内容正文:
2025~2026学年度第一学期第一次限时作业
九年级物理
(时间:90分钟,总分:90分)
一、选择题(每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的,每小题2分,共20分)
1. 飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中,对比哪两次实验能说明其道理( )
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
2. 下列四幅图中改变内能的方法与其他三种不同的是( )
A. 钻木取火 B. 滑下时臀部有灼热感
C. 搓手取暖 D. 感受温度
3. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是 ( )
A. 同一物体的温度越高,含有热量越大
B. 相同质量的0℃的冰比0℃的水的内能小
C. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D. 物体的内能减少,一定是对外放出了热量。
4. 如图所示,从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D点为小球与水平地面的接触点,下列说法正确的是( )
A. 小球在C点的动能等于在F点的动能
B. 小球从D点到E点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球反弹经过E点时动能不为零
D. 小球在C点的机械能与在E点的机械能相等
5. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中,对近地面大气运动方向的判断正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
6. 智能家居已融入现代生活,小孙房间安装的智能小夜灯需同时满足以下条件才会点亮:①总开关S闭合,指示灯发光(若指示灯损坏,小夜灯仍能正常工作);②光线传感器检测到环境无光照(S1闭合);③人体传感器持续检测到活动信号(S2闭合)。以下电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
7. 如图所示,两个灯泡始终完好,当开关S断开时,两个灯泡都发光,当开关S闭合时,可能出现的现象是( )
A. L1不亮,L2亮 B. L1和L2都亮 C. L2不亮,L1亮 D. L1和L2都不亮
8. 如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,两小灯泡都亮。对此,下列判断中可能的是( )
A. 小灯泡L1断路 B. 小灯泡L2断路
C. 开关S断路 D. 小灯泡L2短路
9. 在没有电热毯等取暖设备的年代里,智慧的劳动人民用如图所示500ml的玻璃瓶装满开水放进被窝捂脚,睡觉前开水灌进去,第二天早上还感觉温温的,水的比热容为,这样一瓶水一夜放出的热量大约为( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,原长时上端位于O点,现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力,则小球( )
A. 在整个运动过程中机械能不变
B. 从A点向上运动至O点的过程中,速度一直增大
C. 被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
D. 运动至速度最大处时,受平衡力作用
二、填空题(每空1分,共24分)
11. 如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景.
(1)火箭发射升空时,燃料通过燃烧将______能转化为燃气的______能,再转化为火箭的______能;火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且______大。
(2)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能______(选填“增大、减小或不变”).
(3)卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中,飞船的重力势能_______,速度______.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
12. 如图是学校楼道中安装的应急照明灯,外部供电线路有电时应急灯不亮,供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电,把________能转化为________能;供电线路停电时,应急灯正常发光,取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明应急灯的两个灯泡是________(选填“串”或“并”)联的。
13. 如图所示,a,b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中________是动能-高度关系图线,小石块达到的最大高度为______m,小石块在最高点时的机械能为_______J。
14. 如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比______(选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的______(选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,则汽油机的汽缸每秒对外做功______次。
15. 如图所示电路中,要使灯和连接成并联电路,只应闭合开关________;要使两灯连接成串联电路,应闭合开关________,同时断开开关________。如果同时闭合开关和,则会出现________故障。
16. 按要求完成下列填空;
(1)比热容是物质的一种特性。质量均为1kg的铜块和铅块,若吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为__________;
(2)小华同学利用如图甲所示的装置对100g冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度一时间图像,根据图像可知:AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为__________。设相同时间内物质吸收的热量相同,则冰熔化过程中BC阶段物质共吸收了__________J的热量;[,]
(3)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。由图丙可得煤油的比热容为__________。
三、作图题(共3小题,每小题2分)
17. 根据图中所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
18. 如图所示,请在两个虚线框内选填“电源”和“电流表”的符号,使开关都闭合时两灯均能工作。
19. 按题目要求作图。如图所示,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小动力和阻力臂。
四、计算题(共2小题,第一题7分,第二题4分)
20. 某饭店用燃气灶烧水,当完全燃烧0.5kg煤气,给50kg的50℃的水加热,该燃气灶的效率为60%,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.5kg煤气完全燃烧时放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)一标准大气压下,水的温度升高多少?
21. 如图所示,工人用250N的力F将400N的物体在10s内匀速提升2m,求:
(1)动滑轮对重物所做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)动滑轮的机械效率。
五、实验探究题
22. 如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。
(1)实验中除了用到图示的测量器材外,还需要用到的测量仪器有天平和______;
(2)要比较“不同燃料的放热能力”,应选择______两图进行实验,该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较______(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来判断的;
(3)要比较不同物质吸热能力,应选择______两个图进行实验。实验中,是通过比较______来间接反映两种物质吸收热量的多少;
(4)若甲装置中消耗的燃料的质量为m1,使质量为m2的水温度升高了Δt(水未沸腾),则燃料1的热值为______,(用m1、m2、c水、Δt表示)。该方法测出的热值会比真实值______。
23. 在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应________,电流表应先用________量程试触:
(2)闭合开关后,小明组的同学们发现电流表指针向左偏转,造成错误的原因是________;小明组的同学们发现电流表指针迅速向右偏转过最大量程.造成错误的原因是________。
(3)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯________的电流.合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是________mA:
(4)若闭合开关后,两灯均发光,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是________。
A、电流表内部断路 B、开关处接触不良 C、电流表被短路
24. 为了“探究弹性势能与哪些因素有关”,小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定,用小球(小球与弹簧不连接)将弹簧压缩不同的长度,由静止释放小球,小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块。分别测量出木块在水平面上滑行的距离,分析实验数据得出结论。
(1)实验中,弹簧弹性势能大小是通过__________来反映的,实验中探究了弹簧弹性势能大小跟__________的关系。实验中,小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后,会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上,如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢?他们提出以下三个猜想:
猜想1:与小球离开桌面时的速度有关;
猜想2:与小球离地的高度有关;
猜想3:与小球的质量有关。
(2)为了验证猜想1是否正确,小明进行如下实验:保持小球质量和离地高度不变,将弹簧压缩__________的长度,小球离开弹簧后,若小球水平飞行的距离__________,则说明猜想1正确;(两格均选填“相同”或“不同”)
(3)为了探究猜想2,小明取质量为5g的小球,改变桌子的高度,将弹簧压缩到相同的长度释放小球,测得数据并记录如下表:
离地高度H/cm
5
20
45
80
125
水平飞行距离s/cm
5
10
15
20
25
①根据表格数据,在图丙中作出图像__________,由此得到s与H的定量关系式是:__________;
②当该小球以实验中相同速度离开桌面时,小球离地面的高度H为__________cm时,小球水平飞行的距离s为40cm;
(4)为探究猜想3,保持离地高度不变,小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系,已知释放后弹性势能全部转化为小球的动能。你认为小明的方案存在的问题是:__________。
25. 阅读短文,回答问题
植保无人机
植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103 kg/m3。
旋翼电动机额定电压
32V
锂电池
储存的最大电能4×106J
每个旋翼电动机额定功率
400W
最大竖直速度
5m/s
喷洒流量
1000~1200mL/min
药箱容量
15L
作业速度
1~4m/s
(1)无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作,从电路设计的角度上看,旋翼电动机和相机是______联的。
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是______。
A.以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B.无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D.匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要______min。
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机以最大作业速度匀速飞行时,飞机受到的阻力为______N;电池充满电后,求无人机以最大作业速度匀速飞行的最长时间为_________s。
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2025~2026学年度第一学期第一次限时作业
九年级物理
(时间:90分钟,总分:90分)
一、选择题(每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的,每小题2分,共20分)
1. 飞行的子弹因为速度大而具有较大的动能。下列四次实验中,对比哪两次实验能说明其道理( )
A. ①② B. ②③ C. ②④ D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】四次实验中,均通过观察小车推动小木块运动距离的远近来体现小车具有动能的大小。要说明同一物体速度越大,具有的动能越大的道理,应控制其他条件相同,只改变小车的速度进行比较。
A.实验①和②中,因同一小车从斜面上由静止下落的高度不同,到达水平面的速度不同,即质量不变,速度改变,因此可以说明动能与速度的关系,故A符合题意;
B.实验②和③中,改变小车的质量,下落的高度不变即到达水平面的速度相同,能说明动能与质量的关系,但不能说明动能与速度的关系,故B不符合题意;
CD.实验②和④、③和④中,小车的质量和到达水平面的速度均不同,没有控制变量,无法得出结论,故CD不符合题意。
故选A。
2. 下列四幅图中改变内能的方法与其他三种不同的是( )
A. 钻木取火 B. 滑下时臀部有灼热感
C. 搓手取暖 D. 感受温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.钻木取火,克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体的内能;
B.滑滑梯时臀部有灼热感,克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体的内能;
C.搓手取暖,克服摩擦做功,是通过做功的方式改变物体的内能;
D.感受温度,手吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式改变物体的内能;
综上所述,D与其他三个实例方法不同,故D符合题意,ABC符合题意。
故选D。
3. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是 ( )
A. 同一物体的温度越高,含有热量越大
B. 相同质量的0℃的冰比0℃的水的内能小
C. 物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D. 物体的内能减少,一定是对外放出了热量。
【答案】B
【解析】
【详解】A.同一物体温度越高,含有的内能越大,而热量不能说“含有”,故A错误;
B.物体的内能与质量、温度、状态等有关,相同质量的0℃的冰比0℃的水质量和温度相同,但状态不同,0℃的冰熔化成0℃的水需要吸收热量,内能增大,所以相同质量的0℃的冰比0℃的水的内能小,故B正确;
C.物体的内能与质量、温度、状态等有关,温度不变时,内能不一定不变,必须保证其他因素也保持不变,内能才不变,故C错误;
D.改变物体内能的方式有热传递和做功,物体内能减少,可能是对外放出了热量,也可能是对外做了功,故D错误。
故选B。
4. 如图所示,从A点沿光滑水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两点等高,D点为小球与水平地面的接触点,下列说法正确的是( )
A. 小球在C点的动能等于在F点的动能
B. 小球从D点到E点的过程中,重力势能转化为动能
C. 小球反弹经过E点时动能不为零
D. 小球在C点的机械能与在E点的机械能相等
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,小球从A→C:光滑水平桌面,自由滚落,则小球的重力势能转化为动能;
C→D:离开桌面后,水平速度不变,小球的重力势能继续转化为动能;
D点:与地面碰撞,小球的机械能有损失;
D→E:反弹上升,小球的动能转化为重力势能;
E→F:再次下落,小球的重力势能转化为动能;
A.由分析可知,小球在D点与地面碰撞后有能量损失,C和F在同一高度,重力势能相等,则动能不相同,故A错误;
B.由分析可知,小球从D点到E点的过程中,先是动能转化为重力势能,然后是重力势能转化为动能,故B错误;
C.由分析可知,小球到达E点时仍然有水平速度,所以动能不为零,故C正确;
D.由分析可知,小球在D点与地面碰撞后有能量损失,所以小球在C点的机械能与在E点的机械能不相等,故D错误。
故选C。
5. 在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,这是由于陆地和海洋升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图四幅海陆风示意图中,对近地面大气运动方向的判断正确的是( )
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
【详解】由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流。白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风,选③;晚上,地面比大海降温快,海面热空气密度较小,热空气上升,地面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿陆地吹向海面,形成陆风,选②;故B正确,ACD错误。
故选B。
6. 智能家居已融入现代生活,小孙房间安装的智能小夜灯需同时满足以下条件才会点亮:①总开关S闭合,指示灯发光(若指示灯损坏,小夜灯仍能正常工作);②光线传感器检测到环境无光照(S1闭合);③人体传感器持续检测到活动信号(S2闭合)。以下电路符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意可知,若指示灯损坏,小夜灯仍能正常工作,说明指示灯与小夜灯能够独立工作,是并联;总开关S闭合,指示灯发光;若光线传感器检测到环境无光照闭合、人体传感器持续检测到活动信号闭合时小夜灯工作,说明开关、串联后再与小夜灯串联,最后与指示灯并联。故D符合题意,故ABC不符合题意。
故选D。
7. 如图所示,两个灯泡始终完好,当开关S断开时,两个灯泡都发光,当开关S闭合时,可能出现的现象是( )
A. L1不亮,L2亮 B. L1和L2都亮 C. L2不亮,L1亮 D. L1和L2都不亮
【答案】A
【解析】
【详解】当开关S断开时,两个灯泡串联,所以两个灯泡都发光;当开关闭合后,L1被短路,不能发光,只有L2在电路中,所以只有L2亮,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8. 如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,两小灯泡都亮。对此,下列判断中可能的是( )
A. 小灯泡L1断路 B. 小灯泡L2断路
C. 开关S断路 D. 小灯泡L2短路
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,闭合开关S时,小灯泡L1、L2都不亮,说明两灯泡都发生了短路或者电路某处发生了断路。假设该电路中两灯泡都被短路,则电源短路,接触c、d两点时,两小灯泡也不会亮,故假设不成立。所以电路只能是某处存在断路,用一段导线的两端接触a、b两点时两小灯泡都不亮,说明在ab之外存在断路;接触b、c两点时,两小灯泡也不亮,说明在bc之外存在断路;接触c、d两点时,两小灯泡都亮,说明在cd之间存在断路。
故选C。
9. 在没有电热毯等取暖设备的年代里,智慧的劳动人民用如图所示500ml的玻璃瓶装满开水放进被窝捂脚,睡觉前开水灌进去,第二天早上还感觉温温的,水的比热容为,这样一瓶水一夜放出的热量大约为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】一瓶水的质量为
若开水温度100℃,早上的温度降为40℃,一夜放出的热量约为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
10. 如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定于地面,原长时上端位于O点,现将一小球放在弹簧上端,再用力向下把小球压至A位置后由静止释放,小球将竖直向上运动并脱离弹簧。不计空气阻力,则小球( )
A. 在整个运动过程中机械能不变
B. 从A点向上运动至O点的过程中,速度一直增大
C. 被释放瞬间,所受重力大于弹簧弹力
D. 运动至速度最大处时,受平衡力作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.离开弹簧之前弹簧的弹性势能转化为小球的机械能,小球的机械能增加;离开弹簧后,不计空气阻力,小球的机械能不变,则整个过程小球的机械能不守恒,故A不符合题意;
B.从A点开始向上运动时,弹力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不断增大;当弹力等于重力时,小球的速度最大,当弹力小于重力时,其所受合力方向向下,速度不断变小;所以速度先增大后减小,故B不符合题意;
C.被释放瞬间,所受弹力大于重力,故C不符合题意;
D.开始向上运动时,弹力大于重力,小球所受合力方向向上,速度不断增大;当弹力等于重力时,速度达到最大值,此时受平衡力作用,当弹力小于重力时,其所受合力方向向下,速度不断变小,故D符合题意。
故选D。
二、填空题(每空1分,共24分)
11. 如图是我国用长征火箭发射“嫦娥一号”卫星时的壮观情景.
(1)火箭发射升空时,燃料通过燃烧将______能转化为燃气的______能,再转化为火箭的______能;火箭的燃料使用液态氢,主要是因为它的密度小且______大。
(2)“嫦娥一号”卫星绕月飞行时在遭遇月食期间没有太阳光照射,卫星表面的温度会急剧下降,内能______(选填“增大、减小或不变”).
(3)卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中,飞船的重力势能_______,速度______.(选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】(1) ①. 化学 ②. 内 ③. 机械 ④. 热值
(2)减小 (3) ①. 变小 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
[1][2][3]在火箭升空时,燃料通过燃烧将化学能转化为燃气的内能,再转化为火箭的机械能,从而推动火箭升空。
[4]火箭使用液的氢做燃料,主要是因为其的热值大,相同质量的情况下,液态氢完全燃烧放出的热量更多。
【小问2详解】
没有太阳光照射时的卫星表面的温度会急剧下降,即其质量不变,温度降低,故其内能减小。
【小问3详解】
[1][2]卫星在轨道上从远地点到近地点运行的过程中,其质量不变,高度变小,故重力势能变小,同时其质量不变,速度变快,即其动能变大。
12. 如图是学校楼道中安装的应急照明灯,外部供电线路有电时应急灯不亮,供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电,把________能转化为________能;供电线路停电时,应急灯正常发光,取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明应急灯的两个灯泡是________(选填“串”或“并”)联的。
【答案】 ①. 电 ②. 化学 ③. 并
【解析】
【详解】[1][2]供电线路对应急照明灯内的蓄电池充电时,将电能转化为化学能,储存在电池中,电池相当于电路中的用电器。
[3]根据串并联电路的连接特点,应急灯取下其中的一个灯泡,另一个灯泡仍然发光,说明两灯都能独立工作,互不影响,故其连接方式为并联。
13. 如图所示,a,b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力),其中________是动能-高度关系图线,小石块达到的最大高度为______m,小石块在最高点时的机械能为_______J。
【答案】 ①. a ②. 4 ③. 2
【解析】
【分析】
【详解】[1]小石块上升时质量保持不变。b图象表示:高度越高,能量越大,所以b图象代表重力势能-高度的关系。不计空气阻力,小石块上升时,动能全部转化为重力势能,动能减小,重力势能增大,所以a图象代表动能-高度关系。
[2][3]如图,小石块到达的最大高度是4m,由图象可知,小石块在最高点时,动能为0J,重力势能为2J,由于机械能=动能+势能,故机械能为2J。
14. 如图甲所示,小明在吹气球时,被吹大了的气球没能用手握住,呼啸着飞了出去,若他及时捡拾起气球,将会感觉到它喷气的嘴部温度和原来相比______(选填“变高”、“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的______(选填“A”或“B”)图中的能量转化是一致的。若一台四冲程柴油机,飞轮转速为3000r/min,则汽油机的汽缸每秒对外做功______次。
【答案】 ①. 变低 ②. A ③. 25
【解析】
【详解】[1]气球内的气体向外喷出时,气体对外做功,将内能转化为机械能,所以球内气体的内能减小、温度降低,则它喷气的嘴部温度和原来相比变低了。
[2]如图A,进气门和排气门都关闭,活塞向下运行,高温高压的燃气推动活塞做功,因此是做功冲程,也是将内能转化为机械能,图B两气门关闭,活塞向上运动,将机械能转化为内能,为压缩冲程,故图甲中发生的能量转化与图乙的A图中的能量转化相同。
[3]四冲程柴油机飞轮的转速是3000r/min=50r/s,因为飞轮每转动2圈,对外做功1次,则该柴油机每秒钟对外做功25次。
15. 如图所示电路中,要使灯和连接成并联电路,只应闭合开关________;要使两灯连接成串联电路,应闭合开关________,同时断开开关________。如果同时闭合开关和,则会出现________故障。
【答案】 ①. S2、S3 ②. S1 ③. S2、S3 ④. 电源短路
【解析】
【详解】[1]在图中要使、并联,电流从电源正极流出后经过进行分路,一路经过,另一路经过、,然后两路汇合共同回到电源负极,因此需闭合、,断开。
[2][3]要使两灯连接成串联电路,电流从电源的正极流出依次经过开关S1、灯泡L2、灯泡L1回到电源的负极,因此应闭合开关S1,断开开关S2、S3。
[4]同时闭合开关和,电流从电源的正极流出,直接经过导线回到电源的负极,发生电源短路。
16. 按要求完成下列填空;
(1)比热容是物质的一种特性。质量均为1kg的铜块和铅块,若吸收了相等的热量,则铜块与铅块升高的温度之比为__________;
(2)小华同学利用如图甲所示的装置对100g冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度一时间图像,根据图像可知:AB段与CD段的倾斜程度不同,这是因为__________。设相同时间内物质吸收的热量相同,则冰熔化过程中BC阶段物质共吸收了__________J的热量;[,]
(3)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。由图丙可得煤油的比热容为__________。
【答案】(1)1:3 (2) ①. 物质的状态不同,比热容不同 ②.
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据吸热公式可得,已知铜和铅的质量相等,且Q吸相同,则铜块与铅块升高的温度之比为
【小问2详解】
[1]水和冰的比热容不同:AB段是冰的升温过程,CD段是水的升温过程。由于水的比热容大于冰的比热容,相同质量的冰和水吸收相同热量时,温度变化不同,因此AB段与CD段倾斜程度不同。
[2]因为相同时间内物质吸收的热量相同,BC段与CD段吸收热量相同,冰熔化过程中吸收的热
【小问3详解】
因相同时间水和煤油吸收热量相同,即,且水和煤油质量相等,得到
代入数据得
解得。
三、作图题(共3小题,每小题2分)
17. 根据图中所示的实物图,在虚线框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由题意可知,灯L1与灯L2并联,开关S1在干路上,电流表测量干路电流,开关S2控制灯L1,灯L2在另外一条支路上。如图所示:
18. 如图所示,请在两个虚线框内选填“电源”和“电流表”的符号,使开关都闭合时两灯均能工作。
【答案】
【解析】
【详解】若上面是电流表,下面也是电流表;则电路中无电源,两个灯都不能工作,不符合题意;若上面是电源,下面是电流表,闭合开关后,灯泡L1短路,不符合题意;若上面是电流表,下面是电源,两灯泡并联,两灯泡都发光,如图所示
19. 按题目要求作图。如图所示,用直棒提升重物,画出图示位置所用最小动力和阻力臂。
【答案】
【解析】
【详解】物体对杠杆的拉力为阻力F2,方向竖直向下,反向延长阻力F2的作用线,从支点O向阻力的作用线作垂线,支点到垂足的距离就是阻力臂l2,使杠杆AB静止时所用最小力的作用点在离支点最远的B点,用力方向与OB垂直,这样动力臂最长(等于OB),最省力。如图所示:
四、计算题(共2小题,第一题7分,第二题4分)
20. 某饭店用燃气灶烧水,当完全燃烧0.5kg煤气,给50kg的50℃的水加热,该燃气灶的效率为60%,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.5kg煤气完全燃烧时放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)一标准大气压下,水的温度升高多少?
