错误;
B.热量是热传递过程中传递的能量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.做功和热传递都可以改变物体的内能,物体的内能增加,可能是吸收了热量,故C正确;
D.热量总是从高温物体传向低温物体,热传递过程传递的不是温度,故D错误。故选C。
8. 运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料,原因是液态氢具有( )
A. 较大的热值 B. 较低的沸点 C. 较大的比热容 D. 较高的凝固点
【答案】A
【解析】A.液态氢具有较大热值,这意味着单位质量的氢燃料完全燃烧时能释放出更多的热量,可以为火箭提供更大的推力,故A符合题意;
B.虽然液态氢的沸点较低(-252.8℃),但这只是其物理特性,与作为燃料的优越性无直接关系,故B不符合题意;
C.比热容表示物质吸热或放热的能力,但火箭燃料需要的是燃烧时释放大量能量,而不是储存热量的能力,故C不符合题意;
D.凝固点高低与燃料性能无关,且氢的凝固点极低(-259℃),这反而增加了储存难度,故D不符合题意。
故选A。
9.2025年4月24日在酒泉卫星发射中心,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭发射升空。关于火箭发动机,下列说法正确的是( )
A.火箭发动机使用比热容大的燃料
B.火箭燃料燃烧越充分,热值越大
C.火箭发动机主要通过热传递获得机械能
D.火箭发动机属于热机
【答案】D
【解析】A.火箭发动机需要燃料释放大量能量,因此应选择热值大的燃料,而非比热容大的燃料,比热容大与燃料释放的总能量无关,故A错误;
B.热值是燃料的固有属性,与是否充分燃烧无关,燃烧充分只能提高能量利用率,但不会改变热值,故B错误;
C.火箭发动机通过燃料燃烧产生高温高压气体,喷出时对外做功,将内能转化为机械能,属于通过做功获得机械能,而非热传递,故C错误;
D.热机是将内能转化为机械能的装置,火箭发动机通过燃烧燃料获得内能,并转化为机械能,符合热机的定义,故D正确。故选D。
10. 如图是单缸四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,它是( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
【答案】B
【解析】由图可知,进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,压缩汽缸内气体,火花塞未点火,即为压缩冲程,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。
11.地球表面70%以上是海洋,但可供人类直接利用的淡水资源不足全部水资源的万分之一,提高节水意识是公民的义务和责任。如图是水循环示意图,下列说法正确的是( )
A.地表水吸热,汽化成水蒸气 B.水蒸气与冷空气接触,液化成小水滴
C.小水滴遇到更冷的气流,凝华成小冰晶 D.小冰晶降落过程中,液化成雨水
【答案】AB
【解析】A.地表水吸热,由液态变为气态,发生了汽化,变成成水蒸气,故A正确;
B.水蒸气与冷空气接触,遇冷液化,由气态变为液态,发生液化现象,变成水滴,故B正确;
C.小水滴遇到更冷的气流,由液态变为固态,凝固成小冰晶,故C错误;
D.小冰晶在降落过程中,由固态变为液态,熔化成雨水,故D错误。故选AB。
12. 内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图,若该汽油机的效率为30%,飞轮每分钟转动1800圈(),则下列说法正确的是( )
A. 图中所示冲程是压缩冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
C. 该汽油机在1s内做功15次
D. 汽油机消耗的燃料越少,效率一定越高
【答案】ABC
【解析】A.图中所示冲程两气阀关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,故A正确;
B.若该汽油机完全燃烧5kg汽油,则汽油机做的有用功为
故B正确;
C.飞轮每分钟转动1800圈,则每秒转动30圈,该汽油机飞轮转动2圈对外做功一次,则在1s内做功15次,故C正确;
D.由得,汽油机消耗的燃料越少,完全燃烧释放的热量越少,做的有用功不知,无法比较效率高低,故D错误。故选ABC。
二、填空题(本题共8小题,每空1分,共19分)
13. 在干旱的沙漠中,甲壳虫掌握了一种独特的获取水的方法。日落以后的几个小时,它们将头插进沙里,然后背朝着晚风吹来的方向,水珠就会在甲壳虫的背上形成(如图所示),当水珠越聚越多时,这些水珠就会沿着弓形背滚落入甲壳虫的嘴中。根据材料中所给的信息及所学的内容,回答下列问题:
(1)甲壳虫背上能有水珠生成,是因为它背部的温度比外界的气温____(填“高”“相同”或“低”)。
(2)甲壳虫背上水珠来自于空气中的________。
(3)请举出一个与此现象形成原理相同的生活实例:____________________________。
