精品解析:四川省自贡市荣县启明集团2026-2027学年九年级上学期第一次阶段检测物理练习题
2026-10-15
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内容正文:
荣县启明集团第一学月巩固练习九年级物理练习题
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 我国古法酿醋的发酵过程中会有淡淡的粮食气味弥散开来。以下现象中蕴含了与该现象中相同物理知识的是( )
A. 飞沙扬砾 B. 花香四溢
C. 琼花飞舞 D. 余音绕梁
2. 下列说法中正确的是( )
A. 热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B. 物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
C. 物体的温度不变,它的内能一定不变
D. 一杯冰水混合物的温度是0℃时,它没有内能
3. 如图所示,将一块透明玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停。下列说法正确的是( )
A. 丝绸在和玻璃摩擦的过程中创造出了电荷
B. 小纸屑向上运动是因为异种电荷相互吸引
C. 小纸屑在接触玻璃后迅速被弹开是由于同种电荷相互排斥
D. 该现象说明干燥的空气是导体
4. 如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器,它以牛角作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒,随即将杆拔出,艾绒即燃。下列说法中正确的是( )
A. 这种取火器原理是摩擦生热
B. 取火时是通过热传递增加筒内艾绒的内能
C. 取火的原理与汽油机的做功冲程相同
D. 推杆将空气压缩到一定程度后很难再压缩,是因为空气分子间存在斥力
5. 汽车在急刹车时,轮胎温度急剧升高。下列实例中改变内能的方式与其相同的是( )
A. 将煮熟的鸡蛋放入冷水,鸡蛋温度降低
B. 用钻头在金属块上钻孔,钻头发热
C. 在橙汁中放入冰块,橙汁温度降低
D. 盛有水的水盆在太阳下暴晒,水温升高
6. 如图,闭合开关,发光二极管和小灯泡都发光,电路中( )
A. 电池将电能转化为化学能
B. 正电荷定向移动形成了电流
C. 电流从电池正极经用电器流向负极
D. 只对调电源正负极,小灯泡仍能发光
7. 如图所示是一种静电喷涂枪,通电后能使涂料微粒带上负电荷;当涂料喷出后,很容易形成 分散的雾状微粒,均匀分布到带电的被喷涂工件上。下列说法正确的是( )
A. 带负电的涂料微粒本质上就是原子核
B. 喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向右的电流
C. 涂料喷出后分散的原因是同种电荷相互吸引
D. 若被喷涂工件带上负电荷后能使喷涂效果更好
8. 甲、乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,这表明
A. 甲做功比乙多
B. 甲做功比乙快
C. 甲消耗的汽油比乙少
D. 以相同的牵引力行驶相同路程,甲耗油比乙少
9. 下表是常温常压下常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
一些物质的比热容c/[×103J/(kg·℃)]
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质发生物态变化后比热容会改变
C. 质量相同的酒精和煤油吸收相同的热量,升高的温度可能相同
D. 吸收相同热量的铜块和铝块,若升高相同温度,则铜块的质量小于铝块的质量
10. 为了比较A、B两种液体的吸热能力,小林用完全相同的加热装置对质量相等的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法中不正确的是( )
A. A、B两液体在0~10min内吸收的热量之比为1∶1
B. A液体的吸热能力比B液体的强
C. A、B两液体的比热容之比为1∶2
D. B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
11. 小李家使用的热水器,30min内均匀消耗了的天然气,将30kg的水从25℃加热到50℃。天然气的热值为,水的比热容为,假设天然气完全燃烧,下列说法正确的是( )
A. 水吸收的热量是
B. 消耗的天然气释放的热量为
C. 热水器的加热效率为28%
D. 水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是
12. 某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的加热装置对它加热。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述实验过程中记录了不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该物体在熔化过程中吸收的热量为
B. 在,该物体吸收的热量为
C. 这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容
D. 在,该物体内能不变
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
二、填空题(共4小题,每空2分,共16分)
13. “得闲饮茶”是广东人的日常,倒茶时,茶香四溢,这是______________现象;壶嘴上的最后一滴茶汤总是悬而未滴,是因为分子间具有______________(选填“引力”或“斥力”)
14. 小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅:“该换什么了?”师傅告诉爸爸:“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________(选填“汽油机”或“柴油机”)。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为3600 r/min,则每秒火花塞点火______次。
15. 随着人们生活水平的提高.轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产轿车每行驶100km消耗8L汽油(1L = 10-3m3),汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg.则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是______________J.该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg.
16. 物质通过吸、放热,在三种不同物态间变化。如图所示,物质M由乙物态变为丙物态的过程中需要吸热,这是能量的______(选填“转移”或“转化”);在转移或转化的过程中,能量的总量是______(选填“变化”或“不变”)的。
三、作图、实验题(共4小题,共31分)
17.
(1)如图是待连接的电池、开关、玩具风扇等电路元件的实物图,请在图中用笔画线表示导线,连接相应的电路。
(2)如图所示,是手电筒的结构图,请在方框中画出手电筒的电路图。
18. 小俊想用刚学习的电学基本知识,连接一个电路,于是他找来两节干电池,一个小灯泡,一个开关和若干导线,连接成了如图甲所示的电路图。
(1)小俊把干电池、小灯泡和开关连接到电路中时,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,他在实验操作中的不当之处是______;
(2)改正错误后,闭合开关前,小灯泡不发光,这时的电路是______(选填“通路”“断路”或“短路”);闭合开关后,小灯泡发光,这时的电路是______(选填“通路”“断路”或“短路”);
(3)电源是提供电能的装置。小俊看到实验桌上有一个“+、-”极模糊不清的电池盒,他用一个______(选填“电铃”或“发光二极管”)就可以判断出电源的“+、-”极;
(4)如图乙所示,让同学们只用一根导线来“点亮”小灯泡,同学们设计了三种电路,其中能让小灯泡发光的是______图,造成短路的是______图。(选填“A”“B”或“C”)
19. 跨学科实践活动小组开展“制作简易热机模型”的项目。
(1)【项目提出】热机模型通过酒精灯加热气缸内的气体,气体膨胀喷出,推动扇叶转动,研究热机原理。
(2)【项目分析】热机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→①______→②______;
(3)【项目实施】学习小组收集材料,组装了如图所示的简易版热机—汽轮机模型;
(4)【调试优化】初步测试时,同学们发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能③______;(答出一条即可)
(5)【展示交流】展示模型时,需说明汽轮机模型中“酒精燃烧,加热气缸内的气体,气体膨胀喷出,推动扇叶转动”对应真实热机的“④______”冲程,阐述跨学科知识的应用逻辑。
为评估模型性能,小组需收集数据并计算酒精完全燃烧放出的总热量和汽轮机模型对外所做的⑤______,从而得出热机效率。
(6)【拓展应用】热机发展史也是一部热机效率提高史,对如何提高汽轮机效率,提出一个可行性措施:⑥______。
20. 为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)分别在试管中装入的A、B两种液体应保证______(填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较______来判断吸热能力的强弱;把两个试管放入水中加热而不直接用酒精灯进行加热,原因是________________。
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量_______(选填“相等”或“不相等”);分析图像可知___________________ 的吸热能力强,为描述物质的这种能力,物理学把它定义为___________ 。
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择______(选填“A”或“B”)液体。
(4)若B是水,则A的比热容为________ J/(kg•℃)[水的比热为4.2×103J/(kg•℃)]。
(5)小明也做了该实验,但是根据数据作出的图像开始部分并不是直线,导致这一现象的原因可能是____________,为了减小这种影响,请你提出一个可行的方法:________________。
四、计算题(共2小题,共17分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,只写出最后答案而无过程的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
21. 杭州亚运会期间,有超过1000辆氢能源汽车正常运行。氢能被视为未来的理想清洁能源。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg。
(1)若质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量全部被200kg温度为20℃的水吸收,求在一个标准大气压下水的末温;
(2)氢能源汽车以150kW恒定功率匀速直线行驶,其效率为50%,完全燃烧0.6kg的氢燃料可使氢能源汽车行驶多长时间?
