内容正文:
育才中学九年级课堂教学质量监测物理试卷
第Ⅰ卷(选择题 共20分)
本题共10小题,每小题2分,共20分.每小题给出的四个答案中只有一个正确,请将正确的选项填涂在答题卡相应的位置上。
1. 某款手机搭载了我国自主研发的芯片,能支持20W“反向充电”。当该手机利用“反向充电”功能给其他手机充电时,该手机所起的作用与下列哪一电路元件相同( )
A. 开关 B. 导线
C. 用电器 D. 电源
【答案】D
【解析】
【详解】该手机利用反向充电功能给其他手机充电时,为其他手机提供电能,相当于电源,而其他手机消耗电能,相当于电路中的用电器。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选 D。
2. “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴
【答案】A
【解析】
【详解】“煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物,这是通过热传递改变内能;
A.热水暖手,这是通过热传递改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上相同,故A符合题意;
BCD.钻木取火、搓手取暖、擦燃火柴,这是通过做功改变内能,与“煮”在改变物体内能的方式上不相同,故BCD不符合题意。
故选A。
3. 小明用两种方法搬相同的书上楼:一是把所有书一起搬上楼;二是分多次先后将所有书搬上楼。若两种方法搬书的时间相同,则两种搬书过程中,他完成的物理量相同的是( )
A. 总功 B. 有用功 C. 机械效率 D. 总功率
【答案】B
【解析】
【详解】由题可知,书的总重量相同,提升的高度相同(从楼下到楼上),所以有用功相同。由 ,可知,时间相同,有用功相同,所以有用功功率也相同。但总功不一定相同,因为分多次搬时,人要多次上下楼,额外功(人自身重力做的功)更多,总功更大,总功功率相应的也更大。有用功相同,但总功不同,所以机械效率不同,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选 B。
4. 图甲是小朋友荡秋千的情景,其过程可简化为图乙所示,下列描述正确的是( )
A. a到b的过程小朋友重力势能变大 B. b到c的过程小朋友动能变大
C. b点处小朋友的机械能最大 D. 整个过程小朋友机械能一直在减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.重力势能的大小与物体的质量和高度有关。 在a到b的过程中,小朋友的质量不变,高度降低,小朋友的重力势能变小,故A错误;
B.动能的大小与物体的质量和速度有关。 在b到c的过程中,小朋友的质量不变,速度逐渐减小,小朋友的动能变小,故B错误;
C.在荡秋千的过程中,小朋友会受到空气阻力的作用,空气阻力会对小朋友做功,将一部分机械能转化为内能,导致机械能逐渐减小。 所以在整个过程中,小朋友在初始位置a点时机械能最大,随着摆动过程的进行,机械能逐渐减小,b点处的机械能不是最大的,故C错误;
D.由于小朋友在荡秋千的过程中,要克服空气阻力做功,根据能量守恒定律,一部分机械能会转化为内能,所以机械能会不断减小,即整个过程小朋友机械能一直在减小,故D正确。
故选D。
5. 《天工开物》记载了如图所示的古人炒蒸油料场景。下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 蒸煮——油料含有的热量增加
B. 翻炒——主要通过做功改变油料的内能
C. 加热——木炭燃烧时热值不变
D. 飘香——分子间存在斥力
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,不能说物体“含有”热量,只能说物体“吸收”或“放出”热量。在炒蒸过程中,油料吸收热量,内能增加,而不是“含有的热量增加”,故A错误;
B.改变物体内能有两种方式:做功和热传递。在翻炒过程中,是通过高温的锅将热量传递给油料,使油料的内能增加,温度升高,主要是通过热传递的方式改变油料的内能,而不是做功,故B错误;
C.热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关。木炭在燃烧过程中,其种类不变,所以热值不变,故C正确;
D.“飘香”是油料的香气在空气中发生扩散现象,这是分子在不停地做无规则运动产生的,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,甲是固定在水平地面上高为h、长为s的斜面,工人用拉力F沿斜面向上把重为G的物体从斜面底端以速度v匀速地拉到斜面顶端。则在上述过程中( )
A. 拉力的功率为Gv
B. 额外功为Fs-Gh
C. 物体所受摩擦力的大小为F-G
D. 斜面的机械效率为
【答案】B
【解析】
【详解】A.拉力所做的总功W总=Fs,拉力的功率
故A错误;
B.拉力所做的有用功W有=Gh,额外功
故B正确;
C.物体在运动的过程中受到的摩擦力
故C错误;
D.斜面的机械效率
故D错误。
故选B。
7. 小明在使用手电筒时发现小灯泡不亮,进行检修前,他对造成该现象的直接原因进行了以下几种判断,其中不可能的是( )
A. 开关处出现短路 B. 小灯泡灯丝断了
C. 小灯泡接触不良 D. 电池电能耗尽
【答案】A
【解析】
【详解】A.开关处出现短路,闭合了电路,开关失去了控制作用,但灯发光,故A符合题意;
BC.小灯泡灯丝断、小灯泡接触不良,属于电路开路,电路中无电流,灯不能亮,故B、C不符合题意;
D.电池电能耗尽,没有电压就没有电流,灯亮不起来,故D不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,杠杆B点悬挂两个钩码,小明在A点用弹簧测力计竖直向上匀速拉动杠杆,将钩码提升到一定的高度,不计摩擦。则下列措施中可提高该杠杆机械效率的是( )
①仅改变弹簧测力计的拉力方向
②仅增加钩码的个数
③仅将钩码的悬挂点移到C点
④仅将弹簧测力计的作用点移到C点
A. 只有②、③可行 B. 只有②、④可行
C. 只有①、②、④可行 D. 都可行
【答案】A
【解析】
【详解】①仅改变弹簧测力计的拉力方向,由于提升相同高度,故杠杆提升高度不变,由W有=G钩码h可知,有用功不变,由W额=G杆h可知,额外功不变,又因为W总=W有+W额,故W总不变,由η=可知,机械效率不变,故①不可行;
②增加钩码的个数,则钩码总重力变大,由于提升相同高度,故有用功变大,且克服杠杆自重所做的额外功不变,因此有用功占总功的比例提高,机械效率提高,故②可行;
③将钩码的悬挂点移到C点,钩码提升高度不变,有用功不变,由相似三角形与杠杆平衡原理可知,杠杆提升高度减小,因此额外功减小,有用功占总功的比例提高,机械效率提高,故③可行;
④将弹簧测力计的作用点移到C点,提升相同高度,由相似三角形可知,支点到钩码重力作用线与杠杆重力作用线的距离比例不变,故有用功和额外功的比例不变,因此机械效率不变,故④不可行。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
9. 如图为小明制作的活塞式点火器模型,套筒为圆柱形,活塞直径为10cm。现将一定质量的空气密封在套筒内,用75N的力F将活塞快速由AB处推至CD处,则套筒内空气增加的内能( )
A. 最多约10J B. 最少约12J C. 最多约15J D. 最少约20J
【答案】C
【解析】
【详解】由图测得,活塞移动的距离是活塞直径的二倍,则活塞移动的距离s=2d=2×0.1m=0.2m
外力推动活塞做功W=Fs=75N×0.2m=15J
外力做功转化为两部分能量:一是筒内空气的内能,二是克服摩擦做功。因此,套筒内空气增加的内能小于外力做的总功。因克服摩擦做功的大小不能确定,因此筒内空气内能的增加量最多约15J。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10. 小明用同一个酒精灯分别加热1kg液体A和1kg液体B,用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图所示。该酒精灯每分钟消耗酒精的质量为1g,已知:q酒精=3×107J/kg,cA=3.6×103J/(kg•℃),则下列说法中正确的是( )
A. 若加热前将液体A、B混合,末温为20℃
B. 0~4min,A吸收的热量大于B吸收的热量
C. B的比热容为1.8×103J/(kg•℃)
D. 该酒精灯加热效率为30%
【答案】D
【解析】
【详解】A.要确定两种液体混合后的末温,需要知道它们的初温、质量、比热容等信息,仅根据所给的温度 - 时间图像,无法确定混合后的末温,所以不能得出末温为20℃的结论,故A错误。
B.用同一个酒精灯分别加热液体A和液体B,酒精灯在相同时间内放出的热量是相同的,且在加热过程中,酒精灯放出的热量被液体吸收,所以在0 - 4min内,加热A和B的时间相同,那么A、B吸收的热量是相等的,故B错误。
C.0~4min,A吸收的热量
平均每分钟A吸收的热量为
0~5min,B吸收的热量为
由Q吸=cmΔt可知,B的比热容为
故C错误。
D.酒精灯每分钟消耗酒精的质量为1g,0~4min,酒精灯每分钟消耗酒精的质量为4g,则4g酒精完全燃烧完成的热量为
酒精灯加热效率为
故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共70分)
11. “天问一号”是负责执行我国首次火星探测任务的探测器,由环绕器、着陆巡视器组成。如图甲着陆巡视器与环绕器分离安全着陆火星表面,环绕器在如图乙所示的椭圆轨道运行。
(1)火箭使用液态氢作为燃料,是因为液态氢的________大;火箭点火加速升空过程中,火星探测器的机械能________;关闭发动机,当环绕器从“近火点”向“远火点”运行时,其速度________(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)火星地表沙丘、砾石遍布,没有液态水,火星的昼夜温差应该________(选填“较大”或“较小”)。
【答案】(1) ①. 热值 ②. 变大 ③. 变小
(2)较大
【解析】
【小问1详解】
[1]火箭燃料使用液态氢,主要是因为它的热值比较大,相同质量的各种燃料完全燃烧,液态氢放出的热量多。
[2]火箭点火加速升空过程中,火星探测器的质量不变,速度变大,动能变大,高度变高,重力势能变大,故机械能变大。
[3]由于太空中没有空气,环绕器从“近火点”向“远火点”运行时,不需要克服摩擦做功,机械能是守恒的,此时环绕器距离地面越来越高,其重力势能变大,动能转化为重力势能,动能变小,速度变小。
【小问2详解】
因水的比热容比较大,气温升高时水可以吸收大量的热量,使气温不致过高;气温降低时可以放出大量的热量,使气温不致过低,因此水多的地方昼夜温差较小。火星上没有稳定的液态水,沙丘、砾石的比热容都比较小,不能有效调节气温,因此火星的昼夜温差较大。
12. 龙骨水车是我国非物质文化遗产,见证了我国农业文明,体现了中华民族的创造力。探索学习小组以“揭秘并制作龙骨水车模型”为主题,开展跨学科实践活动。
(1)踩动龙骨水车,大轮带动小轮,刮水板源源不断匀速刮水上行。此时,滚滚的水流具有_______能,水的机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)旋转一周可将约20kg水提升到离水源4m高的田地中,所用时间为40s,做功的总功率为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J,机械效率为_________%。(g取10N/kg)
【答案】(1) ①. 动 ②. 增大
(2) ①. 800 ②. 50
【解析】
【小问1详解】
[1]流动的水具有一定的速度,因此具有动能。
[2]刮水板匀速刮水上行,因此水的重力势能变大,动能不变,而机械能是重力势能与动能的总和,因此机械能变大。
【小问2详解】
[1]龙骨水车所做的有用功为W有=Gh=mgh=20kg×10N/kg×4m=800J
[2]龙骨水车所做的总功为W总=P总t=40W×40s=1600J
13. 如图甲所示,某实验小组的同学连接好电路之后,闭合开关,发现灯泡不亮,于是,小文用一根导线检查故障所在:
①闭合开关,将导线短暂连在a、b之间,发现灯不亮;
②闭合开关,将导线短暂连在b、c间,灯仍不亮;
③闭合开关,将导线短暂连在c、d间,灯亮了;
(1)上述操作中有一步是没有意义的,这个操作是______(选填①、②、③)
(2)根据以上操作分析:电路故障出现在______(填元件名称),故障是______。
(3)同组的小明认为用乙图所示的灯泡同样可以检测出故障,且比用导线检测好,理由是______。
【答案】 ①. ① ②. 开关 ③. 开关接触不良 ④. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]闭合开关,闭合开关,将导线短暂连在a、b之间,会造成电源短路,烧坏电源,该操作没有意义。
(2)[2][3]闭合开关,将导线连在c、d间,灯亮了说明电路故障可能是开关接触不良。
(3)[4]用乙图所示的灯泡连在a、b之间进行检测,不会造成电源短路,比用导线检测好。
14. 在“探究影响滑轮组机械效率因素”的实验中,小华用同一滑轮组进行三次实验,部分数据记录如下表。
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
测力计示数F/N
绳端移动距离s/cm
1
2
10
0.8
40
2
6
10
1.8
40
3
8
10
40
(1)小华三次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与_______是否有关,分析可知,第2次测得的机械效率将_______(选填“大于”“小于”或“等于”)第1次测得的机械效率;
(2)实验中若加速拉动弹簧测力计会导致所测效率偏________(选填“大”或“小”);
(3)若忽略三次实验中的绳重和摩擦,可以推断第3次实验中,拉力大小为_________N,滑轮组的机械效率为_________%(百分数保留整数)。
【答案】(1) ①. 物重 ②. 大于
(2)小 (3) ①. 2.3 ②. 87%
【解析】
【小问1详解】
[1]由表格中数据可以看出,三次实验中物体的重力是不同的,所以是探究滑轮组机械效率与物重是否有关。
[2]使用同一滑轮组,额外功不变,增加物重,增加了有用功,则有用功占总功的比例变大,故滑轮组的机械效率变大,因此第二次实验时滑轮组的机械效率大于第一次的机械效率。
【小问2详解】
加速拉动弹簧测力计时,对物体做的有用功不变,测出的拉力偏大,由W总=Fs可知,拉力做的总功变大,由可知,滑轮组的机械效率偏小。
【小问3详解】
[1]滑轮组绳子段数
由第一次试验,动滑轮重力G轮=nF-G=4×0.8N-2N=1.2N
第3次实验中,拉力大小
[2]第3次实验中,滑轮组机械效率
15. 小明利用如图所示的实验装置比较蜡烛和酒精的燃烧放热能力,图中A为穿有小木棍的容器(内装有水),B为下部开了许多通气孔的罩子。
(1)要完成本实验,除了图中的实验器材,还必需的测量工具是温度计和________(选填“秒表”或“天平”)。
(2)观察实验装置可知,小明是通过测量________(选填“水升高的温度”或“燃料燃烧时间”)间接比较蜡烛和酒精燃烧放出的热量。
(3)小明认为将该装置A容器中分别装上质量相同的沙子和铁粉,对比升温的快慢还可比较沙子和铁粉的比热容大小。你认为该方案_______(选填“可行”或“不可行”);理由是:________。
【答案】(1)天平 (2)水升高的温度
(3) ①. 不可行 ②. 蜡烛和酒精燃烧相同时间放热不同
【解析】
【小问1详解】
要完成本实验,还需要测量水、蜡烛、酒精的质量,因此还需要的测量工具为天平。
【小问2详解】
由实验装置可知,蜡烛和酒精燃烧给水加热,水的温度升高,通过测量水升高的温度间接比较蜡烛和酒精燃烧放出的热量。
【小问3详解】
[1][2]根据控制变量法,对比升温的快慢比较沙子和铁粉的比热容大小,需要控制吸收的热量一定,但蜡烛和酒精灯燃烧相同时间放热不同,则沙子和铁粉吸收的热量不同,故该方案不可行。
16. 按题目要求作图。
(1)如图,AC为一杠杆,O为支点,在B点处挂一重物,请画出杠杆在图示位置平衡时,受到的最小动力F1、阻力F2的示意图以及阻力臂l2;
(2)如图,某沿海地区形成海陆风,请在虚线框内用“箭头”表示夜晚近地面的风向;
(3)在图所示的两个虚线框内分别填入电源或开关的符号,并满足闭合任何一个开关都能使小灯泡L发光,图中“箭头”表示开关闭合后的电流方向。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
在B点画竖直向下的阻力,从O向作用线作垂线段,标为阻力臂;在 A 点作垂直于OA的力,方向向上,标为,如下图所示:
【小问2详解】
夜晚,由于砂石比热容较小,陆地降温快,气温低,气压高;水比热容较大,海洋降温慢,气温高,气压低。近地面风从陆地吹向海洋,如下图所示:
【小问3详解】
由题可知,闭合任何一个开关都能使小灯泡L发光,说明两个开关并联,故电路补充如下图所示:
17. 如图所示,通过动滑轮匀速提升120N的物体,2s内物体上升的高度为0.4m。此时动滑轮的机械效率为75%。不计绳重与摩擦。求:
(1)提升过程中做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)若要将动滑轮的机械效率提高到90%,此时吊起物体的重力。
【答案】(1)48J (2)32W
(3)360N
【解析】
【小问1详解】
克服物体重力所做有用功W有用 = Gh = 120N × 0.4m = 48J
【小问2详解】
拉力做的总功
拉力的功率
【小问3详解】
不计绳重与摩擦,则克服动滑轮的重力所做额外功W额外=W总 - W有用 = 64J - 48J = 16J
动滑轮的重力
当机械效率提高到90%时,设此时吊起物体的重力为G'。则此时机械效率
解得G' = 360N
18. 在一个标准大气压下,用天然气将一壶质量为3kg的水烧开,消耗了的天然气(假设天然气完全燃烧),已知加热效率为35%,水的比热容,天然气的热值。求:
(1)该天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水的初始温度。
【答案】(1);(2);(3)20℃
【解析】
【详解】解:(1)该天然气完全燃烧放出的热量
(2)水吸收的热量
(3)水吸收热量温度变化
一个标准大气压下,水的沸点为100摄氏度,则水的初温
答:(1)该天然气完全燃烧放出的热量为;
(2)水吸收的热量为;
(3)水的初始温度为20℃。
19. 用钢球、木块和带有斜槽的长木板,探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)该实验中所探究物体的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)的动能;
(2)如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由________开始运动,撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过_________来反映;
(3)如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,当_________一定时,钢球的________越大,钢球的动能越大;
(4)若提供不同质量的小球,利用图丙的装置,可以探究动能大小与_________的关系。(选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)
【答案】(1)钢球 (2) ①. 静止 ②. 木块被推移的距离
(3) ①. 质量 ②. 速度
(4)速度
【解析】
【小问1详解】
实验探究的是钢球的动能,用木块被撞击后移动的距离来反映钢球动能大小。
【小问2详解】
[1]实验时为了通过下落高度来控制钢球到达水平面时的速度,将钢球从斜面的某一高度由静止释放。
[2]实验时用木块被撞击后移动的距离来反映钢球动能的大小,采用了转换法。
【小问3详解】
[1][2]将同一钢球从更高的位置由静止滑下,钢球到达水平面时的速度更大,木块被撞击后移动的距离更大,实验表明,当质量一定时,钢球的速度越大,动能越大。
【小问4详解】
图丙中,弹性势能转化为钢球的动能,钢球的质量一定,弹簧的形变量不同,弹性势能不同,钢球的动能不同,则钢球运动的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,故可用于探究在质量一定时,钢球的动能与速度的关系。
20. 在“探究不同物质吸热情况”的实验中,如图甲所示,将A、B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)图甲所示实验装置有一处明显错误是________;
(2)实验用_______(选填“加热时间”或“升高温度”)表示物质吸热的多少;加热4min时,A吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)去除图甲中的错误后进行实验,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,________液体吸热能力弱,A、B两种液体的比热容之比为_________;
