内容正文:
2023—2024学年度第一学期“101”行动计划阶段评价
九年级物理学科
一、选择题(每小题2分,共20分。1-7题为单选,8-10题为多选题。多项选择题漏选得1分,错选不得分。)
1. 下列现象中,不能用分子动理论解释的是
A. 海绵很容易被压缩 B. 湿衣服在阳光下逐渐晒干
C. 春天,校园里花香扑鼻 D. 将两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起
【答案】A
【解析】
【详解】A.海绵中存在很多的小孔,当我们挤压时会很容易,这种现象不能用分子动理论解释;
B.湿衣服在阳光下,衣服中的水分子不断运动,蒸发到空气中,衣服就变干,这是水分子运动的结果,能用分子运动理论解释;
C.春天校园里的花开以后,花里面的芳香分子不断扩散到空气中,所以花香扑鼻,是分子运动的结果,能用分子动理论解释.
D.分子间有相互作用的引力和斥力,两个表面光滑的铅块相互挤压后粘在一起,是因为分子间由引力,能用分子运动理论解释;
2. 下列有关热的说法正确的是
A. 晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变
B. 某台四冲程汽油机的飞轮转速为2 400 r/min,则1 s内该汽油机对外做功80次
C. 在沿海,由于陆地和大海升、降温快慢不同,所以白天的风通常从大海吹向陆地
D. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,该热机的效率越高
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体在熔化过程中,虽然温度保持不变,但是在不断吸热,所以内能增大,故A错误;
B.四冲程汽油机的飞轮转速若为2400r/min,则该飞轮每秒钟转40圈;由于一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,活塞往复2次,所以1s内,飞轮转40圈,活塞往复运动80次,共20个工作循环,80个冲程,做功20次,故B错误;
C.白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,由于水的比热容比泥土、沙石的比热容大,所以,海水吸热后温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海洋吹向陆地,形成海风,故C正确;
D.热机效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值,故D错误.
3. 关于热量、内能和温度,下列说法中正确的是
A. 温度高的物体内能一定大
B. 温度高的物体含有的热量多
C. 物体内能增加,不一定要从外界吸收热量
D. 温度是内能改变的量度
【答案】C
【解析】
【详解】A.内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,单比较物体的温度不能判断内能的大小,故A错误;
B.热量是一个过程量,要用“吸收”或“放出”来表达,而不能用“具有”或“含有”来修饰,故B错误;
C.改变物体内能的方式是做功和热传递,物体内能增加,不一定要从外界吸收热量,也可以是外界对其做了功,故C正确.
D.温度是表示物体冷热程度的物理量,物体内能改变,温度不一定改变,故D错误.
4. 观察图中四组图片,最能说明分子间有吸引力的图是
A. 1cm3的水中有3.35×1022个水分子 B. 肥皂膜实验
C. 酒精与水的融合 D. 墨水滴入水中
【答案】B
【解析】
【详解】A.这么小的体积中含有这么多个分子,说明分子很小,故A不符合题意;
B.肥皂膜能把细线拉弯,说明分子间存在相互作用的引力,故B符合题意;
C.水和酒精混合后的总体积小于原来水和酒精体积之和,说明了分子间有间隙,故C不符合题意;
D.墨水滴入水中,过几分钟整瓶水都变色了,这是扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,故D不符合题意.
5. 用两个相同的电加热器分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若经过相等的时间后,用温度计测得它们的温度正好相等,则下列判断中正确的是( )
A. 甲的比热容大 B. 乙的比热容大 C. 两者的比热容一样大 D. 无法判定
【答案】D
【解析】
【详解】由于不知温度变化量,所以无法判断甲、乙的比热容大小,故ABC错误,D正确。
故选D。
6. 关于燃料的热值,下列说法中正确的是
A. 烧水时,用的燃料越少,燃料的热值越大
B. 燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大
C. 相同质量的不同燃料,完全燃烧时放出热量较多的燃料,热值较大
D. 不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用质量较少的燃料,热值较小
【答案】C
【解析】
【分析】1kg某种燃料完全燃烧放出的能量,叫做这种燃料的热值.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.
【详解】AB、燃料的热值只与燃料的种类有关,与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关,故AB错误;
C、相同质量的不同燃料完全燃烧时,放出热量越大的燃料,其热值越大,故C正确;
D、不同的燃料完全燃烧,放出相同热量,所用燃料的质量越少,热值越大,故D错误.
故选C.
7. 如图1,小球依次向四个方向以相同的速度飞出。某次小球在空中飞行到落地的过程中(不计空气阻力),其动能Ex随时间t变化的图像如图2所示,则这次小球飞出的方向为( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
【答案】B
【解析】
【分析】根据小球沿不同方向飞出后的动能变化趋势是否和图2相符合进行判断即可。
【详解】A.由图2可知,小球的动能先减小后增大,小球沿①方向竖直向上抛,当小球达到最高点时,小球的动能为零,A不符合题意;
B.若小球沿②方向飞出,小球达到最高点时,小球竖直方向的速度为零,但是水平方向的速度不为零,动能达到最小但不为零,B符合题意;
C.小球沿③方向飞出,速度越来越大,动能也会越来越大,C不符合题意;
D.若小球沿④方向飞出,小球的速度会越来越大,动能也会越来越大,D不符合题意。
故选B。
8. 掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片,小球在A、B位置的高度一样,下列说法不正确的是( )
A. 小球在A、B两个位置时的机械能相等
B. 小球在C位置的机械能大于小球在A位置时的机械能
C. 小球在弹跳过程中减少的机械能转化为内能
D. 小球弹跳上升到最高点C位置时,瞬间静止,小球受到平衡力作用
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.小球弹跳过程中不断克服摩擦做功,机械能逐渐减小,A位置比B位置更早,因此A位置机械能大于B位置,故A错误;
B.A位置比C位置更早,小球运动过程中机械能逐渐减小,因此A位置机械能大于C位置机械能。故B错误;
C.小球弹跳过程中,克服空气阻力、摩擦等做功,减少的机械能转化为内能。故C正确;
D.小球上升到最高点C时瞬间静止,此时只受重力作用,合力不为零,处于非平衡状态,受非平衡力的作用。故D错误。
本题选说法不正确的,故选ABD。
9. 如图所示,在金属管内装一些酒精,当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时,筒壁会发热,一会儿,看到紧塞在管口的塞子突然被射出,同时听到“呯”的一声。根据这些现象,下列说法正确的是( )
A. 来回拉动粗绳时,将机械能转化为内能
B. 塞子被射出,将内能转化为机械能
C. 筒壁会发热,原因是克服摩擦做功,物体内能增加
D. 筒壁会发热,原因是酒精的化学能转化为内能
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.来回拉动粗绳时,绳子与筒壁克服摩擦做功,消耗机械能,使筒壁内能增加,该过程将机械能转化为内能,故A正确;
B.塞子被射出时,金属管内的高压气体对塞子做功,气体的内能转化为塞子的机械能,故B正确;
C.筒壁发热的原因是,绳子与筒壁相互克服摩擦做功,机械能转化为内能,物体内能增加温度升高,故C正确;
D.该过程中酒精没有发生化学变化,筒壁发热是克服摩擦做功,机械能转化为内能,不是酒精的化学能转化为内能,故D错误。
故选ABC。
10. 在“比较不同液体比热容大小”的实验中,用相同酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据;若四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A. 乙液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
B. 甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C. 第1次实验中,水吸收的热量一定等于酒精燃烧放出的热量
D. 第3、4次实验中,乙液体吸收的热量等于丙液体吸收的热量
【答案】AD
【解析】
【详解】A.相同酒精灯相同时间内液体吸收热量相等,故
由数据表格可知,乙和水的质量之比为
升高温度之比为
由可得
则,故A正确;
B.设液体吸收的热量为,甲加热时间为 ,吸收的热量为,乙加热时间为,吸收的热量为,由可得,甲的比热容
乙的比热容为
计算得,故B错误;
C.酒精燃烧放出的热量会有一部分被容器吸收、散失到空气中,水吸收的热量小于酒精燃烧放出的热量,故C错误;
D.相同酒精灯加热,相同时间内液体吸收热量相等,第3、4次实验加热时间相同,所以乙、丙吸收的热量相等,故D正确。
故选AD。
二、填空题(每空1分,共20分)
11. 春暖花开,鸟语花香.闻到花香是因为分子的__________;固体很难被压缩,是因为固体分子间存在着_________;某同学要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“做液体扩散”实验,已知水的密度小于硫酸铜溶液的密度,装好液体后,处于量筒底部的液体应该是______________;装好液体的量筒所处的环境温度越高,液体颜色变均匀所用的时间越短,这说明温度越高,液体扩散得越__________.
【答案】 ①. 无规则运动 ②. 斥力 ③. 硫酸铜溶液 ④. 快
【解析】
【详解】物质是由分子组成的,分子在不停的做无规则运动,分子间有相互作用的引力和斥力,闻到花香,是芳香物质的分子扩散到空气中,扩散表明一切物质的分子都是不停的做无规则的运动;分子间存在斥力,固体分子间距离较小,所以固体和液体很难被压缩.硫酸铜溶液的密度大于水的密度,如果量筒底部是水,上方是硫酸铜溶液,在重力的作用下密度较大的硫酸铜溶液会迅速向下运动.所以为了观察液体的扩散现象,量筒底部的液体应该是硫酸铜溶液;温度越高,分子无规则运动越剧烈,所以温度越高,两种液体颜色变均匀所用的时间越短,说明扩散速度越快.
12. 如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较,Q甲___________Q乙;液态时它们的比热容c甲___________c乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 大于
【解析】
【详解】[1]物质吸热的多少由加热时间的长短决定,由于是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,由图可知:甲晶体在熔化过程所用时间比乙熔化过程所用时间短,则:Q甲小于Q乙。
[2]由图形可知,当甲、乙两种晶体熔化成液体后,吸收相同的热量时,乙晶体升高的温度多,由 可知,乙的比热容比甲的比热容小,即c甲大于c乙。
13. 如图所示,是光滑轨道,点的高度大于点的高度,让小球从点由静止开始自由落下,沿轨道到达点后离开(不计空气阻力),从点运动到点的过程中______转化为动能,小球离开点后的运动轨迹最符合______(填“”“”“”或“”)。
【答案】 ①. 重力势 ②. c
【解析】
【详解】[1]由题知,为完全光滑轨道,所以,不计空气阻力,小球运动时其机械能守恒;从点到点的过程中,小球质量不变,高度变小,速度变大,故重力势能变小,动能变大,小球的重力势能转化为动能。
[2]小球到达点后由于惯性,仍要保持原来的运动状态,所以会继续运动;
虚线小球从点由静止滑下,则小球的机械能等于点时的重力势能;整个过程中,机械能守恒,虚线的最高点超过了点的高度,这是不可能的;
虚线的最高点与点的高度相同,而在虚线的最高点时,小球仍具有向右运动的速度,所以虚线表示小球的机械能大于点的机械能,也是不可能的;
虚线的最高点低于点,由于在最高点时小球仍运动,其总机械能可能与开始时的机械能相等,符合实际;
虚线中小球离开轨道时,由于惯性,应具有沿轨道方向向上运动的速度,则虚线不可能。
所以符合实际的是。
14. 完全燃烧0.5m3的页岩气放出的热量为_______J,这些热量的80%被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到_______℃。(q页岩气=4.2×107J/m3;c水=4.2×103J/(kg⋅℃))
【答案】 ①. 2.1×107 ②. 60
【解析】
【详解】1. 完全燃烧的页岩气放出的热量
2. 水吸收的热量
由变形得
水的末温
15. 鲅鱼水饺是烟台的一种特色小吃,因其鲜嫩清新,滑软鲜香而深受当地人的喜爱,煮饺子的过程中,是通过_______的方式使其内能增加的.若某次煮饺子前,先将1L水由20℃加热到沸腾,假设热量全部被水吸收,则在这个过程中水吸收的热量为 ______J.这些热量相当于完全燃烧___kg的天然气放出的热量(c水=4.2×103J/(kg. ℃),天然气的热值q=8.4×107J/kg,当时为标准气压)
【答案】 ①. 热传递 ②. 3.36×105 ③. 4×10-3
【解析】
【详解】煮饺子的过程中,是通过热传递的方式使其内能增加的;
1L水的质量,
水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×1kg(100℃-20℃)=3.36×105J,
由题知,Q吸=Q放=m′q,需要完全燃烧天然气的质量:.
16. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上,一小球由A点以一定的速度v沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C.小球在A、B两点具有的动能EA、EB的关系是EA___________EB。小球达到最高点C的瞬间,如果受到的力全部消失,小球将保持 ___________状态。
【答案】 ①. 大于 ②. 静止
【解析】
【详解】[1]由于弧形轨道是粗糙的,所以小球从A点运动到B点的过程中需要克服摩擦,机械能转化为内能,一直在变小,A、B两点位置等高,重力势能相等,则A点的动能大于B点的动能。
[2]小球达到最高点C的瞬间,速度为零,处于静止状态,若受到的力全部消失,根据牛顿一定律可知,小球会保持静止。
17. 如图所示,在粗糙水平面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,弹簧在自然长度时,小球在O点,现通过小球压缩弹簧到A位置,由静止释放小球,小球从A点开始向右运动,最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为______,长度AO______OB(>/=/<)。
【答案】 ①. 先变大后变小 ②. >
【解析】
【详解】[1]小球从A运动到O的过程中,受到水平向右的弹力、水平向左的摩擦力;开始一段时间内,弹力大于摩擦力,小球做加速运动,其速度不断增大,动能增大;当小球受到的弹力等于摩擦力时,小球的速度最大,动能最大;继续向右运动,弹簧的形变量减小,弹力减小,弹力小于摩擦力,小球做减速运动,动能变小,所以,小球从A点到O点的过程中动能先变大后变小。
[2]把弹簧和小球看做一个整体,小球在A点时速度为0、高度为0,则小球的动能、重力势能和机械能均为0,此时弹簧由于被压缩而具有较大弹性势能;小球在整个运动过程中,需要克服摩擦做功,所以整体的机械能会转化为内能;小球最远运动到B点,此时小球的速度为0、高度为0,则小球的动能、重力势能和机械能均为0,但弹簧被拉长而具有一定的弹性势能;根据能量守恒定律可知,在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能,所以在A点时弹簧的形变量较大,故可知AO大于OB。
18. 小明在探究冰熔化特点时,用酒精灯加热50g的冰,每2分钟完全燃烧的酒精质量均为0.1g,保持加热效率不变时,冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知:冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为________J,实验中4分钟酒精完全燃烧放出的热量为_______J,BC过程中被加热物质的内能将增加_______J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]
【答案】 ①. 1.05×103 ②. 6×103 ③. 1050
【解析】
【详解】冰熔化过程中温度不变,完全熔化成水后温度才会上升,也就是图中的8min~12min,此时段,水温从0℃上升到5℃,水温升高了5℃,冰化成水后质量不变,
所以4min中水吸收的热量为
每2min完全燃烧酒精0.1g,4min燃烧酒精0.2g,所以放出的热量为
BC段物质吸收的热量转化成了物质的内能,BC段也加热4min,所以和CD段吸收热量相同为1050J,所以内能增加了1050J。
三、简答题(4分)
19. 据勘测,在相同的日照下,当湖水温度在32℃的时候,水泥地面的温度可达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃!
(1)请你根据比热容的知识,简要解释这一现象。
(2)类似水泥地、柏油马路这些高温物体在现代城市中比比皆是,形成巨大的热源,烘烤着城市的大气和人们的生活环境。请提出一条改善这一现象的合理建议或措施。(不要求解释)
【答案】见详解
【解析】
【详解】(1)由于水泥和马路表面组成物质的比热容比水的比热容小得多,在相同的日照条件下,水吸热升温较小,所以湖面水的温度较低。
(2)多种植绿色的植物,或多建绿地。
四、计算题(本题共2小题,共12分。要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值和单位。)
20. 某学校九年级物理兴趣小组的同学在家里研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两个完全相同的锅和两个完全相同的天然气灶分别给质量都是1kg的沙子和水加热。他们绘制出的沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知天然气的热值是,加热时平均每分钟消耗2L天然气,则在他们实验的过程中:[水的比热容]
(1)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(2)给沙子加热的2min内,如果天然气完全燃烧,将放出多少热量?
(3)加热沙子的热效率为多大?
【答案】(1)210000J;(2);(3)62.5%
【解析】
【详解】解:(1)因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,从公式可知,沙子温度升得多,所以图a表示的是沙子吸热升温的过程,所以,水吸收的热量是
(2)加热时平均每分钟消耗2L天然气,则加热2min时间消耗的天然气为
放出的热量是
(3)由相同时间内天然气燃烧放出相同的热量,则在2min的时间内
所以天然气对沙子加热的效率
答:(1)加热满2min时,水吸收了210000J热量;
(2)给沙子加热的2min内,如果天然气完全燃烧,将放出热量;
(3)加热沙子的热效率为62.5%。
21. 五一期间,小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游,小汽车以120km/h速度行驶了2h,从油量指示表上估计出消耗汽油约16L。汽油密度ρ=0.75×103kg/m3,汽油热值q=4.5×107J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%。求:
(1)16L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车发动机输出的有用功;
(3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
【答案】(1)5.4×108J;(2)1.62×108J;(3)675N
【解析】
【详解】(1)消耗的汽油体积
汽油质量
汽油完全所释放的热量
(2)发动机的效率为30%,由
得,发动机输出的有用功
(3)汽车行驶的路程
由
可知,汽车牵引力
因汽车匀速行驶,所受的阻力
答:(1)16L汽油完全燃烧放出的热量为5.4×108J。
(2)汽车发动机输出的有用功为1.62×108J。
(3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力是675N。
五、实验探究(本题包含4道题,共24分)
22. 某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程中如图甲、乙、丙所示。
(1)若水平面绝对光滑,本实验_______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
由甲、乙两图可得实验结论:________。
(2)小华同学根据甲、丙两图得出结论:物体动能的大小与质量有关,她的看法是否正确?______(选填“正确”或“错误”),理由是________。
(3)小明将实验进行了改装:用形状相同的塑料球和铁球(铁球质量大)将弹簧压缩到相同程度后放手,如图丁所示;两球离开弹簧时的速度_______(选填“相同”或“不相同”),纸盒被推开的距离_______(选填“相同”或“不相同”)。
【答案】(1) ①. 不能 ②. 质量一定,物体速度越大,动能越大
(2) ①. 错误 ②. 没有控制小球到达水平面速度相同
(3) ①. 不相同 ②. 相同
【解析】
【小问1详解】
实验中通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,若水平面绝对光滑,则木块运动时不受摩擦力作用,撞击后将保持匀速直线运动,不能通过木块移动的距离长短来判断小球动能的大小,所以本实验将不能达到探究目的。
由甲、乙图可知,小球的质量相同,小球从同一斜面的不同高度由静止滑下,到达斜面底部时的速度不同,撞击木块后木块移动的距离不同,说明小球的动能不同,所以得出的实验结论为:质量一定,物体速度越大,动能越大。
【小问2详解】
要探究小球动能与质量的关系,需要控制小球到达水平面时的速度相同,即不同质量的小球从同一高度由静止滑下,而甲、丙两图没有让小球从同一高度滚下,即没有控制小球到达水平面速度相同,因此小明的看法是错误的,不能得出动能大小与质量的关系。
【小问3详解】
弹簧压缩到相同程度,弹簧的弹性势能相同,转化得到的小球总动能相同。两个小球质量不同,动能相同时,速度一定不同,因此离开弹簧时速度不相同;
小球离开弹簧后的动能相同,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,转化出的动能相同,因此木块最终移动的距离相同,这样是不能通过木块移动的距离大小来确定小球动能的与哪个因素有关,不能达到实验目的,故实验不可行。
23. 如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)甲、乙两套装置你选择_______,理由:_______
(2)在两个相同的烧杯中加入初温相同,_______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)
(3)水和煤油温度随时间变化的图像如图丙所示
①根据图丙可判断出a物质是_______.
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b吸收的热量_______a吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”).
③根据图丙可判断出_______的吸热能力强.
(4)本实验除了采用控制变量法以外,还采用相同的热源,通过比较________________来比较水和煤油吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为___________ 法.
【答案】 ①. ( ②. 乙 ③. 质量 ④. 水 ⑤. 等于 ⑥. 水 ⑦. 加热时间 ⑧. 转换法
【解析】
【详解】(1)甲用酒精灯,乙用电加热器,电加热器的规格相同,可确保在相同时间内产生相同的热量,故选乙装置;
(2)要探究物质的吸热能力,需使物质不同,其它条件相同,所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油;
(3)①由图知,a的温度变化较慢,吸热能力较强,可知a是水;
②同是加热3min,水和煤油吸收热量相同;
③由图丙知,相同情况下,a的温度变化慢,吸热能力强,b的吸热能力差;
(4)实验中通过加热时间的长短比较水和煤油吸收热量的多少,用到的是转换法.
故答案为(1)乙;确保在相同时间内产生相同的热量;(2)质量;(3)①水;②等于;③a;(4)加热时间;转换法.
【点睛】本题是有关探究“不同物质吸热能力”的实验题,解答本题的关键是知道实验原理和注意事项;
24. 下面是对比热容和热值研究的实验:
(1)甲图是研究水和醋比热容大小的实验,实验中水和醋的质量相等,若加热相同的时间,水的温度变化小,说明醋的比热容________(填“更大”或“更小”);若让两杯液体升高相同的温度,那么其中________(填“水”或“醋”)加热时间较长;
(2)乙图是研究煤油和菜籽油热值大小的实验,在燃烧灯中应注入________相同的两种燃料,并用它们分别为等________的水加热;
(3)待________后,比较两杯水的温度变化,其中温度变化大的一组装置说明其所用燃料的热值________(选填“大”或“小”)。
【答案】(1) ①. 更小 ②. 水
(2) ①. 质量 ②. 质量
(3) ①. 煤油和菜籽油全部燃烧 ②. 大
【解析】
【小问1详解】
由可知,质量相等的不同物质,加热相同时间即吸收热量相等时,水温度变化更小,说明水的比热容更大,因此醋的比热容更小;
若升高相同温度,比热容越大的物质,需要吸收的热量越多,对应加热时间更长,因此水的加热时间更长。
【小问2详解】
探究热值大小时,根据控制变量法,要保证两种燃料的质量相同,同时被加热的水的质量也相同,才能通过水温变化比较燃料放热多少。
【小问3详解】
根据控制变量法,质量相同的燃料,需要完全燃烧后,再比较水温变化;质量相同的燃料完全燃烧,放出热量越多,水升高的温度越大,由可知,燃料质量相同时,放热越多热值越大,因此温度变化大的一组燃料热值更大。
25. 如图甲所示,是探究小球的重力势能大小与哪些因素有关的实验装置。其中AB是四分之一光滑图弧轨道,BC是粗糙的水平面,木块初始静止在B点,让小球从距水平面高h处由静止释放。小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道,然后与木块发生碰撞,木块运动一段距离后最终停下来。小球可认为是光滑的。如图乙所示。是实验过程中的三个步骤,其中小球质量m1<m2=m3,小球由静止释放的位置距水平面的高度h1=h2<h3。
(1)小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中,小球的重力势能转化为小球的 ___________;
(2)通过观察 ___________来比较小球的重力势能的大小;
(3)步骤一、步骤二中让不同小球从距水平面相同高度h处由静止释放的目的是 ___________。这样是为了探究小球的重力势能大小与 ___________关系。
【答案】 ①. 动能 ②. 木块被小球推动的距离 ③. 使小球到达水平面的速度相同 ④. 质量
【解析】
【详解】(1)[1]小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中,小球的重力势能转化为小球的动能。
(2)[2]该实验通过木块移动的距离大小反映小球重力势能的大小,利用了转换法。
(3)[3][4]比较步骤一、步骤二可以看出小球释放的高度相同,目的是使小球到达水平面的速度相同,小球的质量不同,木块移动的距离不同,所以这两次实验是探究小球的重力势能大小与小球质量的关系。
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2023—2024学年度第一学期“101”行动计划阶段评价
九年级物理学科
一、选择题(每小题2分,共20分。1-7题为单选,8-10题为多选题。多项选择题漏选得1分,错选不得分。)
1. 下列现象中,不能用分子动理论解释的是
A. 海绵很容易被压缩 B. 湿衣服在阳光下逐渐晒干
C. 春天,校园里花香扑鼻 D. 将两个表面光滑的铅块相互紧压后会粘在一起
2. 下列有关热的说法正确的是
A. 晶体在熔化过程中温度不变,内能也不变
B. 某台四冲程汽油机的飞轮转速为2 400 r/min,则1 s内该汽油机对外做功80次
C. 在沿海,由于陆地和大海升、降温快慢不同,所以白天的风通常从大海吹向陆地
D. 热机所用燃料的化学能转化成的内能越多,该热机的效率越高
3. 关于热量、内能和温度,下列说法中正确的是
A. 温度高的物体内能一定大
B. 温度高的物体含有的热量多
C. 物体内能增加,不一定要从外界吸收热量
D. 温度是内能改变的量度
4. 观察图中四组图片,最能说明分子间有吸引力的图是
A. 1cm3的水中有3.35×1022个水分子 B. 肥皂膜实验
C. 酒精与水的融合 D. 墨水滴入水中
5. 用两个相同的电加热器分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若经过相等的时间后,用温度计测得它们的温度正好相等,则下列判断中正确的是( )
A. 甲的比热容大 B. 乙的比热容大 C. 两者的比热容一样大 D. 无法判定
6. 关于燃料的热值,下列说法中正确的是
A. 烧水时,用的燃料越少,燃料的热值越大
B. 燃料燃烧时,放出的热量越多,燃料的热值越大
C. 相同质量的不同燃料,完全燃烧时放出热量较多的燃料,热值较大
D. 不同的燃料完全燃烧,放出相同热量时,所用质量较少的燃料,热值较小
7. 如图1,小球依次向四个方向以相同的速度飞出。某次小球在空中飞行到落地的过程中(不计空气阻力),其动能Ex随时间t变化的图像如图2所示,则这次小球飞出的方向为( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
8. 掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示是小球弹跳的频闪照片,小球在A、B位置的高度一样,下列说法不正确的是( )
A. 小球在A、B两个位置时的机械能相等
B. 小球在C位置的机械能大于小球在A位置时的机械能
C. 小球在弹跳过程中减少的机械能转化为内能
D. 小球弹跳上升到最高点C位置时,瞬间静止,小球受到平衡力作用
9. 如图所示,在金属管内装一些酒精,当迅速来回拉动绕过金属管的粗绳时,筒壁会发热,一会儿,看到紧塞在管口的塞子突然被射出,同时听到“呯”的一声。根据这些现象,下列说法正确的是( )
A. 来回拉动粗绳时,将机械能转化为内能
B. 塞子被射出,将内能转化为机械能
C. 筒壁会发热,原因是克服摩擦做功,物体内能增加
D. 筒壁会发热,原因是酒精的化学能转化为内能
10. 在“比较不同液体比热容大小”的实验中,用相同酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据;若四次实验中,在相同时间内,水、甲、乙、丙吸收的热量相等,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A. 乙液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
B. 甲液体的比热容小于乙液体的比热容
C. 第1次实验中,水吸收的热量一定等于酒精燃烧放出的热量
D. 第3、4次实验中,乙液体吸收的热量等于丙液体吸收的热量
二、填空题(每空1分,共20分)
11. 春暖花开,鸟语花香.闻到花香是因为分子的__________;固体很难被压缩,是因为固体分子间存在着_________;某同学要将水和硫酸铜溶液装入量筒中做“做液体扩散”实验,已知水的密度小于硫酸铜溶液的密度,装好液体后,处于量筒底部的液体应该是______________;装好液体的量筒所处的环境温度越高,液体颜色变均匀所用的时间越短,这说明温度越高,液体扩散得越__________.
12. 如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较,Q甲___________Q乙;液态时它们的比热容c甲___________c乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。
13. 如图所示,是光滑轨道,点的高度大于点的高度,让小球从点由静止开始自由落下,沿轨道到达点后离开(不计空气阻力),从点运动到点的过程中______转化为动能,小球离开点后的运动轨迹最符合______(填“”“”“”或“”)。
14. 完全燃烧0.5m3的页岩气放出的热量为_______J,这些热量的80%被质量为100kg,初温为20℃的水吸收,可使水温升高到_______℃。(q页岩气=4.2×107J/m3;c水=4.2×103J/(kg⋅℃))
15. 鲅鱼水饺是烟台的一种特色小吃,因其鲜嫩清新,滑软鲜香而深受当地人的喜爱,煮饺子的过程中,是通过_______的方式使其内能增加的.若某次煮饺子前,先将1L水由20℃加热到沸腾,假设热量全部被水吸收,则在这个过程中水吸收的热量为 ______J.这些热量相当于完全燃烧___kg的天然气放出的热量(c水=4.2×103J/(kg. ℃),天然气的热值q=8.4×107J/kg,当时为标准气压)
16. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面上,一小球由A点以一定的速度v沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C.小球在A、B两点具有的动能EA、EB的关系是EA___________EB。小球达到最高点C的瞬间,如果受到的力全部消失,小球将保持 ___________状态。
17. 如图所示,在粗糙水平面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,弹簧在自然长度时,小球在O点,现通过小球压缩弹簧到A位置,由静止释放小球,小球从A点开始向右运动,最远运动到B点。则小球从A点到O点的过程中动能的变化情况为______,长度AO______OB(>/=/<)。
18. 小明在探究冰熔化特点时,用酒精灯加热50g的冰,每2分钟完全燃烧的酒精质量均为0.1g,保持加热效率不变时,冰的温度随时间变化的图像如图所示。由此可知:冰全部熔化成水后4分钟吸收热量为________J,实验中4分钟酒精完全燃烧放出的热量为_______J,BC过程中被加热物质的内能将增加_______J。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q酒精=3×107J/kg]
三、简答题(4分)
19. 据勘测,在相同的日照下,当湖水温度在32℃的时候,水泥地面的温度可达到57℃,柏油马路的温度更高达63℃!
(1)请你根据比热容的知识,简要解释这一现象。
(2)类似水泥地、柏油马路这些高温物体在现代城市中比比皆是,形成巨大的热源,烘烤着城市的大气和人们的生活环境。请提出一条改善这一现象的合理建议或措施。(不要求解释)
四、计算题(本题共2小题,共12分。要求写出必要的文字说明、公式、计算过程、数值和单位。)
20. 某学校九年级物理兴趣小组的同学在家里研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两个完全相同的锅和两个完全相同的天然气灶分别给质量都是1kg的沙子和水加热。他们绘制出的沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知天然气的热值是,加热时平均每分钟消耗2L天然气,则在他们实验的过程中:[水的比热容]
(1)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(2)给沙子加热的2min内,如果天然气完全燃烧,将放出多少热量?
(3)加热沙子的热效率为多大?
21. 五一期间,小明爸爸利用家中汽车进行了自驾旅游,小汽车以120km/h速度行驶了2h,从油量指示表上估计出消耗汽油约16L。汽油密度ρ=0.75×103kg/m3,汽油热值q=4.5×107J/kg。小明从物理书上了解到汽油机的效率约为30%。求:
(1)16L汽油完全燃烧放出的热量;
(2)汽车发动机输出的有用功;
(3)汽车匀速行驶过程中所受的阻力。
五、实验探究(本题包含4道题,共24分)
22. 某物理实验小组探究物体的动能大小跟哪些因素有关。用质量不同的两个小钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程中如图甲、乙、丙所示。
(1)若水平面绝对光滑,本实验_______(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
由甲、乙两图可得实验结论:________。
(2)小华同学根据甲、丙两图得出结论:物体动能的大小与质量有关,她的看法是否正确?______(选填“正确”或“错误”),理由是________。
(3)小明将实验进行了改装:用形状相同的塑料球和铁球(铁球质量大)将弹簧压缩到相同程度后放手,如图丁所示;两球离开弹簧时的速度_______(选填“相同”或“不相同”),纸盒被推开的距离_______(选填“相同”或“不相同”)。
23. 如图所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:
(1)甲、乙两套装置你选择_______,理由:_______
(2)在两个相同的烧杯中加入初温相同,_______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)
(3)水和煤油温度随时间变化的图像如图丙所示
①根据图丙可判断出a物质是_______.
②加热3分钟时,b液体比a液体的温度高,那么b吸收的热量_______a吸收的热量(选填“大于”、“小于”或者“等于”).
③根据图丙可判断出_______的吸热能力强.
(4)本实验除了采用控制变量法以外,还采用相同的热源,通过比较________________来比较水和煤油吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为___________ 法.
24. 下面是对比热容和热值研究的实验:
(1)甲图是研究水和醋比热容大小的实验,实验中水和醋的质量相等,若加热相同的时间,水的温度变化小,说明醋的比热容________(填“更大”或“更小”);若让两杯液体升高相同的温度,那么其中________(填“水”或“醋”)加热时间较长;
(2)乙图是研究煤油和菜籽油热值大小的实验,在燃烧灯中应注入________相同的两种燃料,并用它们分别为等________的水加热;
(3)待________后,比较两杯水的温度变化,其中温度变化大的一组装置说明其所用燃料的热值________(选填“大”或“小”)。
25. 如图甲所示,是探究小球的重力势能大小与哪些因素有关的实验装置。其中AB是四分之一光滑图弧轨道,BC是粗糙的水平面,木块初始静止在B点,让小球从距水平面高h处由静止释放。小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道,然后与木块发生碰撞,木块运动一段距离后最终停下来。小球可认为是光滑的。如图乙所示。是实验过程中的三个步骤,其中小球质量m1<m2=m3,小球由静止释放的位置距水平面的高度h1=h2<h3。
(1)小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中,小球的重力势能转化为小球的 ___________;
(2)通过观察 ___________来比较小球的重力势能的大小;
(3)步骤一、步骤二中让不同小球从距水平面相同高度h处由静止释放的目的是 ___________。这样是为了探究小球的重力势能大小与 ___________关系。
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