精品解析:江苏无锡市江南中学2026-2027学年九年级上学期10月阶段检测物理试题
2026-10-26
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内容正文:
无锡市江南中学2026-2027学年度第一学期随堂练习10月
初三年级物理学科
一、选择题(共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 如图所示的生活用具,在使用中属于费力杠杆的是( )
A. 钢丝钳 B. 扳手
C. 核桃钳 D. 镊子
2. “粽叶又飘香,颗粒正归仓。建设新时代,农民丰收忙。”如图所示,斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中,其中1kg小麦的( )
A. 动能不变,势能减小 B. 动能减小,势能增大
C. 动能不变,机械能增大 D. 动能增大,机械能不变
3. 下列城市篮球联赛志愿者对物体做功的是( )
A. 举牌静止站立 B. 提急救箱水平匀速走
C. 水平推动篮球车 D. 搬物资未搬动
4. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
B. 不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大
C. 在热传递中,内能可以从内能少的物体转移到内能多的物体
D. 温度越高的物体,所含的热量越多
5. “神舟十八号”返回舱返回过程中,进入大气层,与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是( )
A. 棉被晒热 B. 用燃气烧水
C. 鸡蛋放入冷水变凉 D. 空气被压缩,温度升高
6. 如图,将一张卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上一根橡皮筋,就做成了一个会跳的卡片,要使卡片跳得更高一些,下列方法不可行的是( )
A. 仅用两根橡皮筋并列装在卡片上 B. 仅用质量较小的卡片
C. 仅增大两豁口之间的距离 D. 仅增加每个豁口的深度
7. 小明要将两箱书匀速搬上楼,有如图所示的两种方法:一是把两箱书一起搬上楼,整个过程搬书的功率为,机械效率为;二是先搬一箱书上楼,再搬剩下的一箱,整个过程搬书的功率为,机械效率为。假设他上楼的速度相同,则下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
8. 如图所示,工人师傅采用滑轮组来提升重物,他站在地上用500N的拉力F向下拉绳,使重800N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功400J,下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为4000J B. 滑轮组的额外功为1500J
C. 该滑轮组的机械效率为95% D. 动滑轮的重力为120N
9. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军(图甲),图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落,与水平床面接触点为B,能到达的最低点为C点。下列说法正确的是( )
A. A点到B点过程中,运动员动能转化为蹦床的弹性势能
B. 在B点时,运动员的重力势能最小
C. 在C点时,蹦床的弹性势能最大
D. B点到C点过程中,运动员动能逐渐变小
10. 图甲所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水.用不同加热器加热、忽略散热,得到图乙所示的水温与加热时间的图线,则
A. 甲烧杯中的水温度升的比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小;
B. 加热相同时间,两杯水吸收的热量相同;
C. 吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多;
D. 甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同;
11. 如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞.将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙为其截面图。将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放(如图丙),滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点停止后,又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上,下列说法不正确的是( )
A. 罐子在A点的重力势能最大,橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能转化为动能、弹性势能和内能
C. 若罐内没有小铁块,罐子不可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面向上滚动过程中,罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
12. 如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图,其简化结构图如图乙所示,绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为,已知每块大理石的重力为300N,吊框的重力为100N,不计绳重和机械间的所有摩擦。一位工匠的最大推力为400N,在某次工作中,该工匠匀速推动绞车提升大理石板10m。以下说法错误的是( )
A. 两个滑轮的作用是改变力的方向
B. 绞车可以看作轮轴
C. 在绳子最大拉力足够的情况下该绞车的机械效率最大约为91.7%
D. 该工匠最多一次能够借助绞车吊起3块大理石板
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 生活中的螺丝刀,其手柄________(粗/细)一些用起来更省力,它利用了简单机械中的________(选填“滑轮”、“轮轴”、“杠杆”或“斜面”),使用的螺纹________(密/稀)一些拧起来更省力。
14. 甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图:丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与________(选填“丙”或“丁”)冲程原理相同的是甲图所示的演示实验。汽油机工作时,如果汽油机转速为3000r/min,则每秒钟曲轴可以转________圈,活塞对外做功________次。
15. 正常天气情况下,海岸附近的近地面区域会有“海陆风”现象。如图所示是海风形成的示意图。海风形成的根本原因是,在相同日照条件下,砂石比海水的________小,所以温度上升________(选填“较快”或“较慢”),空气上升,最终形成________(选填“海洋吹向陆地”或“陆地吹向海洋”)的风。
16. 在标准大气压下,使用煤气灶将2kg水从20℃加热到沸腾,需要完全燃烧0.02kg的煤气,这些煤气完全燃烧放出的热量是________J,该煤气灶烧水的效率是________%。用煤气灶加热水是通过________的方式增加了水的内能。[,]
17. 已知水的比热容为,为了测定铅的比热容,把质量为0.3kg的铅块加热到120℃,再投入到0.1kg的10℃的水中,混合后最终水的温度为20℃。若不计热损失,则水吸收的热量为________J,铅的比热容为________。
18. 如图甲,分别将两个相同的物体A、B匀速拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,其中斜面MN长0.5m,则对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J,物体A运动过程中受到的摩擦力是______N。
19. 如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都相同,烧杯内液体的质量都相同。水的比热容为。
(1)比较不同燃料的热值应选择________(选填“甲”“乙”或“丙”)两个装置;
(2)在比较不同燃料热值的实验中,通过观察________比较燃料燃烧放出热量的多少?
(3)若甲图烧杯中为0.5kg的水,1.4g酒精完全燃烧使温度计示数升高了20℃,若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收,那么酒精的热值是________J/kg,测得的酒精的热值会________(选填“偏大”或“偏小”)。
20. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,重物A、B、C的质量关系为mA=mB<mC,木桩相同。 木桩和重物位置如图甲所示。 重物静止释放后,木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 比较______两个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系;通过实验,我们______(填“能”或“不能”)比较出甲图中重物 B、C的重力势能的大小,理由是______。
21. 汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试,0~5s内在A路段行驶,5~12s内在B路段行驶,汽车的图像和图像分别如图甲、乙所示,则在0~5s内汽车牵引力F的功率是________W,汽车全程克服摩擦力做的功是________J。
22. 让系于橡皮筋一端重为3N的小球,从O点的正下方由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示,则小球从a运动到c的过程中,在____点重力势能最大,在____点小球的机械能最小。小球到达b点时速度最大,此时小球下落的高度 h为____cm。(不计空气阻力)
23. 我校某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热,不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时,冰的质量为,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为,则冰的比热容为______,B点的内能______C点的内能(小于/大于/等于),冰的熔化热是______。
24. 如图所示为履带式吊车将重为的挖掘机从河道内吊出的情景。OB为吊臂,CA为液压杆,为液压杆对吊臂的作用力。当挖掘机静止时,吊臂B端受到竖直向下的总拉力为。
(1)吊臂B端和吊钩上都装有滑轮,此时用的拉力将挖掘机匀速提升1m,用时10s。此过程中,所做有用功为________J,滑轮组的机械效率为________%;
(2)已知吊车质量(不包含动滑轮、吊钩与钢丝绳)为15t,履带前后端E、F相距8m,此时吊车重心在EF正中,竖直吊绳到履带前端E的距离也为8m。为防止翻车,保持如图所示的吊臂长度和角度不变,该吊车可吊重物的最大质量为________t。以下操作可能引起翻车的是________,应避免。
A.缓缓缩短吊绳 B.缩短液压杆 C.缩短吊臂
三、解答题(本题共6小题,共40分,其中26题应写出必要的解题过程)
25. 按要求作图:
(1)如图甲是手将夹子捏开时情景,请画出杠杆AOB上的动力的力臂和阻力。
(2)如图乙分别是自行车车闸的实物图和简化图,其中AOB部分可视为杠杆,O为支点。刹车线对A点的拉力为阻力,请画出作用在杠杆AOB上的最小动力及其力臂。
(3)如图丙所示,小明站在地上借助滑轮组提升重物,请画出满足以上条件下尽可能省力的绳子绕法。
26. 氢燃料电池汽车是利用氢与氧发生化学反应产生电能,供给电动机而驱动汽车行驶的,如图所示,该类型汽车甲在平直公路上从A地出发,以72km/h的速度行驶1h到达B地,消耗0.8kg氢燃料,所产生电能的80%用于维持汽车匀速行驶,所受阻力为1000N,氢燃料的热值为。
(1)求从A地到B地牵引力做的功;
(2)求此过程中产生的电能;
(3)氢燃料电池将化学能转化为电能的效率。
27. 在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
(1)如图甲,在探究定滑轮工作的特点时,使用弹簧测力计的操作方法是________(填序号);
①随意拉动钩码 ②拉着钩码保持静止 ③匀速向下拉动
(2)在探究定滑轮工作的特点时,按照图甲操作,觉得读数不方便,于是把弹簧测力计倒过来,即弹簧测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会________(变大/不变/变小),其理由是________;
(3)在探究动滑轮工作的特点时,按照图乙组装动滑轮,实验时,________拉弹簧测力计,使钩码________上升,此次实验________(能/不能)直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
28. 在探究“杠杆平衡条件”的实验中:(本题中g取10N/kg)
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,接下来应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,在A点挂2个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为________N;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡;小辉将杠杆转至图中虚线位置并保持静止,若不计杠杆自重和摩擦,则轻轻松手后杠杆在虚线处________(“不能”或“能”)平衡;
(4)如图丁所示,当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”);他这样做的主要目的是________(填字母);
A.便于正确认识力臂的概念
B.便于提供大小稳定的拉力
C.便于测量力臂的大小
(5)杠杆的平衡条件在生活中有很多应用,小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于该密度秤的说法中错误的是( )
A. 每次倒入空桶的液体体积相同
B. 秤的刻度值均匀向右越来越大
C. 若某次实验中液体未装满空桶,则测得液体密度值偏小
D. 要使该密度秤的量程增大,可增长OE长度、使悬点O适当右移或增大M的质量
29. 如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(1)实验中,探究的是________(选“钢球”或“木块”)的动能,通过观察________来判断钢球的动能大小;
(2)为了研究动能大小与质量的关系,应选择________(选填“甲”“乙”“丙”)两图进行分析,由图可得结论是________;
(3)实验中,设碰撞前一瞬间小球的动能为。木块滑动过程克服摩擦力所做的功为W,则________W(边填“>”“=”“<”);
(4)某同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系。他将相同质量的钢球从不同高度()由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种方法是________(选填“正确”或“错误”);
(5)老师用一个很轻的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,放置在不太陡的斜面上,松开手时,盒盖从A位置滚动到B位置,整体的重力势能将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)
30. 如图甲是“观察不同物质吸热升温的现象”的实验装置,用红外灯均匀照射装有不同液体的两个瓷盘,每隔1分钟用温度计分别测出它们的温度。
(1)为完成实验,除温度计、秒表外,还需要的测量工具是________,
(2)如图乙所示,加热3min时,b液体温度比a液体高,此时b液体吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)a液体吸收的热量;通过分析可知,________(选填“a”或“b”)液体的吸热能力较强;a、b两种液体的比热容之比为________;
(3)实验结束后,停止加热,________(选填“a”或“b”)液体的温度下降得更快;
(4)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水的图像,它们都是过原点的直线,即,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;
(5)完成实验后,小明利用图丙装置比较不同燃料的热值,他们称量质量相等的燃料1和燃料2后,利用它们分别对质量、初温均相同的水进行加热,数据如下表:
(a)请补全表格中横线上的内容________。
燃料
加热前的水温/℃
_________________
水温的变化/℃
燃料1
燃料2
(b)根据实验数据作出水的温度与时间的变化关系如图丁所示,则燃料1与燃料2的热值之比为________。
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无锡市江南中学2026-2027学年度第一学期随堂练习10月
初三年级物理学科
一、选择题(共12小题,每小题2分,共24分,每小题给出的四个选项中只有一个正确)
1. 如图所示的生活用具,在使用中属于费力杠杆的是( )
A. 钢丝钳 B. 扳手
C. 核桃钳 D. 镊子
【答案】D
【解析】
【详解】钢丝钳、扳手、核桃钳在使用时,动力臂均大于阻力臂,属于省力杠杆;镊子在使用时,动力臂小于阻力臂,动力大于阻力,属于费力杠杆。故选D。
2. “粽叶又飘香,颗粒正归仓。建设新时代,农民丰收忙。”如图所示,斜向上的传送带将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中,其中1kg小麦的( )
A. 动能不变,势能减小 B. 动能减小,势能增大
C. 动能不变,机械能增大 D. 动能增大,机械能不变
【答案】C
【解析】
【详解】将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中,传送带上1kg小麦的质量不变,速度也不变,所以小麦的动能不变;将小麦匀速运送到高处粮仓的过程中,传送带上1kg小麦的质量不变,小麦的高度变大,所以小麦的重力势能变大;1kg小麦的动能不变,重力势能变大,则它的动能与重力势能的和变大;该过程中小麦不具有弹性势能,机械能等于动能与重力势能之和,所以1kg小麦的机械能变大,综上分析知,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3. 下列城市篮球联赛志愿者对物体做功的是( )
A. 举牌静止站立 B. 提急救箱水平匀速走
C. 水平推动篮球车 D. 搬物资未搬动
【答案】C
【解析】
【详解】做功的两个必要条件是:①对物体施加力的作用;②物体在力的方向上通过一段距离,二者缺一不可。
A.举牌静止站立,志愿者对牌施加了向上的力,但牌没有在力的方向上移动距离,不做功,故A不符合题意;
B.提急救箱水平匀速走,志愿者对急救箱的力是竖直向上的,但急救箱移动的距离是水平方向,距离和力的方向垂直,不做功,故B不符合题意;
C.水平推动篮球车,志愿者对车施加了水平方向的推力,车在推力的方向上移动了距离,对物体做了功,故C符合题意;
D.搬物资未搬动,对物资施加了力,但物资没有移动距离,不做功,故D不符合题意。
故选C。
4. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
B. 不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大
C. 在热传递中,内能可以从内能少的物体转移到内能多的物体
D. 温度越高的物体,所含的热量越多
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体的内能跟物体的运动速度无关,与物体的温度和物质状态有关,故A错误;
B.不同燃料燃烧时,相同质量或体积时放出热量越多的热值越大,故B错误;
C.在热传递中,内能可以从内能少的物体转移到内能多的物体,主要看有没有温度差异,故C正确;
D.热量是过程量,不能说含有或具有热量,故D错误。
故选C。
5. “神舟十八号”返回舱返回过程中,进入大气层,与大气摩擦形成高温“火球”。下列实例中改变内能的方式与“火球”的形成原理相同的是( )
A. 棉被晒热 B. 用燃气烧水
C. 鸡蛋放入冷水变凉 D. 空气被压缩,温度升高
【答案】D
【解析】
【详解】返回舱进入大气层后,与大气层摩擦产生高温形成火球,内能增加,这是通过做功的方式改变物体内能。
A.棉被晒热,通过热传递的方式改变物体的内能,故A不符合题意;
B.烧水时,水吸收热量,内能增大,通过热传递的方式改变物体的内能,故B不符合题意;
C.鸡蛋放入冷水变凉,内能减小,通过热传递的方式改变物体的内能,故C不符合题意;
D.空气被压缩,温度升高,机械能转化内能,内能增大,通过做功的方式改变物体的内能,故D符合题意。
故选D。
6. 如图,将一张卡片对折,在开口的一边剪两个小豁口,然后套上一根橡皮筋,就做成了一个会跳的卡片,要使卡片跳得更高一些,下列方法不可行的是( )
A. 仅用两根橡皮筋并列装在卡片上 B. 仅用质量较小的卡片
C. 仅增大两豁口之间的距离 D. 仅增加每个豁口的深度
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知,卡片在跳动的过程中,卡片的弹性势能转化为动能,所以要使卡片跳得更高一些,应增大弹性势能,而弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关;
A.两根橡皮筋并列装在卡片上,可以增大橡皮筋的弹性势能,故A正确,不符合题意;
B.在卡片最终的重力势能相同的情况下,卡片的质量越小,跳起的高度越大,故B正确,不符合题意;
C.要想使卡片向上跳得更高,应增大两个小豁口之间的距离,使橡皮筋发生更大的弹性形变,获得更多的弹性势能,故C正确,不符合题意;
D.如果增加每个豁口的深度,橡皮筋就要松弛一些,弹性形变变小,弹性势能变小,则卡片向上跳得更低,故D错误,符合题意。
故选D。
7. 小明要将两箱书匀速搬上楼,有如图所示的两种方法:一是把两箱书一起搬上楼,整个过程搬书的功率为,机械效率为;二是先搬一箱书上楼,再搬剩下的一箱,整个过程搬书的功率为,机械效率为。假设他上楼的速度相同,则下列判断正确的是( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】A
【解析】
