内容正文:
姜堰四中九年级物理作业
完成时间:90分钟
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 剪子
C. 钳子 D. 起子
2. 教室里,同学们正在调换座位,下列所描述的情境中,人对物体一定做功的是( )
A. 甲抱着一叠课本原地不动
B. 乙在推一张堆满课本的课桌,但未推动
C. 丙背着书包从教室前排匀速走到后排
D. 丁推着一张空课桌在教室地面上前进
3. 下列关于功、功率和机械效率说法正确的是( )
A. 机械做功时间越短,功率越大
B. 机械做功越快,功率越大
C. 机械做功越多,机械效率越高
D. 使用机械可以避免额外功,所以机械效率可以达到100%
4. 下列关于温度、热量和内能说法正确的是( )
A. 热量可以从内能少的物体传给内能多的物体
B. 物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C. 物体的温度越高,具有的热量越多
D. 物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量
5. 下列实例中与水的比热容有关的是( )
A. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
B. 北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
C. 天热时在地面上洒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
6. 甲、乙两物体,比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A. 3∶2 B. 2∶9 C. 9∶2 D. 4∶5
7. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程,下列说法正确的是( )
A. 动能增加,重力势能不变,机械能增加 B. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小 D. 动能减小,重力势能增加,机械能不变
8. 用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系,下列小球说法正确的是( )
A. 将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放
B. 木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小
C. 木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的
D. 若水平面绝对光滑,实验不能达到探究目的
9. 在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,关于如图所示的“陆风”下列说法正确的是( )
A. 陆地的比热容大于海水的比热容
B. 海洋上方的空气温度升高,密度变大
C. “陆风”发生在白天,且陆地温度高于海水温度时
D. “陆风”发生在夜晚,且海水温度高于陆地温度时
10. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动,直至停下来。下列说法不正确的是( )
A. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,重力势能减小,弹性势能增加
B. 铁罐在水平面向前滚动时,弹性势能转化为动能
C. 铁罐在斜面上从最低处滚回到最高处,重力势能增加,弹性势能减小
D. 铁罐不能滚回到原来的最高处
11. 如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。滑轮的机械效率为90%,不计绳重和摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 动滑轮重80N
C. 拉力F的功率为360W D. 拉力F为800N
12. 用如图甲所示的装置探究不同物质吸热升温的现象。两个相同试管内分别装有100g水和食用油,同时放置在红外加热器中,用温度传感器分别测得水和食用油的温度随时间变化图像如图乙所示[J/(kg⋅℃)],下列说法中正确的是( )
A. 实验中通过温度的变化来比较水和食用油吸收热量的多少
B. 加热3min,食用油吸收的热量比水多
C. 食用油的比热容为J/(kg⋅°C)
D. 水吸热升温比食用油快
二、填空题(每空1分,共23分)
13. 生活中常常用到简单机械,比如骑自行车上坡时往往要走“S”形路线,因为爬上坡顶的过程,不管路线如何,升高的高度相同,但走的“S”形路线越长相当于斜面越长,斜面越长则越______(选填“省力”或“费力”)。如图所示,手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
14. 小文在上学路上发现商贩在用沙子翻炒栗子,如图所示。翻炒栗子用沙子的主要原因是因为沙子的比热容较 ___________(选填“大”或“小”);栗子飘出诱人的香味,这是 ___________现象;最终栗子被炒熟是通过 ___________的方式使栗子内能增加,温度升高。
15. 图甲是一种落地式海报架,图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆,水平向右的风将其吹倒的瞬间,支点是______(选填“A”、“B”或“C”),若要使海报架抵抗更大的风力,可以采取的措施是______(写出一条即可)。
16. 重500N的物体,放在水平地面上,小华用100N的水平推力,使其匀速直线运动了5m,在此过程中重力做的功为________J,小华推力做的功为________J;小明用100N的水平推力推水平面上另一物体加速运动5m,则小华推力做的功________(大于/小于/等于)小明推力做的功。
17. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
18. 人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组,将重900N的物体匀速提升6m,用时15s,则所做的有用功为_____J,拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示(忽略绳重和摩擦),滑轮组的机械效率是_____。
19. 甲、乙两颗相同的子弹,飞向同一块木板,结果甲子弹穿透木板,乙子弹嵌在木板里,则甲子弹的动能______乙子弹的动能,甲子弹的速度______(均选填“大于”、“小于”或“等于”)乙子弹的速度,判断的依据是甲子弹能够______较多。
20. 图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C,D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在___________点最大,B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是___________(选填“变化”或“不变”)的。
21. 对0.5kg的某固体均匀加热(假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同,不考虑质量的变化),其温度随时间变化图像如图所示。由图可知,它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是______该物质在熔化过程中温度不变,内能 ______;已知该物质固态时的比热容为 则它在熔化过程中吸收的热量为______ J。
三、简答题(共53分)
22. 作图题
(1)如图所示,O为杠杆ABO的支点,请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
(2)如图所示,用羊角锤撬钉子,在锤柄点处画出所施加的最小动力和其力臂。
(3)如图所示,小明站在地面上用一个滑轮组提升重物,请在图中画出绕线方法。
23. 用如图所示滑轮组提升重物。人用100N的拉力F,30s内使重为180N的物体匀速上升了6m。不计绳重和摩擦,求:
(1)人拉绳子做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若所拉物体的重为280N,则滑轮组的机械效率为多少?
