精品解析:广东省肇庆市颂德学校2025-2026学年九年级上学期期中考试物理试题
2026-09-12
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内容正文:
2025-2026学年第一学期颂德学校九年级物理科期中检测试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1. 热机工作时,内能被转化为( )
A. 核能 B. 电能 C. 机械能 D. 化学能
2. 下列现象属于分子做无规则运动的是( )
A. 满园花香 B. 漫天沙尘
C. 风起叶落 D. 雪花飘飘
3. 小明捧着一摞质量为5kg的练习册从教学楼二楼匀速走到四楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近( )
A. 1W B. 10W C. 100W D. 300W
4. 如图是高速公路的避险车道,当高速行驶的汽车刹车失灵时,可以通过避险车道快速降低直至停止,进入避险车道的过程中( )
A. 动能增大 重力势能不变 B. 动能减小 重力势能减小
C. 动能增大 重力势能减小 D. 动能减小 重力势能增大
5. 下列事例中有做功的是( )
A. 用力推车没有推动 B. 运动员举起杠铃在空中静止不动
C. 工人把货物搬上车厢 D. 学生背着书包在水平路面匀速前进
6. 如图所示的电路中,闭合开关后一灯亮,另一灯不亮,电流表有示数,电压表也有示数,其原因可能是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
7. 今年华为发布了全球首款三折叠屏手机,其屏幕解锁系统支持三种方式:密码解锁、指纹解锁和人脸解锁,任意一种方式均可独立解锁手机。现用小灯泡L代表手机屏幕,三个开关分别对应三种解锁方式。下列电路图中,能正确模拟该解锁逻辑的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 我国规定,居民生活用电的电压是___________V,不高于___________V的电压对人体是安全的;手机锂电池的电压约___________V。
9. 北京时间2025年4月24日,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。使用液态氢气为燃料,是因为它的___________大,燃烧时产生巨大___________能转化为火箭的___________能,从而推动火箭升空。
10. 合江街上的路灯同时亮同时熄,则路灯之间是______联,开关安装在电路的______路上;若一个路灯损坏了,其他路灯____________发光。
11. 如图所示是具有报警功能的文物展示台,该展示台由木板、弹簧、金属片、、和报警电路组成。当把压在上的物品搬离时,金属片在弹簧作用下与金属片、分开,相当于___________(选填“闭合”或“断开”)开关,这时灯___________(选填“亮”或“不亮”),电铃___________(选填“响”或“不响”)。
12. 如图,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A.B.C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器与灯泡是_______联的,当将接线柱 ________接入电路时,顺时针旋转滑片,灯泡变亮,该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变灯泡亮度的。
13. 如图是四冲程汽油机___________冲程的示意图;该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则它1min对外做功___________次,完成___________次工作循环。
14. 如图所示,电源电压是6V的电池,当开关闭合、断开时,电压表示数为2.5V,当开关断开、闭合时,电压表示数为___________V,灯两端的电压为___________V;当开关、同时闭合时,灯___________(选填“能”或“不能”)发光。
三、作图题(共6分)
15. 根据下图实物图画出对应的电路图。
16. 根据图甲中的电路图,连接图乙中的实物图。
四、实验题(每空1分,共22分)
17.
(1)如图1电阻箱的阻值为___________;
(2)如图2,图电表的读数为___________;图电表的读数为___________。
(3)如图3滑动变阻器上标有“100,5A”的字样,当滑片P移动到A点时,接入电路的电阻为___________;在将滑动变阻器接入电路中时,闭合开关前,滑片P应该移动到___________(选填“A”或“B”)点;如果将导线接到B、D接线柱,要让变阻器的电阻变大,则滑片P应该向___________(选填“左”或“右”)移动。
18. 在热学实验中
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;该装置的安装顺序是___________(选填“先下后上”或“先上后下”)。在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;(不计热量损失)水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是___________,b物质吸热能力较___________(选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较___________(选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小,这里用到的物理研究方法是___________。
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标;升高的温度为横坐标,分别画出50g和100g水的Q-图像,它们都是过原点的直线,即Q=k,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的___________之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
19. 小红用如图甲所示的电路探究串联电路的电流规律。
实验序号
a处电流/A
b处电流/A
c处电流/A
1
0.3
0.3
0.3
2
0.4
0.4
0.4
3
0.2
0.2
0.2
(1)连接电路时,开关应该___________;
(2)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(3)小红先把电流表接在a处,闭合开关S后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,则故障的原因可能是___________;
A. 某段导线断开 B. 某接线柱处接触不良 C. 某灯泡被短路 D. 电流表被烧坏
(4)若闭合开关S,小红发现灯的亮度比灯的亮度大,则下列说法正确的是___________;
A. 灯中的电流较大,所以灯更亮
B. 电流从电源正极出来先通过灯,所以灯更亮
C. 两灯中的电流相等,亮度不同是因为两灯的规格不同
(5)在进行实验时,灯突然熄灭,灯仍发光,则电路故障可能是___________;
(6)同桌小望闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是___________;
(7)上表是小红测得的三组实验数据,分析数据可得出串联电路电流规律是:___________。
五、计算题(共12分)
20. 在工地上,建筑工人用如图所示的滑轮组将重力为600N的砖块匀速提升2m,所用的时间为10s,所用的拉力是400N,g取10N/kg。求:
(1)工人做的有用功:
(2)工人做功的功率;
(3)此滑轮组的机械效率。
21. 小林一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃,燃烧了200g木炭。已知:水的比热容,木炭的热值。
(1)求水吸收的热量;
(2)求木炭完全燃烧放出的热量;
(3)求该火炉烧水的热效率。
22. 【探究名称】探究影响水火箭飞行的水平距离的因素。
【问题】小明和同学们用可乐瓶制作了一个水火箭,水火箭的外观和结构示意图分别如图甲、乙所示。将水火箭置于地面,当瓶内气压足够大时,打开阀门,瓶内的水沿打气管向后喷出,水火箭迅速飞起。同学们猜想水火箭飞行的水平距离可能与加水的质量有关。于是做了如下探究:
【证据】小明使用同一支水火箭,改变加水的质量,每次用同样的打气筒加压______(选填“相同”或“不同”)的次数后,调整箭体与水平地面的夹角为40°,实验时无风,测量出发射点到落地点的水平距离,并记录在下表中:
水的质量/g
0
50
100
150
200
250
水平距离/m
3.28
36.33
45.80
67.00
57.03
45.83
【解释】分析表中数据可得:在其他条件相同时,当所加水的质量为______g时,水火箭飞行的水平距离最远,故猜想是______(选填“正确”或“错误”)的;
【交流】(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为力的作用是______的;瓶内的水向下喷出时的能量转化情况与四冲程内燃机的______冲程相同;
(2)当水火箭竖直向上发射时,若无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地的______来间接反映发射的高低情况;
(3)除上述猜想外,你认为还有哪些因素可能会影响水火箭飞行的水平距离:______(写出一条即可)。
23. 油电混合动力汽车
某油电混合动力汽车采用再生制动器,在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中,其余的动能转化为与地面摩擦产生的内能。因此再生制动器会把一部分的动能再生使用。
为了测量汽车速度,可以采用“霍尔式”传感器技术。如题图甲所示,将一非磁性圆盘固定装在汽车转轴上,周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个,霍尔元件固定在磁块附近。当车轮转动,磁块与霍尔元件靠近时,磁场较强,霍尔元件输出低电流,反之输出高电流。因此随着车轮转动,霍尔元件连续输出脉冲信号,通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。
(1)汽车的底盘质量较大,可以降低汽车的___________,增加汽车行驶时的稳度;
(2)汽车在刹车时,下列说法正确的是___________;
A. 汽车能继续向前,是因为汽车具有惯性
B. 汽车后方左右两侧刹车灯同时亮起,说明这两盏灯是串联的
C. 汽车慢慢停下来,是因为汽车失去了力的作用
D. 汽车轮胎变热是用做功的方式改变了内能
(3)关闭发动机后,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的动能E,画出了对应的E-s图像,如图乙所示。则表示开启再生制动器的图线是___________,若汽车正常行驶时的动能为,汽车运动时受到的阻力不变,则由图像可知最终有___________J的动能再生使用。
24. 阅读短文,回答问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),历时2h从上海到北京,标志着这一机型完成首次商业载客飞行。
如图乙所示,为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
C919客机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如下表,其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。
热效率
40%
推进效率
60%
航空燃油热值q
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能___________(选填“增大”“减小”或“不变”);这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,此过程的能量转化相当于热机的___________冲程,涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却,这是因为水的___________。
(2)关于涡轮喷气发动机,下列说法中不正确的是___________。
A. 进气道中吸入的是空气
B. 燃烧室中,内能转化为机械能
C. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动
D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功
(3)设可调管道的通风口面积为,当飞机加速飞行时,应使通风口面积___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)已知,涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示,当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中,飞机克服阻力做的功为___________J,此时需要消耗___________kg的航空燃油。
(5)涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中,燃气的温度是不断变化的,下列能大致反映燃气温度随时间而变化的图像是___________。
