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九年级物理学科练习
一、选择题(共30分,每题2分。下列各题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题意的。)
1. 2022年11月29日,长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船,将3名航天员送进空间站,如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料,这是因为偏二甲肼具有较大的( )
A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 密度
【答案】B
【解析】
【详解】长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料,是因为偏二甲肼具有较大的热值,由可知,完全燃烧相同质量的偏二甲肼时,可以放出更多的热量,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是
A. 将左右两边的钩码均向外移动一格
B. 在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C. 将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D. 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格
【答案】D
【解析】
【详解】设杠杆的一个小格是1cm,一个钩码的重是1N.A. 将左右两边的钩码均向外移动一格,则4N×(3+1)cm>3N×(4+1)cm,杠杆的右端下沉.不符合题意.B. 在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变,(4+1)N×3cm<(3+1)N×4cm,杠杆的右端下沉.不符合题意.符合题意.C. 将左右两边的钩码各加一个,位置保持不变,(4−1)N×3cm>(3−1)N×4cm,杠杆的左端下沉,杠杆的平衡.D. 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格,(42)N×3cm=3N×(42)cm.符合题意.故选D.
【点睛】根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡或杠杆的哪端下沉的方法:F1l1=F2l2,杠杆平衡.F1l1≠F2l2,力和力臂的乘积大的一端下沉.
3. 下列叙述中正确的是
A. 降落伞竖直下落,重力做了功
B. 人提着重物在水平方向通过一段距离,人的提力对重物做了功
C. 运动员将标枪投出去,运动员对标枪没有做功
D. 足球在水平面上滚动一段距离,水平面支持力对足球做了功
【答案】A
【解析】
【详解】降落伞竖直下落时,在重力的作用下通过了距离,所以重力做了功,故A正确;人提着重物在水平方向通过一段距离,人的提力与运动方向是垂直的,提力对重物不做功,故B错;运动员在将标枪投出的过程中,对标枪用了力且标枪在力的方向上通过了距离,所以运动员对标枪做了功,故C错;足球在水平面上滚动时,支持力与足球运动的方向是垂直的,支持力不做功,故D错;故应选A.
4. 随着生活水平的提高,人民越来越重视健康,实施全民健身计划是国家的重要发展战略。如图是小强自己设计的用于锻炼臂力的拉力结构示意图。他每次用恒为F的拉力向下拉动拉杆,使重为G的配重块在t时间内加速升高了h,然后放手让其自由落下。(不计拉杆和绳子的重力)以下说法正确的是( )
A. 图中的滑轮是为了省力
B. 静止时,沿b方向的拉力比a方向拉力大
C. 每次拉动拉力器的过程对配重块做的功是Gh
D. 每次拉动过程中拉力做功的功率为
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可以看出,这是定滑轮,不能省力,但能改变力的方向。因为小强需要向下拉动拉杆,而配重块需要向上移动,所以定滑轮起到了改变力的方向的作用。故A错误。
B.定滑轮实质是一个等臂杠杆,当配重块静止时,它受到的是平衡力的作用。无论拉力是沿a方向还是b方向,只要拉力的大小等于配重块的重力G,配重块就能保持静止。因此,沿b方向的拉力并不比a方向的拉力大。故B错误。
C.配重块在拉力方向上移动的距离是h,所以拉力器对配重块做的功是Gh。故C正确。
D.每次拉动过程中拉力做功为
每次拉动过程中拉力做功的功率为
故D错误。
故选C。
5. 某内燃机的能量流向图如图所示,该内燃机的效率为( )
A. 34% B. 28%
C. 31% D. 7%
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知,有用功占燃料完全燃烧释放热量的,即,内燃机的热机效率为用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值,即
故选A。
6. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,活塞下压过程,玻璃管内气体的内能减少,这个过程中的能量转化与汽油机中做功冲程相同
B. 图乙,塞子跳起过程,玻璃瓶瓶内空气的内能增大
C. 图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出,试管内水蒸气的内能减少
D. 图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动,活塞的机械能减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气的内能增加,温度升高,空气的内能增加,该过程机械能转化为内能,与汽油机中压缩冲程的能量转化是相同的,故A错误;
B.图乙中,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能转化为塞子的机械能,空气的内能减小,故B错误;
C.图丙中,试管内的水蒸气推动塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,水蒸气的内能减少,故C正确;
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,汽缸内气体的内能减少,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过另一侧等高点B后到达最高点C.下列分析正确的是
A. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA<vB<vc
B. 球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B两点具有的重力势能相同
D. 小球在A、B两点具有的机械能相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,小球质量不变,故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC,故A错误;
B.在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,机械能减小,故在A、B两点高度相同,重力势能相同,具有的动能不同,故B错误;
C.小球在A、B两点,高度相同,重力势能相同,故C正确;
D.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在B点具有的重力势能,故D错误.
