陕西省西安三中2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试卷
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.如图所示为等刻度的轻质杠杆,在A处挂一个重为2牛的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力( )
A.可能是2牛 B.可能是0.5牛 C.一定是1牛 D.一定是4牛
【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法
【解析】【解答】设杠杆每一格长度是L, 当B处的作用力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,
由杠杆平衡条件可得:FALA=FBLB,
即:2N×2L=FB×4L,
解得:FB=1N。
当作用在B处的力与杠杆不垂直时,力臂小于4L,那么作用在B点的作用力大于1N,
因此要使杠杆平衡,作用在B处的力F≥1N,
故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据力臂的定义分析作用在B点作用力的力臂变化,再结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
2.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力
②组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力
④使用滑轮组有时既能省力又能改变力的方向
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向
⑥使用动滑轮有时可能不省力
A.①③④ B.②⑤⑥ C.④⑥ D.②④⑥
【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】 ①定滑轮实质是个等臂杠杆,不省力也不省距离,但是使用过程中还有摩擦力的存在,肯定会比直接提升物体费力,故①错误;
②组成滑轮组时,滑轮组中定滑轮和动滑轮的个数不一定相等,根据需要安排滑轮的个数,故②错误; ③使用只有两股绳子的滑轮组时,就不比动滑轮省力,还要费力,故③错误;
④⑤滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,当物重远大于动滑轮重和摩擦力时,它要省力,可以改变力的方向,当物重小于等于动滑轮重和摩擦力时,滑轮组就不能省力,可 以改变力的方向,故④正确,⑤错误;
⑥使用动滑轮时,拉力不但承担物体重力,还要承担动滑轮重和摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,故⑥正确。
那么正确的是④⑥。
故选C。
【分析】根据对滑轮和滑轮组的特点的认识判断。
3.成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持就能功到自然成。从物理的角度分析( )
①力改变了石头的形状
②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力
③水滴加速下落过程中水滴的机械能守恒
④水滴匀速下落过程,重力对水滴做了功
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;是否做功的判断
【解析】【解答】①石穿,即力改变石头的形状,故①正确;
②根据相互作用力的知识可知,水滴对石头施加力,石头也对水滴施加力,故②错误;
③水滴加速下落时,与空气摩擦消耗机械能,因此机械能不守恒;
④水滴下落时,重力向下,且在力的方向上通过距离,因此重力对水滴做功,故④正确。
故选B。
【分析】①力的作用效果包括:①改变物体形状;②改变物体的运动状态;
②根据力的作用的相互性分析;
③做功两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
4.甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,甲汽车的重是乙汽车的2倍,甲汽车的速度是乙汽车的2倍,若汽车受到的阻力是汽车自重的,则两汽车的功率之比为( )
A.1:4 B.4:1 C.2:1 D.1:2
【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,甲汽车的重是乙汽车的2倍,
则f甲:f乙=;
根据平衡力的知识可知,汽车受到的牵引力等于阻力,
即F甲:F乙=2:1,
甲的速度是乙的速度的2倍,
根据P=Fv可知,二者的功率之比:P甲:P乙=(F甲×v甲):(F乙×v乙)=(2×2):(1×1)=4:1.
故选B。
【分析】首先根据f=计算汽车受到的阻力,再根据平衡力的知识计算牵引力,最后根据P=Fv计算二者的功率之比。
5.如图甲所示的是人造地球卫星随火箭加速上升的情景;如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景,离地球最近的点叫近地点,离地球最远的点教远地点。下列说法正确的是( )
A.图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的动能转化为重力势能
B.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,其机械能减小
C.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,其重力势能增大,速度减小
D.在甲、乙两图中,人造地球卫星的机械能都不变
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的质量不变,速度增大,则动能增大;质量不变,高度增大,则重力势能增大,那么二者不存在转化关系,故A错误;
B.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,质量不变,高度减小,则重力势能减小;速度增大,则动能增大,但是二者的和保持不变,即机械能守恒,故B错误;
C.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,质量不变,高度变大,则重力势能变大。因为机械能守恒,所以动能变小,则速度变小,故C正确;
D.在甲图中,人造地球卫星的机械能增大;乙图中,人造卫星的机械能不变,故D错误。
故选C。
【分析】动能与质量和速度有关,而重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
6.用相同的电热棒分别给甲、乙两种液体加热(c甲=2c乙),两种液体每秒吸收热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种液体每秒吸收的热量不同
B.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
C.甲、乙两种液体的质量之比是3:2
D.如果相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,乙放出的热量比甲多
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A.相同的电热棒加热的电功率相等,根据Q=W=Pt可知,在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,故A错误;
B.根据图片可知,同时加热120s,甲的温度变化是:80℃-60℃=20℃,乙的温度变化:60℃-0℃=60℃,所以甲升高的温度小于乙升高的温度,故B错误;
C.在0~120s时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量Q甲=Q乙,因为c甲=2c乙,
根据得到,m甲:m乙=,
故C正确;
D.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,且c甲=2c乙,根据Q=cmΔt可知,甲放出的热量多,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据W=Pt比较产生热量多少;
(2)根据图像比较甲升高的温度和乙甲升高的温度的大小关系;
(3)根据计算二者的质量之比;
(4)根据Q=cmΔt分析解答。
7.初温相等的甲、乙两物体。甲、乙的质量、比热容分别为m甲、m乙、c甲、c乙,在放出相同热量后相接触,热量从甲传到乙,则下列情况中不可能的是( )
A.m甲<m乙、c甲<c乙 B.m甲>m乙、c甲<c乙
C.m甲>m乙、c甲>c乙 D.m甲<m乙、c甲>c乙
【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】热量从甲传到乙,说明放出相同的热量后,甲的终末温度高度高于乙的终末温度,
而甲、乙的初温相等,
根据△t=t0-t可知,即甲温度的变化量Δt甲<Δt乙。
根据热量公式Q=cmΔt得到:c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙。
那么c甲m甲>c乙m乙。
A.若m甲<m乙、c甲<c乙,则c甲m甲<c乙m乙,与题意不符,故A符合题意;
B.若m甲>m乙、c甲<c乙,则存在c甲m甲<c乙m乙、c甲m甲=c乙m乙、c甲m甲>c乙m乙三种可能,故B不合题意;
C.若m甲>m乙、c甲>c乙,则c甲m甲>c乙m乙,故C不合题意;
D.若m甲<m乙、c甲>c乙,则存在c甲m甲<c乙m乙、c甲m甲=c乙m乙、c甲m甲>c乙m乙三种可能,即故D不合题意。
故选A。
【分析】热量总是从高温物体向低温物体传递,据此推测二者温度变化量的大小关系,接下来根据Q=cmΔt对各个选项进行分析判断。
8.下面是小强同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断其中不正确的是( )
A.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
B.电蚊拍具有灭蚊和照明功能,灭蚊网和照明灯有时同时工作,有时单独工作,它们是并联的
C.厨房中的抽油烟机装有照明灯和电动机,它们有时同时工作,有时单独工作,它们是并联的
D.一般家庭中都要安装几盏照明灯和其他用电器,使用时互不影响,它们是并联的
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】A.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,且一个损坏,其它的照常工作,即不相互影响,应该为并联,故A错误符合题意;
B.电蚊拍具有灭蚊和照明功能,灭蚊网和照明灯有时同时工作,有时单独工作,则它们不相互影响,应该为并联,故B正确不合题意;
C.厨房中的抽油烟机装有照明灯和电动机,它们有时同时工作,有时单独工作,则它们不相互影响,应该为并联,故C正确不合题意;
D.一般家庭中都要安装几盏照明灯和其他用电器,使用时互不影响,则它们不相互影响,应该为并联,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】用电器相互影响为串联,不相互影响为并联。
9.将两只灯泡分别接在甲、乙两个电路中,以下实验现象不可能的是( )
A.在甲电路中,当L1和L2都发光时,取下L1后,L2会熄灭
B.在甲电路中用导线连接L1的两个接线柱,接通电路后,L1不发光L2发光
C.在乙电路中,当L1和L2都发光时,取下L1后,L2不会熄灭
D.在乙电路中用导线连接L1的两个接线柱,接通电路后,L1不发光L2发光
【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析;电路的动态分析
【解析】【解答】A.在甲电路中,当L1和L2都发光时,二者为串联,则它们相互影响,即取下L1后,L2会熄灭,故A正确不合题意;
BD.在甲电路中用导线连接L1的两个接线柱,会将灯泡L1短路,则接通电路后,L1不发光L2发光,故B正确不合题意;
C.在乙电路中,当L1和L2都发光时,二者为并联,即二者不相互影响,则取下L1后,L2不会熄灭,故C正确不合题意;
D.在乙电路中用导线连接L2的两个接线柱,接通电路后灯泡L2被短路,则L1发光L2不发光,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】根据图片确定电器元件的串并联关系,再结合串并联电路的特点对各个选项进行判断。
10.(2021九上·滨海期中)如图所示,某微型吸尘器电路中有两个开关,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2只控制吸尘电动机M,下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】A.从A选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1是在干路中,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2和照明灯L串联,开关S2只控制照明灯L,这与题意不符合,A不符合题意;
B.从B选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1是在干路中,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2和吸尘电动机M串联,开关S2只控制吸尘电动机M,这与题意相符合,B符合题意;
C.从C选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S2是在干路中,开关S2同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S1和照明灯L串联,开关S1只控制照明灯L,这与题意不符合,C不符合题意;
D.从D选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1和照明灯L串联,开关S1只控制照明灯L,开关S2和吸尘电动机M串联,开关S2只控制吸尘电动机M,这与题意不符合,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】各用电器可以独立工作的电路是并联电路。
二、填空与作图题(共7个小题,每空1分,每图2分,计22分)
11.如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了 (选填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 (选填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更 (选填“省力”或“费力”)。
【答案】粗;轮轴;斜面;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,相当于一个省力杠杆,支点在轴,螺丝施加阻力,而动力作用在手柄上。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力;
(2)螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面;螺丝钉螺纹密、螺线长,相当于斜面较长,则拧起来越省力。
【分析】 (1)由轮和轴组成的,能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。轮轴是一种省力机械,支点在轴心;
(2)螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度,斜面是一种变形的杠杆。
12.如图所示,若物体A重1500N,物体A与地面间摩擦力是90N,不计滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦。当绳子自由端移动3m,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,拉力F= N,物体A移动 m。
【答案】30;1
【知识点】滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知,承担拉力的绳子段数n=3,则自由端的拉力,那么物体A移动的距离为:。
【分析】当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端的拉力,根据s=ns物计算物体A移动的距离。
13.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向缸内喷水,水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气,水蒸气推动活塞继续做功。这样燃烧同样的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的 。水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的温度 ,其内能 。这种内燃机的第六冲程是 冲程。
【答案】效率;降低;减小;排气
【知识点】热机
【解析】【解答】(1)在第四冲程结束后,水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气,水蒸气推动活塞继续做功,此时增大了有用功,减小了热量的损失,因此提高了热机的效率;
(2)水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的温度降低,内能减小;
(3)内燃机的最后一个冲程是将做功完成的废气排出去,为下个工作循环做好准备,因此第六个冲程为排气冲程。
【分析】(1)根据影响热机效率的因素的知识解答;
(2)物体对外界做功时,内能减小,温度降低;外界对物体做功时,内能增大,温度升高;
(3)根据内燃机的最后一个冲程的作用分析解答。
14.如图所示,要使灯L1和L2串联,应闭合开关 ,要使灯L1和L2并联,应闭合开关 ,为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关 。
【答案】S3;S1、S2;S1、S2、S3
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】(1)要使灯L1和L2串联,应闭合开关S3,如下图所示:
(2)要使灯L1和L2并联,应闭合开关 S1、S2 ,如下图所示:
(3)为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关 S1、S2、S3 ,如下图所示:
【分析】(1)(2)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(3)电流不经过用电器,从电源正极直接流回负极叫短路。
15.随着我国北斗导航组网成功,北斗导航已逐步走进人们的生活。如图甲所示无人驾驶插秧机使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,飞轮转速是60r/s.则汽油机每秒钟进行 个冲程;某段时间插秧机消耗汽油0.21kg,汽油完全燃烧放出的热量是 J;若这些热量完全被46kg、初温为15℃的水吸收,则水温升高 ℃。[q汽油=4.6×107kg、c水=4.2×103J/(kg ℃),ρ水=1.0×103kg/m3]。
【答案】120;9.66×106;50
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机
【解析】【解答】(1)飞轮转速60r/s,即飞轮1s转动60圈,则燃气对外做功:60÷2=30次,完成:4×30=120个冲程;
(2)完全燃烧0.21kg汽油,放出的热量Q=mq汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J,
(3)根据Q=c水m水Δt得到:9.66×106J=4.2×103J/(kg ℃)×46kg×Δt,
解得:Δt=50℃;
则水升高的温度Δt=50℃。
【分析】(1)飞轮每转动2圈,燃气对外做功1次,完成4个冲程;
(2)根据公式Q=mq汽油计算汽油放出的热量;
(3)根据Q=c水m水Δt计算水升高的温度。
16.甲、乙两种物质的比热容之比是2:1,质量之比是3:1,若它们升高相等的温度,则他们吸收的热量之比是 ;若它们吸收的热量相等,则甲、乙升高的温度之比为 。
【答案】6:1;1:6
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】(1)根据Q=cm△t可知,甲和乙吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(2×3×1):(1×1×1)=6:1;
(2)根据可知,甲和乙的升高温度之比为:
【分析】(1)根据Q=cm△t计算二者吸收热量之比;
(2)根据计算二者的升高温度之比;
17.图中,请画出要使硬棒OAB保持平衡时所需的最小力F的示意图及其力臂l;
【答案】
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】根据图片可知,杠杆的支点为O,到O点距离最长的点为B点,则连接OB为最长的动力臂。然后通过B点作OB的垂线,在向上的方向上标上箭头标上最小的动力F,如下图所示:
【分析】当以杠杆支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长,此时动力最小。
18.如图1所示由实物电路,请在图2所示方框内画出对应的电路图。
【答案】
【知识点】根据实物图画电路图
【解析】【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,开关S1在干路上,S2串联在L2的支路上。
①从电源正极出发,依次连接开关S1,开关S2,灯泡L2,然后回到电源负极;
②分流点在S1和S2之间,汇流点在L2和负极之间,最后将灯泡L1连接在这两点之间即可,如下图所示:
【分析】根据图1确定电路的串并联关系,以及并联电路的分流点和汇流点的位置,先画好一个支路,再将另一支路连接在这两点之间即可。
三、实验与探究题(共4小题,每空1分,计22分)
19.观察如图所示的四个情景,分析并回答:
(1)甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能 。
(2)乙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在 。
(3)丙图中红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高, 。
(4)丁图为热机的一个冲程,其能量转化情况是 。
【答案】(1)变大
(2)引力
(3)分子无规则运动越剧烈
(4)内能转化为机械能
【知识点】做功改变物体内能;能量的转化或转移;分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】(1)甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的内能变大。
(2)乙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在引力。
(3)丙图中红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈。
(4)丁图中,火花塞打火,应该为做功冲程,其能量转化情况是内能转化为机械能。
【分析】(1)外界对物体做功,物体的内能增大;
(2)根据分子之间存在引力分析;
(3)根据分子运动与温度的关系解答;
(4)热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
20.如图是“探究影响动能大小因素”的实验,钢球从斜面上由静止滚下,撞击水平长木板上的木块
(1)本实验采用的实验方法是 和 。
(2)实验中通过观察 来判断 的动能大小。
(3)比较甲、乙两图,以研究动能大小与 的关系。
【答案】(1)控制变量法;转换法
(2)木块移动的距离;钢球
(3)速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)在实验过程中,探究质量对动能的影响时,控制小球的速度相同,即使用了控制变量法。将小球的动能大小转化为木块移动距离的大小,即使用了转换法。
(2)实验中通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小;
(3)根据图片可知,甲和乙中小球在斜面上的高度不同,则小球的速度不同,那么探究动能大小与速度的关系。
【分析】(1)根据实验过程和设计思想确定使用的研究方法;
(2)小球撞击木块,木块克服摩擦力在水平面上做功。根据W=fs可知,木块运动的距离越大,则克服摩擦力做功越多,那么小球的动能越大;
(3)根据图片确定哪个因素不同即可。
21.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用杠杆质量分布均匀,所用钩码质量均为50g。
(1)实验前没有挂钩码时发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,应在杠杆右端B处挂同样的钩码 个。
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议,其主要原因为 ____。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,则该杠杆的质量 g。然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,即可完成“杆秤”的制作。
【答案】(1)右;3
(2)C
(3)100;150;600
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①杠杆右端高,则杠杆右端较轻,应将杠杆向右端调节;
设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:nG×4L=4G×3L,所以n=3;
(2)实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故选C;
(3)①根据丙图可知,此时杠杆的重心到支点的距离为3L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:3×0.5N×2L=m×10N/kg×3L,
解得:m=0.1kg=100g;
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g;
③小明在图丁的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m',由杠杆的平衡条件可知:m'g×2L=3m钩码g×8L,解得:m'=12m钩码=12×50g=600g。
【分析】(1)①平衡螺母总是向轻的那端调节;
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答;
(2)根据图片乙分析支点左侧力和力臂的数量变化即可;
(3)①根据丙图确定阻力臂的长度,然后根据F1L1=F2L2计算杠杆的质量;
②根据图片分析吊牌质量与右边三个钩码质量的关系;
③根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
22.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等
(1)比较燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的(选填“温度计升高的度数”或“加热时间”)。
(2)比较物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验,物质吸收热量的多少是通过 来反映的(选填“温度计升高的度数”或“加热时间”)。
(3)a、b两种液体吸收热量后温度随时间变化的图像如图丁所示,由图像可以看出, 液体的温度升高得较快;升高相同的温度时, 液体吸收热量多。
(4)通过研究不同物质的吸热能力,小明终于明白沿海地区炎热晴朗的白天,通常形成的是 (选填“海风”或“陆风”)。
【答案】(1)甲、乙;温度计升高的度数
(2)甲、丙;加热时间
(3)a;b
(4)海风
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)为了比较不同燃料的热值,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt可知,液体升温越高,则燃料完全燃烧放出的热量越多,这种燃料热值越大,故应选择甲、乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过温度计示数的变化来反映的;
(2)比较不同物质吸热能力,需要使燃料种类相同,被加热物质不同,由图可知应选择甲、丙两图进行实验;
用两个相同的加热器来进行加热的目的是在相同时间使物质吸收相同的热量,根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(3)如图丁所示,都升高60℃,a需要加热10min,b需要加热20min,则a液体的温度升高得较快。升高相同的温度时,b液体需要加热的时间长,所以b液体吸收热量多;
(4)由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温的快慢不同,从而使空气形成对流,白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,会上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风。
【分析】(1)为了比较热值大小,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt可知,液体升温越高,则燃料完全燃烧放出的热量越多,这种燃料热值越大,据此分析;
(2)根据控制变量法分析比较不同物质吸热升温时,需要选择哪两个图进行实验;
比较物质吸热能力用相同质量的不同物质做实验;我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(3)根据两种物质的温度随时间变化的图象分析解答;
(4)根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海风的形成过程。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体,所用拉力为200N,不计绳重和摩擦,求:
(1)提升重物时做的有用功为多少?
(2)拉力的功率;
(3)若物重为1080N,则滑轮组的机械效率是多大?
【答案】(1)解:有用功:W有=Gh=480N×3m=1440J;
答:提升重物时做的有用功为1440J;
(2)解:拉力做的总功:W总=Fs=200N×9m=1800J;
由图可知n=6,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×3m=3m,
则滑轮组的机械效率:;
拉力做功的功率:;
答:拉力的功率为180W;
(3)解:因为不计绳重和摩擦时F=(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF﹣G=3×200N﹣480N=120N,
则物重为1080N时,则滑轮组的机械效率:==。
答:若物重为1080N,则滑轮组的机械效率为90%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据 W有=Gh计算滑轮组做的有用功;
(2)根据 W总=Fs计算拉力做的总功,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,根据 计算滑轮组的机械效率,根据 ; 计算拉力的功率。
(3)当拉力为200N,首先根据 F=(G+G动) 计算动滑轮的重力,在根据计算物体重力为1080N时滑轮组的机械效率。
24.一辆油电混合动力轿车,仅凭汽油发动机提供动力,这辆车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了140s,此时汽车动能为2×105J。当驾驶员看到前方有停车检查标志,立即松开汽车的加速踏板(油门),并启动储能装置将动能转化为电能,共有1.2×105J的电能储存到蓄电池中。已知:汽油发动机输出功率为3×104W,燃油的热值为q=4.2×107J/kg,求:
(1)轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小?
(2)汽车匀速行驶时,汽油发动机的效率?
(3)减速过程中存储装置的储能效率?(储存的电能占减少动能的比例)
【答案】(1)解:根据可知轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受的牵引力,
汽车处于平衡状态,所受阻力f=F牵=1500N;
答:轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小为1500N;
(2)解:汽油发动机所做的有用功W有用=Pt=3×104W×140s=4.2×103J,
燃料完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.2×103J/kg×400×10﹣3kg=1.68×106J,
汽油发动机的效率;
答:汽车匀速行驶时,汽油发动机的效率为25%;
(3)解:减速过程中存储装置的储能效率。
答:减速过程中存储装置的储能效率为60%。
【知识点】功率的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)根据公式 计算轿车受到的牵引力;
(2)根据 W有用=Pt 计算发动机做的有用功,根据Q放=qm 计算燃料放出的热量,根据 计算发动机的效率。
(3)根据 计算减速过程中的储能效率
陕西省西安三中2023-2024学年九年级上学期第一次月考物理试卷
一、选择题(共10小题,每小题2分,计20分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.如图所示为等刻度的轻质杠杆,在A处挂一个重为2牛的物体,若要使杠杆在水平位置平衡,则在B处施加的力( )
A.可能是2牛 B.可能是0.5牛 C.一定是1牛 D.一定是4牛
2.下列关于滑轮和滑轮组的说法中,完全正确的一组是( )
①使用定滑轮一定既不省力也不费力
②组成滑轮组时,动滑轮和定滑轮的数目一定要相等
③使用滑轮组一定比使用动滑轮省力
④使用滑轮组有时既能省力又能改变力的方向
⑤使用滑轮组总是既省力又改变力的方向
⑥使用动滑轮有时可能不省力
A.①③④ B.②⑤⑥ C.④⑥ D.②④⑥
3.成语“水滴石穿”,比喻力量虽小,但只要坚持就能功到自然成。从物理的角度分析( )
①力改变了石头的形状
②水滴冲击石头时,石头对水滴没有作用力
③水滴加速下落过程中水滴的机械能守恒
④水滴匀速下落过程,重力对水滴做了功
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
4.甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,甲汽车的重是乙汽车的2倍,甲汽车的速度是乙汽车的2倍,若汽车受到的阻力是汽车自重的,则两汽车的功率之比为( )
A.1:4 B.4:1 C.2:1 D.1:2
5.如图甲所示的是人造地球卫星随火箭加速上升的情景;如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景,离地球最近的点叫近地点,离地球最远的点教远地点。下列说法正确的是( )
A.图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的动能转化为重力势能
B.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,其机械能减小
C.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,其重力势能增大,速度减小
D.在甲、乙两图中,人造地球卫星的机械能都不变
6.用相同的电热棒分别给甲、乙两种液体加热(c甲=2c乙),两种液体每秒吸收热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两种液体每秒吸收的热量不同
B.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
C.甲、乙两种液体的质量之比是3:2
D.如果相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,乙放出的热量比甲多
7.初温相等的甲、乙两物体。甲、乙的质量、比热容分别为m甲、m乙、c甲、c乙,在放出相同热量后相接触,热量从甲传到乙,则下列情况中不可能的是( )
A.m甲<m乙、c甲<c乙 B.m甲>m乙、c甲<c乙
C.m甲>m乙、c甲>c乙 D.m甲<m乙、c甲>c乙
8.下面是小强同学对身边的一些电路工作情况进行观察分析得出的判断其中不正确的是( )
A.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,它们是串联的
B.电蚊拍具有灭蚊和照明功能,灭蚊网和照明灯有时同时工作,有时单独工作,它们是并联的
C.厨房中的抽油烟机装有照明灯和电动机,它们有时同时工作,有时单独工作,它们是并联的
D.一般家庭中都要安装几盏照明灯和其他用电器,使用时互不影响,它们是并联的
9.将两只灯泡分别接在甲、乙两个电路中,以下实验现象不可能的是( )
A.在甲电路中,当L1和L2都发光时,取下L1后,L2会熄灭
B.在甲电路中用导线连接L1的两个接线柱,接通电路后,L1不发光L2发光
C.在乙电路中,当L1和L2都发光时,取下L1后,L2不会熄灭
D.在乙电路中用导线连接L1的两个接线柱,接通电路后,L1不发光L2发光
10.(2021九上·滨海期中)如图所示,某微型吸尘器电路中有两个开关,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2只控制吸尘电动机M,下列电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
二、填空与作图题(共7个小题,每空1分,每图2分,计22分)
11.如图所示是用螺丝刀拧螺丝的情景,手柄 (选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力,这是运用了 (选填“斜面”或“轮轴”);螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于 (选填“斜面”或“轮轴”),螺纹密一些的螺丝钉拧起来更 (选填“省力”或“费力”)。
12.如图所示,若物体A重1500N,物体A与地面间摩擦力是90N,不计滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦。当绳子自由端移动3m,则沿水平方向匀速拉动物体A前进时,拉力F= N,物体A移动 m。
13.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立刻向缸内喷水,水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气,水蒸气推动活塞继续做功。这样燃烧同样的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的 。水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的温度 ,其内能 。这种内燃机的第六冲程是 冲程。
14.如图所示,要使灯L1和L2串联,应闭合开关 ,要使灯L1和L2并联,应闭合开关 ,为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关 。
15.随着我国北斗导航组网成功,北斗导航已逐步走进人们的生活。如图甲所示无人驾驶插秧机使用北斗导航,农民只需在作业前进行相关设定,飞轮转速是60r/s.则汽油机每秒钟进行 个冲程;某段时间插秧机消耗汽油0.21kg,汽油完全燃烧放出的热量是 J;若这些热量完全被46kg、初温为15℃的水吸收,则水温升高 ℃。[q汽油=4.6×107kg、c水=4.2×103J/(kg ℃),ρ水=1.0×103kg/m3]。
16.甲、乙两种物质的比热容之比是2:1,质量之比是3:1,若它们升高相等的温度,则他们吸收的热量之比是 ;若它们吸收的热量相等,则甲、乙升高的温度之比为 。
17.图中,请画出要使硬棒OAB保持平衡时所需的最小力F的示意图及其力臂l;
18.如图1所示由实物电路,请在图2所示方框内画出对应的电路图。
三、实验与探究题(共4小题,每空1分,计22分)
19.观察如图所示的四个情景,分析并回答:
(1)甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时,空气的内能 。
(2)乙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在 。
(3)丙图中红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高, 。
(4)丁图为热机的一个冲程,其能量转化情况是 。
20.如图是“探究影响动能大小因素”的实验,钢球从斜面上由静止滚下,撞击水平长木板上的木块
(1)本实验采用的实验方法是 和 。
(2)实验中通过观察 来判断 的动能大小。
(3)比较甲、乙两图,以研究动能大小与 的关系。
21.在“探究杠杆平衡条件”的实验中,所用杠杆质量分布均匀,所用钩码质量均为50g。
(1)实验前没有挂钩码时发现杠杆右端高,要使杠杆在水平位置平衡,可将杠杆右端的平衡螺母向 (选填“左”或“右”)调节。调节平衡后,如图甲所示,在杠杆的左边A处挂四个钩码,应在杠杆右端B处挂同样的钩码 个。
(2)实验中小明发现用图乙所示的方式悬挂钩码,杠杆也能在水平位置平衡,但老师建议,其主要原因为 ____。
A.一个人无法独立操作
B.不方便测量力臂
C.力和力臂数目过多,不易得出结论
D.杠杆受力不平衡
(3)完成实验后小明突发奇想,想利用该杠杆(重心位于O点)制作一个可以直接测量质量的“杆秤”。
①如图丙所示,以杠杆上的A点为支点,当在C位置挂3个钩码,则该杠杆的质量 g。然后小明将C位置的3个钩码取下,挂到右侧作为“秤砣”。
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,小明应在图丙C位置处装配一质量为 g的吊盘。
③接着小明在图丁的D位置标记上该“杆秤”能测的最大质量 g,并将其它质量数均匀标记在AD之间的刻度线上,即可完成“杆秤”的制作。
22.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等
(1)比较燃料的热值,应选择 两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过 来反映的(选填“温度计升高的度数”或“加热时间”)。
(2)比较物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验,物质吸收热量的多少是通过 来反映的(选填“温度计升高的度数”或“加热时间”)。
(3)a、b两种液体吸收热量后温度随时间变化的图像如图丁所示,由图像可以看出, 液体的温度升高得较快;升高相同的温度时, 液体吸收热量多。
(4)通过研究不同物质的吸热能力,小明终于明白沿海地区炎热晴朗的白天,通常形成的是 (选填“海风”或“陆风”)。
四、综合题(共2小题,计16分)
23.用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体,所用拉力为200N,不计绳重和摩擦,求:
(1)提升重物时做的有用功为多少?
(2)拉力的功率;
(3)若物重为1080N,则滑轮组的机械效率是多大?
24.一辆油电混合动力轿车,仅凭汽油发动机提供动力,这辆车在平直公路上以20m/s的速度匀速行驶了140s,此时汽车动能为2×105J。当驾驶员看到前方有停车检查标志,立即松开汽车的加速踏板(油门),并启动储能装置将动能转化为电能,共有1.2×105J的电能储存到蓄电池中。已知:汽油发动机输出功率为3×104W,燃油的热值为q=4.2×107J/kg,求:
(1)轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小?
(2)汽车匀速行驶时,汽油发动机的效率?
(3)减速过程中存储装置的储能效率?(储存的电能占减少动能的比例)
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】杠杆的平衡条件;力臂的画法
【解析】【解答】设杠杆每一格长度是L, 当B处的作用力与杠杆垂直时,力臂最大,此时作用力最小,
由杠杆平衡条件可得:FALA=FBLB,
即:2N×2L=FB×4L,
解得:FB=1N。
当作用在B处的力与杠杆不垂直时,力臂小于4L,那么作用在B点的作用力大于1N,
因此要使杠杆平衡,作用在B处的力F≥1N,
故A正确,B、C、D错误。
故选A。
【分析】根据力臂的定义分析作用在B点作用力的力臂变化,再结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析判断。
2.【答案】C
【知识点】定滑轮及其工作特点;动滑轮及其工作特点;滑轮组及其工作特点
【解析】【解答】 ①定滑轮实质是个等臂杠杆,不省力也不省距离,但是使用过程中还有摩擦力的存在,肯定会比直接提升物体费力,故①错误;
②组成滑轮组时,滑轮组中定滑轮和动滑轮的个数不一定相等,根据需要安排滑轮的个数,故②错误; ③使用只有两股绳子的滑轮组时,就不比动滑轮省力,还要费力,故③错误;
④⑤滑轮组中既有定滑轮,又有动滑轮,省力情况要根据物重、动滑轮重和绳与滑轮之间的摩擦力大小来决定,当物重远大于动滑轮重和摩擦力时,它要省力,可以改变力的方向,当物重小于等于动滑轮重和摩擦力时,滑轮组就不能省力,可 以改变力的方向,故④正确,⑤错误;
⑥使用动滑轮时,拉力不但承担物体重力,还要承担动滑轮重和摩擦力,因此使用动滑轮有可能不省力,故⑥正确。
那么正确的是④⑥。
故选C。
【分析】根据对滑轮和滑轮组的特点的认识判断。
3.【答案】B
【知识点】力的作用效果;力作用的相互性;是否做功的判断
【解析】【解答】①石穿,即力改变石头的形状,故①正确;
②根据相互作用力的知识可知,水滴对石头施加力,石头也对水滴施加力,故②错误;
③水滴加速下落时,与空气摩擦消耗机械能,因此机械能不守恒;
④水滴下落时,重力向下,且在力的方向上通过距离,因此重力对水滴做功,故④正确。
故选B。
【分析】①力的作用效果包括:①改变物体形状;②改变物体的运动状态;
②根据力的作用的相互性分析;
③做功两个要素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。
4.【答案】B
【知识点】功率的计算
【解析】【解答】甲、乙两汽车在平直公路上匀速行驶,甲汽车的重是乙汽车的2倍,
则f甲:f乙=;
根据平衡力的知识可知,汽车受到的牵引力等于阻力,
即F甲:F乙=2:1,
甲的速度是乙的速度的2倍,
根据P=Fv可知,二者的功率之比:P甲:P乙=(F甲×v甲):(F乙×v乙)=(2×2):(1×1)=4:1.
故选B。
【分析】首先根据f=计算汽车受到的阻力,再根据平衡力的知识计算牵引力,最后根据P=Fv计算二者的功率之比。
5.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化
【解析】【解答】A.图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的质量不变,速度增大,则动能增大;质量不变,高度增大,则重力势能增大,那么二者不存在转化关系,故A错误;
B.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,质量不变,高度减小,则重力势能减小;速度增大,则动能增大,但是二者的和保持不变,即机械能守恒,故B错误;
C.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,质量不变,高度变大,则重力势能变大。因为机械能守恒,所以动能变小,则速度变小,故C正确;
D.在甲图中,人造地球卫星的机械能增大;乙图中,人造卫星的机械能不变,故D错误。
故选C。
【分析】动能与质量和速度有关,而重力势能与质量和高度有关,而机械能=动能+重力势能,据此分析判断。
6.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A.相同的电热棒加热的电功率相等,根据Q=W=Pt可知,在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,故A错误;
B.根据图片可知,同时加热120s,甲的温度变化是:80℃-60℃=20℃,乙的温度变化:60℃-0℃=60℃,所以甲升高的温度小于乙升高的温度,故B错误;
C.在0~120s时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量Q甲=Q乙,因为c甲=2c乙,
根据得到,m甲:m乙=,
故C正确;
D.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,且c甲=2c乙,根据Q=cmΔt可知,甲放出的热量多,故D错误。
故选C。
【分析】(1)根据W=Pt比较产生热量多少;
(2)根据图像比较甲升高的温度和乙甲升高的温度的大小关系;
(3)根据计算二者的质量之比;
(4)根据Q=cmΔt分析解答。
7.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】热量从甲传到乙,说明放出相同的热量后,甲的终末温度高度高于乙的终末温度,
而甲、乙的初温相等,
根据△t=t0-t可知,即甲温度的变化量Δt甲<Δt乙。
根据热量公式Q=cmΔt得到:c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙。
那么c甲m甲>c乙m乙。
A.若m甲<m乙、c甲<c乙,则c甲m甲<c乙m乙,与题意不符,故A符合题意;
B.若m甲>m乙、c甲<c乙,则存在c甲m甲<c乙m乙、c甲m甲=c乙m乙、c甲m甲>c乙m乙三种可能,故B不合题意;
C.若m甲>m乙、c甲>c乙,则c甲m甲>c乙m乙,故C不合题意;
D.若m甲<m乙、c甲>c乙,则存在c甲m甲<c乙m乙、c甲m甲=c乙m乙、c甲m甲>c乙m乙三种可能,即故D不合题意。
故选A。
【分析】热量总是从高温物体向低温物体传递,据此推测二者温度变化量的大小关系,接下来根据Q=cmΔt对各个选项进行分析判断。
8.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】A.马路两旁的路灯,晚上同时亮,早上同时灭,且一个损坏,其它的照常工作,即不相互影响,应该为并联,故A错误符合题意;
B.电蚊拍具有灭蚊和照明功能,灭蚊网和照明灯有时同时工作,有时单独工作,则它们不相互影响,应该为并联,故B正确不合题意;
C.厨房中的抽油烟机装有照明灯和电动机,它们有时同时工作,有时单独工作,则它们不相互影响,应该为并联,故C正确不合题意;
D.一般家庭中都要安装几盏照明灯和其他用电器,使用时互不影响,则它们不相互影响,应该为并联,故D正确不合题意。
故选A。
【分析】用电器相互影响为串联,不相互影响为并联。
9.【答案】D
【知识点】杠杆的动态平衡分析;电路的动态分析
【解析】【解答】A.在甲电路中,当L1和L2都发光时,二者为串联,则它们相互影响,即取下L1后,L2会熄灭,故A正确不合题意;
BD.在甲电路中用导线连接L1的两个接线柱,会将灯泡L1短路,则接通电路后,L1不发光L2发光,故B正确不合题意;
C.在乙电路中,当L1和L2都发光时,二者为并联,即二者不相互影响,则取下L1后,L2不会熄灭,故C正确不合题意;
D.在乙电路中用导线连接L2的两个接线柱,接通电路后灯泡L2被短路,则L1发光L2不发光,故D错误符合题意。
故选D。
【分析】根据图片确定电器元件的串并联关系,再结合串并联电路的特点对各个选项进行判断。
10.【答案】B
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【解答】A.从A选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1是在干路中,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2和照明灯L串联,开关S2只控制照明灯L,这与题意不符合,A不符合题意;
B.从B选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1是在干路中,开关S1同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S2和吸尘电动机M串联,开关S2只控制吸尘电动机M,这与题意相符合,B符合题意;
C.从C选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S2是在干路中,开关S2同时控制照明灯L和吸尘电动机M,开关S1和照明灯L串联,开关S1只控制照明灯L,这与题意不符合,C不符合题意;
D.从D选项的电路图可以看到,灯泡和电动机是并联的,开关S1和照明灯L串联,开关S1只控制照明灯L,开关S2和吸尘电动机M串联,开关S2只控制吸尘电动机M,这与题意不符合,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】各用电器可以独立工作的电路是并联电路。
11.【答案】粗;轮轴;斜面;省力
【知识点】轮轴及其他常见简单机械;斜面机械效率的测量实验
【解析】【解答】(1)螺丝刀拧螺丝时使用的是轮轴,相当于一个省力杠杆,支点在轴,螺丝施加阻力,而动力作用在手柄上。根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可知,螺丝刀手柄越粗动力臂越大越省力;
(2)螺丝钉是一种简单机械,螺丝钉上螺纹的展开长度相当于斜面;螺丝钉螺纹密、螺线长,相当于斜面较长,则拧起来越省力。
【分析】 (1)由轮和轴组成的,能绕共同的轴线旋转的简单机械叫做轮轴。轮轴是一种省力机械,支点在轴心;
(2)螺丝钉上的一圈圈螺纹的长相当于斜面的长度,斜面是一种变形的杠杆。
12.【答案】30;1
【知识点】滑轮组及其工作特点;动滑轮拉力的计算
【解析】【解答】根据图片可知,承担拉力的绳子段数n=3,则自由端的拉力,那么物体A移动的距离为:。
【分析】当使用滑轮组水平拉动物体时,根据计算绳子自由端的拉力,根据s=ns物计算物体A移动的距离。
13.【答案】效率;降低;减小;排气
【知识点】热机
【解析】【解答】(1)在第四冲程结束后,水在高温气缸内迅速汽化为高温高压的水蒸气,水蒸气推动活塞继续做功,此时增大了有用功,减小了热量的损失,因此提高了热机的效率;
(2)水蒸气推动活塞做功时,水蒸气的温度降低,内能减小;
(3)内燃机的最后一个冲程是将做功完成的废气排出去,为下个工作循环做好准备,因此第六个冲程为排气冲程。
【分析】(1)根据影响热机效率的因素的知识解答;
(2)物体对外界做功时,内能减小,温度降低;外界对物体做功时,内能增大,温度升高;
(3)根据内燃机的最后一个冲程的作用分析解答。
14.【答案】S3;S1、S2;S1、S2、S3
【知识点】串联电路和并联电路的辨别
【解析】【解答】(1)要使灯L1和L2串联,应闭合开关S3,如下图所示:
(2)要使灯L1和L2并联,应闭合开关 S1、S2 ,如下图所示:
(3)为了防止电路出现短路,不能同时闭合开关 S1、S2、S3 ,如下图所示:
【分析】(1)(2)用电器首尾相连为串联,并排连接在电路两点之间为并联;
(3)电流不经过用电器,从电源正极直接流回负极叫短路。
15.【答案】120;9.66×106;50
【知识点】热量的计算;燃料的热值;热机
【解析】【解答】(1)飞轮转速60r/s,即飞轮1s转动60圈,则燃气对外做功:60÷2=30次,完成:4×30=120个冲程;
(2)完全燃烧0.21kg汽油,放出的热量Q=mq汽油=0.21kg×4.6×107J/kg=9.66×106J,
(3)根据Q=c水m水Δt得到:9.66×106J=4.2×103J/(kg ℃)×46kg×Δt,
解得:Δt=50℃;
则水升高的温度Δt=50℃。
【分析】(1)飞轮每转动2圈,燃气对外做功1次,完成4个冲程;
(2)根据公式Q=mq汽油计算汽油放出的热量;
(3)根据Q=c水m水Δt计算水升高的温度。
16.【答案】6:1;1:6
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】(1)根据Q=cm△t可知,甲和乙吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(2×3×1):(1×1×1)=6:1;
(2)根据可知,甲和乙的升高温度之比为:
【分析】(1)根据Q=cm△t计算二者吸收热量之比;
(2)根据计算二者的升高温度之比;
17.【答案】
【知识点】杠杆中最小力的问题
【解析】【解答】根据图片可知,杠杆的支点为O,到O点距离最长的点为B点,则连接OB为最长的动力臂。然后通过B点作OB的垂线,在向上的方向上标上箭头标上最小的动力F,如下图所示:
【分析】当以杠杆支点到力的作用点之间的线段为动力臂时最长,此时动力最小。
18.【答案】
【知识点】根据实物图画电路图
【解析】【解答】根据图片可知,两个灯泡并联,开关S1在干路上,S2串联在L2的支路上。
①从电源正极出发,依次连接开关S1,开关S2,灯泡L2,然后回到电源负极;
②分流点在S1和S2之间,汇流点在L2和负极之间,最后将灯泡L1连接在这两点之间即可,如下图所示:
【分析】根据图1确定电路的串并联关系,以及并联电路的分流点和汇流点的位置,先画好一个支路,再将另一支路连接在这两点之间即可。
19.【答案】(1)变大
(2)引力
(3)分子无规则运动越剧烈
(4)内能转化为机械能
【知识点】做功改变物体内能;能量的转化或转移;分子热运动;分子间相互作用力
【解析】【解答】(1)甲图中厚玻璃筒内的空气被压缩时,将机械能转化为内能,则空气的内能变大。
(2)乙图中两个铅块紧压在一起后能吊住重物,说明分子间存在引力。
(3)丙图中红墨水在热水中扩散得快,说明温度越高,分子无规则运动越剧烈。
(4)丁图中,火花塞打火,应该为做功冲程,其能量转化情况是内能转化为机械能。
【分析】(1)外界对物体做功,物体的内能增大;
(2)根据分子之间存在引力分析;
(3)根据分子运动与温度的关系解答;
(4)热机的压缩冲程,将机械能转化为内能;做功冲程,将内能转化为机械能。
20.【答案】(1)控制变量法;转换法
(2)木块移动的距离;钢球
(3)速度
【知识点】探究影响物体动能大小的因素
【解析】【解答】(1)在实验过程中,探究质量对动能的影响时,控制小球的速度相同,即使用了控制变量法。将小球的动能大小转化为木块移动距离的大小,即使用了转换法。
(2)实验中通过观察木块移动的距离来判断钢球的动能大小;
(3)根据图片可知,甲和乙中小球在斜面上的高度不同,则小球的速度不同,那么探究动能大小与速度的关系。
【分析】(1)根据实验过程和设计思想确定使用的研究方法;
(2)小球撞击木块,木块克服摩擦力在水平面上做功。根据W=fs可知,木块运动的距离越大,则克服摩擦力做功越多,那么小球的动能越大;
(3)根据图片确定哪个因素不同即可。
21.【答案】(1)右;3
(2)C
(3)100;150;600
【知识点】探究杠杆的平衡条件实验
【解析】【解答】(1)①杠杆右端高,则杠杆右端较轻,应将杠杆向右端调节;
设杠杆的分度值为L,一个钩码的重为G,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:nG×4L=4G×3L,所以n=3;
(2)实验中小明的实验方式要考虑杠杆的重力对实验的影响,增大了实验的难度,力和力臂数目过多,不易得出结论,故选C;
(3)①根据丙图可知,此时杠杆的重心到支点的距离为3L,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2得到:3×0.5N×2L=m×10N/kg×3L,
解得:m=0.1kg=100g;
②为了将该“杆秤”的零刻度线标在A位置处,由①可知,小明应在图丙C位置处装配的吊盘的质量应等于三个钩码的质量,即150g;
③小明在图丁的D位置挂上3个钩码后,设物体的最大质量为m',由杠杆的平衡条件可知:m'g×2L=3m钩码g×8L,解得:m'=12m钩码=12×50g=600g。
【分析】(1)①平衡螺母总是向轻的那端调节;
②根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答;
(2)根据图片乙分析支点左侧力和力臂的数量变化即可;
(3)①根据丙图确定阻力臂的长度,然后根据F1L1=F2L2计算杠杆的质量;
②根据图片分析吊牌质量与右边三个钩码质量的关系;
③根据杠杆的平衡条件F1L1=F2L2分析解答。
22.【答案】(1)甲、乙;温度计升高的度数
(2)甲、丙;加热时间
(3)a;b
(4)海风
【知识点】比热容;热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)为了比较不同燃料的热值,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt可知,液体升温越高,则燃料完全燃烧放出的热量越多,这种燃料热值越大,故应选择甲、乙两图进行实验,燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过温度计示数的变化来反映的;
(2)比较不同物质吸热能力,需要使燃料种类相同,被加热物质不同,由图可知应选择甲、丙两图进行实验;
用两个相同的加热器来进行加热的目的是在相同时间使物质吸收相同的热量,根据转换法,两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较;
(3)如图丁所示,都升高60℃,a需要加热10min,b需要加热20min,则a液体的温度升高得较快。升高相同的温度时,b液体需要加热的时间长,所以b液体吸收热量多;
(4)由于地面和海水的比热容不同,海水的比热容大于陆地的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温的快慢不同,从而使空气形成对流,白天,地面比大海升温快,地面热空气密度较小,会上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风。
【分析】(1)为了比较热值大小,要用相同质量的不同燃料,加热质量相同的同种液体,根据Q=cmΔt可知,液体升温越高,则燃料完全燃烧放出的热量越多,这种燃料热值越大,据此分析;
(2)根据控制变量法分析比较不同物质吸热升温时,需要选择哪两个图进行实验;
比较物质吸热能力用相同质量的不同物质做实验;我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(3)根据两种物质的温度随时间变化的图象分析解答;
(4)根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海风的形成过程。
23.【答案】(1)解:有用功:W有=Gh=480N×3m=1440J;
答:提升重物时做的有用功为1440J;
(2)解:拉力做的总功:W总=Fs=200N×9m=1800J;
由图可知n=6,绳子自由端移动的距离:s=nh=3×3m=3m,
则滑轮组的机械效率:;
拉力做功的功率:;
答:拉力的功率为180W;
(3)解:因为不计绳重和摩擦时F=(G+G动),所以动滑轮的重力:G动=nF﹣G=3×200N﹣480N=120N,
则物重为1080N时,则滑轮组的机械效率:==。
答:若物重为1080N,则滑轮组的机械效率为90%。
【知识点】功率的计算;机械效率的计算;滑轮组绳子拉力的计算;功的计算及应用
【解析】【分析】(1)根据 W有=Gh计算滑轮组做的有用功;
(2)根据 W总=Fs计算拉力做的总功,根据s=nh计算绳子自由端移动的距离,根据 计算滑轮组的机械效率,根据 ; 计算拉力的功率。
(3)当拉力为200N,首先根据 F=(G+G动) 计算动滑轮的重力,在根据计算物体重力为1080N时滑轮组的机械效率。
24.【答案】(1)解:根据可知轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受的牵引力,
汽车处于平衡状态,所受阻力f=F牵=1500N;
答:轿车以20m/s的速度匀速行驶时所受阻力的大小为1500N;
(2)解:汽油发动机所做的有用功W有用=Pt=3×104W×140s=4.2×103J,
燃料完全燃烧放出的热量Q放=qm=4.2×103J/kg×400×10﹣3kg=1.68×106J,
汽油发动机的效率;
答:汽车匀速行驶时,汽油发动机的效率为25%;
(3)解:减速过程中存储装置的储能效率。
答:减速过程中存储装置的储能效率为60%。
【知识点】功率的计算;燃料的热值;热机的效率
【解析】【分析】(1)根据公式 计算轿车受到的牵引力;
(2)根据 W有用=Pt 计算发动机做的有用功,根据Q放=qm 计算燃料放出的热量,根据 计算发动机的效率。
(3)根据 计算减速过程中的储能效率