A. B.
C. D.
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2025-2026学年第一学期颂德学校九年级物理科期中检测试卷
一、单项选择题(本大题7小题,每小题3分,共21分)
1. 热机工作时,内能被转化为( )
A. 核能 B. 电能 C. 机械能 D. 化学能
【答案】C
【解析】
【详解】热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。故ABD错误,C正确,符合题意。
故选C。
2. 下列现象属于分子做无规则运动的是( )
A. 满园花香 B. 漫天沙尘
C. 风起叶落 D. 雪花飘飘
【答案】A
【解析】
【详解】满园花香属于扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动。而漫天沙尘、风起叶落和雪花飘飘都属于机械运动,不属于分子做无规则运动。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3. 小明捧着一摞质量为5kg的练习册从教学楼二楼匀速走到四楼,用时30s,则他上楼时对书做功的功率最接近( )
A. 1W B. 10W C. 100W D. 300W
【答案】B
【解析】
【详解】书的重力为
每层楼高约3m,二楼到四楼共上升2层,上升的高度为
则他上楼时对书做的功为
对书做功的功率为
故选B。
4. 如图是高速公路的避险车道,当高速行驶的汽车刹车失灵时,可以通过避险车道快速降低直至停止,进入避险车道的过程中( )
A. 动能增大 重力势能不变 B. 动能减小 重力势能减小
C. 动能增大 重力势能减小 D. 动能减小 重力势能增大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】汽车进入避险车道后,由图示知,其高度会增大,而速度会减小,那么,重力势能增大,动能减小,故D符合题意。
故选D。
5. 下列事例中有做功的是( )
A. 用力推车没有推动 B. 运动员举起杠铃在空中静止不动
C. 工人把货物搬上车厢 D. 学生背着书包在水平路面匀速前进
【答案】C
【解析】
【详解】A.用力推车,但没有推动,在力的方向上没有通过的距离,所以没做功,故A不符合题意;
B.对杠铃有作用力但杠铃静止,即在力的方向上没有通过的距离,所以没有做功,故B不符合题意;
C.工人对货物有向上的作用力,货物向上移动了距离,所以做了功,故C符合题意;
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时,有力也有距离,但不是在力的方向上通过的距离,所以没做功,故D不符合题意。
故选C。
6. 如图所示的电路中,闭合开关后一灯亮,另一灯不亮,电流表有示数,电压表也有示数,其原因可能是( )
A. L1短路 B. L1断路 C. L2短路 D. L2断路
【答案】C
【解析】
【详解】由电路图可知,两个灯泡串联,电压表测量L1两端的电压,电流表测量电路中的电流。
A.如果L1短路,L1不亮,L2亮,电流表有示数,电压表被短路,电压表没有示数,故A不符合题意;
BD.如果L1断路或L2断路,电路断路,两个灯泡都不亮,电流表没有示数,故BD不符合题意;
C.如果L2短路,L2不亮,L1亮,电流表有示数,电压表测量L1两端的电压,电压表有示数,故C符合题意。
故选C。
7. 今年华为发布了全球首款三折叠屏手机,其屏幕解锁系统支持三种方式:密码解锁、指纹解锁和人脸解锁,任意一种方式均可独立解锁手机。现用小灯泡L代表手机屏幕,三个开关分别对应三种解锁方式。下列电路图中,能正确模拟该解锁逻辑的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意可知,三个开关任意一个闭合时,均能使小灯泡工作,说明三个开关能独立工作,即三个开关是并联的,再与小灯泡串联,对照各图可知,C符合要求。
故选C。
二、填空题(每空1分,共21分)
8. 我国规定,居民生活用电的电压是___________V,不高于___________V的电压对人体是安全的;手机锂电池的电压约___________V。
【答案】 ①.
220 ②.
36 ③.
3.7
【解析】
【详解】我国居民家庭生活用电的标准电压为;大量实验和安全用电规范明确,不高于的电压对人体是安全的,统一表述为低于的电压为安全电压范畴;日常使用的手机锂电池的标称电压约为,属于要求识记的生活常见电学数值。
9. 北京时间2025年4月24日,神舟二十号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。使用液态氢气为燃料,是因为它的___________大,燃烧时产生巨大___________能转化为火箭的___________能,从而推动火箭升空。
【答案】 ①.
热值 ②.
内 ③.
机械
【解析】
【详解】运载火箭选用液态氢作为燃料,是因为液态氢的热值大,相同质量的液态氢完全燃烧时可以释放出比其他燃料多得多的热量,能够为火箭提供充足的动力来源;
火箭升空的过程中,燃烧释放的内能会通过做功的方式转化为火箭的机械能,以此推动火箭运动升空。
10. 合江街上的路灯同时亮同时熄,则路灯之间是______联,开关安装在电路的______路上;若一个路灯损坏了,其他路灯____________发光。
【答案】 ①. 并 ②. 干 ③. 继续
【解析】
【详解】[1][2][3]街上的路灯,闭合开关后同时发光,断开开关后同时熄灭,但其中一盏坏了,其他的灯还是亮着的,说明它们互不影响,由此可以判断,路灯之间是并联的,控制路灯的开关装在干路上。
11. 如图所示是具有报警功能的文物展示台,该展示台由木板、弹簧、金属片、、和报警电路组成。当把压在上的物品搬离时,金属片在弹簧作用下与金属片、分开,相当于___________(选填“闭合”或“断开”)开关,这时灯___________(选填“亮”或“不亮”),电铃___________(选填“响”或“不响”)。
【答案】 ①. 断开 ②. 亮 ③. 响
【解析】
【详解】金属片B相当于导体,与金属片A、C接触形成通路,但此时电铃被短路了,故此时电铃不响,灯亮,而当金属片B与金属片A、C分开时,A、C之间断路,相当于断开开关,此时电流会从电源正极流出,经过灯、电铃回到电源负极,故此时灯亮,电铃响。
12. 如图,甲为可调亮度台灯,乙为电位器的结构图,A.B.C为电位器的三个接线柱,转动滑片可调节灯泡亮度。电位器与灯泡是_______联的,当将接线柱 ________接入电路时,顺时针旋转滑片,灯泡变亮,该电位器是通过改变接入电路中电阻丝的________来改变灯泡亮度的。
【答案】 ①. 串 ②. BC ③. 长度
【解析】
【详解】[1]电位器相当于滑动变阻器,通过改变阻值大小而改变通过台灯中的电流,故应该与台灯串联。
[2][3]影响电阻大小因素是导体长度、横截面积、材料。如图乙,顺时针旋转滑片,灯泡变亮,则通过灯泡的电流变大,所以电位器接入阻值变小,在电阻丝材料和横截面积不变时,接入长度变短,故接入的接线柱为BC。
13. 如图是四冲程汽油机___________冲程的示意图;该单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min,则它1min对外做功___________次,完成___________次工作循环。
【答案】 ①.
压缩 ②.
900 ③.
900
【解析】
【详解】由图可知,汽油机两气门均关闭、活塞向上运动,可知为压缩冲程;因四冲程汽油机每完成1次对外做功,飞轮转动2周,对应1个工作循环,由题知飞轮每分钟转动1800转,故1min对外做功次数为
1min完成的工作循环数为
14. 如图所示,电源电压是6V的电池,当开关闭合、断开时,电压表示数为2.5V,当开关断开、闭合时,电压表示数为___________V,灯两端的电压为___________V;当开关、同时闭合时,灯___________(选填“能”或“不能”)发光。
【答案】 ①.
6 ②.
3.5 ③.
