内容正文:
2025年秋学期期中考试九年级物理试题
满分:100分 考试时间:100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1. 图 3 所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是
A. 羊角锤 B. 核桃夹子
C. 撬棒 D. 食品夹子
2. 下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
3. 关于功和功率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多,功率一定越大 B. 功率越大,做功一定越快
C. 功率小的机器做功一定少 D. 做功时间越短,功率一定越大
4. 掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中( )
A. 动能变大,重力势能变大 B. 动能变小,重力势能变小
C. 动能变小,重力势能变大 D. 动能变大,重力势能变小
5. 关于温度、内能、热量的说法正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收了热量
B. 物体温度升高,内能一定增加
C. 物体内能增加,一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量,温度一定升高
6. 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
7. “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
8. 物理兴趣小组在做组成串、并联电路实验中连接了如图所示的电路,关于此实验下列说法正确的是( )
A. 连接电路时开关不一定要断开
B. 闭合开关,两个灯泡都发光
C. 拆除导线d,就能使两灯组成串联电路
D. 将导线b接在D接线柱的一端改接到E接线柱就组成了并联电路
9. 如图为封闭小区常见的智能门禁系统,住户通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A. B. C. D.
10. 如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池,则下列说法正确的是( )
A. 该水果电池电压为3.0V
B. 该水果电池正极是铁片。
C. 水果电池供电时将化学能转化为电能。
D. 为获得更高电压,可以将多个水果电池并联。
11. 在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A. 短路 B. 断路 C. 短路 D. 断路
12. 2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知,足球
( )
A. 在B点时受力平衡
B. 在A、D两点动能可能相等
C. 在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变
D. 在运动过程中,只存在动能和势能相互转化
二、填空题(本题共8小题,每空/图1分,共26分)
13. 在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示,是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了______(填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______(填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
14. 小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了5m,用时5秒;松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功________J,书箱的重力做功________J,小明推力做功的功率是________W。
15. 如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。
本实验探究的是小车的动能与________的关系,小车的动能是由________能转化而来,实验中是通过观察________来比较动能大小的。
16. 如图为宾馆房间取电房卡。将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路元件中的________,房间里的电视机与电灯在电路中是________联的;如果其中一只彩灯烧坏,其它彩灯不能发光,由此可判断彩灯的连接方式为________联。
17. 如图是汽油机模型,正在进行的是________冲程,该冲程将________能转化为机械能;若汽油机飞轮转速为3000r/min,则1s对外做功________次,火箭发射时用液态氢作燃料,因为液态氢的________(选填“热值”或“比热容”)大。
18. 某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为________V,L2两端的电压为________V;当他将开关断开后,电压表的示数为________V。
19. 金属、人体等是导体,导电性能好。塑料、橡胶等是________体,导电性能比较差。芯片、光刻机中重要元件需要锗、硅等材料制成,这些材料称作________;在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,通过观察________来比较导体电阻大小,灯泡的作用是可以________,从而防止烧坏电流表。
20. 上《电流》一课时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数为______A,若通过导线cd电流为0.2A,经分析通过导线ab的电流最大为______A,此时导线cd电流方向为______(“从c到d”或“从d到c”)
三、解答题(本题共7小题,共50分。其中第25、26题应写出必要的解题过程)
21. 如图是人举着哑铃的前臂骨骼、肌肉的情景,人的手臂相当于一个杠杆,支点为O,哑铃对手的压力为阻力F2,肱二头肌的张力是动力F1。
(1)请在图中画出阻力臂l2;
(2)人的手臂相当于一个杠杆,支点为______(“肘关节、“膝关节”或“踝关节”),它其实是一个________(“省力”或“费力”)杠杆。
22. 如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,本实验选择______(烧杯/易拉罐)作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是______;
(2)两种液体吸收热量的多少可通过______(液体升高的温度/加热时间)比较;
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,______(A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,______(A/B)升温较高;
(4)若已知A液体的比热容是4.0×103J/(kg℃),则B液体的比热容是______J/(kg℃)。
23. 按要求完成下列实验题;
(1)在“探究串联电路电压的特点”活动中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
①如图所示电路,实验中应选择规格________(相同/不同)的小灯泡;
②请将图的实物电路连接完整,要求电压表测量灯泡L1两端的电压________;
③小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?理由是________;
④小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:________。
(2)为了验证并联电路电流关系,小明设计了如图甲电路进行实验。
①连接电路时开关必须________;
②小明将电路连接成如图乙所示,则电流表测量的是________的电流(灯泡L1/灯泡L2/干路中),电流表的指针偏转如图丙所示,电流表的示数为________A。
③另一组的小华设计的实验记录表格如图请指出小华操作中存在的问题:_________,接着小华的实验小组应该换用不同规格的灯泡或________等,重复上述实验并记录数据。
次数
IA
IB
IC
1
0.18
024
0.42
2
3
24. 如图所示,小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节。
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是___________;
(4)经过多次实验,得出实验结论后,小勇同学想利用图丁装置测出杠杆提升钩码时的机械效率:
①图丁所示实验中,每个钩码重0.5N,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,它的示数为4N,当钩码上升6cm时,杠杆上的C点上升3cm,则此时杠杆的机械效率A=________。
②杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢?如图戊,他仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm,若支点处的摩擦力可以忽略不计,经分析可知此时杠杆的机械效率B与A相比________(选填“变大”“变小”或“不变)。
25. 阅读短文,回答问题。
第五代战斗机“歼-20”
2021年9月,珠海国际航空展上,我国第五代战斗机“歼-20”首次公开亮相。它融合了全球优秀战斗机的特点,配备了大功率雷达,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,舱内先进的“呼吸系统”使飞机在万米高空时,能将机外-50℃以下的低压冷空气不断压缩,使得送入舱内的空气温度达到50℃以上。同时,可自动调节,使舱内气压和温度达到舒适值,该飞机最大航速度达600m/s,飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系见表:(g取10N/kg)
速度v2(×104m2•s-2)
1
4
9
16
25
阻力f/(×104N)
0.3
1.2
2.7
7.5
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标,发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
空战质量
25t
最大起飞质量
37t
最大巡航速度
600m/s
发动机最大巡航推力
1.08×105N
发动机的热效率
40%
发动机的推进效率
(1)飞行过程中机翼和空气摩擦温度升高,内能________(选填“增大”或“减小”),这是通过________方式改变内能的;
(2)关于“歼-20”战斗机,下列说法中正确的是( )
A. 舱外气体进入舱内后,气体内能增加
B. 新式冷却系统使雷达含有的热量减少
C. 为确保舱内温度舒适,机内空调需不断制热
D. 通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高
(3)请在图乙中,用描点法画出阻力f与速度平方v2的关系图像;
(4)当飞机以400m/s在水平方向匀速飞行时,所受阻力为________N,推力做功的功率为________W;
(5)“歼-20”以最大速度巡航0.5h,消耗燃油10t,此过程中发动机推力做功为________J,发动机的推进效率为________。(燃油的热值q=4.86107J/kg)
26. 如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250N,窗玻璃上升的高度为10m,用时50s。(不计绳重和摩擦)求:
(1)所做的有用功;
(2)工人所用拉力的功率P;
(3)动滑轮的机械效率.
(4)动滑轮的重力G动;
27. 一标准大气压下,某饭店用燃气灶烧水,当完全燃烧0.8kg煤气,将50kg的20℃的水加热到100℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.8kg煤气完全燃烧时放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该燃气灶的加热效率。
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2025年秋学期期中考试九年级物理试题
满分:100分 考试时间:100分钟
一、选择题(本题共12小题,每小题2分,共24分。每小题给出的选项中只有一个选项符合题意)
1. 图 3 所示的工具中,在使用时属于费力杠杆的是
A. 羊角锤 B. 核桃夹子
C. 撬棒 D. 食品夹子
【答案】D
【解析】
【详解】A. 羊角锤在使用时,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故A不符合题意;
B. 核桃夹子在使用时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,故B不符合题意;
C. 撬棒在撬重物时,动力臂大于阻力臂,属于省力杠杆,使用省力杠杆省力但费距离,故C不符合题意;
D. 食品夹子在使用时,动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故D符合题意。
故选D。
2. 下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】从图中可以看到,A方法中有两段绳子挪动石墩,人对绳子的拉力为石墩与地面的摩擦力的一半;BCD方法中,人对绳子的拉力都等于石墩与地面的摩擦力,即不省力。
故选A。
3. 关于功和功率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多,功率一定越大 B. 功率越大,做功一定越快
C. 功率小的机器做功一定少 D. 做功时间越短,功率一定越大
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为功率还与时间有关,如果做功多但用时很长,功率可能很小。故A错误;
B.功率的物理意义就是描述做功的快慢,功率越大,意味着单位时间内完成的功越多,也就表明做功一定越快,故B正确;
C.功率小只是单位时间做功少,如果工作时间很长,做的总功可以很多。故C错误;
D.如果时间短但做的功非常少,功率也可能很小。故D错误。
故选B。
4. 掷实心球是我市中考体测项目之一。不计空气阻力,投掷后的实心球在上升过程中( )
A. 动能变大,重力势能变大 B. 动能变小,重力势能变小
C. 动能变小,重力势能变大 D. 动能变大,重力势能变小
【答案】C
【解析】
【详解】投掷实心球时,实心球离开手后继续上升,是因为实心球具有惯性,此时实心球不再受到手的作用力;实心球在上升过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增大,重力势能增大。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5. 关于温度、内能、热量的说法正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收了热量
B. 物体温度升高,内能一定增加
C. 物体内能增加,一定是外界对它做了功
D. 物体吸收热量,温度一定升高
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体温度升高,不一定吸收了热量,也可能是外界对它做了功,故A错误;
B.同一物体温度升高,分子热运动越剧烈,分子动能增大,则其内能一定增加,故B正确;
C.物体内能增加,可能是外界对它做了功,也可能是吸收了热量,故C错误;
D.物体吸收热量,温度可能不变,如晶体熔化时,吸热但温度不变,故D错误。
故选B。
6. 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车发动机用水作冷却剂,是因为水的比热容大,故A不符合题意;
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷,是因为水蒸发吸热,故B符合题意;
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,是因为水的比热容比沙石的大,故C不符合题意;
D.物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,是因为水的比热容大,故D不符合题意。
故选B。
7. “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。
8. 物理兴趣小组在做组成串、并联电路实验中连接了如图所示的电路,关于此实验下列说法正确的是( )
A. 连接电路时开关不一定要断开
B. 闭合开关,两个灯泡都发光
C. 拆除导线d,就能使两灯组成串联电路
D. 将导线b接在D接线柱的一端改接到E接线柱就组成了并联电路
【答案】D
【解析】
【详解】A.为了保证电路安全,连接电路时开关需要断开,故A错误;
B.闭合开关,电流不经过用电器直接回到电源的负极,发生电源短路,因此两灯泡均不亮,故B错误;
C.拆除导线d,电路仍发生电源短路,因此两灯泡均不亮,故C错误;
D.将导线b接在D接线柱的一端改接到E接线柱,电流分别经过两个灯泡回到电源的负极,此时电路为两灯泡并联,故D正确。
故选D。
9. 如图为封闭小区常见的智能门禁系统,住户通过刷卡或人脸识别进入小区,当门禁系统接通电源后,指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时(相当于分别闭合对应的开关),电动机工作,控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,人脸识别、刷卡识别,只要其中一种方式识别成功,则相应开关闭合从而使电动机启动工作,所以两个开关应并联后再与电动机串联在电源上;灯泡与电动机能独立工作,是并联的,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
10. 如图所示,取一个橙子,把铜片、铁片插入其中,制成一个水果电池,则下列说法正确的是( )
A. 该水果电池电压为3.0V
B. 该水果电池正极是铁片。
C. 水果电池供电时将化学能转化为电能。
D. 为获得更高电压,可以将多个水果电池并联。
【答案】C
【解析】
【详解】A.电压表使用0~3V测量范围,此时示数为0.6V,即水果电池电压为0.6V。故A错误;
B.铜片接电压表正接线柱,电压表正常工作。说明铜片是水果电池正极。故B错误;
C.水果电池工作时,金属片与水果中物质发生化学变化,对外提供电能,是将化学能转化为电能。故C正确;
D.根据电路电压特点可知,多个电池串联,电池组总电压各个电池电压的和。电池并联后,不能获得比单个电池电压更高的电压。故D错误。
故选C。
11. 在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A. 短路 B. 断路 C. 短路 D. 断路
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图知,两灯串联,电压表测量的是L2两端电压,闭合开关,灯泡都不发光,说明电路发生了断路故障;电压表无示数,说明电压表不能连接电源两极,说明是L1发生了断路故障,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
12. 2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图分析可知,足球
( )
A. 在B点时受力平衡
B. 在A、D两点动能可能相等
C. 在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变
D. 在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.B点只受重力,不平衡,故A不符合题意;
B.运动过程中有空气阻力,所以AD速度可能相同,动能可能相同,故B符合题意;
C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不变,故C不符合题意;
D.在运动过程中,机械能不守恒,不可能只存在动能和势能的相互转化,故D不符合题意。
故选B。
二、填空题(本题共8小题,每空/图1分,共26分)
13. 在生产和生活中,人们常用的简单机械除了杠杆、滑轮,还有斜面和轮轴。如图所示,是用螺丝刀拧螺丝的情景。手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了______(填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于______(填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更省力。
【答案】 ①. 粗 ②. 轮轴 ③. 斜面
【解析】
分析】
【详解】[1][2]螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,轮轴是一种省力机械,支点在轴,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力。
[3]螺丝钉在旋转进入孔中时,螺纹上会受到孔对它的阻力作用,螺丝钉上螺纹就好像是高山上的盘旋公路一样,高山上的盘旋公路是斜面,那么螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面。
14. 小明同学用40N的水平推力推着重100N的书箱在水平地面上前进了5m,用时5秒;松开手后,书箱仍向前滑行了1m,整个过程中小明做功________J,书箱的重力做功________J,小明推力做功的功率是________W。
【答案】 ①. 200## ②. 0 ③. 40
【解析】
【14题详解】
[1][2][3]小明只在推的过程中施加了推力(40N),方向水平。推动距离为 5m,此过程中推力做功。松开手后,书箱靠惯性滑行1m,但此时没有推力,所以小明不再做功,而重力与方向竖直向下与书箱的运动方向(移动距离方向)垂直,并没有做功,书箱的重力做功0J。
小明做功为
做功的功率
15. 如图所示,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。
本实验探究的是小车的动能与________的关系,小车的动能是由________能转化而来,实验中是通过观察________来比较动能大小的。
【答案】 ①. 速度 ②. 重力势 ③. 木块移动的距离
【解析】
【15题详解】
[1]使用的是同一小车,从不同高度由静止释放。小车从斜面上滑下时,高度不同,到达水平面时的速度就不同。因此,该实验是在质量一定的情况下,研究动能与速度的关系。
[2]小车在斜面上具有一定的高度,因此具有重力势能。当小车从斜面下滑时,高度降低,速度增大,重力势能逐渐转化为动能。
[3]实验时,由于动能的大小无法直接测量,从而采用“转换法”,即小车撞击木块后,会推动木块移动一段距离。小车动能越大,对木块做的功越多,木块被推动的距离就越远。因此,通过观察木块被推动的距离来间接比较小车动能的大小。
16. 如图为宾馆房间取电房卡。将房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于电路元件中的________,房间里的电视机与电灯在电路中是________联的;如果其中一只彩灯烧坏,其它彩灯不能发光,由此可判断彩灯的连接方式为________联。
【答案】 ①. 开关 ②. 并 ③. 串
【解析】
【详解】[1]房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当家庭电路的开关。
[2]房间里的电视机和电灯可以单独工作,工作时互不影响,所以是并联的。
[3]一串小彩灯,如果其中一只彩灯烧坏不能工作,其它彩灯不能发光,各彩灯之间互相影响,由此可判断彩灯的连接方式为串联。
17. 如图是汽油机模型,正在进行的是________冲程,该冲程将________能转化为机械能;若汽油机飞轮转速为3000r/min,则1s对外做功________次,火箭发射时用液态氢作燃料,因为液态氢的________(选填“热值”或“比热容”)大。
【答案】 ①. 做功 ②. 内 ③. 25 ④. 热值
【解析】
【详解】[1][2]如图,汽油机进气门、排气门都关闭,活塞下行,气缸内汽油和空气的混合气体燃烧产生的高温高压气体对活塞做功,将气体的内能转化为机械能。
[3]四冲程汽油机转速为3000r/min=50r/s,四冲程汽油机1个工作循环,飞轮转2圈,对外做功一次,故该内燃机1s对外做功25次。
[4]火箭用液态氢作为燃料,因为液态氢具有较高的热值,质量相同的情况下,和其它燃料相比较,液态氢完全燃烧放出的热量最多,能够提供更大的动力。
18. 某同学连接的电路如图所示,他所用的电源是四节新干电池串联组成的电池组,当他将开关闭合后,电压表的示数为2V,则L1两端的电压为________V,L2两端的电压为________V;当他将开关断开后,电压表的示数为________V。
【答案】 ①. 2 ②. 4 ③. 0
【解析】
【18题详解】
[1][2][3]由图可知,灯泡与串联,电压表并联在两端,开关闭合后电压表示数为2V,即,电源电压由四节新干电池组成,所以电源电压
串联电路中电源电压等于各用电器电压之和,所以两端电压
由于是串联电路,当开关断开后,电压表与电源正极断开,所以电压表示数为0V。
19. 金属、人体等是导体,导电性能好。塑料、橡胶等是________体,导电性能比较差。芯片、光刻机中的重要元件需要锗、硅等材料制成,这些材料称作________;在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,通过观察________来比较导体电阻大小,灯泡的作用是可以________,从而防止烧坏电流表。
【答案】 ①. 绝缘体 ②. 半导体 ③. 电流表示数/灯泡的亮暗 ④. 保护电路
【解析】
【详解】[1][2]塑料、橡胶等导电性能比较差,属于绝缘体。芯片、光刻机中的重要元件需要锗、硅等材料制成,这些材料的导电性处于导体和绝缘体之间,属于半导体。
[3]在做“探究影响导体的电阻大小因素”实验时,利用转换法通过观察灯泡的亮暗情况或者电流表示数来比较导体电阻大小。
[4]灯泡的作用主要是保护电路。因为如果电路中只有导体和电流表,当导体电阻过小时,电路中的电流会过大,可能烧坏电流表。
20. 上《电流》一课时,老师常用水的流量和水流来类比电量和电流。理想水渠交叉点上,单位时间内流入的总水量等于流出的总水量,同理,在电路的某连接处,流入的电流总和等于流出的电流总和。如图是某实验电路的一部分,电流表的示数为______A,若通过导线cd电流为0.2A,经分析通过导线ab的电流最大为______A,此时导线cd电流方向为______(“从c到d”或“从d到c”)
【答案】 ①. 0.46 ②. 0.66 ③. 从c到d
【解析】
【详解】[1] 如图所示电流表选择0~0.6A量程,分度值为0.02A,示数为0.46A。
[2][3] 电流表的正确接法是电流从“+”接线柱流入,从“−”接线柱流出,所以有四种情况:
(1)若导线ab的电流从a→b,根据电流的走向,则ab中的电流及通过电流表的电流,均通过dc导线,因此dc在干路,但通过导线cd电流为0.2A,则此情况不可能;
(2)若电流方向是从c→d,即表明ab在干路中,导线ab的电流从b→a,ab电流为。
(3)若导线ab的电流从b→a,cd中电流d→c,根据电流的走向,电流表在干路,则
(4)若导线ab的电流从a→b,cd中电流c→d,根据电流的走向,不可能。
综上分析,若通过导线cd电流为0.2A,经分析通过导线ab的电流最大为0.66A,此时导线cd电流方向为从c到d。
三、解答题(本题共7小题,共50分。其中第25、26题应写出必要的解题过程)
21. 如图是人举着哑铃的前臂骨骼、肌肉的情景,人的手臂相当于一个杠杆,支点为O,哑铃对手的压力为阻力F2,肱二头肌的张力是动力F1。
(1)请在图中画出阻力臂l2;
(2)人的手臂相当于一个杠杆,支点为______(“肘关节、“膝关节”或“踝关节”),它其实是一个________(“省力”或“费力”)杠杆。
【答案】(1) (2) ①. 肘关节 ②. 费力杠杆
【解析】
【小问1详解】
阻力臂是从支点O到阻力作用线的垂直距离。所以,过支点O作阻力作用线的垂线,这条垂线的长度就是阻力臂。如图所示:
【小问2详解】
[1]人的手臂相当于杠杆时,支点为肘关节。因为手臂绕着肘关节转动,肘关节是杠杆的支点位置。
[2]观察可知,动力臂小于阻力臂,也就是图中的肱二头肌的张力的力臂小于哑铃对手的压力的力臂。根据杠杆的平衡条件,当时,,所以它其实是一个费力杠杆。
22. 如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)从实验效果考虑,本实验选择______(烧杯/易拉罐)作为盛放液体的容器较好,实验中使用玻璃棒的目的是______;
(2)两种液体吸收热量的多少可通过______(液体升高的温度/加热时间)比较;
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,______(A/B)吸收的热量较多;质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,______(A/B)升温较高;
(4)若已知A液体的比热容是4.0×103J/(kg℃),则B液体的比热容是______J/(kg℃)。
【答案】(1) ①. 易拉罐 ②. 使液体受热均匀
(2)加热时间 (3) ①. A ②. B
(4)2×103
【解析】
【小问1详解】
[1]因为金属导热性能好,所以从实验效果考虑,本实验选择易拉罐作为盛放液体的容器较好。
[2]实验中使用玻璃棒进行搅拌,目的是使液体受热均匀,更好地探究实验。
【小问2详解】
实验中采用相同的加热装置进行加热,相同时间,加热器放出的热量相同,液体吸收的热量相同,加热时间越长,液体吸收的热量越多。根据转换法,实验中,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
【小问3详解】
[1]根据图乙可知,质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,A加热时间长,故A吸收的热量较多。
[2]根据图乙可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量,即加热时间相同时,B升温较高,A升温较低。
【小问4详解】
根据图乙可知,加热相同时间,吸收相同热量,质量相等的A和B两种液体升高的温度之比为,根据可知比热容和温度变化量成反比,所以A和B两种液体比热容之比为,则B液体的比热容为
23. 按要求完成下列实验题;
(1)在“探究串联电路电压的特点”活动中。
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
①如图所示电路,实验中应选择规格________(相同/不同)的小灯泡;
②请将图的实物电路连接完整,要求电压表测量灯泡L1两端的电压________;
③小芳保持电压表的B连接点不动,只断开A连接点,并改接到C连接点上,测量L2两端电压。她能否测出L2两端电压?理由是________;
④小明分别测出AB、BC、AC间的电压并记录在表格中,分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。请对小明的做法进行评价:________。
(2)为了验证并联电路电流关系,小明设计了如图甲电路进行实验。
①连接电路时开关必须________;
②小明将电路连接成如图乙所示,则电流表测量的是________的电流(灯泡L1/灯泡L2/干路中),电流表的指针偏转如图丙所示,电流表的示数为________A。
③另一组的小华设计的实验记录表格如图请指出小华操作中存在的问题:_________,接着小华的实验小组应该换用不同规格的灯泡或________等,重复上述实验并记录数据。
次数
IA
IB
IC
1
0.18
0.24
042
2
3
【答案】(1) ①. 不同 ②. ③. 电压表正负接线柱接反 ④. 只测一组数据结论具有偶然性
(2) ①. 断开 ②. 灯泡L1 ③. 0.28 ④. 电流无单位 ⑤. 改变电源电压
【解析】
【小问1详解】
[1]为使结论具有普遍性,应使用规格不同的小灯进行实验。
[2]电压表与被测元件并联,电池由两节干电池组成,电压表使用0~3V测量范围。答案如下:
[3]原来与A点相连的是电压表的正接线柱。断开A连接点,改接到C连接点后,电压表的正接线柱与电源负极相连,电压表不能正常工作。故不能正常测量出L2两端的电压。
[4]实验次数少,结论具有偶然性,需多做几次实验,才能进行归纳总结。
【小问2详解】
[1]为保证安全,连接电路过程中开关应是断开的。
[2]两个小灯并联,电流表串联在小灯L1所在支路中,测量L1中电流。
[3]使用0~0.6A测量范围,每小格代表0.02A,电流表示数为0.28A。
[4]没有给出记录的物理量电流的单位。无法确定电流的大小。
[5]为使结论具有偶然性,需要改变各个支路中的电流多次测量。改换小灯规格能够改变电路中电流,改变电源电压也能改变电路中电流。
24. 如图所示,小勇利用铁架台,带有均匀刻度的杠杆,细线,弹簧测力计,钩码若干(每个钩码质量相同)等实验器材,探究杠杆的平衡条件。
(1)实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,则此时杠杆处于___________(选填“平衡”或“非平衡”)状态;为了使杠杆在水平位置平衡。为此,应将平衡螺母向__________(选填“左”或“右”)调节。
(2)将杠杆调成水平位置平衡后,如图乙所示,在A点挂3个钩码,则应在B点挂___________个钩码,才能使杠杆在水平位置保持平衡;随后两边各取下一个钩码,杠杆________(选填“左”或“右”)端将下沉;
(3)小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置。在旋转过程中,要使杠杆仍然在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将逐渐___________(选填“变大”、“变小”或“不变”),原因是___________;
(4)经过多次实验,得出实验结论后,小勇同学想利用图丁装置测出杠杆提升钩码时的机械效率:
①图丁所示实验中,每个钩码重0.5N,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,它的示数为4N,当钩码上升6cm时,杠杆上的C点上升3cm,则此时杠杆的机械效率A=________。
②杠杆的机械效率跟钩码悬挂的位置到底有没有关系呢?如图戊,他仍然竖直向上拉杠杆使C点上升3cm,若支点处的摩擦力可以忽略不计,经分析可知此时杠杆的机械效率B与A相比________(选填“变大”“变小”或“不变)。
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 左
(2) ①. 2 ②. 左
(3) ①. 变大 ②. 动力臂变小
(4) ①. 75% ②. 变小
【解析】
【小问1详解】
[1]杠杆静止时,就处于平衡状态,所以此时杠杆处于平衡状态。
[2]由图甲可知,杠杆静止时,杠杆左端高,右端低,为了使杠杆在水平位置平衡,应将平衡螺母向左调节。
【小问2详解】
[1]设每个钩码的重力为G,杠杆每格的长度为L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2,在图乙中,A点挂3个钩码,A点距离支点2格,B点距离支点3格,则有3G×2L=nG×3L
解得n=2,所以应在B点挂2个钩码。
[2]两边各取下一个钩码后,左边力与力臂的乘积为2G×2L=4GL
右边力与力臂的乘积为1G×3L=3GL
因为左边乘积大于右边乘积,所以杠杆左端将下沉。
【小问3详解】
[1][2]小勇用弹簧测力计替代钩码,在B点竖直向下拉,然后将弹簧测力计绕B点逆时针旋转一小段至如图丙所示位置,根据杠杆平衡条件,在旋转过程中,由于弹簧测力计拉力的动力臂在逐渐变小,而阻力和阻力臂的乘积不变,所以弹簧测力计的示数将逐渐变大。
【小问4详解】
[1]图丁所示实验中,每个钩码重0.5N,弹簧测力计竖直向上拉杠杆,它的示数为4N,当钩码上升6cm时,杠杆上的C点上升3cm。
在这个过程中,因为有3个钩码,有用功W有=Gh=3×0.5N×0.06m=0.09J
总功W总=Fs=4N×0.03m=0.12J
机械效率
[2]当钩码悬挂位置改变(更靠近支点),根据杠杆平衡的条件,阻力和阻力臂的乘积变小,此时动力臂不变,所以弹簧测力计上的拉力F变小,竖直向上拉杠杆使C点上升3cm时,则拉力F做的总功变小,有用功W有=Gh,由于钩码重力G不变,但钩码上升高度h变小(因为力臂变化,杠杆转动相同角度,钩码上升高度减小),所以有用功变小;额外功主要是克服杠杆自身重力做的功,杠杆自身重力不变,C点上升高度不变,所以额外功不变。
根据机械效率公式,有用功变小,额外功不变,所以机械效率变小,即。
25. 阅读短文,回答问题。
第五代战斗机“歼-20”
2021年9月,珠海国际航空展上,我国第五代战斗机“歼-20”首次公开亮相。它融合了全球优秀战斗机的特点,配备了大功率雷达,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,舱内先进的“呼吸系统”使飞机在万米高空时,能将机外-50℃以下的低压冷空气不断压缩,使得送入舱内的空气温度达到50℃以上。同时,可自动调节,使舱内气压和温度达到舒适值,该飞机最大航速度达600m/s,飞机航行时所受阻力大小与速度平方的关系见表:(g取10N/kg)
速度v2(×104m2•s-2)
1
4
9
16
25
阻力f/(×104N)
0.3
1.2
2.7
7.5
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标,发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。飞机的部分参数如下表所示:
空战质量
25t
最大起飞质量
37t
最大巡航速度
600m/s
发动机最大巡航推力
1.08×105N
发动机的热效率
40%
发动机的推进效率
(1)飞行过程中机翼和空气摩擦温度升高,内能________(选填“增大”或“减小”),这是通过________方式改变内能的;
(2)关于“歼-20”战斗机,下列说法中正确的是( )
A. 舱外气体进入舱内后,气体内能增加
B. 新式冷却系统使雷达含有的热量减少
C. 为确保舱内温度舒适,机内空调需不断制热
D. 通过热传递的方式使进入舱内的气体温度升高
(3)请在图乙中,用描点法画出阻力f与速度平方v2的关系图像;
(4)当飞机以400m/s在水平方向匀速飞行时,所受阻力为________N,推力做功的功率为________W;
(5)“歼-20”以最大速度巡航0.5h,消耗燃油10t,此过程中发动机推力做功为________J,发动机的推进效率为________。(燃油的热值q=4.86107J/kg)
【答案】(1) ①. 增大 ②. 做功
(2)A (3)
(4) ①. ②.
(5) ①. ②. 60%
【解析】
【小问1详解】
[1][2]飞机飞行过程中,机翼会与空气摩擦生热,机械能转化为内能,温度升高,分子热运动加剧,从而使得内能增大。这个过程是通过做功的方式改变内能的。
【小问2详解】
A.舱外是万米高空,气温约 -50℃,而舱内需保持在 50℃以上。气体被压缩并加热,所以进入舱内后温度升高,内能增加,故A正确;
B.“热量”是过程量,不能说“含有热量”,应说“内能减少”。故B错误;
C.由题可知,飞机内部有大量电子设备发热,且外部空气虽冷但进入后需加热,但舱内温度调节是自动的。实际上,在高空中,舱内需要加热维持温度,并非制冷。故C错误;
D.气体从-50℃加热到50℃是通过压缩做功和热传递共同实现的。但题目中提到“呼吸系统”将低温空气不断压缩,说明主要通过做功(压缩)升温。因此不是单纯热传递,故D错误。
故选A。
【小问3详解】
根据表格中数据,在图乙中描点,然后用平滑的曲线连接起来,如下图所示:
【小问4详解】
[1][2]由表和图乙中图像可知,飞机航行时所受阻力大小与速度平方是成正比的,故可设,当,,带入解得
即。所以当时,飞机所受阻力
由于飞机做匀速直线运动,所以推力等于阻力,所以推力做功功率
【小问5详解】
[1][2]由题可知,“歼-20”以最大速度巡航,即做匀速直线运动,推力等于阻力,所以由(4),可得此时飞机推力
由可得,飞行0.5h的路程
所以此时推力做功
10t燃油完全然后放出的热量
所以飞机获得的有用功
推进效率
26. 如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250N,窗玻璃上升的高度为10m,用时50s。(不计绳重和摩擦)求:
(1)所做的有用功;
(2)工人所用拉力的功率P;
(3)动滑轮的机械效率.
(4)动滑轮重力G动;
【答案】(1)4000J
(2)100W (3)80%
(4)100N
【解析】
【小问1详解】
提升窗玻璃所做的功为有用功。有用功等于物体的重力乘以物体上升的高度,根据公式,已知,则
【小问2详解】
由图可知,该滑轮为动滑轮,承担物重的绳子段数n=2。绳子自由端移动的距离s=nh=2×10m=20m
拉力做的总功
拉力的功率
【小问3详解】
机械效率是有用功与总功的比值,公式为
将,代入公式,可得动滑轮机械效率
【小问4详解】
不计绳重和摩擦时,使用动滑轮时,拉力,变形可得
已知,,绳子段数为2,则动滑轮的重力
27. 一标准大气压下,某饭店用燃气灶烧水,当完全燃烧0.8kg煤气,将50kg的20℃的水加热到100℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg℃),煤气的热值为4.2×107J/kg。求:
(1)0.8kg煤气完全燃烧时放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该燃气灶的加热效率。
【答案】(1)3.36×107J
(2)1.68×107J
(3)50%
【解析】
【小问1详解】
煤气完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
水吸收热量为
【小问3详解】
燃气灶的效率为
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