【苏科版物理】安阳市第一中学九年级上册 全册全套精选试卷检测题
【苏科版物理】安阳市第一中学九年级上册全册全套精选试卷检测题
一、初三物理第十一章简单机械和功易错压轴题提优(难)
1.某兴趣小组的同学在探究“风力发电机发电时的输出功率与风速的关系”时,设计了如下实验步骤:①如图乙,将自制的小型风叶安装在风车底座上,把线的一端固定在风车转轴上,另一端系上钩码;②在风车正前方1米处放置电风扇的风速调到1挡位,用秒表记录提升钩码到A点所需的时间;③将电风扇换到2、3挡位,重复以上实验,并将数据记录在表格中:(注:电风扇挡位越高,风速越大)
表一:
电风扇挡位钩码的质量/g提升钩码到A点的时间/s
15015
25013
35010
请你回答:
(1)这个实验是通过测量提升钩码到A点的_____来比较风车输出功率的大小。这种方法是______(选填“控制变量法”或“转换法”);
(2)通过实验可以得到的结论是:风速越大,风力发电机发电时的输出功率__________;
为了进一步研究风力发电机,他又从电厂查到一台1500kW的发电机组的相关数据:
表二:输出功率与风速的关系
风速v/(m/s)5101520
输出功率P/kW8072015001100
表三:不同风速下风力发电机每秒获得的风能:
(3)风能是清洁能源,也是_____(选填“可再生”或“不可再生”)能源。发电机的工作原理是_____;
(4)风速10m/s 时,这台发电机的发电效率为__________,有同学认为风速越大,发电机的发电效率越高,他的观点是_____(选填“正确”或“错误”)的。你认为的原因是______。 【答案】时间 转换法 越大 可再生 电磁感应现象 60% 错误 风速越大发电效率越低 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]因提升高度要相同,通过提升时间,可知提升速度的大小,则由
W mgh P mgv t t
=
== 可知输出功率的大小,故比较测量提升钩码到A 点的时间来比较风车输出功率的大小。 [2]转换法可将不可测的量转换为可测的量进行测量,也可将不易测准的量转换为可测准的量,提高测量精度。此实验将风车输出功率的大小转化为通过测量提升钩码到A 点的时间。
(2)[3]分析表一数据可见,在提升钩码质量相同的情况下,风速越大,提升钩码到A 点的时间越短,风车的输出功率越大。
(3)[4]风能是一种很清洁的可再生能源,资源丰富,无污染。
[5]风力发电是将风能转化为电能,发电机是通过机械运动产生电能,即是利用电磁感应现象制成的,所以发电机的工作原理是电磁感应现象。
(4)[6]风速为10m/s 时,1s 内获得的能量为61.210J ?,风车工作1h 获得的能量为
639=1.210J/s 3.610s=4.3210J W ????总
风车工作1h 产生的电能为
9=720kW 1h=720kW h=2.59210J W ???电
风车发电的效率为
992.59210J
=100%=100%=60%4.3210J
W W η????电总 [7][8]风速为15m/s 时,1s 内获得的能量为64.0510J ?;风车工作1s 产生的电能为
61.510J ?,风车发电的效率为
66
1.510J =100%=100%=37.04%4.0510J
W W η????电1总1
由此可知,风速越大,发电机的发电效率越低,所以他的观点是错误的。
2.如图所示是小明和小红利用刻度均匀的杠杆探究“杠杆平衡条件”的实验装置。
(1)在实验前,杠杆静止在图甲所示的位置,此时杠杆处于_______(选填“平衡”或“不平衡”)状态;调节平衡螺母使杠杆在水平位置平衡的目的是消除杠杆自重对实验的影响,同时方便___________;
(2)杠杆平衡后,小明在左右两侧分别挂上如图乙所示的钩码,杠杆不能在水平位置平衡,在不增加钩码且不改变钩码悬挂点位置的前提下为了使杠杆重新在水平位置平衡,只需将____________即可;
(3)为获得更多组数据,他们取下右侧钩码,小明和小红分别设计了两种实验方案,小明的方案如图丙所示,小红的方案如图丁所示。你认为__________(“小明”或“小红”)的方案更合理,理由是___________;
(拓展)探究杠杆的平衡条件后,小明又利用杠杆测量了石块的密度,实验装置如图所示。
实验步骤如下:
①将石块悬挂在杠杆左侧,通过调节细线长度使石块缓慢浸没在下方裝满水的溢水杯中(未触底),同时用质量忽略不计的薄塑料桶接住溢出的水;
②将薄塑料桶悬挂在杠杆右侧,调节塑料桶的悬挂位置,使杠杆在水平方向平衡,如图所示;
③测量出AB两悬挂点距支点O的距离分别为10m和15cm,则石块密度为
___________kg/m3。
【答案】平衡测量力臂左侧的钩码去掉一个小明排除测力计的重力对实验的影响2.5×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]杠杆静止时,无论杆身是否水平,都为杠杆的平衡状态。
[2]杠杆在水平位置平衡,其力臂和杆身重合,可以方便测量力臂的大小。
(2)[3]在乙图中,杠杆左右两侧所挂钩码的重力可分别视为动力和阻力,两侧钩码的悬挂点可分别视为动力臂和阻力臂,根据杠杆的平衡条件1122Fl F l =可知,只需将左侧的钩码去掉一个即可满足杠杆在水平位置平衡。
(3)[4][5]对比丙、丁两图可知,小明的实验方案更加理想;因为弹簧测力计本身受到重力,小明的方案可以排除测力计的重力对实验的影响。
(3)①[6]设石块排开的水的重力为G 水,由阿基米德原理可知,石块受到的浮力
F G =浮水
水中的石块为平衡状态,故其对绳的拉力
F G F G G =-=-石石浮水
根据杠杆和平衡条件可得
F OA
G OB ?=?水
即
153
102
G G OB cm G OA cm -===石水水 由上式整理可得
3
2
V g V g V g ρρρ-=石石水水水水
由于石块排开水的体积和石块自身体积相等,所以上式可简化为
3
2
ρρρ-=石水水 所以石块的密度
33335
5 1.010kg/m 2.510kg/m 22
ρρ==??=?石水
3.探究“杠杆的平衡条件”实验中,所用的实验器材有杠杆、支架、细线、质量相同的钩码若干。
(1)将杠杆装在支架上,发现杠杆左端下沉,此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向______
调,至杠杆在水平位置平衡,这样做的目的是_____________;
(2)某同学进行正确的实验操作后,能不能根据图甲的这一组数据得出探究结论?
_________(填“能”或“不能”)。理由是___________;
(3)如图甲所示,杠杆水平位置平衡。如果在杠杆两侧各加上一个相同的钩码,则杠杆
_____(填“左”或“右”)端将下沉;
(4)如图乙所示,用弹簧测力计在C处竖直向上拉。当弹簧测力计逐渐向右倾斜时,若杠杆仍然保持在水平位置平衡,则弹簧测力计的示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】右消除杠杆自身的重力对实验结果的影响不能一次实验具有偶然性,不具备必然性右变大
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]杠杆右端下沉,应将杠杆重心向左移,所以应将两端的平衡螺母(左端和右端均可)向左调节,直至重心移到支点处,使杠杆重力的力臂为零,这样就减小了杠杆的自重对实验的影响;当杠杆在水平位置平街时,力的方向与杠杆垂直,力臂等于支点到力的作用线的距离,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。
(2)[3][4]用实验来探究物理规律时,要采用多次实验,用多组实验数据来总结实验结论,实验结论具有普遍性,如果只有一次实验数据,总结的实验结论具有偶然性,所以不能用一次实验总结实验结论。
(3)[5]设一个钩码的重力为G,杠杆一个小格代表L,如果在图甲中杠杆两侧各添加一个相同的钩码时,杠杆的左端
?
53=15
G L GL
杠杆的右端
?
G L GL
44=16
故右>左,则右端将下沉。
(4)[6]乙图中,弹簧测力计竖直向上拉杠杆时,拉力力臂为OC,弹簧测力计向右倾斜拉杠杆,拉力的力臂小于OC,拉力力臂变小,拉力变大,弹簧测力计示数变大。
4.在“研究杠杆平衡条件”的实验中:
(1)杠杆两端的平衡螺母的作用是:调节杠杆在_____位置平衡。
(2)如图甲所示的杠杆已处于平衡状态,若左端所挂重物的重力是1N,则弹簧测力计的示数_____2N。如果要便于测量力臂,那么弹簧测力计应沿_____方向拉着杠杆。
(3)如乙图所示,在杠杆左端某一固定位置挂一个重力G =10N 的物体,在杠杆右端不同位置处施加不同的竖直向下的力F ,保证杠杆处于平衡状态。根据多次测量的F 、L 数据,画出如图丙所示图线,由图丙可得出杠杆平衡的条件是F 与L 成_____比,结合杠杆平衡条件,可求出重力G 的力臂是_____cm 。 【答案】水平 大于 竖直 反 5 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]力臂等于支点到力的作用线的距离,当杠杆在水平位置平衡时,力的方向与杠杆垂直,力臂可以从杠杆标尺刻度上直接读出来。 (2)[2][3]根据杠杆的平衡条件
42G l F l ?=?
解得
F =2
G =2×1N=2N
由图甲可知F 的力臂小于2l ,故弹簧测力计的示数大于2N ;如果要便于测量力臂,那么弹簧测力计应沿竖直方向拉着杠杆。
(3)[4][5]如乙图,F 和1
L
成正比,1F
L
为定值,所以FL 为定值,可以推断F —L 成反比。因
为
-11
4m L
=,所以L =0.25m ,根据杠杆平衡条件得 GL FL '=
所以
10N 2N 0.25m L ?'=?
所以
0.05m 5cm L '==
5.在认识到杠杆转动跟力、力臂有关后,某实验小组通过实验进一步探究杠杆的平衡条件,以下是他们的部分实验过程:
(1)首先,将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在________位置平衡,以方便直接读出力臂;
(2)接下来,他们使杠杆在如图位置静止,多次实验,记录数据如表格所示(每个钩码的重力为1N ,杠杆质量、刻度分布均匀);小玲认为杠杆的平衡条件应为12F F =,
12L L =;而小军则认为实验还需要进一步改进,你认为小玲总结的杠杆的平衡条件是
________(选填“正确的”或“错误的”);
实验序号 1/N F
1/cm L
2/N F
2/cm L
1 2 3 2 3 2 3 3 3 3 3
4
3
4
3
(3)如果小军在杠杆的左端A 点处再加挂2个钩码(即左端共4个钩码),接下来,他应该将右端的两个钩码向右移动________格,杠杆才会在原位置再次平衡。 【答案】水平 错误的 3 【解析】 【详解】
(1)[1]将杠杆放在水平桌面上,在不挂钩码的情况下,调节杠杆两端的平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡,以方便直接读出力臂。
(2)[2]小玲总结的杠杆的平衡条件是错误的,因为只改变力的大小,没有改变位置,没有得出普遍规律。
(3)[3]根据杠杆的平衡条件1122F L F L =,可得到
11224362F L mg L
L L F mg
?=
== 即他应该将右端的两个钩码向右移动3格,杠杆才会在原位置再次平衡。
6.在“探究影响动滑轮机械效率的因素”实验中,小明用同一动滑轮进行了三次实验,实验装置如图所示,实验数据如下表所示。 序号 钩码重G /N 物体上升的 高度h /m 绳端拉力F /N 绳端移动的距离s /cm 机械效率η/% 1 1 0.1 0.80 0.2 62.5
2 2 0.1 1.35 0.2
3
3
0.1
1.95
0.2
76.9
(1)实验时,应沿竖直向上_____拉动弹簧测力计,使钩码上升; (2)第2次实验中,拉力所做的功为_____J ,动滑轮的机械效率为_____%;
(3)分析表中数据可知:在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功_____(减小/不变/增大),动滑轮的机械效率_____(减小/不变/增大),该实验中小明所用动滑轮的重力一定小于_____N 。 【答案】匀速 0.27 74.1 增大 增大 0.6 【解析】 【详解】
(1)[1]实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,弹簧测力计示数不变,便于读数; (2)[2][3]第2次实验中,滑轮对钩码所做的功为
2N 0.1m 0.2J W Gh =?==有
拉力做的总功为
1.35N 0.2m 0.27J W Fs =?==总
动滑轮的机械效率为
0.2J
100%100%74.1%0.27J
W W η=
?=
?≈有总
(3)[4]在用同一动滑轮将物体匀速提升相同的高度时,由表格数据可知: 第一次拉力所做的额外功
11111-0.8N 0.2m -1N 0.1m 0.06J -W W W F s G h ===??=额总有
第二次拉力所做的额外功
22222- 1.35N 0.2m -2N 0.1m -0.07J W W W F s G h =??===额总有
第三次拉力所做的额外功
33333- 1.95N 0.2m -3N 0.1m -0.09J W W W F s G h =??===额总有
综上可知,若仅增加被提升物体的物重,则拉力所做的额外功增大, [5]从第二次实验可知,动滑轮的机械效率是
222N 0.1m
1.35N 0.100%100%74.1%2m
G h F s η=
?=?≈?? 那么从第一次到第三次实验,动滑轮的机械效率是增大的;
[6]实验中,额外功的来源为克服动滑轮自重和机械摩擦做功,假设不计摩擦,根据作用在绳子自由端的拉力12
F G G =+动()可知,由表中第1组数据
11220.8N -1.6N -N 0G F G ===?动
故实验中小明所用动滑轮的重一定小于 0.6N 。
7.小明进行“探究杠杆平衡条件”的实验。每个钩码都完全相同。实验前,小明通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡,消除了杠杆自重对实验的影响。
(1)当杠杆在水平位置平衡后,在实验中就可以方便测量______。 (2)要使图甲中杠杆水平平衡,应在A 处挂_____个钩码。
(3)若在图甲A 处挂完钩码平衡后,将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格,则杠杆将_____(选填“继续平衡”、“向左倾斜”或“向右倾斜”)。
(4)小明改变实验方法,如图乙所示,重心C 点不再是支点,并在A 点仍挂两个钩码,对杠杆的拉力为F A ,用校过零的弹簧测力计正确地测出B 点使杠杆水平平衡时的拉力F B ,则F B ?L OB _____F A ?L OA (选填“>”“=”或“<”)。 【答案】力臂 1 向左倾斜 > 【解析】 【详解】
第一空.当杠杆在水平位置平衡后,因为重力的方向是竖直向下的,所以钩码对杠杆的拉力方向垂直于杠杆,结合力臂的定义可知,此时的力臂可以直接从杠杆尺上的刻度读出,即方便测量力臂;
第二空.设杠杆的一大格为为L ,一个钩码的重为G ,根据杠杆平衡条件:F 1L 1=F 2L 2,可得2G ×2L =n G ×4L ,解得n=1(个),即应在A 处挂1个钩码;
第三空.图甲A 处挂完钩码平衡后,将左右两侧所挂钩码分别向左和向右移动一个格,杠杆左侧为:2G ×3L =6GL ;杠杆右侧为: G ×5L =5GL ,由于6GL >5GL ,所以此时杠杆向左倾斜;
第四空.如图乙中,杠杆的重心远离支点,杠杆自身的重力将对杠杆平衡产生影响,且重心在支点的左侧,导致拉力F 比忽略杠杆的重时由杠杆平衡条件计算出来的数值要大,所以F B ?L OB >F A ?L OA 。
8.在探究“杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)若实验前,杠杆静止在图甲所示位置,此时的杠杆是_____(平衡/不平衡)的.(2)如图甲,杠杆在支架上,要使其在水平位置平衡,可通过调节杠杆平衡螺母,使杠杆在水平位置平衡时,此时杠杆自重的力臂为_____cm.
(3)如图乙所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同.下列四项操作中,会使杠杆左端下倾的是_____.
①杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;
③将两侧的钩码同时各向外移动相同距离;④将两侧的钩码同时各向内移动相同距离.A.①③B.②④C.②③D.①④
(4)如图丙,在右边用弹簧测力计竖直向下拉,使杠杆在水平位置平衡,这样做的好处是_____.若左边钩码离支点20cm,右边挂钩离支点15cm,每个钩码重为0.5N,则此时弹簧测力计示数应为_____N.
(5)如图丁,当杠杆在水平位置平衡时,此时拉力的力臂_____(选填“大于”、“小于”或“等于”)15cm.
(6)某同学用定滑轮进行如图戊操作时,同学们发现杠杆不再平衡,请说明理由_____.【答案】平衡 0 B 消除杠杆自重影响同时便于测量力臂 2 小于力的方向影响杠杆平衡
【解析】
【分析】
【详解】
(1)杠杆静止时,杠杆处于平衡状态(不一定要水平平衡);
(2)杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心通过支点,杠杆重的力臂为0,可以消除杠杆自重对杠杆平衡的影响.
(3)由杠杆的平衡条件可知,当动力×动力臂>阻力×阻力臂时,就会满足杠杆左端下倾.
①杠杆两侧同时减掉一个钩码,左边:2G×4L,右边:3G×3L,右边下倾.
②在两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;左边:4G×4L,右边:5G×3L,左边下倾.
③若将两侧的钩码同时各向外移动一个小格,左边:3G×5L,右边:4G×4L,右边下倾.
④若将两侧的钩码同时各向内移动一个小格,左边:3G×3L,右边:4G×2L,左边下倾.
符合要求的是②④,故选B;
(4)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上,力的力臂在杠杆上,便于测量力臂大小.根据杠杆平衡条件F 1L 1=F 2L 2得,1.5N ×20cm =F 2×15cm ,解答F 2=2N .
(5)杠杆在水平位置平衡,并且力竖直作用在杠杆上时,力的力臂在杠杆上,此时力臂最大,当如丙图,弹簧测力计倾斜拉动杠杆时,力臂不在杠杆上,动力臂变小. (6)用带杆的滑轮向左(或向右)推动右边挂钩码的悬线时,力的方向发生变化,说明力的方向影响杠杆的平衡; 【点睛】
杠杆的平衡条件是:动力乘动力臂等于阻力乘阻力臂,力的大小、力臂的长短都会影响杠杆的平衡;杠杆静止时或杠杆匀速转动时,杠杆处于平衡状态;杠杆在水平位置平衡,杠杆的重心通过支点,杠杆重的力臂为0;使杠杆平衡,作用在杠杆上的两个力(用力点、支点和阻力点)的大小跟它们的力臂成反比.动力×动力臂=阻力×阻力臂,用代数式表示为F 1?L 1=F 2?L 2,且哪端大哪端下倾.
二、初三物理第十二章 机械能和内能 易错压轴题提优(难)
9.小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中,测出总质量为 30g ,点燃后对100g 的热水加热4min 立即熄灭燃料,再测得燃料和燃烧皿总质量如图乙所示,并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a 线所示。
(1)实验的第2-4min 的过程中,水______(选填“吸”或“不吸”热);
(2)已知此过程中燃料均匀燃烧放热,所放热量仅60%能被水吸收,4min 内水吸收的热量为______J ,则该燃料的热值为 ______J/kg ;(整个过程中忽略水的质量变化) (3)若实验装置和热损失比例均不变,利用该燃料加热另一杯水,绘出了如图所示丙中b 线,则这杯水的质量______(选填“大于”、“等于”、或“小于”)上一杯水质量。 【答案】吸 5.04?104J 2.1?106J/kg 相等 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图象知,水沸腾时温度保持99℃,说明水的沸点为99℃,水沸腾的特点是:不断吸热,但温度不变;此时水面上方的气压小于一标准大气压;在第2~4min 的过程中,水的温度不变,但内能增大。
(2)[2]水4min 吸收的热量为2min 吸收热量的2倍,水4min 吸收热量
())()0433=2=2-2 4.210J kg 10010J k 9 5.90g 93410Q Q cm t t -'=???????-=吸吸
℃℃℃
[3]由图乙可知燃料质量
30g 25.8g 4.2g m =-=
由=Q Q η吸
放
可得燃料放出热量
Q Q η
=
吸
放
而Q mq =放,故有
=Q mq η
吸
该燃料的热值
64-3
===2.110J kg 4.21.0kg 60%
50410J Q q m η????吸 (3)[4]由图丙可知,相同时间,两杯水吸收的热量相同,温度变化相同,根据Q=cm △t 可知质量的大小相等。
10.探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验中。
(1)如图甲,该实验中所探究物体的动能是指_____(选填“小球A ”或“木块B ”)的动能。该实验物体的速度是指小球A 从斜面上由静止滚下,_____(选填“到达水平面时”或“即将碰撞木块B 时”)的速度。动能大小是通过_____来显示的。
(2)研究动能与质量的关系时,需不同质量的物体从斜面_____(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下。如果水平面是光滑的,则_____(选填“能”或“不能”)完成本实验。
(3)如图甲,先让小球从斜面h 高度处由静止滚下,测出木块被撞击后移动的距离s 1;在此基础上,如图乙,保持木块现在位置不动,让同一小球从斜面h 高度处静止滚下,测出木块再次被撞击后移动了s 2,则s 1_____s 2(选填“小于”或“等于”“或“大于”)。这种操作_____(选填“能”或“不能”)得出动能与速度的关系。
【答案】小球A 即将碰撞木块B 时 B 物体移动距离的长短 相同 不能 大于 能 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1][2][3]该实验中所探究物体的动能是指小球A的动能,该实验物体的速度是指小球A 从斜面上由静止滚下,即将碰撞木块B时的速度,该实验中小球动能的大小是通过物体B 移动的距离体现的,B被撞的越远,说明小球的动能越大,被撞的越近,说明小球的动能越小。
(2)[4]研究动能与质量的关系时,需要让不同质量的物体从斜面相同高度由静止滚下,控制小球的速度相同。
[5]若水平面光滑,木块不受摩擦力,由牛顿第一定律可知木块将永远运动下去,木块通过的距离无法确定,做功的多少也无法确定,所以小车动能的大小就无法比较,不能完成本实验。
(3)[6][7]小球的动能大小不能直接观察,而是通过小球部分动能转化为木块的动能,推动木块运动距离来反映,影响动能大小的因素有物体的质量与速度;由图甲、乙可知,小球在乙图中水平地面上滚动的距离变大,克服摩擦力消耗的能量变大,则小球即将碰撞木块B 时的速度变小,即碰撞木块B时的动能变小,故S1大于S2,由于小球质量相同,这种操作与相同质量的小球从不同高度滚下以获得不同撞击速度类似,故能得出动能与速度的关系。
11.小明和小辉学习的燃料的热值后,他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:
燃料加热前的水温/℃燃尽后的水温/℃
煤油2544
菜籽油2534
(1)为保证实验结论的可靠性,小明和小辉选择了两套完全相同的装置,并且控制油的质量以及水的质量______。但对于两杯水的初温他们的看法却不同,请将下列他们的想法补充完整。
小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少,所以,实验中两杯水的初温可以不同。
小明认为因为探究过程中他们采用了______法,所以只有燃料的______不同,其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同,那么水蒸发的快慢以及水与周围环境的温差都不相同,于是两杯水的散热就不相同,就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多,而水吸收的
热量少、水温变化低的情况。所以实验时必须控制水的初温相同。 你认为______(选填“小明”或“小辉”)的想法更合理。
(2)根据他们的实验记录,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_____。 【答案】相同 水温升高的多少 控制变量 种类 小明 煤油 【解析】 【详解】
(1)[1]为保证实验结论的可靠性,应该控制油的质量以及水的质量相同;
[2]小辉认为实验中两杯水的初温可以不同,是因为实验中是直接用水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
[3][4]整个过程采用的实验方法是控制变量法,所以只有燃料的种类不同,其他都一样; [5]由上述可知,小明的想法更加合理;
(2)[6]油燃烧放出的热量Q qm =油放,水吸收的热量Q cm t =?吸,由于Q Q =吸放,那么
=qm cm t ?油
=
cm t
q m ?油
水的比热容不变,水的质量大小相等,煤油和菜籽油的质量相等,被煤油加热的水升高的温度比较高,由公式可知,则煤油的热值比较大。
12.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究“煤油和菜籽油的热值大小”关系。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录了杯中水的温度(见下表)
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定____________的位置(均填“A”或“B”)
(2)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的
____________,____________。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是
____________。
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗____?为什么____?
【答案】B质量水的初温煤油不可靠煤油和菜籽油不可能完全燃烧,且有热量损失
【解析】
【分析】
根据“煤油和菜籽油的热值大小”可知,本题考查了探究不同物质热值大小的实验,根据实验装置的安装和实验过程中注意的有关事项进行求解。
【详解】
(1)[1]实验前,首先调整好实验装备,根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度,根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度。
(2)[2][3]实验时应控制两套装置中相同的量:加热时间,水的质量,水的初温。
(3)[4]甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Q吸=cm△t知,末温高的吸收的热量较多;两套规格完全相同的装置,可认为相同时间内燃烧的煤油和菜籽油质量相同,由
Q=qm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大。
(4)[5][6]要考虑实验的严密性,燃料并没有完全燃烧,且燃烧后所产生的热量并没有全部传递给水,有热量损失,结果不可靠。
13.在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中,小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同,于是他产生了猜想,小球每摆动一次所用的时间t
(a)可能跟小球的质量m有关:
(b)可能跟绳子的长度L有关;
(c)可能跟小球移开的距离s有关。
为验证自己的猜想,他在竖起的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米来改变质量,则:
(1)除图中所示的器材外,还需要的测量器材有____________,____________.
(2)在测出不同条件下,瓶子来同摆动一次所用的时间后,得到表中的数据,则:为了研究与L关系,需选择序号为____________的三组实验数据进行分析;
序号瓶子质量m/g移开距离s/格悬线长度L/格来回时间t/s 120312 2.1
240312 2.1
360312 2.1
460212 2.1
560112 2.1
66039 1.9
76036 1.5
(3)通过分析表中的数据可以得出初步的结论:t与_______无关而与_______有关.(均填字母)
(4)实验中发现,瓶子摆动一次的时间很难测准,请你帮他想个更准确的测量方法
____________.
【答案】秒表天平 3、6、7 m、s L测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为t n
【解析】
【分析】
(1)还需要测量质量和时间的仪器。
(2)研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,根据以上条件从表中可以选取。
(3)通过分析可以看出,当质量不同时,来回时间可能相同,当s不同时,来回时间可能相同,当悬线长度不同时,来回时间一定不同,从而得出结论。
(4)我们可以测量瓶子摆动多次所用的时间,从而算出摆动一次的时间。
【详解】
(1)[1][2]除如图所示的器材外还需要测量时间的秒表和测量质量的天平。
(2)[3]研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,应选择序号为3、6、7。
(3)[4][5]由1、2、3知,s与L相同,质量不同,但来回时间相同;3、4、5知,质量m、L 相同,s不同,来回时间相同,所以小球每摆一个来回的时间与m、s无关,当悬线长度不同不同时,来回时间一定不同,所以与L有关。
(4)[6]测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为t
n
。
【点睛】
本题考查的是我们对于物理实验探究方法的掌握,我们学习物理,不仅仅时学习知识,更重要的是学习探究方法,这也是现在中考考查的一个侧重点,需要掌握。
14.在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验.
(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图甲所示,则他应将平衡螺母向_______端调节;图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图丙所示,则他还应称量_____g的酒精;
(2)小林组装的实验装置如图丁所示,他在器材安装中的一处错误是_________;
(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_______来反映的;
(4)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如下表所示.根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的
碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多.你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是_______.
温度
加热前的水温/℃燃料燃尽时的水温/℃水温的变化/℃
燃料
酒精206545
碎纸片208060
【答案】左 6.5 温度计的玻璃泡不能接触杯底温度计的示数变化没有控制被加热水
的质量相等
【解析】
【分析】
【详解】
由图甲可知,指针向右侧偏转,因此应向左调节平衡螺母;
由图乙、丙可知碎纸片的质量为6.5g,因为要“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”因此酒精的质量应等于纸片的质量为6.5g;
为防止杯底温度对测量水温的影响,因此应将温度计液泡浸没在水中,不接触杯壁也不接触杯底;
燃料燃烧放热,水吸收热量温度升高,温度升高越多,说明燃料放热越多,因此可通过温度计的示数变化来反应燃料完全燃烧放出的热量;
在实验过程中通过比较水升高的温度来比较释放热量的多少,而水吸热升温时由公式
Q
t
?=可知,升高的温度还与水的质量有关,因此实验中最有可能遗漏的操作是没有控cm
制被加热水的质量相等.
15.如图是探究“物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图.
(1)该实验是通过比较_____来反映动能的大小.该小车A的动能是由_____能转化而来的.
(2)实验可以得出的结论是:_____.
(3)若在实验中,由于木板较短,物体B碰后滑出木板,在不改变原有器材的情况下,如何保证碰后物体B能始终在木板上滑行?方法是_____.
(4)实验后,同学们联想到造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”,用该图所示的实验可以探究_____(选填“超载”或“超速”)安全隐患.
(5)拿去物块B,把小车A从斜面同一高度由静止释放,让其分别滑上铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,如把两次在水平面上克服摩擦力做的功分别记为W毛巾、W玻璃,则W毛巾
_____W玻璃(选填“>”、“<”、“=”或“不确定”).
【答案】木块移动的距离重力势质量相同的物体,物体的速度越大,动能越大降低小车A的下落高度超速 =
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]该实验是通过比较木块移动距离的长短来反映动能的大小,木块移动距离越大,则小车的动能越大,木块移动距离越小,则小车的动能越小;
[2]该小车A从顶端下滑,高度减小,速度变大,重力势能会转化为动能;
(2)[3]都是同一个小车,质量相同,小车的速度越大,那么动能越大,可以得出的结论是,质量相同的物体,物体的速度越大,动能越大;
(3)[4]保证碰后物体B能始终在木板上滑行,即小车A的动能不大,那么降低小车A的下落高度即可;
(4)[5]该图所示的实验,小车A的质量相等,下落高度不同,则到底端时速度不同,探究的是速度和动能的关系,故可探究超速安全隐患;
(5)[6]小车A从斜面同一高度由静止释放,滑到底端时具有相同的动能,分别滑上铺有毛巾和玻璃的木板表面直到静止,那么两种情况转化的动能大小也相同,即克服摩擦力做的功是相同的.
16.阅读下面的短文,回答问题
小华在观看台球比赛时发现:有时运动的白球去撞击一个静止的球后,白球会立即静止在碰撞时的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原来的运动方向,以几乎相同的速度向前运动,称之为速度“交换”,如图甲所示.
小华想:白球碰撞后立即静止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度运动出去的吗?
通过了解和初步实验,小华发现只有当体积和质量均相同的两球,而且球心在同一直线上相碰时,才可能出现上述现象.为进一步探究,她设计了下述实验方案:
将一个两端翘起、中间水平的轨道固定在水平桌面上,取两个相同的台球A、B,将B球静置于轨道的水平部分,A球置于轨道左端斜面上某处,测出该点到水平桌面的高度h1,如图乙所示,释放A球,撞击后,A球静止,B球向前运动并冲上轨道右端斜面能到达的最高点,测出该点的高度h2.通过比较h2与h1的大小关系即可做出判断.
请你回答以下问题:
(1)A球从斜面滑下的过程中,______能转化为动能.
(2)B 球由静止变为运动是因为B 球在碰撞中获得了______能. (3)已知重力势能的计算公式为E P =mgh ,动能的计算公式为E k =
12
mv 2
.若轨道光滑,则碰撞前瞬间A 球运动速度的表达式v A =______;若h 2=h 1,则说明B 球被撞后开始运动的速度v B ______v A (选填“>”、“=”或“<”).
(4)在实际实验中,测出的h 2总小于h 1,导致这一现象的主要原因是______. (5)如图丙,将小球以一定的速度v 0沿水平方向抛出,不计空气阻力,小球运动过程中也只有动能和重力势能相互转化.在时间t 内小球在水平方向运动的距离为0x v t =,在竖直方向下落的高度为2
12
y gt =
,则y 与t 2的关系表示图线正确的是(__________)
A .
B .
C .
D .
【答案】重力势能 动12gh = 轨道不光滑(或碰撞时有能量损失) A 【解析】 【详解】
(1)[1]A 球从斜面滑下的过程中,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能; (2)[2]B 球由静止变为运动是因为B 球在碰撞中获得了动能; (3)[3]动能的计算公式为2
12
k E mv = ;因轨道光滑时,A 球下滑的过程中重力势能全部转化为动能,所以,E p =E k ,即
211
2
A mgh mv =
, 解得:12A v gh =;
[4]若h 2=h 1,则最高点时A 和B 球的重力势能相等,由上面的匀速可知,B 球碰撞后的速度和A 球碰撞前的速度相等,即v B =v A ;
(4)[5]由于导轨不光滑,小球在滚动过程中及碰撞过程中具有能量损失,所以h 2总小于h 1; (5)[6]由2
12
y gt =
可知y 与t 2成正比关系,图像为过原点的直线,故选A 。