【详解】这箱书的重力一定,楼的高度前后不变,由可知,两次所做的有用功相等;第一种方法所做的额外功为克服自身重力所做的功,而第二种方法所做的额外功是两次克服自身重力所做的功,因此第二种方法的额外功大于第一种方法的额外功,故方法二的总功大于方法一的总功,由机械效率公式可知,;因上楼的速度相同,第一次搬书多,用的向上的力大,由公式可知,。综上所述,,,故A正确,BCD错误。
故选A。
8. 如图所示,工人师傅采用滑轮组来提升重物,他站在地上用500N的拉力F向下拉绳,使重800N的重物匀速上升了5m,此过程中克服绳重和摩擦做功400J,下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为4000J B. 滑轮组的额外功为1500J
C. 该滑轮组的机械效率为95% D. 动滑轮的重力为120N
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知承担物重的绳子段数。绳子自由端移动的距离
拉力做的功
故A错误;
B.有用功
滑轮组的额外功
故B错误;
C.该滑轮组的机械效率
故C错误;
D.对动滑轮做的额外功
动滑轮的重力
故D正确。
故选D。
9. 严浪宇在杭州亚运会夺得男子蹦床冠军(图甲),图乙为其在比赛中的示意图。某时刻他从A点自由下落,与水平床面接触点为B,能到达的最低点为C点。下列说法正确的是( )
A. A点到B点过程中,运动员动能转化为蹦床的弹性势能
B. 在B点时,运动员的重力势能最小
C. 在C点时,蹦床的弹性势能最大
D. B点到C点过程中,运动员动能逐渐变小
【答案】C
【解析】
【详解】A.A点到B点过程中,运动员质量不变,高度减小,重力势能减小;运动员质量不变,速度增大,动能变大,重力势能转化为动能,故A错误;
B.在B点时,运动员重力大于弹力,还会继续向下运动,运动员重力势能不是最小,故B错误;
C.在C点时,运动员达到最低点,蹦床弹性形变程度最大,弹性势能最大,故C正确;
D.运动员从接触蹦床到最低点过程中,一开始重力大于弹力,速度还会继续增大,当重力等于弹力时,速度达到最大,此时动能最大,当重力小于弹力时,动能主要转化为蹦床弹性势能,速度减小,动能减小。从B点到C点过程中,动能先增大后减小,故D错误。
故选C。
10. 图甲所示,规格相同的容器装了相同质量的纯净水.用不同加热器加热、忽略散热,得到图乙所示的水温与加热时间的图线,则
A. 甲烧杯中的水温度升的比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小;
B. 加热相同时间,两杯水吸收的热量相同;
C. 吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多;
D. 甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同;
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由题可知,甲乙两容器中都是纯净水,且状态相同,则两杯水的比热容相同,故A错误.
B. 实验中,用不同加热器加热,相同时间内,加热器放出的热量不同,所以相同时间内两杯水吸收的热量不同,故B错误;
C. 两杯水的质量相同,吸收相同的热量时,根据△ 可知,两杯水升高的温度相同,故C错误;
D. 由图2可知,甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min升高的温度相同,且两杯水的质量相同,根据Q吸=cm△t可知,它们吸收的热量相同,故D正确.
11. 如图甲所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞.将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙为其截面图。将该罐子从不太陡的斜面A点由静止释放(如图丙),滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜面的B点停止后,又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面上,下列说法不正确的是( )
A. 罐子在A点的重力势能最大,橡皮筋在D点的弹性势能最大
B. 罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能转化为动能、弹性势能和内能
C. 若罐内没有小铁块,罐子不可能返回滚上斜面
D. 第一次返回斜面向上滚动过程中,罐子整体在C点时的机械能小于在B点时的机械能
【答案】D
【解析】
【详解】A.罐子在整个运动过程中的质量不变,在A点时的高度最高,重力势能最大,罐子从A点运动到D点,橡皮筋发生了弹性形变,在D点时的形变程度最大,所以在D点的弹性势能最大,故A正确,不符合题意;
B.罐子从A点滚动到C点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,质量不变,速度变大,动能变大,由于罐子最后停在水平面上,罐子的机械能变小了,这说明罐子在运动的过程中,罐子克服摩擦做功,机械能转化为了内能,此过程中橡皮筋发生了弹性形变,具有弹性势能,所以罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能转化为了动能、弹性势能和内能,故B正确,不符合题意;
C.若罐内没有小铁块,罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能,罐子不具有弹性势能,所以不会返回斜面,故C正确,不符合题意;
D.第一次返回斜面,向上滚动的过程中,由于一部分机械能转化为了内能,所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械能,故D错误,符合题意。
故选D。
12. 如图甲所示是我国古人使用绞车和滑轮吊起石材时的模拟图,其简化结构图如图乙所示,绞盘横杆长度L与滚轴直径d之比为,已知每块大理石的重力为300N,吊框的重力为100N,不计绳重和机械间的所有摩擦。一位工匠的最大推力为400N,在某次工作中,该工匠匀速推动绞车提升大理石板10m。以下说法错误的是( )
A. 两个滑轮的作用是改变力的方向
B. 绞车可以看作轮轴
C. 在绳子最大拉力足够的情况下该绞车的机械效率最大约为91.7%
D. 该工匠最多一次能够借助绞车吊起3块大理石板
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图乙可知,滑轮A和滑轮B的轴均固定不动,均为定滑轮,作用是改变力的方向,故A正确;
B.绞车的绞盘横杆相当于轮,滚轴相当于轴,动力作用在轮上、阻力作用在轴上,符合轮轴的结构特点,可看作轮轴,故B正确;
CD.由题意及数值关系可知动力臂与阻力臂之比
根据杠杆平衡条件 可知,绳子最大拉力
不计绳重和摩擦,绳子拉力等于物重与吊框重之和
即
解得大理石板数量 ,因为大理石板为整数块,所以最多吊起3块。
此时实际提升的最大物重
最大机械效率,故C错误,D正确。
本题选择错误的,故选 C。
二、填空题(本题共12小题,每空1分,共36分)
13. 生活中的螺丝刀,其手柄________(粗/细)一些用起来更省力,它利用了简单机械中的________(选填“滑轮”、“轮轴”、“杠杆”或“斜面”),使用的螺纹________(密/稀)一些拧起来更省力。
【答案】 ①.
粗 ②.
轮轴 ③.
密
【解析】
【详解】由轮轴的省力特点可知,动力作用在轮上时,轮半径越大越省力,故手柄粗一些更省力。
螺丝刀由轮和轴组成、绕共同轴线转动,属于简单机械中的轮轴。
螺纹实质为斜面,由斜面的省力特点可知,高度相同时斜面越长越省力,螺纹越密对应斜面长度越长,故螺纹密一些拧起来更省力。
14. 甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图:丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图。与________(选填“丙”或“丁”)冲程原理相同的是甲图所示的演示实验。汽油机工作时,如果汽油机转速为3000r/min,则每秒钟曲轴可以转________圈,活塞对外做功________次。
【答案】 ①.
丙 ②.
50 ③.
25
【解析】
【详解】甲实验,下压活塞压缩筒内空气,将机械能转化为内能。丙图两气门关闭、活塞上行,为压缩冲程,机械能转化为内能;丁图两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程,内能转化为机械能,故与甲原理相同的是丙。
每秒曲轴转动的圈数为
因四冲程汽油机曲轴每转2圈对外做功1次,故每秒活塞对外做功次数为
15. 正常天气情况下,海岸附近的近地面区域会有“海陆风”现象。如图所示是海风形成的示意图。海风形成的根本原因是,在相同日照条件下,砂石比海水的________小,所以温度上升________(选填“较快”或“较慢”),空气上升,最终形成________(选填“海洋吹向陆地”或“陆地吹向海洋”)的风。
【答案】 ①.
比热容 ②.
较快 ③.
海洋吹向陆地
【解析】
【详解】砂石的比热容小于海水,由可知,相同日照条件下砂石温度上升较快。
陆地空气受热上升,近地面海洋气压高于陆地,故形成海洋吹向陆地的风。
16. 在标准大气压下,使用煤气灶将2kg水从20℃加热到沸腾,需要完全燃烧0.02kg的煤气,这些煤气完全燃烧放出的热量是________J,该煤气灶烧水的效率是________%。用煤气灶加热水是通过________的方式增加了水的内能。[,]
【答案】 ①.
②.
80 ③.
热传递
【解析】
【详解】煤气完全燃烧放出的热量为
水吸收的热量为
煤气灶烧水的效率为
用煤气灶加热水是通过热传递的方式增加水的内能。
17. 已知水的比热容为,为了测定铅的比热容,把质量为0.3kg的铅块加热到120℃,再投入到0.1kg的10℃的水中,混合后最终水的温度为20℃。若不计热损失,则水吸收的热量为________J,铅的比热容为________。
【答案】 ①.
②.
【解析】
【详解】水吸收的热量
因不计热损失,铅块放出的热量
铅的比热容
18. 如图甲,分别将两个相同的物体A、B匀速拉到斜面顶端,对物体做功情况如图乙所示,其中斜面MN长0.5m,则对物体A做的有用功是______J,对物体B做的额外功是______J,物体A运动过程中受到的摩擦力是______N。
【答案】 ①. 2 ②. 0.5 ③. 2
【解析】
【详解】[1]由图乙可知,对物体A做的总功为3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功
W有=WA总-WA额=3J-1J=2J
[2]A、B是两个完全相同的物体,都拉到斜面顶端,故对物体B做的有用功和对物体A做的有用功相同;由图乙可知,对物体B做的总功为2.5J,故对物体B做的额外功
WB额=WB总-W有=2.5J-2J=0.5J
[3]物体A运动过程中受到的摩擦力
19. 如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都相同,烧杯内液体的质量都相同。水的比热容为。
(1)比较不同燃料的热值应选择________(选填“甲”“乙”或“丙”)两个装置;
(2)在比较不同燃料热值的实验中,通过观察________比较燃料燃烧放出热量的多少?
(3)若甲图烧杯中为0.5kg的水,1.4g酒精完全燃烧使温度计示数升高了20℃,若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收,那么酒精的热值是________J/kg,测得的酒精的热值会________(选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)甲、乙 (2)温度计示数的变化量
(3) ①. ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
比较不同燃料的热值时,需要保证被加热的液体种类、质量完全相同,仅燃料种类不同,因此选择甲、乙装置。
【小问2详解】
在被加热的液体质量、种类都相同时,燃料放出的热量越多,液体升温越明显,因此通过温度计示数的变化量来间接反映燃料放热的多少。
【小问3详解】
水吸收的热量
酒精放热全部被水吸收,即
酒精质量
酒精的热值
实际实验中,酒精燃烧放出的热量会有部分散失到空气、被装置吸收,无法全部被水吸收,计算时酒精放热全部被水吸收,会导致算出的总放热比酒精实际完全燃烧的放热小,因此测得的热值偏小。
20. 在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,重物A、B、C的质量关系为mA=mB<mC,木桩相同。 木桩和重物位置如图甲所示。 重物静止释放后,木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示,重物B、C将木桩打入沙中的深度相同。 比较______两个重物将木桩打入沙中的深度,可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系;通过实验,我们______(填“能”或“不能”)比较出甲图中重物 B、C的重力势能的大小,理由是______。
【答案】 ①. A、B ②. 能 ③. 重物将木桩打入深度相同
【解析】
【详解】[1]由图知道,A、B的质量是相同的,物块B的高度大于A的高度,根据控制变量法思想,比较A、B两个重物将木桩打入沙中的深度可以探究重力势能的大小和重物下落高度的关系。B撞击木桩的深度大于A撞击木桩的深度,所以结论为:物体的质量一定时,物体的高度越大,具有的重力势能就越大。
[2][3]由图知道,B、C两个物体将木桩撞入沙中深度相同,对钉子做的功相同,说明它们具有的势能相同,故能比较B、C两个物体的重力势能的大小。
21. 汽车出厂后在两段长度相等的路段上进行性能测试,0~5s内在A路段行驶,5~12s内在B路段行驶,汽车的图像和图像分别如图甲、乙所示,则在0~5s内汽车牵引力F的功率是________W,汽车全程克服摩擦力做的功是________J。
【答案】 ①.
##3000 ②.
【解析】
【详解】内汽车牵引力的功率为
A路段的长度为
因两段路段长度相等,故B路段长度
因汽车在A路段匀速行驶,二力平衡,故A路段摩擦力
因汽车在B路段匀速行驶,二力平衡,故B路段摩擦力
全程克服摩擦力做的功为
22. 让系于橡皮筋一端重为3N的小球,从O点的正下方由静止释放,分别经过a、b、c三点,如图甲所示。整个下落过程中,橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示,则小球从a运动到c的过程中,在____点重力势能最大,在____点小球的机械能最小。小球到达b点时速度最大,此时小球下落的高度 h为____cm。(不计空气阻力)
【答案】 ①. a ②. c ③. 0.5
【解析】
【详解】[1]小球从a运动到c的过程中,质量不变,a点的高度最高,所以在a点小球的重力势能最大。
[2]不计空气阻力,小球从a运动到c的过程中,小球的机械能转化为橡皮筋的弹性势能。小球下落到最低点c时,橡皮筋的弹性势能最大,小球的机械能最小。
[3]小球在下落的过程中,橡皮筋逐渐发生弹性形变,橡皮筋产生的弹力由小变大,当重力大于弹力时小球受合力向下,小球加速下落;当弹力等于重力时,小球受到合力为0,速度达到最大,根据图乙可知,b点时的弹力与小球的重力相同,即b点的弹力为3N;F与h关系图像是一条直线,橡皮筋发生的是弹性形变,当弹力为9N时,橡皮筋伸长
即橡皮筋每伸长0.1cm,弹力就增大3N,所以在b点时,橡皮筋伸长量为0.1cm,所以小球到达b点时,下落的高度h为
23. 我校某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热,不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时,冰的质量为,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为,则冰的比热容为______,B点的内能______C点的内能(小于/大于/等于),冰的熔化热是______。
【答案】 ①. ②. 小于 ③.
【解析】
【详解】[1][2]冰的质量为,冰熔化成水,状态变化,但质量不变,则水的质量为,由图像知,CD段水从升高到,所以水吸收的热量为
由图像知,CD段水从升高到,用了的时间,则吸收的热量为:
由图像知,AB段冰从吸收热量升高到,需要,则冰吸收的热量:
冰熔化需要吸热,故吸热后内能变大,C点的内能大于B点的内能;冰的比热容为
[3]由图像知,冰从开始熔化到全部熔化,需要,则该过程中冰熔化所吸收的热量
由题意可得,冰的熔化热为
24. 如图所示为履带式吊车将重为的挖掘机从河道内吊出的情景。OB为吊臂,CA为液压杆,为液压杆对吊臂的作用力。当挖掘机静止时,吊臂B端受到竖直向下的总拉力为。
(1)吊臂B端和吊钩上都装有滑轮,此时用的拉力将挖掘机匀速提升1m,用时10s。此过程中,所做有用功为________J,滑轮组的机械效率为________%;
(2)已知吊车质量(不包含动滑轮、吊钩与钢丝绳)为15t,履带前后端E、F相距8m,此时吊车重心在EF正中,竖直吊绳到履带前端E的距离也为8m。为防止翻车,保持如图所示的吊臂长度和角度不变,该吊车可吊重物的最大质量为________t。以下操作可能引起翻车的是________,应避免。
A.缓缓缩短吊绳 B.缩短液压杆 C.缩短吊臂
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. ②. B
【解析】
【小问1详解】
所做的有用功
由图可知,承担物重绳子的股数为2,则绳子自由端移动的距离
所做总功
滑轮组的机械效率
【小问2详解】
由题意可知,动滑轮、吊钩与钢丝绳的总重力
吊车的重力
由题意可知,履带前后端、相距8m,此时吊车重心在正中,竖直吊绳到履带前端的距离也为8m,将吊车视为杠杆,为支点(履带前端为翻车临界点的支点),则重物、动滑轮、吊钩和钢丝绳的总重力的力臂,吊车自身重力的力臂
设吊起物体的最大重力为,由杠杆平衡条件可得
则
所以可吊重物的最大质量
A.缓缓缩短吊绳,不会改变力和力臂,由杠杆平衡条件可知,该操作不会引起翻车,故A不符合题意;
B.缩短液压杆,吊臂会往下放,重物的力臂变大,由
可知,变大,其它条件不变,左侧乘积大于右侧乘积,容易造成翻车,故B符合题意;
C.缩短吊臂,重物、动滑轮、吊钩和钢丝绳的总重力的力臂减小,使得重物、动滑轮、吊钩和钢丝绳的总重力与其力臂的乘积小于吊车自身重力与其力臂的乘积,由杠杆平衡条件可知,该操作不会引起翻车,故C不符合题意。
故选B。
三、解答题(本题共6小题,共40分,其中26题应写出必要的解题过程)
25. 按要求作图:
(1)如图甲是手将夹子捏开时情景,请画出杠杆AOB上的动力的力臂和阻力。
(2)如图乙分别是自行车车闸的实物图和简化图,其中AOB部分可视为杠杆,O为支点。刹车线对A点的拉力为阻力,请画出作用在杠杆AOB上的最小动力及其力臂。
(3)如图丙所示,小明站在地上借助滑轮组提升重物,请画出满足以上条件下尽可能省力的绳子绕法。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
捏夹子时手的作用力让杠杆绕O转动,即为支点,力臂的定义是支点到力的作用线的垂直距离,从支点向手施加的动力的作用线作垂线段,标注该垂线段为,这就是的力臂。阻力是夹子弹簧/夹体阻碍杠杆转动的力,作用在夹口的点,方向与捏夹子的动力方向相反,指向阻碍杠杆张开的方向,标注为。
【小问2详解】
根据杠杆平衡条件,在阻力、阻力臂固定时,动力臂越长动力越小,连接支点和动力作用点,就是最长的动力臂,标注为。过点作垂直于的线段,方向斜向下,标注为。
【小问3详解】
小明站在地上拉绳子,最终绳子自由端方向必须竖直向下,同时要尽可能省力: 绳子先固定在定滑轮的下挂钩上,向下绕过下方的动滑轮,再向上绕回顶部的定滑轮,最终自由端落到小明手中。该绕法由2段绳子承担物重,是符合“人站在地面施力”条件下最省力的绕法。
26. 氢燃料电池汽车是利用氢与氧发生化学反应产生电能,供给电动机而驱动汽车行驶的,如图所示,该类型汽车甲在平直公路上从A地出发,以72km/h的速度行驶1h到达B地,消耗0.8kg氢燃料,所产生电能的80%用于维持汽车匀速行驶,所受阻力为1000N,氢燃料的热值为。
(1)求从A地到B地牵引力做的功;
(2)求此过程中产生的电能;
(3)氢燃料电池将化学能转化为电能的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
汽车匀速行驶,牵引力与阻力平衡。牵引力大小
行驶路程
牵引力做功
【小问2详解】
电能的转化为牵引力做的功。
由得
【小问3详解】
氢燃料完全燃烧释放的化学能为总输入能量,电能为有效输出能量。
氢燃料完全燃烧放出的热量
转化效率
27. 在“探究定滑轮和动滑轮工作时的特点”实验中:
(1)如图甲,在探究定滑轮工作的特点时,使用弹簧测力计的操作方法是________(填序号);
①随意拉动钩码 ②拉着钩码保持静止 ③匀速向下拉动
(2)在探究定滑轮工作的特点时,按照图甲操作,觉得读数不方便,于是把弹簧测力计倒过来,即弹簧测力计吊环系在拉绳上,用手拉挂钩,测力计的示数会________(变大/不变/变小),其理由是________;
(3)在探究动滑轮工作的特点时,按照图乙组装动滑轮,实验时,________拉弹簧测力计,使钩码________上升,此次实验________(能/不能)直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
【答案】(1)③ (2) ①. 变小 ②. 弹簧测力计自身的重力会作用在绳上,抵消一部分拉力,使得测得的拉力小于钩码的重力
(3) ①. 竖直向上 ②. 匀速 ③. 不能
【解析】
【小问1详解】
探究定滑轮特点时,只有匀速向下拉动钩码,才能让装置处于平衡状态,此时拉力大小稳定,弹簧测力计示数等于拉力大小,符合实验测量要求,随意拉动无法保证受力平衡,静止测量不能反映滑轮工作时的动态受力特点,因此选③。
【小问2详解】
倒置后,吊环挂在绳子上,弹簧测力计外壳自身的重力向下,绳子的拉力需要同时平衡外壳重力和弹簧的拉力,因此弹簧测力计的示数等于绳子拉力减去测力计外壳的重力,示数变小。
【小问3详解】
探究动滑轮特点时,必须竖直向上匀速拉动弹簧测力计,让钩码匀速上升,使钩码处于平衡状态,才能准确测量拉力。但由于实验中动滑轮自身有重力,测得的拉力会大于钩码重力的一半,故仅靠这次实验不能直接得出“使用动滑轮能省一半力”的结论。
28. 在探究“杠杆平衡条件”的实验中:(本题中g取10N/kg)
(1)实验前,杠杆静止时如图甲所示,此时杠杆处于________(选填“平衡”或“非平衡”)状态,接下来应将平衡螺母向________(选填“左”或“右”)调节;
(2)如图乙所示,在A点挂2个质量均为50g的钩码,在B点用弹簧测力计竖直向下拉杠杆,使其在水平位置平衡,弹簧测力计的示数为________N;
(3)如图丙所示,杠杆在水平位置平衡;小辉将杠杆转至图中虚线位置并保持静止,若不计杠杆自重和摩擦,则轻轻松手后杠杆在虚线处________(“不能”或“能”)平衡;
(4)如图丁所示,当弹簧测力计改为斜拉时,再次使杠杆在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(选填“变大”、“变小”或“不变”);他这样做的主要目的是________(填字母);
A.便于正确认识力臂的概念
B.便于提供大小稳定的拉力
C.便于测量力臂的大小
(5)杠杆的平衡条件在生活中有很多应用,小明用一轻质杠杆自制简易密度秤的过程中,在A端的空桶内分别注入密度已知的不同液体,改变物体M悬挂点B的位置,当杠杆在水平位置平衡时,在M悬挂点处标出相应液体的密度值。下列关于该密度秤的说法中错误的是( )
A. 每次倒入空桶的液体体积相同
B. 秤的刻度值均匀向右越来越大
C. 若某次实验中液体未装满空桶,则测得液体密度值偏小
D. 要使该密度秤的量程增大,可增长OE长度、使悬点O适当右移或增大M的质量
【答案】(1) ①. 平衡 ②. 右
(2)1.5 (3)能
(4) ①. 变大 ②. A (5)D
【解析】
【小问1详解】
杠杆的平衡状态定义为静止或匀速转动,图甲中杠杆静止,因此处于平衡状态;
此时杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母应向偏高的右侧调节,使杠杆后续能在水平位置平衡。
【小问2详解】
单个50g钩码的重力
2个钩码总重力为1N。假设杠杆每小格长度为,根据杠杆平衡条件,可得,解得弹簧测力计示数
【小问3详解】
当杠杆转至虚线位置时,两个拉力的力臂会等比例缩短,两边的力和力臂的乘积仍然相等,因此松手后杠杆能在虚线位置保持平衡。
【小问4详解】
弹簧测力计斜拉时,拉力的力臂会小于竖直拉时的力臂(力臂是支点到力的作用线的垂直距离),阻力和阻力臂不变的情况下,根据杠杆平衡条件,拉力需要变大;该操作是为了展示力臂不只是杠杆上的线段,帮助正确认识力臂的概念,选A。
【小问5详解】
A.只有每次倒入液体体积相同,液体质量才和密度成正比,才能通过B点位置标注密度,故A正确;
B.根据杠杆平衡条件可得,则,液体密度与OB的长度成正比,因此刻度均匀,越靠右OB越长,对应密度越大,故B正确;
C.液体未装满则液体质量偏小,对应的B点会比装满同密度液体时更靠近支点,标注的密度值会比真实值偏小,故C正确;
D.若将悬点O适当右移,左侧A点的力臂会变大,在液体密度相同的情况下,需要的OB长度也会变大,可测量的最大液体密度反而变小,量程减小,该描述错误。故D错误。
故选D。
29. 如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中,。
(1)实验中,探究的是________(选“钢球”或“木块”)的动能,通过观察________来判断钢球的动能大小;
(2)为了研究动能大小与质量的关系,应选择________(选填“甲”“乙”“丙”)两图进行分析,由图可得结论是________;
(3)实验中,设碰撞前一瞬间小球的动能为。木块滑动过程克服摩擦力所做的功为W,则________W(边填“>”“=”“<”);
(4)某同学用如图丁所示的方法探究动能的大小与速度的关系。他将相同质量的钢球从不同高度()由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种方法是________(选填“正确”或“错误”);
(5)老师用一个很轻的圆柱形盒盖,在内侧粘上一个较重的铁球,放置在不太陡的斜面上,松开手时,盒盖从A位置滚动到B位置,整体的重力势能将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1) ①. 钢球 ②. 木块被钢球推动后在水平面上移动的距离大小
(2) ①. 甲、丙 ②. 当物体的速度一定时,物体的质量越大,动能越大
(3)
(4)
错误 (5)
减小
【解析】
【小问1详解】
本实验的研究对象是从斜面滑下的钢球,探究钢球的动能;实验利用转换法,无法直接测量动能大小,因此通过木块被推动的距离远近来间接反映钢球动能的大小,木块被推得越远,说明钢球动能越大。
【小问2详解】
根据控制变量法,研究动能与质量的关系时,需要控制钢球到达水平面的速度相同、改变钢球质量。甲、丙中钢球从斜面同一高度释放(),到达水平面的速度一致,且。
【小问3详解】
碰撞前钢球的动能为,碰撞后钢球自身还剩余部分动能,并非全部传递给木块;木块滑动过程中,只有钢球传递给木块的动能全部用来克服摩擦力做功,因此木块克服摩擦力做的功小于碰撞前钢球的总动能,即
【小问4详解】
探究动能与速度的关系时,需要控制木块受到的阻力大小相同,才能通过滑行距离准确对比动能大小;该实验中两次木块分别在铁板和毛巾上滑行,接触面粗糙程度不同、阻力不同,没有控制变量,因此方法是错误的。
【小问5详解】
盒盖质量很轻,整体的重力势能几乎由内侧较重的铁球决定;盒盖从A滚动到B的过程中,铁球的重心整体沿斜面向下移动,高度降低,因此整体的重力势能减小。
30. 如图甲是“观察不同物质吸热升温的现象”的实验装置,用红外灯均匀照射装有不同液体的两个瓷盘,每隔1分钟用温度计分别测出它们的温度。
(1)为完成实验,除温度计、秒表外,还需要的测量工具是________,
(2)如图乙所示,加热3min时,b液体温度比a液体高,此时b液体吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)a液体吸收的热量;通过分析可知,________(选填“a”或“b”)液体的吸热能力较强;a、b两种液体的比热容之比为________;
(3)实验结束后,停止加热,________(选填“a”或“b”)液体的温度下降得更快;
(4)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水的图像,它们都是过原点的直线,即,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;
(5)完成实验后,小明利用图丙装置比较不同燃料的热值,他们称量质量相等的燃料1和燃料2后,利用它们分别对质量、初温均相同的水进行加热,数据如下表:
(a)请补全表格中横线上的内容________。
燃料
加热前的水温/℃
_________________
水温的变化/℃
燃料1
燃料2
(b)根据实验数据作出水的温度与时间的变化关系如图丁所示,则燃料1与燃料2的热值之比为________。
【答案】(1)天平 (2) ①. 等于 ②. a ③. 2:1
(3)b (4)质量
(5) ①. 燃料燃尽后的水温/℃ ②. 14:5
【解析】
【小问1详解】
实验要控制两种液体质量相同,所以还需要天平。
【小问2详解】
实验用相同的红外灯均匀照射,相同时间内两种液体吸收的热量相等,因此加热3min时a、b吸收的热量相等。
相同吸热条件下,a液体升温更慢,说明a的吸热能力更强。
由乙图:升高到30℃,b用时 3min,a 用时 6min,故
因 ,m、相同,故 c 与 Q 成正比,所以
【小问3详解】
比热容越小的物质,温度变化越快,故b的比热容更小,b的温度下降得更快。
【小问4详解】
,得 ,同种物质 c 相同, k 之比等于质量之比。
【小问5详解】
比较热值时,需要记录加热前的水温和燃料完全燃烧后的水温,才能计算出水温的变化量,因此表格空白处为“燃料燃尽后的水温/℃”。
丁图:水初温 30℃;燃料 1 燃烧5min使水升温
水吸收热量
燃料 1用10min完全燃烧完,故
燃料 2 完全燃烧完,使水升温
水吸收热量 ,燃料质量相同,
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