(4)这两种液体中,应选择________液体作为制冷剂效果更好。
【答案】(1)未控制两种液体质量相等
(2) ①. 加热时间 ②. 等于
(3) ①. A ②. 1∶2
(4)B
【解析】
【小问1详解】
要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中两杯中液面相平,则液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据可知液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同。
【小问2详解】
[1][2]在该实验中,用两个相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,则液体吸收的热量相同,所以实验用加热时间表示物质吸热的多少。 因为加热4min时,A、B两种液体的加热时间相同,且用的是相同的酒精灯加热,所以A吸收的热量等于B吸收的热量。
【小问3详解】
[1]比热容是表示物质吸热能力的物理量,比热容越大,物质的吸热能力越强。由图乙可知,在相同的加热时间内(即吸收相同的热量),A液体升高的温度比B液体升高的温度高,根据Q=cmΔt,在Q和m相同的情况下,Δt越大,c越小,所以A液体的比热容小,即A液体吸热能力弱。
[2]因为用两个相同的酒精灯加热,相同的时间吸收的热量相等,由图乙可知,升高相同温度时,即,且mA=mB,则B液体8min吸收的热量是A液体4min吸收热量的两倍,根据2QA=QB可得
则A、B两种液体的比热容之比为
【小问4详解】
制冷剂需要在降低相同的温度时能吸收更多的热量,因此选比热容大的物质更适合作为制冷剂。因为B液体的比热容大,所以应选择B液体作为制冷剂效果更好。
21. 建造房屋、桥梁时,总要在水泥中不同部位掺入适量钢筋,为探究水泥中钢筋掺入位置是否会影响其牢固程度,兴趣小组制作了厚度、样品面积均相同的样品,用图示实验装置进行探究,探究时通过控制器让重锤从高处下落,对样品进行多次撞击直至样品下表面出现断裂,数据记录如表。
实验次序
▲/cm
掺入钢筋的规格(直径/mm)
掺入部位
撞击次数
1
50
无钢筋
无
18
2
50
2.2
只掺入上部
21
3
50
2.2
只掺入中部
61
4
50
2.2
只掺入底部
117
5
50
1.6
只掺入底部
90
6
50
0.9
只掺入底部
60
(1)重锤撞击水泥样品时的动能是由___________能转化来的,样品的牢固程度可以通过比较样品断裂时所承受的___________进行判断,表中“▲”处填写的内容应为 ___________;
(2)通过比较第 ___________次实验数据,可以得出结论:将钢筋掺入水泥的 ___________部,样品最牢固;
(3)通过比较4、5、6三次实验数据,___________(选填“能”或“不能”)比较得出:钢筋的直径为2.2mm,钢筋掺入水泥的部位相同时,水泥样品最牢固,理由是 ___________;
(4)为了减少样品断裂前被撞击的次数,可采用的方法是 ___________。
【答案】 ①. 重力势 ②. 撞击次数 ③. 样品的厚度 ④. 2、3、4 ⑤. 底 ⑥. 能 ⑦. 见解析 ⑧. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]将铁锤通过电磁铁从某一高度处由静止释放,对水泥样品进行连续撞击,直至水泥样品断裂,故铁锤撞击水泥样品时的动能是由重力势能转化来的。
[2]实验时通过水泥样品断裂时所承受的撞击次数来比较水泥样品的牢固程度,能够承受的撞机次数越多,水泥样品越牢固。
[3]要探究水泥中钢筋掺入位置是否会影响其牢固程度,实验中需要控制样品厚度和样品厚度相同,由表中“▲”处的单位是cm可知,该处填写的内容应为样品的厚度。
(2)[4][5]由表中2、3、4次实验数据可知,将钢筋掺入水泥的底部时,样品能够承受撞击的次数最多,样品最牢固。
(3)[6]分析比较4、5、6三次实验数据能够得出,钢筋的直径为2.2mm,钢筋掺入水泥的部位相同时,水泥样品最牢固。
[7]理由是:样品的厚度、样品面积、水泥中钢筋掺入位置均相同,掺入钢筋的规格不同,样品的牢固程度不同,且掺入钢筋的直径越大,水泥样品越牢固。
(4)[8]为缩短检实验时间,需减少撞击次数,增大每次撞击的力度,因此应增大落锤的重力势能,可增大落锤下落时的高度,或增加重锤的质量。
22. 阅读短文,回答问题:
混合动力汽车
混合动力汽车一般采用汽油机和电动机作为动力源,以同时满足环保和动力的需要。图甲为某国产混合动力汽车的结构示意图。当汽车正常行驶时,由四冲程汽油机提供动力,当汽车在关闭汽油机后,可启动小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中;必要时,就可利用蓄电池给电动机供电,驱动汽车继续行驶,达到节能增效的目的。下表为该混合动力汽车汽油机工作时的部分参数。
最大转速(r/min)
4800
汽油含量(kg/L)
6×10-5
排气量(L)
1.8
压缩比
10︰1
汽油机最大输出功率(kW)
92
汽油热值(J/kg)
4.6×107
