精品解析:江苏省南京市玄武区2026-2027学年九年级上学期期中考试物理试题
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内容正文:
2026-2027学年第一学期阶段性学情检测
初三物理
(本卷中取10 N/kg)
注意事项:
1.本卷共8页,全卷满分100分,时间90分钟。答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。
2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、考试证号是否与本人相符合,再将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置,在其他位置答题一律无效。
一、选择题(本题共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选项符合题意)
1. 下列工具在使用时,属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 筷子
C. 羊角锤 D. 镊子
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.钓鱼竿、筷子、镊子在使用时,动力臂 小于阻力臂 ,使用时费力省距离,属于费力杠杆,故ABD不符合题意;
C.羊角锤在使用时,动力臂 大于阻力臂 ,使用时,省力费距离,属于省力杠杆,故C符合题意。
故选 C。
2. 下列数据符合实际的是( )
A. 教室内的LED照明灯正常工作时的电流约2 A
B. 一节新干电池的电压是2 V
C. 中学生用20 s从1楼走到3楼,他上楼时的功率约为150 W
D. 动滑轮的机械效率可以达到100%
【答案】C
【解析】
【详解】A.教室内LED照明灯正常工作时的电流约为,远小于2A,故A不符合题意;
B.一节新干电池的电压为1.5V,故B不符合题意;
C.中学生质量约50kg,由得自身重力
1楼到3楼的竖直高度约为6m,上楼克服重力做功
由得上楼功率
故C符合题意;
D.使用动滑轮时需克服动滑轮自重、摩擦做额外功,由可知,总功大于有用功,机械效率必然小于100%,故D不符合题意。
故选C。
3. 关于温度、热量与内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含的热量越多
B. 晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,内能不变
C. 物体的温度升高,一定是吸收了热量
D. 热量可以从内能小的物体传给内能大的物体
【答案】D
【解析】
【详解】A.热量是热传递过程中能量转移的量度,属于过程量,不能表述为物体“所含”的能量,故A错误;
B.晶体熔化过程吸收热量,内能增加,但温度不变,故B错误;
C.物体温度升高、内能增大,可能是外界对物体做功,不一定是吸收热量,故C错误;
D.热传递的发生条件是物体间存在温度差,与物体内能大小无必然关联,若内能小的物体温度更高,热量即可从它传给内能大的物体,故D正确。
故选D。
4. 下列说法正确的是( )
A. 图甲:反复弯折铁丝,机械能转化为内能
B. 图乙:“点火爆炸”现象中,能量转化与图甲相同
C. 图丙:滑滑梯时感到臀部发热说明热传递可以改变内能
D. 图丁:硝化棉点燃,是用做功的方式改变了硝化棉的内能
【答案】A
【解析】
【详解】A.反复弯折铁丝,对铁丝做功,将机械能转化为内能,故A正确;
B.乙图点火爆炸,燃气对外做功,内能转化为机械能,图甲是机械能转化为内能,二者能量转化不同,故B错误;
C.滑滑梯臀部发热,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故C错误;
D.图丁中压下活塞对筒内空气做功,空气内能增加,温度升高,高温空气再通过热传递使硝化棉温度达到着火点,改变硝化棉内能的直接方式是热传递,不是对硝化棉做功,故D错误。
故选A。
5. 如图是《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态。则下列说法正确的是( )
A. “标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B. “重”增大时,“权”应向左移
C. “权”和“重”增加相同的质量,B端下降
D. “权”有磨损,会导致测量结果偏小
【答案】B
【解析】
【详解】A.“权”“重”对应杆秤两侧的力,“标”“本”对应两侧的力臂,题述颠倒了力与力臂,故A错误;
B.根据杠杆平衡条件,、不变,“重”增大即增大,则需增大,“权”应向左移,故B正确;
C.设两侧增加的质量均为。
左侧力与力臂乘积
右侧力与力臂乘积
原平衡,由图,则,故A端下降,故C错误;
D.设“权”原重,磨损后重,且。
由得
正常测量时
因,则,测量结果偏大,故D错误。
故选B。
6. 如图所示,O为轻质硬直杠杆OA的支点,在杠杆的A点悬挂着一个重物G,在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,下列表述正确的是( )
A. 动力F始终在变大 B. 动力F先变大再变小
C. 杠杆始终为省力杠杆 D. 杠杆始终为费力杠杆
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】AB.杠杆的支点为O,作出动力的力臂OC,如下图1所示:轻质硬直杠杆不计其重力,故阻力为G;在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,故动力臂
OC=cosα×OB
保持不变,在杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,阻力臂l2变化为范围为0~OA,如图2、3所示:
根据杠杆的平衡条件
Fl1=Gl2
即
F×OC=Gl2
动力为
F=
因动力臂OC不变,阻力臂在逐渐变大,所以动力F始终在变大,故A正确,B错误;
CD.根据以上分析,因阻力臂l2变化为范围为0~OA,当动力臂OC大于阻力臂时,为省力杠杆,当动力臂OC小于阻力臂时,为费力杠杆,故CD错误。
故选A。
7. 如图是学生投篮情景,篮球离手后经过、、、、点,是最高点,和高度相同。下列说法正确的是( )
A. 从点到点,人对篮球做了功
B. 从点到点,篮球机械能守恒
C. 篮球在点的动能大于在点的动能
D. 从点运动到点,篮球的动能全部转化为重力势能
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球从A点到C点,篮球已经离开手,人不再对篮球施加力,所以人对篮球不做功,故A错误;
B.从A点到E点,篮球在空中运动,要克服空气阻力做功,篮球的机械能减小,机械能不守恒,故B错误;
C.B、D两点高度相同,篮球重力势能相等,篮球从B到D的过程中克服空气阻力消耗机械能,所以B点的机械能大于D点的机械能,因此B点的动能大于D点的动能,故C正确;
D.从A点运动到C点,篮球上升过程中,要克服空气阻力做功,动能没有全部转化为重力势能,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,小明用滑轮组来提升物体。他用500N的拉力向下拉绳,使重800N的物体匀速上升了5m。下列说法错误的是( )
A. 动滑轮的重力为200 N B. 拉力做的功为5000 J
C. 滑轮组的额外功为1000 J D. 滑轮组的机械效率为80%
【答案】A
【解析】
【详解】由图可知承担物重的绳子段数
A.题目未说明不计摩擦和绳重,拉力需克服物重、动滑轮重及摩擦和绳重做功,即,则
代入数据得
即,故A错误;
B.绳端移动距离
拉力做的功,故B正确;
C.有用功
额外功,故C正确;
D.滑轮组的机械效率,故D正确。
本题选择描述错误的,故选A。
9. 关于电压表的使用,下列说法错误的是( )
A. 开关闭合前出现图甲情况,应调零
B. 开关闭合后出现图乙情况,是因为正负接线柱接反了
C. 开关闭合后出现图丙情况,是因为量程选大了
D. 图丁中电压表的读数是7.5 V
【答案】D
【解析】
【详解】A.图甲中开关闭合前指针指在零刻度线左侧,说明使用前未调零,应进行调零,故A正确;
B.图乙中开关闭合后指针反向偏转,说明电流从负接线柱流入,正负接线柱接反了,故B正确;
C.图丙中指针偏转角度很小,且接入的是0~15V量程,说明量程选大了,故C正确;
D.图丁中电压表接入0~3V量程,分度值为0.1V,读数为1.5V,故D错误。
本题选择错误的,故选D。
10. 如图所示,所有元件都完好。只通过闭合或断开开关S1、S2,实现电路连接状态的改变。下列说法正确的是( )
A. L1可以单独发光 B. L2可以单独发光
C. 闭合S1、断开S2,L1、L2串联 D. S1、S2都闭合时,电源短路
【答案】B
【解析】
【详解】分析实物图可知:电流从电源正极出发后分为两支,一支流经灯泡,另一支流经灯泡、开关,汇合后经过开关,回到电源负极。即与串联后,再与并联,在干路控制整个电路。
A.发光需闭合、,此时所在支路也接通,、同时发光,不能单独发光,故A错误;
B.闭合、断开,所在支路断路,只有接入电路,单独发光,故B正确;
C.闭合、断开,电路中只有工作,并非串联,故C错误;
D.、都闭合时,两灯并联,均正常发光,不会造成电源短路,故D错误。
故选B。
11. 图(a)中,相同的容器A、B底部装有相同的加热器,加热器1s放出热量1500J,其产生的热量80%被液体吸收。现将液体甲、乙分别倒入A、B容器中,,让两个加热器同时开始工作,60s后停止加热,然后将比热容为的合金球迅速放入乙液体中(从球放入到热传递停止时不计热损失),它们的温度随时间变化如图(b)所示(部分图像未画出)。下列说法正确的是( )
A. 甲比热容大于乙比热容 B. 加热60s时,乙吸收的热量为
C. 该合金球的质量为7.2kg D. 甲液体的比热容为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图b可知,液体甲、乙初温相同,加热15s时,甲升高的温度大于乙升高的温度,相同时间内甲乙吸收热量相同,但题目未给出乙的质量,无法直接比较二者比热容大小,A错误;
B. 根据题意加热器功率,根据效率公式,乙吸收热量,故B错误;
C.由图b可知,乙加热60s升温
根据公式,得
60s时乙温度60℃,球温度30℃,之后一段时间两者末温都为40℃;期间内乙放出的热量等于小球吸收的热量,由此可得
代入数据可得
解得,故C正确;
D.由图知甲加热45s升温
甲吸收的热量
甲的比热容
故D错误。
故选C。
12. 如图所示,分别用斜面和动滑轮将同一重物提升至同一高度,已知动滑轮重力是物重的四分之一、忽略绳重,使用两种机械中克服摩擦力所做的额外功均占总功的20%。两种机械中拉力分别为、,机械效率分别为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设物重为 ,提升高度为 。甲图中斜面倾角为 ,斜面长 。乙图中动滑轮绳子股数 ,绳端移动距离 。
对于甲机械:有用功 。额外功仅为克服摩擦力做功,由题意 。
解得 。
对于乙机械:有用功 。克服动滑轮重力做功
额外功包括克服动滑轮重力和摩擦力做功,由题意 。
解得 。
故
故选D。
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 冬天,小明骑自行车去上学。
(1)下坡时他停止蹬车,自行车运动却越来越快,此过程中重力势能不断转化为___________能。
(2)到平路后他捏闸刹车,闸皮与车圈摩擦发热、温度升高,这是通过___________的方式增大了闸皮的内能。
(3)到校后他把冻僵的手放在热水袋上取暖,热水袋很“热”通常是指热水袋的___________(选填“内能大”、“温度高”或“热量多”),___________从热水袋传向手。
【答案】(1)动 (2)做功
(3) ①. 温度高 ②. 热量
【解析】
【小问1详解】
下坡时高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,故重力势能转化为动能。
【小问2详解】
闸皮与车圈摩擦时克服摩擦做功,机械能转化为内能,因此是通过做功的方式增大闸皮的内能。
【小问3详解】
温度表示物体的冷热程度,故热水袋很“热”指温度高;热传递过程中,热量从高温物体传向低温物体,故热量从热水袋传向手。“热量”表示热传递过程中转移的能量,不能用“热量多”描述某个物体本身含有多少热。
14. 带指纹识别功能的密码门锁因便捷性得到广泛应用。
(1)图甲中,当手指触碰感应模块通过后门锁自动开启,则感应模块在门锁电路中相当于___________。
(2)图乙中,采用充电宝为门锁内置电池充电时,门锁电池相当于电路中的___________,该过程中将电能转化为___________。
(3)图丙中,充电宝充电线的三个接头能给三台设备同时充电,这三台设备的电路连接方式为___________。
【答案】(1)开关 (2) ①. 用电器 ②. 化学能
(3)并联
【解析】
【小问1详解】
感应模块可控制电路通断,因此感应模块在门锁电路中相当于开关。
【小问2详解】
充电时门锁电池消耗电能,相当于用电器;该过程将电能转化为化学能。
【小问3详解】
三台设备充电时互不影响,连接方式为并联。
15. 如图所示,在试管中装入适量的水,用酒精灯加热一段时间后,水蒸气将橡胶塞冲出,同时管口出现“白雾”。
(1)管口的“白雾”是水蒸气遇冷___________(填物态变化名称)形成的。
(2)橡胶塞被冲出的过程中,水蒸气的___________能转化为橡胶塞的机械能。
(3)该过程中能量的转化情况与四冲程汽油机的___________冲程相同。已知该汽油机运行时,每次做功冲程对外做功180J,飞轮转速为1800r/min,该汽油机工作时的功率为___________W。
【答案】(1)液化 (2)内
(3) ①. 做功 ②. ##2700
【解析】
【小问1详解】
白雾为液态小水滴,水蒸气遇冷由气态变为液态,属于液化现象。
【小问2详解】
橡胶塞被冲出时,水蒸气对橡胶塞做功,自身的内能减小,将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。
【小问3详解】
四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能,和该实验的能量转化情况一致。
四冲程汽油机飞轮转2圈对外做功1次,故1min内做功次数
1分钟内总功
该汽油机工作时的功率
16. 如图所示,泰山景区的智能驮运机器狗“泰小犬”被游客称为挑山工的“AI伙伴”。某次任务中,它驮着质量为30 kg的矿泉水沿台阶匀速“攀登”,从山脚物资点到达高60 m的补给平台,用时12 min,此过程中电池输出的电能为。()
(1)驮运的矿泉水所受的重力为___________N。
(2)机器狗匀速攀登过程中,克服矿泉水重力所做的功为___________J。
(3)本次任务中,电池输出的电能用于克服矿泉水重力做功的效率为___________%。
【答案】(1)300 (2)
(3)12
【解析】
【小问1详解】
驮运的矿泉水所受的重力
【小问2详解】
机器狗匀速攀登过程中,克服矿泉水重力所做的功为
【小问3详解】
本次任务中,电池输出的电能用于克服矿泉水重力做功的效率为
17. 如图所示,工人用动滑轮沿竖直方向将重为160N的木箱匀速提升2 m,不计绳重与摩擦,该装置的机械效率为80%。则此过程中的有用功为___________J,绳端拉力大小为___________N;若采用该装置在5 s内将重力为320 N的重物沿竖直方向匀速提升1 m,拉力的功率为___________W。
【答案】 ①. 320 ②. 100 ③. 72
【解析】
【详解】木箱匀速提升2 m的过程中的有用功
由得,总功为
动滑轮承担物重的绳子段数,绳端移动距离
绳端拉力
不计绳重与摩擦,由得,动滑轮的重力为
提升320N重物时绳端拉力
绳端移动距离
拉力做的总功
拉力的功率
18. 如图甲所示为可伸缩式高空摘果装置,其顶端是盛装采摘果实的布袋,杠杆结构示意图如图乙所示。已知OA=50 cm,AB段可实现伸缩调节;操作杆与水平面夹角为60°保持不变,人手施加于杆的作用力始终与杆垂直,布袋对杆的作用力沿竖直方向向下,该摘果装置可判定为___________杠杆。采摘前,将AB段逐渐伸长,作用力将___________(填写大小变化趋势)。当AB段伸长至2.5 m且杆长保持固定时,此时;采摘的果实持续装入布袋,当 时,布袋内果实的总重力为___________N。
【答案】 ①.
费力 ②.
变大 ③.
90
【解析】
【详解】动力臂为,阻力臂为支点到作用线的垂直距离,因动力臂小于阻力臂,故为费力杠杆。
采摘前,阻力不变,伸长时阻力臂变大,动力臂不变,由杠杆平衡条件可知,动力要变大,即变大。
由图可知,阻力臂为
由得,采摘前,布袋对杠杆的拉力为
采摘后,布袋与果实对杠杆的总拉力为
果实总重力为
19. 如图所示,只闭合S1,灯泡L1与L2___________联,电压表测量___________两端电压;只闭合S2、S3,电流表测量通过___________的电流;若将S1、S2、S3全部闭合,则电路发生___________,可能会烧坏___________。
【答案】 ①.
串 ②.
和 ③.
④.
短路 ⑤.
电源
【解析】
【详解】由电路图可知,只闭合时,电流只有一条路径,依次经过电流表、、、,故与串联;电压表并联在、两端,测量、两端的电压,即两个灯泡的总电压。
只闭合、时,电流有两条独立流通路径,与并列连接,故两灯并联;电流表与串联在同一条支路中,测量通过的电流。
、、全部闭合时,电源两极直接被导线连通,电路发生电源短路,电路中电流过大,可能会烧坏电源。
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答27、28题时应有公式和解题过程)
20. 按要求作图(保留作图痕迹)。
(1)图甲中是某同学自制的轻质拔草器,在A点画出手施加的最小动力及其力臂。
(2)按图乙所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图。
(3)在图丙中内填入电源或小灯泡的元件符号,闭合开关后,两灯泡都能发光且电流方向符合图中箭头方向。
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
图甲拔草器可看作以O为支点的杠杆,根据杠杆平衡条件,在阻力和阻力臂不变时,动力臂越长,动力越小,最大动力臂就是支点O到动力作用点A的连线OA,要使拔草器左端向上抬起,拔草器绕O点顺时针转动,因此动力从A点指向右下方且垂直于OA,如图所示:
【小问2详解】
由图乙所示的实物图可知,电流依次经过电源、开关、灯泡、灯泡回到电源负极,两灯泡串联,开关控制整个电路,电压表并联在两端,测量灯泡两端的电压,按照元件顺序画出对应的电路图,如图所示:
【小问3详解】
图丙已有最上方一条支路含灯泡,还需再有一个灯泡和一个电源。两支路电流箭头均向右,说明电流从左向右流过两灯泡,故电源应在中间虚线框,且左正右负,下方虚线框填小灯泡。这样两灯泡并联、电流方向与箭头一致,闭合开关都发光。如图所示:
21. 用如图所示装置做“探究杠杆平衡条件”实验。
(1)如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向___________调节。
(2)每个钩码重0.5 N,调节平衡后,将钩码挂在杠杆两侧后如图乙,将左侧钩码移至___________cm刻线处杠杆又可在水平位置平衡。实验中将杠杆调在水平位置平衡的目的是___________。(杠杆每格长度为)
(3)小明又将右侧钩码改为弹簧测力计进行探究,将弹簧测力计从a位置移到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数最小值为___________N。用弹簧测力计替代钩码进行实验的优点是___________(写出一条)。
(4)小明利用实验结论研究古代汲水装置——辘轳及其原理,示意图如图丁,可知当大轮和小轮的半径之比越___________,可以越省力。
【答案】(1)右 (2) ①. 20 ②. 便于测量力臂
(3) ①. 1.5 ②. 可以探究不同方向拉力对杠杆平衡的影响
(4)大
【解析】
【小问1详解】
由图甲知,实验前杠杆左端下沉、右端上翘,平衡螺母向高的一侧调节,所以应将左端的平衡螺母向右调节。
【小问2详解】
由图乙可知,杠杆每格长度为,左侧钩码的重力,右侧2个钩码的总重力 ,右侧钩码的力臂
根据杠杆平衡条件,
代入数据得
解得,即左侧钩码需移至刻线处。
杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,便于直接测量力臂的大小。
【小问3详解】
由图丙知,当弹簧测力计竖直向下拉时,动力臂最大,此时动力最小。此时左侧阻力,阻力臂,右侧动力臂
根据杠杆平衡条件
代入数据得
解得,即弹簧测力计示数最小值为。
用弹簧测力计代替钩码进行实验的优点是可以改变拉力的方向,也可以连续改变拉力的大小,能够探究拉力倾斜时杠杆的平衡条件。
【小问4详解】
辘轳属于轮轴,是变形杠杆,动力作用在大轮上,阻力作用在小轮上。根据杠杆平衡条件得,
则
是大轮和小轮的半径之比,当越大,就越小,所以在阻力不变时,大轮半径与小轮半径的比值越大,所需动力越小,因此大轮和小轮的半径之比越大,越省力。
22. 小明用图甲、乙装置做“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验,测得实验数据如下表所示。
(1)实验时要拉动弹簧测力计使钩码竖直___________移动,读出弹簧测力计示数。
(2)表格中有一个数据漏填,请补上。
装置
序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
甲
①
1
10
1.0
10
②
2
15
2.0
___________
乙
③
1
10
0.7
20
④
2
15
1.2
30
(3)比较弹簧测力计示数,发现使用动滑轮的好处是___________。
(4)第④次实验中,动滑轮的机械效率为___________%,还能求出的物理量有___________(填字母)。
A.动滑轮的重力 B.动滑轮上升的高度
C.拉力的功率 D.额外功
【答案】(1)匀速 (2)15 (3)可以省力
(4) ①. 83.3 ②. BD
【解析】
【小问1详解】
实验过程中,只有当钩码竖直匀速移动时,钩码处于平衡状态,弹簧测力计的拉力大小等于绳端拉力大小,此时弹簧测力计的示数稳定,可准确读取拉力数值。
【小问2详解】
图甲是定滑轮,定滑轮不省力,也不费距离,绳端移动距离等于钩码上升高度,钩码上升高度为,所以绳端移动距离为。
【小问3详解】
对比乙装置(动滑轮)的实验数据:第3次实验物重,拉力;第4次实验物重,拉力,可见使用动滑轮时拉力小于物重,因此动滑轮的好处是可以省力。
【小问4详解】
第4次实验,,
有用功
总功
动滑轮的机械效率
A.只有在不计绳重和摩擦的前提下,才有,本题未说明忽略绳重和摩擦,因此无法求出动滑轮重力,故A不符合题意;
B.动滑轮随钩码一起上升,因此动滑轮上升的高度等于钩码上升的高度,可以求出,故B符合题意;
C.功率公式为,题目未给出实验做功的时间,因此无法求出拉力的功率,故C不符合题意;
D.额外功等于总功减去有用功,即,总功和有用功都可通过已知数据计算,因此额外功可以求出,故D符合题意。
故选BD。
23. 用如图所示装置做“探究影响动能大小的因素”实验。
(1)甲、乙实验中,小车到达水平面时速度大小___________,小车动能的大小由___________来反映。
(2)由甲丙两组实验可得出结论:___________。
(3)从释放到停止时,图甲中小车机械能的变化量___________(选填“>”“=”或“<”)图丙中小车机械能的变化量。
【答案】(1) ①. 不同 ②. 木块移动的距离
(2)速度相同时,物体的质量越大,动能越大
(3)<
【解析】
【小问1详解】
甲、乙两实验中,小车从斜面上不同高度(H与h,且H>h)由静止释放,下滑到水平面时获得的速度不同,高度越高到达水平面的速度越大,故速度大小不同;实验中采用转换法,小车动能的大小无法直接测量,通过观察木块被小车推动的距离来反映小车动能大小,木块被推得越远,说明小车对木块做功越多,小车的动能越大。
【小问2详解】
甲、丙两组实验中,小车从斜面同一高度H由静止滑下,保证小车到达水平面时的速度相同,而丙图中小车上增加了砝码,质量更大,实验观察到丙中木块被推动的距离更远,说明速度相同时,质量越大的小车动能越大,故结论为:速度相同时,物体的质量越大,动能越大。
【小问3详解】
小车从释放到最终停止,初始机械能为斜面上的重力势能(动能为 0),最终停在水平面上机械能变为0,故机械能变化量等于初始重力势能。甲、丙释放高度相同(均为H),但丙中小车总质量更大,故丙的初始重力势能更大,机械能变化量更大,因此图甲中小车机械能的变化量小于图丙中小车机械能的变化量。
24. 小华在“观察不同物质吸热升温的现象”活动中,用红外灯给沙子和水加热,实验装置如图所示,实验数据如下表。
序号
物质
质量m/g
加热时间t/min
升高的温度△t/℃
①
沙子
50
4
32
②
水
50
4
7
(1)实验中通过比较___________来判断沙子和水吸收热量的多少;质量相等的沙子和水升高相同的温度,___________吸收的热量较多。
(2)已知,则沙子的比热容为___________。
(3)暑假小华去海边游玩,发现中午阳光照射下沙滩烫脚而海水凉爽。请用本实验的结论解释这一现象:沙石和海水在阳光照射下___________相同,海水比热容比沙石大,质量相同的海水比沙石___________少。
【答案】(1) ①. 加热时间 ②. 水 (2)918.75
(3) ①. 吸收的热量 ②. 升高的温度
【解析】
【小问1详解】
用相同红外灯加热,相同时间内放出热量相同,因此实验通过比较加热时间长短判断物质吸收热量的多少;由表格数据可知,质量相等的沙子和水加热相同时间(即吸收相同热量)时,水升高的温度更小。因此使质量相等的沙子和水升高相同的温度,水需要的加热时间更长,水吸收的热量较多。
【小问2详解】
加热时间相同,说明沙子和水吸收的热量相等,即,根据吸热公式,可得
因两者质量相等,所以
则沙子的比热容为
【小问3详解】
中午阳光照射时,相同时间内沙石和海水接收到的太阳辐射能量相等,即吸收的热量相同。
根据公式,当吸收热量、质量m相同时,比热容c越大,升高的温度越小。由于海水的比热容比沙石大,因此质量相同的海水比沙石升高的温度少,所以沙滩烫脚而海水凉爽。
25. 小明在做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验,实验装置均相同如图甲、乙所示,燃料燃尽后试管内液体的温度随时间变化图像如图丙所示。
(1)实验中不需要控制___________(填字母)相等。
A. 燃料的质量 B. 加热时间
C. 试管内液体的质量 D. 试管中液体的种类
(2)可初步判断热值较大的是燃料___________(选填“a”或“b”)。
(3)另一组同学用同样的装置进行实验,在实验中两种燃料燃尽之前都使得水沸腾了,则___________(填“能”或“不能”)比较出两种燃料的热值。为避免这种情况的出现,请你提出一个改进建议:___________。
【答案】(1)B (2)a
(3) ①. 不能 ②. 增加液体质量
【解析】
【小问1详解】
本实验是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量,采用控制变量法,需要控制燃料质量相同、试管内液体质量相同、液体种类相同,实验是让燃料完全燃烧,不是控制加热时间相同,因此不需要控制加热时间相等,故选B。
【小问2详解】
实验中被加热液体的种类和质量均相等,根据,液体升温越高说明吸收热量越多,即对应燃料完全燃烧放出的热量越多。由图丙可知,燃料燃尽后甲中液体升高的温度为
乙中液体升高的温度为
甲升温更大,故甲对应燃料a放出的热量更多,两种燃料质量相等,由 可知,燃料a的热值较大。
【小问3详解】
如果燃料燃尽前水就已经沸腾,水沸腾时持续吸热、温度保持不变,此时无论燃料继续放出多少热量,水温都不再升高,因此无法通过液体升高的温度来比较两种燃料放出热量的多少,不能比较出两种燃料的热值大小。
由可知,吸收相同的热量,液体的质量越大,温度变化量越小,所以可以通过增加液体的质量来减小温度变化量,来避免出现液体沸腾的情况。
26. 小华学习电学知识后,做了一些电学实验。
(1)按图甲连接电路,连接电路时开关必须___________;开关闭合两灯都发光时,取下灯L1,可观察到L2___________现象。
(2)小华用电流表测量串联电路的电流,连接了如图乙所示电路,电路元件均完好且接触良好。
①闭合开关后发现灯泡L1和L2___________(填发光情况),原因是___________。
②小华发现问题后,拆除一根导线才完成实验,请在需要拆除的那一根导线上打“×”___________。
③改正错误后,闭合开关,电流表示数如图丙所示,测得的电流为___________A。
【答案】(1) ①. 断开 ②. 熄灭
(2) ①. 发光、不发光 ②. 灯泡被短路 ③. ④. 0.18
【解析】
【小问1详解】
连接电路时,为保护电路,开关必须断开;
图甲中两灯串联,串联电路只有一条电流路径,各用电器相互影响,所以当开关闭合两灯都发光时取下灯,电路形成断路,没有电流通过,因此可观察到 熄灭。
【小问2详解】
图乙里电流表的两根导线直接接在了L2的两端,电流表相当于导线,会将L2短路,电流不会经过L2,因此L2不发光,电流可以正常通过L1,所以L1发光;
原电路中连接电流表负接线柱和L1右接线柱的导线造成了L2短路,拆除这根导线后,电流从电源正极出发,依次经过开关、L1、L2和电流表回到电源负极,两灯串联,电流表就能正确测量串联电路的电流。
图丙中,电流表选用0~0.6A量程,分度值为0.02A,指针指在0刻度线后9小格处,测得的电流为 。
27. 楼房入口处新建了一条长6 m、高0.6 m的无障碍坡道(相当于斜面)。坐电动轮椅的爷爷沿坡道匀速上坡,电动轮椅的牵引力F=200 N,人和轮椅的总重共960 N,从坡道底端到达顶端用时10 s。求:
(1)轮椅上坡过程中做的有用功。
(2)牵引力做功的功率P。
(3)该斜面的机械效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
有用功为
【小问2详解】
牵引力做的总功为
则牵引力做功的功率为
【小问3详解】
斜面的机械效率为
28. 氢燃料电池公交车在南京溧水区示范运营,行驶过程只排出水、无尾气,成为“双碳”目标下的绿色出行新名片。某次运行中,一辆氢燃料电池公交车消耗氢0.6 kg(氢在燃料电池中与氧气反应,可视为完全燃烧放热)。已知氢的热值,水的比热容。求在这次运行中:
(1)0.6 kg氢完全反应释放的热量。
(2)反应释放的热量中有25%被100 kg的冷却水吸收,冷却水升高的温度。
(3)该燃料电池将反应释放的热量转化为电能的效率为50%,若这些电能全部用于驱动公交车,该公交车以28 kW的功率可匀速行驶___________min。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
氢完全反应释放的热量
【小问2详解】
冷却水吸收总放热量的25%,冷却水吸收的热量
冷却水升高的温度
【小问3详解】
电池将释放热量的50%转化为电能,则获得的电能
公交车的功率,行驶时间
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初三物理
(本卷中取10 N/kg)
注意事项:
1.本卷共8页,全卷满分100分,时间90分钟。答题全部答在答题卡上,答在本卷上无效。
2.请认真核对监考教师在答题卡上所粘贴条形码的姓名、考试证号是否与本人相符合,再将自己的姓名、考试证号用0.5毫米黑色墨水签字笔填写在答题卡及本试卷上。
3.答选择题必须用2B铅笔将答题卡上对应的答案标号涂黑。如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答非选择题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔写在答题卡的指定位置,在其他位置答题一律无效。
一、选择题(本题共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选项符合题意)
1. 下列工具在使用时,属于省力杠杆的是( )
A. 钓鱼竿 B. 筷子
C. 羊角锤 D. 镊子
2. 下列数据符合实际的是( )
A. 教室内的LED照明灯正常工作时的电流约2 A
B. 一节新干电池的电压是2 V
C. 中学生用20 s从1楼走到3楼,他上楼时的功率约为150 W
D. 动滑轮的机械效率可以达到100%
3. 关于温度、热量与内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的温度越高,所含的热量越多
B. 晶体熔化过程中,吸收热量,温度不变,内能不变
C. 物体的温度升高,一定是吸收了热量
D. 热量可以从内能小的物体传给内能大的物体
4. 下列说法正确的是( )
A. 图甲:反复弯折铁丝,机械能转化为内能
B. 图乙:“点火爆炸”现象中,能量转化与图甲相同
C. 图丙:滑滑梯时感到臀部发热说明热传递可以改变内能
D. 图丁:硝化棉点燃,是用做功的方式改变了硝化棉的内能
5. 如图是《墨经》记述的有关杆秤的杠杆原理,此时杆秤处于平衡状态。则下列说法正确的是( )
A. “标”“本”表示力,“权”“重”表示力臂
B. “重”增大时,“权”应向左移
C. “权”和“重”增加相同的质量,B端下降
D. “权”有磨损,会导致测量结果偏小
6. 如图所示,O为轻质硬直杠杆OA的支点,在杠杆的A点悬挂着一个重物G,在B点施加一个方向始终与杠杆成ɑ角度的动力F,使杠杆从竖直位置匀速转动到水平位置的过程中,下列表述正确的是( )
A. 动力F始终在变大 B. 动力F先变大再变小
C. 杠杆始终为省力杠杆 D. 杠杆始终为费力杠杆
7. 如图是学生投篮情景,篮球离手后经过、、、、点,是最高点,和高度相同。下列说法正确的是( )
A. 从点到点,人对篮球做了功
B. 从点到点,篮球机械能守恒
C. 篮球在点的动能大于在点的动能
D. 从点运动到点,篮球的动能全部转化为重力势能
8. 如图所示,小明用滑轮组来提升物体。他用500N的拉力向下拉绳,使重800N的物体匀速上升了5m。下列说法错误的是( )
A. 动滑轮的重力为200 N B. 拉力做的功为5000 J
C. 滑轮组的额外功为1000 J D. 滑轮组的机械效率为80%
9. 关于电压表的使用,下列说法错误的是( )
A. 开关闭合前出现图甲情况,应调零
B. 开关闭合后出现图乙情况,是因为正负接线柱接反了
C. 开关闭合后出现图丙情况,是因为量程选大了
D. 图丁中电压表的读数是7.5 V
10. 如图所示,所有元件都完好。只通过闭合或断开开关S1、S2,实现电路连接状态的改变。下列说法正确的是( )
A. L1可以单独发光 B. L2可以单独发光
C. 闭合S1、断开S2,L1、L2串联 D. S1、S2都闭合时,电源短路
11. 图(a)中,相同的容器A、B底部装有相同的加热器,加热器1s放出热量1500J,其产生的热量80%被液体吸收。现将液体甲、乙分别倒入A、B容器中,,让两个加热器同时开始工作,60s后停止加热,然后将比热容为的合金球迅速放入乙液体中(从球放入到热传递停止时不计热损失),它们的温度随时间变化如图(b)所示(部分图像未画出)。下列说法正确的是( )
A. 甲比热容大于乙比热容 B. 加热60s时,乙吸收的热量为
C. 该合金球的质量为7.2kg D. 甲液体的比热容为
12. 如图所示,分别用斜面和动滑轮将同一重物提升至同一高度,已知动滑轮重力是物重的四分之一、忽略绳重,使用两种机械中克服摩擦力所做的额外功均占总功的20%。两种机械中拉力分别为、,机械效率分别为、。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
二、填空题(本题共7小题,每空1分,共26分)
13. 冬天,小明骑自行车去上学。
(1)下坡时他停止蹬车,自行车运动却越来越快,此过程中重力势能不断转化为___________能。
(2)到平路后他捏闸刹车,闸皮与车圈摩擦发热、温度升高,这是通过___________的方式增大了闸皮的内能。
(3)到校后他把冻僵的手放在热水袋上取暖,热水袋很“热”通常是指热水袋的___________(选填“内能大”、“温度高”或“热量多”),___________从热水袋传向手。
14. 带指纹识别功能的密码门锁因便捷性得到广泛应用。
(1)图甲中,当手指触碰感应模块通过后门锁自动开启,则感应模块在门锁电路中相当于___________。
(2)图乙中,采用充电宝为门锁内置电池充电时,门锁电池相当于电路中的___________,该过程中将电能转化为___________。
(3)图丙中,充电宝充电线的三个接头能给三台设备同时充电,这三台设备的电路连接方式为___________。
15. 如图所示,在试管中装入适量的水,用酒精灯加热一段时间后,水蒸气将橡胶塞冲出,同时管口出现“白雾”。
(1)管口的“白雾”是水蒸气遇冷___________(填物态变化名称)形成的。
(2)橡胶塞被冲出的过程中,水蒸气的___________能转化为橡胶塞的机械能。
(3)该过程中能量的转化情况与四冲程汽油机的___________冲程相同。已知该汽油机运行时,每次做功冲程对外做功180J,飞轮转速为1800r/min,该汽油机工作时的功率为___________W。
16. 如图所示,泰山景区的智能驮运机器狗“泰小犬”被游客称为挑山工的“AI伙伴”。某次任务中,它驮着质量为30 kg的矿泉水沿台阶匀速“攀登”,从山脚物资点到达高60 m的补给平台,用时12 min,此过程中电池输出的电能为。()
(1)驮运的矿泉水所受的重力为___________N。
(2)机器狗匀速攀登过程中,克服矿泉水重力所做的功为___________J。
(3)本次任务中,电池输出的电能用于克服矿泉水重力做功的效率为___________%。
17. 如图所示,工人用动滑轮沿竖直方向将重为160N的木箱匀速提升2 m,不计绳重与摩擦,该装置的机械效率为80%。则此过程中的有用功为___________J,绳端拉力大小为___________N;若采用该装置在5 s内将重力为320 N的重物沿竖直方向匀速提升1 m,拉力的功率为___________W。
18. 如图甲所示为可伸缩式高空摘果装置,其顶端是盛装采摘果实的布袋,杠杆结构示意图如图乙所示。已知OA=50 cm,AB段可实现伸缩调节;操作杆与水平面夹角为60°保持不变,人手施加于杆的作用力始终与杆垂直,布袋对杆的作用力沿竖直方向向下,该摘果装置可判定为___________杠杆。采摘前,将AB段逐渐伸长,作用力将___________(填写大小变化趋势)。当AB段伸长至2.5 m且杆长保持固定时,此时;采摘的果实持续装入布袋,当 时,布袋内果实的总重力为___________N。
19. 如图所示,只闭合S1,灯泡L1与L2___________联,电压表测量___________两端电压;只闭合S2、S3,电流表测量通过___________的电流;若将S1、S2、S3全部闭合,则电路发生___________,可能会烧坏___________。
三、解答题(本题共9小题,共50分。解答27、28题时应有公式和解题过程)
20. 按要求作图(保留作图痕迹)。
(1)图甲中是某同学自制的轻质拔草器,在A点画出手施加的最小动力及其力臂。
(2)按图乙所示的实物图在虚线框内画出对应的电路图。
(3)在图丙中内填入电源或小灯泡的元件符号,闭合开关后,两灯泡都能发光且电流方向符合图中箭头方向。
21. 用如图所示装置做“探究杠杆平衡条件”实验。
(1)如图甲,为使杠杆在水平位置平衡,应将左端的平衡螺母向___________调节。
(2)每个钩码重0.5 N,调节平衡后,将钩码挂在杠杆两侧后如图乙,将左侧钩码移至___________cm刻线处杠杆又可在水平位置平衡。实验中将杠杆调在水平位置平衡的目的是___________。(杠杆每格长度为)
(3)小明又将右侧钩码改为弹簧测力计进行探究,将弹簧测力计从a位置移到b位置,在此过程中杠杆始终在水平位置保持平衡,则弹簧测力计示数最小值为___________N。用弹簧测力计替代钩码进行实验的优点是___________(写出一条)。
(4)小明利用实验结论研究古代汲水装置——辘轳及其原理,示意图如图丁,可知当大轮和小轮的半径之比越___________,可以越省力。
22. 小明用图甲、乙装置做“探究定滑轮和动滑轮的特点”实验,测得实验数据如下表所示。
(1)实验时要拉动弹簧测力计使钩码竖直___________移动,读出弹簧测力计示数。
(2)表格中有一个数据漏填,请补上。
装置
序号
钩码重G/N
钩码上升的高度h/cm
拉力F/N
绳端移动的距离s/cm
甲
①
1
10
1.0
10
②
2
15
2.0
___________
乙
③
1
10
0.7
20
④
2
15
1.2
30
(3)比较弹簧测力计示数,发现使用动滑轮的好处是___________。
(4)第④次实验中,动滑轮的机械效率为___________%,还能求出的物理量有___________(填字母)。
A.动滑轮的重力 B.动滑轮上升的高度
C.拉力的功率 D.额外功
23. 用如图所示装置做“探究影响动能大小的因素”实验。
(1)甲、乙实验中,小车到达水平面时速度大小___________,小车动能的大小由___________来反映。
(2)由甲丙两组实验可得出结论:___________。
(3)从释放到停止时,图甲中小车机械能的变化量___________(选填“>”“=”或“<”)图丙中小车机械能的变化量。
24. 小华在“观察不同物质吸热升温的现象”活动中,用红外灯给沙子和水加热,实验装置如图所示,实验数据如下表。
序号
物质
质量m/g
加热时间t/min
升高的温度△t/℃
①
沙子
50
4
32
②
水
50
4
7
(1)实验中通过比较___________来判断沙子和水吸收热量的多少;质量相等的沙子和水升高相同的温度,___________吸收的热量较多。
(2)已知,则沙子的比热容为___________。
(3)暑假小华去海边游玩,发现中午阳光照射下沙滩烫脚而海水凉爽。请用本实验的结论解释这一现象:沙石和海水在阳光照射下___________相同,海水比热容比沙石大,质量相同的海水比沙石___________少。
25. 小明在做“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验,实验装置均相同如图甲、乙所示,燃料燃尽后试管内液体的温度随时间变化图像如图丙所示。
(1)实验中不需要控制___________(填字母)相等。
A. 燃料的质量 B. 加热时间
C. 试管内液体的质量 D. 试管中液体的种类
(2)可初步判断热值较大的是燃料___________(选填“a”或“b”)。
(3)另一组同学用同样的装置进行实验,在实验中两种燃料燃尽之前都使得水沸腾了,则___________(填“能”或“不能”)比较出两种燃料的热值。为避免这种情况的出现,请你提出一个改进建议:___________。
26. 小华学习电学知识后,做了一些电学实验。
(1)按图甲连接电路,连接电路时开关必须___________;开关闭合两灯都发光时,取下灯L1,可观察到L2___________现象。
(2)小华用电流表测量串联电路的电流,连接了如图乙所示电路,电路元件均完好且接触良好。
①闭合开关后发现灯泡L1和L2___________(填发光情况),原因是___________。
②小华发现问题后,拆除一根导线才完成实验,请在需要拆除的那一根导线上打“×”___________。
③改正错误后,闭合开关,电流表示数如图丙所示,测得的电流为___________A。
27. 楼房入口处新建了一条长6 m、高0.6 m的无障碍坡道(相当于斜面)。坐电动轮椅的爷爷沿坡道匀速上坡,电动轮椅的牵引力F=200 N,人和轮椅的总重共960 N,从坡道底端到达顶端用时10 s。求:
(1)轮椅上坡过程中做的有用功。
(2)牵引力做功的功率P。
(3)该斜面的机械效率。
28. 氢燃料电池公交车在南京溧水区示范运营,行驶过程只排出水、无尾气,成为“双碳”目标下的绿色出行新名片。某次运行中,一辆氢燃料电池公交车消耗氢0.6 kg(氢在燃料电池中与氧气反应,可视为完全燃烧放热)。已知氢的热值,水的比热容。求在这次运行中:
(1)0.6 kg氢完全反应释放的热量。
(2)反应释放的热量中有25%被100 kg的冷却水吸收,冷却水升高的温度。
(3)该燃料电池将反应释放的热量转化为电能的效率为50%,若这些电能全部用于驱动公交车,该公交车以28 kW的功率可匀速行驶___________min。
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