精品解析:福建厦门大学附属科技中学等2026-2027学年上学期九年级第一次阶段性反馈物理试卷
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内容正文:
厦门大学附属科技中学2026-2027学年初三(上)第一次阶段性反馈
物理试卷
(测试时间:90分钟;满分:100分)
考生注意:1.全卷六大题,32小题;
2.答案一律写在答题卡上,否则不能得分;
一、选择题(本大题14小题,每小题2分,共28分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列温度最接近4℃的是( )
A. 厦门全年平均温度 B. 冰箱冷藏室的温度
C. 刚煮熟鸡蛋的温度 D. 刚温好牛奶的温度
2. 在沙漠中,可以利用如图所示的方法应急取水,此过程中发生的物态变化有
A. 熔化 凝华 B. 凝固 汽化
C. 汽化 液化 D. 熔化 液化
3. “二十四节气”是中国农耕文明的智慧结晶,其中一个节气是“霜降”,下列发生的物态变化与霜的形成相同的是( )
A. 北方的冬季树枝上有时会出现雾凇景观 B. 运输海鲜常在周围放置冰块来降低温度
C. 衣柜里防虫的樟脑片过一段时间会变小 D. 夏天晒在阳光下的湿衣服不久后会变干
4. “二十四扫房子”是过年的传统民俗,寓意辞旧迎新、新岁启航。小明用干绸布擦过穿衣镜后发现镜面上粘上了细小的灰尘。下列对此现象说法正确的是( )
A. 干绸布与穿衣镜摩擦的过程中创造了电荷
B. 干绸布与镜面带的是同种电荷
C. 用摩擦的方法使镜面原子发生转移而带电
D. 镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体
5. 民间有一种魔术表演叫“油锅捞铜钱”:表演者用手从滚烫的油锅中捞出铜钱而毫发无伤,其中的奥秘是油锅上面漂浮着一层油,下面是另外一种液体。选择该液体时,应具有的性质是( )
A. 熔点低 B. 熔点高
C. 沸点低 D. 沸点高
6. 明代科技巨著《天工开物》详细记载了传统铁器锻造技艺。如图所示,先将铁块放入中火中烧红,再取出反复捶打塑形,最后将捶打好的铁器淬火定形。下列说法正确的是( )
A. 未加热的铁块内能为零
B. 加热时铁含有的热量不断增加
C. 锻打铁器时锤头的温度升高,内能增加
D. 淬火时温度从铁块传递给水
7. 小明家聚餐时想打开一瓶红酒,但家中没有起瓶器,于是小明用打火机对瓶口附近加热,如图1所示,瓶塞慢慢上升最后飞出。如图所示内燃机的冲程中与瓶塞飞出的过程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
8. 东晋郭璞的《山海经图赞》记载有“玳瑁取芥”,即摩擦过的玳瑁能吸引轻小芥籽,下列现象中“吸”的原理与此相同的是( )
A. 用吸管吸牛奶
B. 刮风时窗帘有时被吸向窗外
C. 摩擦过的塑料笔杆能吸引纸屑
D. 由于地球的吸引,水往低处流
9. 森林中含有大量水分,晴朗的夏日,如果你在森林中迷路了,利用风向就能走出森林,应该( )
A. 顺风走,因为森林比土地比热容更大
B. 顺风走,因为森林比土地比热容更小
C. 逆风走,因为森林比土地比热容更大
D. 逆风走,因为森林比土地比热容更小
10. 张明同学发现,未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。于是他设计以下改进方案:在头盔内加装遥控设备,控制下列助力车工作电路中开关S2的通断。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.
11. 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A. 甲电路中,开关S只控制L1 B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮 D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
12. 甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,由此可判断( )
A. 甲球初温比乙球高 B. 甲球比热容比乙球大
C. 甲球末温比乙球高 D. 甲球比热容比乙球小
13. 如图是某兴趣小组制作的简易汽轮机模型。他们尝试用不同燃料进行实验,并记录数据如下表:
燃料
质量(g)
完全燃烧释放热量(J)
推动风车转动所做机械功(J)
酒精
5.0
植物油
5.0
已知该装置运行时,蒸汽推动风车所做的机械功与燃料完全燃烧释放热量的比值称为“有效转化效率”。请根据以上信息,判断下列说法错误的是( )
A. 植物油的热值比酒精大
B. 该装置的本质不属于内燃机
C. 使用植物油时装置的能量有效转化效率更高
D. 该植物油的热值为
14. 新能源汽车电池工作时会产生大量热量,需选用比热容合适的散热材料保障安全。某小组为探究“水与新型石墨烯复合散热剂的比热容特性”,选用如图甲所示的装置:将分别盛有50g水和50g石墨烯复合散热剂的两支相同试管固定在铁架台上,用同一红外加热器加热(忽略热量损失,物体单位时间内吸收的热量相等),用温度传感器实时采集数据,计算机绘制出的温度随时间变化图线如图乙所示(图线A为石墨烯复合散热剂,图线B为水)。第二小组用该器材进行实验,得到两物质的温度随时间变化图像均为图线A,下列说法正确的是( )
A. 加热3min,水吸收的热量大于石墨烯复合散热剂吸收的热量
B. 加热3min,石墨烯复合散热剂升温更快,说明它的比热容比水大
C. 石墨烯复合散热剂的比热容为
D. 第二小组的水和石墨烯复合散热剂的质量比为3∶2
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共12分)
15. 如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,会使金属箔片张开,箔片张开的原理是________;金属杆中的电流方向为________________________________(选填“金属球到金属箔片”或“金属箔片到金属球”)。
16. 我国自主研发的“液态阳光”示范项目,能将二氧化碳等转化为液态燃料甲醇()。在常温下,气态甲醇可以通过_______的方式变为液态储存,这一物态变化过程需要_______(选填“吸收”或“放出”)热量。该技术对减少温室气体排放有重要意义。
17. 战斗机在高空飞行时,尾部常会出现一条白色“尾迹”。这条“尾迹”是因为水蒸气________(填物态变化名称)形成的;战斗机发动机工作时,喷出的高温火焰与周围冷空气接触后,其内能会减小,这是通过________方式改变物体的内能。
18. 某文物展示台的报警结构如题图所示。文物放在金属片B上时,电铃不响,是因电铃所在电路处于______状态;金属片B相当于电路中的______(填电路组成名称)。
19. 阅读短文,回答文后的问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919,如图甲所示,历时2h从上海到北京,开启了首次商业载客飞行。
如图乙为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作,工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道,空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
C919客机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如下表,其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。
热效率
40%
推进效率
?
航空燃油热值q
J/kg
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能___________(填“增大”“减小”或“不变”),这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,燃烧产生的高温高压气流推动涡轮。涡轮喷气发动机工作时常用循环流动的水进行冷却,这是因为水的___________大。
(2)关于涡轮喷气发动机,下列说法中正确的是___________
A. 进气道中吸入的是空气
B. 燃烧室中,内能转化为机械能
C. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动
D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功
(3)当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中,飞机所受空气阻力为N;此过程需要消耗航空燃油1080kg,则发动机的推进效率为___________。
三、简答题(本大题共1小题,共4分)
20. 宁夏因多沙质土壤而盛产西瓜,这与其特殊的地理特征密切相关。沙质土壤比热容小,导致昼夜温差大,有利于西瓜糖分的积累。然而,沙质土壤保水性差,为减少水分蒸发,农民常在种植地表覆盖地膜。请结合所学的物理知识,解答下列问题:
(1)结合比热容的相关知识,解释宁夏沙质土壤昼夜温差大的原因。
(2)从影响液体蒸发快慢的因素分析,覆盖地膜如何有效减少水分的蒸发。
四、作图题(本大题2小题,共4分)
21. 请仔细观察手电筒(如图所示),在框中画出手电筒的电路图。
22. 物理课上,老师让同学们给走廊设计一个路灯的电路图。要求两盏灯有一盏损坏时,另一盏仍然能正常工作,开关控制整个电路,导线不能交叉。请用笔画线代替导线,完成满足该要求电路的实物图连接。
五。实验探究题(本大题5小题,共30分)
23. 在丹东,下雪后能看到环卫工人在冰雪覆盖的道路上洒大量的融雪除雪剂(其主要成分是盐),撒盐后路面上的雪很快熔化。某兴趣小组想找出撒盐雪很快熔化的原因,于是进行了下列探究过程:
(1)选择冰块吸热方式:现有如图(a)所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法(当时室温约15℃),你选择的方法是________。
(2)将适量纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰制作成________(选填“冰块”或“冰粉”)。
(3)取________相同的三种冰分别放入试管中,插入温度计,当温度计的示数达到-15℃开始计时,每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。
(4)实验中不断搅拌试管中的冰,目的是________。
(5)在相同加热条件下测量三种冰的温度随时间变化的曲线,如图(b)。三者在虚线对应的时刻开始出现液体。根据温度—时间图像分析可以得到:利用盐水制成的冰是否是晶体________。
(6)在冰雪覆盖的路面上洒融雪除雪剂,可以使冰的熔点________,冰雪尽快熔化。
24. 如图甲是小华做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整______(选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
(2)当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数。实验中某时刻的温度计示数如图甲所示,此时水的温度为______℃。
(3)在加热水的过程中,出现如图乙所示的现象,该现象发生在沸腾______(选填“前”或“中”)。杯中的气泡在上升过程中越来越小,最终气泡消失的原因____________________。
(4)图丙中的a图像是小华实验中记录绘制的水沸腾图像。为缩短加热时间,小明和小红又分别使用了两种不同的方法重新实验。图丙中的b、c分别为小明和小红绘制的图像,______(选填“小明”或“小红”)采用了减小水量来缩短加热时间。
(5)小华通过查阅资料了解到:甘油不易挥发,与水混合时可完全互溶,且能以任意比例混合。下表为甘油溶液与水按不同比例混合后的混合液对应的沸点(表中“甘油含量”指甘油在混合液中所占的体积百分比)
甘油含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
①分析表中数据可知,混合液中甘油含量增大,其沸点______(选填“升高”“降低”或“不变”,下同)。
②小华在烧杯中加入甘油和水的混合液,用酒精灯对烧杯进行加热。随着加热时间的增加,混合液中的水不断汽化,导致混合液中水的含量不断减小,混合液的沸点______。
25. 某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图甲所示的装置。
(1)(单选)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是( )
A. 采用完全相同的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量相同
C. 取相同质量的水和另一种液体 D. 盛放水和另一种液体的容器相同
(2)在“比较不同物质的吸热能力”实验中,通过__________来反映不同物质吸收热量的多少。
(3)对满足上述条件的水和另一液体,加热10 min,水吸收的热量______另一液体吸收的热量,水升高的温度小于另一液体升高的温度,说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)根据实验数据,小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,由图像可知,水的沸点是______°C,另一液体的比热容是__________。[]
(5)若在该实验中收集到以下数据:水的质量为m,初温为,末温为,加热水的酒精燃烧前的质量为,燃烧后的质量为,盛水的烧杯吸收的热量经测量为,水的比热容为c,则酒精的热值表达式q=__________(不计其他热损失,用题中给定的物理量符号表示)。
(6)通过实验得到的燃料热值与实际相比是______(“偏大”或“偏小”或“不变”)。
26. 为了“探究物质的吸热能力”和“探究燃料的热值”,实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置,其中燃料1和燃料2的质量相同,液体a和液体b的质量和初温均相同,其他器材完全相同。
(1)为了“探究燃料的热值”,需要选用的装置是___________两图。
(2)为了比较不同燃料热值,应在___________(选填字母A.加热时间相同B.燃料燃尽)后,画出烧杯中液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示。根据图丁可知燃料1和燃料2的热值之比为___________。
27. 小明设计实验探究不同材料对房屋隔热效果的影响。
(1)他应选取厚度______(选填“相等”或“不相等”)的三种不同材料a、b、c制成大小相等的空心正方体盒子A、B、C;然后将它们按图甲所示放置在白炽灯(用来模拟太阳光)旁,并将温度传感器分别置于三个盒子______(选填“内部”或“外部”)的相同位置进行测量。
(2)实验时,热量通过盒子外表面传入盒内,这要求盒子内外存在______(选填“温度”或“内能”)差。
(3)观察图甲中三个盒子的摆放位置,不合理之处为:______。
(4)改进后继续进行实验,获得三个温度传感器示数随时间变化的关系如图乙所示。分析图像可知,隔热效果最好的是材料______。假设用Q表示单位时间盒子内空气吸收的热量,在时间内,随着实验时间延长,Q值会逐渐______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
六、计算题(本大题3小题,共22分)
28. 温泉养生有着悠久的历史,自秦始皇为治疗疮伤而建“骊山汤”起,就开了中国温泉养生之先河。隋唐时期,皇家大兴土木,扩建华清池。如图是亚洲最大的亲水主题温泉,该温泉每小时出水质量为40t,刚出温泉时水温达到52℃,排出的水温为32℃。若这些热水采用燃烧煤加热的方式,耗煤量是很惊人的。(已知水的比热容,煤的热值)求:
(1)温泉每小时能够释放出多少热量?
(2)温泉每小时放出的热量相当于完全燃烧多少煤?
29. 为进一步加强渣土车运输监管,开封市城市管理执法支队加大对主城区内在建项目扬尘管控,全力守护“开封蓝”。假设渣土车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力恒定不变,已知渣土车的内燃机效率为40%,某段路程内匀速直线行驶消耗10kg燃料(假设燃料完全燃烧),放出热量4.3×108J,渣土车行驶的路程:1.72×104m。下表是几种燃料的热值。求:
几种燃料的热值q/(J/kg)
煤炭
3×107
柴油
4.3×107
氢气
1.4×108
汽油
4.6×107
(1)燃料燃烧时,将______能转化为______能;
(2)渣土车使用燃料的种类;
(3)渣土车在公路上匀速行驶时受到的阻力;
30. 小华家使用的燃气热水器的部分参数如表1所示,其中热效率模糊不清。已知当时自来水的温度为,燃气的热值为,。求:(表1中“气量”是指燃气热水器正常工作1 h消耗天然气的体积,“水量”是指燃气热水器正常工作1分钟流出热水的质量)
表1
输出热水温度
气量
水量
热效率
5.0 kg/min
表2
集热管数/支
吸热板面积/m2
太阳辐射功率/[J/m2h]
能量转化效率/%
28
2.5
1.68×106
50
(1)燃气热水器正常工作流出多少kg的热水?
(2)燃气热水器正常工作的加热效率是多少?(结果精确至)
(3)太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,具有安全、节能、环保等优点,表2是某款太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。如果燃气热水器正常工作10分钟水所吸收的热量由太阳能热水器提供,太阳能热水器需要在阳光下照射多长时间?
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厦门大学附属科技中学2026-2027学年初三(上)第一次阶段性反馈
物理试卷
(测试时间:90分钟;满分:100分)
考生注意:1.全卷六大题,32小题;
2.答案一律写在答题卡上,否则不能得分;
一、选择题(本大题14小题,每小题2分,共28分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列温度最接近4℃的是( )
A. 厦门全年平均温度 B. 冰箱冷藏室的温度
C. 刚煮熟鸡蛋的温度 D. 刚温好牛奶的温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.厦门属于我南方沿海城市,全年平均温度20℃左右,故A不符合题意;
B.冰箱冷藏室的温度一般不超过5℃,约4℃左右,故B符合题意;
C.刚煮熟鸡蛋与沸水的温度接近,温度约100℃,故C不符合题意;
D.刚温好牛奶的温度接近人体的温度,约37℃左右,故D不符合题意。
故选B。
2. 在沙漠中,可以利用如图所示的方法应急取水,此过程中发生的物态变化有
A. 熔化 凝华 B. 凝固 汽化
C. 汽化 液化 D. 熔化 液化
【答案】C
【解析】
【详解】沙漠中的水分首先从液态变成气态的水蒸气,发生汽化现象.然后水蒸气遇到塑料膜凝结成液态的小水珠,发生液化现象,小水珠越积越多,最后落下来,被收集到杯中.
3. “二十四节气”是中国农耕文明的智慧结晶,其中一个节气是“霜降”,下列发生的物态变化与霜的形成相同的是( )
A. 北方的冬季树枝上有时会出现雾凇景观 B. 运输海鲜常在周围放置冰块来降低温度
C. 衣柜里防虫的樟脑片过一段时间会变小 D. 夏天晒在阳光下的湿衣服不久后会变干
【答案】A
【解析】
【详解】霜的形成是空气中的水蒸气遇冷直接由气态变为固态,属于凝华现象。
A.雾凇是空气中的水蒸气遇冷直接变成固态冰晶,属于凝华现象,故A符合题意;
B.冰块降低温度是因为冰由固态熔化为液态,熔化过程吸热,故B不符合题意;
C.樟脑片变小是固态樟脑直接变为气态,属于升华现象,故C不符合题意;
D.湿衣服变干是液态水变为气态水蒸气,属于汽化(蒸发)现象,故D不符合题意。
故选A。
4. “二十四扫房子”是过年的传统民俗,寓意辞旧迎新、新岁启航。小明用干绸布擦过穿衣镜后发现镜面上粘上了细小的灰尘。下列对此现象说法正确的是( )
A. 干绸布与穿衣镜摩擦的过程中创造了电荷
B. 干绸布与镜面带的是同种电荷
C. 用摩擦的方法使镜面原子发生转移而带电
D. 镜面上粘上了细小的灰尘主要是因为带电体可以吸引轻小物体
【答案】D
【解析】
【详解】A.摩擦起电的本质是电荷的转移,并非创造电荷,故A错误;
B.相互摩擦的两个物体分别得到、失去电子,带异种电荷,故B错误;
C.摩擦起电过程中发生转移的是核外电子,并非原子,故C错误;
D.带电体具有吸引轻小物体的性质,因此摩擦后带电的镜面可以吸附细小灰尘,故D正确。
故选D。
5. 民间有一种魔术表演叫“油锅捞铜钱”:表演者用手从滚烫的油锅中捞出铜钱而毫发无伤,其中的奥秘是油锅上面漂浮着一层油,下面是另外一种液体。选择该液体时,应具有的性质是( )
A. 熔点低 B. 熔点高
C. 沸点低 D. 沸点高
【答案】C
【解析】
【详解】在对油锅加热时,下层的液体最先达到自己的沸点开始沸腾,液体沸腾时会持续吸热但温度保持不变。下层液体的沸点很低,那么整体液体的温度就会维持在远低于高温热油的温度,看起来油面翻滚像“滚烫油锅”,实际温度并不会烫伤手。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6. 明代科技巨著《天工开物》详细记载了传统铁器锻造技艺。如图所示,先将铁块放入中火中烧红,再取出反复捶打塑形,最后将捶打好的铁器淬火定形。下列说法正确的是( )
A. 未加热的铁块内能为零
B. 加热时铁含有的热量不断增加
C. 锻打铁器时锤头的温度升高,内能增加
D. 淬火时温度从铁块传递给水
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体在任何温度下都具有内能,未加热的铁块内能不为零,故A错误;
B.热量是过程量,不能说物体含有热量,故B错误;
C.锻打铁器时,机械能转化为内能,锤头内能增加,温度升高,故C正确;
D.热传递过程中传递的是热量,不是温度,淬火时热量从铁块传递给水,故D错误。
故选C。
7. 小明家聚餐时想打开一瓶红酒,但家中没有起瓶器,于是小明用打火机对瓶口附近加热,如图1所示,瓶塞慢慢上升最后飞出。如图所示内燃机的冲程中与瓶塞飞出的过程能量转化相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】瓶塞飞出过程中,瓶内气体膨胀对瓶塞做功,内能转化为机械能。
A.两气门关闭,活塞向下运动,为做功冲程,内能转化为机械能,故A符合题意;
B.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程,故B不符合题意;
C.两气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,机械能转化为内能,故C不符合题意;
D.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,为吸气冲程,故D不符合题意。
故选A。
8. 东晋郭璞的《山海经图赞》记载有“玳瑁取芥”,即摩擦过的玳瑁能吸引轻小芥籽,下列现象中“吸”的原理与此相同的是( )
A. 用吸管吸牛奶
B. 刮风时窗帘有时被吸向窗外
C. 摩擦过的塑料笔杆能吸引纸屑
D. 由于地球的吸引,水往低处流
【答案】C
【解析】
【详解】题干现象原理为摩擦起电后带电体可吸引轻小物体。
A.用吸管吸牛奶利用大气压作用,与题干原理不同,故A不符合题意;
B. 窗帘被吸向窗外是流体流速越大压强越小的原理,故B不符合题意;
C.摩擦后的塑料笔杆带电,吸引轻小纸屑,与题干原理一致,故C符合题意;
D.水往低处流是受重力作用,与题干原理不同,故D不符合题意。
故选C。
9. 森林中含有大量水分,晴朗的夏日,如果你在森林中迷路了,利用风向就能走出森林,应该( )
A. 顺风走,因为森林比土地比热容更大
B. 顺风走,因为森林比土地比热容更小
C. 逆风走,因为森林比土地比热容更大
D. 逆风走,因为森林比土地比热容更小
【答案】A
【解析】
【详解】由于森林中含有大量水分,森林的比热容大于土地的比热容,在阳光照射下,相同质量的森林和土地吸收的热量相同,由可知,土地升高的温度大于森林升高的温度,地表空气的温度高于森林空气的温度,地表空气由于温度高,空气体积膨胀,密度变小,密度小的气体向上运动,导致地表气压变小。森林里冷空气在大气压的作用下向露天土地运动,就形成了由森林吹向露天土地的风,所以顺着吹向走就能走出森林,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10. 张明同学发现,未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。于是他设计以下改进方案:在头盔内加装遥控设备,控制下列助力车工作电路中开关S2的通断。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】C
【解析】
【详解】根据题意可知,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,这说明灯泡与电机工作时互不影响,是并联的;若只戴头盔不扫码则无法骑行,则开关S1在干路中控制整个电路,开关S2与电机在一条支路中,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
11. 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )
A. 甲电路中,开关S只控制L1 B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮 D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,此时两灯串联,故开关S可以同时控制L1和L2,故A错误;
B.由图可知,闭合开关后,灯泡L1将被短路,不会发光,故B错误;
C.由图可知,闭合开关后,电流从电源的正极直接流回电源的负极,两灯均被短路,均不亮,故C错误;
D.由图可知,断开开关S后,此时只有L2接入电路,故L1不亮,L2亮,故D正确。
故选D。
12. 甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,由此可判断( )
A. 甲球初温比乙球高 B. 甲球比热容比乙球大
C. 甲球末温比乙球高 D. 甲球比热容比乙球小
【答案】D
【解析】
【详解】AC.甲、乙两球置于沸水中很长一段时间后取出,说明它们的初温相同;甲、乙两球都放在冰上,会与冰发生热传递,最终温度与冰水混合物的温度相同,即达到0℃,所以两球的末温相同,故AC不符合题意;
BD.甲、乙两球的质量相等,置于沸水中很长一段时间后取出,说明它们的初温相同,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后,最终温度也相同,所以两球降低的温度相同,从图中可以看出,乙球使冰熔化的体积更大,说明乙球放出的热量更多,根据Q=cmΔt可知,因为两球质量和降低的温度都相同,所以甲球的比热容比乙球小,故C不符合题意,D符合题意。
故选D。
13. 如图是某兴趣小组制作的简易汽轮机模型。他们尝试用不同燃料进行实验,并记录数据如下表:
燃料
质量(g)
完全燃烧释放热量(J)
推动风车转动所做机械功(J)
酒精
5.0
植物油
5.0
已知该装置运行时,蒸汽推动风车所做的机械功与燃料完全燃烧释放热量的比值称为“有效转化效率”。请根据以上信息,判断下列说法错误的是( )
A. 植物油的热值比酒精大
B. 该装置的本质不属于内燃机
C. 使用植物油时装置的能量有效转化效率更高
D. 该植物油的热值为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由数据表格可知,质量相同的酒精和植物油,完全燃烧时,植物油放出的热量比酒精多,由可知,植物油的热值比酒精大,故A正确,不符合题意;
B.内燃机燃料在气缸内燃烧,该装置燃料在装置外的酒精灯内燃烧,通过热传递增大罐内气体的内能,因此不属于内燃机,故B正确,不符合题意;
C.使用酒精时装置的能量有效转化效率为
使用植物油时装置的能量有效转化效率为
使用植物油时装置的能量有效转化效率与使用酒精时装置的能量有效转化效率相同,故C错误,符合题意;
D.该植物油的热值为
故D正确,不符合题意。
故选C。
14. 新能源汽车电池工作时会产生大量热量,需选用比热容合适的散热材料保障安全。某小组为探究“水与新型石墨烯复合散热剂的比热容特性”,选用如图甲所示的装置:将分别盛有50g水和50g石墨烯复合散热剂的两支相同试管固定在铁架台上,用同一红外加热器加热(忽略热量损失,物体单位时间内吸收的热量相等),用温度传感器实时采集数据,计算机绘制出的温度随时间变化图线如图乙所示(图线A为石墨烯复合散热剂,图线B为水)。第二小组用该器材进行实验,得到两物质的温度随时间变化图像均为图线A,下列说法正确的是( )
A. 加热3min,水吸收的热量大于石墨烯复合散热剂吸收的热量
B. 加热3min,石墨烯复合散热剂升温更快,说明它的比热容比水大
C. 石墨烯复合散热剂的比热容为
D. 第二小组的水和石墨烯复合散热剂的质量比为3∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.用同一红外加热器加热(忽略热量损失,物体单位时间内吸收的热量相等),故加热3min,时间相同,水吸收的热量等于石墨烯复合散热剂吸收的热量,故A错误;
B.根据比热容公式,质量相同、吸收热量相同时,比热容越小的物体温度升高值越大,石墨烯复合散热剂升温更快,即它的温度升高值更大,说明它的比热容比水小,故B错误;
C.由图像可知,图线A温度升高20℃需要2min,图线B温度升高20℃需要3min,因热源相同,所以同样升高20℃石墨烯复合散热剂与水吸收的热量之比为;根据比热容公式,质量相同、温度升高相同时,物体吸收的热量与比热容成正比,即,所以石墨烯复合散热剂的比热容为
故C正确;
D.第二小组用同样的器材进行实验,得到两物质的温度随时间变化图像均为图线A,根据比热容公式,吸收的热量相同、温度升高相同时,物体的质量与比热容成反比,所以第二小组的水和石墨烯复合散热剂的质量比为
故D错误。
故选C。
二、填空题(本大题7小题,每空1分,共12分)
15. 如图所示,用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器的金属球,会使金属箔片张开,箔片张开的原理是________;金属杆中的电流方向为________________________________(选填“金属球到金属箔片”或“金属箔片到金属球”)。
【答案】 ①. 同种电荷相互排斥 ②. 金属箔片到金属球
【解析】
【详解】用毛皮摩擦过的橡胶棒得电子,带负电,接触验电器的金属球,两个金属箔片都得电子,都带负电,箔片张开的原理是同种电荷相互排斥。
电子从金属球经过金属杆到金属箔片,电流方向与电子定向移动的方向相反,金属杆中的电流方向为金属箔片到金属球。
16. 我国自主研发的“液态阳光”示范项目,能将二氧化碳等转化为液态燃料甲醇()。在常温下,气态甲醇可以通过_______的方式变为液态储存,这一物态变化过程需要_______(选填“吸收”或“放出”)热量。该技术对减少温室气体排放有重要意义。
【答案】 ①. 压缩体积 ②. 放出
【解析】
【详解】物质由气态变为液态的物态变化是液化,实现液化的方法有降低温度和压缩体积,常温下可通过压缩体积使气态甲醇转化为液态。根据物态变化的吸放热规律,液化过程属于放热过程。
17. 战斗机在高空飞行时,尾部常会出现一条白色“尾迹”。这条“尾迹”是因为水蒸气________(填物态变化名称)形成的;战斗机发动机工作时,喷出的高温火焰与周围冷空气接触后,其内能会减小,这是通过________方式改变物体的内能。
【答案】 ①. 液化 ②. 热传递
【解析】
【详解】白色“尾迹”实际上是液态小水珠,是发动机喷出的高温水蒸气遇冷液化形成的。
高温火焰与冷空气存在温度差,热量会从高温火焰转移到冷空气,所以其自身内能会减小,该改变内能的方式为热传递。
18. 某文物展示台的报警结构如题图所示。文物放在金属片B上时,电铃不响,是因电铃所在电路处于______状态;金属片B相当于电路中的______(填电路组成名称)。
【答案】 ①.
短路 ②.
开关
【解析】
【详解】因电铃与A、C所在支路并联,故当B接通A、C时,电铃被短路,无电流通过,电铃不响;金属片B可控制支路通断,相当于电路中的开关。
19. 阅读短文,回答文后的问题。
涡轮喷气发动机
2023年5月28日上午,我国首架自行研制、拥有自主知识产权的喷气式客机C919,如图甲所示,历时2h从上海到北京,开启了首次商业载客飞行。
如图乙为C919客机使用的轴流式涡轮喷气发动机,其结构是由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成,其中压气机与涡轮装在同一条转轴上工作,工作时,空气首先进入发动机的进气道,当飞机飞行时,可以看作气流以飞行速度流向发动机,由于飞机飞行的速度是变化的,而进入压气机气流速度有一定限制,因而进气道的功能就是通过可调管道来调整气流速度,使进入进气道的气体全部通过可调管道,空气流过压气机时被压气机的旋转叶片压缩后进入燃烧室,这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,产生的高温高压气流推动涡轮,一边带动压气机正常工作,一边从尾喷管喷出高速气流推动飞机飞行。
C919客机搭载的涡轮喷气发动机,其部分参数如下表,其中热效率是指涡轮喷气发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,而推进效率则是指涡轮喷气发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与其获得的机械能之比。
热效率
40%
推进效率
?
航空燃油热值q
J/kg
(1)涡轮喷气发动机在工作中,空气流过压气机时内能___________(填“增大”“减小”或“不变”),这部分气体与燃料混合后在燃烧室中燃烧,燃烧产生的高温高压气流推动涡轮。涡轮喷气发动机工作时常用循环流动的水进行冷却,这是因为水的___________大。
(2)关于涡轮喷气发动机,下列说法中正确的是___________
A. 进气道中吸入的是空气
B. 燃烧室中,内能转化为机械能
C. 燃料耗尽后还可以利用压气机压缩气体推动涡轮转动
D. 尾喷管中喷出的高速气流对飞机做功
(3)当飞机以200m/s的速度水平匀速巡航0.5h的过程中,飞机所受空气阻力为N;此过程需要消耗航空燃油1080kg,则发动机的推进效率为___________。
【答案】(1) ①. 增大 ②. 比热容 (2)AD
(3)60%
【解析】
【小问1详解】
空气被压气机的旋转叶片压缩时,机械能转化为空气的内能,因此空气的内能增大;
水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收相同热量时升高的温度更小,冷却效果更好,因此发动机选用循环水冷却,利用了水比热容大的特点。
【小问2详解】
A.根据短文描述,进气道吸入的是空气,故A正确;
B.燃烧室中燃料燃烧,是将化学能转化为内能,故B错误;
C.燃料耗尽后没有高温高压气流提供能量,压气机本身需要涡轮带动,无法反过来压缩气体推动涡轮,故C错误;
D.尾喷管喷出的高速气流对飞机产生向前的推力,飞机在推力方向移动了距离,因此高速气流对飞机做功,故D正确。
故选AD。
【小问3详解】
由得,飞机飞行的路程为
飞机匀速飞行,推力与阻力平衡,则
推进功(克服阻力做功)
1080kg航空燃油完全燃烧放出热量
发动机获得的总机械能
推进效率为
三、简答题(本大题共1小题,共4分)
20. 宁夏因多沙质土壤而盛产西瓜,这与其特殊的地理特征密切相关。沙质土壤比热容小,导致昼夜温差大,有利于西瓜糖分的积累。然而,沙质土壤保水性差,为减少水分蒸发,农民常在种植地表覆盖地膜。请结合所学的物理知识,解答下列问题:
(1)结合比热容的相关知识,解释宁夏沙质土壤昼夜温差大的原因。
(2)从影响液体蒸发快慢的因素分析,覆盖地膜如何有效减少水分的蒸发。
【答案】(1)比热容越小,物质在吸收或放出相同热量时,温度变化幅度越大;沙质土壤在白天接受太阳辐射时,吸收相同热量后温度升高更快、幅度更大;夜晚地面向外界散热时,沙质土壤放出相同热量后温度下降更快、幅度更大。
(2)液体蒸发快慢与温度、表面积、表面空气流速密切相关,地膜通过同时抑制温度升高、减小蒸发面积、阻隔空气流动这三个因素,有效降低了土壤水分的蒸发速度。
【解析】
【详解】(1)略
(2)略
四、作图题(本大题2小题,共4分)
21. 请仔细观察手电筒(如图所示),在框中画出手电筒的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】手电筒的电路为基本电路,用导线将电源、灯泡、开关顺次连接起来;电路图如图:
22. 物理课上,老师让同学们给走廊设计一个路灯的电路图。要求两盏灯有一盏损坏时,另一盏仍然能正常工作,开关控制整个电路,导线不能交叉。请用笔画线代替导线,完成满足该要求电路的实物图连接。
【答案】
【解析】
【详解】要求两盏灯有一盏损坏时,另一盏仍然能正常工作,则两灯应并联,开关控制整个电路,则开关在干路上,电路图如图所示:
五。实验探究题(本大题5小题,共30分)
23. 在丹东,下雪后能看到环卫工人在冰雪覆盖的道路上洒大量的融雪除雪剂(其主要成分是盐),撒盐后路面上的雪很快熔化。某兴趣小组想找出撒盐雪很快熔化的原因,于是进行了下列探究过程:
(1)选择冰块吸热方式:现有如图(a)所示的三种方法,请你为他选择一种最佳的方法(当时室温约15℃),你选择的方法是________。
(2)将适量纯水、淡盐水、浓盐水制得纯冰、淡盐冰、浓盐冰,然后将这些冰制作成________(选填“冰块”或“冰粉”)。
(3)取________相同的三种冰分别放入试管中,插入温度计,当温度计的示数达到-15℃开始计时,每隔0.5分钟记录一次温度计的示数,同时观察试管中冰块状态的变化。
(4)实验中不断搅拌试管中的冰,目的是________。
(5)在相同加热条件下测量三种冰的温度随时间变化的曲线,如图(b)。三者在虚线对应的时刻开始出现液体。根据温度—时间图像分析可以得到:利用盐水制成的冰是否是晶体________。
(6)在冰雪覆盖的路面上洒融雪除雪剂,可以使冰的熔点________,冰雪尽快熔化。
【答案】(1)C (2)冰粉
(3)质量 (4)使冰均匀受热
(5)是 (6)降低
【解析】
【小问1详解】
室温约15℃,高于冰的熔点,方法C中冰在室温下吸热熔化,速度较慢,便于观察温度变化和记录数据;A用开水加热、B用酒精灯加热,冰熔化速度过快,受热也不均匀,不便于实验观察记录,因此选择C。
【小问2详解】
冰粉相比大块冰块,受热面积更大,更易均匀受热,因此选择冰粉。
【小问3详解】
本实验利用控制变量法探究含盐量对冰熔化的影响,需要控制冰的质量相同。
【小问4详解】
实验中不断搅拌冰,目的是让冰各处温度一致,保证冰均匀受热,使实验结果准确。
【小问5详解】
晶体的特点是熔化过程中温度保持不变,有固定熔点。由温度-时间图像可知,盐水制成的冰熔化时温度保持不变,有固定熔点,因此属于晶体。
【小问6详解】
由图像可得:盐浓度越高,冰的熔点越低。因此路面撒融雪除雪剂可以降低冰的熔点,让冰在低于0℃的环境下也能熔化,使冰雪尽快熔化。
24. 如图甲是小华做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
(1)组装实验装置时,要保证用酒精灯的外焰加热,应先调整______(选填“烧杯”或“温度计”)的位置。
(2)当水温升到90℃时,每隔1min记录一次温度计的示数,直到水沸腾5min后停止读数。实验中某时刻的温度计示数如图甲所示,此时水的温度为______℃。
(3)在加热水的过程中,出现如图乙所示的现象,该现象发生在沸腾______(选填“前”或“中”)。杯中的气泡在上升过程中越来越小,最终气泡消失的原因____________________。
(4)图丙中的a图像是小华实验中记录绘制的水沸腾图像。为缩短加热时间,小明和小红又分别使用了两种不同的方法重新实验。图丙中的b、c分别为小明和小红绘制的图像,______(选填“小明”或“小红”)采用了减小水量来缩短加热时间。
(5)小华通过查阅资料了解到:甘油不易挥发,与水混合时可完全互溶,且能以任意比例混合。下表为甘油溶液与水按不同比例混合后的混合液对应的沸点(表中“甘油含量”指甘油在混合液中所占的体积百分比)
甘油含量/%
30
40
50
60
70
80
90
混合液的沸点/℃
103
104
107
111
117
124
141
①分析表中数据可知,混合液中甘油含量增大,其沸点______(选填“升高”“降低”或“不变”,下同)。
②小华在烧杯中加入甘油和水的混合液,用酒精灯对烧杯进行加热。随着加热时间的增加,混合液中的水不断汽化,导致混合液中水的含量不断减小,混合液的沸点______。
【答案】(1)烧杯 (2)99
(3) ①. 前 ②. 气泡内的水蒸气遇冷液化成水,所以气泡逐渐变小直至消失
(4)小明 (5) ①. 升高 ②. 升高
【解析】
【小问1详解】
组装实验装置需遵循“自下而上”的顺序,先根据酒精灯外焰的高度调整烧杯的位置,之后再调整温度计的高度,避免温度计玻璃泡碰到烧杯底。
【小问2详解】
该温度计的分度值为1℃,液柱对应刻度为99℃。
【小问3详解】
水沸腾前,下层水温高于上层水温,气泡上升过程中,气泡内的热水蒸气遇到上方温度较低的水发生液化,因此气泡体积逐渐变小,对应图乙的现象,发生在沸腾前。
【小问4详解】
减小水量时,水的沸点不变,但升温速度更快、到达沸腾的时间更短:图丙中b的沸点和原图像a一致,加热时间更短,符合减小水量的特点;c的沸点同样为100℃但初始温度更高,是采用提高水的初温的方式缩短加热时间,因此是小明用了减小水量的方法。
【小问5详解】
从表格数据可见,甘油含量越高,混合液的沸点数值越大,因此甘油含量增大时沸点升高。
加热时水不断汽化,混合液中甘油的占比不断增大,根据表格规律,混合液的沸点会随之升高。
25. 某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图甲所示的装置。
(1)(单选)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是( )
A. 采用完全相同的加热方式 B. 酒精灯里所加酒精量相同
C. 取相同质量的水和另一种液体 D. 盛放水和另一种液体的容器相同
(2)在“比较不同物质的吸热能力”实验中,通过__________来反映不同物质吸收热量的多少。
(3)对满足上述条件的水和另一液体,加热10 min,水吸收的热量______另一液体吸收的热量,水升高的温度小于另一液体升高的温度,说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力(均选填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)根据实验数据,小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,由图像可知,水的沸点是______°C,另一液体的比热容是__________。[]
(5)若在该实验中收集到以下数据:水的质量为m,初温为,末温为,加热水的酒精燃烧前的质量为,燃烧后的质量为,盛水的烧杯吸收的热量经测量为,水的比热容为c,则酒精的热值表达式q=__________(不计其他热损失,用题中给定的物理量符号表示)。
(6)通过实验得到的燃料热值与实际相比是______(“偏大”或“偏小”或“不变”)。
【答案】(1)B (2)加热时间
(3) ①. 等于 ②. 大于
(4) ①. 98 ②.
(5)
(6)偏小
【解析】
【小问1详解】
A.采用完全相同的加热方式,这是必须控制的。若加热方式不同,则单位时间内放出的热量不同,无法通过加热时间反映吸热多少,故A不符合题意;
B.酒精灯里所加酒精量相同,这是多余的,实验中,只要酒精量足以支撑实验完成且不烧干即可,酒精总量的多少不影响火焰的功率,故B符合题意;
C.取相同质量的水和另一种液体,这是必须控制的。根据,探究比热容时需控制质量相同,故C不符合题意;
D.盛放水和另一种液体的容器相同,这是必须控制的,容器也会吸热和散热,容器不同会导致热量损失不同,影响液体实际吸热,故D不符合题意。
故选B。
【小问2详解】
实验中利用转换法,通过加热时间的长短来反映不同物质吸收热量的多少。热源相同时,加热时间越长,吸收热量越多。
【小问3详解】
加热10min,由于热源相同且时间相同,水和另一种液体吸收的热量相同;
由题意知,吸收相同热量时,水升高的温度小于另一种液体升高的温度,这说明水的吸热能力更强。
【小问4详解】
由图乙可知,水的温度升高到98°C后保持不变,所以,沸点为98°C;
由图乙可知,水和液体温度都从68℃加热到98℃时,液体加热了10min,水加热了20min,所以它们吸收的热量,根据可知,在质量和温度的变化量相同时,吸收的热量与比热容成正比,所以,液体的比热容
【小问5详解】
由题可知,不计其他热损失,酒精燃烧放出的热量等于水和烧杯吸收的总热量,即
则
所以,酒精的热值
【小问6详解】
通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小。因为酒精燃烧放出的热量有一部分散失到空气中或被装置其他部分吸收,并未全部被水和烧杯吸收,导致测得的吸热量小于酒精实际放热量,从而使计算出的热值偏小。
26. 为了“探究物质的吸热能力”和“探究燃料的热值”,实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置,其中燃料1和燃料2的质量相同,液体a和液体b的质量和初温均相同,其他器材完全相同。
(1)为了“探究燃料的热值”,需要选用的装置是___________两图。
(2)为了比较不同燃料热值,应在___________(选填字母A.加热时间相同B.燃料燃尽)后,画出烧杯中液体的温度随时间变化的图像,如图丁所示。根据图丁可知燃料1和燃料2的热值之比为___________。
【答案】(1)甲、乙 (2) ①. B ②.
【解析】
【小问1详解】
燃料的热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量。为了比较不同燃料的热值,需要控制被加热物质的质量和种类相同,燃料的质量相同,种类不同,由图,甲、乙装置符合要求。
【小问2详解】
为了比较热值,必须保证消耗的燃料质量相同,由于控制了燃料质量相同,因此应该使燃料燃尽后才能比较,即选B;
在液体种类、质量、燃料质量均相同且热效率近似相等的情况下,燃料放出的热量与液体升高的温度成正比,且同一种燃料,相同燃烧情况下,相同时间内放出热量相同,由图丁,燃料1在0~5min内放出的热量
在10 min时燃尽,则燃料1放出的总热量
同理可得,燃料2燃尽时,放出的热量
又由,可得
27. 小明设计实验探究不同材料对房屋隔热效果的影响。
(1)他应选取厚度______(选填“相等”或“不相等”)的三种不同材料a、b、c制成大小相等的空心正方体盒子A、B、C;然后将它们按图甲所示放置在白炽灯(用来模拟太阳光)旁,并将温度传感器分别置于三个盒子______(选填“内部”或“外部”)的相同位置进行测量。
(2)实验时,热量通过盒子外表面传入盒内,这要求盒子内外存在______(选填“温度”或“内能”)差。
(3)观察图甲中三个盒子的摆放位置,不合理之处为:______。
(4)改进后继续进行实验,获得三个温度传感器示数随时间变化的关系如图乙所示。分析图像可知,隔热效果最好的是材料______。假设用Q表示单位时间盒子内空气吸收的热量,在时间内,随着实验时间延长,Q值会逐渐______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 相等 ②. 内部
(2)温度 (3)没有控制三个盒子到白炽灯的距离相同
(4) ①. C ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
[1]探究不同材料的隔热效果时,需控制变量,应选取厚度相等的三种不同材料制成大小相同的盒子,确保除材料外其他条件一致。
[2]实验目的是测量盒子内部的温度变化,以反映隔热效果,因此温度传感器应置于三个盒子内部的相同位置进行测量。
【小问2详解】
热量传递的条件是存在温度差,因此盒子内外必须存在温度差,热量才能通过盒子外表面传入盒内。
【小问3详解】
图甲中三个盒子的摆放位置不合理,没有控制三个盒子到白炽灯的距离相同。若距离不同,盒子接收的光照强度不同,会干扰实验结果,无法准确比较材料的隔热效果。
【小问4详解】
[1]隔热效果越好,相同时间内盒子内部温度升高越慢。由图乙可知,材料C对应的温度曲线斜率最小,温度升高最慢,因此隔热效果最好的是材料C。
[2]随着实验时间延长,盒子内外的温度差逐渐减小,热量传递速率变慢,单位时间内盒子内空气吸收的热量Q会逐渐减小。
六、计算题(本大题3小题,共22分)
28. 温泉养生有着悠久的历史,自秦始皇为治疗疮伤而建“骊山汤”起,就开了中国温泉养生之先河。隋唐时期,皇家大兴土木,扩建华清池。如图是亚洲最大的亲水主题温泉,该温泉每小时出水质量为40t,刚出温泉时水温达到52℃,排出的水温为32℃。若这些热水采用燃烧煤加热的方式,耗煤量是很惊人的。(已知水的比热容,煤的热值)求:
(1)温泉每小时能够释放出多少热量?
(2)温泉每小时放出的热量相当于完全燃烧多少煤?
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
水的质量为
水降低的温度为
温泉每小时能够释放出的热量
【小问2详解】
因煤完全燃烧放出的热量等于水放出的热量,故
29. 为进一步加强渣土车运输监管,开封市城市管理执法支队加大对主城区内在建项目扬尘管控,全力守护“开封蓝”。假设渣土车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力恒定不变,已知渣土车的内燃机效率为40%,某段路程内匀速直线行驶消耗10kg燃料(假设燃料完全燃烧),放出热量4.3×108J,渣土车行驶的路程:1.72×104m。下表是几种燃料的热值。求:
几种燃料的热值q/(J/kg)
煤炭
3×107
柴油
4.3×107
氢气
1.4×108
汽油
4.6×107
(1)燃料燃烧时,将______能转化为______能;
(2)渣土车使用燃料的种类;
(3)渣土车在公路上匀速行驶时受到的阻力;
【答案】(1) ①.
化学 ②.
内 (2)
柴油 (3)
【解析】
【小问1详解】
燃烧是化学反应,燃料燃烧过程中,化学能转化为内能。
【小问2详解】
由热值定义式
对照表格中热值数据,可知该燃料为柴油。
【小问3详解】
渣土车匀速直线行驶时,牵引力与阻力二力平衡,大小相等。内燃机做的有用功为
渣土车的牵引力为
故阻力
30. 小华家使用的燃气热水器的部分参数如表1所示,其中热效率模糊不清。已知当时自来水的温度为,燃气的热值为,。求:(表1中“气量”是指燃气热水器正常工作1 h消耗天然气的体积,“水量”是指燃气热水器正常工作1分钟流出热水的质量)
表1
输出热水温度
气量
水量
热效率
5.0 kg/min
表2
集热管数/支
吸热板面积/m2
太阳辐射功率/[J/m2h]
能量转化效率/%
28
2.5
1.68×106
50
(1)燃气热水器正常工作流出多少kg的热水?
(2)燃气热水器正常工作的加热效率是多少?(结果精确至)
(3)太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置,具有安全、节能、环保等优点,表2是某款太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息。如果燃气热水器正常工作10分钟水所吸收的热量由太阳能热水器提供,太阳能热水器需要在阳光下照射多长时间?
【答案】(1)
50kg (2)
66% (3)
2h
【解析】
【小问1详解】
燃气热水器正常工作10min,由表1出水流量参数可知:
【小问2详解】
水的温度变化量
水吸收的热量
10min对应的工作时长
10min消耗的燃气体积
燃气完全燃烧放出的热量
加热效率
【小问3详解】
太阳能热水器需提供的有效热量等于前述水吸收的热量,由表2参数计算每小时入射到吸热板的太阳能
每小时可转化的有效加热热量
所需照射时间
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