其中,排气量是指活塞从汽缸的一端运动到另一端所扫过的容积,压缩比是指汽缸容积与燃烧室容积之比,图乙为汽缸容积和燃烧室容积的示意图。汽油含量是指汽油机吸气冲程末汽缸内每升混合气体中汽油的质量。
(1)在混合动力汽车中,将电能转化为机械能的装置是_______。
A. 汽油机 B. 发电机 C. 蓄电池 D. 电动机
(2)经测试,该车正常行驶的动能Ek与其速度v的对应关系如下表所示。
v/m·s-1
1
2
4
10
20
Ek/J
6.0×102
2.4×103
9.6×103
6.0×104
2.4×105
①该汽车的动能Ek随速度v变化的数学关系式为:Ek=_______。
②当驾驶员看到前方限速标志时,立即减速并启动发电机装置给蓄电池充电,汽车速度由20m/s减小到10m/s。若在此过程中蓄电池获得的电能为汽车减少动能的50%,则蓄电池获得的电能为________J。
(3)关闭汽油发动机后,进一步比较开启和关闭发电机两种情况,作出汽车动能Ek随通过的路程s变化的关系图象如图丙。由图可知,表示开启发电机进行测试的图线是________(选填“①”或“②”),判断依据是___________。
(4)图乙中由a变化至b的过程为汽油机的_______冲程;该汽油机的汽缸容积为________L。当汽油机以最大转速运转时,每秒钟能对外做功________次;若此时汽油机为最大输出功率,则这台汽油机的工作效率是________。
【答案】(1)D (2) ①. 600v2 ②. 9×104J
(3) ①. ② ②. 见解析
(4) ①. 压缩 ②. 2 ③. 40 ④. 41.7%
【解析】
【小问1详解】
电动机的工作过程中将电能转化为机械能,在混合动力汽车中,将电能转化为机械能的装置是电动机,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
【小问2详解】
[1]①由表格中的数据可以看出,汽车的动能与速度的平方的比值为
故
[2]②汽车速度由20m/s减小到10m/s,减少的动能为
依题意此过程中蓄电池获得的电能为汽车所减少动能的50%,则蓄电池获得的电能为
【小问3详解】
[1][2]关闭发动机后,若开启发电机,则动能会有一部分转化为电能,一部分动能用于克服摩擦做功;而关闭发电机时,动能全部用于克服摩擦做功。因此开启发电机时运动的路程会较短,动能与路程的图象是②。
【小问4详解】
[1][2]图甲中汽油机的进气门和排气门关闭,活塞向上运动,说明是压缩冲程,对气体做功,气体的内能增大;因为压缩比是10∶1(即气缸总容积与燃烧室容积的比值),排气量为1.8L的汽车,汽缸容积为V=1.8L×=2L
[3]汽油机的飞轮每转动两圈,对外做功一次。最大转速为4800r/min=80r/s,每秒钟能对外做功40次。
[4]汽油完全燃烧放出的热量Q=nmq=40×2L×6×10-5kg/L×4.6×107J/kg=220800J
汽油机对外做的功W=Pt=92000W×1s=92000J
汽油机的工作效率
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育才中学九年级课堂教学质量监测物理试卷
第Ⅰ卷(选择题 共20分)
本题共10小题,每小题2分,共20分.每小题给出的四个答案中只有一个正确,请将正确的选项填涂在答题卡相应的位置上。
1. 某款手机搭载了我国自主研发的芯片,能支持20W“反向充电”。当该手机利用“反向充电”功能给其他手机充电时,该手机所起的作用与下列哪一电路元件相同( )
A. 开关 B. 导线
C. 用电器 D. 电源
2. “煮”的篆体写法如图。表示用火烧煮食物。下列实例与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是( )
A. 热水暖手 B. 钻木取火 C. 搓手取暖 D. 擦燃火柴
3. 小明用两种方法搬相同的书上楼:一是把所有书一起搬上楼;二是分多次先后将所有书搬上楼。若两种方法搬书的时间相同,则两种搬书过程中,他完成的物理量相同的是( )
A. 总功 B. 有用功 C. 机械效率 D. 总功率
4. 图甲是小朋友荡秋千的情景,其过程可简化为图乙所示,下列描述正确的是( )
A. a到b的过程小朋友重力势能变大 B. b到c的过程小朋友动能变大
C. b点处小朋友的机械能最大 D. 整个过程小朋友机械能一直在减小
5. 《天工开物》记载了如图所示的古人炒蒸油料场景。下列过程与物理知识对应正确的是( )
A. 蒸煮——油料含有的热量增加
B. 翻炒——主要通过做功改变油料的内能
C. 加热——木炭燃烧时热值不变
D. 飘香——分子间存在斥力
6. 如图所示,甲是固定在水平地面上高为h、长为s的斜面,工人用拉力F沿斜面向上把重为G的物体从斜面底端以速度v匀速地拉到斜面顶端。则在上述过程中( )
A. 拉力的功率为Gv
B. 额外功为Fs-Gh
C. 物体所受摩擦力的大小为F-G
D. 斜面的机械效率为
7. 小明在使用手电筒时发现小灯泡不亮,进行检修前,他对造成该现象的直接原因进行了以下几种判断,其中不可能的是( )
A. 开关处出现短路 B. 小灯泡灯丝断了
C. 小灯泡接触不良 D. 电池电能耗尽
8. 如图所示,杠杆B点悬挂两个钩码,小明在A点用弹簧测力计竖直向上匀速拉动杠杆,将钩码提升到一定的高度,不计摩擦。则下列措施中可提高该杠杆机械效率的是( )
①仅改变弹簧测力计的拉力方向
②仅增加钩码的个数
③仅将钩码的悬挂点移到C点
④仅将弹簧测力计的作用点移到C点
A. 只有②、③可行 B. 只有②、④可行
C. 只有①、②、④可行 D. 都可行
9. 如图为小明制作的活塞式点火器模型,套筒为圆柱形,活塞直径为10cm。现将一定质量的空气密封在套筒内,用75N的力F将活塞快速由AB处推至CD处,则套筒内空气增加的内能( )
A. 最多约10J B. 最少约12J C. 最多约15J D. 最少约20J
10. 小明用同一个酒精灯分别加热1kg液体A和1kg液体B,用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像如图所示。该酒精灯每分钟消耗酒精的质量为1g,已知:q酒精=3×107J/kg,cA=3.6×103J/(kg•℃),则下列说法中正确的是( )
A. 若加热前将液体A、B混合,末温为20℃
B. 0~4min,A吸收的热量大于B吸收的热量
C. B的比热容为1.8×103J/(kg•℃)
D. 该酒精灯加热效率为30%
第Ⅱ卷(非选择题 共70分)
11. “天问一号”是负责执行我国首次火星探测任务的探测器,由环绕器、着陆巡视器组成。如图甲着陆巡视器与环绕器分离安全着陆火星表面,环绕器在如图乙所示的椭圆轨道运行。
(1)火箭使用液态氢作为燃料,是因为液态氢的________大;火箭点火加速升空过程中,火星探测器的机械能________;关闭发动机,当环绕器从“近火点”向“远火点”运行时,其速度________(后两空均选填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)火星地表沙丘、砾石遍布,没有液态水,火星的昼夜温差应该________(选填“较大”或“较小”)。
12. 龙骨水车是我国非物质文化遗产,见证了我国农业文明,体现了中华民族的创造力。探索学习小组以“揭秘并制作龙骨水车模型”为主题,开展跨学科实践活动。
(1)踩动龙骨水车,大轮带动小轮,刮水板源源不断匀速刮水上行。此时,滚滚的水流具有_______能,水的机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
(2)旋转一周可将约20kg水提升到离水源4m高的田地中,所用时间为40s,做功的总功率为40W。该过程中龙骨水车所做的有用功为_________J,机械效率为_________%。(g取10N/kg)
13. 如图甲所示,某实验小组的同学连接好电路之后,闭合开关,发现灯泡不亮,于是,小文用一根导线检查故障所在:
①闭合开关,将导线短暂连在a、b之间,发现灯不亮;
②闭合开关,将导线短暂连在b、c间,灯仍不亮;
③闭合开关,将导线短暂连在c、d间,灯亮了;
(1)上述操作中有一步是没有意义的,这个操作是______(选填①、②、③)
(2)根据以上操作分析:电路故障出现在______(填元件名称),故障是______。
(3)同组的小明认为用乙图所示的灯泡同样可以检测出故障,且比用导线检测好,理由是______。
14. 在“探究影响滑轮组机械效率因素”的实验中,小华用同一滑轮组进行三次实验,部分数据记录如下表。
次数
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
测力计示数F/N
绳端移动距离s/cm
1
2
10
0.8
40
2
6
10
1.8
40
3
8
10
40
(1)小华三次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与_______是否有关,分析可知,第2次测得的机械效率将_______(选填“大于”“小于”或“等于”)第1次测得的机械效率;
(2)实验中若加速拉动弹簧测力计会导致所测效率偏________(选填“大”或“小”);
(3)若忽略三次实验中的绳重和摩擦,可以推断第3次实验中,拉力大小为_________N,滑轮组的机械效率为_________%(百分数保留整数)。
15. 小明利用如图所示的实验装置比较蜡烛和酒精的燃烧放热能力,图中A为穿有小木棍的容器(内装有水),B为下部开了许多通气孔的罩子。
(1)要完成本实验,除了图中的实验器材,还必需的测量工具是温度计和________(选填“秒表”或“天平”)。
(2)观察实验装置可知,小明是通过测量________(选填“水升高的温度”或“燃料燃烧时间”)间接比较蜡烛和酒精燃烧放出的热量。
(3)小明认为将该装置A容器中分别装上质量相同的沙子和铁粉,对比升温的快慢还可比较沙子和铁粉的比热容大小。你认为该方案_______(选填“可行”或“不可行”);理由是:________。
16. 按题目要求作图。
(1)如图,AC为一杠杆,O为支点,在B点处挂一重物,请画出杠杆在图示位置平衡时,受到的最小动力F1、阻力F2的示意图以及阻力臂l2;
(2)如图,某沿海地区形成海陆风,请在虚线框内用“箭头”表示夜晚近地面的风向;
(3)在图所示的两个虚线框内分别填入电源或开关的符号,并满足闭合任何一个开关都能使小灯泡L发光,图中“箭头”表示开关闭合后的电流方向。
17. 如图所示,通过动滑轮匀速提升120N的物体,2s内物体上升的高度为0.4m。此时动滑轮的机械效率为75%。不计绳重与摩擦。求:
(1)提升过程中做的有用功;
(2)拉力的功率;
(3)若要将动滑轮的机械效率提高到90%,此时吊起物体的重力。