【答案】(1)2.1×107J;(2)1.26×107J;(3)50℃。
【解析】
【详解】(1) 0.5kg煤气完全燃烧时放出的热量
Q放=mq=0.5kg×4.2×107J/kg=2.1×107J
(2)该燃气灶的效率为60%,则水吸收的热量
Q吸=Q放×60%=2.1×107J×0.6=1.26×107J
(3)这些热量可使50kg的水温度升高
△t===60
因为在一标准大气压下,沸水的温度为100,在沸腾过程中,水不断吸收热量,但温度保持不变,水的初温为50,所以水的温度升高50。
答:(1) 0.5kg煤气完全燃烧时放出2.1×107J的热量;
(2)该燃气灶的效率为60%,则水吸收1.26×107J的热量;
(3)一标准大气压下,水的温度升高50。
21. 如图所示,工人用250N的力F将400N的物体在10s内匀速提升2m,求:
(1)动滑轮对重物所做的有用功;
(2)拉力F的功率;
(3)动滑轮的机械效率。
【答案】(1)800J;(2)100W;(3)80%
【解析】
【详解】解:(1)动滑轮对重物所做的有用功,即拉力做的有用功为
W有=Gh=400N×2m=800J
(2)由图可知,绳子承重段数n为2,绳端移动的距离为
s=nh=2×6m=4m
拉力做的功为
W总=Fs=250N×4m=1000J
拉力F的功率为
(3)动滑轮的机械效率为
答:(1)动滑轮对重物所做的有用功为800J;
(2)拉力F的功率为100W;
(3)动滑轮的机械效率为80%。
五、实验探究题
22. 如图所示甲、乙、丙三个装置完全相同。
(1)实验中除了用到图示的测量器材外,还需要用到的测量仪器有天平和______;
(2)要比较“不同燃料的放热能力”,应选择______两图进行实验,该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较______(选填“温度计升高的示数”或“加热时间”)来判断的;
(3)要比较不同物质吸热能力,应选择______两个图进行实验。实验中,是通过比较______来间接反映两种物质吸收热量的多少;
(4)若甲装置中消耗的燃料的质量为m1,使质量为m2的水温度升高了Δt(水未沸腾),则燃料1的热值为______,(用m1、m2、c水、Δt表示)。该方法测出的热值会比真实值______。
【答案】 ①. 秒表 ②. 甲丙 ③. 温度计升高的示数 ④. 甲乙 ⑤. 加热时间 ⑥. ⑦. 小
【解析】
【详解】(1)[1]实验中还需要记录液体温度随时间的变化,所以需要用到的测量仪器除了天平,还需要秒表。
(2)[2][3]要比较“不同燃料的放热能力”,根据控制变量法,液体的质量和种类要相同,燃料不同,应选择甲丙两图进行实验,由于液体完全相同,根据可知,吸热的多少与温度的变化量有关,所以该实验中燃料燃烧时放出热量的多少是通过比较温度计升高的示数来判断的。
(3)[4][5]要比较不同物质吸热能力,根据控制变量法,应保持液体的质量相同,同时吸热的多少无法直接观察,只能通过做加热时间来间接反映,则应保持加热器相同,所以应选甲乙两个图进行实验。
(4)[6]如图燃料燃烧放出的热量都被水吸收,则燃料放出的热量等于水吸收的热量,即燃料放出的热量为
根据,燃料1的热值为
[7]由于加热过程中存在热损失,一部分热量散失到空气中或被容器吸收,燃料也不可能完全燃烧,导致水吸收的热量实际小于放出的热量,所以该方法测出的热值会比真实值偏小。
23. 在用电流表测电流的实验中:
(1)连接电路时,开关应________,电流表应先用________量程试触:
(2)闭合开关后,小明组的同学们发现电流表指针向左偏转,造成错误的原因是________;小明组的同学们发现电流表指针迅速向右偏转过最大量程.造成错误的原因是________。
(3)若某同学连接的电路如图甲所示,则电流表测的是灯________的电流.合上开关后,如果电流表的示数如图乙所示,则通过该灯的电流是________mA:
(4)若闭合开关后,两灯均发光,电流表指针不发生偏转,那么原因可能是________。
A、电流表内部断路 B、开关处接触不良 C、电流表被短路
【答案】 ①. 断开 ②. 0~3A ③. 电流表正负接线柱接反 ④. 电流表所选量程过小 ⑤. L2 ⑥. 460 ⑦. C
【解析】
【详解】(1)[1]连接电路时,为了保护电路开关应断开。
[2]电流表要选择合适的量程,选择时选用较大的量程进行试触。
(2)[3]闭合开关后,电流表指针向左偏转,说明电流表正负接线柱接反。
[4]电流表指针迅速向右偏转过最大量程,说明电流表选择的量程太小,应接0~3A量程。
(3)[5]由图甲知,电流表与灯泡L2串联,所以测量通过L2的电流。
[6]由图乙知,电流表的量程为0~0.6A,分度值为0.02A,示数为0.46A,即为460mA。
(4)[7]电流表的示数为零,灯泡都发光,则不可能是电路断路,则是由于电流表短路而造成的,故C正确。
故选C。
24. 为了“探究弹性势能与哪些因素有关”,小明在水平桌面上设计了如图甲所示的实验装置进行探究。将弹簧左端固定,用小球(小球与弹簧不连接)将弹簧压缩不同的长度,由静止释放小球,小球离开弹簧后撞击静放在桌面上的木块。分别测量出木块在水平面上滑行的距离,分析实验数据得出结论。
(1)实验中,弹簧弹性势能大小是通过__________来反映的,实验中探究了弹簧弹性势能大小跟__________的关系。实验中,小明又发现在水平桌面上滚动的小球离开桌面后,会沿着曲线向前飞行并最终落到地面上,如图乙所示。小球离开桌面在水平方向飞行的距离与哪些因素有关呢?他们提出以下三个猜想:
猜想1:与小球离开桌面时的速度有关;
猜想2:与小球离地的高度有关;
猜想3:与小球的质量有关。
(2)为了验证猜想1是否正确,小明进行如下实验:保持小球质量和离地高度不变,将弹簧压缩__________的长度,小球离开弹簧后,若小球水平飞行的距离__________,则说明猜想1正确;(两格均选填“相同”或“不同”)
(3)为了探究猜想2,小明取质量为5g的小球,改变桌子的高度,将弹簧压缩到相同的长度释放小球,测得数据并记录如下表:
离地高度H/cm
5
20
45
80
125
水平飞行距离s/cm
5
10
15
20
25
①根据表格数据,在图丙中作出图像__________,由此得到s与H的定量关系式是:__________;
②当该小球以实验中相同速度离开桌面时,小球离地面的高度H为__________cm时,小球水平飞行的距离s为40cm;
(4)为探究猜想3,保持离地高度不变,小明用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,静止释放后比较小球水平飞行的距离与质量的关系,已知释放后弹性势能全部转化为小球的动能。你认为小明的方案存在的问题是:__________。
【答案】(1) ①. 木块移动的距离 ②. 弹性形变大小
(2) ①. 不同 ②. 不同
(3) ①. ②. ③. 320
(4)没有控制小球飞出桌面时的速度一定
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由于弹性势能的大小不便于用仪器直接测量,本实验是通过比较木块移动的距离来判断弹簧的弹性势能大小,由实验步骤可知,本实验探究了弹簧弹性势能大小跟弹簧形变大小的关系。
【小问2详解】
[1][2]要验证猜想1是否正确,即小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关,需要控制小球质量和离地高度不变,改变小球的速度,实验中弹簧被压缩到不同的长度,小球离开弹簧后,获得的速度不同,发现小球水平飞行的距离不相同,说明小球在水平方向飞行的距离与小球离开桌面时的速度有关,所以猜想1是正确的。
【小问3详解】
[1][2]利用描点法画出图像,如下图,根据表格数据知离地高度H由5cm→20cm,变成原来的4倍,水平飞行距离s由5cm→10cm,变成原来的2倍,依此类推离地高度H由5cm→45cm,变成原来的9倍,水平飞行距离s由5cm→15cm,变成原来的3倍,离地高度H由5cm→80cm,变成原来的16倍,水平飞行距离s由5cm→20cm,变成原来的4倍,由此可以得出离地高度H变成原来的n2倍,水平飞行距离s变成原来的n倍,即,代入第1组数据的
解得k=5,则
[3]由知当小球水平飞行的距离s为40cm时,易知是原来8倍,离地高度H变成原来的82=64倍,即小球离地面高度H为5cm×64=320cm。
【小问4详解】