不能
【解析】
【详解】当闭合、断开时,与串联,电压表测两端电压,故。由串联电路电压规律,灯两端的电压为
当断开、闭合时,电压表测电源电压,故电压表示数为;此时电路仍为、串联,故两端电压为;
当、同时闭合时,被短路,故不能发光。
三、作图题(共6分)
15. 根据下图实物图画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】该电路为串联电路,绘制电路图时从电源正极出发,依次连接开关、灯泡、灯泡,最终回到电源负极,所有元件依次接入电路即可。
16. 根据图甲中的电路图,连接图乙中的实物图。
【答案】
【解析】
【详解】由图甲可知,两灯并联,开关在支路,控制;开关在支路,控制。实物图连接如下图所示:
四、实验题(每空1分,共22分)
17.
(1)如图1电阻箱的阻值为___________;
(2)如图2,图电表的读数为___________;图电表的读数为___________。
(3)如图3滑动变阻器上标有“100,5A”的字样,当滑片P移动到A点时,接入电路的电阻为___________;在将滑动变阻器接入电路中时,闭合开关前,滑片P应该移动到___________(选填“A”或“B”)点;如果将导线接到B、D接线柱,要让变阻器的电阻变大,则滑片P应该向___________(选填“左”或“右”)移动。
【答案】(1)3608
(2) ①. 0.22A ②. 2.5V
(3) ①. 100 ②. A ③. 左
【解析】
【小问1详解】
电阻箱的读数规则是将每个旋钮对准的数字乘其下方的倍率,再相加求和。图1电阻箱的阻值为
【小问2详解】
图2左侧电表单位是A,为电流表,接线柱接的是量程,该量程分度值为,指针指向位置,读数为0.22A。
图2右侧电表单位是V,为电压表,接线柱接的是量程,该量程分度值为,指针指向位置,读数为2.5V。
【小问3详解】
由图3,滑动变阻器下接线柱B接入电路,当滑片移动到点时,滑动变阻器接入电路电阻丝最长,接入电路电阻最大,滑动变阻器铭牌标注“100Ω,5A”,则滑动变阻器接入电路的电阻为100Ω。
闭合开关前,滑动变阻器应调至最大阻值处保护电路。本变阻器最大阻值对应滑片P移到A点,因此滑片要调到A点。
若接B、D接线柱,接入电路的是滑片到之间的电阻丝,要让电阻变大,需要增加接入电阻丝的长度,因此滑片要向左移动。
18. 在热学实验中
(1)小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力;该装置的安装顺序是___________(选填“先下后上”或“先上后下”)。在两个相同的烧杯中应加入初温和___________相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内___________;(不计热量损失)水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是___________,b物质吸热能力较___________(选填“强”或“弱”);
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水,取质量___________(选填“相等”或“不相等”)的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃烧,通过比较___________(选填“加热时间”或“水升高的温度”)来确定酒精和碎纸片热值的大小,这里用到的物理研究方法是___________。
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标;升高的温度为横坐标,分别画出50g和100g水的Q-图像,它们都是过原点的直线,即Q=k,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的___________之比相等(选填“密度”、“质量”或“体积”)。
【答案】(1) ①. 先下后上 ②. 质量 ③. 吸收的热量相同 ④. 水 ⑤. 弱
(2) ①. 相等 ②. 水升高的温度 ③. 转换法
(3)质量
【解析】
【小问1详解】
酒精灯需用外焰加热,要先根据酒精灯高度确定铁圈位置,再向上依次调整烧杯、温度计的高度,因此安装顺序是先下后上;
根据控制变量法要求,探究吸热能力时,要控制不同物质的初温和质量相同;
相同酒精灯在相同时间内放出的热量相等,不计热损失时,能让水和煤油在相同时间内吸收的热量相同;
