精品解析:江苏省苏州市姑苏区苏州市振华中学校2025-2026学年九年级上学期10月月考物理试题
2025-10-26
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内容正文:
苏州市振华中学校
2025-2026学年第一学期初三年级阶段性评估
物理试卷
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 如图1所示工具,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤拔钉子 B. 扳手拧螺丝
C. 筷子吃饭 D. 核桃夹夹核桃
2. 杆秤是我国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一,凝聚了丰富的物理智慧。小明在实践课上制作了一把双秤纽杆秤,其结构如图所示。关于该杆秤,下列判断正确的是( )
A. 杆秤是利用二力平衡原理进行称量的
B. 若秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
C. 与使用秤纽B相比,使用秤纽C时可以增大杆秤的量程
D. 即使秤杆粗细不均匀,只要重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的
3. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
4. 某同学使用图中滑轮组探究问题,已知物重30N,下列说法中错误的是( )
A. 该滑轮组既可以省力,又可以改变拉力的方向
B. 若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦,要提起重物,拉力至少为10N
C. 若将重物提升3cm,则绳子自由端需要移动9cm
D. 实验中,该同学匀速提升物体,所用拉力大于10N
5. 某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A. 比较t的大小 B. 比较G的大小
C. 比较的大小 D. 比较的大小
6. 如图所示,下列组合机械的相关描述中正确的是( )
A. 吊车是轮轴与定滑轮的组合,为了省力和改变施力的方向
B. 绞车是轮轴与定滑轮的组合,为了改变施力的方向,但不能省力
C. 吊桥是杠杆与定滑轮的组合,为了省功
D. 塔式起重机是杠杆与滑轮组的组合,为了省距离
7. 对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一。下列关于物理量的估测中,最符合实际情况的是( )
A. 中学生从地上拿起篮球举过头顶,对篮球做功约1J
B. 一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约150J
C. 中学生爬楼梯的功率约6W
D. 中学生跳绳的功率约60W
8. 如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹,忽略空气阻力,图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是( )
A. 图甲中足球从A点移动至B点的过程中,球员对球做了功
B. 图甲中足球在A点移动至B点的过程中,动能转化为重力势能
C. 图乙中A、B两点为同一高度,该足球在这两点机械能相等
D. 图乙中足球在最高点D点的动能为零
9. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一,水车一端浸入水中,另一端固定于岸上,使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中,下列说法正确的是( )
A. 长柄摇杆越长,踩动时越费力
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 提水过程中,随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
10. 下列情境中,属于势能转化为动能的是( )
A. 返回舱减速下降
B. 悬挂的铁锁上摆
C. 魔罐能自动滚回来
D. 人造卫星由近地点向远地点运动
11. 图甲为我国国家博物馆展出的青铜冰鉴,堪称世界上最早的冰箱。青铜冰鉴分为两层,外层为鉴,内层为缶,盛夏之时,鉴内放冰,缶内放酒,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 缶内的酒通过热传递改变内能
B. 当鉴中冰的温度为0℃时,其内能为0J
C. 缶内酒的温度始终低于鉴内冰的温度
D. 冰块吸热熔化成为水的过程中内能保持不变
12. 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50℃;A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃;不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A. 4∶9 B. 3∶5 C. 2∶3 D. 1∶2
二、填空题(每空1分,共26分)
13. 如图所示,工人利用独轮车搬运砖头时,独轮车相当于一个___________杠杆。若车体和砖头所受的总重力,保持独轮车在图中位置静止时,人手竖直向上的力F为___________N。手向___________(选填“靠近”或“远离”)车体移动一些,竖直抬起车把更省力。
14. 如图所示为某段盘山公路(等效斜面),从山谷到山顶的盘山公路长400m,山高60m,一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s,牵引力保持不变。整个过程中牵引力所做的功为______J,该段盘山公路的机械效率为______,货车在匀速爬坡过程受到的摩擦力为______N。
15. 如图所示,水平地面上的一物体重力为10N,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。则4~6s内物体重力做功为______J,推力F对物体所做的功为______J,功率为______W。
16. 如图甲是用来提升重物的轮轴,它是一种变形杠杆,图乙是它的杠杆示意图,使用它的好处是可以______。若图乙中,被提升的重物重为,作用在A点的动力为,则轮轴的机械效率为______。
17. 如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时,笔直的撑杆变得弯曲,此过程中撑杆的______能增大,若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升,则此过程运动员的机械能______(选填“变大”“变小”或“不变”);当运动员上升至最高点时,运动员的动能______(选填“为”或“不为”)零。