要探究猜想3,即小球在水平方向飞行的距离与小球的质量有关,需要控制小球的速度和离地高度不变,改变小球的质量,实验中用不同质量的小球将弹簧压缩到相同的长度,弹簧的弹性势能一定,静止释放后小球的动能相同,但由于质量不同,速度也不相同,所以存在的问题是没有控制小球飞出桌面时的速度一定,则不能比较小球水平飞行的距离与质量的关系。
25. 阅读短文,回答问题
植保无人机
植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。
如图甲所示,为某款多轴植保无人机,其质量(含空药箱)为14kg,由锂电池供电,当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电。该无人机采用6个相同电动机带动旋翼产生动力,通过电子调速器(简称电调)来控制电动机的电流从而改变电动机的功率,每一个电动机连接一个电调。该无人机有急速升空、悬停、一键返航等功能,当无人机急速升空时,旋翼由于与空气摩擦会微微发热。该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,其他参数如下表。g取10N/kg,ρ农药=1.1×103 kg/m3。
旋翼电动机额定电压
32V
锂电池
储存的最大电能4×106J
每个旋翼电动机额定功率
400W
最大竖直速度
5m/s
喷洒流量
1000~1200mL/min
药箱容量
15L
作业速度
1~4m/s
(1)无人机上的旋翼电动机与相机根据需要可以独自工作,从电路设计的角度上看,旋翼电动机和相机是______联的。
(2)某次植保无人机药箱起飞作业,下列说法正确的是______。
A.以最大竖直速度匀速上升5s,无人机克服重力做功3500J
B.无人机急速升空时通过做功改变旋翼的内能
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的机械能不变
D.匀速下降时,无人机的重力势能转化为动能
(3)一次装满药剂飞行喷洒最多要______min。
(4)已知无人机所受空气阻力与作业速度的关系如图乙所示,若无人机以最大作业速度匀速飞行时,飞机受到的阻力为______N;电池充满电后,求无人机以最大作业速度匀速飞行的最长时间为_________s。
【答案】 ①. 并 ②. B ③. 15 ④. 400 ⑤. 1800
【解析】
【详解】(1)[1]电路的基本连接形式有两种:一种是串联,在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;另一种是并联,在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间互不影响,独立工作。由题意知,无人机的电动机和相机可以独自工作,互不影响,从电路设计的角度上可知,两者间采用的是并联方式。
(2)[2]A.由参数表可知,无人机药箱装满药剂时药剂的质量
以最大竖直速度匀速上升5s,上升的距离为
此时无人机的总重力
无人机克服重力做功
故A错误;
B.无人机急速升空,机翼旋翼由于与空气摩擦会微微发热,机械能转化为内能,故通过做功方式改变内能,故B正确;
C.水平匀速喷洒农药时,无人机的质量减小,则动能和重力势能都减小,机械能也减小,故C错误;
D.无人机匀速下降时,质量不变,动能不变,重力势能减小,减小的重力势能转化为内能,故D错误;
故选B。
(3)[3]由参数表可知,无人机喷洒流量为
1000~1200mL/min=1L/min~1.2L/min
药箱容量为15L,故喷洒最多时间为
(4)[4]由乙图可得
f=25v2
当最大作业速度v=4m/s时,则飞机受到的阻力为
f=25×(4m/s)2=400N
由参数表知,电池充满电后,无人机储存的电能为
W电=4×106J
由题意知,该无人机飞行时锂电池将电能转化为机械能的效率为90%,且当电池剩余电量为电池容量的20%时,无人机会自动下降到地面等待充电,所以无人机飞行时获得的机械能为
因无人机以最大作业速度匀速飞行,此时阻力与牵引力是一对平衡力,即
F=f=400N
根据P=Fv可知,做功的功率为
由可得,无人机以最大作业速度匀速飞行的时间为
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