24. 氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为。求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为400kg,温度为15℃的水加热(不计热量损失),水的末温是多少摄氏度?已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃)
(3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
25. 学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上时的功率,如图所示。
(1)实验中依据的原理是(写公式):______;
(2)需要的测量工具有体重计、秒表和______。
(3)小刚测出了自己的质量为m,做引体向上的次数n及所用的时间t,还需测出自己每做一次引体向上时______。则他做引体向上时功率的表达式是______。
(4)爱动脑的小刚想课后和几位同学开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动.他设计了三套方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。
则上述方案中可行的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以
26. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,用同一个滑轮组做了3次实验,实验数据记录如下表所示。
序号
钩码总重
G/N
钩码上升
高度h/m
测力计
拉力F/N
测力计移动
距离s/m
机械效率
η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1
0.3
66.7%
3
3
0.1
0.3
(1)请根据表中的实验数据 ,在图甲中完成滑轮组的绕线;
( )
(2)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直__________向上拉动弹簧测力计;
(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数如图乙所示,则测力计的拉力为__________N,滑轮组的机械效率约为__________%(结果保留至0.1%);
(4)分析以上3次实验数据,能得到的结论是:用同一滑轮组提升重物时,重物的重力越大,滑轮组的机械效率越__________(选填“高”或“低”)。
27. 某兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,应将杠杆左端的平衡螺母向________(左/右)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是________;
(2)如图乙所示,将弹簧测力计竖直向下拉动,若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡,则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是________;
A. 减少钩码的数量
B. 将弹簧测力计的悬挂点向右移动
C. 将弹簧测力计的悬挂点向左移动
D. 将钩码的悬挂点向右移动
(3)另一小组实验时的情景如图丙所示,拉力与杠杆的夹角为,小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力拉力始终处于量程内和夹角的关系图像,请你根据图像结合所学知识推测时对应的弹簧测力计的拉力________;
(4)第三小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究,发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符,其主要原因是:________________;若将钩码的悬挂点由A移至C钩码个数不变,和的位置也不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将__________(变大/变小/不变)。
28. 如图所示,在“研究物体动能与速度、质量的关系”实验中,小明将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处静止滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB)推动纸盒在水平木板上运动一段距离后静止。
(1)实验中通过观察______比较动能的大小;
(2)小明依次完成甲、乙、丙三次实验,分析比较实验甲与实验乙可得出结论是:______,甲、乙两次实验中若将纸盒拿走,则小球静止时在水平面上克服阻力做功WA______WB。(木板足够长,选填“>”、“<”或“=”)。要探究另一个影响因素应该选择______两次实验,若丙中纸盒滑出木板,则对丙实验过程可以采取的措施是______;
A.减小C球的质量 B.增大纸盒的质量 C.降低C球的高度
(3)小明认为通过甲、乙两次实验也可探究重力势能与高度关系,他的想法______(选填“可行”或“不可行”);
(4)图丁中,若将两个质量不同的小球(mA>mB)分别压缩同一弹簧至相同长度并由静止释放,同一木块受撞击后移动的距离sA______sB(不考虑碰撞时能量损失,选填“>”、“<”或“=”)。
29. 某班同学利用如图所示的实验装置探究甲、乙两液体的吸热升温特点,在相同的容器中装入等质量的两种不同液体,用相同的热源加热。
(1)在图中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有秒表和______。加热过程中,甲、乙两液体吸收热量的多少是通过______来判断的;
(2)设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是______;