【答案】(1)低 (2)水蒸气 (3)夏天空调屋外窗户上的水珠(答案合理即可)
【解析】(1)甲壳虫背上能有水珠生成,是因为其背部水蒸气温度降低液化形成的。
(2)甲壳虫背上水珠来自于空气中的水蒸气液化的结果。
(3)夏天空调屋外窗户上的水珠;看见壶嘴上方冒出的白气;清晨叶片上形成的露水;北方的冬天,从室外进入室内时,镜片上出现白雾等。
14.干冰是固态的二氧化碳,在常温下可以直接变成气态的二氧化碳,这种物态变化叫作_______。如图,将干冰放在试管中,试管周围会出现大量的“白气”,这是因为干冰直接变成气态二氧化碳的过程中,从空气中_______(选填“吸收”或“放出”)大量的热,导致周围空气的温度降低,从而使空气中的水蒸气遇冷_______(填物态变化的名称)形成小水滴,这些小水滴浮在空气中,形成了我们看到的“白气”。
【答案】 升华 吸收 液化
【解析】在常温下固态的二氧化碳直接变成气态的二氧化碳,是固态直接变为气态的过程,这种物态变化叫作升华。
干冰直接变成气态二氧化碳,是升华现象,干冰在升华过程从空气中吸收大量的热,导致周围空气的温度降低,空气中的水蒸气遇冷液化形成小水滴,这些小水滴浮在空中,形成了我们看到的“白气”。
15.比较如图所示的三杯水的内能大小, 杯中水的内能最大,理由是 。冰山 (选填“具有”或“不具有”)内能。
【答案】 丙 见解析 具有
【解析】内能与物质的种类、质量、温度等因素有关,图中三杯都是水,物质种类相同,甲和乙杯中水的温度相同,都是40℃,乙杯中水的质量大于甲杯水的质量,所以乙杯水的内能大于甲杯水的内能;由于乙杯和丙杯中水的质量相同,丙杯中水的温度是90℃大于丙杯水的温度,所以丙杯的内能大于乙杯的内能。由于质量越大,温度越高,内能越大,因此丙杯中水的内能最大。
一切物体在任何状态、任何温度下都具有内能,所以北极的冰山也具有内能。
16. 某学校的美食节活动中,小张同学将冰冻食材放入清水中解冻,经过足够长的时间,食材和清水一定相同的物理量是 (选填“温度’、“内能”或“热量”)。在热传递的过程中,传递能量的多少叫做 。
【答案】 温度 热量
【解析】冰冻食材放入清水中,食材温度低于水的温度,食材从水中吸收热量,食材温度升高,水的温度降低,经过足够长的时间,食材和水达到相同的温度,此时食材和水具有相同的温度。
在热传递过程中,传递的能量的多少叫做热量,热量的单位是焦耳。
17. 在两只相同石锅内分别添加质量、初温均相同高汤和清水,用相同热源加热,______(选填“高汤”“清水”)升温较快;清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明石锅温度_______(选填“低于”“等于”“高于”)水的温度。(c高汤<c水)
【答案】 高汤 高于
【解析】用相同的热源加热相同的时间,说明吸收的热量相等。当吸收热量相等时,由可知,质量相等时,比热容越小,升高的温度越多,高汤的比热容小于水的比热容,故高汤升温快。
清水沸腾后关火,发现继续沸腾一段时间,说明水还能吸收到热量,则石锅温度高于水的温度。
18.物理实验课上,“动手知真”小组对质量为2kg、初温为20℃的水进行加热,一段时间后温度计示数如图所示为 ℃,该过程水吸收热量为 J【】。
【答案】85
【解析】图中温度计分度值为1℃,示数为85℃,则该过程水吸收热量为
19. 火锅是重庆饮食文化的一张名片,熬制锅底时,将质量为的水加热升高50℃,水吸收的热量是
J:锅内的食材是通过 的方式增加了内能。
【答案】4.2×105 热传递
【解析】水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
此过程中,食材吸收了热量,使食材的内能增加,温度升高,是通过热传递方式改变物体的内能的。
20. 如图所示是演示点火爆炸实验装置,在演示前先给装置内喷少量的酒精,按动电火花发生器开关按钮,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的热气对外 ;这过程与图中汽油机图 (选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”)工作冲程的能量转化相同。
【答案】做功 丙
【解析】酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能;四冲程汽油机的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能;题中甲是排气冲程,乙是压缩冲程,丙是做功冲程,丁是吸气冲程,所以与丙冲程的能量转化相同。
三、分析简答题(本题共2小题,每小题各4分,共8分)
21.在夏天,如果我们要喝冰凉的饮料,往往会在饮料中加上几个冰块,而不是直接加冷水。请用物态变化的知识解释其中的道理。
【答案】见解析
【解析】物质由固态变成液态的过程叫做熔化,熔化吸热。夏天,在饮料中加上几个冰块,冰块吸热温度升高达到0℃,然后继续吸热熔化,当全部熔化成0℃的水后,温度升高时会继续吸收热量,致冷效果较好;而冷水加入饮料后,直接吸热升温,吸收的热量较少,致冷效果较差。
22. 热机的效率是衡量汽车发动机性能的关键指标。2020年9月,我国潍柴集团发布全球首款热机的效率突破50%的商业化柴油机,这一成果的意义犹如人类历史上首次百米赛跑突破10s。立志成为汽车设计师的小明,也想设计改造发动机,使热机的效率达80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新?假如小明的设想实现了,会给我们的生活带来哪些影响?(写出一条即可)
【答案】 改良发动机结构 节能(环保)
【解析】为了提高热机效率,可以改良发动机结构,减少能量损失,提高内能转化为机械能的效率。
假如小明的设想实现了,热机效率的提高可以减少燃油的消耗,可以节能和保护环境。
四、实验探究题(本题共4小题,共22分,23题5分,24题6分,25题6分,26题5分)
23. 小明通过实验探究水凝固前后温度的变化,步骤如下:
①在烧杯中倒入低温食盐水,用温度计测得其温度为-15℃;
②在试管中加入少量水,将试管下端浸入食盐水中,如图甲;
③用步骤①中温度计测量试管中物质的温度,绘制成图乙所示图像。
(1)本实验选用的温度计是______。(填字母代号)
(2)图丙中温度计的读数为______℃。
(3)由图乙知水的凝固点是______℃。
(4)4~8min试管中物质的内能______。(填变化趋势)
(5)实验中小明发现烧杯外壁出现白霜,这是______现象。(填物态变化名称)
【答案】(1)A (2)7 (3)0 (4)减小 (5)凝华
【解析】(1)图乙显示温度为零摄氏度以下,故温度计需要有低温适用的量程,且步骤①明确盐水温度-15℃,故选用A温度计。
(2)温度计分度值1℃,液面平视对准刻度,在0℃以上,故读数为7℃。
(3)物体发生凝固现象,温度保持不变,继续放热,由图乙可知,水的凝固点为0℃。
(4)物体发生凝固现象,温度保持不变,继续放热,由图乙可知,4~8min物体发生凝固现象,放出热量,内能减小。
(5)低温盐水使烧杯外壁温度远低于0℃,接触空气中的水蒸气时,水蒸气直接凝华成霜。
24.图甲是小星改进后的探究水沸腾时温度变化特点的实验装置,其中A管开口。
(1)图甲中温度计的示数为______℃;
(2)小星根据实验数据绘制了温度随时间变化的图象如图乙所示。他观察到水从第5分钟开始沸腾,由图可知,水在沸腾时温度______;
(3)小星在水沸腾后撤去酒精灯,水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水再次沸腾。由此可知,水的沸点随气压的减小而______。
【答案】(1)96 (2)不变 (3)降低
【解析】(1)由图甲可知,温度计的分度值是1℃,温度计的示数是96℃。
(2)由图乙可知,水从第5min开始沸腾,水的温度保持99℃不变,说明水中沸腾过程中,吸收热量,温度不变。
(3)水停止沸腾后,在A管口连接抽气泵抽气使烧瓶内气压减小,水的沸点与气压的大小有关,气压越小,沸点越低,所以烧瓶内的气压减小,使瓶内水的沸点降低,从而再次沸腾。
25. 为了比较水和煤油的吸热能力,小红用两个相同的装置做了如图所示的实验。
(1)在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”);
(2)实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 相同;
(3)实验中发现水的温度比煤油的温度升高得 (选填“快”或“慢”),这表明 (选填“煤油”或“水”)吸热本领更强;
(4)实验中,使水和煤油升高相同的温度,通过比较 判断两种液体的吸热能力,该研究物理问题的方法称为 。(选填“控制变量法”“类比法”“等效替代法”)
【答案】(1)质量(2) 吸热 (3)慢 水 (4) 加热时间 控制变量法
【解析】(1)比较水和煤油的吸热能力,则根据控制变量法可知,除液体种类不同外,其他条件应全部相同,故应加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(2)根据转换法,选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内吸热相同,通过加热时间的长短来比较吸热的多少。
(3)初温相同、质量相同的水和煤油,相同时间内吸热相同,水的温度比煤油的温度升高得慢,这表明水吸热本领更强。
(4)使水和煤油升高相同的温度,则可比较水和煤油加热时间,因为相同热源加热时间越长说明吸收热量越多,由此可判断吸热能力强弱。
实验中,使水和煤油升高相同的温度,控制两种物体升高的温度相同,通过比较加热时间(吸收热量的多少),来判断两种液体的吸热能力,此种实验方法是控制变量法。
26. 小王设计一个探究酒精和碎纸片的热值大小实验。
(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是______(由下而上/由上而下)。
(2)为保证实验结论的可靠,以及方便比较,小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都保持______。
(3)实验数据记录如下表:
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值
酒 精
15
35
2.4×107
碎纸片
15
25
?
根据表中数据,计算出碎纸片的热值是______。
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏______(选填“大”或“小”),认为出现这种情况的主要原因是:______。
【答案】(1) 自下而上 (2) 相同 (3)1.2×107 (4)小 烧杯和空气吸收了一部分热量或燃料不可能完全燃烧
【解析】(1)实验装置如图甲、乙所示,横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是为了保证:一是使用燃具的外焰加热,二是确保温度计的液泡不碰到烧杯底部,所以应由下而上安装。
(2)在实验中要控制变量,酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应相同。
(3)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,由表格可知酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃,若燃料燃烧放出的热全部被水吸收,由
因为
可得
则
(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏小,因为燃料燃烧时燃料不可能完全燃烧且燃烧放出的热量不可能全部由水吸收。
五、综合能力题(本题共3小题,共25分,27题8分,28题12分,29题5分。计算题要求写出必要的文字说明、单位、重要的公式及主要的运算过程,只写出结果不得分)
27. (8分)民谚“五月五、过端午、蒸粽子”,呈现了端午节文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的水蒸气进行加热。用2.5kg的水蒸粽子,当水沸腾时,水温升高了80℃。,q煤=3×107J/kg。求:
(1)从加热至沸腾,水吸收的热量;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量。
【答案】(1)8.4×105J;(2)0.28kg
【解析】(1)由题意可知,水吸收的热量为
(2)由η=得,煤炉放出的热量为
由得,需要完全燃烧煤的质量为
答:(1)从加热至沸腾,水吸收的热量为8.4×105J;
(2)此过程若采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
28.(12分) 某物理兴趣小组的同学,用天然气灶给10kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了0.2kg的天然气,【水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),天然气的热值为q=7×107 J/kg】求:
(1)天然气完全燃烧产生的热量;
(2)经过6min时间加热,水所吸收的热量;
(3)天然气灶烧水时的热效率。
【答案】(1)1.4×107J;(2)2.52×106J;(3)18%
【解析】(1)天然气完全燃烧产生的热量为
(2)由图知,水初始温度为20℃,6min时水温为80℃,所以水吸收的热量为
(3)煤炉烧水时的热效率为
答:(1) 煤完全燃烧产生的热量1.4×107J。
(2) 水吸收的热量2.52×106J。
(3) 煤炉烧水时的热效率18%。
29. (5分)(跨学科实践)物理学伴随在我们生活的各个方面。
生活中的物态变化
生活中处处都有物态变化的现象。厨房的炉子上正架着一口装了水的锅,盖上锅盖,加热锅里的水。几分钟后就可以听到“咕噜咕噜”的水声从锅里传来;揭开锅盖,“一股白气”迅速冒出来。打开冰箱,上层的隔板上放有一些蔬菜,仔细观察后发现,有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。把蔬菜拿出冰箱一会儿后,那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。
(1)“一股白气”迅速冒出来,“白气”的形成是 (选填“热锅”或“空气”)中的水蒸气 (填物态变化名称)形成的小水珠;
(2)有时蔬菜上浮着一些“小冰粒”。“小冰粒”的形成是水洗后蔬菜上的小水珠 (填物态变化名称)形成的。那些“小冰粒”就会消失,只剩下蔬菜叶上的水珠。“小冰粒”的消失是因为小冰粒 (填物态变化名称)变成了小水珠;
(3)下列事例中,为了防止熔化和凝固产生的不利影响的是 。
A.冰冻食品可以保鲜 B.将熔融玻璃制成玻璃板
C.冬天将水箱中的水放掉 D.高热病人利用冰袋降温
【答案】(1)热锅 液化 (2)凝固 熔化 (3)C
【解析】(1)揭开锅盖时,热锅内的水蒸气与外界空气接触遇冷液化变成液态的小水滴飘在空中就是看到的“白气”。
(2)小水珠变成小冰粒由液态变为固态,是凝固现象。
小冰粒变成小水珠由固态变成液态,是熔化现象。
(3)A.冰冻食品温度低于0℃,使食品不易腐烂变质,故A不符合题意;
B.将熔融玻璃制成玻璃板,利用了熔化和凝固改变了物体的形状,故B不符合题意;
C.冬天将水箱中的水放掉,是为了防止水凝固结冰体积变大将水箱胀破,故C符合题意;
D.高热病人利用冰袋降温利用了冰熔化吸热,故D不符合题意。
故选C。
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