精品解析：广东深圳坪山中学2026-2027学年第一学期九年级学情采集物理卷

2026-2027学年第一学期初三学情采集物理卷 满分：70分 考试时间：70分钟 随着物联网的高速发展，智能家居逐渐走进千家万户，为我们的生活带来舒适与便利。 主题一：智能厨房 1. 智能豆浆机可以自动完成打磨、加热、煮沸等过程。关于其中涉及的分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 打磨时能闻到豆香味，说明分子间存在间隙 B. 加热后豆香味更浓，说明温度越高，分子热运动越剧烈 C. 豆浆很难被压缩，说明分子间存在引力 D. 豆浆冷却后，分子停止运动 2. 智能电饭煲煮好饭后会自动进入保温模式。关于这一过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 煮饭时，若锅内气压不变，水沸腾后继续加热，水吸收热量，温度不变 B. 电饭煲加热时，把温度传给了米饭 C. 电饭煲煮饭是通过做功的方式改变米饭的内能 D. 保温时，锅内温度保持不变，食物含有的热量增大 3. 智能厨房中，小璇用智能燃气灶熬汤。她把一大锅汤和一小碗汤都加热到80℃，然后关火，让汤在桌上自然冷却。关于这一过程，下列说法正确的是（ ） A. 两锅汤温度相同，内能一定相同 B. 天然气燃烧越充分，其热值越大 C. 冷却时，热量从空气传给汤，汤的内能增大 D. 熬汤时，天然气燃烧，将化学能转化为内能 主题二：智能照明 4. 小明在安装智能照明系统前，学习了有关“电”的基础知识。下列有关“电”的说法中正确的是（　　） A. 绝缘体没有电子，所以不能导电 B. 电路有电源就一定有电流 C. 在电路中，用电器将其他形式的能转化为电能 D. 在电源的外部，电流的方向从电源正极流向负极 5. 小明家的智能照明系统中，客厅灯由开关S控制。关于该电路的三种状态，下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合，灯正常发光，此时电路处于断路 B. 灯丝烧断，灯不亮，此时电路处于通路 C. 不小心用导线把电源两极直接连起来，此时电路处于短路 D. 短路时，灯仍能正常发光，只是电流变小 6. 小明家安装了智能照明系统，工程师提醒：静电可能损坏智能灯具内部的电子元件，安装时要注意防静电。为此，小明了解了静电的相关知识。关于图中的电现象，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，两个轻质小球相互吸引，则它们一定带异种电荷 B. 图乙中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒失去了原子核 C. 图丙中，小狗梳理完毛发后毛发更蓬松，是因为摩擦过程中创造了电荷 D. 图丁中，验电器的金属箔张开是因为两片金属箔带同种电荷 7. 小华想为家里厨房设计一个既能照明又能吹风的简易凉霸。当开关闭合时照明灯亮起，当开关闭合时电动机启动，吹出凉风，照明灯和电动机互不影响。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 主题三：智能安装 8. 小况家安装智能照明系统前，先用干电池搭建电路模型练习接线。 （1）图甲的电路中一根导线接错，使小灯泡被短接而无法正常工作。请把这根导线找出来，在上面打一个“×”。 （2）根据如图乙所示的实际电路，在虚线框内画出对应电路图。 9. 如图甲所示为电路中某段导体内自由电子定向移动的方向，由此可知通过此段导体的电流方向向____________（选填“左”或“右”）；使用电流表测量其通过的电流大小，电流表应该与导体____________连接（选填“串联”或“并联”），如图乙所示，示数为____________A。 10. 小况用电流表测量模型电路中的电流时，先后遇到了两个问题：在未闭合开关时，电流表出现了如图1所示的情况，原因是____________，经过调整后，闭合开关，又出现了如图2所示的情况，原因是______________________。 11. 小况在安装智能家居设备的过程中，遇到了以下一些现象，请运用所学物理知识回答： （1）小况用干电池、小灯泡、开关等练习接线，连接电路时，开关应保持_______（选填“闭合”或"断开"）状态。 （2）小况家安装了太阳能电池板作为智能家居供电系统的一部分，正在给手机充电，此时手机电池相当于__________（选填“电源”或“用电器”）；充电导线内部的铜芯是_______（选填“导体”或“绝缘体”）。 （3）安装完成后，小况用静电除尘拖把打扫房间，除尘纸摩擦后能够带电，从而吸附灰尘，说明带电体具有________的性质。 （4）小况在安装智能家居设备的间隙，看到一段科普视频介绍一种“不需要消耗能量就能一直工作”的装置。从能量守恒的角度可知，这种装置不能一直工作下去，因为能量_______（选填“会”或“不会”）凭空产生。 主题四：智能温控 12. 智能温控系统负责自动调节家中热水器、地暖的水温。系统显示：不同的液体“存热”能力不同，储热介质选得好，供暖更节能。为了给系统选择储热介质提供依据，小璎做了“探究不同物质的吸热情况”实验，如图甲所示，在实验过程中，每隔1min记录一次温度： （1）实验中选取水和煤油两种不同的物质进行探究，在如图甲所示的实验中存在一处明显的错误，请找出：____________________________________________。 （2）纠正错误后，要完成该实验探究，除了如图甲所示的实验器材，还需要的测量工具有________和_________。 （3）在研究不同物质的吸热能力实验中，不同物质吸收热量的多少是通过__________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 （4）小璎根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，则加热4min，水吸收的热量_______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；分析图像可知，__________（选填“水”或“煤油”）的比热容更大。 （5）由图像乙可知，煤油的比热容是________J/（kg·℃）。[已知] （6）小璎完成上述实验后，想比较两种燃料的热值，为家中燃气供暖设备选用更节能的燃料提供依据，于是做了如下图所示的实验。丙丁两图装置、燃料质量、烧杯内的液体质量和初温均相同，燃料都完全燃烧。根据___________（选填“加热时间的长短”或“温度变化的多少”）来判断液体吸收热量多少。利用公式计算出了液体吸收的热量，据此求得的燃料热值与真实值相比_________（选填“偏大”或“偏小”）。 13. 【项目提出】热值高的燃料，放出的热量能有多少真正转化为动力呢?带着这个问题，小曼制作了简易热机模型，模拟供暖设备中的能量转化过程，探究“燃料燃烧产生的内能是如何转化为动力的”。 【项目实施】将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图甲所示的支架上，点燃酒精灯，过一会儿风车转动起来。 （1）该热机工作时，图甲中的水蒸气的________能转化为风车的_____能，这是通过________方式改变水蒸气能量。 【项目交流】 （2）实验过程中，高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，这一过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程的工作原理相同。若单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则它每秒内对外做功_________次。 （3）喷气时，笔尖应对准风车的_______（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 主题五：智能能耗 14. 机械狗，是基于仿生学采用4条步行腿构成的四腿仿生机器人。在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。某机械狗采用燃油发动机提供动力，某次工作中，机械狗的发动机消耗120kg燃油，提供了的有用功。（燃油的热值为） （1）为了使用安全，该机械狗的液压系统的液压油的温度不能高于80℃。已知质量为4kg的液压油的温度由30℃升高到80℃，吸收了的热量，该液压油的比热容为多少； （2）120kg的燃油完全燃烧释放的热量为多少焦耳； （3）该机械狗燃油发动机工作时的效率为多少。 15. 如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3]求： （1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量； （2）以上过程中，水吸收的热量； （3）密闭的锅内水烧开时的温度。 16. 小敏家的智能家居能源管理系统监测到供暖管路散热快、能耗偏高，建议管路加装保温层以减少热量散失。 现有两种包裹方案：方案一用两层灰色薄棉布包裹（内层紧贴管壁，外层宽松），方案二用一层灰色厚棉布紧贴包裹。为比较哪种方案保温效果更好、更节能，小敏设计了如下实验：在甲、乙两个相同的保温瓶中装入等体积、初温相同的热水，用两层灰色薄棉布包裹甲瓶（内层紧贴瓶身，外层宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹乙瓶，用数字温度计测量两瓶中热水的温度，每隔20分钟记录一次，数据如表所示（室温恒为25.0℃）。 室温：25.0℃ 时间/min 0 20 40 60 80 甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5 乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7 （1）为了科学比较两种包裹方式的保温性能，实验时应控制两瓶热水的初始温度相同。表格中有一个温度值明显记录错误，该错误的温度值是_____℃。 （2）实验过程中，两个瓶子的水温都逐渐下降，这是因为热水通过______方式将热量散失到环境中，导致水的内能减少。分析表中数据，可以初步判断______瓶的包裹方式保温效果更好，判断依据是：_____________________。 （3）从能量利用的角度看，无论穿什么衣服，热量最终都会散失到环境中。基于本实验的启发，请你说说冬季室内供暖时，为了节能，可以采取的一项具体措施：_______________________________。 17. 小敏家安装了智能家居能源管理系统，可在电价低谷时段智能安排给混合动力汽车（如图甲所示）充电。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电。 （1）汽车在转向前，司机会拨动转向横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，如果其中一个损坏时，另一个仍能正常工作。这两个转向灯在电路中的连接方式为____（选填“串联”或“并联”） （2）在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器，其原理如图乙所示。当闭合开关S，且“定时开关”处于闭合状态时，指示灯______亮，播放器_______播放音乐。（均选填“会”或“不会”） （3）汽车行驶过程中，闻到尾气有汽油味，说明汽油没有完全燃烧，若该汽油机使用热值更高的燃料，则汽油机的效率________（选填“变大”“变小”或“不变”） （4）汽油机在做功冲程中，从火花塞点火瞬间开始计时，压缩后的混合气体在气缸内剧烈燃烧，直至膨胀的燃气推动活塞对外做功，这一过程中燃气的温度是不断变化的。下列能大致反映做功冲程全过程中燃气温度随时间变化关系的图像是_______（填字母）。 A. B. C. D. （5）该车某次以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，消耗5kg的燃料。已知汽车受到的阻力为1500N，热机效率为30%，燃料的热值为4.5×107J/kg，本次行驶中所需的动力全部由内燃机提供，则蓄电池的电能增加了_____________J。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年第一学期初三学情采集物理卷 满分：70分 考试时间：70分钟 随着物联网的高速发展，智能家居逐渐走进千家万户，为我们的生活带来舒适与便利。 主题一：智能厨房 1. 智能豆浆机可以自动完成打磨、加热、煮沸等过程。关于其中涉及的分子动理论，下列说法正确的是（ ） A. 打磨时能闻到豆香味，说明分子间存在间隙 B. 加热后豆香味更浓，说明温度越高，分子热运动越剧烈 C. 豆浆很难被压缩，说明分子间存在引力 D. 豆浆冷却后，分子停止运动 【答案】B 【解析】 【详解】A. 闻到豆香味是扩散现象，说明分子在永不停息做无规则运动，故A错误； B. 分子热运动剧烈程度与温度有关，温度越高分子热运动越剧烈，加热后温度升高，豆香味更浓符合该规律，故B正确； C. 物体难被压缩说明分子间存在斥力，故C错误； D. 分子在任何温度下都永不停息做无规则运动，冷却后分子不会停止运动，故D错误。 故选B。 2. 智能电饭煲煮好饭后会自动进入保温模式。关于这一过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（　　） A. 煮饭时，若锅内气压不变，水沸腾后继续加热，水吸收热量，温度不变 B. 电饭煲加热时，把温度传给了米饭 C. 电饭煲煮饭是通过做功的方式改变米饭的内能 D. 保温时，锅内温度保持不变，食物含有的热量增大 【答案】A 【解析】 【详解】A．气压不变时，液体的沸点也保持不变；液体沸腾过程持续吸热、温度保持不变，故A正确； B．热传递过程中传递的是内能，温度是状态量无法被传递，故B错误； C．电饭煲煮饭是通过热传递的方式改变米饭的内能，故C错误； D．热量是过程量，描述热传递过程中传递的能量多少，不能表述为物体“含有热量”，故D错误。 故选A。 3. 智能厨房中，小璇用智能燃气灶熬汤。她把一大锅汤和一小碗汤都加热到80℃，然后关火，让汤在桌上自然冷却。关于这一过程，下列说法正确的是（ ） A. 两锅汤温度相同，内能一定相同 B. 天然气燃烧越充分，其热值越大 C. 冷却时，热量从空气传给汤，汤的内能增大 D. 熬汤时，天然气燃烧，将化学能转化为内能 【答案】D 【解析】 【详解】A. 内能与温度、质量、状态等因素有关，两份汤温度相同但质量不同，内能不相同，故A错误； B. 热值是燃料的固有属性，仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故B错误； C. 冷却时汤温度高于空气，热量从汤传给空气，汤的内能减小，故C错误； D. 天然气燃烧的过程是化学能转化为内能的过程，故D正确。 故选D。 主题二：智能照明 4. 小明在安装智能照明系统前，学习了有关“电”的基础知识。下列有关“电”的说法中正确的是（　　） A. 绝缘体没有电子，所以不能导电 B. 电路有电源就一定有电流 C. 在电路中，用电器将其他形式的能转化为电能 D. 在电源的外部，电流的方向从电源正极流向负极 【答案】D 【解析】 【详解】A．绝缘体含有电子，仅因可自由移动的电荷极少不易导电，故A错误； B．电路形成持续电流需同时满足有电源、电路为闭合通路两个条件，仅存在电源不一定有电流，故B错误； C．用电器工作时将电能转化为其他形式的能，故C错误； D．电源外部电流方向从正极流向负极，故D正确。 故选D。 5. 小明家的智能照明系统中，客厅灯由开关S控制。关于该电路的三种状态，下列说法正确的是（ ） A. 开关S闭合，灯正常发光，此时电路处于断路 B. 灯丝烧断，灯不亮，此时电路处于通路 C. 不小心用导线把电源两极直接连起来，此时电路处于短路 D. 短路时，灯仍能正常发光，只是电流变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．开关S闭合灯正常发光时电路处处连通，为通路，故A错误； B．灯丝烧断后电路断开，为断路，故B错误； C．导线直接连接电源两极，符合电源短路的定义，故C正确； D．短路时电流不经过灯，灯不能发光，且电路电流极大，故D错误。 故选C。 6. 小明家安装了智能照明系统，工程师提醒：静电可能损坏智能灯具内部的电子元件，安装时要注意防静电。为此，小明了解了静电的相关知识。关于图中的电现象，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，两个轻质小球相互吸引，则它们一定带异种电荷 B. 图乙中，用毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，是因为橡胶棒失去了原子核 C. 图丙中，小狗梳理完毛发后毛发更蓬松，是因为摩擦过程中创造了电荷 D. 图丁中，验电器的金属箔张开是因为两片金属箔带同种电荷 【答案】D 【解析】 【详解】A．带电体可以吸引轻小物体，因此两个轻质小球相互吸引，有可能一个带电、另一个不带电，不一定是带异种电荷，故A错误； B．摩擦起电的实质是电子的转移，橡胶棒带负电是因为得到了电子，故B错误； C．摩擦起电的实质是电子的转移，不是创造新电荷，故C错误； D．验电器的工作原理就是同种电荷相互排斥，当带电体接触验电器后，两片金属箔会带上同种电荷，互相排斥从而张开，故D正确。 故选D。 7. 小华想为家里厨房设计一个既能照明又能吹风的简易凉霸。当开关闭合时照明灯亮起，当开关闭合时电动机启动，吹出凉风，照明灯和电动机互不影响。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由电路图可知，当开关S1​闭合时，照明灯亮起；当开关S2​闭合时，电动机启动，吹出凉风。照明灯和电动机互不影响，说明该支路开关控制该支路，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 主题三：智能安装 8. 小况家安装智能照明系统前，先用干电池搭建电路模型练习接线。 （1）图甲的电路中一根导线接错，使小灯泡被短接而无法正常工作。请把这根导线找出来，在上面打一个“×”。 （2）根据如图乙所示的实际电路，在虚线框内画出对应电路图。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由图甲可知，电流从电源正极出发，通过导线直接回到电源负极，造成小灯泡短路，电流不会经过灯丝，小灯泡无法工作，将连接开关右接线柱和小灯泡右接线柱的那根导线移除后，电流路径为电源正极→开关→小灯泡→电源负极，小灯泡可正常通路工作。 【小问2详解】 由图乙可知，电流从电源正极出发，依次经过灯泡​、开关和灯泡，最终回到电源负极，灯泡和串联​，由此画出电路图。 9. 如图甲所示为电路中某段导体内自由电子定向移动的方向，由此可知通过此段导体的电流方向向____________（选填“左”或“右”）；使用电流表测量其通过的电流大小，电流表应该与导体____________连接（选填“串联”或“并联”），如图乙所示，示数为____________A。 【答案】 ①. 左 ②. 串联 ③. 1.4 【解析】 【详解】物理学中规定，正电荷定向移动的方向为电流方向，而自由电子带负电，负电荷定向移动的方向与电流方向相反。图甲中自由电子向右定向移动，因此电流方向向左。 电流表的使用要求是必须串联在被测电路中，才能准确测量通过导体的电流。 电流表选用量程，分度值为0.1A，示数为。 10. 小况用电流表测量模型电路中的电流时，先后遇到了两个问题：在未闭合开关时，电流表出现了如图1所示的情况，原因是____________，经过调整后，闭合开关，又出现了如图2所示的情况，原因是______________________。 【答案】 ①. 电流表使用前未调零 ②. 电流表正负接线柱接反 【解析】 【详解】未闭合开关时电路无电流，电流表指针未对准零刻度线，说明电流表使用前未调零。 闭合开关后电流表指针反向偏转，由电流表的使用要求可知，原因是电流表的正负接线柱接反。 11. 小况在安装智能家居设备的过程中，遇到了以下一些现象，请运用所学物理知识回答： （1）小况用干电池、小灯泡、开关等练习接线，连接电路时，开关应保持_______（选填“闭合”或"断开"）状态。 （2）小况家安装了太阳能电池板作为智能家居供电系统的一部分，正在给手机充电，此时手机电池相当于__________（选填“电源”或“用电器”）；充电导线内部的铜芯是_______（选填“导体”或“绝缘体”）。 （3）安装完成后，小况用静电除尘拖把打扫房间，除尘纸摩擦后能够带电，从而吸附灰尘，说明带电体具有________的性质。 （4）小况在安装智能家居设备的间隙，看到一段科普视频介绍一种“不需要消耗能量就能一直工作”的装置。从能量守恒的角度可知，这种装置不能一直工作下去，因为能量_______（选填“会”或“不会”）凭空产生。 【答案】（1） 断开 （2） ①. 用电器 ②. 导体 （3） 吸引轻小物体 （4） 不会 【解析】 【小问1详解】 连接电路时开关需断开，防止接线错误造成短路，损坏电路元件。 【小问2详解】 充电时手机电池消耗电能，故相当于用电器； 铜容易导电，属于导体。 【小问3详解】 因带电体具有吸引轻小物体的性质，故摩擦带电的除尘纸可吸附灰尘。 【小问4详解】 由能量守恒定律可知，能量不会凭空产生，故该类装置无法一直工作。 主题四：智能温控 12. 智能温控系统负责自动调节家中热水器、地暖的水温。系统显示：不同的液体“存热”能力不同，储热介质选得好，供暖更节能。