8. 如图为探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图象如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 在两个相同的烧杯中应加入质量相同的水和食用油
B. 实验中物体吸热的多少是通过水和食用油升高的温度来衡量的
C. 图中a对应食用油,b对应水的温度随时间变化的情况
D. 如图表明升温较快的是a,吸热能力较强的是b
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据实验目的可知,本实验要控制水和食用油的质量相同,故A正确,不图符合题意;
B.实验中采用相同加热器,在相同时间内释放的热量相同,故物体吸热的多少是通过加热时间来衡量的,故B错误,符合题意;
CD.根据可知,水与食用油质量相同时,吸收相同的热量,由于食用油的比热容小于水的比热容,比热容小的升温快,而a升温较快,吸热能力弱;b升温较慢,吸热能力强,故a对应的是食用油,b对应的是水,故CD正确,不符合题意。
故选B。
9. 如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是( )
①B点是支点
②液压杆施的力是动力,货物对车厢的压力是阻力
③物体A放在车厢后部可省力
④物体A放在车厢前部可省力
A. ②③ B. ①④ C. ①③ D. ②④
【答案】A
【解析】
【详解】车厢绕C点转动,因此C点是支点,①错误;液压杆对车厢施加的力使车厢转动,是动力,货物对车厢的压力阻碍车厢转动,是阻力,②正确;物体A放在车厢后部时更靠近支点,阻力臂变小,在动力臂不变时所需动力变小,可以省力,③正确;物体A放在车厢前部时远离支点,阻力臂变大,不能省力,④错误。
故选A
10. 图是感应发光“冰块”,它由食品级PS材料外壳及液体感应器、纽扣电池和LED灯等元件组成,当液体感应器接触水后, “冰块”内的LED灯就会发光,其中液体感应器相当于电路中的( )
A. 开关 B. 电源 C. 导线 D. 用电器
【答案】A
【解析】
【详解】当液体感应器接触水后, “冰块”内的LED灯就会发光,说明液体感应器控制电路的通断,相当于电路中的开关。故选A。
11. 小明阅读了下表几种物质的比热容,得出了一些结论。其中错误的是( )
水
干泥土
冰
铜
煤油
铅
水银
沙石
A. 沿海地区昼夜温差比内陆地区小
B. 同种物质在不同状态下,其比热容不同
C. 升高相同的温度,铜块比铅块吸热少
D. 可以用水循环来冷却汽车发动机
【答案】C
【解析】
【详解】A.由,相同质量的水和干泥土、沙石吸放相同热量时,水的比热容大,温度变化量小,故沿海昼夜温差更小,故A正确;
B.水和冰为同种物质不同状态,二者比热容不同,故B正确;
C.由得,吸热多少与比热容、质量、升高温度均有关,题干未说明铜块和铅块质量相同,无法比较吸热多少,故C错误;
D.由,相同质量的水升高相同温度时,比热容大则吸热多,冷却效果好,故D正确。
本题选择描述错误的,故选C。
12. 如图的青铜冰鉴是我国战国时代发明的“原始冰箱”。冰鉴是一件双层的器皿,鉴内有一缶。夏季,鉴缶之间装冰块,缶内装食物,就可起到降温的作用;冬季,鉴缶之间装热水,还可起到保温作用。下列有关说法错误的是( )
A. 冰熔化时吸收热量,起到降温的作用
B. 冰在熔化时温度不变,内能不变
C. 利用水来保温,是因为水的比热容大
D. 青铜冰鉴是通过热传递的方式改变食物的内能的
【答案】B
【解析】
【详解】A.冰熔化时会吸收热量,从而能起到降温的作用,故A正确,不符合题意;
B.冰是晶体,在熔化时吸收热量,温度不变,但内能变大,故B错误,符合题意;
C.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,放出相同的热量,水的温度变化小,所以用水来保温,故C正确,不符合题意;
D.食物夏季放出热量,冬季吸收热量,是通过热传递的方式改变食物的内能的,故D正确,不符合题意。
故选B。
13. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重及摩擦,G1=38N,G2=60N,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下匀速运动。则下列说法正确的是( )
A. 因为拉力相等,所以两个滑轮组的机械效率相等
B. 每个动滑轮的重力为6N
C. 如果重物上升的速度相同,则拉力的功率也相同
D. 如果重物上升的高度相同,则拉力通过的距离也相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,甲乙两种情况下承担动滑轮绳子的股数
n甲=2,n乙=3
由
可知,两种情况下滑轮组的机械效率之比
,所以η甲<η乙,故A错误;
B.因为不计绳重和摩擦时,绳端拉力
且两种情况下绳子的拉力和每个滑轮的重力相等,所以,绳子的拉力
解得
G动=2G2-3G1=2×60N-3×38N=6N
故B正确;
C.两种情况下绳子自由端移动的速度
v甲=2v物,v乙=2v物
即v甲<v乙,两种情况下绳子的拉力相等,由
可知,甲中拉力的功率小于乙中拉力的功率,故C错误;
D.两种情况下拉力通过的距离
s甲=2h,s乙=3h
即s甲<s乙,故D错误。
故选B。
14. 如图所示电路中,当开关闭合后,会导致电源被短路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭合开关,电流依次经过、、开关回到负极,为串联电路,电源未短路,故A不符合题意;
B.闭合开关,电流分两路分别经过、,汇合后一起经过开关回到负极,为并联电路,电源未短路,故B不符合题意;
C.闭合开关,灯泡与导线并联,形成短路,但图中电流由电源正极出发,经灯泡和开关S回到电源负极,当开关闭合后,不会造成电源短路,故C不符合题意;
D.闭合开关,电流不经用电器,直接从电源的正极经导线、开关流向负极,形成电源短路,故D符合题意。
故选D。
15. 共享单车不戴头盔存在安全隐患,于是小华同学设计以下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.在干路,与并联,与在同一支路,闭合,亮,再闭合时,工作,断开,干路断路,不工作,故A符合题意;
B.与在同一支路,闭合工作,故B不符合题意;
C.闭合亮,再闭合时,发生短路不会工作,故C不符合题意;
D.各元件串联,闭合断开时电路断路,不亮,故D不符合题意。
故选 A。
二、填空作图题(共28分,每空格1分,每图2分)
16. 火箭发射时用液态氢作燃料,液态氢燃烧过程中将氢燃料的____________能转化为内能。火箭在加速升空的过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能____________、重力势能____________、机械能____________(选填“增大”、“不变”或“减小”)
【答案】 ①.
化学 ②.
增大 ③.
增大 ④.
增大
【解析】
【详解】燃料燃烧时将化学能转化为内能。
由动能的影响因素可知,卫星质量不变,加速升空时速度增大,故动能增大。
由重力势能的影响因素可知,卫星质量不变,升空过程中高度增大,故重力势能增大。
因机械能等于动能与重力势能之和,动能和重力势能均增大,故机械能增大。
17. 如图课堂实验中,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去。图中汽油机四冲程中___________图所对应的能量转化过程与课堂实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800r/min,则汽油机每秒完成 ___________个冲程,对外做功 ___________次。
【答案】 ①. C ②. 60 ③. 15
【解析】
【详解】[1]点燃盒内酒精,盒盖被打出去,是将内能转化为机械能的过程,这与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同,C图中两个气门都关闭,活塞下行,是做功冲程。
[2][3]四冲程汽油机一个工作循环,飞轮转2转,完成4个冲程,对外做功1次;汽油机飞轮的转速为
1800r/min=30r/s
即1s内汽油机的飞轮转过30圈,完成60个冲程,对外做功15次。
18. 如图所示是小雪在探究“冰的熔化规律”实验中绘制的图像,从图像中可以判断物质在第6min的内能_____ (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10min的内能,冰的比热容为_____J/(kg·℃)。[物态变化影响忽略不计,水的比热容是4.2103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 小于 ②. 2.1103
【解析】
【详解】[1]由图像知,4min~8min是冰的熔化阶段,此过程中冰不断吸热,内能增加,温度不变,8~12min熔化完成,此过程吸热,内能增加,温度升高,所以6min~10min都吸热,内能增加,即物质第6min时具有的内能小于第10min时的内能。
[2]由图像知,冰的温度升高10℃用时4min,熔化成水后水的温度升高5℃用时4min,相同时间内吸收的热量相同,冰升高的温度是水升高温度的2倍,由可知,在吸热相同、质量相同时,冰的比热容是水的一半,即
19. 如图所示,充电站内各充电桩是____________(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的____________,把____________能转化为____________能储存起来。
【答案】 ①.
并联 ②.
用电器 ③.
电 ④.
化学
【解析】
【详解】因各充电桩工作时互不影响,故充电站内各充电桩为并联连接。充电过程中,汽车电池消耗电能,相当于电路中的用电器,该过程将电能转化为化学能储存起来。
20. 小明家在装修,为了帮爸爸把质量100kg的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里,他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面,然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示。则小明需要做功_____J,斜面的机械效率为_____%,木箱受到的摩擦力为_____N。
【答案】 ①. 2000 ②. 75% ③. 100
【解析】
【详解】[1]由题意可知,拉力做的总功为
W总=Fs=400N×5m=2000J
[2]木箱的质量为100kg,所以木箱的重力为
G=mg=100kg×10N/kg=1000N
把木箱搬到1.5m高的卡车车厢里,所以对木箱做的有用功为
W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J
故斜面的机械效率为
[3]因为总功为2000J,有用功为1500J,所以克服摩擦力所做的额外功为
W额=W总-W有=2000J﹣1500J=500J
由W额=fs可得,物体和斜面之间的摩擦力为
21. 如图所示是安装在竖直墙面上的置物架的简化模型图。已知水平杆AB长40cm,竖直杆AO长15cm,A处螺钉能承受的最大水平拉力为60N。若将一个物体置于AB的中点,为防止因A处螺钉松脱导致置物架绕O点倾翻,该物体的重力最大为______N。(不计置物架自重)。若物体的重力为50N,那么在放置时应尽量将其______墙壁才能确保置物架不会倾翻。
【答案】 ①. 45 ②. 靠近
【解析】
【详解】[1]如图所示,三角架是个杠杆,支点是O,动力FA,动力臂为OA=15cm,阻力G,阻力臂是OD,四边形ACDO是矩形,所以
根据杠杆平衡条件得
FA×OA=G×OD
即
60N×15cm=G×20cm
解得G=45N。
[2]当动力和动力臂不变时,阻力增大,阻力臂需要减小,物体要靠近墙壁,才能确保置物架不会倾翻。
22. 如图为正煮饭的高压锅的限压阀被气流顶起冒“白气”的情景限压阀被顶起的过程中,水蒸气的内能转化为限压阀的____________,这一过程中的能量转化情况与热机的____________冲程相同。
【答案】 ①.
机械能 ②.
做功
【解析】
【详解】水蒸气对限压阀做功,内能转化为限压阀的机械能。
热机的做功冲程将内能转化为机械能,故该过程与做功冲程的能量转化情况相同。
23. 甲、乙两种物质的比热容之比是1∶2,质量之比是2∶3,它们吸收相同的热量时升高的温度之比是___________。现将甲乙各切去一部分,使它们的质量之比变为3:2,则甲、乙两种物质的比热容之比是___________。
【答案】 ①. 3∶1 ②. 1∶2
【解析】
【详解】[1]由题知c甲∶c乙=1∶2,m甲∶m乙=2∶3,由Q吸=cmΔt可得,甲乙吸收相同热量时升高的温度之比为
[2]比热容是物质本身的一种特性,现将甲、乙各切去一部分,但比热容不变,甲、乙两种物质的比热容之比仍为1∶2。
24. 小王家新装了一个太阳能热水器,太阳能热水器是通过______的方式增加水的内能;这个太阳能热水器在1小时内吸收的太阳能是6.3×105J,若完全被水吸收,可使10kg初温为20℃的水温度升高到______℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 热传递 ②. 35
【解析】
【详解】[1]改变内能的两种方式是做功和热传递,太阳能热水器是通过热传递的方式增加水的内能的。
[2]由得10kg初温为20℃的水吸收6.3×105J的热量后水的温度会升高到
25. 如图所示为利用手机自拍杆自拍时的情形.自拍杆可看作一个杠杆,O为支点.请你在图中画出阻力F1的力臂l1,并画出施加在A点的最小动力F2的示意图.
( )
【答案】
【解析】
【详解】过支点向力的作用线作垂线,做出F1的力臂l1,作最小的力则找到最大的力臂,当AO为力臂时对应的力最小,故过A点作斜向上为最小的拉力F2,如图所示
26. 根据如图所示实物电路图,请在虚线框内画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】由实物图可知,两灯并联,开关S1在干路上,开关S2、灯L2在一条支路,灯L1单独一条支路,据此作图。
三、解答探究题(第27题8分、第28题6分,第29小题9分、第30题6分,第31题4分,第32小题9分,共42分)计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程,直接写出结果的不能得分。
27. 如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人拉力F的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重.求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力.
【答案】(1)0.3m/s;(2)90%;(3)30N
【解析】
【详解】(1)由图可知,n=3,绳端移动的速度:v绳=nv物=3×0.1m/s=0.3m/s;
(2)根据P==Fv可得,工人的拉力:F==300N,滑轮组的机械效率:
η==90%;
(3)重物上升的高度:h=vt=0.1m/s×10s=1m,拉力做的有用功:W有用=Gh=810N×1m=810J,拉力做的总功:W总=Fs=Fnh=300N×3×1m=900J,提升动滑轮做的额外功:W轮=W总﹣W有用﹣Wf=900J﹣810J﹣60J=30J,由W轮=G轮h可得,动滑轮的重:G轮==30N.
28. “环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙所示。[水的比热容为4.2 103J/(kg⋅℃),天然气的热值约为4 107 J/m3]求:
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
型 JY 燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/ L
适应水压M / Pa
适用:天然气、液化石油气
Ⅱ
75%
15
0.02 -0.8
【答案】(1)3.15×106J;(2)0.105m3
【解析】
【详解】解:(1)由铭牌表知,热水器的容量为
15L=15dm3=0.015m3
加满水时,水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.015m3=15kg
由图乙知,加热4min,水的温度由20℃升高到70℃,则水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃) ×15kg×(70℃-20℃)=3.15×106J
(2)据得,加热4min,燃气放出的热量
在这个过程,燃气燃烧的体积
答:(1)加热4min,水吸收的热量为3.15×106J;
(2)加热4min,消耗了0.105m3的天然气。
29. 2024年3月,中国参赛队搭乘某大型运输机赴俄罗斯参加国际军事比赛。该运输机是我国自主研发的大型运输机,它共有4台涡扇发动机,通过航空煤油在发动机燃烧室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。若该运输机在高空飞行时在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,共消耗掉航空煤油6000kg。运输机发动机输出的总机械功率是,航空煤油的热值取。试求在这1h内:
(1)6000kg航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)运输机获得水平推力F;
(3)该运输机发动机将内能转化成输出机械能的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)48%
【解析】
【小问1详解】
已知航空煤油的质量,航空煤油的热值,可得航空煤油完全燃烧放出的热量
【小问2详解】
已知运输机的速度
发动机输出的总机械功率 。运输机获得的水平推力
【小问3详解】
已知飞行时间
在这1h内,发动机输出的机械能为
可得该运输机发动机的效率
30. 交通安全宣传月中,同学们一起观看了视频,了解到“十次车祸九次快”,还知道了“严禁超载”的交规。
【问题】
根据上述信息,小明猜想汽车的动能大小可能跟质量和速度有关,于是他和同学对此猜想进行了探究;
【证据】
(1)小明用金属球模拟汽车,将金属球从斜槽某一高度由静止释放,碰到水平面上的木块,并将木块撞出一段距离,如图所示。若在同样的水平面上,木块被撞得越远,说明金属球对木块做功越_______________,因此可用________________________反映金属球的动能大小;
【解释】
(2)甲、乙实验表明,从同一高度自由滚下的不同金属球,______________越大,动能越大;___________两次实验可得出金属球的动能大小与它的速度大小有关;
【交流】
(3)若还想利用图所示的器材探究“阻力对物体运动的影响”的实验,提供器材:
①毛巾、②弹簧测力计、③棉布,为完成探究任务,必须从提供的器材中增加的有________________________(选填两个序号)。小明在探究过程中,让相同的金属球从斜槽同一高度由静止下滑后,观察到水平面越光滑,金属球运动的距离越远,推理可得:若水平面完全光滑,金属球将做匀速直线运动;
(4)小明思考,若水平面完全光滑,则_______________(选填“仍能”或“不能”)完成该动能实验的探究。
【答案】(1) ①. 多 ②. 木块滑行的距离
(2) ①. 质量 ②. 甲、丙
(3)①③ (4)不能
【解析】
【小问1详解】
金属球撞击木块,对木块做功。水平面粗糙程度相同,木块受到摩擦力大小不变;木块滑行距离越远,根据 ,克服摩擦力做功越多,也就代表金属球撞击木块时对木块做的功越多,反映金属球撞击前动能越大,因此可用木块滑行的距离反映金属球的动能大小。
【小问2详解】
甲、乙实验表明,从同一高度自由滚下的不同金属球,质量越大,木块移动的距离越大,动能越大;
金属球下滑到斜面底端的速度由其在斜面下滑的高度有关,探究金属球的动能大小与速度的关系需要使金属球在斜面下滑的高度不同,且控制金属球的质量相同,因此选择甲、丙两次实验。
【小问3详解】
若还想利用图所示的器材探究“阻力对物体运动的影响”的实验,需要改变水平面的粗糙程度,从而改变阻力大小,因此必须从提供的器材中增加的有①③。
【小问4详解】
该动能实验的探究是通过木块移动的距离反映动能的大小,若水平面完全光滑,木块不受阻力,不能改变运动状态,木块不能停下来,无法比较移动的距离,则不能完成该动能实验的探究。
31. 如图是实验小组探究串联电路特点的电路:
(1)在连接电路时,开关要________________________。
(2)实验时将开关闭合,则两盏灯的工作情况是都发光。然后若取下其中的任意一只灯泡,闭合开关,另一只灯泡_______________(选填“能”或“不能”)继续发光,可以得出串联电路用电器之间_______________。(选填“互相影响”或“互不影响”)
(3)如图把一根导线并联在灯L2两端,会出现的现象是________________________。
【答案】(1)断开 (2) ①. 不能 ②. 互相影响
(3)L1发光,L2不发光
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关应该处于断开状态。
【小问2详解】
串联电路的电流只有一条路径,取下任意一只灯泡后,电路会出现断路,电流无法流通,因此另一只灯泡不能发光,这说明串联的用电器工作状态会彼此干扰,即互相影响。
【小问3详解】
把导线并联在L2两端时,电流会优先通过几乎无电阻的导线,不再经过L2,L2被短路,因此L2熄灭;此时电路变为只有L1的简单通路,所以L1会发光。
32. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有____________和____________,加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过____________(选填“加热时间”或“温度计升高温度”)来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表,通过分析实验数据,可得出相同质量的水和煤油,____________,吸收的热量不同。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是____________(选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是____________
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是____________。
(6)根据计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算酒精的热值,发现结果与真实的酒精热值相比____________(填“偏大”或“偏小”),分析原因可能是____________。
【答案】(1) ①. 天平 ②. 秒表 ③. 加热时间 (2)升高相同温度
(3)C (4)酒精灯火焰更小
(5)确保水和煤油在相同时间内获得的热量相同
(6) ①. 偏小 ②. 见解析
【解析】
【小问1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;
需要记录加热时长来反映吸热多少,因此需要秒表。
本实验用转换法,相同酒精灯在相同时间内放出的热量相同,因此通过加热时间来判断吸收热量的多少。
【小问2详解】
分析表格数据,两组实验中水和煤油质量都相等、初温末温的差值(升高的温度)相同,但加热时间不同,说明升高相同温度时,质量相同的水和煤油吸收的热量不同。
【小问3详解】
AB.相同加热装置下,加热时间相同时水和煤油吸收的热量相等,故AB不符合题意;
CD.水的比热容比煤油大,质量相同的两者吸收相同热量时,煤油的温度升高得比水更快,因此温度-时间图像中煤油的斜率更大,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
【小问4详解】
加热时间偏长说明该组装置在单位时间内提供的热量更少,相同条件下让水升温到指定温度需要更长时间,所以原因可能是第1组的酒精灯火焰更小(或酒精灯未用外焰加热、装置散热更多等)
【小问5详解】
将两个试管放在同一烧杯的水中水浴加热,同一热源可以确保水和煤油在相同时间内获得的热量一致,改进了原装置两个酒精灯供热不一致的缺陷。
【小问6详解】
实际实验中酒精燃烧的热量会有大量损耗,水吸收的热量小于酒精完全燃烧放出的总热量,用测得的水吸收的热量计算酒精热值时,代入的热量值比真实总放热小,最终算出的热值结果比真实值偏小。
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九年级物理学科练习
一、选择题(共30分,每题2分。下列各题给出的四个选项中,只有一个选项是最符合题意的。)
1. 2022年11月29日,长征二号F火箭搭载神舟十五号载人飞船,将3名航天员送进空间站,如图。长征二号F火箭选用偏二甲肼为燃料,这是因为偏二甲肼具有较大的( )
A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 密度
2. 如图所示,杠杆处于平衡状态,下列操作中能让杠杆继续保持平衡的是
A. 将左右两边的钩码均向外移动一格
B. 在左右两边钩码的下方各加一个钩码,位置保持不变
C. 将左右两边的钩码各去掉一个,位置保持不变
D. 将左边的钩码去掉二个并保持位置不变,同时将右边钩码向左移二格
3. 下列叙述中正确的是
A. 降落伞竖直下落,重力做了功
B. 人提着重物在水平方向通过一段距离,人的提力对重物做了功
C. 运动员将标枪投出去,运动员对标枪没有做功
D. 足球在水平面上滚动一段距离,水平面支持力对足球做了功
4. 随着生活水平的提高,人民越来越重视健康,实施全民健身计划是国家的重要发展战略。如图是小强自己设计的用于锻炼臂力的拉力结构示意图。他每次用恒为F的拉力向下拉动拉杆,使重为G的配重块在t时间内加速升高了h,然后放手让其自由落下。(不计拉杆和绳子的重力)以下说法正确的是( )
A. 图中的滑轮是为了省力
B. 静止时,沿b方向的拉力比a方向拉力大
C. 每次拉动拉力器的过程对配重块做的功是Gh
D. 每次拉动过程中拉力做功的功率为
5. 某内燃机的能量流向图如图所示,该内燃机的效率为( )
A. 34% B. 28%
C. 31% D. 7%
6. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,活塞下压过程,玻璃管内气体的内能减少,这个过程中的能量转化与汽油机中做功冲程相同
B. 图乙,塞子跳起过程,玻璃瓶瓶内空气的内能增大
C. 图丙,试管内的水蒸气推动塞子冲出,试管内水蒸气的内能减少
D. 图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动,活塞的机械能减小
7. 如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,小球由A点以速度v沿轨道滚下,经过另一侧等高点B后到达最高点C.下列分析正确的是
A. 小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA<vB<vc
B. 球在A、B两点具有的动能相同
C. 小球在A、B两点具有的重力势能相同