18. “文明城市”的创建让城市更美更洁净,如图所示是园林工人使用的剪刀,为便于剪断树枝,人手握住图中修枝剪刀两个把手的______(填“AB”或“CD”)位置效果更佳,这样握的目的是为了______;剪枝时弹簧被压缩,剪断树枝后,工人松开手,剪刀会在弹簧的作用下自动张开,在剪刀自动张开的过程中弹簧的弹性势能将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
19. 我国使用长征二号丙运载火箭同时将3颗试验卫星发射成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,内能______,这是通过______的方式改变内能。该火箭以液氢为燃料,这主要是因为液氢的______大。
20. 为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同。
(1)实验中应控制燃料燃烧的_________(选填“时间”或“质量”)相同,根据____________比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料____________的热值大;
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为____________。
21. 如图所示,杠杆 AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽 CD 中,杠杆 AB 能以凹槽两端的 C 点或 D 点为支点在竖直平面内转动,长度 AC=CD=DB=0.5m,杠杆左端有一个重物。当在 B 端施加竖直向下的拉力 F 时,杠杆 AB 保持水平位置平衡(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)。
(1)若重物重为 6 N,求能保持杠杆水平平衡的最小力 F 小=___________;
(2)若施加在杠杆上的力 F 在某一范围内变化,能使得杠杆保持水平平衡,且这个范围内的力最大变化量∆F=18 N,求重物的重力 G=___________。
三、解答题(共50分)
22. 作图。
(1)如图是活塞式抽水机的示意图。请画出动力的力臂和杠杆在B点受到的阻力的示意图。
(2)如图所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
23. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验开始时,杠杆的位置如上图甲所示,杠杆此时处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加______N的拉力(每个钩码重力为0.5N)。当弹簧测力计倾斜拉杠杆,仍使杠杆保持水平位置平衡,弹簧测力计的示数将______。
(3)小明用图丙装置进行探究,发现总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是______。
(4)如图丁所示,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知______(选填“>”“<”或“=”)。
(5)小明继续研究杠杆的机械效率,他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,弹簧测力计在A点竖直向上拉,装置如图戊所示,将杠杆缓慢抬升,测得弹簧测力计的拉力为F,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、(不计摩擦)
①则此时的杠杆机械效率的表达式______100%;
②若接下来仅将弹簧测力计改挂到C点,仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度,杠杆机械效率为,则______(“<”、“>”或“=”)。
24. 如图所示,这是小明所在实验小组测量滑轮组的机械效率时组装的实验装置,他们测得实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4.5
0.1
2
0.3
4
1
0.2
0.6
0.6
55.6%
5
1
0.3
0.6
0.9
55.6%
(1)实验过程中,应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是______;
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重______,滑轮组的机械效率越高;
(4)分析表格中实验数据可知,利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率______(选填“相同”或“不同”);
(5)小明进一步研究发现钩码的重力越大,克服摩擦所做的额外功越______,原因是______。
25. 小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中,提出了2个猜想。猜想1:物体动能的大小与物体的质量有关;猜想2:物体动能的大小与物体的速度有关。
为了验证猜想,小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接,将质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中,小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下,分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离,由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。
(1)该实验中,“物体的动能”中“物体”指的是______(选填“小球”或“纸盒”);
(2)图甲、乙所示的2次实验中,小球都从相同高度处由静止释放,是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的______相同;
(3)对比图______和图丙所示的2次实验,可以验证小明的猜想______(选填“1”或“2”)是正确的。
(4)对比图甲和图乙所示的2次实验,可以得出结论______
(5)有同学联想到八年级学过的“探究阻力对物体运动的影响”实验,让同一小车从同一斜面的同一高度静止释放,分别在毛巾、木板、玻璃板上受摩擦力为、、;静止时如图所示,试比较三个摩擦力的大小关系为______;若小车从滑到平面到静止时克服摩擦做的功分别是、、,试比较三个功的大小关系为______。
26. 某学习小组探究沙子和水的吸热能力。
(1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入初温相同、______相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,是为了保证相同时间内水和沙子______相同;
(2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示,可知在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度______,说明______的吸热能力强。
(3)该实验中除了用到控制变量法外,还用了______法。
(4)在受太阳照射的条件相同时,内陆地区昼夜温差比沿海地区温差大,这是因为水和沙土相比,______较大,下列事例中属于应用水的这种特性的是______。
A. 给教室洒水,感觉凉 B. 用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C. 用水冷却汽车的发动机 D. 冰熔化成水需要吸收热量
(5)若箱子内水和沙子质量均为1kg,求6min时水吸收的热量______J,沙子的比热容为______。[已知]
27. 阅读短文,回答问题。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为______能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是______;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为______W;
(4)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.25h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油2kg,车速为50km/h,若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为______J(燃油的热值为);
(5)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的______冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒钟对外做功______次。
28. 大量农作物秸秆在田间被随意焚烧不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值)可以使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求:[]
(1)水吸收的热量;
(2)如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要秆浆煤的质量。
29. 某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为4t。起重机将3200kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)克服钢板重力做的功;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
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苏州市振华中学校
2025-2026学年第一学期初三年级阶段性评估
物理试卷
一、单选题(每题2分,共24分)
1. 如图1所示工具,使用时属于费力杠杆的是( )
A. 羊角锤拔钉子 B. 扳手拧螺丝
C. 筷子吃饭 D. 核桃夹夹核桃
【答案】C
【解析】
【详解】支点到动力作用线的垂直距离为动力臂,支点到阻力作用线的垂直距离为阻力臂,根据杠杆平衡条件分析,当时,,为省力杠杆;当时,,为费力杠杆;当时,,为等臂杠杆。
A.羊角锤拔钉子时,支点在锤头与木板接触处,阻力在钉子处,动力在锤柄远端。羊角锤使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B.扳手拧螺丝时,支点在螺丝轴心,阻力在螺纹处,动力在扳手端,使用时动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.筷子吃饭时,支点在手指捏住的一端附近,阻力在夹住食物处。实际使用中“支点到动力作用点的距离”小于“支点到阻力作用点的距离”,故动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故C符合题意;
D.核桃夹夹核桃时,支点在核桃夹的铰链,阻力在核桃处,动力在手握夹柄处,故动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2. 杆秤是我国度量衡三大件(尺、斗、秤)之一,凝聚了丰富的物理智慧。小明在实践课上制作了一把双秤纽杆秤,其结构如图所示。关于该杆秤,下列判断正确的是( )
A. 杆秤是利用二力平衡原理进行称量的
B. 若秤砣磨损,则测量结果会比真实质量偏小
C. 与使用秤纽B相比,使用秤纽C时可以增大杆秤的量程
D. 即使秤杆粗细不均匀,只要重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的
【答案】D
【解析】
【详解】A.杆秤是利用杠杆平衡原理进行称量的,不是二力平衡原理,二力平衡是指两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上且作用在同一物体上,物体处于平衡状态,故A错误;
B.若秤砣磨损,秤砣的质量变小,即秤砣的重力变小。根据杠杆平衡条件,在阻力臂和货物重力(阻力)不变时,秤砣的重力(动力)变小,动力臂也就是秤砣重力的力臂会变大,那么秤砣就会在秤杆上往后移动,刻度读数就会变大,所以测量结果会比真实质量偏大,故B错误;
C.与使用秤纽B相比,使用秤纽C时,阻力臂变大。根据杠杆平衡条件,在阻力(货物重力)和动力(秤砣重力)不变时,阻力臂变大,动力臂(秤砣到秤纽的距离)会有更小的移动空间,即可以称量的货物质量变小了,所以会减小杆秤的量程,故C错误;
D.如果杆秤粗细不均匀,其重心位置不稳定,杠杆的力臂关系会变得复杂,刻度分布不是均匀的;若重心位置稳定,其刻度分布仍是均匀的;故D正确。
故选D。
3. 如图所示,异形轻质杠杆的支点为O,重物悬挂在杠杆的P点,在杠杆B点处施加拉力F,使杠杆始终处于平衡状态,且段始终保持水平,当拉力F逆时针转动的过程中,以下分析正确的是( )
A. 拉力F一直变小 B. 当拉力方向指向M点时,拉力最小
C. 从C到M,拉力F先变小后变大 D. 从M到D,拉力F先变小后变大
【答案】C
【解析】
【详解】根据杠杆平衡条件可知,阻力与阻力臂的乘积等于动力与动力臂的乘积。由题意可知,阻力与阻力臂不变,当拉力F逆时针转动的过程中,从位置C逆时针缓慢转动到D位置时,动力臂先增大后变小,根据杠杆平衡条件可知,动力先变小后变大,即F先变小后变大,且当动力臂为OB的连线时,此时动力臂最大,动力最小,如图:
最小力在C到M之间,因此从C到M,拉力F先变小后变大,从M到D,拉力F逐渐变大,故C正确,ABD错误。
故选C。
4. 某同学使用图中滑轮组探究问题,已知物重30N,下列说法中错误的是( )
A. 该滑轮组既可以省力,又可以改变拉力的方向
B. 若不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦,要提起重物,拉力至少为10N
