精品解析：广东佛山市南海外国语学校2026-2027学年九年级上学期第一次核心素养评价物理试题

2026-2027学年九年级上学期第一次核心素养评价 物理科 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分．在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请在答题卡上对应题目所选的选项涂黑） 1. 2025年3月12日，我国成功使用长征八号运载火箭将“千帆星座”第五批组网卫星送入预定轨道。运载火箭采用液氢作燃料是因为液氢具有较大的（ ） A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 热量 2. 下列现象中能够说明分子间有斥力的是（ ） A. 气体很容易被压缩 B. 墨水在热水中扩散得较快 C. 两块铅压紧后连在一起 D. 粉笔很难被压缩 3. 2026年9月9日天宫课堂港澳专场，神舟二十三号乘组朱杨柱、张志远、黎家盈，利用空间站太空厨房的热风烘烤机烤制太空小蛋糕。关于烘烤蛋糕过程，下列说法正确的是（ ） A. 蛋糕温度升高，蛋糕含有的热量变多 B. 烘烤蛋糕，是通过做功的方式改变蛋糕内能 C. 蛋糕烤熟后香气四溢，属于扩散现象 D. 空间站内温度低，蛋糕内的分子不再做无规则运动 4. 如图所示，是小王同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下正确的是（ ） A. “鼻孔吸气”对应的汽油机冲程只吸入汽油 B. “气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D. “排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 5. 题图是根据卢瑟福的原子结构模型画出的锂原子的示意图，关于该原子结构，下列说法正确的是（ ） A. 甲是质子 B. 甲是电子 C. 乙是电子 D. 乙是中子 6. 关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A. 热机的效率越高说明做功越快 B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越少 C. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 D. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油热值比汽油的高的缘故 7. 公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A. 风力发电机将电能转化为机械能 B. 太阳能电池板将电能转化为太阳能 C. 蓄电池供电时将化学能转化为电能 D. 路灯照明时将光能转化为电能 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8. “千年古都传宋韵，一城秋风送菊香”，自北宋时期，开封人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今；走进龙亭公园，浓浓的花香扑面而来，这是______现象，说明组成物质的分子不停地______。清晨时刻，一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴（如图所示），这是因为分子间存在______（选填“引力”或“斥力”）。 9. 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能______（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过______方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过______方式改变的。 10. 一台单缸四冲程汽油机如右图所示是汽油机的_________ 冲程。若飞轮的转速为1800r/min，则此汽油机每秒内完成_________ 个冲程，做功_________ 次。 11. 如题图所示，小明制作了一个简易热机模型。用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动。这个过程中发生的能量转化是：______能→______能→______能。 12. 在《本草纲目》中关于琥珀的记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”，“拭”指摩擦，“芥子”指轻小的芥菜籽。琥珀与布摩擦过程中带了电，这种现象叫做______；摩擦后的布和琥珀带的是______种电荷（选填“同”或“异”）；摩擦过的琥珀“吸得芥子”，说明带电体具有______的性质。 13. 如图是某单缸汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______；②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。 14. 实验测得1kg某物质温度随时间变化的图像如图所示，相同热源加热，相同时间内物质吸收的热量相同。已知该物质在固态下的比热容为；在最初2min内，该物质吸收的热量为______J，熔化过程中吸收的热量是______J。仔细观察发现该物质处于固态时升温快，变成液态后升温变慢，该物质液态时的比热容是______J/(kg·℃)。 三、作图题：（第15（1）题2分，第15（2）题3分，第15（3）题2分，共7分。） 15. （1）水的比热容为，请在坐标图中画出水的比热容与其吸收的热量Q的关系图像。 （2）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，我们可以观察到硝化棉自燃，该过程与四冲程汽油机的某个冲程原理相同。请在图中画出该冲程的下一冲程；进气门和排气门的开闭情况，活塞运动方向（在气缸内画一个单向箭头表示）及火花塞的状态。 （3）如图所示，ABC三个用丝线悬吊着的轻质小球，相互作用如图所示，已知C带正电荷，请在圆圈中画出A、B所带电荷用“+”“-”表示。 四、实验探究题（本大题3小题，16题8分，17题5分，18题7分，共20分） 16. 小轩为了研究分子动理论的知识，进行了几个实验： （1）如图（1）所示，在进行酒精和水混合实验中，通过比较应选择______（甲/乙）玻璃管，混合后发现总体积小于水和酒精的体积和，此实验现象间接表明分子间存在______。 （2）图（2）实验中，抽掉中间的玻璃板，过一会儿两种气体混合在一起，这是______现象，二氧化氮放在下方瓶子内的原因是______。 （3）图（3）实验中，将脱脂棉放入气缸内，用力迅速压下活塞，观察到的现象是______，这是由于外界对气体做功，气体的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （4）图（4）实验中，用酒精灯加热封闭试管内的水，水沸腾后将塞子冲出，这是由于高压水蒸气对瓶塞做功，把水蒸气的______能转化成瓶塞的______能。 17. 如图探究两种电荷及电荷间相互作用实验。 （1）如图甲所示，用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，这是______现象，实验时应选择较______（选填“干燥”或“潮湿”）的环境，这样才容易发生该现象； （2）如图乙所示，丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒因_____（选填得到或失去）电子而带正电；将A靠近用棉线悬挂的带电体B，发现二者相互吸引，由此可知B带______电； （3）如图丙所示，用带电体接触验电器的金属球，发现金属箔片会张开，这说明验电器的工作原理是：______。 18. 如图1所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验中燃料完全燃烧放出的热量是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量是通过______（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的。 （2）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择______两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收______（填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用______（填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则______（填“a”或“b”）液体的比热容较大。 （3）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q=______。 四、计算题（本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分） 19. 在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热4min，刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，求： （1）加热4min，水吸收的热量为多少？ （2）煤油的比热容是多少？ （3）该酒精灯的加热效率为多少？ 20. 为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶300s消耗了0.5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求： （1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量； （2）公交车行驶300s所做的功； （3）公交车的热机效率。 六、综合能力题（本大题3小题，21题6分，22题6分，23题6分，共18分） 21. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 （1）设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入_________相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子_________相同。 （2）依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度_______，说明_______的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的_______端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间沿海近地面的风向是_______（选填“A”或“B”）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 22. 阅读短文，回答问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律，则在温差不大时，不同物质放出热量之比近似等于时间之比。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可表示为，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系。 （1）物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做__________________； （2）散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______； A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率 （3）要喝一杯奶咖，可以有以下两种方式，你认为方式____________的冷却效果较好。 ①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5 min，然后加一匙冷牛奶； ②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5 min。 （4）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为______。（用表示） （5）如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为，盐水的密度为，则盐水的比热容为______J/（kg·℃）。 （6）如图丙所示，烧杯装有相同质量、初温均为80℃的水和煤油，将两个相同质量、初温均为20℃的铁块同时放入水和煤油中（已知），不计热损失，热平衡后______中的铁块吸收热量更多。（选填“水”或者“煤油”） 23. 阅读短文，回答问题。 混合动力汽车 混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力源。某款混合动力汽车的动力系统如图甲所示，主要有三种工作模式： 纯电模式：汽车启动、低速行驶或燃油耗尽时，由电动机单独提供动力； 纯油模式：当车速提升，需要较大的输出功率时，或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，为汽车提供动力；若蓄电池能量低于最大容量的80%，内燃机还能同时为蓄电池充电。 双动力模式：当汽车高速行驶，内燃机输出功率不足时，电动机辅助输出，提升动力性能。 某次该车加满油，在限速100的平直公路上进行连续测试： 阶段一：以60的速度匀速行驶1h，仪表盘显示这段时间消耗燃油8L，蓄电池能量由最大值的55%增大至80%。 阶段二：在不违反交通规则的前提下以最大速度行驶，直至能量耗尽。 该汽车的部分参数如表所示，在水平路面行驶时，汽车所受阻力和车速v的关系如图乙所示，达到最大车速时该关系规律不变。内燃机通过动力系统输出有用功的效率为，通过蓄电池存储能量的效率也为。电池通过电动机输出有用功的效率为80%，当能量低于最大容量的20%时，停止向电动机供电。（燃油热值取，密度为） 内燃机 最大输出功率150 油箱 容积40L 电动机 最大输出功率20 蓄电池 最大容量40 （1）在纯油模式下，车内蓄电池的作用是_________（选填“提供”或“储存”）能量；在_________模式下，汽车的输出功率最大。 （2）测试阶段一，该车的牵引力为_________N，_________%。 （3）整个测试过程，该车可以达到的最大车速为_________，行驶的总路程为_________。（忽略变速过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026-2027学年九年级上学期第一次核心素养评价 物理科 一、单项选择题（本大题共7小题，每小题3分，共21分．在每小题列出的四个选项中，只有一个是正确的，请在答题卡上对应题目所选的选项涂黑） 1. 2025年3月12日，我国成功使用长征八号运载火箭将“千帆星座”第五批组网卫星送入预定轨道。运载火箭采用液氢作燃料是因为液氢具有较大的（ ） A. 比热容 B. 热值 C. 内能 D. 热量 【答案】B 【解析】 【详解】运载火箭使用液氢作为燃料是因为液态氢具有较大的热值，燃烧相同质量的液氢与其他燃料相比，由于液氢的热值较大，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. 下列现象中能够说明分子间有斥力的是（ ） A. 气体很容易被压缩 B. 墨水在热水中扩散得较快 C. 两块铅压紧后连在一起 D. 粉笔很难被压缩 【答案】D 【解析】 【详解】A．气体很容易被压缩说明气体分子间间隙较大，无法体现分子间斥力，故A不符合题意； B．墨水在热水中扩散较快说明温度越高分子无规则运动越剧烈，与分子间斥力无关，故B不符合题意； C．两块铅压紧后连在一起说明分子间存在相互作用的引力，故C不符合题意； D．粉笔很难被压缩，是因为压缩时分子间距离小于平衡距离，分子间表现为斥力，可说明分子间有斥力，故D符合题意。 故选D。 3. 2026年9月9日天宫课堂港澳专场，神舟二十三号乘组朱杨柱、张志远、黎家盈，利用空间站太空厨房的热风烘烤机烤制太空小蛋糕。关于烘烤蛋糕过程，下列说法正确的是（ ） A. 蛋糕温度升高，蛋糕含有的热量变多 B. 烘烤蛋糕，是通过做功的方式改变蛋糕内能 C. 蛋糕烤熟后香气四溢，属于扩散现象 D. 空间站内温度低，蛋糕内的分子不再做无规则运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．热量是过程量，不能说物体含有热量，故A错误； B．烘烤蛋糕是通过热传递的方式改变蛋糕内能，故B错误； C．蛋糕烤熟后香气四溢，是分子无规则运动的结果，属于扩散现象，故C正确； D．一切物质的分子都在不停地做无规则运动，空间站内温度低，蛋糕内的分子仍在做无规则运动，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，是小王同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下正确的是（ ） A. “鼻孔吸气”对应的汽油机冲程只吸入汽油 B. “气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D. “排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 【答案】B 【解析】 【详解】A．“鼻孔吸气”对应吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．“气沉丹田”对应压缩冲程，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故B正确； C．汽油机气缸顶部是火花塞，通过火花塞点火，柴油机气缸顶部是喷油嘴，通过压燃式点火，故C错误； D．“排山倒海”对应汽油机的做功冲程，高温高压燃气推动活塞做功，是唯一不靠飞轮惯性完成的冲程，故D错误。 故选B。 5. 题图是根据卢瑟福的原子结构模型画出的锂原子的示意图，关于该原子结构，下列说法正确的是（ ） A. 甲是质子 B. 甲是电子 C. 乙是电子 D. 乙是中子 【答案】B 【解析】 【详解】AB．图中甲粒子位于原子核外，带负电，符合核外电子的特征，所以甲是电子，故A错误，B正确； CD．图中乙为原子核中带正电的部分，符合原子核核内质子的特征，所以乙是质子，故CD错误。 故选B。 6. 关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A. 热机的效率越高说明做功越快 B. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越少 C. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 D. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的效率高，是因为柴油热值比汽油的高的缘故 【答案】B 【解析】 【详解】A．热机效率是有用功在燃料完全燃烧放出热量中所占比值；功率是描述热机做功快慢的物理量，即功率越大，热机做功越快，热机的功率与热机的效率无关，故A错误； B．热机效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的内能的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故B正确； C．在热机的各种能量损失中，废气带走的热量最多，由于机械摩擦会产生热量，故C错误； D．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，是因为柴油机的压缩程度更大，有更多的机械能转化为内能，故D错误。 故选B。 7. 公路上使用的“风光互补”照明系统同时安装有风力发电机和太阳能电池板，如图所示。该系统可以将风力发电机或太阳能电池板提供的电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用。下列说法正确的是（　　） A. 风力发电机将电能转化为机械能 B. 太阳能电池板将电能转化为太阳能 C. 蓄电池供电时将化学能转化为电能 D. 路灯照明时将光能转化为电能 【答案】C 【解析】 【详解】A．风力发电机是将机械能转化为电能，故A错误； B．太阳能电池板工作时将太阳能转化为电能，故B错误； C．蓄电池对外供电时相当于电源，将储存的化学能转化为电能，故C正确； D．路灯工作时消耗电能，获取光能，是将电能转化为光能，故D错误。 故选C。 二、填空题（本大题7小题，每空1分，共21分） 8. “千年古都传宋韵，一城秋风送菊香”，自北宋时期，开封人民爱菊、赏菊的习俗沿袭至今；走进龙亭公园，浓浓的花香扑面而来，这是______现象，说明组成物质的分子不停地______。清晨时刻，一颗颗露珠在花瓣上悬而未滴（如图所示），这是因为分子间存在______（选填“引力”或“斥力”）。 【答案】 ①. 扩散 ②. 做无规则运动 ③. 引力 【解析】 【详解】闻到花香属于扩散现象，说明构成物质的分子在不停地做无规则运动。 露珠悬而未滴是因为分子间存在引力，使得露珠可以维持相对聚拢的形态，附着在花瓣上不会轻易滴落。 9. 如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能______（填“增加”或“减少”），空气的内能是通过______方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过______方式改变的。 【答案】 ①. 增加 ②. 做功 ③. 热传递 【解析】 【详解】[1][2]迅速向下压活塞，活塞会压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增加，温度升高，这是通过做功的方法增大空气内能。 [3]当温度达到棉花的燃点时，棉花就会燃烧，这是通过热传递的方式增加棉花的内能的。 10. 一台单缸四冲程汽油机如右图所示是汽油机的_________ 冲程。若飞轮的转速为1800r/min，则此汽油机每秒内完成_________ 个冲程，做功_________ 次。 【答案】 ①. 做功 ②. 60 ③. 15 【解析】 【分析】四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次。 【详解】[1]由图可知，汽油机的火花塞正在打火，所以汽油机正处于做功冲程，在做功冲程中的能量转化是内能转化为机械能； [2][3]飞轮的转速为1800r/min=30r/s，所以每秒可以完成60个冲程，做15次功； 11. 如题图所示，小明制作了一个简易热机模型。用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动。这个过程中发生的能量转化是：______能→______能→______能。 【答案】 ①. 化学 ②. 内 ③. 机械 【解析】 【详解】[1][2][3]由题可知，用酒精灯加热易拉罐中的水，水沸腾后产生蒸汽从管口喷出使风车转动，此过程中燃料燃烧的化学能转化为蒸汽的内能，然后蒸汽的内能转化为风车的机械能。 12. 在《本草纲目》中关于琥珀的记载：“琥珀如血色，以布拭热，吸得芥子者真也”，“拭”指摩擦，“芥子”指轻小的芥菜籽。琥珀与布摩擦过程中带了电，这种现象叫做______；摩擦后的布和琥珀带的是______种电荷（选填“同”或“异”）；摩擦过的琥珀“吸得芥子”，说明带电体具有______的性质。 【答案】 ①. 摩擦起电 ②. 异 ③. 吸引轻小物体 【解析】 【详解】用摩擦的方法使物体带电的现象，在初中物理中定义为摩擦起电； 摩擦起电的本质是电子的转移，一个物体得到电子带负电，另一个物体失去电子带正电，因此相互摩擦的两个物体一定会带上异种电荷； 带电体不需要额外接触轻小的芥菜籽，就可以将其吸起，这是带电体的基本性质：能够吸引轻小物体。 13. 如图是某单缸汽油机工作时的能量数据，图中横线处应填写的内容是：①______；②______。若汽油的热值为，则该工作过程中消耗的汽油质量为______kg。 【答案】 ①. ②. 机械 ③. 【解析】 【详解】①由能量关系可知，燃料完全燃烧释放的能量等于损失能量与有用能量之和，即 ②因汽油机工作时将内能转化为机械能，故有用的能量为机械能； 消耗汽油的质量为 14. 实验测得1kg某物质温度随时间变化的图像如图所示，相同热源加热，相同时间内物质吸收的热量相同。已知该物质在固态下的比热容为；在最初2min内，该物质吸收的热量为______J，熔化过程中吸收的热量是______J。仔细观察发现该物质处于固态时升温快，变成液态后升温变慢，该物质液态时的比热容是______J/(kg·℃)。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】由图可知，最初2min内物质处于固态，温度升高40℃。吸收的热量 由图可知，该物质熔化从2min开始，10min时结束，即熔化所用时间为。因相同热源加热时，相同时间内物质吸收的热量相等，所以，熔化过程吸收的热量为 由图可知，液态时取10min-12min，即2min升温过程，温度升高20℃，吸收热量等于。液态比热容为 三、作图题：（第15（1）题2分，第15（2）题3分，第15（3）题2分，共7分。） 15. （1）水的比热容为，请在坐标图中画出水的比热容与其吸收的热量Q的关系图像。 （2）如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，我们可以观察到硝化棉自燃，该过程与四冲程汽油机的某个冲程原理相同。请在图中画出该冲程的下一冲程；进气门和排气门的开闭情况，活塞运动方向（在气缸内画一个单向箭头表示）及火花塞的状态。 （3）如图所示，ABC三个用丝线悬吊着的轻质小球，相互作用如图所示，已知C带正电荷，请在圆圈中画出A、B所带电荷用“+”“-”表示。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 比热容是物质的固有特性，只和物质的种类、状态有关，和物质吸收的热量多少完全无关，因此水的比热容是定值，不随吸收热量Q的变化而改变；在纵轴 的位置，画一条平行于横轴的水平直线。 【小问2详解】 在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，将机械能转化为内能，硝化棉燃烧，与压缩冲程的能量转化相同，压缩冲程的下一冲程是做功冲程，在做功冲程中两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，据此作图。 【小问3详解】 电荷间的相互作用规律是：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。A、B相互排斥，则A、B带同种电荷。C带正电荷，B、C相互吸引，则B带负电荷，所以A也带负电荷，据此作图。 四、实验探究题（本大题3小题，16题8分，17题5分，18题7分，共20分） 16. 小轩为了研究分子动理论的知识，进行了几个实验： （1）如图（1）所示，在进行酒精和水混合实验中，通过比较应选择______（甲/乙）玻璃管，混合后发现总体积小于水和酒精的体积和，此实验现象间接表明分子间存在______。 （2）图（2）实验中，抽掉中间的玻璃板，过一会儿两种气体混合在一起，这是______现象，二氧化氮放在下方瓶子内的原因是______。 （3）图（3）实验中，将脱脂棉放入气缸内，用力迅速压下活塞，观察到的现象是______，这是由于外界对气体做功，气体的内能______（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （4）图（4）实验中，用酒精灯加热封闭试管内的水，水沸腾后将塞子冲出，这是由于高压水蒸气对瓶塞做功，把水蒸气的______能转化成瓶塞的______能。 【答案】（1） ①. 乙 ②. 间隙 （2） ①. 扩散 ②. 排除二氧化氮气体自重对实验的影响 （3） ①. 脱脂棉燃烧 ②. 增大 （4） ①. 内 ②. 机械 【解析】 【小问1详解】 在酒精和水混合实验中，为了更明显地观察到总体积的变化，应选择上部较细的乙玻璃管，因为总体积的减小量在细管中会体现出更明显的液面下降，实验现象更易观察。 水和酒精混合后总体积变小，是因为两种分子互相进入对方的空隙，间接说明分子间存在间隙。 【小问2详解】 不同物质彼此进入对方的现象是扩散现象，抽掉中间的玻璃板，过一会儿两种气体混合在一起，所以这是扩散现象；二氧化氮密度远大于空气，放在下方可以排除重力让二氧化氮自行下落的干扰，确保实验现象能说明是分子无规则运动导致气体混合。 【小问3详解】 下压活塞时对气缸内气体做功，机械能转化为气体内能，气体内能增大、温度急剧升高，达到脱脂棉的着火点，最终使脱脂棉燃烧。 【小问4详解】 水沸腾后将塞子冲出，此时水蒸气推动瓶塞做功，将水蒸气的内能转化为瓶塞运动的机械能。 17. 如图探究两种电荷及电荷间相互作用实验。 （1）如图甲所示，用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，这是______现象，实验时应选择较______（选填“干燥”或“潮湿”）的环境，这样才容易发生该现象； （2）如图乙所示，丝绸摩擦过的玻璃棒，玻璃棒因_____（选填得到或失去）电子而带正电；将A靠近用棉线悬挂的带电体B，发现二者相互吸引，由此可知B带______电； （3）如图丙所示，用带电体接触验电器的金属球，发现金属箔片会张开，这说明验电器的工作原理是：______。 【答案】（1） ①. 摩擦起电 ②. 干燥 （2） ①. 失去 ②. 负 （3）同种电荷相互排斥 【解析】 【小问1详解】 [1][2]用餐巾纸摩擦吸管可以使其带电，这是摩擦起电现象，实验时应选择较干燥的环境，这样才容易发生摩擦起电现象。 【小问2详解】 [1]摩擦起电的实质是电子的转移，在这个过程中得电子带负电，失去电子带正电；已知丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，所以在摩擦起电的过程中玻璃棒失去电子带正电，丝绸得电子带负电。 [2]丝绸摩擦过的玻璃棒A带正电；将A靠近用棉线悬挂的带电体B，发现二者相互吸引，异种电荷相互吸引，说明B带负电。 【小问3详解】 用带电体接触验电器的金属球，两金属箔片带同种电荷，发现金属箔片会张开，这说明验电器的工作原理是同种电荷相互排斥。 18. 如图1所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）实验中燃料完全燃烧放出的热量是通过液体吸热后温度的变化来反映的。本实验要比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量是通过______（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）来反映的。 （2）比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择______两图进行实验； ②在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体在相同时间内吸收______（填“相同”或“不同”）的热量，所以该实验主要用______（填“温度计示数”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少； ③如果质量和初始温度均相同的a、b液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图2所示，由图可看出b液体的温度升高得较慢，则______（填“a”或“b”）液体的比热容较大。 （3）某同学用图甲装置测燃料1的热值，假设燃料完全燃烧放出的热量全部被液体a吸收。假设加热前燃料1的质量为m1，加热一段时间变为m2；烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容用c表示，用以上符号表示该同学测燃料1的热值的计算式：q=______。 【答案】（1） ①. 甲、乙 ②. 温度计升高的示数 （2） ①. 甲、丙 ②. 相同 ③. 加热时间的长短 ④. b （3） 【解析】 【小问1详解】 [1]本实验要比较不同燃料的热值，根据控制变量法，应选择加热等质量的同种液体，用不同的燃料进行实验，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]燃料完全燃烧放出的热量越多，被液体吸收后温度升高的越明显，因此通过温度计升高的示数来反映燃料完全燃烧放出的热量的多少。 【小问2详解】 [1]比较不同物质吸热升温的特点，根据控制变量法，为了能通过加热时间来间接反映吸热的多少，应选择相同加热器即燃料相同的加热器，等质量的不同种液体进行实验，应选择甲、丙两图进行实验。 [2][3]物体吸收热量不易直接测量，使用完全相同的加热器，相同时间产生的热量相同，故在燃烧同种燃料时还需要控制火力相同，是为了使两种液体是相同时间内吸收相同的热量，该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，运用了转换法。 [4]质量和初始温度均相同的a、b液体，由图可看出b液体的温度升高得较慢，根据Q=cmΔt可知， b液体的比热容较大。 【小问3详解】 烧杯中液体a的质量为m，初温为t1，末温为t2，液体a的比热容为c，不考虑热量损失，则液体a吸收热量即为燃料放出的热量 则燃料1的热值的计算式为 四、计算题（本大题2小题，19题6分，20题7分，共13分） 19. 在“比较不同物质的吸热能力”实验中，小源用如图甲所示的同一个实验装置分别加热200g的水和煤油，用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图乙，加热4min，刚好消耗了4g酒精。若单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，已知，，求： （1）加热4min，水吸收的热量为多少？ （2）煤油的比热容是多少？ （3）该酒精灯的加热效率为多少？ 【答案】（1）3.36×104J （2）2.1×103J/（kg·°C） （3）28% 【解析】 【小问1详解】 由图乙可知，加热4min，水的温度由20℃升高到60℃，则水吸收的热量为 【小问2详解】 由于单位时间内水吸收的热量与煤油吸收的热量相等，所以，加热4min，煤油吸收的热量等于水吸收的热量，即 在该段时间内，煤油的温度由20℃升高到100℃，根据可得，煤油的比热容是 【小问3详解】 加热4min，刚好消耗了4g酒精，则酒精完全燃烧放出的热量为 则该酒精灯的加热效率为 20. 为保护环境，我国多个城市采用了氢燃料新能源公交车代替传统燃油公交车。若某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶300s消耗了0.5kg的氢燃料。（q氢=1.4×108J/kg）求： （1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量； （2）公交车行驶300s所做的功； （3）公交车的热机效率。 【答案】（1）7×107J；（2）4.2×107J；（3）60% 【解析】 【详解】解：（1）0.5kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为 Q=mq=0.5kg×1.4×108J/kg=7×107J （2）公交车行驶300s所做的功为 W=Pt=140×103W×300s=4.2×107J （3）公交车的热机效率为 答：（1）完全燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量为7×107J； （2）公交车行驶300s所做的功为4.2×107J； （3）公交车的热机效率为60%。 六、综合能力题（本大题3小题，21题6分，22题6分，23题6分，共18分） 21. 某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 （1）设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入_________相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子_________相同。 （2）依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度_______，说明_______的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 （3）取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的_______端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间沿海近地面的风向是_______（选填“A”或“B”）。 A.从大海吹向陆地 B.从陆地吹向大海 【答案】（1） ①. 质量 ②. 吸收的热量 （2） ①. 高 ②. 水 （3） ①. B ②. B 【解析】 【小问1详解】 探究不同物质的吸热能力时，只需要改变物质的种类，需要保证水和沙子的质量、初温都相同；使用规格完全相同的白炽灯加热，相同时间内白炽灯放出的热量相同，因此可以保证水和沙子在相同时间内吸收的热量相同。 【小问2详解】 从图乙的温度-时间图像能看出，相同加热时间（即吸收相同热量）时，沙子的温度升高得比水更大。质量相同的不同物质吸收相同热量，升温越慢的物质吸热能力越强，因此水的吸热能力更强。 【小问3详解】 日晒加热时，沙子（模拟陆地）升温更快，箱内空气密度小，气压比装水（模拟大海）的箱子更小，因此空气会从水侧流向沙子侧，烟就会从细管的B端管口冒出； 夜间水的比热容大，降温比沙子慢，此时大海上方空气温度更高、气压更低，陆地（沙子）上方气压更高，风会从陆地吹向大海，故A不符合题意，B符合题意。 故选B。 22. 阅读短文，回答问题。 牛顿冷却定律 当一个物体表面温度比周围环境高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出：物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律，则在温差不大时，不同物质放出热量之比近似等于时间之比。如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可表示为，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系。 （1）物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫做__________________； （2）散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______； A. 速度 B. 密度 C. 功率 D. 效率 （3）要喝一杯奶咖，可以有以下两种方式，你认为方式____________的冷却效果较好。 ①先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5 min，然后加一匙冷牛奶； ②先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5 min。 （4）一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为。当物体温度降低到29℃时，散热快慢为______。（用表示） （5）如图甲所示，用两个同样的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为，盐水的密度为，则盐水的比热容为______J/（kg·℃）。 （6）如图丙所示，烧杯装有相同质量、初温均为80℃的水和煤油，将两个相同质量、初温均为20℃的铁块同时放入水和煤油中（已知），不计热损失，热平衡后______中的铁块吸收热量更多。（选填“水”或者“煤油”） 【答案】（1）热传递 （2）C （3）① （4）0.9 （5） （6）水 【解析】 【小问1详解】 物体向周围散热是内能的转移过程，改变内能的方式属于热传递。 【小问2详解】 散热快慢表示单位时间内散失热量的多少 A．速度是单位时间内通过的路程，与散热快慢物理意义不同，故A不符合题意； B．密度是单位体积的质量，与散热快慢物理意义不同，故B不符合题意； C．功率是单位时间内做功的多少，与散热快慢均表示单位时间内的能量多少，物理意义最接近，故C符合题意； D．效率是有用能量与总能量的比值，与散热快慢物理意义不同，故D不符合题意。 故选C。 【小问3详解】 根据牛顿冷却定律，物体和环境的温差越大，散热越快。刚烧开的热咖啡温度极高，和室温温差很大，先单独冷却5分钟可以利用大温差快速散出大量热量；如果立刻加入冷牛奶，混合后咖啡的初始温度会降低，和环境的温差变小，后续5分钟的散热速度更慢，冷却效果更差，因此方式①冷却效果更好。 【小问4详解】 由牛顿冷却定律可知，散热快慢与物体和环境的温差成正比。 初始温差 物体温度为时温差 则，代入得 【小问5详解】 两个保温杯相同，散热系数相同，均装满，液体体积相同，水和盐水降低相同温度，由题意知放出热量之比等于降温时间之比。 由、，可得盐水比热容 由图乙可知，水和盐水的温度都降温到25℃时，水和盐水的降温时间分别为、 代入数据可得 【小问6详解】 不计热损失，液体放出的热量等于铁块吸收的热量，因，且液体质量、初温均相同，铁块质量、初温均相同，故热平衡时水的末温更高，铁块吸收的热量与升高的温度成正比，因此水中的铁块吸收热量更多。 23. 阅读短文，回答问题。 混合动力汽车 混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力源。某款混合动力汽车的动力系统如图甲所示，主要有三种工作模式： 纯电模式：汽车启动、低速行驶或燃油耗尽时，由电动机单独提供动力； 纯油模式：当车速提升，需要较大的输出功率时，或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，为汽车提供动力；若蓄电池能量低于最大容量的80%，内燃机还能同时为蓄电池充电。 双动力模式：当汽车高速行驶，内燃机输出功率不足时，电动机辅助输出，提升动力性能。 某次该车加满油，在限速100的平直公路上进行连续测试： 阶段一：以60的速度匀速行驶1h，仪表盘显示这段时间消耗燃油8L，蓄电池能量由最大值的55%增大至80%。 阶段二：在不违反交通规则的前提下以最大速度行驶，直至能量耗尽。 该汽车的部分参数如表所示，在水平路面行驶时，汽车所受阻力和车速v的关系如图乙所示，达到最大车速时该关系规律不变。内燃机通过动力系统输出有用功的效率为，通过蓄电池存储能量的效率也为。电池通过电动机输出有用功的效率为80%，当能量低于最大容量的20%时，停止向电动机供电。（燃油热值取，密度为） 内燃机 最大输出功率150 油箱 容积40L 电动机 最大输出功率20 蓄电池 最大容量40 （1）在纯油模式下，车内蓄电池的作用是_________（选填“提供”或“储存”）能量；在_________模式下，汽车的输出功率最大。 （2）测试阶段一，该车的牵引力为_________N，_________%。 （3）整个测试过程，该车可以达到的最大车速为_________，行驶的总路程为_________。（忽略变速过程） 【答案】（1） ①. 储存 ②. 双动力 （2） ①. 1200 ②. 37.5 （3） ①. 100 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]纯电模式下若蓄电池能量低于最大容量的80%，内燃机还能同时为蓄电池充电，所以在纯油模式下，车内蓄电池的作用是储存能量，双动力模式下，当汽车高速行驶，内燃机输出功率不足时，电动机辅助输出，提升动力性能，所以在双动力模式下，汽车的输出功率最大。 【小问2详解】 [1][2]由图像知，汽车所受阻力和车速v成正比，当速度为50km/h时的阻力为1000N，所以当速度为60km/h时，阻力为 汽车匀速行驶时牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，即 第一阶段汽车行驶的距离为 第一阶段牵引力所做的有用功为 内燃机对外做功消耗的能量 阶段一消耗燃油的质量 消耗燃油放出的能量 转化为电能消耗的能量 蓄电池增加的能量 通过蓄电池存储能量的效率也为，所以蓄电池增加的能量需要消耗的能量 即 解得 【小问3详解】 [1]汽车在限速100km/h 的平直公路上进行连续测试，故汽车行驶的最大速度为100km/h。 [2]第二阶段燃油的质量为 此部分燃料完全燃烧放出的热量 此能量转化有用功为 蓄电池80%的能量降低到20%的能量，此部分输出的有用功为 由图乙可知，汽车以100km/h匀速运行时 剩余燃油耗尽，汽车行驶的距离 当用蓄电池的电能做动力时，电动机的最大输出功率为20kW，根据P=Fv，结合图像F-v的函数关系可知，此时最大速度为60km/h，对应牵引力为 用蓄电池的电能驱动行驶的距离 整个测试过程行驶的总路程为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $