人教版九年级上册物理 内能单元测试卷附答案
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人教版九年级上册物理内能单元测试卷附答案一、初三物理内能易错压轴题(难)1.(提出问题)水和空气哪种物质的导热性能好?(猜想与假设)小明进行了如下猜想:猜想一:水的导热性能好;猜想二:空气的导热性能好(设计与进行实验)小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上,如上图所示,实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:(实验结论)(1)分析表中数据,可得出结论:_____(评估与交流)(2)对甲、乙两个瓶中的牛奶,除了要控制它们的初温相同外,还要控制它们的_____相同(3)热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____(选填“增加”或“减少”)内能(4)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越___的(实验拓展)(5)如果有一天,你要喝一杯奶茶,下列两种冷却方法中,效果较好的是_____A.将滚烫的热茶冷却5分钟,然后加适量冷牛奶B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min(6)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢,若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢,则“冷却速度”可定义为:质量为1千克的物体,_____叫做冷却速度【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】【详解】(1)分析可知,在相同时间内水中冷却速度更快,所以在水中比空气中冷却效果更好;(2)在研究空气和水的导热性时,应该保证其它条件相同,除了水的初温外还要保证水的质量相等;(3)由于水与牛奶瓶有温度差,所以要发生热传递,即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能;(4)这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢,因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响.所以当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢.(5)根据(4)中的结论,物体冷却随时间推移是先快后慢,本质原因是温差逐渐缩小,奶茶热的时候温度下降得快,开始快后来越来越慢,开始先让它保持较高的温度,可以在五分钟内放出更多的热量,然后加入冷牛奶,利用热传递使其再次降温。
故选A ;(6)根据题意可定义冷却速度为:质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。
2.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图所示.(1)根据图像,某同学认为:“加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些.”这位同学的判断是否正确?________请说明理由:______________________________;(2)要使甲、乙升高相同的温度,应给__________加热更长的时间;(3)如果已知甲的比热容是1.8×103J/(kg·℃),则乙的比热容是_________J/(kg·℃)。
【答案】不正确 因为完全相同的酒精灯,加热相同的时间,放出的热量相等,甲、乙液体吸收的热量相等 乙 2.4×103【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]升高的温度大,不代表吸收的热量多,吸收热量的多少是一样的,因为是用两个完全相同的酒精灯加热相同的时间,酒精灯放出的热量是相等,甲和乙吸收的热量也是相等的;(2)[3]由图可知,甲和乙升高相同的温度,如都温度升到40℃,甲需要的时间是3min ,乙需要的时间是4min ,乙需要更长的加热时间,这说明乙的吸热能力强一些;(3)[4]根据t=cmQ 可知,在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比, 我们可以取相同的加热时间4min ,用相同的酒精灯加热4min ,甲和乙吸收的热量就是相同的,甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃,乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃,乙的比热容()()3340 1.810J /kg 2.410J /kg 30c =⨯⨯=⨯乙℃℃℃℃。
3.小军利用如图所示装置和器材,探究不同物质的吸热能力。
时间(min )0 1 3 4 5 6 7 8 9 温度(℃) 90 92 94 96 97 98 98 98 98(1)小军设计的电路中的R 甲、R 乙的阻值大小必须满足的条件是______;(2)只闭合开关S 2,他首先观察了水的加热过程,测得数据如上表。
分析数据可知,该地区气压______(选填“高于”或“低于”)标准大气压;(3)接着断开S 2,待水冷却后,继续探究物质的吸热能力。
小军控制水和煤油的质量、初温都相同,他应首先闭合开关______,再闭合另外一个开关,同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。
实验表明:水的末温比煤油______,水的吸热能力比煤油强。
【答案】R 甲=R 乙 低于 S 1 98 低【解析】【分析】【详解】(1)[1]探究不同物质的吸热能力时,应选用相同的热源,由图示电路图可知,两电阻并联,它们的电压相等,要使电阻在相等时间内产生的热量相等,应控制两电阻的阻值相等,即R 甲=R 乙。
(2)[2]由表中实验数据可知,在水沸腾后,水不断吸收热量,但温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,说明该地区气压低于标准大气压。
(3)[3]要探究水与油的吸热能力,应控制水与煤油的质量、初温相等,还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等,所以应控制两个电阻丝同时开始加热,则由图可知应先闭合支路开关S 1,然后再闭合干路开关S 2。
[4]实验过程中水不能沸腾,所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。
[5]实验表明:水的末温比油低,水的吸热能力比煤油强。
4.阅读短文,回答问题“鲲龙”AG600国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降,如图所示。
“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要,研制的大型特种用途民用飞机,既能在陆地上起降,又能在水面上起降,是一艘会飞的船。
AG600可以在20秒内一次汲水12吨,单次投水救火面积可达4000余平方米,还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动,水上应急救援一次可救护50名遇险人员。
“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外,在任何江河湖泊,只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域,它都能“说走就走”。
最大巡航速度500公里/小时,最大航程4500公里,可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚,更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。
“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机,AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米,个头儿与波音737相当,采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局,选装4台涡桨发动机。
飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。
发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比,推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。
飞机的部分参数如下表所示:WJ6发动机数量4台M最大起飞质量53.5t最大巡航速度500km/h发动机巡航推力 4.6×104N发动机的热效率40%发动机的推进效率……(1)如图所示,机身下部制成“V”形,这样设计的目的还有______________;机翼设计成如图所示的截面图,当飞机水平飞行时,机翼上方空气速度大,压强________;(2)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,重力势能________,动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”);(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t,总体积约5×103m3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m2,对地面的压强_________Pa;停在水面上时,排开水的体积是_________m3;(g=10N/kg,ρ水=1×103kg/ m3)(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t ,在水面滑行测试中,“鲲龙”AG600蓄一定质量的水,发动机牵引力的实际总功率为2500kW ,飞机在水面上以36km/h 的速度匀速滑行了1min ,滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍,则飞机受到的阻力为_________N ,所蓄水的质量为__________t ;(5) “鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h ,消耗燃油5000kg ,燃油完全燃烧获得的内能是_________J ,此过程中发动机的推进效率为__________。
(燃油的热值q =4.6×107J/kg)【答案】减小阻力 小 减小 减小 4×105 48 2.5×105 10 2.3×1011 50%【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]机身下部制成“V ”形,这样设计的目的还有减小阻力的作用;当飞机水平飞行时,机翼上方空气速度大,根据流体流速与压强的关系,流速大的地方压强小,所以机翼上方压强小。
(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中,质量不变,但高度减小,重力势能减小;速度减小,动能减小。
(3)[5][6]若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ,总体积约5×103m 3。
该飞机停在水平地面时,起落架的触地总面积是1.2m 2,根据压强公式可得,对地面的压强为4524.810kg 10N/kg 410Pa 1.2mF mg P S S ⨯⨯====⨯ 停在水面上时,因为处于漂浮状态,所以浮力等于重力,可以得到此时飞机所受到的浮力为45= 4.810kg 10N/kg 4.810N F G mg ==⨯⨯=⨯浮根据浮力公式可得,此时排开水的体积为53334.810N 48m 1.010kg/m 10N/kgF V g ρ⨯===⨯⨯浮排液 (4)[7][8]根据题意可得,飞机在水面上的速度为36km/h 10m/s v ==由功率公式可得,飞机受到的牵引力为652.510W 2.510N 10m/sP F v ⨯===⨯ 因为飞机匀速滑行,所以飞机所受阻力为52.510N f F ==⨯根据题意可得0.5f G =总则此时飞机的总重力为5522 2.510N=510N G f ==⨯⨯⨯总此时飞机的总质量为54510N =510kg=50t 10N/kgG m g ⨯==⨯总总 则飞机所蓄水的质量为50t 40t 10t m m m =-=-=蓄总机(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为7115000kg 4.610J/kg 2.310J Q mq ==⨯⨯=⨯放发动机获得的机械能为11102.310J 409.210J W Q η==⨯⨯%=⨯机放飞机飞行的路程为6500km/h 2h 1000km 110m s vt ==⨯==⨯发动机在2h 内做的有用功为46104.610N 110m 4.610J W Fs ==⨯⨯⨯=⨯有此过程中发动机的推进效率为10104.610J 100100509.210J W W η⨯=⨯%=⨯%=%⨯有机5.小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。