内容正文:
九年级物理
一、选择题
1. 下列简单机械中,属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 理发剪
C. 羊角锤 D. 钓鱼竿
【答案】C
【解析】
【详解】A.筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故A不符合题意;
B.理发剪在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故B不符合题意;
C.羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,故C符合题意;
D.钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,故D不符合题意。
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 热值越大的燃料燃烧时放出的热量越多
B. 内能小的物体不可以将热量传递给内能大的物体
C. 对同一物态的某种物质,由可知比热容与成正比
D. 晶体熔化过程中吸收热量,温度不变,但内能增加
【答案】D
【解析】
【详解】A.由燃料放热公式可知,燃烧放出的热量与热值、燃料质量、是否完全燃烧均有关,仅热值大无法确定放热更多,故A错误;
B.热传递的条件是两物体存在温度差,内能小的物体若温度高于内能大的物体,可向其传递热量,故B错误;
C.比热容是物质的固有特性,仅与物质种类和状态有关,与、、均无关,为计算式而非决定式,故C错误;
D.晶体熔化过程中吸收热量,温度保持熔点不变,吸收的热量用于增大内能,故D正确。
故选D。
3. 如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )。
A. 冷天搓手取暖 B. 下滑时臀部发烫
C. 用水冷却热鸡蛋 D. 锯木头锯片发热
【答案】C
【解析】
【详解】A.搓手时双手摩擦克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故A不符合题意;
B.下滑时臀部与滑梯摩擦克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故B不符合题意;
C.热鸡蛋温度高于冷水,热量从高温鸡蛋传递给低温水,属于热传递改变内能,故C符合题意;
D.锯木头时锯片与木头摩擦克服摩擦力做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能,故D不符合题意。
故选C。
4. 下列叙述中 ,举重运动员对杠铃做了功的是
A. 使劲抓杠铃但没有举起来 B. 举着杠铃在水平地面行走
C. 将杠铃从地面举过头顶 D. 举着杠铃原地静止不动
【答案】C
【解析】
【分析】力对物体做功的两个条件:①作用在物体上的力.②物体沿力的方向通过的距离.两个条件缺一不可.
【详解】A.人使劲抓杠铃但没有举起来,有力的作用,但杠铃在力的方向上没有移动距离,所以运动员对杠铃没有做功,故A不符合题意.
B.举着杠铃在水平地面行走,对杠铃有向上的作用力,杠铃沿水平方向移动了距离,力与距离垂直,所以运动员对杠铃没有做功,故B不符合题意.
C.将杠铃从地面举过头顶,有力的作用,杠铃在力的方向上移动了距离,所以运动员对杠铃做了功,故C符合题意.
D.举着杠铃原地静止不动,有力的作用,但杠铃在力的方向上没有移动距离,所以运动员对杠铃没有做功,故D不符合题意.
【点睛】此题考查的是力对物体做功的条件的判断,特别要好好理解物体沿力的方向通过的距离.
5. 陶瓷的烧制工艺历史悠久,如图是以薪柴为燃料烧制陶瓷的传统工艺。从泥坯塑形到高温焙烧,其中蕴含诸多物理知识。下列说法正确的是( )
A. 烧制结束后,冷却了的陶瓷内能将减小为零
B. 焙烧用的燃料燃烧越充分,其热值越大
C. 高温焙烧时,是通过热传递增大陶瓷内能的
D. 陶瓷晾晒时,温度越高,所含热量越多
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体在任何情况下都具有内能,故冷却后的陶瓷内能不为零,故A错误;
B.热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃烧是否充分等无关,故B错误;
C.高温焙烧时,陶瓷从火焰吸收热量,是通过热传递的方式增大陶瓷内能的,故C正确;
D.热量是过程量,不能说物体含有热量,故D错误。
故选C。
6. 夏天,海边的昼夜温差小,这是因为水的比热容较大.下列现象中不能反映水的这一特性的是
A. 北方供暖系统用水循环散热
B. 春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
C. 炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
D. 城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
【答案】C
【解析】
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水释放的热量多,所以北方供暖系统用水循环散热,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故B不符合题意;
C.炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点,故C符合题意;
D.城市修建人工湖,使水的覆盖面积增大,因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,温度升高的少,可以减弱热岛效应,故D不符合题意.
【点睛】①对水的比热容大的理 相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多.
②水分的蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,即蒸发吸热.
7. 学习了功率的知识后,小明和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,即可比较功率大小
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,即可比较功率大小
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③
【答案】D
【解析】
【详解】爬楼是克服自身的重力做功,功率
若做功时间t一定,测出各自的质量m和爬楼的高度h,mgh越大,功率越大;控制爬楼高度一定,测出各自的质量m和爬楼时间t,若的比值越大,功率就越大;测出各自的质量、爬楼时间和爬楼的高度,根据,求出功率,比较功率的大小。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。
8. 如图所示,用滑轮组将重物匀速提升,不计绳重及摩擦,下列措施可提高该滑轮组机械效率的是( )
A. 增加1个动滑轮 B. 改变绕线方式
C. 增加物体提升的高度 D. 增大提升的物重
【答案】D
【解析】
【详解】A.对动滑轮做的功是额外功,增加1个动滑轮会增加额外功,则会降低有用功在总功中所占的比率,即机械效率会降低,故A不符合题意;
BC.不计绳重及摩擦,根据
η=
可知,该滑轮组的机械效率只与重物的重力G和动滑轮重力G动有关,与变绕线方式、增加物体提升的高度都无关,故BC不符合题意;
D.对重物做的功为有用功,增大提升的物重,能增大有用功,在额外功不变时,能提高有用功在总功中所占的比例,即提高机械效率,故D符合题意。
故选D。
9. 如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹,忽略空气阻力,图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,足球从P点到Q点的过程中,动能转化为重力势能
B. 图乙中,A、C两点为同一高度,足球在A点的速度一定大于在C点的速度
C. 图乙中,足球从D点到E点的过程中,弹性势能变大
D. 图乙中,足球在最高点B点的动能为零
【答案】AB
【解析】
【详解】A.图甲中,足球从点到点的过程中,质量不变,高度增加,重力势能变大;速度减小,动能变小,动能转化为重力势能,故A正确;
B.图乙中,足球在弹跳过程中,机械能逐渐减小。点在点之前,足球在点的机械能大于在点的机械能。、两点高度相同,重力势能相等,故足球在点的动能大于在点的动能,即点的速度一定大于点的速度,故B正确;
C.图乙中,足球从点到点的过程中,足球离开地面向上运动,形变恢复,弹性势能变小,故C错误;
D.图乙中,足球在最高点点时,竖直方向速度为零,但水平方向仍有速度,动能不为零,故D错误。
故选AB。
10. 如图①所示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度,忽略绳重和摩擦,拉力分别为、。做功的数据如图②所示,下列说法正确的是( )
A. 物体A的重力大于物体B的重力
B. 拉力
C. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低
D. 甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲滑轮组做的有用功为
乙滑轮组做的有用功为
由且提升高度相同,得,故A错误;
C.甲滑轮组的机械效率
乙滑轮组的机械效率
则,故C正确;
B.由图①知甲滑轮组中承担物重的绳子股数,乙滑轮组中承担物重的绳子股数,则拉力
则,故B正确;
D.忽略绳重和摩擦,由得动滑轮的质量
故,由可知,,故D错误。
故选BC。
二、填空与作图题
11. 现代农业利用喷洒无人机喷洒农药,安全又高效,喷洒无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。此过程中,喷药无人机的动能______、机械能______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①. 变小 ②. 变小
【解析】
【详解】动能的影响因素是质量和速度:无人机水平匀速飞行时速度不变,但喷洒农药的过程中自身总质量不断减小,因此动能变小。
重力势能的影响因素是质量和高度:无人机飞行高度不变,总质量不断减小,因此重力势能也变小。 机械能是动能与重力势能的总和,两者同时变小,所以机械能变小。
12. 有一种“回力车”,让车轮触地往后退,放手后车子就能自动地前进.往后退得越多,前进得也就越远.这是由于车子往后退的过程中,车内的弹簧片被拧紧,从而具有了_____能,因此能对车子做功,并转化成车子前进的_____能.
【答案】 ①. 弹性势 ②. 动
【解析】
【分析】由于物体发生弹性形变而具有能叫做弹性势能.由于物体的运动而具有的能叫做动能.动能和势能可以相互转化。
【详解】车内的弹簧片被拧紧,发生了弹性形变,具有了弹性势能。
放手后,弹簧恢复弹性形变,弹性势能变小,同时对车子做功,车子具有了动能.所以弹性势能转化为动能。
13. 小明探究滑轮的作用,采用如图所示的装置进行测量,图中的滑轮是________(选填“定滑轮”或“动滑轮”),它的作用是:________,当拉力由a位置逐渐变化到b位置,弹簧测力计的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】 ①.
定滑轮 ②.
改变力的方向 ③.
不变
【解析】
【详解】由滑轮的轴位置固定不动可知,该滑轮是定滑轮;定滑轮的作用是改变力的方向。
因定滑轮实质为等臂杠杆,使用时不省力,拉力方向改变时拉力大小不变,故弹簧测力计的示数不变。
14. 起重机用时将的货物从地面竖直吊升了,然后用时吊着货物水平移动了。起重机前对货物做功______;整个过程中,起重机对货物做功的功率为______。(取)
【答案】 ①. 3000 ②. 100
【解析】
【详解】[1]货物的重力为
起重机前将货物从地面竖直吊升了3m,对货物做功
[2]后20s,货物水平移动,起重机对货物做功为0,则起重机对货物做的总功为
整个过程中,起重机对货物做功的功率为
15. 如图甲是某单缸四冲程汽油机的________冲程,已知该汽油机的飞轮转速为2400r/min,该汽油机每秒对外做功________次;如图乙,小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。甲图所示汽油机某一冲程与乙图所示的a、b、c三个过程中相对应的是________(选填a、b或c)。小明观察到瓶内有白雾产生。白雾是由于瓶内的气体对外做功使其内能________(选填“增大”“不变”或“减小”),温度降低发生液化形成的。
【答案】 ①. 做功 ②. 20 ③. c ④. 减小
【解析】
【详解】甲图两气门关闭、火花塞点火、活塞下行,为做功冲程。
飞轮每秒转动的转数为
因四冲程汽油机飞轮每转2周对外做功1次,故每秒对外做功次数为
乙图中,a是初始状态,b是扭转瓶子压缩气体,属于机械能转化为内能的压缩过程;c是瓶盖被气体冲出,瓶内气体对外做功,将内能转化为机械能,和甲图的做功冲程能量转化一致,因此对应过程为c。
气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气遇冷液化形成小水滴,即白雾。
16. 如图所示,重为900N的物体A,在100N的水平拉力F作用下,以0.3m/s的速度沿水平地面匀速向左运动了3m,在此过程中,物体A受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍。则绳子自由端拉力F做功的功率为________W,该滑轮组的机械效率为__________。
【答案】 ①. 90 ②. 90%
【解析】
【详解】[1]如图,由3段绳子吊着动滑轮,拉力做功的功率为
[2]物体A受到地面的摩擦力大小是
该滑轮组的机械效率为为
17. 某同学用一种发热均匀的加热器将质量为的冰持续加热熔化,记录并绘制出如图所示的温度-时间图像,分析图像可知________,段物质所吸收的热量为________J。[水的比热容为]。
【答案】 ①.
②.
【解析】
【详解】因加热器发热均匀,物质吸收的热量与加热时间成正比。由图像得,;,。
由,相同、,故与成正比,又与成正比,因此。
CD段吸收的热量为
BC段加热时间,由热量与时间成正比得
18.
(1)如图所示,画出使杠杆AB在图示位置静止时的最小力F及其力臂L。
(2)如图所示,想在绳子自由端施加尽可能小的作用力将重物提起,请画出绳子绕法。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。OB是杠杆上最远的点到支点的连线,因此连接O和B点,这条线段就是最长力臂L;过B点作垂直于OB的带箭头线段,即为最小动力F。因为重物会让杠杆绕O点顺时针转动,则动力需使杠杆逆时针转动,故动力F垂直OB向上。
【小问2详解】
滑轮组的省力情况由承担物重的绳子段数n决定,n越大拉力越小。该滑轮组有2个定滑轮、2个动滑轮,最多可以绕出段绳子承担物重,是能实现的最小拉力绕法。按照“奇动偶定”原则,将绳子的固定端先系在下方动滑轮的上端挂钩上,然后按照“由下往上、由内往外”的原则依次绕过各个滑轮,最终绳子自由端向上,此时承担物重的绳子段数最多。
三、实验与探究题
19. 请完成下列填空:
(1)如左图所示是用杆秤称量货物时的情景。
①在称量货物时,使用提纽________(选填B或C),该杆秤的称量范围更大。
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏________(选填“大”或“小”)。
(2)如右图所示是一个空气压缩引火仪。在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,使硝化棉燃烧,下压过程将机械能转化为________能,该过程是通过________的方式来改变筒内空气的内能。
【答案】(1) ①. C ②. 大
(2) ①. 内 ②. 做功
【解析】
【小问1详解】
杆秤是杠杆,根据杠杆平衡条件,货物的拉力为阻力,秤砣的拉力为动力。使用提纽C时,支点到货物悬挂点O的阻力臂更短,同时支点到秤砣的最大动力臂更长,在秤砣重力固定的情况下,能称量的货物最大重力更大,也就是称量范围更大;
秤砣磨损后自身重力变小,在货物真实重力和阻力臂不变时,根据杠杆平衡条件,秤砣需要向远离支点的方向移动才能让杆秤平衡,杆秤对应的示数会比货物真实质量偏大。
【小问2详解】
压活塞时,活塞对筒内空气做功,将机械能转化为空气的内能,使空气内能增大、温度升高,最终引燃硝化棉,这个过程是通过做功的方式改变物体内能。
20. 为了探究影响动能大小的因素,小华利用斜面、小车、木块等器材开展了如图所示的探究活动。
(1)该实验中根据木块被推动的距离来判断________(选填“木块”或“小车”)动能的大小,用到的实验方法是________。(选填“控制变量法”、“转换法”、“等效替代法”),若水平面光滑,________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)比较甲、丙两图,能否探究动能与速度的关系?若能,请在横线上写出正确的实验结论;若不能,请写出理由。________________________________。
【答案】(1) ①. 小车 ②. 转换法 ③. 不能
(2)不能,因为甲、丙两图中小车的质量不同,没有控制小车的质量相同,无法探究动能与速度的关系
【解析】
【小问1详解】
本实验的探究对象是从斜面滑下的小车的动能,无法直接观测动能大小,因此通过木块被小车推动的距离远近来间接反映小车动能的大小,这种将不易直接观察的物理量转化为直观易测的物理量的实验方法是转换法;
若水平面绝对光滑,木块被撞击后不受摩擦力,将一直做匀速直线运动,无法通过木块移动的距离比较小车动能大小,因此不能达到探究目的。
【小问2详解】
探究动能与速度的关系时,需要使用控制变量法,保证小车的质量完全相同,只改变小车到达水平面时的速度(即改变小车在斜面上的释放高度)。但甲、丙两图中,小车的质量不同(丙图小车放置了砝码,总质量更大),因此无法探究动能与速度的关系。
21. 小红和小婷同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有:支架,刻度均匀的杠杆(每小格为),细线,重的钩码若干。
(1)实验前,杠杆在支架上静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来,他们应将杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。这样操作的好处是,既消除了杠杆自重对实验结果的影响,又便于________。
(2)杠杆调节在水平位置平衡后,他们分别在杠杆两端加减、移动钩码,每次使杠杆在水平位置重新平衡后,将实验测量的数据记录在下表中。
次数
/N
/cm
/N
/cm
1
1
8
2
4
2
1.5
6
1.5
6
3
2
3
3
2
第三次实验中小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆将________。(选填“仍能平衡”“右侧下降”或“左侧下降”)
(3)分析论证环节,得出了杠杆平衡条件:“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。但是小明按现有的方案操作却得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”这个结论与杠杆平衡条件不符,怎样帮小明解决疑惑,接下来你可以通过(________)实验步骤,测量相关数据。
A. 改变力的大小 B. 改用弹簧测力计改变力的方向
C. 改变力的作用点 D. 改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡
(4)如图丙所示,探究过程中,在杠杆左端的D点挂一个重物G,在杠杆右端的E点施加一始终竖直向下的拉力,使杠杆由水平位置缓慢转动到图中虚线位置,如图丙所示。则在此过程中拉力的大小变化情况是________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)如图丁所示,保持杠杆左侧所挂钩码个数不变,改变钩码悬挂的位置,用弹簧测力计在M点竖直向下拉,使杠杆保持水平平衡,记录每次弹簧测力计的示数F和钩码对应悬挂位置到O点的距离L,在坐标系中作出图像。图戊中正确的是________。(填字母)
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右 ③. 测量力臂
(2)右侧下降 (3)B
(4)不变 (5)A
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态指杠杆静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态;此时杠杆左端低右端高,应将平衡螺母向右调节;杠杆在水平位置平衡时,力的方向竖直向下,力臂与杠杆重合,可以直接通过杠杆上的刻度读出力臂长度,便于测量力臂。
【小问2详解】
根据表格第三次实验数据,原(4个钩码,每个),取下1个后,,左侧力与力臂乘积为
原(6个钩码),取下1个后,,右侧力与力臂乘积为
右侧乘积更大,因此右侧下降。
【小问3详解】
小明的结论是在力的方向始终竖直、力臂刚好等于支点到作用点距离的特殊条件下得出的,要推翻这个错误结论,需要改用弹簧测力计斜拉杠杆,改变力的方向,此时支点到动力作用点的距离不再等于动力臂,就能证明原结论不成立,故选B。
【小问4详解】
当杠杆缓慢转动时,拉力和重物G的重力始终竖直方向,此时两个力的力臂会按相同比例等比例缩小,根据杠杆平衡条件,两边的力臂比值始终不变,G是定值,因此的大小保持不变。
【小问5详解】
根据图丁,左侧钩码总重力、M点的力臂,根据杠杆平衡条件可得,变形得
即F与L成正比关系,斜率为0.25。四个选项只有A选项为正比例关系,根据A图,当时,代入比例式,求出,A图符合题意,故选A。
22. 如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是,烧杯内的液体质量也相同。
(1)为比较不同燃料的热值,应选择图甲和图________进行实验,实验时要观察________(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较两种燃料的热值大小。小明根据此原理开展了实验:在烧杯内加入初温和质量相同的水,当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像①、②,则可初步判断________(选填“燃料1”或“燃料2”)的热值大;
(2)实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量,结合“燃料1”这一数据,算出了燃料1的热值。小明算出的燃料1的热值比实际值偏________(选填“大”或“小”)。
(3)为比较不同物质的比热容,需要添加的测量工具是________。加热相同一段时间后发现,液体a升温更快,由此可知:质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量;
(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,取质量相等的另外两种燃料,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图可得燃料2和燃料1的热值之比为________。
【答案】(1) ①. 乙 ②. 液体升高的温度 ③. 燃料2
(2)小 (3) ①. 秒表 ②. 小于 (4)3∶8
【解析】
【小问1详解】
比较不同燃料的热值,要控制被加热的液体种类、质量完全相同,改变燃料种类,因此选甲和乙。
热值大小无法直接测量,通过转换法,观察等质量液体升高的温度,判断燃料放热多少,从而比较热值。
如图丁所示,当燃料燃尽时,图像②对应的液体温度升高幅度更大,说明相同质量的燃料2完全燃烧放出的热量更多,所以燃料2的热值更大。
【小问2详解】
实验中燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气、被装置吸收,则水吸收的热量小于燃料完全燃烧实际放出的热量,通过水吸收的热量计算得到的燃料热值会比真实值偏小。
【小问3详解】
比较不同物质的比热容,需要用相同的燃料加热,保证相同时间内两种液体吸收的热量相等,因此需要用秒表测量加热时间来控制吸收热量的多少。
等质量的a、b加热相同时间吸热相等,a升温更快,说明a的吸热能力更弱,因此升高相同温度时,a需要的加热时间更短,吸收的热量小于b吸收的热量。
【小问4详解】
两种燃料质量相等,如图戊所示,对应烧杯内水的初温都是20℃,燃料1燃尽后水升温
燃料2燃尽后水升温
燃料1燃烧放出的热量将水加热至沸腾用时5min,保持沸腾用时
则燃料1燃烧放出的热量
燃料2燃烧放出的热量
所以燃料2和燃料1的热值之比
四、解答题(共3小题)
23. 每到夏收季节,大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。已知秆浆煤的热值为,水的比热容为,大气压为1标准大气压。求:
(1)完全燃烧的秆浆煤释放的热量;
(2)若秆浆煤释放的热量有35%被水吸收,这些热量可以使质量为、初温为30℃的水升高到多少摄氏度?
【答案】(1)
(2)
100∘C
【解析】
【小问1详解】
完全燃烧的秆浆煤释放的热量
【小问2详解】
水吸收的热量
根据水的吸热公式,得水的理论温度变化量
注意1标准大气压下,水的沸点为,水沸腾后吸热温度不再上升。 水的初温为,若叠加理论温升得到,超过了标准大气压下的水的沸点,因此水的实际末温为。
24. 如图所示,斜面长,高,工人用沿斜面方向的力把重的木箱匀速推到车上,求:
(1)推力对木箱做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)斜面对木箱的摩擦力。
【答案】(1)2000J
(2)80% (3)80N
【解析】
【小问1详解】
推力做的总功
【小问2详解】
克服重力做的有用功
斜面的机械效率
【小问3详解】
克服摩擦力做的额外功
由得斜面对木箱的摩擦力
25. 小杨收集发动机资料时发现,转子发动机不同于一般的活塞式发动机,它将活塞替换成了三角形转子,如图所示。当转子转动时,吸气、压缩、做功和排气四个过程在转子周围的空间里同时进行。同时小兮了解到,一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次。所以搭载转子发动机的汽车动力更强劲。但由于转子转速过快燃料燃烧不充分,故油耗偏高,污染偏重。
现有一辆搭载了转子发动机的汽车10分钟匀速行驶了,已知汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为,该发动机转子的转速为5000 r/min,每次做功。求:
(1)由以上资料可判断,转子发动机做功更________(选填“多”或“快”)。
(2)此转子发动机10分钟做的功为多少J?该发动机的机械效率是多少?
(3)若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,则此过程汽车受到的牵引力为多少N?该发动机的输出功率为多少?
(4)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10分钟,能节约燃油多少千克?()
【答案】(1)快 (2);18.75%
(3)1875 N;
(4)3 kg
【解析】
【分析】明确功率是表示做功快慢的物理量;
先计算10分钟内的总做功次数,再得到总功;再利用效率公式计算机械效率;
先根据求牵引力做功;再利用功率公式计算输出功率;
首先明确行驶状态不变时,发动机做的有用功不变,根据新的效率计算需要的总热量,结合计算需要的燃油质量,再和原来的燃油质量作差得到节约的质量。
【小问1详解】
相同时间内转子发动机做功次数更多,功率更大,故做功更快。
【小问2详解】
发动机工作10分钟,总转数
总做功次数
总功
机械效率
【小问3详解】
发动机输出能量全部用于驱动汽车,汽车匀速行驶。行驶路程
行驶时间
由得牵引力
输出功率
【小问4详解】
发动机效率提高到30%,汽车行驶状态不变,有用功不变。现在所需总热量
原来的燃油质量
现在的燃油质量
节约的燃油质量
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九年级物理
一、选择题
1. 下列简单机械中,属于省力杠杆的是( )
A. 筷子 B. 理发剪
C. 羊角锤 D. 钓鱼竿
2. 下列说法中正确的是( )
A. 热值越大的燃料燃烧时放出的热量越多
B. 内能小的物体不可以将热量传递给内能大的物体
C. 对同一物态的某种物质,由可知比热容与成正比
D. 晶体熔化过程中吸收热量,温度不变,但内能增加
3. 如图所示的事例中,通过热传递的方式改变物体内能的是( )。
A. 冷天搓手取暖 B. 下滑时臀部发烫
C. 用水冷却热鸡蛋 D. 锯木头锯片发热
4. 下列叙述中 ,举重运动员对杠铃做了功的是
A. 使劲抓杠铃但没有举起来 B. 举着杠铃在水平地面行走
C. 将杠铃从地面举过头顶 D. 举着杠铃原地静止不动
5. 陶瓷的烧制工艺历史悠久,如图是以薪柴为燃料烧制陶瓷的传统工艺。从泥坯塑形到高温焙烧,其中蕴含诸多物理知识。下列说法正确的是( )
A. 烧制结束后,冷却了的陶瓷内能将减小为零
B. 焙烧用的燃料燃烧越充分,其热值越大
C. 高温焙烧时,是通过热传递增大陶瓷内能的
D. 陶瓷晾晒时,温度越高,所含热量越多
6. 夏天,海边的昼夜温差小,这是因为水的比热容较大.下列现象中不能反映水的这一特性的是
A. 北方供暖系统用水循环散热
B. 春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
C. 炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
D. 城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
7. 学习了功率的知识后,小明和几位同学准备做“比一比谁的功率大”的活动。以下是他们设计的三套方案,其中可行的是( )
①控制爬楼的时间相同,测量出各自的体重、爬上楼的高度,即可比较功率大小
②控制爬楼的高度相同,测量出各自的体重、爬楼用的时间,即可比较功率大小
③测量出各自的体重、爬楼用的时间和爬楼的高度,算出功率进行比较
A. 只有① B. 只有①② C. 只有②③ D. ①②③
8. 如图所示,用滑轮组将重物匀速提升,不计绳重及摩擦,下列措施可提高该滑轮组机械效率的是( )
A. 增加1个动滑轮 B. 改变绕线方式
C. 增加物体提升的高度 D. 增大提升的物重
9. 如图甲所示是足球比赛中某球员传球后足球在空中飞行的一段运动轨迹,忽略空气阻力,图乙是该足球落地后弹跳的过程。关于以上两过程,下列说法正确的是( )
A. 图甲中,足球从P点到Q点的过程中,动能转化为重力势能
B. 图乙中,A、C两点为同一高度,足球在A点的速度一定大于在C点的速度
C. 图乙中,足球从D点到E点的过程中,弹性势能变大
D. 图乙中,足球在最高点B点的动能为零
10. 如图①所示,在相同的时间内,用甲、乙两个滑轮组分别将物体A、B匀速提升相同高度,忽略绳重和摩擦,拉力分别为、。做功的数据如图②所示,下列说法正确的是( )
A. 物体A的重力大于物体B的重力
B. 拉力
C. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组低
D. 甲滑轮组中动滑轮的质量小于乙滑轮组中动滑轮的质量
二、填空与作图题
11. 现代农业利用喷洒无人机喷洒农药,安全又高效,喷洒无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行,同时均匀喷洒农药。此过程中,喷药无人机的动能______、机械能______。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
12. 有一种“回力车”,让车轮触地往后退,放手后车子就能自动地前进.往后退得越多,前进得也就越远.这是由于车子往后退的过程中,车内的弹簧片被拧紧,从而具有了_____能,因此能对车子做功,并转化成车子前进的_____能.
13. 小明探究滑轮的作用,采用如图所示的装置进行测量,图中的滑轮是________(选填“定滑轮”或“动滑轮”),它的作用是:________,当拉力由a位置逐渐变化到b位置,弹簧测力计的示数________(选填“变大”“变小”或“不变”)
14. 起重机用时将的货物从地面竖直吊升了,然后用时吊着货物水平移动了。起重机前对货物做功______;整个过程中,起重机对货物做功的功率为______。(取)
15. 如图甲是某单缸四冲程汽油机的________冲程,已知该汽油机的飞轮转速为2400r/min,该汽油机每秒对外做功________次;如图乙,小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下实践探究实验:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图a);扭转瓶子压缩瓶内的气体(如图b);轻轻扭动瓶盖,瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶内出现白雾(如图c)。甲图所示汽油机某一冲程与乙图所示的a、b、c三个过程中相对应的是________(选填a、b或c)。小明观察到瓶内有白雾产生。白雾是由于瓶内的气体对外做功使其内能________(选填“增大”“不变”或“减小”),温度降低发生液化形成的。
16. 如图所示,重为900N的物体A,在100N的水平拉力F作用下,以0.3m/s的速度沿水平地面匀速向左运动了3m,在此过程中,物体A受到地面的摩擦力大小是物重的0.3倍。则绳子自由端拉力F做功的功率为________W,该滑轮组的机械效率为__________。
17. 某同学用一种发热均匀的加热器将质量为的冰持续加热熔化,记录并绘制出如图所示的温度-时间图像,分析图像可知________,段物质所吸收的热量为________J。[水的比热容为]。
18.
(1)如图所示,画出使杠杆AB在图示位置静止时的最小力F及其力臂L。
(2)如图所示,想在绳子自由端施加尽可能小的作用力将重物提起,请画出绳子绕法。
三、实验与探究题
19. 请完成下列填空:
(1)如左图所示是用杆秤称量货物时的情景。
①在称量货物时,使用提纽________(选填B或C),该杆秤的称量范围更大。
②若该杆秤配套的秤砣D有磨损,称量货物时杆秤显示的质量将比被测货物的真实质量偏________(选填“大”或“小”)。
(2)如右图所示是一个空气压缩引火仪。在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的硝化棉,用力将活塞迅速下压,使硝化棉燃烧,下压过程将机械能转化为________能,该过程是通过________的方式来改变筒内空气的内能。
20. 为了探究影响动能大小的因素,小华利用斜面、小车、木块等器材开展了如图所示的探究活动。
(1)该实验中根据木块被推动的距离来判断________(选填“木块”或“小车”)动能的大小,用到的实验方法是________。(选填“控制变量法”、“转换法”、“等效替代法”),若水平面光滑,________(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)比较甲、丙两图,能否探究动能与速度的关系?若能,请在横线上写出正确的实验结论;若不能,请写出理由。________________________________。
21. 小红和小婷同学在探究“杠杆平衡的条件”实验中,所用的器材有:支架,刻度均匀的杠杆(每小格为),细线,重的钩码若干。
(1)实验前,杠杆在支架上静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态。接下来,他们应将杠杆的平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。这样操作的好处是,既消除了杠杆自重对实验结果的影响,又便于________。
(2)杠杆调节在水平位置平衡后,他们分别在杠杆两端加减、移动钩码,每次使杠杆在水平位置重新平衡后,将实验测量的数据记录在下表中。
次数
/N
/cm
/N
/cm
1
1
8
2
4
2
1.5
6
1.5
6
3
2
3
3
2
第三次实验中小红将图乙中杠杆两侧的钩码各取下一个,杠杆将________。(选填“仍能平衡”“右侧下降”或“左侧下降”)
(3)分析论证环节,得出了杠杆平衡条件:“动力×动力臂=阻力×阻力臂”。但是小明按现有的方案操作却得出如下结论:“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”这个结论与杠杆平衡条件不符,怎样帮小明解决疑惑,接下来你可以通过(________)实验步骤,测量相关数据。
A. 改变力的大小 B. 改用弹簧测力计改变力的方向
C. 改变力的作用点 D. 改变平衡螺母的位置从而让杠杆在水平位置重新平衡
(4)如图丙所示,探究过程中,在杠杆左端的D点挂一个重物G,在杠杆右端的E点施加一始终竖直向下的拉力,使杠杆由水平位置缓慢转动到图中虚线位置,如图丙所示。则在此过程中拉力的大小变化情况是________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(5)如图丁所示,保持杠杆左侧所挂钩码个数不变,改变钩码悬挂的位置,用弹簧测力计在M点竖直向下拉,使杠杆保持水平平衡,记录每次弹簧测力计的示数F和钩码对应悬挂位置到O点的距离L,在坐标系中作出图像。图戊中正确的是________。(填字母)
22. 如图所示甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是,烧杯内的液体质量也相同。
(1)为比较不同燃料的热值,应选择图甲和图________进行实验,实验时要观察________(选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较两种燃料的热值大小。小明根据此原理开展了实验:在烧杯内加入初温和质量相同的水,当燃料燃尽后,小明根据各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图丁所示的图像①、②,则可初步判断________(选填“燃料1”或“燃料2”)的热值大;
(2)实验后小明根据实验数据利用公式算出了水吸收的热量,结合“燃料1”这一数据,算出了燃料1的热值。小明算出的燃料1的热值比实际值偏________(选填“大”或“小”)。
(3)为比较不同物质的比热容,需要添加的测量工具是________。加热相同一段时间后发现,液体a升温更快,由此可知:质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,液体a吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量;
(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,取质量相等的另外两种燃料,在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示,根据戊图可得燃料2和燃料1的热值之比为________。
四、解答题(共3小题)
23. 每到夏收季节,大量农作物秸秆在田间被随意焚烧,这不仅造成资源浪费、环境污染,而且极易引发火灾等。为解决这一问题,现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。已知秆浆煤的热值为,水的比热容为,大气压为1标准大气压。求:
(1)完全燃烧的秆浆煤释放的热量;
(2)若秆浆煤释放的热量有35%被水吸收,这些热量可以使质量为、初温为30℃的水升高到多少摄氏度?
24. 如图所示,斜面长,高,工人用沿斜面方向的力把重的木箱匀速推到车上,求:
(1)推力对木箱做的功;
(2)斜面的机械效率;
(3)斜面对木箱的摩擦力。
25. 小杨收集发动机资料时发现,转子发动机不同于一般的活塞式发动机,它将活塞替换成了三角形转子,如图所示。当转子转动时,吸气、压缩、做功和排气四个过程在转子周围的空间里同时进行。同时小兮了解到,一般发动机飞轮每转两圈做功一次,而转子发动机转子每转一圈就做功三次。所以搭载转子发动机的汽车动力更强劲。但由于转子转速过快燃料燃烧不充分,故油耗偏高,污染偏重。
现有一辆搭载了转子发动机的汽车10分钟匀速行驶了,已知汽车消耗的燃油完全燃烧放出的热量为,该发动机转子的转速为5000 r/min,每次做功。求:
(1)由以上资料可判断,转子发动机做功更________(选填“多”或“快”)。
(2)此转子发动机10分钟做的功为多少J?该发动机的机械效率是多少?
(3)若发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶,则此过程汽车受到的牵引力为多少N?该发动机的输出功率为多少?
(4)为了解决转子发动机的油耗问题,车辆工程师也在潜心研究,若能把此转子发动机的效率提高到30%,则该汽车以同样状态行驶10分钟,能节约燃油多少千克?()
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