18. 在一个标准大气压下,用天然气将一壶质量为3kg的水烧开,消耗了的天然气(假设天然气完全燃烧),已知加热效率为35%,水的比热容,天然气的热值。求:
(1)该天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)水的初始温度。
19. 用钢球、木块和带有斜槽的长木板,探究物体的动能跟哪些因素有关。
(1)该实验中所探究物体的动能是指________(选填“钢球”或“木块”)的动能;
(2)如图甲,让钢球从斜槽上的某一高度由________开始运动,撞击水平面上的木块。钢球撞击木块时具有的动能大小可通过_________来反映;
(3)如图乙,将钢球置于斜槽上更高的位置重复上述实验。实验表明,当_________一定时,钢球的________越大,钢球的动能越大;
(4)若提供不同质量的小球,利用图丙的装置,可以探究动能大小与_________的关系。(选填“质量”、“速度”或“质量和速度”)
20. 在“探究不同物质吸热情况”的实验中,如图甲所示,将A、B两种液体分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)图甲所示实验装置有一处明显错误是________;
(2)实验用_______(选填“加热时间”或“升高温度”)表示物质吸热的多少;加热4min时,A吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)去除图甲中的错误后进行实验,绘制了如图乙所示的温度随时间变化关系的图像,由图像可知,________液体吸热能力弱,A、B两种液体的比热容之比为_________;
(4)这两种液体中,应选择________液体作为制冷剂效果更好。
21. 建造房屋、桥梁时,总要在水泥中不同部位掺入适量钢筋,为探究水泥中钢筋掺入位置是否会影响其牢固程度,兴趣小组制作了厚度、样品面积均相同的样品,用图示实验装置进行探究,探究时通过控制器让重锤从高处下落,对样品进行多次撞击直至样品下表面出现断裂,数据记录如表。
实验次序
▲/cm
掺入钢筋的规格(直径/mm)
掺入部位
撞击次数
1
50
无钢筋
无
18
2
50
2.2
只掺入上部
21
3
50
2.2
只掺入中部
61
4
50
2.2
只掺入底部
117
5
50
1.6
只掺入底部
90
6
50
0.9
只掺入底部
60
(1)重锤撞击水泥样品时的动能是由___________能转化来的,样品的牢固程度可以通过比较样品断裂时所承受的___________进行判断,表中“▲”处填写的内容应为 ___________;
(2)通过比较第 ___________次实验数据,可以得出结论:将钢筋掺入水泥的 ___________部,样品最牢固;
(3)通过比较4、5、6三次实验数据,___________(选填“能”或“不能”)比较得出:钢筋的直径为2.2mm,钢筋掺入水泥的部位相同时,水泥样品最牢固,理由是 ___________;
(4)为了减少样品断裂前被撞击的次数,可采用的方法是 ___________。
22. 阅读短文,回答问题:
混合动力汽车
混合动力汽车一般采用汽油机和电动机作为动力源,以同时满足环保和动力的需要。图甲为某国产混合动力汽车的结构示意图。当汽车正常行驶时,由四冲程汽油机提供动力,当汽车在关闭汽油机后,可启动小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中;必要时,就可利用蓄电池给电动机供电,驱动汽车继续行驶,达到节能增效的目的。下表为该混合动力汽车汽油机工作时的部分参数。
最大转速(r/min)
4800
汽油含量(kg/L)
6×10-5
排气量(L)
1.8
压缩比
10︰1
汽油机最大输出功率(kW)
92
汽油热值(J/kg)
4.6×107
其中,排气量是指活塞从汽缸的一端运动到另一端所扫过的容积,压缩比是指汽缸容积与燃烧室容积之比,图乙为汽缸容积和燃烧室容积的示意图。汽油含量是指汽油机吸气冲程末汽缸内每升混合气体中汽油的质量。
(1)在混合动力汽车中,将电能转化为机械能的装置是_______。
A. 汽油机 B. 发电机 C. 蓄电池 D. 电动机
(2)经测试,该车正常行驶的动能Ek与其速度v的对应关系如下表所示。
v/m·s-1
1
2
4
10
20
Ek/J
6.0×102
2.4×103
9.6×103
6.0×104
2.4×105
①该汽车的动能Ek随速度v变化的数学关系式为:Ek=_______。
②当驾驶员看到前方限速标志时,立即减速并启动发电机装置给蓄电池充电,汽车速度由20m/s减小到10m/s。若在此过程中蓄电池获得的电能为汽车减少动能的50%,则蓄电池获得的电能为________J。
(3)关闭汽油发动机后,进一步比较开启和关闭发电机两种情况,作出汽车动能Ek随通过的路程s变化的关系图象如图丙。由图可知,表示开启发电机进行测试的图线是________(选填“①”或“②”),判断依据是___________。
(4)图乙中由a变化至b的过程为汽油机的_______冲程;该汽油机的汽缸容积为________L。当汽油机以最大转速运转时,每秒钟能对外做功________次;若此时汽油机为最大输出功率,则这台汽油机的工作效率是________。
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