由图乙可知,升高相同温度,a的加热时间更长,说明a吸收的热量更多,由于水的比热容比煤油大、吸热能力更强,因此a是水;
b升温更快,说明b的吸热能力较弱。
【小问2详解】
根据控制变量法,要探究不同燃料的热值,需要取相等质量的酒精和碎纸片,保证只有燃料种类这一个变量;
相等质量的燃料完全燃烧后放出热量被水吸收,根据可得,水升高的温度越大,说明水吸收的热量越多,对应燃料放出的热量越多、热值越大,因此通过水升高的温度比较热值大小;
将不易直接测量的燃料热值大小,转换为容易测量的水升高的温度来比较,该方法是转换法。
【小问3详解】
根据物体吸收热量公式 可以得出 , 实验中研究的都是水,比热容c是定值,则 k值之比为
因此两条直线的k值之比与对应水的质量之比相等。
19. 小红用如图甲所示的电路探究串联电路的电流规律。
实验序号
a处电流/A
b处电流/A
c处电流/A
1
0.3
0.3
0.3
2
0.4
0.4
0.4
3
0.2
0.2
0.2
(1)连接电路时,开关应该___________;
(2)实验中应选择规格___________(选填“相同”或“不相同”)的小灯泡;
(3)小红先把电流表接在a处,闭合开关S后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,则故障的原因可能是___________;
A. 某段导线断开 B. 某接线柱处接触不良 C. 某灯泡被短路 D. 电流表被烧坏
(4)若闭合开关S,小红发现灯的亮度比灯的亮度大,则下列说法正确的是___________;
A. 灯中的电流较大,所以灯更亮
B. 电流从电源正极出来先通过灯,所以灯更亮
C. 两灯中的电流相等,亮度不同是因为两灯的规格不同
(5)在进行实验时,灯突然熄灭,灯仍发光,则电路故障可能是___________;
(6)同桌小望闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,原因是___________;
(7)上表是小红测得的三组实验数据,分析数据可得出串联电路电流规律是:___________。
【答案】(1)断开 (2)不相同 (3)B (4)C
(5)灯短路
(6)电流表的正负接线柱接反了
(7)串联电路中各处的电流都相等
【解析】
【小问1详解】
连接电路时开关必须断开,是为了防止电路接错出现短路等故障,保护电路元件。
【小问2详解】
选择规格不相同的小灯泡进行多次实验,避免实验结论的偶然性,让得出的规律更具有普遍性。
【小问3详解】
小红先把电流表接在a处,闭合开关S后,发现两灯的亮度不稳定,电流表的指针来回摆动,说明电路时而连通,时而断开,则故障可能是某处接触不良,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【小问4详解】
两灯泡在电路中串联,根据串联电路电流的规律可知,串联电路电流处处相等,所以灯泡与灯泡的电流相等,亮度不同的原因是因为灯泡规格不同,故AB不符合题意,C符合题意。
故选C。
【小问5详解】
串联电路各用电器之间相互影响。在进行实验时,灯突然熄灭,灯仍发光,说明电路中仍有电流通过,则电路故障可能是灯短路。
【小问6详解】
同桌小望闭合开关后,发现电流表的指针偏转如图乙所示,指针反向偏转,说明电流表正负接线柱接反了。
【小问7详解】
由表可知,三次实验中,a、b、c三处电流均相等,可得出串联电路电流规律是:串联电路中电流处处相等。
五、计算题(共12分)
20. 在工地上,建筑工人用如图所示的滑轮组将重力为600N的砖块匀速提升2m,所用的时间为10s,所用的拉力是400N,g取10N/kg。求:
(1)工人做的有用功:
(2)工人做功的功率;
(3)此滑轮组的机械效率。
【答案】(1)1200J
(2)160W (3)75%
【解析】
【小问1详解】
工人做的有用功是克服砖块重力所做的功。已知砖块重力,提升高度,根据功的计算公式,有用功为
【小问2详解】
工人做功的功率是总功率,需要先计算总功。由图可知,该滑轮组有2段绳子承担动滑轮和物体的总重,所以绳子自由端移动的距离s是物体提升高度h的2倍。设绳子自由端移动的距离为s,物体提升高度为h,承担物重的绳子段数为n。则绳子自由端移动的距离为
工人做的总功为
已知做功时间,根据功率的计算公式,工人做功的功率为
【小问3详解】
滑轮组的机械效率是有用功与总功的比值。根据机械效率的计算公式
21. 小林一家到某基地露营时,用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到100℃,燃烧了200g木炭。已知:水的比热容,木炭的热值。
(1)求水吸收的热量;
(2)求木炭完全燃烧放出的热量;
(3)求该火炉烧水的热效率。
【答案】(1);(2);(3)10%
【解析】
【详解】解:(1)水吸收的热量为
(2)木炭完全燃烧放出的热量为
(3)该火炉烧水的热效率为
答:(1)水吸收的热量;
(2)木炭完全燃烧放出的热量;
(3)该火炉烧水的热效率10%。
22. 【探究名称】探究影响水火箭飞行的水平距离的因素。
【问题】小明和同学们用可乐瓶制作了一个水火箭,水火箭的外观和结构示意图分别如图甲、乙所示。将水火箭置于地面,当瓶内气压足够大时,打开阀门,瓶内的水沿打气管向后喷出,水火箭迅速飞起。同学们猜想水火箭飞行的水平距离可能与加水的质量有关。于是做了如下探究:
【证据】小明使用同一支水火箭,改变加水的质量,每次用同样的打气筒加压______(选填“相同”或“不同”)的次数后,调整箭体与水平地面的夹角为40°,实验时无风,测量出发射点到落地点的水平距离,并记录在下表中:
水的质量/g
0
50
100
150
200
250
水平距离/m
3.28
36.33
45.80
67.00
57.03
45.83
【解释】分析表中数据可得:在其他条件相同时,当所加水的质量为______g时,水火箭飞行的水平距离最远,故猜想是______(选填“正确”或“错误”)的;
【交流】(1)瓶内的水向下喷出的同时水火箭向上运动,这是因为力的作用是______的;瓶内的水向下喷出时的能量转化情况与四冲程内燃机的______冲程相同;
(2)当水火箭竖直向上发射时,若无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地的______来间接反映发射的高低情况;
(3)除上述猜想外,你认为还有哪些因素可能会影响水火箭飞行的水平距离:______(写出一条即可)。
【答案】 ①. 相同 ②. 150 ③. 正确 ④. 相互 ⑤. 做功 ⑥. 时间 ⑦. 空气流速、水火箭自身重力、瓶塞塞入的深度等。
【解析】
【详解】[1]根据控制变量法,使用同一支水火箭,改变加水的质量,每次用同样的打气筒加压相同的次数。
[2][3]由表中数据可知,其它条件相同时,水的质量是150g,水平距离是67.00m,飞行的水平距离最远,水的质量不同,飞行的水平距离不同,故猜想是正确的。
(1)[4][5]瓶内的水向下喷出,火箭对水施加力的同时,水火箭受到向上的力,水火箭向上运动,说明力的作用是相互的,瓶内的水向下喷出时内能转化为机械能,四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能,瓶内的水向下喷出时的能量转化情况与四冲程内燃机的做功冲程相同。
(2)[6]当水火箭竖直向上发射时。无法直接测量水火箭发射的最大高度,这时可以测量水火箭从发射到落地时的时间来间接反映发射的高低情况,时间越长,表示火箭发射的最大高度越高。
(3)[7]影响水火箭的飞行距离可能还有空气流速、水火箭自身重力、瓶塞塞入的深度等。
23. 油电混合动力汽车
某油电混合动力汽车采用再生制动器,在关闭发动机后,通过小型发电机将减速运动时的部分动能转化为电能储存在蓄电池中,其余的动能转化为与地面摩擦产生的内能。因此再生制动器会把一部分的动能再生使用。
为了测量汽车速度,可以采用“霍尔式”传感器技术。如题图甲所示,将一非磁性圆盘固定装在汽车转轴上,周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个,霍尔元件固定在磁块附近。当车轮转动,磁块与霍尔元件靠近时,磁场较强,霍尔元件输出低电流,反之输出高电流。因此随着车轮转动,霍尔元件连续输出脉冲信号,通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。
(1)汽车的底盘质量较大,可以降低汽车的___________,增加汽车行驶时的稳度;
(2)汽车在刹车时,下列说法正确的是___________;
A. 汽车能继续向前,是因为汽车具有惯性
B. 汽车后方左右两侧刹车灯同时亮起,说明这两盏灯是串联的
C. 汽车慢慢停下来,是因为汽车失去了力的作用
D. 汽车轮胎变热是用做功的方式改变了内能
(3)关闭发动机后,分别测出开启和关闭再生制动器两种情况下,汽车通过的路程s与对应的动能E,画出了对应的E-s图像,如图乙所示。则表示开启再生制动器的图线是___________,若汽车正常行驶时的动能为,汽车运动时受到的阻力不变,则由图像可知最终有___________J的动能再生使用。
【答案】(1)
重心 (2)AD
(3) ①.
② ②.
【解析】
【小问1详解】
增大物体底部质量、降低重心高度,可以提升物体的稳定程度,汽车底盘做大质量就是为了降低重心,增强行驶稳度。
【小问2详解】
A.汽车刹车后由于惯性保持原来的运动状态,能继续向前运动,故A正确;
B.汽车刹车灯工作时互不影响,是并联的,同时亮起是因为开关在干路,故B错误;
C.汽车慢慢停下来是因为受到摩擦阻力,运动状态发生改变,故C错误;
D.汽车轮胎与地面摩擦,克服摩擦力做功,内能增加,是通过做功的方式改变内能,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
开启再生制动器时,汽车的部分动能会转化为电能储存,只有剩余动能用来克服摩擦做功,汽车能靠惯性滑行的总路程更短,因此图线②是开启再生制动器的图线。
关闭再生制动器时,动能全部用于克服摩擦做功,由得
开启再生制动器时,克服摩擦做功为
再生的动能为
24. 阅读短文,回答问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919(如图甲所示),历时2h从上海到北京,标志着这一机型完成首次商业载客飞行。
如图乙所示,为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作。工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道。空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
C919客机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如下表,其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。
热效率
40%
推进效率
60%
航空燃油热值q
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能___________(选填“增大”“减小”或“不变”);这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,此过程的能量转化相当于热机的___________冲程,涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却,这是因为水的___________。
(2)关于涡轮喷气发动机,下列说法中不正确的是___________。
A. 进气道中吸入的是空气
B. 燃烧室中,内能转化为机械能
C. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动
D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功
(3)设可调管道的通风口面积为,当飞机加速飞行时,应使通风口面积___________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)已知,涡轮喷气发动机所受空气阻力与运行速度的平方关系如图丙所示,当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中,飞机克服阻力做的功为___________J,此时需要消耗___________kg的航空燃油。
(5)涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气体再从尾部喷出过程中,燃气的温度是不断变化的,下列能大致反映燃气温度随时间而变化的图像是___________。
A. B.
C. D.
【答案】(1) ①. 增大 ②. 做功 ③. 比热容大 (2)BC
(3)变大 (4) ①. ②. 1080
(5)C
【解析】
【小问1详解】
[1]涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,此过程中压气机将机械能转化为空气的内能,则空气的内能增大。
[2]进入燃烧室中的空气与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,此过程的能量转化相当于热机的做功冲程,都将内能转化为机械能。
[3]涡轮喷气发动机常用循环流动的水进行冷却,这是因为水的比热容大,与其他质量相同的冷却剂相比,吸收相同的热量,水升高的温度较小。
【小问2详解】
A.由材料中信息得:工作时,空气首先进入发动机的进气道,故A正确,不符合题意;
B.燃烧室中,燃料燃烧经历化学反应,将化学能转化为内能,故B错误,符合题意;
C.压气机压缩气体,将机械能转化为气体的内能,不能推动涡轮转动,故C错误,符合题意;
D.尾喷管中喷出的高速气流对飞机有力的作用,飞机在力的方向上移动,则高速气流对飞机做功,故D正确,不符合题意。
故选BC。
【小问3详解】
当飞机加速飞行时,飞机要获得更大的推力,飞机需要燃烧更多的燃料,同时需要更多的氧气来助燃,则需要将大量空气压入通风口,所以应使通风口面积变大。
【小问4详解】
[1]当飞机以200m/s的速度水平匀速飞行0.5h的过程中,由得,飞机飞行的路程为
此时
由图丙得,此时
则飞机克服阻力做的功为
[2]由得,飞机获得的机械能为
由得,航空燃油完全燃烧释放的热量为
由得,需要消耗的航空燃油质量为
【小问5详解】
燃气被压缩后,压缩机将机械能转化为燃气的内能,燃气的内能增大,温度升高;燃气在燃烧室燃烧,经历化学反应,将化学能转化为燃气的内能,燃气的内能增大,温度升高;燃气膨胀后,推动涡轮转动,燃气将内能转化为涡轮的机械能,燃气的内能减小,温度下降,故燃气温度先升高后降低,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
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