C. 若将重物提升3cm,则绳子自由端需要移动9cm
D. 实验中,该同学匀速提升物体,所用拉力大于10N
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题可知,三段绳子直接与动滑轮相连,拉力F向上,说明拉力方向与重物被提升的方向相同,因此该滑轮组可以省力,但不能改变拉力的方向,故A错误,符合题意;
B.不考虑绳重、滑轮重及滑轮摩擦时,拉力F与物重G的关系为,其中n=3,所以拉力
即要提起重物,拉力至少为10N,故B正确,不符合题意;
C.使用滑轮组时,绳子自由端移动的距离s与重物上升的高度h的关系为s=nh,将重物提升3cm,即h=3cm,n=3,所以绳子自由端需要移动的距离s=3×3cm=9cm
故C正确,不符合题意;
D.实验中,存在绳重、滑轮重以及滑轮与绳子之间的摩擦,这些都会导致拉力增大,因此匀速提升物体时,所用拉力会大于不考虑这些因素时的10N,故D正确,不符合题意。
故选A。
5. 某班准备组织一次爬楼比赛活动,要求从一楼登上五楼,比比谁的功率最大。讨论中,同学们提出测量的物理量有:①一楼到五楼的高度h;②爬楼的时间t;③每个同学的体重G。下面比较方案中可行是( )
A. 比较t的大小 B. 比较G的大小
C. 比较的大小 D. 比较的大小
【答案】C
【解析】
【详解】爬楼时要克服自身的重力做功,则爬楼的功率为
根据上述表达式可知,要比较爬楼功率的大小,需要比较每个同学的体重G、一楼到五楼的高度h以及爬楼的时间t。由于一楼到五楼的高度h是相同的,所以只需要测量每个同学的体重G和爬楼的时间t,通过比较的大小,就能比较出谁的功率最大,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 如图所示,下列组合机械的相关描述中正确的是( )
A. 吊车是轮轴与定滑轮的组合,为了省力和改变施力的方向
B. 绞车是轮轴与定滑轮的组合,为了改变施力的方向,但不能省力
C. 吊桥是杠杆与定滑轮的组合,为了省功
D. 塔式起重机是杠杆与滑轮组的组合,为了省距离
【答案】A
【解析】
【详解】A.吊车由轮轴(省力)和定滑轮(改变施力方向)组合而成,轮轴可省力,定滑轮可改变施力方向,故A正确;
B.绞车的轮轴(轮半径大于轴半径)是省力机械,定滑轮仅改变施力方向。因此 “不能省力” 的描述错误,故B错误;
C.根据功的原理,使用任何机械都不省功。吊桥的 “省功” 描述错误,故C错误;
D.塔式起重机的杠杆和滑轮组组合,其目的是省力但费距离,而非 “省距离”,故D错误。
故选A。
7. 对物理量的估测,是一种良好的学习习惯,也是学好物理的基本功之一。下列关于物理量的估测中,最符合实际情况的是( )
A. 中学生从地上拿起篮球举过头顶,对篮球做功约1J
B. 一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约150J
C. 中学生爬楼梯的功率约6W
D. 中学生跳绳的功率约60W
【答案】D
【解析】
【详解】A.篮球的质量约500g,受到的重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,从地上拿起篮球,并把它缓缓举过头顶,通过的距离大约2m,所以对篮球做的功大约为W=Gh=5N×2m=10J,故A不符合题意;
B.鸡蛋的重力约为0.5N,从二楼落到地面的距离约为6m,一枚鸡蛋从二楼落到地面,重力做功约W=Gh=0.5N×6m=3J,故B不符合题意;
C.中学生的质量约为50kg,体重(重力)为,一层楼的高度在3m左右,中学生上一层楼的时间在15s左右,爬楼的功率为,故C不符合题意;
D.中学生的体重在500N左右,跳绳高度约为0.05m,1min内大约跳150个,1min内做功:W=150Gh=150×500N×0.05m=3750J,跳绳时克服重力做功的平均功率:,故D符合题意。
故选D。
8. 如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹,忽略空气阻力,图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程下列说法正确的是( )
A. 图甲中足球从A点移动至B点的过程中,球员对球做了功
B. 图甲中足球在A点移动至B点的过程中,动能转化为重力势能
C. 图乙中A、B两点为同一高度,该足球在这两点机械能相等
D. 图乙中足球在最高点D点的动能为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.图甲中足球从A点移动至B点的过程中,球员没有对球施加力,所以对球不做功,故A错误;
B.图甲中足球在A点的高度小于B点的高度,足球的质量不变,所以图1中足球在A点的重力势能小于B点的重力势能,从A点到B点的过程中,速度减小,将动能转化为重力势能,故B正确;
C.由图乙可知,足球跳起的高度逐渐变小,这说明足球的机械能是逐渐变小的,该足球在A、B两点的高度相等,重力势能相等,但速度不同,动能不一样,因此足球在A、B两点的机械能不相等,故C错误;
D.图乙中足球在从D点向后的过程中继续水平方向运动,说明D水平方向的速度不为0,故最高点D点的动能不为零,故D错误。
故选B。
9. 如图所示,“龙骨水车”是我国古代主要的提水设施之一,水车一端浸入水中,另一端固定于岸上,使用时,人踩动长柄摇杆末端的踏板使大轮转动,带动嵌满刮水板的链条匀速运动,槽内板片刮水上行,倾灌于地势较高的田中,下列说法正确的是( )
A. 长柄摇杆越长,踩动时越费力
B. 踩得越快,提水做功越多
C. 提水过程中,随板片上行的水重力势能减小
D. 减小水车各部件间的摩擦,提水效率增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.长柄摇杆越长,动力臂越长,阻力和阻力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力越小,踩动时越省力,故A错误;
B.踩得越快,单位时间内提水做功越多,即提水做功的功率越大,故B错误;
C.提水过程中,随板片上行的水,其质量不变,高度增大,则重力势能增大,故C错误;
D.减小水车各部件间的摩擦,可以减小额外功,有用功不变,由可知提水效率增大,故D正确。
故选D。
10. 下列情境中,属于势能转化为动能的是( )
A. 返回舱减速下降
B. 悬挂的铁锁上摆
C. 魔罐能自动滚回来
D. 人造卫星由近地点向远地点运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.返回舱减速下降,速度减小,动能减小,高度下降,重力势能减小,所以不属于势能转化为动能,故A不符合题意;
B.悬挂的铁锁上摆,高度升高,重力势能增大,速度减小,动能减小,所以是动能转化为重力势能,故B不符合题意;
C.魔罐能自动滚回来,是魔罐中橡皮筋的弹性势能转化为动能,所以属于势能转化为动能,故C符合题意;
D.人造卫星由近地点向远地点运动,速度减小,动能减小,离地球越来越远,重力势能增大,所以是动能转化为重力势能,故D不符合题意。
故选C。
11. 图甲为我国国家博物馆展出的青铜冰鉴,堪称世界上最早的冰箱。青铜冰鉴分为两层,外层为鉴,内层为缶,盛夏之时,鉴内放冰,缶内放酒,如图乙所示。下列说法正确的是( )
A. 缶内的酒通过热传递改变内能
B. 当鉴中冰的温度为0℃时,其内能为0J
C. 缶内酒的温度始终低于鉴内冰的温度
D. 冰块吸热熔化成为水的过程中内能保持不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.热传递是由于温度差引起的热能传递现象,改变物体内能的方式有做功和热传递。鉴内放冰,冰温度低,缶内放酒,酒温度高,存在温度差,缶内的酒放出热量、温度降低,是通过热传递的方式改变内能的 ,故A正确;
B.内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,一切物体在任何温度下都有内能。当鉴中冰的温度为0℃时,冰内的分子仍在做无规则运动,且分子间存在势能,所以其内能不为0J ,故B错误;
C.热传递的最终结果是达到热平衡,即温度相同。开始时缶内酒的温度高于鉴内冰的温度,通过热传递,酒的温度降低,冰吸热熔化,当冰和酒达到热平衡时,二者温度相同,并非缶内酒的温度始终低于鉴内冰的温度 ,故C错误;
D.晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,但内能增加。冰块是晶体,在吸热熔化成为水的过程中,吸收热量,虽然温度不变,但分子势能增加,所以内能增大 ,故D 错误。
故选A。
12. 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50℃;A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃;不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A. 4∶9 B. 3∶5 C. 2∶3 D. 1∶2
【答案】A
【解析】
【详解】物体A放入甲杯水后,Δt水=4℃,则它们的共同温度为
50℃-4℃=46℃
物体A的温度由10℃升高到46℃,则
ΔtA=46℃-10℃=36℃
水放出的热量Q放=c水m水Δt水,A吸收的热量Q吸=cAmAΔtA,根据热平衡方程Q放=Q吸,即
c水m水Δt水=cAmAΔtA
代入相关数据得
物体B放入乙杯水后,Δt水′=8℃,它们的共同温度为
50℃-8℃=42℃
B的温度由10℃升高到42℃,则
ΔtB=42℃-10℃=32℃
水放出的热量Q放=c水m水Δt水′,B吸收的热量Q吸=cBmBΔtB,根据热平衡方程Q放=Q吸,即
c水m水Δt水′=cBmBΔtB
代入相关数据得
A、B两物体质量相等,所以
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
二、填空题(每空1分,共26分)
13. 如图所示,工人利用独轮车搬运砖头时,独轮车相当于一个___________杠杆。若车体和砖头所受的总重力,保持独轮车在图中位置静止时,人手竖直向上的力F为___________N。手向___________(选填“靠近”或“远离”)车体移动一些,竖直抬起车把更省力。
【答案】 ①. 省力 ②. 300 ③. 远离
【解析】
【详解】[1]如图,独轮车使用时,动力臂大于阻力臂,相当于省力杠杆。
[2]由杠杆平衡条件可得
人手竖直向上的力
[3]如图,阻力和阻力臂的乘积不变,由杠杆平衡条件可知,手向远离车体移动一些时,动力臂增大,动力减小,竖直抬起车把更省力。
14. 如图所示为某段盘山公路(等效斜面),从山谷到山顶的盘山公路长400m,山高60m,一辆5t的货车从山谷匀速开上山顶用时200s,牵引力保持不变。整个过程中牵引力所做的功为______J,该段盘山公路的机械效率为______,货车在匀速爬坡过程受到的摩擦力为______N。
【答案】 ①. ②. 30% ③. 1.75×104
【解析】
【详解】[1]牵引力做的功是总功
[2]货车质量m=5t=5000kg
货车的重力
有用功是
盘山公路的机械效率
[3]根据公式可得额外功是
由可得
15. 如图所示,水平地面上的一物体重力为10N,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体的速度v与时间t的关系如图丙所示。则4~6s内物体重力做功为______J,推力F对物体所做的功为______J,功率为______W。
【答案】 ①. 0 ②. 16 ③. 8
【解析】
【详解】[1]重力的方向是竖直向下的,物体在水平方向运动,竖直方向没有移动一段距离。根据功的公式W=Fs(s是力的方向上的移动的距离),重力方向上移动的距离为 0,因此4~6s内物体重力做功为0J。
[2]由图乙可知,4~6s内推力F=2N;由图丙可知,4~6s内物体做匀速直线运动,速度v=4m/s。4~6s内物体运动的距离
推力F做的功
[3]推力F的功率
16. 如图甲是用来提升重物的轮轴,它是一种变形杠杆,图乙是它的杠杆示意图,使用它的好处是可以______。若图乙中,被提升的重物重为,作用在A点的动力为,则轮轴的机械效率为______。
【答案】 ①. 省力 ②. 75%
【解析】
【详解】[1]由乙图可知,动力臂比阻力臂长,所以动力比阻力小,所以使用它的好处是可以省力。
[2]利用轮轴提升重物时,物体升高的高度和绳子自由端移动距离的比值为
轮轴的机械效率为
17. 如图所示是撑杆跳高运动员在比赛时的情景。运动员起跳时,笔直的撑杆变得弯曲,此过程中撑杆的______能增大,若在撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升,则此过程运动员的机械能______(选填“变大”“变小”或“不变”);当运动员上升至最高点时,运动员的动能______(选填“为”或“不为”)零。
【答案】 ①. 弹性势 ②. 变大 ③. 不为
【解析】
【详解】[1]运动员起跳时,笔直的撑杆变得弯曲,撑杆发生弹性形变,弹性形变程度变大,此过程中撑杆的弹性势能增大。
[2]运动员的机械能等于动能和重力势能之和,动能的影响因素是质量和速度,重力势能的影响因素是质量和高度,撑杆由弯变直的过程中把运动员看作在匀速上升,运动员质量和速度不变,则动能不变,高度变大,则重力势能变大,所以,机械能变大。
[3]当运动员上升至最高点时,竖直方向速度为0,水平方向仍然有速度,因此运动员的动能不为0。
18. “文明城市”的创建让城市更美更洁净,如图所示是园林工人使用的剪刀,为便于剪断树枝,人手握住图中修枝剪刀两个把手的______(填“AB”或“CD”)位置效果更佳,这样握的目的是为了______;剪枝时弹簧被压缩,剪断树枝后,工人松开手,剪刀会在弹簧的作用下自动张开,在剪刀自动张开的过程中弹簧的弹性势能将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 ①. AB ②. 省力 ③. 减小
【解析】
【详解】[1][2]由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知,在阻力跟阻力臂的乘积一定时,动力臂越长,动力越小,使用剪刀修剪树木时,将双手握在手柄AB处时动力臂大于将双手握在手柄CD处时动力臂,所以将双手握在手柄AB处时更加省力,更便于剪断树枝。