A. 采用完全相同的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量相同
C. 取相同质量的甲、乙液体 D. 盛放甲、乙液体的容器相同
(3)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表;
小组
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
甲
200
25
40
13.5
乙
200
25
40
6.5
2
甲
200
25
40
12
乙
200
25
40
5.5
通过分析实验数据可知:质量相同的两种液体升高相同的温度,______吸收热量多,说明______的比热容大(选填“甲”或“乙”);
(4)停止加热,忽略质量变化,则甲、乙两杯中液体在降低相同温度的过程中,甲放出的热量与降低的温度之比______乙放出的热量与降低的温度之比。(选填“>”、“<”或“=”)
30. 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,假设热损失相同。
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使________(石棉网/温度计)处于适当的高度;
(2)实验中应控制燃料燃烧的________(时间/质量)相同,根据________比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)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。
(4)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________。
(5)实验所用燃料为煤油,小明同学先计算出水吸收的热量,再计算出煤油的热值,发现结果与资料中给出的煤油热值相比________(偏大/偏小)。
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姜堰四中九年级物理作业
完成时间:90分钟
一、选择题(每题2分,共24分)
1. 如图所示的四种用具中,正常使用时属于费力杠杆的是( )
A. 镊子 B. 剪子
C. 钳子 D. 起子
【答案】A
【解析】
【详解】A.镊子在使用过程中,阻力臂大于动力臂,是费力杠杆,故A符合题意;
B.剪子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故B不符合题意;
C.钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C不符合题意;
D.起子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故D不符合题意。
故选A。
2. 教室里,同学们正在调换座位,下列所描述的情境中,人对物体一定做功的是( )
A. 甲抱着一叠课本原地不动
B. 乙在推一张堆满课本的课桌,但未推动
C. 丙背着书包从教室前排匀速走到后排
D. 丁推着一张空课桌在教室地面上前进
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲抱着一叠课本原地不动,有力但没有距离,所以不做功,故A不符合题意;
B.乙在推一张堆满课本的课桌,但未推动,有力但没有距离,所以不做功,故B不符合题意;
C.丙背着书包从教室前排匀速走到后排,虽然有力也有距离,但距离不是在力的方向上,所以不做功,故C不符合题意;
D.丁推着一张空课桌在教室地面上前进,有力且在力的方向上移动了距离,所以做功,故D符合题意。
故选D。
3. 下列关于功、功率和机械效率说法正确的是( )
A. 机械做功时间越短,功率越大
B. 机械做功越快,功率越大
C. 机械做功越多,机械效率越高
D. 使用机械可以避免额外功,所以机械效率可以达到100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.功率是做功快慢的物理量,机械做功相同时,时间越短,功率越大,做功的多少不知,无法比较功率的大小,故A错误;
B.功率是指做功快慢的物理量,所以机械做功越快,功率越大,故B正确;
C.机械效率是有用功与总功的比值,总功相同时,有用功越多,机械效率越高,若机械做的总功越多,额外功也多,则机械效率不是越高,故C错误;
D.使用机械不可避免要做额外功,有用功总小于总功,所以机械效率不可能达到100%,故D错误。
故选B。
4. 下列关于温度、热量和内能说法正确的是( )
A. 热量可以从内能少的物体传给内能多的物体
B. 物体从外界吸收了热量,温度一定升高
C. 物体的温度越高,具有的热量越多
D. 物体的内能增加,则一定是从外界吸收了热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.两个不同温度的物体相接触发生热传递时,热量总是从高温物体传给低温物体,所以可以从内能少的物体传给内能多的物体,故A正确;
B.物体吸从外界收热量,温度不一定会升高,比如晶体熔化过程,虽然吸收热量,但温度不变,故B错误;
C.热量是过程量,只能说“吸收或放出”,不能说“含有或具有”,故C错误;
D.物体内能增加,可能是外界对物体做功,也有可能是发生了热传递,故D错误。
5. 下列实例中与水的比热容有关的是( )
A. 沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小
B. 北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂
C. 天热时在地面上洒水是为了降低室内温度
D. 刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些
【答案】A
【解析】
【详解】A.内陆地区沙子多水少,沙子的比热容比水小,白天在太阳的照射下,受热情况相同时,沙子的温度上升比水多,而晚上在同样的放热情况下,沙子的温度下降得也多,所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大,与水的比热容有关,故A符合题意;
B.北方冬天气温较低,户外的水管容易冻裂,是因为水结冰时,质量不变,密度变小,由可知,体积变大,与水的比热容无关,故B不符合题意;
C.天热时在地面上洒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度,与水的比热容无关,故C不符合题意;
D.刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些,是加快了衣服表面的空气流动速度而加快了蒸发,与水的比热容无关,故D不符合题意。
故选A。
6. 甲、乙两物体,比热容之比为2∶3,吸收热量之比为3∶1,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比为( )
A. 3∶2 B. 2∶9 C. 9∶2 D. 4∶5
【答案】C
【解析】
【详解】已知,
因为甲、乙升高的温度相同,即
根据热量计算公式变形可得
所以甲、乙两物体质量之比为
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7. 2025年4月24日,搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站。关于神舟二十号飞船加速升空的过程,下列说法正确的是( )
A. 动能增加,重力势能不变,机械能增加 B. 动能增加,重力势能增加,机械能增加
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小 D. 动能减小,重力势能增加,机械能不变
【答案】B
【解析】
【详解】飞船加速升空的过程中,质量不变,速度变快,故动能增加,高度变高,故重力势能增加,机械能是动能和势能的总和,故机械能也增加,故ACD错误,B正确。
故选B。
8. 用如图所示的装置探究动能大小与速度的关系,下列小球说法正确的是( )
A. 将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放
B. 木块在滑行过程中受到的摩擦力逐渐减小
C. 木块静止时所受弹力是由木块下表面形变产生的
D. 若水平面绝对光滑,实验不能达到探究目的
【答案】D
【解析】
【详解】A.将不同质量的小球从斜面的同一高度由静止开始释放,控制小球的质量不同,速度相同,因此探究的是动能大小与质量的关系,故A错误;
B.木块在滑行过程中对水平面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,木块受到的滑动摩擦力不变,故B错误;
C.木块静止时所受的弹力是地面施加的,是由于地面在恢复形变时对木块产生的,所以发生形变的是地面,故C错误;
D.根据牛顿第一定律,若水平面绝对光滑,木块被撞击后,木块在水平方向上不受外力,所以将做匀速直线运动,因此无法比较木块滑行的距离,就不能通过木块被撞击后移动的距离大小来比较小球的动能大小,从而不能达到探究目的,故D正确。
故选D。
9. 在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,关于如图所示的“陆风”下列说法正确的是( )
A. 陆地的比热容大于海水的比热容
B. 海洋上方的空气温度升高,密度变大
C. “陆风”发生在白天,且陆地温度高于海水温度时
D. “陆风”发生在夜晚,且海水温度高于陆地温度时
【答案】D
【解析】
【详解】A.陆地的主要组成是泥土和砂石,水的比热容大于泥土、砂石的比热容,所以陆地的比热容小于海水的比热容,故A错误;
B.海洋上方的空气温度升高,体积膨胀,密度变小,故B错误;
CD.夜晚海面温度降低的慢,温度高,空气上升,陆地温度降低的快,温度低,空气下降,风从陆地吹向大海,故C错误,D正确。
故选D。
10. 如图所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到罐子在斜面和水平面上来回滚动,直至停下来。下列说法不正确的是( )
A. 铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,重力势能减小,弹性势能增加
B. 铁罐在水平面向前滚动时,弹性势能转化为动能
C. 铁罐在斜面上从最低处滚回到最高处,重力势能增加,弹性势能减小
D. 铁罐不能滚回到原来的最高处
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁罐在斜面上从最高处滚到最低处,高度降低,质量不变,重力势能减小。同时在铁罐滚动过程中橡皮筋发生弹性形变,弹性形变程度增大,弹性势能增加,故A正确,不符合题意;
B.铁罐在水平面向前滚动时,质量不变,速度逐渐减小,动能减小;橡皮筋的弹性形变程度逐渐增大,弹性势能增加,是动能转化为弹性势能,而不是弹性势能转化为动能,故B错误,符合题意;
C.铁罐在斜面上从最低处滚回到最高处,高度升高,质量不变,重力势能增加。橡皮筋的弹性形变程度逐渐减小,弹性势能减小,故C正确,不符合题意;
D.由于在整个过程中存在摩擦等阻力,机械能会不断减小,所以铁罐不能滚回到原来的最高处,故D正确,不符合题意。
故选B。
11. 如图甲所示,用拉力F竖直向上匀速提升重720N的货物,货物移动的距离与时间的关系如图乙所示。滑轮的机械效率为90%,不计绳重和摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的速度为0.5m/s B. 动滑轮重80N
C. 拉力F的功率为360W D. 拉力F为800N
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图乙可知,当货物上升2m,所用的时间为4s,则货物移动的速度为
由图可知n=2,绳子自由端移动的速度为
故A不符合题意;
B.不计绳重和摩擦,拉力F为
解得G动=80N
故B符合题意;
C.拉力F的功率为
故C不符合题意;
D.该动滑轮的机械效率为
解得F=400N
故D不符合题意。
故选B。
12. 用如图甲所示的装置探究不同物质吸热升温的现象。两个相同试管内分别装有100g水和食用油,同时放置在红外加热器中,用温度传感器分别测得水和食用油的温度随时间变化图像如图乙所示[J/(kg⋅℃)],下列说法中正确的是( )
A. 实验中通过温度的变化来比较水和食用油吸收热量的多少
B. 加热3min,食用油吸收的热量比水多
C. 食用油的比热容为J/(kg⋅°C)
D. 水吸热升温比食用油快
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同的加热器对其加热时,即表明在相同的时间内两种液体所吸收的热量是相同的,所以加热时间的长短,表明液体吸收热量的多少。实验中通过加热时间的长短来比较水和食用油吸收热量的多少,故A错误;
B.加热3min,食用油吸收的热量和水一样多,故B错误;
C.内,水和食用油吸收的热量相同,由图像可知水的温度从上升到,食用油的温度从上升到,则
得
故C正确;
D.由图像可知,加热相同时间,水吸热升温比食用油慢,故D错误。
故选C。
二、填空题(每空1分,共23分)
13. 生活中常常用到简单机械,比如骑自行车上坡时往往要走“S”形路线,因为爬上坡顶的过程,不管路线如何,升高的高度相同,但走的“S”形路线越长相当于斜面越长,斜面越长则越______(选填“省力”或“费力”)。如图所示,手柄______(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
【答案】 ①. 省力 ②. 粗
【解析】
【详解】[1]在斜面高度一定时,斜面越长越省力,骑自行车上坡时往往要走“S”形路线,增大了斜面的长度,更省力。
[2]螺丝刀实质上是一个轮轴,前面金属杆是轴,手柄是轮,手柄越粗,轮半径越大,越省力。
14. 小文在上学路上发现商贩在用沙子翻炒栗子,如图所示。翻炒栗子用沙子的主要原因是因为沙子的比热容较 ___________(选填“大”或“小”);栗子飘出诱人的香味,这是 ___________现象;最终栗子被炒熟是通过 ___________的方式使栗子内能增加,温度升高。
【答案】 ①. 小 ②. 扩散 ③. 热传递
【解析】
【详解】[1]翻炒栗子用沙子是利用了沙子的比热容较小的特点,吸热升温快,便于给栗子加热。
[2]人能闻到栗子发出的香味,是栗子里的香味分子进入了空气中被人闻到。这是扩散现象。
[3]炒栗子时沙子温度高,栗子温度低,两者存在温度差,热量由沙子传递给栗子,是通过热传递的方式来增大栗子的内能,从而炒熟栗子的。
15. 图甲是一种落地式海报架,图乙是海报架的侧视结构示意图。若视海报架为杠杆,水平向右的风将其吹倒的瞬间,支点是______(选填“A”、“B”或“C”),若要使海报架抵抗更大的风力,可以采取的措施是______(写出一条即可)。
【答案】 ①. C ②. 增大∠BAC角度
【解析】
【详解】[1]根据图片可知,水平向右的风将其吹倒的瞬间,架子绕着C点向右翻倒,故支点为C点。
[2]从支点到力作用线的距离叫力臂,重力G的力臂L2,如图所示:
根据图片可知,∠BAC角度越大,重力G的力臂L2越长,重力G大小不变,根据杠杆平衡原理F1L1=F2L2可知,此时可承受更大的阻力,故若要使海报架抵抗更大的风力,应增大∠BAC角度。
16. 重500N的物体,放在水平地面上,小华用100N的水平推力,使其匀速直线运动了5m,在此过程中重力做的功为________J,小华推力做的功为________J;小明用100N的水平推力推水平面上另一物体加速运动5m,则小华推力做的功________(大于/小于/等于)小明推力做的功。
【答案】 ①. 0 ②. 500## ③. 等于
【解析】
【详解】因重力方向竖直向下,物体沿水平方向运动,重力方向上移动距离为0,所以重力做功为0;小华推力做的功为
小明推力做的功为
故小华推力做的功等于小明推力做的功。
17. 如图甲,A、B是两个完全相同的物体,琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,请问对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J。
【答案】 ①. 2 ②. 0.5
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功
W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2] A、B是两个完全相同的物体,都拉到斜面顶端,故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同;由图乙可知,对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功
WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
18. 人在绳子自由端用拉力F通过图甲所示的滑轮组,将重900N的物体匀速提升6m,用时15s,则所做的有用功为_____J,拉力做的功W随时间t变化的图象如图乙所示(忽略绳重和摩擦),滑轮组的机械效率是_____。
【答案】 ①. 5400 ②. 90%
【解析】
【分析】从图乙中可看出15s时总功为6000J,便可求出机械效率。
【详解】[1]所做的有用功为
[2]从图乙中可看出15s时总功为6000J
19. 甲、乙两颗相同的子弹,飞向同一块木板,结果甲子弹穿透木板,乙子弹嵌在木板里,则甲子弹的动能______乙子弹的动能,甲子弹的速度______(均选填“大于”、“小于”或“等于”)乙子弹的速度,判断的依据是甲子弹能够______较多。
【答案】 ①. 大于 ②. 大于 ③. 做的功
【解析】
【分析】
【详解】[1]运动的子弹具有动能,穿过木板时,要克服摩擦做功,其动能转化为内能,穿透的子弹比嵌在木板的子弹运动距离长,做功多,所以甲子弹的动能大。
[2]因为质量相同,甲动能大,所以甲速度大。
[3]运动的子弹具有动能,穿过木板时,要克服摩擦做功,甲子弹穿透木板,乙子弹嵌在木板里,甲运动距离长,做功多。
20. 图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C,D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在___________点最大,B点重力势能的大小___________E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是___________(选填“变化”或“不变”)的。
【答案】 ①. C ②. 等于 ③. 变化
【解析】
【详解】(1)[1]过山车在B点重力势能最大,在下降的过程中,重力势能转化为动能,再加上之前前进的动能,所以在C点动能最大。
[2]由图乙可知,B点的重力势能与E点的动能大小在一个水平线上。所以大小相等。
[3]因为有摩擦以及空气阻力的原因,一部分机械能转化为内能,所以过山车的机械能是变化的。
21. 对0.5kg的某固体均匀加热(假设被加热物质在单位时间内吸收的热量相同,不考虑质量的变化),其温度随时间变化图像如图所示。由图可知,它在AB段和CD段对应物质的比热容之比是______该物质在熔化过程中温度不变,内能 ______;已知该物质固态时的比热容为 则它在熔化过程中吸收的热量为______ J。
【答案】 ①. 1∶4 ②. 增大 ③. 1.5×104
【解析】
【详解】[1]AB段和CD段物质的质量m相同,由图像知,AB段和CD段物质升高的温度之比为2∶1,加热时间之比为1∶2,所以吸收的热量之比为1∶2,则AB段和CD段对应物质的比热容之比
[2]该物质在熔化过程中不断吸热,内能增加。
[3]由图可知在AB段该物质的加热时间为2min,该物质的温度升高了
则该物质AB段吸收的热量为
由题知物质在相同的时间内吸收的热量是相同的,而该物质的熔化过程用时是
是AB段加热时间的3倍,所以该物质熔化过程中吸收的热量为
三、简答题(共53分)
22. 作图题
(1)如图所示,O为杠杆ABO的支点,请画出该杠杆的动力臂和所受阻力的示意图。
(2)如图所示,用羊角锤撬钉子,在锤柄点处画出所施加的最小动力和其力臂。
(3)如图所示,小明站在地面上用一个滑轮组提升重物,请在图中画出绕线方法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
作用在杠杆上的动力F,实际上是沿着绳向上的,只是定滑轮改变了力的方向,故作用在杠杆的动力F的作用线也是沿着绳的方向的,因此从支点O向斜拉杠杆A端的动力作用线作垂线,支点到垂足的线段就是动力臂,标注即可。杠杆的阻力是重物对杠杆的拉力,因此在B点沿竖直向下的方向画带箭头的线段,标注即为阻力的示意图。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件可知,在阻力、阻力臂固定时,动力臂越长动力越小;支点O到作用点A的连线是A点处能作出的最长动力臂,故用虚线连接OA,该线段即为最小动力臂;过A点作垂直于OA的带箭头线段,方向为斜向左上方,标注,即为最小动力示意图。
【小问3详解】
小明站在地面上提升重物,最终绳子自由端的方向是向下连接到人手的;故将绳子的一端先固定在定滑轮的下挂钩上,向下绕过动滑轮,再向上绕过定滑轮,最后绳子自由端向下落在站在地面上的人手中即可。
23. 用如图所示滑轮组提升重物。人用100N的拉力F,30s内使重为180N的物体匀速上升了6m。不计绳重和摩擦,求:
(1)人拉绳子做功的功率;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)若所拉物体的重为280N,则滑轮组的机械效率为多少?
【答案】(1)60W;(2)60%;(3)70%
【解析】
【详解】解:(1)与动滑轮接触的绳子有3条,物体上升了6m,绳子自由端移动的距离为
拉力做的功为
拉力做功的功率为
不计绳重与摩擦,有
(2)有用功为
机械效率为
(3)若所拉物重280N,机械效率为
答:(1)人拉绳子做功的功率为60W。
(2)拉180N重的物体时,机械效率为60%。
(3)拉280N的物体时,机械效率为70%。
24. 氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值为。求:
(1)质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为400kg,温度为15℃的水加热(不计热量损失),水的末温是多少摄氏度?已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃)
(3)某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶,如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功,能使该汽车匀速行驶多长时间?
【答案】(1)4.2×107J
(2)40℃ (3)150s
【解析】
【小问1详解】
0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
水吸收的热量
由得,水升高温度
水的末温为
【小问3详解】
由题知汽车所做的功
由得公交车行驶时间
25. 学习了功率的知识后,小刚想粗略地测算自己在单杠上做引体向上时的功率,如图所示。
(1)实验中依据的原理是(写公式):______;
(2)需要的测量工具有体重计、秒表和______。
(3)小刚测出了自己的质量为m,做引体向上的次数n及所用的时间t,还需测出自己每做一次引体向上时______。则他做引体向上时功率的表达式是______。
(4)爱动脑的小刚想课后和几位同学开展“比一比谁在爬楼过程中的功率大”的活动.他设计了三套方案:
①测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出爬楼的功率并进行比较;
②控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬楼的高度,算出爬楼做的功并进行比较;
③控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼的时间,算出体重和时间的比值并进行比较。
则上述方案中可行的是( )
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③都可以
【答案】(1)
(2)刻度尺 (3) ①. 人上升的高度h ②.
(4)D
【解析】
【小问1详解】
测量功率的原理。
【小问2详解】
根据功率的计算公式
可知,需知道体重、楼高和所用的时间,因此需要的实验器材为:体重计、秒表、刻度尺。
【小问3详解】
引体向上是克服自身的重力做功,所以在测出自身重力的同时,还需要测出人上升的高度h;功率的表达式为
【小问4详解】
①测出各自的体重、爬楼时间和爬楼的高度,根据求出功率,直接比较功率的大小;
②控制爬楼的时间相同,测出各自的体重,爬楼的高度,若Gh越大,功率就越大;
③控制爬楼高度相同,测出各自的体重,爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;所以三种方法都是可以的。
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
26. 小明在测量滑轮组机械效率的实验中,用同一个滑轮组做了3次实验,实验数据记录如下表所示。
序号
钩码总重
G/N
钩码上升
高度h/m
测力计
拉力F/N
测力计移动
距离s/m
机械效率
η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1
0.3
66.7%
3
3
0.1
0.3
(1)请根据表中的实验数据 ,在图甲中完成滑轮组的绕线;
( )
(2)实验中,使用滑轮组提升重物时,应竖直__________向上拉动弹簧测力计;
(3)进行第3次测量时,弹簧测力计示数如图乙所示,则测力计的拉力为__________N,滑轮组的机械效率约为__________%(结果保留至0.1%);
(4)分析以上3次实验数据,能得到的结论是:用同一滑轮组提升重物时,重物的重力越大,滑轮组的机械效率越__________(选填“高”或“低”)。
【答案】 ①. ②. 匀速 ③. 1.4N ④. 71.4% ⑤. 高
【解析】
【详解】(1)[1]由表格中数据知,物体上升的高度,绳端移动的距离,由可得绳子股数
滑轮组的绕线如图所示
(2)[2]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升。
(3)[3]图中弹簧测力计的分度值为0.2N,所以拉力。
[4]第3次试验时,滑轮组的机械效率为
[5]分析1、2、3次实验数据可知,三次实验所用滑轮组相同,提升的物体越重,滑轮组的机械效率越高,所以可得使用同一滑轮组,提高物重可以提高滑轮组的机械效率。
27. 某兴趣小组在探究“杠杆平衡条件”的实验中。
(1)挂钩码前,杠杆在如图甲所示的位置静止,应将杠杆左端的平衡螺母向________(左/右)调节,使杠杆在水平位置平衡,这样调节的目的是________;
(2)如图乙所示,将弹簧测力计竖直向下拉动,若此时弹簧测力计的拉力逐渐增大到量程最大值仍不能使杠杆保持水平平衡,则下列操作不可能使杠杆水平平衡的是________;
A. 减少钩码的数量
B. 将弹簧测力计的悬挂点向右移动
C. 将弹簧测力计的悬挂点向左移动
D. 将钩码的悬挂点向右移动
(3)另一小组实验时的情景如图丙所示,拉力与杠杆的夹角为,小组同学多次实验后绘制了如图丁所示的拉力拉力始终处于量程内和夹角的关系图像,请你根据图像结合所学知识推测时对应的弹簧测力计的拉力________;
(4)第三小组同学换用如图戊所示的杠杆进行了深入探究,发现与前面的杠杆平衡条件的结论并不相符,其主要原因是:________________;若将钩码的悬挂点由A移至C钩码个数不变,和的位置也不变,仍将钩码提升相同的高度,则杠杆的机械效率将__________(变大/变小/不变)。
【答案】(1) ①. 左 ②. 便于测量力臂,同时消除杠杆自身重力对实验的影响 (2)C
(3)4 (4) ①. 杠杆自身的重力对杠杆平衡有影响 ②. 变大
【解析】
【小问1详解】
观察图甲可知杠杆右端下沉、左端上翘,平衡螺母需要向杠杆上翘的左侧调节,使杠杆在水平位置平衡;该调节的目的有两个:一是可以直接通过杠杆上的刻度读取力臂大小,二是消除杠杆自身重力对实验结果的影响。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件,当前左侧钩码的重力与对应力臂的乘积,大于弹簧测力计量程最大值与当前拉力力臂的乘积,逐个分析选项:
A选项:减少钩码数量,左侧总重力减小,左侧力和力臂的乘积减小,可以实现杠杆平衡;
B选项:弹簧测力计悬挂点向右移动,拉力的力臂变大,右侧力和力臂的乘积增大,可以实现杠杆平衡;
C选项:弹簧测力计悬挂点向左移动,拉力的力臂变小,右侧力和力臂的乘积进一步减小,无法实现杠杆平衡;
D选项:钩码悬挂点向右移动,钩码对应的力臂变小,左侧力和力臂的乘积减小,可以实现杠杆平衡。因此不可能使杠杆水平平衡的是C选项。
【小问3详解】
当时,拉力方向与杠杆垂直,此时拉力的力臂等于拉力作用点到支点O的距离,力臂达到最大值,对应拉力最小为2N。
当时,拉力与杠杆的夹角为,此时拉力的力臂:
即此时的力臂是时力臂的一半。由于阻力和阻力臂均不变,根据杠杆平衡条件:,解得。
【小问4详解】
图戊的杠杆支点在杠杆最右端,杠杆的重心不在支点上,杠杆自身的重力会对杠杆平衡产生额外的影响,因此实验结果和之前的杠杆平衡条件结论不相符;
将钩码悬挂点从A移至C,钩码个数不变、提升高度相同时,有用功保持不变;由于C点距离支点O更远,钩码上升相同高度时,杠杆转过的角度更小,杠杆自身重心上升的高度更低,克服杠杆自重做的额外功更小,根据机械效率公式,可知杠杆的机械效率将变大。
28. 如图所示,在“研究物体动能与速度、质量的关系”实验中,小明将A、B、C三小球先后从同一装置的hA、hB、hC高处静止滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB)推动纸盒在水平木板上运动一段距离后静止。
(1)实验中通过观察______比较动能的大小;
(2)小明依次完成甲、乙、丙三次实验,分析比较实验甲与实验乙可得出结论是:______,甲、乙两次实验中若将纸盒拿走,则小球静止时在水平面上克服阻力做功WA______WB。(木板足够长,选填“>”、“<”或“=”)。要探究另一个影响因素应该选择______两次实验,若丙中纸盒滑出木板,则对丙实验过程可以采取的措施是______;
A.减小C球的质量 B.增大纸盒的质量 C.降低C球的高度
(3)小明认为通过甲、乙两次实验也可探究重力势能与高度关系,他的想法______(选填“可行”或“不可行”);
(4)图丁中,若将两个质量不同的小球(mA>mB)分别压缩同一弹簧至相同长度并由静止释放,同一木块受撞击后移动的距离sA______sB(不考虑碰撞时能量损失,选填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)纸盒移动的距离
(2) ①. 当质量一定时,速度越大,动能越大 ②. > ③. 甲、丙 ④. A
(3)可行 (4)=
【解析】
【小问1详解】
实验中运用转换法,通过观察纸盒移动的距离来比较动能的大小。
【小问2详解】
[1]甲乙两实验中,小球的质量是相同的,下滑的高度不同,小球达到斜面底端的速度不同,且小球的速度越大,将纸盒推动的距离越远,小球的动能越大,因此可得结论为:当质量一定时,速度越大,动能越大。
[2]小球运动过程中,克服阻力做功,该过程中将动能转化为内能,由于甲实验中小球的动能大,则克服阻力做的功多,即WA>WB。
[3]要探究动能与质量的关系,应控制小球在斜面上下滑的高度相同,改变小球的质量,因此选择甲丙两实验。
[4]实验中纸盒滑出木板,说明小球具有的动能过大,由于探究动能与质量的关系,所以不能改变小球的速度,即小球在斜面上的高度不变,可以减小C的质量,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
【小问3详解】
重力势能的大小与质量和高度有关,小球的质量相同,滚下的高度不同,具有的重力势能就不同,实验过程小球的重力势能转化为动能,故该方案可行。
【小问4详解】
若用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后 静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧的弹性势能相同,转化成的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同。
29. 某班同学利用如图所示的实验装置探究甲、乙两液体的吸热升温特点,在相同的容器中装入等质量的两种不同液体,用相同的热源加热。
(1)在图中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有秒表和______。加热过程中,甲、乙两液体吸收热量的多少是通过______来判断的;
(2)设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是______;
A. 采用完全相同的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量相同
C. 取相同质量的甲、乙液体 D. 盛放甲、乙液体的容器相同
(3)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表;
小组
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
甲
200
25
40
13.5
乙
200
25
40
6.5
2
甲
200
25
40
12
乙
200
25
40
5.5
通过分析实验数据可知:质量相同的两种液体升高相同的温度,______吸收热量多,说明______的比热容大(选填“甲”或“乙”);
(4)停止加热,忽略质量变化,则甲、乙两杯中液体在降低相同温度的过程中,甲放出的热量与降低的温度之比______乙放出的热量与降低的温度之比。(选填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1) ①. 天平 ②. 加热时间
(2)B (3) ①. 甲 ②. 甲
(4)>
【解析】
【小问1详解】
[1]实验过程中,由于要控制甲液体和乙液体的质量相同,所以还需要的测量工具是天平。
[2]根据转换法,加热过程中,甲、乙两种液体吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。
【小问2详解】
用控制变量法进行研究,因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式,与酒精的多少无关,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问3详解】
根据实验数据可知:质量相同的两种液体升高相同的温度,甲液体加热的时间比乙液体加热的时间更长,则甲液体吸收的热量更多,由可知,甲液体的比热容更大。
【小问4详解】
由于甲液体的比热容大于乙液体的比热容,根据可知,甲、乙两杯中液体在降低相同温度的过程中,甲放出的热量与降低的温度之比大于乙放出的热量与降低的温度之比。
30. 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,假设热损失相同。
(1)实验前调整铁夹A的位置,其目的是使________(石棉网/温度计)处于适当的高度;
(2)实验中应控制燃料燃烧的________(时间/质量)相同,根据________比较燃料燃烧放出热量的多少;
(3)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。
(4)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________。
(5)实验所用燃料为煤油,小明同学先计算出水吸收的热量,再计算出煤油的热值,发现结果与资料中给出的煤油热值相比________(偏大/偏小)。
【答案】(1)石棉网 (2) ①. 质量 ②. 温度计上升的示数
(3)b (4)8:3
(5)偏小
【解析】
【小问1详解】
实验时要用火焰的外焰加热;调整铁夹A的位置,其目的是使石棉网处于适当的高度,方便用外焰加热。
【小问2详解】
[1][2]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。
【小问3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4详解】
对于燃料1来说,在相同时间内放出的热量是相同的, 由图像可知,燃料1用5min让水从20℃升高到100℃,则水吸收的热量
燃料1用了10min才燃烧完,且5min后水沸腾,则整个过程中水吸收的热量
不考虑热损失,则燃料1放出的热量-----①
对于燃料2来说,燃料2用15min让水从20℃升高到80℃,则燃料2放出的热量----②
联立①②,解得两种燃料热值之比为
【小问5详解】
由于煤油不能充分燃烧、热量的直接散失、烧杯吸热等,水升高的温度偏小,由可知,水吸收的热量偏小,煤油燃烧放出的热量等于水吸收的热量,由知道,计算出的煤油的热值偏小。
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