D. 小球在A、B两点具有的机械能相同
8. 如图为探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图象如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 在两个相同的烧杯中应加入质量相同的水和食用油
B. 实验中物体吸热的多少是通过水和食用油升高的温度来衡量的
C. 图中a对应食用油,b对应水的温度随时间变化的情况
D. 如图表明升温较快的是a,吸热能力较强的是b
9. 如图所示,是自卸车的示意图,车厢部分可视为杠杆,则下列分析正确的是( )
①B点是支点
②液压杆施的力是动力,货物对车厢的压力是阻力
③物体A放在车厢后部可省力
④物体A放在车厢前部可省力
A. ②③ B. ①④ C. ①③ D. ②④
10. 图是感应发光“冰块”,它由食品级PS材料外壳及液体感应器、纽扣电池和LED灯等元件组成,当液体感应器接触水后, “冰块”内的LED灯就会发光,其中液体感应器相当于电路中的( )
A. 开关 B. 电源 C. 导线 D. 用电器
11. 小明阅读了下表几种物质的比热容,得出了一些结论。其中错误的是( )
水
干泥土
冰
铜
煤油
铅
水银
沙石
A. 沿海地区昼夜温差比内陆地区小
B. 同种物质在不同状态下,其比热容不同
C. 升高相同的温度,铜块比铅块吸热少
D. 可以用水循环来冷却汽车发动机
12. 如图的青铜冰鉴是我国战国时代发明的“原始冰箱”。冰鉴是一件双层的器皿,鉴内有一缶。夏季,鉴缶之间装冰块,缶内装食物,就可起到降温的作用;冬季,鉴缶之间装热水,还可起到保温作用。下列有关说法错误的是( )
A. 冰熔化时吸收热量,起到降温的作用
B. 冰在熔化时温度不变,内能不变
C. 利用水来保温,是因为水的比热容大
D. 青铜冰鉴是通过热传递的方式改变食物的内能的
13. 如图所示,每个滑轮的重力相等,不计绳重及摩擦,G1=38N,G2=60N,甲、乙两种情况下绳子在相等拉力F作用下匀速运动。则下列说法正确的是( )
A. 因为拉力相等,所以两个滑轮组的机械效率相等
B. 每个动滑轮的重力为6N
C. 如果重物上升的速度相同,则拉力的功率也相同
D. 如果重物上升的高度相同,则拉力通过的距离也相同
14. 如图所示电路中,当开关闭合后,会导致电源被短路的是( )
A. B.
C. D.
15. 共享单车不戴头盔存在安全隐患,于是小华同学设计以下方案:骑行前,扫码成功后开关S1闭合,指示灯L亮,但电机不工作;从车头取出头盔并戴上后,头盔内遥控设备遥控S2闭合,电动机才通电工作;若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是( )
A. B. C. D.
二、填空作图题(共28分,每空格1分,每图2分)
16. 火箭发射时用液态氢作燃料,液态氢燃烧过程中将氢燃料的____________能转化为内能。火箭在加速升空的过程中,对于火箭搭载的卫星来说,动能____________、重力势能____________、机械能____________(选填“增大”、“不变”或“减小”)
17. 如图课堂实验中,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去。图中汽油机四冲程中___________图所对应的能量转化过程与课堂实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800r/min,则汽油机每秒完成 ___________个冲程,对外做功 ___________次。
18. 如图所示是小雪在探究“冰的熔化规律”实验中绘制的图像,从图像中可以判断物质在第6min的内能_____ (选填“大于”、“小于”或“等于”)第10min的内能,冰的比热容为_____J/(kg·℃)。[物态变化影响忽略不计,水的比热容是4.2103J/(kg·℃)]
19. 如图所示,充电站内各充电桩是____________(选填“串联”或“并联”)的;利用充电桩给汽车电池充电的过程中,汽车电池相当于电路中的____________,把____________能转化为____________能储存起来。
20. 小明家在装修,为了帮爸爸把质量100kg的木箱搬到1.5m高的卡车车厢里,他将一块5m长的木板搁在地面与车厢之间构成一个斜面,然后站在车上用400N的拉力将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示。则小明需要做功_____J,斜面的机械效率为_____%,木箱受到的摩擦力为_____N。
21. 如图所示是安装在竖直墙面上的置物架的简化模型图。已知水平杆AB长40cm,竖直杆AO长15cm,A处螺钉能承受的最大水平拉力为60N。若将一个物体置于AB的中点,为防止因A处螺钉松脱导致置物架绕O点倾翻,该物体的重力最大为______N。(不计置物架自重)。若物体的重力为50N,那么在放置时应尽量将其______墙壁才能确保置物架不会倾翻。
22. 如图为正煮饭的高压锅的限压阀被气流顶起冒“白气”的情景限压阀被顶起的过程中,水蒸气的内能转化为限压阀的____________,这一过程中的能量转化情况与热机的____________冲程相同。
23. 甲、乙两种物质的比热容之比是1∶2,质量之比是2∶3,它们吸收相同的热量时升高的温度之比是___________。现将甲乙各切去一部分,使它们的质量之比变为3:2,则甲、乙两种物质的比热容之比是___________。
24. 小王家新装了一个太阳能热水器,太阳能热水器是通过______的方式增加水的内能;这个太阳能热水器在1小时内吸收的太阳能是6.3×105J,若完全被水吸收,可使10kg初温为20℃的水温度升高到______℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
25. 如图所示为利用手机自拍杆自拍时的情形.自拍杆可看作一个杠杆,O为支点.请你在图中画出阻力F1的力臂l1,并画出施加在A点的最小动力F2的示意图.