为了给系统选择储热介质提供依据，小璎做了“探究不同物质的吸热情况”实验，如图甲所示，在实验过程中，每隔1min记录一次温度： （1）实验中选取水和煤油两种不同的物质进行探究，在如图甲所示的实验中存在一处明显的错误，请找出：____________________________________________。 （2）纠正错误后，要完成该实验探究，除了如图甲所示的实验器材，还需要的测量工具有________和_________。 （3）在研究不同物质的吸热能力实验中，不同物质吸收热量的多少是通过__________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映的。 （4）小璎根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，则加热4min，水吸收的热量_______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；分析图像可知，__________（选填“水”或“煤油”）的比热容更大。 （5）由图像乙可知，煤油的比热容是________J/（kg·℃）。[已知] （6）小璎完成上述实验后，想比较两种燃料的热值，为家中燃气供暖设备选用更节能的燃料提供依据，于是做了如下图所示的实验。丙丁两图装置、燃料质量、烧杯内的液体质量和初温均相同，燃料都完全燃烧。根据___________（选填“加热时间的长短”或“温度变化的多少”）来判断液体吸收热量多少。利用公式计算出了液体吸收的热量，据此求得的燃料热值与真实值相比_________（选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】（1）煤油和水的质量不相等 （2） ①. 天平 ②. 秒表 （3）加热时间 （4） ①. 等于 ②. 水 （5） （6） ①. 温度变化的多少 ②. 偏小 【解析】 【小问1详解】 探究不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量相同。图甲中水和煤油的液面高度相同，说明二者体积相同，根据，由于二者密度不同，因此质量不相等，不符合控制变量的要求。 【小问2详解】 实验需要控制水和煤油的质量相等，因此需要天平测量质量；实验中要每隔1min记录温度，需要秒表来测量加热时间。 【小问3详解】 实验中使用完全相同的酒精灯，相同时间内两种物质吸收的热量相等，因此用加热时间的长短来反映吸收热量的多少，这是转换法的应用。 【小问4详解】 相同的酒精灯加热相同时间，放出的热量相等，因此水和煤油吸收的热量相等； 由图乙可知，加热相同时间（吸收相同热量），水升高的温度更小，说明水的吸热能力更强，水的比热容更大。 【小问5详解】 由图乙可知，水和煤油由20℃升高到60℃，水的加热时间是煤油的2倍，说明水吸收的热量是煤油的2倍，根据，质量和升温相同时，比热容与吸收的热量成正比，因此 【小问6详解】 比较热值的实验中，燃料完全燃烧放出的热量被液体吸收，同种液体的质量和比热容相同，因此通过温度变化的多少反映液体吸收热量的多少； 实验中燃料不可能完全燃烧，并且部分热量被装置吸收、散失到空气中，液体吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量，通过液体吸收的热量计算得到的燃料热值会比真实值偏小。 13. 【项目提出】热值高的燃料，放出的热量能有多少真正转化为动力呢?带着这个问题，小曼制作了简易热机模型，模拟供暖设备中的能量转化过程，探究“燃料燃烧产生的内能是如何转化为动力的”。 【项目实施】将一支去掉笔芯和笔尾的中性笔，笔尖朝外，插入一个装有约半罐水的易拉罐中，用胶将罐的开口处密封。再将易拉罐放在如图甲所示的支架上，点燃酒精灯，过一会儿风车转动起来。 （1）该热机工作时，图甲中的水蒸气的________能转化为风车的_____能，这是通过________方式改变水蒸气能量。 【项目交流】 （2）实验过程中，高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，这一过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程的工作原理相同。若单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则它每秒内对外做功_________次。 （3）喷气时，笔尖应对准风车的_______（选填“扇叶”或“轴心”），能使风车转动得更快。 【答案】（1） ①. 内 ②. 机械 ③. 做功 （2） ①. C ②. 10 （3）扇叶 【解析】 【小问1详解】 该热机工作时，水蒸气冲击扇叶转动，是水蒸气的内能转化为风车的机械能，能量的形式发生了改变，所以是通过做功的方式改变水蒸气能量。 【小问2详解】 高温水蒸气从笔尖喷出，冲击风车使其转动，水蒸气的内能转化为风车的机械能，这与热机的做功冲程能量转化方式完全一致（做功冲程将内能转化为机械能）。由图可知，A图中，气门一开一闭，活塞向下，是吸气冲程；B图中，两个气门都关闭，活塞向上，是压缩冲程；C图中，两个气门都关闭，活塞向下，是做功冲程；D图中，气门一开一闭，活塞向上，是排气冲程。故选C。 单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，即20r/s，该汽油机一个工作循环，活塞往复两次，曲轴和飞轮转两圈，四个冲程，对外做功一次，所以它每秒内对外做功10次。 【小问3详解】 若喷气对准轴心，气流的力几乎无法带动风车转动；对准扇叶时，气流的作用力可以充分推动扇叶旋转，能让风车转得更快。 主题五：智能能耗 14. 机械狗，是基于仿生学采用4条步行腿构成的四腿仿生机器人。在救援、安防、物流等方面有着重要的作用。某机械狗采用燃油发动机提供动力，某次工作中，机械狗的发动机消耗120kg燃油，提供了的有用功。（燃油的热值为） （1）为了使用安全，该机械狗的液压系统的液压油的温度不能高于80℃。已知质量为4kg的液压油的温度由30℃升高到80℃，吸收了的热量，该液压油的比热容为多少； （2）120kg的燃油完全燃烧释放的热量为多少焦耳； （3）该机械狗燃油发动机工作时的效率为多少。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据吸热公式可知，液压油的比热容为 【小问2详解】 根据可知，燃料完全燃烧放出热量为 【小问3详解】 热机效率为 15. 如图所示，某同学用燃气灶烧水给餐具消毒。已知密闭锅内水的质量为5kg，水的初温为22℃，当水刚好烧开时，共消耗了0.06m3的天然气，该燃气灶烧水的热效率为70%。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.0×107J/m3]求： （1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量； （2）以上过程中，水吸收的热量； （3）密闭的锅内水烧开时的温度。 【答案】（1）2.4×106J；（2）1.68×106J；（3）102℃ 【解析】 【详解】解：（1）天然气的热值为4.0×107J/m3，根据Q=Vq可得，0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为 Q放=Vq=0.06m3×4.0×107J/m3=2.4×106J （2）燃气灶烧水的热效率为70%，水吸收的热量为 （3）烧开水时，水的温度变化为 所以密闭的锅内水烧开时的温度 答：（1）0.06m3的天然气完全燃烧所放出的热量为2.4×106J； （2）以上过程中，水吸收的热量1.68×106J； （3）密闭的锅内水烧开时的温度为102℃。 16. 小敏家的智能家居能源管理系统监测到供暖管路散热快、能耗偏高，建议管路加装保温层以减少热量散失。 现有两种包裹方案：方案一用两层灰色薄棉布包裹（内层紧贴管壁，外层宽松），方案二用一层灰色厚棉布紧贴包裹。为比较哪种方案保温效果更好、更节能，小敏设计了如下实验：在甲、乙两个相同的保温瓶中装入等体积、初温相同的热水，用两层灰色薄棉布包裹甲瓶（内层紧贴瓶身，外层宽松），用一层灰色厚棉布紧贴包裹乙瓶，用数字温度计测量两瓶中热水的温度，每隔20分钟记录一次，数据如表所示（室温恒为25.0℃）。 室温：25.0℃ 时间/min 0 20 40 60 80 甲瓶水温/℃ 61.0 56.6 62.5 50.9 48.5 乙瓶水温/℃ 61.0 55.6 52.3 49.0 45.7 （1）为了科学比较两种包裹方式的保温性能，实验时应控制两瓶热水的初始温度相同。表格中有一个温度值明显记录错误，该错误的温度值是_____℃。 （2）实验过程中，两个瓶子的水温都逐渐下降，这是因为热水通过______方式将热量散失到环境中，导致水的内能减少。分析表中数据，可以初步判断______瓶的包裹方式保温效果更好，判断依据是：_____________________。 （3）从能量利用的角度看，无论穿什么衣服，热量最终都会散失到环境中。基于本实验的启发，请你说说冬季室内供暖时，为了节能，可以采取的一项具体措施：_______________________________。 【答案】（1）62.5 （2） ①. 热传递 ②. 甲 ③. 相同时间内甲瓶的水温下降得更慢 （3）给供暖管路加装内层紧贴管壁、外层宽松的多层保温层（或供暖房间的窗户使用双层中空玻璃，合理即可） 【解析】 【小问1详解】 热水在室温25℃的环境中会持续向外散热，温度只能逐渐降低，不可能高于初始的61.0℃，因此甲瓶40min时记录的62.5℃明显错误。 【小问2详解】 热水的内能通过热传递的方式向温度更低的环境散失，导致水温下降、内能减少。排除错误数据后，对比相同时间的水温：初始温度均为61.0℃，80分钟后甲瓶水温48.5℃高于乙瓶的45.7℃，全程甲瓶降温更慢、散出的热量更少，因此甲的包裹方式保温效果更好。 【小问3详解】 本实验的核心启发是有空气夹层的多层宽松包裹结构，比同等总厚度的紧贴单层结构保温效果更好，据此可以延伸出供暖相关的节能措施：给供暖管路加装内层紧贴管壁、外层宽松的多层保温层或供暖房间的窗户使用双层中空玻璃，合理即可。 17. 小敏家安装了智能家居能源管理系统，可在电价低谷时段智能安排给混合动力汽车（如图甲所示）充电。混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电。汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池通过电机向车轮输送动力，使汽车行驶；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，改由内燃机工作，一方面向车轮输送动力，另外通过电机给蓄电池充电。 （1）汽车在转向前，司机会拨动转向横杆，汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭，如果其中一个损坏时，另一个仍能正常工作。这两个转向灯在电路中的连接方式为____（选填“串联”或“并联”） （2）在该混合动力汽车上装有一种定时音乐播放器，其原理如图乙所示。当闭合开关S，且“定时开关”处于闭合状态时，指示灯______亮，播放器_______播放音乐。（均选填“会”或“不会”） （3）汽车行驶过程中，闻到尾气有汽油味，说明汽油没有完全燃烧，若该汽油机使用热值更高的燃料，则汽油机的效率________（选填“变大”“变小”或“不变”） （4）汽油机在做功冲程中，从火花塞点火瞬间开始计时，压缩后的混合气体在气缸内剧烈燃烧，直至膨胀的燃气推动活塞对外做功，这一过程中燃气的温度是不断变化的。下列能大致反映做功冲程全过程中燃气温度随时间变化关系的图像是_______（填字母）。 A. B. C. D. （5）该车某次以60km/h的速度匀速行驶了0.5h，消耗5kg的燃料。已知汽车受到的阻力为1500N，热机效率为30%，燃料的热值为4.5×107J/kg，本次行驶中所需的动力全部由内燃机提供，则蓄电池的电能增加了_____________J。 【答案】（1） 并联 （2） ①. 会 ②. 不会 （3） 不变 （4）C （5） 【解析】 【小问1详解】 两个转向灯工作时互不影响，一个损坏另一个仍能正常工作，符合并联电路的特点，故为并联。 【小问2详解】 当开关S、定时开关都闭合时，指示灯所在电路为通路，故指示灯会亮；定时开关与播放器并联，播放器被短路，无电流通过，故不会播放音乐。 【小问3详解】 热机效率是热机将燃料完全燃烧放出的能量转化为有用功的比例，与燃料的热值无关，故效率不变。 【小问4详解】 做功冲程中，火花塞点火后燃气燃烧，化学能转化为内能，温度升高；随后燃气膨胀推动活塞做功，内能转化为机械能，温度降低，温度随时间先升高后降低，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【小问5详解】 燃料完全燃烧放出的热量为 热机输出的总有用能量为 汽车行驶的路程为 汽车匀速行驶，牵引力与阻力平衡 牵引力做的功为 蓄电池增加的电能为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $