龙湖实验中学2022-2023学年度上学期第1次阶段检测试卷初三物理
一、单项选择题(共21分)
1. 如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A. 甲图中的物质具有流动性,但较难被压缩
B. 乙图中分子相距最近,分子间的作用力最小
C. 乙图中分子静止,甲、丙两图中分子在做热运动
D. 甲、乙、丙分别表示固体,液体,气体分子排列情况
2. 已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法正确的是( )
A. 将一块铜的质量减小一半,它的比热容减半
B. 质量相同的铜块和铝块,铜块的内能比铝块的内能小
C. 质量相同的铜块和铝块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多
D. 质量和初温都相等的铜块和铝块,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜块传给铝块
3. 下列诗句描述中涉及分子热运动的是( )
A. 逐舞飘轻袖,传歌共绕梁 B. 日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈
C. 月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠 D. 朱门酒肉臭,路有冻死骨
4. 某同学探究不同物质的吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图像,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A. 甲液体是水
B. 甲液体的比热容是
C. 质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D. 质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
5. 下列关于内能、热量和温度的说法,正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收热量
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体温度升高,内能一定增加
D. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
6. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B. 图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C. 图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D. 图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
7. 在如图所示的电路中,正确的说法是( )
A. 闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光
B. 闭合S1,S2,L1,L2都发光
C. S1,S2都断开,L1,L2都不发光
D. 闭合S2,断开S1,L1,L2都发光
二、填空题(共21分)
8. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个带电小球,甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁.如果丙带正电,则甲带________ 电,乙带________ 电,丁带________ 电.
9. 丝绸摩擦过的玻璃棒带__________电,是因为玻璃棒在摩擦的过程中__________(选填“失去”或“得到”)电子,若把它和不带电的验电器金属球接触,会发现验电器金属箔片张开,如图甲所示,若将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片闭合,如图乙所示,则此带电小球带______电。
10. 在标准大气压下将刚烧开的2L热水倒入保温瓶中,两天后小明估测水温约为50℃,则热水的质量为________kg,保温瓶中的水散失的热量约为__________J;汽车发动机经常利用水来循环冷却,这是利用了水___________的特点。(已知c水=4.2×103J/(kg·℃))
11. 热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成。钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 ___________的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 ___________能转化为 ___________能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。
12. 如图所示的电路中,要使灯L1、L2串联,应只闭合的开关是______;要使灯L1、L2并联,应闭合的开关是______;若同时闭合所有的开关,则电路______(选填“通路”“断路”或“短路”)。
13. 甲、乙两铁块,质量之比是2∶1,甲、乙吸收相同热量,甲温度升高了20℃,两铁块的比热容之比是_________,乙温度升高了_________℃;若甲、乙升高温度之比3∶2时,吸收热量之比为________。
14. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木材才能得到,则干木材的热值为______J/kg,干木材用掉一半后,剩余干木材的热值将_______(填“变大”“变小”或“不变”),干木材燃烧时发热,燃料干木材的_______转化为内能。
三、作图题(共7分)
15. 请在方框中画出对应的电路图。
16. 请你根据图甲的电路图,用笔画线表示导线,将图乙的实物连接补充完整。
( )
17. 如图是一个简化的玩具警车的电路图,若闭合两个开关,车走灯亮;若只闭合一个开关,可实现车走灯不亮,请将代表车走的电动机符号和车灯的符号填入虚线框中。
四、实验题(共20分)
18. 如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图______两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子处在______,图a为尽快达到实验目的,实验过程中______(选填“可以”或“不可以”)搅动量筒里的液体。
(2)图b和图______两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在______;
(3)图c实验表明,分子之间存在______。
(4)图d为尽快达到实验目的,可以用______水(选填“冷”或“热”)实验,原因是分子的热运动与______有关。
19. 在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)选用两个规格相同的电加热器,目的是使甲和乙两种液体在相等时间内______;
(2)实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较__________来判断吸热能力的强弱,这里应用的科学研究方法为______;
(3)通过实验,记录数据如上表所示。从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量关系为Q甲______ (选填“>”“=”或“<”)Q乙。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(4)分析实验数据可知_____(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强;
(5)图中能合理反映该实验结果的图像是______ (选填“A”“B”或“C”)
A. B. C.
20. 小刚和小强在组成串并联电路的实验中。
(1)在连接过程中,开关应该是______(选填“断开”或“闭合”)的;
(2)小刚连接了如图所示电路,如果合上开关,两个灯泡都将______(选填“不会发光”或“会被烧坏”),出现______(选填“断路”或“短路”)现象;
(3)小刚想将电路全部拆散,重新连接。小强认为只需拆除c这一根导线,就能成为两灯______(选填“串联”或“并联”)的正确电路;
(4)小强认为,在小刚连接的电路中,如果将e导线的F端移接到______端或______端,电路就能成为两灯并联的正确电路了。
五、计算题(共13分)
21. 一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了1.2×104m,消耗了0.15kg氢气,假设氢气完全燃烧,此过程中汽车受到的阻力为1.0×103N,求:(氢气的热值取1.4×108 J/kg)
(1)氢气完全燃烧产生的热量;
(2)汽车的牵引力做的功;
(3)汽车发动机的效率。(结果保留一位小数)
22. 小明家新买来一台燃气热水器,如图所示,该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的,假设该燃气热水器10秒内能放出1L、末温为50℃的热水,水的初温为15℃,某次洗漱时小明放了10s的水,该过程消耗了0.014m3的天然气(只有有水流出时,该热水器才会工作)[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)]。求:
(1)10s内放出的水吸收的热量;
(2)该过程中热水器加热水的效率;(假设该过程中天然气完全燃烧)
(3)若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供,需要完全燃烧0.049kg干木柴,则干木柴的热值。
六、综合能力题(共18分)
23. 老师用如图(a)所示实验装置,加热试管使水沸腾,发现试管上方小风车开始不停地转动。由此引出以下问题,请利用所学的知识回答。
(1)图(a)实验中能量转化方式与图(b)中汽油机的哪个冲程相同?______(选填序号)。
(2)图(b)中四个冲程的工作顺序是____________,其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有:______。(均选填序号)
(3)图(c)是柴油机的能流图,带“?”的是________带走的能量,这台柴油机的效率η=________。
(4)若某单缸四冲程汽油机的功率为36kW,做功冲程每次对外做800J,则在1s内该汽油机能完成______个做功冲程,此汽油机飞轮的转速为__________r/min。
24. 比较酒精和煤油这两种材料的热值,小明用图甲所示的装置进行实验,图中燃烧皿、烧杯a、b、温度计均完全相同,烧杯中盛有相同质量的水,实验时,分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和煤油,通过石棉网给烧杯加热,直至酒精和煤油完全烧尽。
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整。
燃料 加热前水温t1/℃ ①_____
10g酒精
②_____
(2)实验时,小明记下了各个时刻a、b烧杯中水温,绘制了图乙所示的图像,图像显示开始加热时水升温较慢,最可能的原因是____,由图像还可以初步判断_____的热值较大。
(3)实验后小明根据实验数据利用公式Q=cm△t算出了水吸收的热量,结合“10g酒精”这一数据,算出了酒精的热值,则算出的酒精热值_____(偏大/偏小/准确),你判断的理由是_____。
25. 阅读下面的短文,回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要,它具有安全、节能、环保等优点,如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空,真空不利于热量的传递。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
请回答以下问题:
(1)当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为__________能,将管内的水加热。这是通过__________的方式改变内能,玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)这台太阳能热水器的水箱容积为120L,那么水箱内装满水时,在一般的光照条件下,太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃,则水吸收的热量为__________J;[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]
(3)如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么热水器上集热器的面积至少要是___________m2。
答案和解析
一、单项选择题(共21分)
1. 如图所示是物质在三种不同状态下的分子模型,下列说法正确的是( )
A. 甲图中的物质具有流动性,但较难被压缩
B. 乙图中分子相距最近,分子间的作用力最小
C. 乙图中分子静止,甲、丙两图中分子在做热运动
D. 甲、乙、丙分别表示固体,液体,气体分子的排列情况
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲图表示液体分子的排列情况,液体具有流动性,但是较难被压缩,故A正确;
B.乙图表示固体分子的排列情况,固体分子相距最近,分子间的作力力最大,故B错误;
C.乙图表示固体分子的排列情况,固体、液体、气体的分子都在永不停息地做无规则热运动,故C错误;
D.甲、乙、丙图分别表示液体、固体、气体分子的排列情况,故D错误。
故选A。
2. 已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法正确的是( )
A. 将一块铜的质量减小一半,它的比热容减半
B. 质量相同的铜块和铝块,铜块的内能比铝块的内能小
C. 质量相同的铜块和铝块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多
D. 质量和初温都相等的铜块和铝块,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜块传给铝块
【答案】C
【解析】
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与质量无关,故将一块铜的质量减小一半,铜的比热容不变,故A错误;
B.影响物体内能的因素有物质的种类、质量、温度和状态,而选项中不确定铜块和铝块的温度,因此不确定二者内能大小关系,故B错误;
C.根据Δt=可知,质量相同的铜块和铝块,吸收相同的热量,铜的比热容较小,因此铜块升高的温度多,故C正确;
D.根据Δt=可知,质量相同的铜块和铝块,放出相同的热量,铜的比热容较小,因此铜块降低的温度多,铜块和铝块初温相同,则铜块的末温较低,所以热传递的方向是从温度较高的铝块传给温度较低的铜块,故D错误。
故选C。
3. 下列诗句描述中涉及分子热运动的是( )
A. 逐舞飘轻袖,传歌共绕梁 B. 日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈
C. 月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠 D. 朱门酒肉臭,路有冻死骨
【答案】D
【解析】
【详解】A.逐舞飘轻袖,传歌共绕梁描述了声音的传播,故A不符合题意;
B.日照澄洲江雾开,淘金女伴满江隈描述了太阳光照下,雾(液态的小水滴)汽化形成水蒸气,雾消失不见,故B不符合题意;
C.月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠中霜的形成是凝华现象,故C不符合题意;
D.朱门酒肉臭,路有冻死骨中“臭”是分子在不停地做无规则运动,故D符合题意。
故选D。
4. 某同学探究不同物质吸热能力,用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,获得如图所示的甲、乙升温与加热时间之间关系的图像,甲、乙两种液体中有一种是水,下列说法中正确的是( )
A. 甲液体是水
B. 甲液体的比热容是
C. 质量相同的甲、乙下降相同的温度,甲放出的热量多
D. 质量相同的甲、乙吸收相同的热量,乙升高的温度多
【答案】B
【解析】
【详解】A.从图中可以看到,当加热相同的时间,即吸收相同的热量时,乙升高的温度较小,并且两种液体质量相同,根据可知,乙的比热容较大,所以乙液体是水,A错误;
B.从图中可以看到,当升高相同温度时,乙的加热时间是甲的三倍,根据可知,质量也相同,乙的比热容是甲的三倍,即
B正确;
C.根据可知,质量相同的甲、乙下降相同的温度,由于乙的比热容较大,那么乙放出的热量多,C错误;
D.根据可知,质量相同的甲、乙吸收相同的热量,由于乙的比热容较大,那么乙升高的温度较小,D错误。
5. 下列关于内能、热量和温度的说法,正确的是( )
A. 物体温度升高,一定吸收热量
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体温度升高,内能一定增加
D. 发生热传递时,热量总是从内能大的物体传递到内能小的物体
【答案】C
【解析】
【详解】A.物体温度升高,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故A错误;
B.物体吸收热量,温度不一定升高;比如,在晶体的熔化和液体的沸腾时,物质虽然吸收热量但是温度不变,故B错误;
C.物体温度升高,物体内分子运动剧烈,内能一定增加,故C正确;
D.发生热传递时,热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,热传递传递的是热量不是温度,故D错误。
故选C。
6. 如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是( )
A. 图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B. 图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C. 图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D. 图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,活塞对空气做功,瓶内空气温度升高,空气的内能增加,故A错误;
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气对活塞做功,空气的内能减小,故B错误;
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,故C正确;
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气缸内气体的内能减少,故D错误。
故选C。
7. 在如图所示的电路中,正确的说法是( )
A. 闭合S1,断开S2,L1发光,L2不发光
B. 闭合S1,S2,L1,L2都发光
C. S1,S2都断开,L1,L2都不发光
D. 闭合S2,断开S1,L1,L2都发光
【答案】D
【解析】
【详解】由电路图知道只要闭合S1,就会造成短路,故AB错误;S1,S2都断开,电路中只有L1,且发光,故C错误;闭合S2,断开S1,L1,L2并联,且都发光,故D正确.
二、填空题(共21分)
8. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个带电小球,甲吸引乙,甲排斥丙,丙吸引丁.如果丙带正电,则甲带________ 电,乙带________ 电,丁带________ 电.
【答案】 ①. 正 ②. 负 ③. 负
【解析】
【详解】同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引;丙带正电,甲排斥丙,则甲一定带正电,甲吸引乙,则乙一定带负电,丙吸引丁,则丁一定带负电.
9. 丝绸摩擦过玻璃棒带__________电,是因为玻璃棒在摩擦的过程中__________(选填“失去”或“得到”)电子,若把它和不带电的验电器金属球接触,会发现验电器金属箔片张开,如图甲所示,若将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片闭合,如图乙所示,则此带电小球带______电。
【答案】 ①. 正 ②. 失去 ③. 负
【解析】
【详解】[1]物理学中规定:将丝绸摩擦过的玻璃棒所带电荷规定为正电荷,故丝绸摩擦过的玻璃棒带正。
[2]摩擦起电实质是电子的转移,电子所带电荷为负电荷,所以在摩擦起电过程中,失去电子的物体带正电荷,得到电子的物体带负电荷,丝绸摩擦过的玻璃棒带正电是因为玻璃棒在摩擦的过程中失去电子。
[3]若把带正电荷的玻璃棒和不带电的验电器金属球接触,会发现验电器金属箔片张开,此时验电器带上了正电荷,若将另一带电小球与验电器金属球接触,发现箔片闭合,验电器恢复到不带电的状态,说明带电小球与验电器所带电荷性质相反,即带电小球带负电。
10. 在标准大气压下将刚烧开的2L热水倒入保温瓶中,两天后小明估测水温约为50℃,则热水的质量为________kg,保温瓶中的水散失的热量约为__________J;汽车发动机经常利用水来循环冷却,这是利用了水___________的特点。(已知c水=4.2×103J/(kg·℃))
【答案】 ①. 2 ②. 4.2×105 ③. 比热容大
【解析】
【详解】[1]已知热水的体积为
热水的质量为
[2]在标准大气压下,水的沸点为100℃,故热水散失的热量为
[3]水的比热容较大,在同等情况下可以吸收更多的热量,常用来做发动机的冷却剂。
11. 热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术,热熔钻头采用耐磨、耐高温的硬质材料制成。钻头与薄板接触时,钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,用 ___________的方式(填“做功”或“热传递”),瞬间达到几千℃的温度,实现 ___________能转化为 ___________能,由于温度超过金属的熔点,钻头附近的金属迅速熔化,钻头继续施加向下的压力,几秒钟就在金属薄板上贯穿一个孔。
【答案】 ①. 做功 ②. 机械 ③. 内
【解析】
【详解】[1][2][3]钻头高速旋转,使钻头和薄板之间剧烈摩擦,这是通过做功的方式,使物体内能增大,温度升高,实现机械能转化为内能。
12. 如图所示的电路中,要使灯L1、L2串联,应只闭合的开关是______;要使灯L1、L2并联,应闭合的开关是______;若同时闭合所有的开关,则电路______(选填“通路”“断路”或“短路”)。
【答案】 ①. S3 ②. S1、S2 ③. 短路
【解析】
【详解】[1]要使灯泡L1、L2串联,即应将两只灯泡首尾相连接到电源两端,则由图知道,应只闭合的开关是S3。
[2]要使灯泡L1、L2并联,则应让电流分别流入两只灯泡,再汇合在同一导线中流回电源负极,则需闭合S1、S2,断开S3。
[3]若所有开关都闭合,电流将不经任何一只灯泡,直接从电源正极回到负极,会出现电源短路。
13. 甲、乙两铁块,质量之比是2∶1,甲、乙吸收相同的热量,甲温度升高了20℃,两铁块的比热容之比是_________,乙温度升高了_________℃;若甲、乙升高温度之比3∶2时,吸收热量之比为________。
【答案】 ①. 1∶1 ②. 40 ③. 3∶1
【解析】
【详解】[1]比热容是物质的特性,与物质的种类和状态有关,与质量、吸收的热量和温度变化量无关,根据题意知道,甲、乙均是铁块,所以,两物体的比热容之比是1∶1。
[2] 由知道,甲、乙升高的温度之比
根据题意知道
Δt甲=20℃
则乙升高的温度
Δt乙=2Δ甲=2×20℃=40℃
[3]若甲、乙升高温度之比为
则两物体吸收的热量之比为
14. 一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量相当于完全燃烧0.55kg的干木材才能得到,则干木材的热值为______J/kg,干木材用掉一半后,剩余干木材的热值将_______(填“变大”“变小”或“不变”),干木材燃烧时发热,燃料干木材的_______转化为内能。
【答案】 ①. 1.2×107 ②. 不变 ③. 化学能
【解析】
【详解】[1]根据题意知完全燃烧0.55kg的干木材放出的热量为6.6×106J。可得干木材的热值
[2]燃料的热值是燃料的特性,与燃料质量没有关系,故干木材用掉一半后,剩余干木材的热值将不变。
[3]燃料燃烧的过程就是将燃料的化学能转化为内能的过程,故干木材燃烧时发热,燃料干木材的化学能转化为内能。
三、作图题(共7分)
15. 请在方框中画出对应的电路图。
【答案】
【解析】
【详解】据实物图知道,从正极出发分两条支路,一支路经灯泡L2、开关S2;另一支路经灯泡L1,然后两路汇合共同经过开关S1回到电源负极,故电路图如下
16. 请你根据图甲的电路图,用笔画线表示导线,将图乙的实物连接补充完整。
( )
【答案】
【解析】
【详解】由电路图可知,两灯泡并联,开关S1位于干路,开关S2位于L2支路,从电源的正极出发,依次串联S1、L1回到电源的负极,然后把S2、L2串联后并联在L1两端,如下图所示:
17. 如图是一个简化的玩具警车的电路图,若闭合两个开关,车走灯亮;若只闭合一个开关,可实现车走灯不亮,请将代表车走的电动机符号和车灯的符号填入虚线框中。
【答案】
【解析】
【详解】闭合两个开关,车走灯亮;若只闭合一个开关,可实现车走灯不亮,说明电动机和小灯泡互不影响;
若上面圆圈为车灯,下面圆圈为电动机,只闭合一个开关S2,车不走,灯也不亮,只闭合一个开关S1,车不走,灯亮,若闭合两个开关,车走灯亮;则不符合题目中:闭合两个开关,车走灯亮;若只闭合一个开关,可实现车走灯不亮,
若上面圆圈为电动机,下面圆圈为车灯,即开关S2控制小灯泡,开关S1控制电动机,则只闭合一个开关S2,车不走,灯也不亮,只闭合一个开关S1,车走,灯不亮,若闭合两个开关,车走灯亮,符合题意,如图所示:
。
四、实验题(共20分)
18. 如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图______两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子处在______,图a为尽快达到实验目的,实验过程中______(选填“可以”或“不可以”)搅动量筒里的液体。
(2)图b和图______两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在______;
(3)图c实验表明,分子之间存在______。
(4)图d为尽快达到实验目的,可以用______水(选填“冷”或“热”)实验,原因是分子的热运动与______有关。
【答案】 ①. d ②. 永不停息的无规则运动中 ③. 不可以 ④. e ⑤. 吸引力 ⑥. 空隙 ⑦. 热 ⑧. 温度
【解析】
【详解】图a说明分子在不停的做无规则运动。
图b说明说明分子之间存在引力。
图c说明说明分子之间存在间隙
图d说明红墨水分子在扩散,分子在不停的做无规则运动。
图e说明分子之间存在引力。
(1)[1][2][3]图a和图d说明分子在不停的做无规则运动;为了证明分子是在运动的,不能用玻璃棒搅动。
(2)[4][5]图b和图e个实验形成实验现象的原因相同,说明分子之间存在引力。
(3)[6]图c说明分子之间存在间隙。
(4)[7][8]图d为尽快达到实验目的,可以用热水,因为热水的温度比较高,分子运动越距离,分子的热运动与温度有关。
19. 在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)选用两个规格相同的电加热器,目的是使甲和乙两种液体在相等时间内______;
(2)实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较__________来判断吸热能力的强弱,这里应用的科学研究方法为______;
(3)通过实验,记录数据如上表所示。从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲______ (选填“>”“=”或“<”)Q乙。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(4)分析实验数据可知_____(选填“甲”或“乙”)物质的吸热能力强;
(5)图中能合理反映该实验结果的图像是______ (选填“A”“B”或“C”)
A. B. C.
【答案】 ①. 吸收热量相等 ②. 升高的温度 ③. 转换法 ④. < ⑤. 甲 ⑥. B
【解析】
【详解】(1)[1]实验中选用两个规格相同的电加热器,根据转换法可知,使甲和乙两种液体在相等时间内吸收热量相等。
(2)[2][3]实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热;根据比较吸热能力的方法,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱,这种方法叫转换法。
(3)[4]通过表格数据知,从开始加热到42℃,甲、乙两种液体所用的加热时间分别为3分钟和4分钟,根据转换法,吸收热量的关系为Q甲小于Q乙。
(4)[5]由表中数据可知,吸收相同的热量,即加热3min,甲的温度升高12℃,乙的温度升高24℃,甲的吸热能力强。
(5)[6]由表中数据可知,加热相同时间,甲升温小,乙升温大,故B符合题意。
20. 小刚和小强在组成串并联电路的实验中。
(1)在连接过程中,开关应该是______(选填“断开”或“闭合”)的;
(2)小刚连接了如图所示电路,如果合上开关,两个灯泡都将______(选填“不会发光”或“会被烧坏”),出现______(选填“断路”或“短路”)现象;
(3)小刚想将电路全部拆散,重新连接。小强认为只需拆除c这一根导线,就能成为两灯______(选填“串联”或“并联”)的正确电路;
(4)小强认为,在小刚连接的电路中,如果将e导线的F端移接到______端或______端,电路就能成为两灯并联的正确电路了。
【答案】 ①. 断开 ②. 不会发光 ③. 短路 ④. 串联 ⑤. C ⑥. E
【解析】
【详解】(1)[1]为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态。
(2)[2][3]根据电路图可知,导线将电源两极直接连接起来,形成了电源短路,因此两个灯泡都不发光。
(3)[4]根据电路图可知,拆除c这一根导线,电流从电源正极依次经过两个灯泡回到电源负极,则两灯串联连接。
(4)[5][6]要使两灯成为并联的电路,则电流应从电源的正极出发,经开关分别流入两个灯泡、然后汇合回到电源的负极;则由图可知,应将e导线的F端移接到C端或E端,电路就能成为两灯并联的正确电路了。
五、计算题(共13分)
21. 一辆氢气动力试验汽车10min内在平直路面上匀速直线行驶了1.2×104m,消耗了0.15kg的氢气,假设氢气完全燃烧,此过程中汽车受到的阻力为1.0×103N,求:(氢气的热值取1.4×108 J/kg)
(1)氢气完全燃烧产生的热量;
(2)汽车的牵引力做的功;
(3)汽车发动机的效率。(结果保留一位小数)
【答案】(1)2.1×107J;(2)1.2×107J;(3)
【解析】
【详解】解:(1)氢气完全燃烧产生的热量
Q放=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J
(2)汽车匀速直线运动,牵引力和阻力是平衡力,牵引力
F=f=1.0×103N
牵引力所做的功
W=Fs=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J
(3)汽车发动机的效率
答:(1)氢气燃烧产生的热量为2.1×107J;
(2)汽车的牵引力做的功为1.2×107J;
(3)汽车发动机的效率为57.1%。
22. 小明家新买来一台燃气热水器,如图所示,该燃气热水器主要是利用天然气燃烧来加热水的,假设该燃气热水器10秒内能放出1L、末温为50℃的热水,水的初温为15℃,某次洗漱时小明放了10s的水,该过程消耗了0.014m3的天然气(只有有水流出时,该热水器才会工作)[q天然气=4.2×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg ℃)]。求:
(1)10s内放出的水吸收的热量;
(2)该过程中热水器加热水的效率;(假设该过程中天然气完全燃烧)
(3)若天然气完全燃烧产生的热量全部由干木柴来提供,需要完全燃烧0.049kg干木柴,则干木柴的热值。
【答案】(1)1.47×105J;(2);(3)1.2×105J/kg
【解析】
【详解】解:(1)燃气热水器10s内放出水的体积
V=100mL/s×10s=1000mL=1L=1×10-3m3
由知道,燃气热水器10s内放出水的质量
m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
10s内放出的水吸收的热量
(2)天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq天然气=0.014m3×4.2×107J/m3=5.88×105J
该过程中热水器加热水的效率
(3)根据题意知道,干木柴完全燃烧放出的热量
Q干木柴=Q放=5.88×105J
则干木柴的热值
答:(1)10s内放出的水吸收的热量为1.47×105J;
(2)该过程中热水器加热水的效率为25%;
(3)干木柴的热值为1.2×107J/kg。
六、综合能力题(共18分)
23. 老师用如图(a)所示实验装置,加热试管使水沸腾,发现试管上方的小风车开始不停地转动。由此引出以下问题,请利用所学的知识回答。
(1)图(a)实验中能量转化方式与图(b)中汽油机的哪个冲程相同?______(选填序号)。
(2)图(b)中四个冲程的工作顺序是____________,其中不需要靠飞轮的惯性来完成的冲程有:______。(均选填序号)
(3)图(c)是柴油机能流图,带“?”的是________带走的能量,这台柴油机的效率η=________。
(4)若某单缸四冲程汽油机的功率为36kW,做功冲程每次对外做800J,则在1s内该汽油机能完成______个做功冲程,此汽油机飞轮的转速为__________r/min。
【答案】 ①. 丙 ②. 丁乙丙甲 ③. 丙 ④. 废气 ⑤. 30% ⑥. 45 ⑦. 5400
【解析】
【详解】(1)[1]试管口冒出的温度较高的气体推动风车转动,将内能转化为机械能,这与热机做功冲程的能量转化情况相同。丙冲程是做功冲程。
(2)[2]四个工作冲程的顺序为:吸气、压缩、做功、排气。吸气冲程的特点是:进气门打开,为丁;排气冲程的特点是:排气门打开,为甲;做功冲程的特点是:两个气门都关闭,活塞向下运动,为丙;压缩冲程的特点为:两个气门都关闭,活塞向上运动。故四个冲程的工作顺序是丁乙丙甲。
[3]除了做功冲程能够提供动力外,其余三个冲程都需要飞轮的惯性来完成。
(3)[4]柴油机损失的能量主要是废气带走的能量。
[5]其效率为
(4)[6]1s时间内汽油机做的功为
1s时间内需要完成的做功冲程数是
[7]1s时间内完成45个做功冲程,即完成了45个工作循环,一个工作循环飞轮转2转,则1分钟内飞轮转的转数为
24. 比较酒精和煤油这两种材料的热值,小明用图甲所示的装置进行实验,图中燃烧皿、烧杯a、b、温度计均完全相同,烧杯中盛有相同质量的水,实验时,分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和煤油,通过石棉网给烧杯加热,直至酒精和煤油完全烧尽。
(1)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中①②两项内容漏写了,请你帮他补充完整。
燃料 加热前水温t1/℃ ①_____
10g酒精
②_____
(2)实验时,小明记下了各个时刻a、b烧杯中水温,绘制了图乙所示的图像,图像显示开始加热时水升温较慢,最可能的原因是____,由图像还可以初步判断_____的热值较大。
(3)实验后小明根据实验数据利用公式Q=cm△t算出了水吸收的热量,结合“10g酒精”这一数据,算出了酒精的热值,则算出的酒精热值_____(偏大/偏小/准确),你判断的理由是_____。
【答案】 ①. 燃料燃尽后水温t2/℃ ②. 10g煤油 ③. 铁圈、石棉网也吸收一部分热量 ④. b ⑤. 偏小 ⑥. 燃料无法完全燃烧且热量无法全部被吸收
【解析】
【详解】(1)[1]需要记录加热前后水的温度,用来计算水吸收的热量。
[2]根据控制变量法的思想,酒精和煤油的质量必须相等。
(2)[3][4]实验时,小明记下了各个时刻a、b烧杯中水温,绘制了图乙所示的图像,图像显示开始加热时水升温较慢,最可能的原因是铁圈、石棉网等也吸收了一部分热量;由图乙知,图线b的温度变化大,说明相同质量的酒精完全燃烧比煤油放出的热量少,则煤油的热值大。
(3)[5][6]由于酒精无法完全燃烧且燃烧放出热量不能被水全部吸收,即存在热损失,所以测出的酒精热值要小于书上给出的酒精的热值,因此本实验中算出的酒精热值不可靠。
25. 阅读下面的短文,回答问题
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要,它具有安全、节能、环保等优点,如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空,真空不利于热量的传递。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
请回答以下问题:
(1)当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为__________能,将管内的水加热。这是通过__________的方式改变内能,玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度_________(选填“变大”、“不变”或“变小”);
(2)这台太阳能热水器的水箱容积为120L,那么水箱内装满水时,在一般的光照条件下,太阳能每天可将满箱20℃的水加热到70℃,则水吸收的热量为__________J;[水的比热容是4.2×103 J(kg·℃)]
(3)如果热水器上的集热器对太阳能的利用效率为40%,在与阳光垂直的地球表面上每平方米得到的太阳辐射功率约为P=1400W。如果将整箱水的温度从20℃加热到70℃,需要阳光照射5h,那么热水器上集热器的面积至少要是___________m2。
【答案】 ①. 内 ②. 热传递 ③. 变小 ④. 2.52×107 ⑤. 2.5
【解析】
【详解】(1)[1][2]当太阳光入射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,水吸热,温度升高内能增大,属于通过热传递的方式改变内能。
[3]玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大,质量不变,根据可得,密度变小。
(2)[4]水箱里的水的体积为
水的质量为
水吸收的热量为
(3)[5]假设集热器的面积为S,这台太阳能热水器获得的辐射功率为
由可得,太阳照射5h获得的太阳能为
由可得
因此热水器集热器的面积为