[3]剪枝时,弹簧被压缩,弹性形变程度大,弹势能大,在剪刀自动张开的过程中,弹簧的形变程度变小,所以弹簧的弹性势能将减小。
19. 我国使用长征二号丙运载火箭同时将3颗试验卫星发射成功。火箭从地面向上发射过程中,其外壳与大气摩擦后温度升高,内能______,这是通过______的方式改变内能。该火箭以液氢为燃料,这主要是因为液氢的______大。
【答案】 ①. 增大 ②. 做功 ③. 热值
【解析】
【详解】[1]火箭外壳与大气摩擦时,机械能转化为内能,内能增大。
[2]摩擦生热是通过做功的方式改变内能,能量的转化过程是机械能转化为内能。
[3]液氢作为燃料,主要是因为其热值大,与其他燃料相比相同质量的液氢能释放更多热量。
20. 为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同。
(1)实验中应控制燃料燃烧的_________(选填“时间”或“质量”)相同,根据____________比较燃料燃烧放出热量的多少;
(2)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像,则可初步判断燃料____________的热值大;
(3)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验,并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图丙所示,根据丙图像燃料1和燃料2的热值之比为____________。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 温度计上升的示数
(2)b (3)8∶3
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据控制变量法,实验中应控制燃料燃烧的质量相同,通过比较温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少,温度计升高的温度越高,说明燃料放出的热量越大。
【小问2详解】
由图乙知,当燃料燃尽时,图线b的温度变化大,说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多,则b的热值大。
【小问3详解】
对于燃料来说,在相同的时间内放出的热量是相同的,根据图可知,燃料1用5min让水从20℃升高到100℃,5min到10min吸收相同的热量,根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
2c水m水Δt1=mq1
对于燃料2来说,燃料2用15min让水从20℃升高到80℃,根据公式Q放=mq、Q吸=cmΔt可知
c水m水Δt2=mq2
解得两种燃料热值之比为
q1∶q2=2Δt1∶Δt2=160℃∶60℃=8∶3
21. 如图所示,杠杆 AB 放在钢制圆柱体的正中央水平凹槽 CD 中,杠杆 AB 能以凹槽两端的 C 点或 D 点为支点在竖直平面内转动,长度 AC=CD=DB=0.5m,杠杆左端有一个重物。当在 B 端施加竖直向下的拉力 F 时,杠杆 AB 保持水平位置平衡(杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计)。
(1)若重物重为 6 N,求能保持杠杆水平平衡的最小力 F 小=___________;
(2)若施加在杠杆上的力 F 在某一范围内变化,能使得杠杆保持水平平衡,且这个范围内的力最大变化量∆F=18 N,求重物的重力 G=___________。
【答案】 ①. 3 ②. 12
【解析】
【详解】(1)[1]重物对杠杆AB的力为阻力,据杠杆平衡条件知,为了让动力最小,动力臂应最大,所以此时C为支点,AC为阻力臂,CB为动力臂。
AC=0.5m
CB=CD+DB=0.5m+0.5m=1m
则有
6N×0.5m=F小×1m
解得,使杠杆在水平平衡的最小力F小=3N。
(2)[2]由第(1)小题分析知,支点在C点时,动力最小,则D为支点时,动力臂最小,为DB=0.5m,动力最大。此时阻力臂为
AD=AC+CD=0.5m+0.5m=1m
设重物的重力为G,最小动力为F1,则最大动力
F′=F1+∆F=F1+18N
据杠杆的平衡条件得
G×0.5m=F1×1m
G×1m=F2×0.5m=(F1+18N) ×0.5m
解以上两式得,重物的重力G=12N。
三、解答题(共50分)
22. 作图。
(1)如图是活塞式抽水机的示意图。请画出动力的力臂和杠杆在B点受到的阻力的示意图。
(2)如图所示,画出滑轮组提起重物最省力时绳子的绕法。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
力臂是从支点O到动力F1作用线的垂直距离。过支点O作动力F1作用线的垂线,垂线段的长度即为动力臂L1。用动力提起杠杆左端的过程中,杠杆顺时针转动,B点受到的阻力方向竖直向上。因此,在B点沿竖直向上的方向画一条带箭头的线段,表示阻力F2 。如图所示:
【小问2详解】
滑轮组最省力的绕法是让承担物重的绳子段数最多。对于由一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,最省力的绕法是从动滑轮的挂钩开始绕起,此时承担物重的绳子段数为3。具体绕法为:绳子一端固定在动滑轮的挂钩上,然后依次绕过定滑轮、动滑轮。如图所示:
23. 根据“探究杠杆的平衡条件”实验要求,完成下列各题。
(1)实验开始时,杠杆的位置如上图甲所示,杠杆此时处于______(选填“平衡”或“非平衡”)状态。需将平衡螺母向______(选填“左”或“右”)移动,才能使杠杆在水平位置平衡;
(2)要使图乙中杠杆平衡,应在A处竖直向上施加______N的拉力(每个钩码重力为0.5N)。当弹簧测力计倾斜拉杠杆,仍使杠杆保持水平位置平衡,弹簧测力计的示数将______。
(3)小明用图丙装置进行探究,发现总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是______。
(4)如图丁所示,用支架使一根胡萝卜水平平衡后,沿支点处将胡萝卜切分为A、B两部分,其重力分别为、,由杠杆平衡条件可知______(选填“>”“<”或“=”)。
(5)小明继续研究杠杆的机械效率,他用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点,在B点用轻绳悬挂总重为G的钩码,弹簧测力计在A点竖直向上拉,装置如图戊所示,将杠杆缓慢抬升,测得弹簧测力计的拉力为F,用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为、(不计摩擦)
①则此时的杠杆机械效率的表达式______100%;
②若接下来仅将弹簧测力计改挂到C点,仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度,杠杆机械效率为,则______(“<”、“>”或“=”)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2) ①. 0.5 ②. 变大
(3)杠杆的自重对杠杆平衡有影响
(4)> (5) ①. ②. =
【解析】
【小问1详解】
[1]杠杆静止时处于平衡状态,图甲中杠杆静止,所以杠杆此时处于平衡状态。
[2]杠杆右端高,左端低,根据 “哪端高,平衡螺母向哪端调” 的原则,需将平衡螺母向右移动,才能使杠杆在水平位置平衡。
【小问2详解】
[1] 根据杠杆平衡条件,图乙中每个钩码重力为0.5N,为了使杠杆平衡,应在A处竖直向上施加的拉力为
[2] 当弹簧测力计倾斜拉杠杆时,拉力的力臂变小,根据杠杆平衡条件,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,动力将变大,所以弹簧测力计的示数将变大。
【小问3详解】
图丙装置中,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身重力会对杠杆的平衡产生影响,所以总是无法得出杠杆平衡条件,其原因是杠杆自身重力对实验有影响。
【小问4详解】
由图可知A部分的力臂小于B部分的力臂,根据杠杆平衡条件,切分后A部分的重力GA大于 B部分的重力GB。
【小问5详解】
[1] 有用功为,总功,则机械效率的表达式
[2] 设杠杆重心升高的距离为h,所以
仅将弹簧测力计改挂到C点,仍将钩码竖直向上匀速提升h2的高度,则有用功不变,额外功是克服杠杆重力所做的功,因钩码上升高度相同,所以杠杆上升高度也相同,则额外功相同,因此总功不变,由可知,机械效率不变,即=。
24. 如图所示,这是小明所在实验小组测量滑轮组的机械效率时组装的实验装置,他们测得实验数据如表。
实验次数
物重G/N
物体上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4.5
0.1
2
0.3
4
1
0.2
0.6
0.6
55.6%
5
1
0.3
0.6
0.9
55.6%
(1)实验过程中,应竖直向上______拉动弹簧测力计;
(2)第三次实验中滑轮组的机械效率是______;
(3)分析表中实验数据可知,同一滑轮组,物重______,滑轮组的机械效率越高;
(4)分析表格中实验数据可知,利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率______(选填“相同”或“不同”);
(5)小明进一步研究发现钩码的重力越大,克服摩擦所做的额外功越______,原因是______。
【答案】(1)匀速 (2)75% (3)越大
(4)相同 (5) ①. 大 ②. 见解析
【解析】
【小问1详解】
匀速拉动时,滑轮组的受力处于平衡状态,有利用于读数,便于准确测量。故实验过程中,应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
【小问2详解】
第三次实验中滑轮组的机械效率为
【小问3详解】
分析实验1、2、3的数据:滑轮组相同,物重逐渐增大,机械效率也逐渐提高。因此,同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率越高。
【小问4详解】
分析实验1、4、5的数据:滑轮组相同,物重均为1N,物体上升高度不同,但机械效率均为55.6%。因此,利用相同的滑轮组提升同一物体,物体上升的高度不同,滑轮组的机械效率相同。
【小问5详解】
[1][2]钩码重力越大,绳子与滑轮间的压力越大,摩擦力越大;同时物体上升高度相同的情况下,拉力移动的距离相同,故摩擦力越大,克服摩擦所做的额外功越多。
25. 小明在探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验中,提出了2个猜想。猜想1:物体动能的大小与物体的质量有关;猜想2:物体动能的大小与物体的速度有关。
为了验证猜想,小明设计了如图所示的实验。光滑斜轨道与水平直轨道平滑连接,将质量为m和2m的两个小球分别从斜轨道上高度为2h、h处由静止释放。3次实验中,小球进入水平直轨道推动纸盒一起在水平面上运动了一段距离后停下,分别测出小球与纸盒一起运动的最大距离,由此判断出小球撞击纸盒时的动能大小。
(1)该实验中,“物体的动能”中“物体”指的是______(选填“小球”或“纸盒”);
(2)图甲、乙所示的2次实验中,小球都从相同高度处由静止释放,是为了使2次实验中小球运动到斜轨道底端时的______相同;
(3)对比图______和图丙所示的2次实验,可以验证小明的猜想______(选填“1”或“2”)是正确的。
(4)对比图甲和图乙所示的2次实验,可以得出结论______
(5)有同学联想到八年级学过的“探究阻力对物体运动的影响”实验,让同一小车从同一斜面的同一高度静止释放,分别在毛巾、木板、玻璃板上受摩擦力为、、;静止时如图所示,试比较三个摩擦力的大小关系为______;若小车从滑到平面到静止时克服摩擦做的功分别是、、,试比较三个功的大小关系为______。
【答案】(1)小球 (2)速度
(3) ①. 甲 ②. 2
(4)速度一定时,质量越大,物体动能越大
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
该实验中,探究的是小球撞击木块时的动能,故“物体的动能”中“物体”指的是小球。
【小问2详解】
由控制变量法可知,小球的质量不同,从同一高度下落,是为了使两次实验中小球运动到斜轨道底端时的速度相同。
【小问3详解】
[1][2]探究物体的动能大小与物体的运动速度有关时,应控制小球的质量相同,速度不同,所以应使质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滚下,图甲、丙中控制了物体的质量相同,故探究的是动能大小与速度的关系,故可以验证小明的猜想2是正确的。
【小问4详解】
图甲、乙所示情景,小球的质量不同,从同一高度下落,撞击木块时的速度相同;通过观察小球和纸盒在水平方向移动距离的长短来体现小球的动能大小,已知,此时甲图中的小球的动能大于丙图中小球的动能,由此可知:当物体的速度一定时,质量越大,物体动能越大。
【小问5详解】
[1]在“探究阻力对物体运动的影响”实验中,水平面越光滑,摩擦力越小,小车在水平面上运动的距离越远,所以结合图示可知,小车在毛巾表面、木板表面和玻璃表面受到的摩擦力关系为。
[2]在本实验中,小车滑下来的动能都用来克服摩擦力做功了,由于小车质量不变,原来的速度相同,所以三次实验中小车原来的动能相同,克服摩擦力做的功也相同,即。
26. 某学习小组探究沙子和水的吸热能力。
(1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入初温相同、______相同的水和沙子,用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热,是为了保证相同时间内水和沙子______相同;
(2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示,可知在相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度______,说明______的吸热能力强。
(3)该实验中除了用到控制变量法外,还用了______法。
(4)在受太阳照射的条件相同时,内陆地区昼夜温差比沿海地区温差大,这是因为水和沙土相比,______较大,下列事例中属于应用水的这种特性的是______。
A. 给教室洒水,感觉凉 B. 用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C. 用水冷却汽车的发动机 D. 冰熔化成水需要吸收热量
(5)若箱子内水和沙子质量均为1kg,求6min时水吸收的热量______J,沙子的比热容为______。[已知]
【答案】(1) ①. 质量 ②. 吸收的热量
(2) ①. 高 ②. 水
(3)转换 (4)C
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1][2]在探究沙子和水吸热能力的实验中,从控制变量的角度,应该取初温相同、质量相同的水和沙子,用规格相同的热源对水和沙子加热,单位时间热源放出的热量相同,是为了保证相同时间内水和沙子吸收的热量相同。
【小问2详解】
[1]由图乙可知,相同时间内,沙子升高的温度比水升高的温度高。
[2]沙子和水质量相同,它们吸收相同的热量,沙子升高的温度高,沙子温度变化量比水的温度变化量大,说明水的吸热能力强。
【小问3详解】
该实验中除了用到控制变量法之外,还用到了转换法。沙子和水的吸热能力不便于直接比较,可以通过比较相同质量的水和沙子,在同等吸热条件下温度的变化情况来判断它们的吸热能力。
【小问4详解】
[1]在相同太阳照射条件下,内陆地区昼夜温差比沿海地区温差大,也就是吸收相同的热量,沙土温度变化量大,水温度变化量小,是因为水的比热容较大。
[2]A.给教室洒水感觉凉快,是因为水蒸发吸热,与水的比热容大小无关,故A不符合同意;
B.用盐水腌蛋一段时间后蛋会变咸,体现了分子不停的做无规则运动,这属于扩散现象,与比热容大小无关,故B不符合同意;
C.用水冷却汽车的发动机,这里利用了水的比热容大的特性,故C符合题意;
D.冰融化成水需要吸收热量,与水的比热容大小无关,故D不符合同意。
故选C。
【小问5详解】
[1]由图乙加热4min时水的温度升高
加热4min时水吸收的热量
加热6min时水吸收的热量
[2]由图乙加热4min时沙子的温度升高
加热4min时沙子吸收的热量
加热相同时间,水和沙子吸收热量相同
沙子的比热容
27. 阅读短文,回答问题。
科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程引擎”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入气缸的水。“六冲程引擎”发动机的优点是环保、效率高,“六冲程引擎”发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解如今由于能源供应短缺而导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,同时将内能转化为______能;
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是______;
(3)一台单缸四冲程汽油机的曲轴转速是1200r/min,若每次做功为500J,则汽油机的功率为______W;
(4)测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶0.25h,观察仪表盘,发现这段时间内汽车消耗燃油2kg,车速为50km/h,若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为______J(燃油的热值为);
(5)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的______冲程;如果这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是3600r/min,则该汽油机每秒钟对外做功______次。
【答案】(1)机械 (2)增大牵引力
(3)5000 (4)9.2×107
(5) ①. 做功 ②. 40
【解析】
【小问1详解】
汽油机在做功冲程里,高温、高压的燃气推动活塞向下运动,对外做功,消耗燃气的内能,得到活塞的机械能,因此是将内能转化为机械能。
【小问2详解】
因为发动机的功率为
即功率一定时,降低速度是为了增大牵引力。
【小问3详解】
一台单缸四冲程汽油机正常工作时的转速为
因为汽油机的一个工作循环中飞轮转2圈,对外做功一次,所以汽油机1s可以做功的次数
1s内汽油机做的功W=500J×10=5000J
则该汽油机的功率为
【小问4详解】
若这些燃油完全燃烧,则放出的热量为
【小问5详解】
[1]由题意可知,六冲程引擎中的第五冲程,是水变为水蒸气推动活塞做功,从而为汽车提供动力,所以相当于四冲程内燃机的做功冲程。
[2]由题意可知,单缸六冲程内燃机飞轮转速为
由题意可知,四冲程内燃机完成一个工作循环,飞轮转2圈,对外做功1次。六冲程发动机在四冲程基础上增加了两个冲程,故完成一个工作循环飞轮转3圈;其中,常规做功冲程和第五冲程均对外做功,故一个工作循环对外做功2次,完成一个工作循环飞轮转3r,对外做功2次,所以飞轮转速是时,飞轮每秒转动60转,因此每秒完成的工作循环个数为
因为一个工作循环对外做功2次,所以对外做功的次数为
即该汽油机每秒对外做功40次。
28. 大量农作物秸秆在田间被随意焚烧不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤(热值)可以使50kg、20℃的水温度升高到80℃。求:[]
(1)水吸收的热量;
(2)如果秆浆煤完全燃烧释放的热量有30%被水吸收,需要秆浆煤的质量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量为
【小问2详解】
秆浆煤完全燃烧释放的热量为
则需要秆浆煤的质量为
29. 某起重机的滑轮组结构示意如图所示,其最大载重为4t。起重机将3200kg的钢板匀速提升到10m高的桥墩上,滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦,g取10N/kg。求:
(1)克服钢板重力做的功;
(2)钢丝绳的拉力F;
(3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)。
【答案】(1)3.2×10⁵ J
(2)1×10⁴ N (3)83.3%
【解析】
【小问1详解】
钢板的重力
克服钢板重力做的有用功
【小问2详解】
由得,
钢丝绳自由端移动的距离
钢丝绳的拉力的大小为
【小问3详解】
起重机最大载重
满载时所提升物体的重力
对动滑轮做的功是额外功
动滑轮的重力
滑轮组满载时的机械效率
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