22. 如图所示,某同学用燃气灶烧水。已知锅内水的质量为5kg,水的初温为28℃,加热一段时间后共消耗了0.05m3的天然气,若此燃气灶烧水的热效率为60%,[水的比热容为,天然气的热值为,此时大气压为标准大气压]。求:
(1)0.05m3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)锅内水升高的温度。
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荣县启明集团第一学月巩固练习九年级物理练习题
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
一、选择题(共12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 我国古法酿醋的发酵过程中会有淡淡的粮食气味弥散开来。以下现象中蕴含了与该现象中相同物理知识的是( )
A. 飞沙扬砾 B. 花香四溢
C. 琼花飞舞 D. 余音绕梁
【答案】B
【解析】
【详解】AC.酿醋的发酵过程中会有淡淡的粮食气味弥散开来,这是扩散现象,属于分子的热运动。飞沙扬砾、琼花飞舞是宏观物体的运动,属于机械运动,不是扩散现象,故AC不符合题意;
B.花香四溢,是因为有花香的分子飘到我们鼻子里,是分子无规则运动的结果,为扩散现象,故B符合题意;
D.余音绕梁是声音的传播,不是扩散现象,故D不符合题意。
故选B。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B. 物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
C. 物体的温度不变,它的内能一定不变
D. 一杯冰水混合物的温度是0℃时,它没有内能
【答案】B
【解析】
【详解】A.燃料完全燃烧放热满足,放热多少由热值、质量共同决定,仅热值大无法确定放热一定多,故A错误;
B.改变内能的方式为做功和热传递,物体内能增加,可能是从外界吸热,也可能是外界对物体做功,故B正确;
C.晶体熔化过程中温度不变,但持续吸热,内能增大,因此温度不变时内能可能改变,故C错误;
D.一切物体在任何温度下都具有内能,0℃的冰水混合物也有内能,故D错误。
故选 B。
3. 如图所示,将一块透明玻璃板架在两本书之间,在下方撒上小纸屑,用干燥的丝绸在玻璃板上摩擦,会观察到下方的小纸屑上下飞舞,跳跃不停。下列说法正确的是( )
A. 丝绸在和玻璃摩擦的过程中创造出了电荷
B. 小纸屑向上运动是因为异种电荷相互吸引
C. 小纸屑在接触玻璃后迅速被弹开是由于同种电荷相互排斥
D. 该现象说明干燥的空气是导体
【答案】C
【解析】
【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,而不是创造了电荷,丝绸和玻璃摩擦时,只是电荷从一个物体转移到另一个物体上,故A错误;
B.用干燥的丝绸摩擦玻璃板后,玻璃板会带电,小纸屑是轻小物体,带电体具有吸引轻小物体的性质,所以小纸屑向上运动是因为带电的玻璃板吸引轻小的纸屑,而不是异种电荷相互吸引,故B错误;
C.小纸屑在接触玻璃板后,会带上与玻璃板相同的电荷,根据同种电荷相互排斥的原理,小纸屑会迅速被弹开,故C正确;
D.该现象中,玻璃板带电后能吸引小纸屑,说明干燥的空气不能导电,否则玻璃板上的电荷会通过空气导走,就无法吸引小纸屑了,所以干燥的空气是绝缘体,故D错误。
故选C。
4. 如图所示,是中国国家博物馆原始社会厅中展示的一种取火器,它以牛角作外套筒,木制推杆,杆前端粘附艾绒,取火时,一手握住套筒,一手猛推杆入筒,随即将杆拔出,艾绒即燃。下列说法中正确的是( )
A. 这种取火器原理是摩擦生热
B. 取火时是通过热传递增加筒内艾绒的内能
C. 取火的原理与汽油机的做功冲程相同
D. 推杆将空气压缩到一定程度后很难再压缩,是因为空气分子间存在斥力
【答案】B
【解析】
【详解】A.猛推杆入筒,是对筒内空气做功,使空气内能增加,温度升高,达到艾绒的着火点,原理是做功改变内能,故A错误;
B.该过程首先是推杆对筒内空气做功,让空气内能增大、温度升高,之后高温空气再通过热传递增加筒内艾绒的内能,故B正确;
C.取火时机械能转化为内能,与汽油机的压缩冲程相同,故C错误;
D.杆将空气压缩到一定程度后很难再压缩,是因为对空气压缩时,随着气体体积的减小,气体压强增大,而气体分子间的距离很大,分子作用力可以忽略不计,故D错误。
故选B。
5. 汽车在急刹车时,轮胎温度急剧升高。下列实例中改变内能的方式与其相同的是( )
A. 将煮熟的鸡蛋放入冷水,鸡蛋温度降低
B. 用钻头在金属块上钻孔,钻头发热
C. 在橙汁中放入冰块,橙汁温度降低
D. 盛有水的水盆在太阳下暴晒,水温升高
【答案】B
【解析】
【详解】汽车急刹车,轮胎升温是通过做功改变内能;
A.将煮熟的鸡蛋放入冷水,鸡蛋温度降低,是通过热传递改变内能,故A不符合题意;
B.钻头钻孔时克服摩擦做功,机械能转化为内能使钻头发热,是通过做功改变内能,与题干改变内能的方式相同,故B符合题意;
C.在橙汁中放入冰块,橙汁温度降低,是通过热传递改变内能,故C不符合题意;
D.盛有水的水盆在太阳下暴晒,水温升高,是通过热传递改变内能,故D不符合题意。
故选B。
6. 如图,闭合开关,发光二极管和小灯泡都发光,电路中( )
A. 电池将电能转化为化学能
B. 正电荷定向移动形成了电流
C. 电流从电池正极经用电器流向负极
D. 只对调电源正负极,小灯泡仍能发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.电池对外供电时将化学能转化为电能,故A不符合题意;
B.金属导体中自由电子定向移动形成电流,故B不符合题意;
C.电源外部电流从正极经用电器流向负极,故C符合题意;
D.发光二极管具有单向导电性,对调电源正负极后二极管截止,电路断路,小灯泡不发光,故D不符合题意。
故选C。
7. 如图所示是一种静电喷涂枪,通电后能使涂料微粒带上负电荷;当涂料喷出后,很容易形成 分散的雾状微粒,均匀分布到带电的被喷涂工件上。下列说法正确的是( )
A. 带负电的涂料微粒本质上就是原子核
B. 喷涂枪口与被喷涂工件之间形成向右的电流
C. 涂料喷出后分散的原因是同种电荷相互吸引
D. 若被喷涂工件带上负电荷后能使喷涂效果更好
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子核带正电,核外电子带负电,故A错误;
B.涂料微粒带负电,从右向左由喷涂枪口向被喷涂工件运动,负电荷定向移动的方向与电流方向相反,故电流方向向右,故B正确;
C.同种电荷相互排斥,故C错误;
D.若被喷涂工件带上负电荷,与带负电的涂料微粒相互排斥,喷涂效果变差,故D错误。
故选B。
8. 甲、乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,这表明
A. 甲做功比乙多
B. 甲做功比乙快
C. 甲消耗的汽油比乙少
D. 以相同的牵引力行驶相同路程,甲耗油比乙少
【答案】D
【解析】
【分析】热机的效率:用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比;功率表示做功快慢的物理量.
【详解】汽油机的效率是汽油机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,所以消耗相同的油,甲做的功多;做同样多的功,甲消耗的油少,故D符合题意,ABC不符合题意.
故选D.
9. 下表是常温常压下常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
一些物质的比热容c/[×103J/(kg·℃)]
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
A. 不同物质的比热容一定不同
B. 物质发生物态变化后比热容会改变
C. 质量相同的酒精和煤油吸收相同的热量,升高的温度可能相同
D. 吸收相同热量的铜块和铝块,若升高相同温度,则铜块的质量小于铝块的质量
【答案】B
【解析】
【详解】A. 冰和煤油比热容均为,不同物质比热容可能相同,故A错误;
B. 水和冰为同种物质的不同物态,比热容分别为、,说明物质发生物态变化后比热容会改变,故B正确;
C. 由得,酒精和煤油比热容不同,、相同时一定不同,故C错误;
D. 由得,、相同时,,故,故D错误。
故选B。
10. 为了比较A、B两种液体的吸热能力,小林用完全相同的加热装置对质量相等的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法中不正确的是( )
A. A、B两液体在0~10min内吸收的热量之比为1∶1
B. A液体的吸热能力比B液体的强
C. A、B两液体的比热容之比为1∶2
D. B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
【答案】B
【解析】
【详解】A.用完全相同的加热装置,0~10min内加热时间相同,吸收热量之比为1:1,故A正确;
BCD.由图知,0~10min内,A液体升高的温度
B液体升高的温度
根据,在、相同时,得
则,A液体的吸热能力比B液体的弱,B的比热容大,吸热能力强,更适合作冷却液,故B错误,CD正确。
本题选择描述不正确的,故选B。
11. 小李家使用的热水器,30min内均匀消耗了的天然气,将30kg的水从25℃加热到50℃。天然气的热值为,水的比热容为,假设天然气完全燃烧,下列说法正确的是( )
A. 水吸收的热量是
B. 消耗的天然气释放的热量为
C. 热水器的加热效率为28%
D. 水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是
【答案】B
【解析】
【详解】A.水吸收的热量 ,故A错误;
B.天然气完全燃烧放出热量,故B正确;
C.则热水器的加热效率 ,故C错误;
D.水的比热容为,表示1kg的水温度升高1℃吸收的热量是,故D错误。
故选B。
12. 某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的加热装置对它加热。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述实验过程中记录了不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像,如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该物体在熔化过程中吸收的热量为
B. 在,该物体吸收的热量为
C. 这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容
D. 在,该物体内能不变
【答案】A
【解析】
【详解】A.稳定热源加热,相同时间吸收相同热量,根据Q=cmΔt可知,前10分钟物体吸收的热量为,该物体在熔化过程为10~25min,因此在熔化过程中吸收的热量为
故A正确;
B.稳定热源加热,相同时间吸收相同热量,根据Q=cmΔt可知,在,该物体吸收的热量为
故B错误;
C.由图像可知,固态时(如0~10min)相同时间内温度升高得快,液态时(如25~35min)相同时间内温度升高得慢。根据Q=cmΔt,在吸收热量Q和质量m相同的情况下,Δt越大,比热容c越小,所以固态时的比热容小于液态时的比热容,故C错误;
D.在,该物体处于熔化过程,需要持续吸热,因此内能增大,故D错误。
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
二、填空题(共4小题,每空2分,共16分)
13. “得闲饮茶”是广东人的日常,倒茶时,茶香四溢,这是______________现象;壶嘴上的最后一滴茶汤总是悬而未滴,是因为分子间具有______________(选填“引力”或“斥力”)
【答案】 ①. 扩散 ②. 引力
【解析】
【详解】茶香四溢是因为茶的分子在永不停息地做无规则运动,分子扩散到空气中,属于扩散现象;
壶嘴的最后一滴茶汤悬而未滴,是因为茶汤的水分子之间存在相互吸引的作用力,让液滴的分子不会轻易分散滴落,体现了分子间具有引力。
14. 小明爸爸去4S店保养车。爸爸问师傅:“该换什么了?”师傅告诉爸爸:“该换火花塞了。”通过此对话你可以判断他家的车用的热机是内燃机中的________(选填“汽油机”或“柴油机”)。若该单缸四冲程内燃机在工作时转速为3600 r/min,则每秒火花塞点火______次。
【答案】 ①. 汽油机 ②. 30
【解析】
【详解】[1]汽油机顶部是火花塞,柴油机顶部是喷油嘴,因此他家的车用的发动机是内燃机中的汽油机。
[2]单缸四冲程内燃机,在汽油机做功冲程中,火花塞点火。飞轮转2圈,对外做功1次,飞轮转速为3600r/min,即60r/s,所以每秒对外做功30次,火花塞点火30次。
15. 随着人们生活水平的提高.轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产轿车每行驶100km消耗8L汽油(1L = 10-3m3),汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×107J/kg.则10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是______________J.该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg.
【答案】 ①. 4.6×1084.6×108 ②. 5.68.5.68.
【解析】
【详解】10kg汽油完全燃烧时所产生的热量Q=mq=10kg×4.6×l07 J/kg=4.6×l08 J;汽车行驶100km消耗的汽油的质量m=ρV=0.71×103 kg/m3 ×8×10-3 m3=5.68kg.
16. 物质通过吸、放热,在三种不同物态间变化。如图所示,物质M由乙物态变为丙物态的过程中需要吸热,这是能量的______(选填“转移”或“转化”);在转移或转化的过程中,能量的总量是______(选填“变化”或“不变”)的。
【答案】 ①. 转移 ②. 不变
【解析】
【详解】[1]物质M由乙物态变为丙物态的过程中需要吸热,是同种物质由于物态变化引起的能量变化,这属于能量的转移。
[2]根据能量守恒定律,在能量的转移和转化过程中,能量只会从一种形式转化成另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,能量在转化或转移的过程中总量不变。
三、作图、实验题(共4小题,共31分)
17.
(1)如图是待连接的电池、开关、玩具风扇等电路元件的实物图,请在图中用笔画线表示导线,连接相应的电路。
(2)如图所示,是手电筒的结构图,请在方框中画出手电筒的电路图。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
用导线从电源正极出发,依次连接玩具风扇的电动机、开关,再回到电源负极,开关可以控制风扇的启停,连接时导线要接紧在接线柱上,不能出现交叉,据此作图。
【小问2详解】
手电筒的按键就是电路的开关,内部干电池是电源,灯泡是用电器。在方框内依次画出电路元件符号:用长短线代表电源(长线段为正极、短线段为负极),用灯泡符号代表手电筒的小灯,用断开的开关符号代表按键,用平滑导线把三个元件顺次连接成一个闭合回路即可,据此作图。
18. 小俊想用刚学习的电学基本知识,连接一个电路,于是他找来两节干电池,一个小灯泡,一个开关和若干导线,连接成了如图甲所示的电路图。
(1)小俊把干电池、小灯泡和开关连接到电路中时,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,他在实验操作中的不当之处是______;
(2)改正错误后,闭合开关前,小灯泡不发光,这时的电路是______(选填“通路”“断路”或“短路”);闭合开关后,小灯泡发光,这时的电路是______(选填“通路”“断路”或“短路”);
(3)电源是提供电能的装置。小俊看到实验桌上有一个“+、-”极模糊不清的电池盒,他用一个______(选填“电铃”或“发光二极管”)就可以判断出电源的“+、-”极;
(4)如图乙所示,让同学们只用一根导线来“点亮”小灯泡,同学们设计了三种电路,其中能让小灯泡发光的是______图,造成短路的是______图。(选填“A”“B”或“C”)
【答案】(1)连接电路时开关没有断开
(2) ①. 断路 ②. 通路
(3)发光二极管 (4) ①. C ②. B
【解析】
【小问1详解】
为了保护电路,连接电路时,开关应断开,刚接好最后一根导线,灯泡就亮了,说明电路连接好最后一根导线时,电路处于通路,即可说明连接电路时,没有断开开关。
【小问2详解】
[1]闭合开关前,开关是断开的,此时电路是断路,电路中没有电流,小灯泡不发光。
[2]闭合开关后,小灯泡发光,电路中有电流,电路是通路。
【小问3详解】
发光二极管具有单向导电性,而电铃没有这样的性质,所以可用发光二极管判断电路中电流的方向,从而判断电源的正负极。
【小问4详解】
[1][2]因为干电池的锌筒是它的负极,碳棒是它的正极。A图电流不能流回到负极,处于断开状态;C图中从电池的正极流出的电流能经灯丝,沿导线回负极,形成通路,灯泡能发光;B图电流没有经过灯泡的灯丝,而是直接沿导线流回负极,形成短路。
19. 跨学科实践活动小组开展“制作简易热机模型”的项目。
(1)【项目提出】热机模型通过酒精灯加热气缸内的气体,气体膨胀喷出,推动扇叶转动,研究热机原理。
(2)【项目分析】热机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→①______→②______;
(3)【项目实施】学习小组收集材料,组装了如图所示的简易版热机—汽轮机模型;
(4)【调试优化】初步测试时,同学们发现扇叶不转动,出现这种现象的原因可能③______;(答出一条即可)
(5)【展示交流】展示模型时,需说明汽轮机模型中“酒精燃烧,加热气缸内的气体,气体膨胀喷出,推动扇叶转动”对应真实热机的“④______”冲程,阐述跨学科知识的应用逻辑。
为评估模型性能,小组需收集数据并计算酒精完全燃烧放出的总热量和汽轮机模型对外所做的⑤______,从而得出热机效率。
(6)【拓展应用】热机发展史也是一部热机效率提高史,对如何提高汽轮机效率,提出一个可行性措施:⑥______。
【答案】 ①. 内能 ②. 机械能 ③. 可能是风扇转轴的摩擦力太大导致不转动,或是笔管距离风扇太远动力不足,或是酒精灯火焰太小供热不足、或是笔管喷口太大等。 ④. 做功 ⑤. 有用功 ⑥. 尽可能使燃料更充分的燃烧
【解析】
【详解】[1] [2]热机是利用内能转化为机械能的装置,故此是把燃料的化学能通过燃料燃烧转化成内能,再把内能转化为机械能。
[3]扇叶不转动的原因可能是风扇转轴的摩擦力太大导致不转动,或是笔管距离风扇太远动力不足,或是酒精灯火焰太小供热不足、或是笔管喷口太大等。
[4]“酒精燃烧,加热气缸内的气体,气体膨胀喷出,推动扇叶转动”主要是把内能转化为机械能的过程,对应于热机的做功冲程。
[5]热机效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的总能量的比值。故此要计算酒精完全燃烧放出的总热量以及汽轮机模型对外所做的有用功。
[6]提高汽轮机效率可提高燃料的利用率,尽可能使燃料更充分的燃烧,内燃机比外燃机的热利用率高,使机械的结构更合理减少摩擦等。
20. 为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)分别在试管中装入的A、B两种液体应保证______(填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较______来判断吸热能力的强弱;把两个试管放入水中加热而不直接用酒精灯进行加热,原因是________________。
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量_______(选填“相等”或“不相等”);分析图像可知___________________ 的吸热能力强,为描述物质的这种能力,物理学把它定义为___________ 。
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择______(选填“A”或“B”)液体。
(4)若B是水,则A的比热容为________ J/(kg•℃)[水的比热为4.2×103J/(kg•℃)]。
(5)小明也做了该实验,但是根据数据作出的图像开始部分并不是直线,导致这一现象的原因可能是____________,为了减小这种影响,请你提出一个可行的方法:________________。
【答案】(1) ①. 质量 ②. 温度变化值 ③. 使研究液体受热均匀
(2) ①. 相等 ②. B ③. 比热容
(3)B (4)2.1×103
(5) ①. 开始加热时烧杯吸收了部分热量 ②. 实验前对烧杯进行预热
【解析】
【小问1详解】
[1][2]因为该实验是探究比较液体吸热能力大小的,因此根据物理学中控制变量法,在试管中装入A、B两种液体应保证质量相同,当他们吸收热量相同时,通过比较液体升高的温度来判断吸热能力的强弱。
[3]将试管放入水中加热可以保证试管中的物质受热均匀。
【小问2详解】
[1]实验中,用相同的加热装置加热。在0~4min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等。
[2][3]在内,A、B吸收热量相等,根据,m相同,Q相同,B液体温度升高的慢,由可得,小则c大,所以B的吸热能力强。
【小问3详解】
由图可知,两种物质温度均升高40℃,质量相等的A、B两种液体,A需要加热3min,B加热6min,则B吸收热量多,吸热能力强,所以应选择B液体装入暖手袋中作为供热物质。
【小问4详解】
根据可知,在质量和升高的温度相同时,比热容和吸收的热量成正比,A、B两种液体吸收热量之比为,则比热容之比为,则A液体的比热容为
【小问5详解】
[1]导致小明作出的图像开始部分并不是直线的原因在实验时并未对烧杯进行预热,使得烧杯吸收了一部分热量导致刚开始图像并不是直线的缘故。
[2]为了减小这种影响,可以在实验前对烧杯进行预热可以减少因烧杯吸热对实验的影响。
四、计算题(共2小题,共17分。解答时应写出必要的文字说明、公式和重要演算步骤,只写出最后答案而无过程的不得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
21. 杭州亚运会期间,有超过1000辆氢能源汽车正常运行。氢能被视为未来的理想清洁能源。已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q氢=1.4×108J/kg。
(1)若质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量全部被200kg温度为20℃的水吸收,求在一个标准大气压下水的末温;
(2)氢能源汽车以150kW恒定功率匀速直线行驶,其效率为50%,完全燃烧0.6kg的氢燃料可使氢能源汽车行驶多长时间?
【答案】(1)100℃
(2)280s
【解析】
【小问1详解】
质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
氢燃料完全燃烧放出的热量全部被200kg温度为20℃的水吸收,则
由得,水的升高的温度为
水的末温为
在一个标准大气压下,水的沸点为100℃,所以水的末温是100℃。
【小问2详解】
完全燃烧0.6kg的氢燃料转化出的机械能
由得,完全燃烧0.6kg的氢燃料可使氢能源汽车以150kW恒定功率匀速直线行驶的时间为
22. 如图所示,某同学用燃气灶烧水。已知锅内水的质量为5kg,水的初温为28℃,加热一段时间后共消耗了0.05m3的天然气,若此燃气灶烧水的热效率为60%,[水的比热容为,天然气的热值为,此时大气压为标准大气压]。求:
(1)0.05m3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)锅内水升高的温度。
【答案】(1)
(2)
(3)60℃
【解析】
【小问1详解】
天然气完全燃烧放出的热量为
【小问2详解】
水吸收的热量
【小问3详解】
水升高的温度
因水的初温为28℃,水的末温为88℃,低于标准大气压下水的沸点。故锅内水升高的温度为60℃。
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