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专题试卷四-热和能

专题试卷四 热和能
（全卷有四个大题，共26小题，共4页，考试时间90分钟，满分100分）

一、选择题（本大题共8小题， 每题2分， 满分16分）
1.生活中很多热现象可以用学过的物理知识来解释，下列解释不正确的是（　A　）
A.天气很冷时窗户玻璃上出现冰花，这是由于凝固产生的
B.湿衣服挂在阴凉处也能变干，是因为蒸发可以在任何温度下发生
C.游泳后，刚从水中出来感觉比较冷，这是因为人身上的水分蒸发带走热量
D.冰箱中取出的冰茶，过一会，容器的外壁附着一层小水珠，这是由于液化形成的
2.将一杯水放入冰箱冷冻室中，时间足够长，图1中能正确反映其温度随时间变化的图像是（　C　）

图1
3.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　D　）
A.物体的温度越高，所含热量越多
B.温度高的物体，内能一定大
C.0℃的冰块，内能一定为零
D.温度相同的两物体间不会发生热传递
4. 关于热机，下列说法中正确的是（　B　）
A.四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门都关闭的冲程只有做功冲程
B.四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的
C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D.随着科学技术的发展，热机的效率可达到100%
5.园艺师傅使用如图2所示的剪刀修剪树枝时，常把树枝尽量往剪刀轴O处靠近，这样做的目的是为了（　D　）

图2
A.增大阻力臂，减小动力移动的距离
B.减小动力臂，减小动力移动的距离
C.增大动力臂，省力
D.减小阻力臂，省力
6.一根细长绳的下端系一个金属小球，上端固定，就制成一个摆。把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图3所示。可以观察到小球在摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终会停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法中不正确的是（　C　）

图3
A.小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能
B.小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能
C.小球在摆动过程中，机械能守恒
D.小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少
7.为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图4所示），让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。下列关于该实验的说法中，不正确的是（　C　）

图4
A.该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小
B.该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C.在选择实验器材时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素
D.实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度
8．如图5所示，不计摩擦，把重G=16N的物体匀速提起所用的拉力F=10N，则关于该动滑轮的说法中错误的是（　D　）

图5
A.动滑轮重4N
B.使用该动滑轮要费距离
C.该动滑轮的机械效率为80%
D.提升物体的速度越快，机械效率越高

二、填空题（本大题共10小题，每空1分， 满分20分）
9．建设湿地公园对环境的保护具有促进作用。湿地能使周围环境昼夜的温差减小，是因为水的比热较　大　；夏天，湿地能使气温降低，是因为水蒸发时需要　吸热　（选填“吸热”或“放热” ）。
10.温泉的开发是人们利用地热的一种形式。冬天，温泉水面的上方笼罩着一层白雾，这是温泉水先　汽化　后　液化　形成的小水滴；雪花飘落到池水中立刻不见踪影，这是雪花　熔化　成水融入温泉水中（选填物态变化名称）。
11．如图6所示，用酒精灯对烧瓶加热一段时间后，发现瓶中水量减少，这是由于水　汽化　 造成的（选填物态变化名称）；而金属盘底部出现水滴，这是由于金属盘的温度　较低　，使水蒸气发生　液化　 而形成的。

图6
12.有一则科学笑话，说的是清朝末年，洋人请清廷官员吃冰棍，官员见冰棍冒着“白气”，以为是热腾腾的食品，大吃一口，吞吐两难。官员请洋人吃炖鸡蛋，表面平淡无奇，其温度接近100℃，洋人大吃一口，烫的满嘴是泡！冰棍冒“白气”的原因是：　水蒸气遇到冷的冰棍液化　，炖鸡蛋的表面有一层猪油（猪油的沸点约为260℃），说明猪油在这里的作用是：　阻碍了水的蒸发　。
13.如图7为某型号两栖步兵战车，它匀速直线行驶10s通过路程100m，战车功率为1.1×106W，在这一过程中，战车行驶的速度为　10　m/s，牵引力为　1.1×105　N。

图7
14．工人用力F水平推重为200N的物体，在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图8所示。在这过程中，水平推力做的功为　120　J，推力做功的功率为　30　W。

图8
15．如图9所示，质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为　0.2　J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　0.12　J。（g取10N/kg）

图9
16.真空中电磁波的波速约是　3×108　m/s，现有一束频率为20MHz的电磁波，其波长为 15 m。
17.如图10所示，用一个滑轮组匀速提升重为200N的物体，在物体上升2m的过程中，人所用的拉力为125N，则此滑轮组的机械效率为　80%　。

图10

18.如图11所示，用12N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速运动，弹簧测力计的示数为2N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和轴摩擦，则绳子拉物体A的功率为 1.2 W。

图11

三、 作图、实验、探究题（本大题共5小题， 满分31分）
19. （6分）（1）图12中AB是用软绳悬挂的杠杆，请在A点画出能让杠杆在图示位置平衡的最小拉力示意图。
（2）如图13所示，要用最小的力提起重物G ，请用笔画线组装滑轮组。

图12 图13
20.（4分）在探究“影响弹性势能大小与形变程度的关系”的实验中，将同一根弹簧压缩不同程度，弹开贴近弹簧的静止小车，实验情景如图14A、B所示，那么 B （A/B）图中的弹簧形变程度大；弹性势能的大小无法直接观察，我们是通过观察小车被弹开的距离来比较弹簧弹性势 图14
能大小的，这种实验方法叫做 转换法 。下列研究实例中，同样用到此研究方法的是 ② 。①认识电流时，用水流进行类比；②在空气压缩引火仪中，通过观察棉花的燃烧来知道空气内能的增加；③探究杠杆的平衡条件。
21.（7分）小李用图15甲所示装置探究冰熔化过程中温度变化情况。

图15
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
﹣8
﹣6
﹣4
﹣2
0
0
0
0
1
2
3
4
（1）他将观察到的温度计示数变化情况记录在上表中，请根据表中数据，在丙图的坐标纸上画出冰熔化过程的温度﹣时间图像；
（2）某时刻温度计的示数如图乙所示，此时温度是　2　℃；
（3）在第2min时，该物质处于　固态　（选填“固态”或“液态”）；

（4）细心的小李发现：在加热条件相同的情况下，冰熔化后升温比熔化前升温缓慢了，其主要原因是水的　比热容　比较大；撤去酒精灯后，发现水未立即停止沸腾，试分析其原因：　烧杯底和石棉网的温度高于水的沸点，水可以继续吸热　（合理即可）。

22.（7分）在探究“杠杆的平衡条件”实验中，所用的实验器材有杠杆尺、支架、细线、质量相同的钩码若干。

图16
（1）将杠杆尺装在支架上，发现杠杆右端下沉，此时应将杠杆两侧的平衡螺母同时向　左　调（选填“左”或“右”）；
（2）某同学进行正确的实验操作后，能不能根据图16甲这一组数据得出探究结论？　不能　（选填“能”或“不能”）。理由是　实验次数太少，得出的结论具有偶然性　；
（3）如图甲所示，杠杆在水平位置平衡，如果在杠杆两侧各去掉一个相同的钩码，则杠杆　左　（选填“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，若使杠杆仍然在水平位置平衡，则弹簧测力计的示数将　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”），其原因是：　其力臂变小　。

23.（7分）在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时，一位同学设计了如图17所示的四个滑轮组，并将所测实验数据填入下表：
实验次序
动滑轮重/N
物体重力/N
拉力/N
绳子的段数n
机械效率η
①
1
2
1
3
66.7%
②
1
4
1.67
3
79.8%
③
2
4
2
3
66.7%
④
1
4
2.5
2
80%
（1）在表中填上第四次实验的绳子段数n和机械效率；
（2）影响机械效率的因素有很多，要研究某个影响因素的时候，需要控制其他的影响因素不变，这种方法在科学探究中被称作 控制变量法 ，请例举一个应用了此种方法的例子： 探究滑动摩擦力大小的影响因素 ；
（3）根据实验次序①和 ② 可知，滑轮组的机械效率高低与 提升重物的重量 有关，重物越重，机械效率越 高 ；
（4）通过实验次序②和 ③ 可知，不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率越 低 。 图17

四、综合题（本大题共3小题， 满分25分）

24．（8分）现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃，如果小芳洗一次澡用热水0.05m3，水的比热容是4.2×103J/kg·℃。求：
（1）所用热水的质量为多少？
（2）水从热水器中吸收多少热量？
（3）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3）
解：（1）∵，
∴热水的质量：=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg；
（2）热水吸收的热量：
=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（40℃﹣10℃）=6.3×106J；
（3） 天然气完全燃烧释放的热量为：
=9×106J，
∵，
∴需要天然气的体积：
==0.225m3。
答：（1）所用热水的质量为50kg；（2）水从热水器中吸收6.3×106J的热量；（3）需要消耗0.225m3的天然气。

25. （8分）发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示：
1min
2600次
93#汽油
汽缸内汽油和空气的混合密度
1.35kg/m3
排气量
1.8L
热值
4.6×107（J/kg）
发动机最大功率
75（kw）

空燃比
14：1

图18
（1） 汽车以100km/h速度匀速运动时发动机的输出功率最大，则1min内有用功为 J；
（2）如图18所示是汽车内燃机一个工作循环包括的四个冲程，四个冲程的顺序是　 　，　 　图所示的冲程内燃机给汽车提供动力；
（3）汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，汽车排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当汽车以100km/h速度匀速运动时，根据表中数据求汽车发动机的效率。（计算结果保留一位小数）
解：（1）汽车以100km/h速度匀速运动时，1min内做的有用功：
W=Pt=75000W×60s=4.5×106J；
（2）甲中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压缩冲程，是第二冲程；
乙中的一个气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；
丙中的一个气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；
丁中的两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以为做功冲程，是第三冲程；
故排序为：乙甲丁丙，其中做功冲程内燃机给汽车提供动力；
（3）做一次功燃气的质量：m燃气=ρv=1.35kg/m3×1.8×10﹣3m3=2.43×10﹣3kg，
因为空燃比是14:1，所以做一次功消耗的汽油质量：
m汽油=2.43×10﹣3kg×=1.62×10﹣4kg，1min内汽油燃烧释放的热量：
Q=m汽油q=1.62×10﹣4kg×4.6×107J/kg×2600=1.9×107J，
发动机的效率：
×100%=×100%≈23.7%。
图19
答：（1）4.5×106；（2）乙甲丁丙；丁；（3）汽车发动机的效率为23.7%。

26. （9分）某工人用如图19所示的滑轮组（摩擦与绳重不计）提起重为900N的重物，滑轮组的机械效率为75%，拉动绳子自由端使物体以0.1m/s速度上升，历时5s。
（1）求拉力所做的功以及功率；
（2）求拉力的大小；
（3）若提起重为500N的重物，滑轮组的机械效率为多少？通过计算你发现了什么规律？（至少答一点）
解：（1）由题意可知，物体上升的高度为h=0.1m/s×5s=0.5m,
由可知，===600J,
由公式可得，拉力做功的功率为：
==120W；
(2) 绳子自由端移动的距离为:s=nh=4×0.5m=2m,
拉力的大小为：==300N；
（3） 由题意知，拉力做的额外功为W额=W总-W有=600J-900N×0.5m=150J,
动滑轮重为：==300N,
===62.5%，
62.5%<75%,
由计算结果可知，提升的重物轻，滑轮组的机械效率低，由此可知，在滑轮组连接固定的情况下，增大提升重物的质量可以提高滑轮组的机械效率。
答：（1）拉力做的功为600J，功率为1200W；
（2） 拉力为240N；
(3)在滑轮组连接固定的情况下，增大提升重物的质量可以提高滑轮组的机械效率。