( )
26. 根据如图所示实物电路图,请在虚线框内画出对应的电路图。
三、解答探究题(第27题8分、第28题6分,第29小题9分、第30题6分,第31题4分,第32小题9分,共42分)计算型问题解答时要有必要的文字说明、公式和运算过程,直接写出结果的不能得分。
27. 如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s,工人拉力F的功率为90W,物体上升10s拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重.求:
(1)工人拉绳子的速度;
(2)滑轮组的机械效率;
(3)滑轮组中的动滑轮的重力.
28. “环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙所示。[水的比热容为4.2 103J/(kg⋅℃),天然气的热值约为4 107 J/m3]求:
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
型 JY 燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/ L
适应水压M / Pa
适用:天然气、液化石油气
Ⅱ
75%
15
0.02 -0.8
29. 2024年3月,中国参赛队搭乘某大型运输机赴俄罗斯参加国际军事比赛。该运输机是我国自主研发的大型运输机,它共有4台涡扇发动机,通过航空煤油在发动机燃烧室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使发动机获得向前的推力。若该运输机在高空飞行时在恒定的水平推力F作用下,以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h,共消耗掉航空煤油6000kg。运输机发动机输出的总机械功率是,航空煤油的热值取。试求在这1h内:
(1)6000kg航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)运输机获得水平推力F;
(3)该运输机发动机将内能转化成输出机械能的效率。
30. 交通安全宣传月中,同学们一起观看了视频,了解到“十次车祸九次快”,还知道了“严禁超载”的交规。
【问题】
根据上述信息,小明猜想汽车的动能大小可能跟质量和速度有关,于是他和同学对此猜想进行了探究;
【证据】
(1)小明用金属球模拟汽车,将金属球从斜槽某一高度由静止释放,碰到水平面上的木块,并将木块撞出一段距离,如图所示。若在同样的水平面上,木块被撞得越远,说明金属球对木块做功越_______________,因此可用________________________反映金属球的动能大小;
【解释】
(2)甲、乙实验表明,从同一高度自由滚下的不同金属球,______________越大,动能越大;___________两次实验可得出金属球的动能大小与它的速度大小有关;
【交流】
(3)若还想利用图所示的器材探究“阻力对物体运动的影响”的实验,提供器材:
①毛巾、②弹簧测力计、③棉布,为完成探究任务,必须从提供的器材中增加的有________________________(选填两个序号)。小明在探究过程中,让相同的金属球从斜槽同一高度由静止下滑后,观察到水平面越光滑,金属球运动的距离越远,推理可得:若水平面完全光滑,金属球将做匀速直线运动;
(4)小明思考,若水平面完全光滑,则_______________(选填“仍能”或“不能”)完成该动能实验的探究。
31. 如图是实验小组探究串联电路特点的电路:
(1)在连接电路时,开关要________________________。
(2)实验时将开关闭合,则两盏灯的工作情况是都发光。然后若取下其中的任意一只灯泡,闭合开关,另一只灯泡_______________(选填“能”或“不能”)继续发光,可以得出串联电路用电器之间_______________。(选填“互相影响”或“互不影响”)
(3)如图把一根导线并联在灯L2两端,会出现的现象是________________________。
32. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有____________和____________,加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过____________(选填“加热时间”或“温度计升高温度”)来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表,通过分析实验数据,可得出相同质量的水和煤油,____________,吸收的热量不同。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量-时间”和“温度-时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是____________(选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是____________
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是____________。
(6)根据计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算酒精的热值,发现结果与真实的酒精热值相比____________(填“偏大”或“偏小”),分析原因可能是____________。
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