内容正文:
南充高中初2023级第五学期第一次月考物理试卷
(合堂时间:120分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题1~10题只有一项符合题目要求,每题3分;11~12题有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分,共38分)
1. 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,所含的热量越多
B. 温度高的物体,内能一定大
C. 物体放出热量,内能减少,温度一定降低
D. 温度相同的两物体间不会发生热传递
2. 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,活塞被向上顶起。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A. 压下活塞的过程中是内能转化为机械能
B. 压下活塞的过程中筒内空气的内能变大
C. 压下活塞的过程是活塞对硝化棉做功
D. 活塞被向上顶起相当于内燃机的压缩冲程
3. 小周家里买了一辆小汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A. 发动机缸体的冷却使用水来充当冷却剂,主要是因为水的密度比较大,冷却效果好
B. 汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能
C. 汽车紧急刹车时轮胎的温度升高,这是通过做功的方式使轮胎的内能增加
D. 汽车内燃机的做功冲程是利用飞轮的惯性带动的
4. 两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来,如图所示,连接瞬间( )
A. 正电荷从A向B移动 B. 电流方向从B到A
C. 电子从A向B移动 D. 电子从B向A移动
5. 如图所示,这是一种用于粉尘、细菌收集的静电除尘装置的原理图。当含尘空气经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子尘粒带正电奔向积尘盘的负极,最终被吸附到积尘盘上。下列说法正确的是( )
A. 尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
B. 图中除尘时的瞬间电流方向向左
C. 空气被电离是创造了电荷,使粉尘带上了电
D. 静电除尘装置利用了带电体吸引轻小物体的性质
6. 2022年是我国“超级航天年”,中国航天带给了国人无数的惊喜与浪漫。3月23日,航天员在“天宫课堂”做了将水连接在两块玻璃板之间形成“水桥”、液体结晶使“冰球发热”等实验。4月16日,“神舟十二号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时,与大气剧烈摩擦,发出耀眼的光。6月5日,长征二号遥十四运载火箭用氢做燃料助推神舟十四号发射成功。下列判断正确的是( )
①“水桥”的形成是因为分子之间存在引力
②返回舱进入大气层发出光是利用做功的方式改变了返回舱的内能
③液体结晶的球发热是因为液体结晶过程中内能增加
④火箭发动机的燃料是氢,这是因为氢的比热容很大
A. ①③ B. ②③ C. ①② D. ①②③
7. 用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示.已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃), ρ油=0.8×103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点.下列说法正确的是
加热时间(min)
0
3
水的温度(℃)
18
28
油的温度(℃)
18
43
A. 这种油的比热容为1.68×103J/(kg·℃)
B. 这种油的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
C. 因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小
D. 加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
8. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 效率就是功率,热机的效率越高说明做功越快
B. 在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
C. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
D. 热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
9. 抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”,用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库,用电高峰时段再放水至下水库发电,如图:关于抽水蓄能电站,下列说法正确的是( )
A. 用电低谷时,以电能的形式储能 B. 用电高峰时,机械能转化为电能
C. 选址时,上下水库的高度差要小 D. 存储的能量可以全部转化为电能
10. A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为60℃,现将放入甲杯、B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了5℃,乙杯水温降低了10℃,不考虑热损失,则A、B两物体的比热容之比为( )
A. 1:2 B. 3:5
C. 10:11 D. 4:9
11. 小明用相同的酒精灯分别对2kg液体甲和水加热(如图一),根据测得的数据分别画出两液体温度随加热时间变化的图象(如图二)。已知在相同的时间内两液体吸收的热量相等[不计热量损失,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。下列推断正确的是( )
A. 液体甲的吸热能力更强 B. 若吸收相同的热量,水升高温度较少
C. 两液体的比热容c甲∶c水=3∶4 D. 水10 min吸收的热量为2.52×105 J
12. 如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A. 按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能
B. 电火花出现时,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点
C. 排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
D. 燃料不完全燃烧,其热值也会随之变小
二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共24分)
13. 新冠疫情突如其来,为了抗击疫情,人们常在家里喷洒消毒药水来消毒杀菌。此刻我们会闻到一股刺激性的气味,这是___________现象;夏天比冬天更易闻到消毒水的味道,说明分子运动快慢与___________有关。
14. 如图所示是古希腊数学家希罗发明的“汽转球”,被誉为最早的蒸汽机。它由一个装有水的密闭锅与一个空心球通过两根空心管连接在一起,球两旁由两根出气管组成。在锅底加热通过______的方式增加水的内能,水沸腾后产生的高温水蒸气由空心管进入球中对球做功,就可以使球体快速转动。这一过程的能量转化和汽油机的______冲程的能量转化形式相同。
15. 如图所示,A、B、C三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,已知C带正电,则B ________,A ___________。(均选填“一定带正电”、“一定带负电”或“可能不带电”)
16. 小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为的水加热到,水吸收的热量是______J;若此过程的热效率为42%,则此过程消耗天然气______m3。[水的比热容为,天然气的热值为]
17. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的___________冲程;汽油机飞轮的转速为,若一个做功冲程每次对外做功,则汽油机的功率是___________。
18. 柴油机和汽油机在结构上有很大的不同,这意味着在吸气冲程中吸入的物质会有差别,柴油机在吸气冲程中吸入___________,甲、乙两台柴油机,输出功率之比,效率之比,那么在相同时间消耗同一标号的燃油的质量之比 =___________。
三、作图与实验探究题(本大题共5小题,19、20题每题2分,21题4分,22、23题每题6分,其中21题第1、2空各1分,共20分)
19. 如图,某沿海地区形成海陆风,请在虚框内用一根箭头表示白天的风向。
20. 如图,将房卡插入取电盒时,房间内的一盏电灯发光。请在方框内完成此电路的电路图。
21. 如图是“做功改变物体的内能”的两个演示实验。前者是“空气被压缩时内能增大”,后者是“空气推动塞子时内能减少”。
(1)前者“玻璃筒”应选用________,(选填“厚”或“薄”)壁的;
(2)前者“一小团硝化棉”、后者“少量水”的作用都是通过________(选填“转换法”“控制变量法”或“对比法”)直观显示被压缩的空气、膨胀了的空气内能变化;
(3)有关两个演示实验的下列说法中,正确的是( )(填序号)。
A. 操作时,前者“把活塞迅速压下去”,后者“迅速给瓶内打气”
B. 前者观察到“棉花燃烧起来”,后者观察到“瓶内出现白雾”
C. 前者“压缩气体,气体内能增大”,后者“气体膨胀,内能减小”
D. 前者类似汽油机、柴油机的压缩冲程,后者类似汽油机、柴油机的做功冲程
22. 在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是保证两种液体___________(选填“升高的温度”、“吸收的热量”)相同。
(2)在甲装置中,相同质量的两种液体升高相同的温度,给___________加热时间更长。
(3)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,假设6分钟两种燃料全部烧完,实验数据如表:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
A杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
B杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
分析数据可知:热值较大的是___________。
23. 科学揭秘:遇水就亮的灯泡不消耗电能吗?小明逛夜市时,发现有摊主在叫卖一种不消耗电能、遇水就亮的灯泡。小明认为这与物理课上所学知识矛盾,于是买了一个灯泡,将其放入自来水中进行测试。
水面对应的位置
a
b
c
灯泡的发光情况
不发光
不发光
发光
(1)小明猜想灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的___________,灯泡遇水后电路形成通路从而发光。
(2)小明观察到灯泡底部结构由、、三部分组成,如图甲所示,、为金属,为塑料。如图乙,将灯泡缓慢浸入水中,观察灯泡发光情况,收集到证据如表。
(3)小明拆开灯泡塑料壳,如图丙所示,证明了猜想正确,灯泡遇自来水发光说明自来水是___________。
(4)小明将灯泡取出并擦干,不放入水中,如何再次让灯泡发光?___________。
四、计算题(本大题共两小题,24题9分,25题9分,共18分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案)
24. 太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置,太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分。假设某家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%,从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为。热水器储水箱内的水大约有90kg,集热板接收阳光垂直照射的面积始终是。请计算:
(1)要使储水箱内的水温从20℃升高到30℃需要吸收多少热量?
(2)若用煤气来加热这个储水箱的水,达到同样的水温,在不计热损失的情况下,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值)
(3)这个家用太阳能热水器达到这样的水温需要多长时间?
25. “十一”期间,爸爸开车带着我去旅游,汽车(包括车上的人和物品)质量为,汽车以100km/h的速度在平直公路上匀速行驶80.5km,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍,消耗了汽油10L,汽油的热值是,汽油的密度是(假设汽油完全燃烧)。
(1)汽车行驶80.5km牵引力做了多少功?
(2)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)汽车发动机的效率?
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南充高中初2023级第五学期第一次月考物理试卷
(合堂时间:120分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题1~10题只有一项符合题目要求,每题3分;11~12题有多项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分,共38分)
1. 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,所含的热量越多
B. 温度高的物体,内能一定大
C. 物体放出热量,内能减少,温度一定降低
D. 温度相同的两物体间不会发生热传递
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体的温度越高,其内能越大,但热量是过程量,不能说所含热量越多,故A错误;
B.内能与物体的质量、温度、状态等因素有关,所以温度高的物体内能不一定大,故B错误;
C.晶体在凝固过程中,放热但温度不变,内能减小,所以物体的内能减小,它的温度不一定降低,故C错误;
D.发生热传递的条件是要有温度差,温度相同的两物体间不会发生热传递,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到棉花燃烧起来,活塞被向上顶起。关于这个过程,下列说法正确的是( )
A. 压下活塞的过程中是内能转化为机械能
B. 压下活塞的过程中筒内空气的内能变大
C. 压下活塞的过程是活塞对硝化棉做功
D. 活塞被向上顶起相当于内燃机的压缩冲程
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.把活塞迅速压下去,此时活塞对筒内的空气做功,空气的内能变大,温度升高,机械能转化为内能,空气和棉花之间发生热传递,使得硝化棉的温度升高达到其燃点,故AC错误,B正确;
D.活塞被向上顶起是因为筒内的空气推动活塞做功,内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程相同,故D错误。
故选B。
3. 小周家里买了一辆小汽车。关于汽车,下列说法正确的是( )
A. 发动机缸体的冷却使用水来充当冷却剂,主要是因为水的密度比较大,冷却效果好
B. 汽车发动机的做功冲程将机械能转化为内能
C. 汽车紧急刹车时轮胎的温度升高,这是通过做功的方式使轮胎的内能增加
D. 汽车内燃机的做功冲程是利用飞轮的惯性带动的
【答案】C
【解析】
【详解】A.汽车发动机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机;水的比热容大,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,利用水把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高,故A错误;
B.汽车发动机的做功冲程将燃料燃烧释放的内能转化为机械能,故B错误;
C.车轮在地面上摩擦,克服摩擦做功,并将机械能转化为内能,因此轮胎表面温度急剧升高是通过做功的方法使内能增加的,故C正确;
D.汽车内燃机的做功冲程是利用高温高压的燃气对活塞做功获得的,其它冲程,是利用飞轮的惯性带动的,故D错误。
故选C。
4. 两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来,如图所示,连接瞬间( )
A. 正电荷从A向B移动 B. 电流方向从B到A
C. 电子从A向B移动 D. 电子从B向A移动
【答案】D
【解析】
【详解】ACD.验电器A带正电,B不带电,用一根带有绝缘柄的金属棒把A、B连接起来,金属导体中有自由电子,B中的自由电子移动到A,使B带正电,正电荷没有移动,故AC不符合题意,D符合题意;
B.正电荷定向移动的方向是电流的方向,自由电子为负电荷,其定向移动方向与电流方向相反,所以电流方向从A到B,故B不符合题意。
故选D。
5. 如图所示,这是一种用于粉尘、细菌收集的静电除尘装置的原理图。当含尘空气经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子尘粒带正电奔向积尘盘的负极,最终被吸附到积尘盘上。下列说法正确的是( )
A. 尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引
B. 图中除尘时的瞬间电流方向向左
C. 空气被电离是创造了电荷,使粉尘带上了电
D. 静电除尘装置利用了带电体吸引轻小物体的性质
【答案】A
【解析】
【详解】A.含尘气体经过离子发生器时,空气分子被电离为正离子和电子,正离子使尘粒带正电奔向积尘盘的负极,所以尘粒被吸附到积尘盘负极是因为异种电荷相互吸引,故A正确;
B.由图可知,空气分子电离后的正离子向右运动才能吸附到积尘盘上,电流的方向规定为正电荷移动的方向,所以图中电流方向向右,故B错误;
C.空气被电离没有创造电荷,而是用电离的方法使正负电荷分开,故C错误;
D.该静电除尘装置利用了电荷间的相互作用,故D错误。
故选A。
6. 2022年是我国“超级航天年”,中国航天带给了国人无数的惊喜与浪漫。3月23日,航天员在“天宫课堂”做了将水连接在两块玻璃板之间形成“水桥”、液体结晶使“冰球发热”等实验。4月16日,“神舟十二号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱进入大气层时,与大气剧烈摩擦,发出耀眼的光。6月5日,长征二号遥十四运载火箭用氢做燃料助推神舟十四号发射成功。下列判断正确的是( )
①“水桥”的形成是因为分子之间存在引力
②返回舱进入大气层发出光是利用做功的方式改变了返回舱的内能
③液体结晶的球发热是因为液体结晶过程中内能增加
④火箭发动机的燃料是氢,这是因为氢的比热容很大
A. ①③ B. ②③ C. ①② D. ①②③
【答案】C
【解析】
【详解】①分子之间存在引力和斥力,水桥的形成是因为水分子之间有引力,故①正确;
②返回舱进入大气层时,返回舱与空气摩擦,机械能转化为内能,使返回舱的内能增加,温度升高,是通过做功的方式改变返回舱的内能,故②正确;
③液体结晶是凝固过程,凝固放热、内能减少,故③错误;
④火箭发动机的燃料是氢,和其它燃料相比较,相同质量的氢燃烧放出的热量更多,这是因为氢的热值大,故④错误。
由以上分析可知,C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3min时各记录一次温度,如下表所示.已知ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃), ρ油=0.8×103kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点.下列说法正确的是
加热时间(min)
0
3
水的温度(℃)
18
28
油的温度(℃)
18
43
A. 这种油的比热容为1.68×103J/(kg·℃)
B. 这种油的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
C. 因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小
D. 加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
【答案】B
【解析】
【详解】A B.因为用两只相同的电加热器,因此吸收的热量相同为:
油的比热容为:
;
C.物质的密度与比热容无直接关系;
D.加热器加热过程中,电能全部转化为内能,加热效率没有达到100%,是因为部分能量以热量的形式散失掉了,变成了加热器和空气的内能.
8. 关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A. 效率就是功率,热机的效率越高说明做功越快
B. 在做功同样多的情况下,热机的效率越高消耗的燃料越多
C. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
D. 热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的
【答案】C
【解析】
【详解】A.功率是指做功的快慢;热机效率是指有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的热量的比值;二者之间没有联系,故A错误;
B.在做功同样多的情况下,热机效率越高,有用功和燃料完全燃烧放出的热量的比值越高,因此消耗的燃料越少,故B错误;
C.柴油机的效率为30%~40%,汽油机的效率为20%~30%,所以,柴油机的效率一般要高于汽油机,多用在重型机器上,故C正确;
D.在热机的各种能量损失中,废气温度最高,废气带走的热量最多,故D错误。
故选C。
9. 抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”,用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库,用电高峰时段再放水至下水库发电,如图:关于抽水蓄能电站,下列说法正确的是( )
A. 用电低谷时,以电能的形式储能 B. 用电高峰时,机械能转化为电能
C. 选址时,上下水库的高度差要小 D. 存储的能量可以全部转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题意知,用电低谷时,电动机将水抽到高处,将电能转化为机械能,即以机械能的形式储能,故A错误;
BD.用电高峰时利用存储的能量发电,水能带动水轮机转动,将机械能转化为电能,由于能量损耗,无法将全部的机械能部分转化为电能,故B正确,D错误;
C.由图可知,抽水蓄能电站由上游水库、下游水库和水电站组成,要求水资源丰沛、上下游有落差,因此选址时需要考虑地理位置的问题,故C错误。
故选B。
10. A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为60℃,现将放入甲杯、B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了5℃,乙杯水温降低了10℃,不考虑热损失,则A、B两物体的比热容之比为( )
A. 1:2 B. 3:5
C. 10:11 D. 4:9
【答案】D
【解析】
【详解】ABCD.设A、B两物体质量为m1,甲、乙两杯水质量为m2。将放入甲杯,热平衡后甲杯水温降低了5℃,则A吸收热量与甲杯水放出热量相等,甲杯水末温为55℃,则有
化简得
将B放入乙杯,热平衡后乙杯水温降低了10℃,则B吸收热量与乙杯水放出热量相等,乙杯水末温为50℃,则有
化简得
则A、B两物体的比热容之比
故ABC错误,D正确。
故选D。
11. 小明用相同的酒精灯分别对2kg液体甲和水加热(如图一),根据测得的数据分别画出两液体温度随加热时间变化的图象(如图二)。已知在相同的时间内两液体吸收的热量相等[不计热量损失,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。下列推断正确的是( )
A. 液体甲的吸热能力更强 B. 若吸收相同的热量,水升高温度较少
C. 两液体的比热容c甲∶c水=3∶4 D. 水10 min吸收的热量为2.52×105 J
【答案】BD
【解析】
【详解】AB.由图像可知,质量相同的液体甲和水吸收相同热量后,水升温更慢,水升高的温度更少,故水的吸热能力更强,故A错误,B正确;
C.由图像可知,当质量相同的液体甲和水温度都从0℃升高到60℃时,甲需要加热10min,水需要加热20min,即水吸收的热量是甲吸收热量的两倍,因此,由公式可知,两液体的比热容c甲∶c水=1∶2,故C错误;
D.由图像可知,加热20min,水的温度从0℃升高到60℃,故加热20min水吸收的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.04×105J
则加热10min水吸收的热量
故D正确。
故选BD。
12. 如图所示为气体打火机中的点火装置——压电点火器。当按下打火按钮时,会使压电材料两端分别出现异种电荷,通过相连的导线,在打火机的排气嘴处放电产生电火花,从而点燃燃料。则关于气体打火机被点燃的过程,下列说法中正确的是( )
A. 按钮下压压电材料,压电材料将机械能转化为电能
B. 电火花出现时,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点
C. 排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,气体的内能逐渐增大
D. 燃料不完全燃烧,其热值也会随之变小
【答案】AB
【解析】
【详解】A.按钮下压压电材料,会使压电材料两端分别出现异种电荷,压电材料将机械能转化为电能,故A正确;
B.电火花出现时,AB间的空气温度升高,内能增加,电能转化为内能,使AB间的燃料达到着火点,开始燃烧,故B正确;
C.排气嘴喷出燃料的过程中,气体对外膨胀做功,将内能转化为机械能,内能减小,温度降低,故C错误;
D.燃料的热值是燃料一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量无关,燃料不完全燃烧,燃料的热值不变,故D错误。
故选AB。
二、填空题(本大题共6小题,每空2分,共24分)
13. 新冠疫情突如其来,为了抗击疫情,人们常在家里喷洒消毒药水来消毒杀菌。此刻我们会闻到一股刺激性的气味,这是___________现象;夏天比冬天更易闻到消毒水的味道,说明分子运动快慢与___________有关。
【答案】 ①. 扩散 ②. 温度
【解析】
【详解】[1]人们常在家里喷洒消毒药水来消毒杀菌,此刻我们会闻到一股刺激性的气味,说明分子在不信息地做无规则运动,这是扩散现象。
[2]夏天比冬天气温高,夏天比冬天更易闻到消毒水的味道,说明分子运动快慢与温度有关。
14. 如图所示是古希腊数学家希罗发明的“汽转球”,被誉为最早的蒸汽机。它由一个装有水的密闭锅与一个空心球通过两根空心管连接在一起,球两旁由两根出气管组成。在锅底加热通过______的方式增加水的内能,水沸腾后产生的高温水蒸气由空心管进入球中对球做功,就可以使球体快速转动。这一过程的能量转化和汽油机的______冲程的能量转化形式相同。
【答案】 ①. 热传递 ②. 做功
【解析】
【详解】[1]在锅底加热水的过程中,水从锅上吸收热量,温度升高,达到水的沸点而沸腾,这是通过热传递的方式增加水的内能。
[2]水沸腾后产生的高温水蒸气由空心管进入球中对球做功,使球体快速转动,此过程水蒸气的内能转化为球体的机械能,汽油机的做功冲程也是将内能转化为机械能。这一过程的能量转化和汽油机的做功冲程的能量转化形式相同。
15. 如图所示,A、B、C三个轻质小球用绝缘细绳悬挂,已知C带正电,则B ________,A ___________。(均选填“一定带正电”、“一定带负电”或“可能不带电”)
【答案】 ①. 一定带正电 ②. 可能不带电
【解析】
【详解】[1]由图可知,B、C两个小球相互排斥,由同种的电荷相排斥,C带正电可得,B一定带正电。
[2]由图可知,B、A两个小球相互吸引,由异种的电荷相吸引,B一定带正电可得,A可能带负电;由带电体能吸引轻小物体可得,A可能不带电。
16. 小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg、初温为的水加热到,水吸收的热量是______J;若此过程的热效率为42%,则此过程消耗天然气______m3。[水的比热容为,天然气的热值为]
【答案】 ①. ②. 0.05
【解析】
【详解】[1]将质量为2kg、初温为的水加热到,水吸收的热量是
[2]若此过程的热效率为42%,天然气燃烧放出的热量
则此过程消耗天然气的体积
17. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的___________冲程;汽油机飞轮的转速为,若一个做功冲程每次对外做功,则汽油机的功率是___________。
【答案】 ①. 压缩 ②.
【解析】
【详解】[1]图中两个气门都关闭,活塞向上运动,为压缩冲程。
[2]汽油机飞轮的转速为 1800r/min=30r/s,所以每秒飞轮转30圈,对外做功的次数为15次。
一个做功冲程对外做功1800J,则每秒对外做功W=15×1800J=27000J
汽油机的功率是
18. 柴油机和汽油机在结构上有很大的不同,这意味着在吸气冲程中吸入的物质会有差别,柴油机在吸气冲程中吸入___________,甲、乙两台柴油机,输出功率之比,效率之比,那么在相同时间消耗同一标号的燃油的质量之比 =___________。
【答案】 ①. 空气 ②. 5:3
【解析】
【详解】[1]柴油机和汽油机在结构上有很大的不同,在吸气冲程中吸入的物质有差别,柴油机在吸气冲程中吸入空气,汽油机在吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体。
[2]设乙柴油机的功率为P,由可知,甲柴油机的功率为2P;设乙的效率为5a%,由
可知,甲的效率为6a%,甲柴油机燃料的总功率
乙柴油机燃料的总功率
两台柴油机用同一标号的柴油,柴油的质量之比等于燃料燃烧产生的热量之比;在相同时间消耗同一标号的燃油的质量之比
三、作图与实验探究题(本大题共5小题,19、20题每题2分,21题4分,22、23题每题6分,其中21题第1、2空各1分,共20分)
19. 如图,某沿海地区形成海陆风,请在虚框内用一根箭头表示白天的风向。
【答案】
【解析】
【详解】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢,陆地升温快;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海面吹向陆地,形成海风。如下图所示:
20. 如图,将房卡插入取电盒时,房间内的一盏电灯发光。请在方框内完成此电路的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】将房卡插入取电盒时,房间内的一盏电灯发光,房卡相当于开关,开关、电源和灯泡接入电路中,如图:
21. 如图是“做功改变物体的内能”的两个演示实验。前者是“空气被压缩时内能增大”,后者是“空气推动塞子时内能减少”。
(1)前者“玻璃筒”应选用________,(选填“厚”或“薄”)壁的;
(2)前者“一小团硝化棉”、后者“少量水”的作用都是通过________(选填“转换法”“控制变量法”或“对比法”)直观显示被压缩的空气、膨胀了的空气内能变化;
(3)有关两个演示实验的下列说法中,正确的是( )(填序号)。
A. 操作时,前者“把活塞迅速压下去”,后者“迅速给瓶内打气”
B. 前者观察到“棉花燃烧起来”,后者观察到“瓶内出现白雾”
C. 前者“压缩气体,气体内能增大”,后者“气体膨胀,内能减小”
D. 前者类似汽油机、柴油机的压缩冲程,后者类似汽油机、柴油机的做功冲程
【答案】(1)厚 (2)转换法 (3)BCD
【解析】
【小问1详解】
前者为空气压缩引火仪,空气被压缩时内能增大,“玻璃筒”应选用厚壁的,这样可以减小筒内热量散失,保温效果好。
【小问2详解】
空气内能的变化我们无法直接看到,但可以通过“一小团硝化棉”燃烧、瓶内出现“少量水”等现象知道了气体内能发生了变化,这是转换法。
【小问3详解】
A.前者,必须把活塞迅速压下去,减小热量的散失;后者不用迅速给瓶内打气也能让瓶内气压增大从而对橡皮塞做功,故A错误;
BC.前者,当把活塞迅速压下去后,活塞压缩气体做功,气体的内能增加,温度升高,达到硝化棉的燃点,所以观察到“棉花燃烧起来”;后者,给瓶内打气,瓶内气压增大,当气压把瓶塞从瓶口推出时,瓶内气体对瓶塞做功,使气体自身的内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴飘散在空中,即观察到“瓶内出现白雾”,故BC正确;
D.前者说明对物体做功,机械能转化为内能,与热机的压缩冲程类似;后者说明物体对外做功,内能转化为机械能,与热机的做功冲程类似,故D正确。
故选BCD。
22. 在“比较不同液体的吸热能力”实验中:
(1)在甲装置中,用相同酒精灯给两种液体加热相同时间,其目的是保证两种液体___________(选填“升高的温度”、“吸收的热量”)相同。
(2)在甲装置中,相同质量的两种液体升高相同的温度,给___________加热时间更长。
(3)乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水,灯中煤油和酒精的质量相等,进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验,假设6分钟两种燃料全部烧完,实验数据如表:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
A杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
B杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
分析数据可知:热值较大的是___________。
【答案】(1)吸收的热量
(2)水 (3)煤油
【解析】
【小问1详解】
用相同的酒精灯给两种物质加热,在相同的时间内,酒精灯放出的热量相同,则两种液体吸热相同。
【小问2详解】
给质量相同的水和煤油加热,升高相同的温度时,由于水的比热容大,由可知,所以水吸收的热量多,即水的加热时间长。
【小问3详解】
分析表格数据可知,两个装置中,水的质量和初温相同,由可知,末温高的吸收热量较多;两种燃料全部烧完,消耗燃料的质量相同,水温上升较高的(A杯),燃料放热多,对应的燃料(煤油)的热值较大,所以煤油的热值大。
23. 科学揭秘:遇水就亮的灯泡不消耗电能吗?小明逛夜市时,发现有摊主在叫卖一种不消耗电能、遇水就亮的灯泡。小明认为这与物理课上所学知识矛盾,于是买了一个灯泡,将其放入自来水中进行测试。
水面对应的位置
a
b
c
灯泡的发光情况
不发光
不发光
发光
(1)小明猜想灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的___________,灯泡遇水后电路形成通路从而发光。
(2)小明观察到灯泡底部结构由、、三部分组成,如图甲所示,、为金属,为塑料。如图乙,将灯泡缓慢浸入水中,观察灯泡发光情况,收集到证据如表。
(3)小明拆开灯泡塑料壳,如图丙所示,证明了猜想正确,灯泡遇自来水发光说明自来水是___________。
(4)小明将灯泡取出并擦干,不放入水中,如何再次让灯泡发光?___________。
【答案】 ①. 电源 ②. 导体 ③. 用一根导线同时接触灯泡底部a和c两部分,形成通路
【解析】
【详解】(1)[1]电源是提供电能的装置,灯泡遇水就亮的原因是:灯泡内部装有提供能量的电源,灯泡遇水后电路形成通路从而发光。
(3)[2]灯泡遇自来水发光,说明自来水容易导电,属于导体。
(4)[3]由题目可知a、c为金属是导体,b为塑料是绝缘体,根据表格记录可知,水面对应位置到达c灯泡发光,因此用一根导线同时接触灯泡底部a和c两部分,形成通路,电路中有电流,灯泡发光。
四、计算题(本大题共两小题,24题9分,25题9分,共18分。要求写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案)
24. 太阳能集热器就是直接利用太阳能把水加热的装置,太阳能热水系统主要元件包括集热板、储存装置及循环管路三部分。假设某家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%,从太阳能手册中查到,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为。热水器储水箱内的水大约有90kg,集热板接收阳光垂直照射的面积始终是。请计算:
(1)要使储水箱内的水温从20℃升高到30℃需要吸收多少热量?
(2)若用煤气来加热这个储水箱的水,达到同样的水温,在不计热损失的情况下,需要完全燃烧多少千克煤气?(煤气的热值)
(3)这个家用太阳能热水器达到这样的水温需要多长时间?
【答案】(1)3.78×106J (2)0.09kg (3)1000s
【解析】
【小问1详解】
水温从20℃升高到30℃需要吸收的热量为
【小问2详解】
若用煤气来加热这个储水箱的水,达到同样的水温,煤气燃烧放出的热量为
需要完全燃烧煤气的质量为
【小问3详解】
家用太阳能热水器的效率在夏天可达50%,则吸收的太阳能为
这个家用太阳能热水器达到这样的水温需要的时间为
25. “十一”期间,爸爸开车带着我去旅游,汽车(包括车上的人和物品)质量为,汽车以100km/h的速度在平直公路上匀速行驶80.5km,所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍,消耗了汽油10L,汽油的热值是,汽油的密度是(假设汽油完全燃烧)。
(1)汽车行驶80.5km牵引力做了多少功?
(2)汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)汽车发动机的效率?
【答案】(1);(2);(3)25%
【解析】
【详解】解:(1)汽车的总重力
汽车受到在平均阻力
汽车在平直公路上匀速行驶时,汽车的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,即
汽车行驶80.5km牵引力做的功
(2)汽油的体积
汽油的质量
汽油完全燃烧放出的热量
(3)汽车发动机的效率
答:(1)汽车行驶80.5km牵引力做了的功;
(2)汽油完全燃烧放出的热量是;
(3)汽车发动机的效率为25%。
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