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1、浙江省杭州市拱墅区三年(20202022)九年级上学期期末科学试题汇编.解答题一.物质的相互转化和制备(共1小题)1. (2022秋拱墅区期末)氢能是一种清洁富效的能源，促进制氢技术发展和氢能利用，是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料，回答问题：材料2：为了促进氢能利用，科学家设计了如图2所示的人工光合作用系统，模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是。“贮存氢气”中通入氧气作为保护气，体现氮气的化学性质,“贮存氢气”中发生反应的化学方程式为o以氢气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时，获得的平均牵引力为8
2、.4X()2n,则行驶Iookm的路程消耗的氢气大约是kg(q氧气=1.4Xl()8jkg)(2)科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下，人工光合作用系统中糖类的积累量(选填“高于”“低于”或“等于”)绿色植物，从同化作用和异化作用的角度说明理由。二.质量守恒定律及其应用（共1小题）2. （2020秋拱墅区期末）阅读材料并回答问题：材料一：中国人首先发明火箭这一事实被世界所公认。宋朝时出现的爆竹是原始的喷气式火箭：明朝时出现的“火龙出水”火箭是近代火箭的始祖；明朝时万户进行了最早的火箭升空试验（如图甲所示），成为载人飞行先驱。材料二：2020年11月24日，长
3、征五号遥五运载火箭（如图乙所示）成功发射嫦娥五号探测器，开启中国首次地外天体采样返回之旅。从1970年4月，长征一号运载火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在，我国火箭研究与应用处于世界领先水平。材料三：现代火箭的飞行原理与万户的升空试验原理基本相同。现代火箭大多是利用喷气发动机（如图丙所示）升空的，而喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，燃气经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力。（1）如图甲所示，万户升空试验所用火箭的燃料为“黑火药”，黑火药爆炸的原理为:2KNO3+S+3CX+N2t+3CO2t,其中反应物硝酸钾属于（选填“酸”“碱”或“盐”）物质，X的化学式为O（2）如图乙所示，火箭上升过
4、程中与大气摩擦产生大量的热，这是通过的方式改变物体的内能；火箭以液态氢做燃料主要原因是氢气的大。（3）汽油机的冲程工作时的原理跟如图丙所示的喷气发动机燃烧室工作时的原理一致。三.根据化学反应方程式的计算（共3小题）3. （2020秋拱墅区期末）XX儿童咀嚼钙片的标签内容如图1所示，小乐为了测定该钙片含量是否符合标注，做了如图2实验（钙片中除了碳酸钙外，其他成分不溶于水，也不和稀盐酸反应，反应中产生的气体全部逸出，且不考虑水蒸气的影响）：XX儿童咀嚼片（5Q装）三分】碳酸钙、维生素D【功效】补钙【规格】2g#每片中含钙以Ca计20.6g【用法】嚼食：每日1片图1图2（1）反应中生成的二氧化碳的质
5、量是go（2）计算每片钙片实际含量。判断是否与标注相符？4. （2021秋拱墅区期末）用95.6g氢氯化钠溶液充分吸收二氧化碳气体，得到100Og碳酸钠溶液。试计算：（1）参加反应的二氧化碳气体的质量是g；（2）反应后溶液中溶质的质量分数是多少？5. （2022秋拱墅区期末）将25g石灰石样品放入烧杯中（杂质既不溶于水也不参加反应），加入稀盐酸至恰好完全反应，共用去稀盐酸100g.烧杯中剩余物质总质量为116.2g.请计算：（1）生成二氧化碳的质量为g.（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少？四.杠杆的平衡条件（共3小题）6. （2020秋拱壁区期末）小乐利用一个量程为ION的弹簧测力计和一
6、根长1米的轻质杠杆AB自制了一个简易的称重装置，并对一株大白菜进行称重。简易称重装置如图所示，O为杠杆的支点，OA长始终为0.2米，蔬菜悬挂于距O点0.4米的C点，在B点用弹簧测力计竖直向上提起。（g=10Nkg）（1）大白菜悬挂C点时，弹簧测力计的示数为7.5牛，求这株大白菜的质量。（2）小乐发现若将这株大白菜悬挂点向右移动一定距离，弹簧测力计示数会超过量程。若要使轻质杠杆AB始终处于水平平衡，且测力计读数不超过量程，求大白菜悬挂点与O点距离的取值范围。（2021秋拱堂区期末）现有两根粗细不同的长方体铝条AB和CD,长度分别为LAB和Lcd,两铝条质量分布均匀，不考虑形变。若将铝条CD叠在铝
7、条AB上且右端对齐，然后放置在三棱柱形支架。上，铝条AB恰好能水平平衡，如图所示；此时OB的长度与1.CD相同，且LAB：Lcd=4:I0（1）如图所示，若将铝条AB的重力作为杠杆的动力，铝条CD的重力作为杠杆的阻力,则动力臂的长度为O（2）若铝条AB和CD的横截面积分别为Sl和S2,计算Si：S2的值。k-LcolkLAB”一I7. （2022秋拱墅区期末）在实际生活中，人们在抬较重的物体时，常用如图所示的三人共抬法。杠杆AB和CD质量不计，AB的中点为P,轻绳连接PC,在杠杆CD上的Q点连接轻绳悬挂重物，三人分别在A、B、D处抬杠杆。已知所抬物体重力为1200N,两根杠杆均处于水平位置静止
8、，轻绳均竖直，AP=BP=DQ=2m,CQ=Im,分别计算A、D两处人对杠杆竖直向上的作用力FA和FD的大小。五.滑轮相关量的计算（共1小题）8. （2020秋拱墅区期末）如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为O.OI8m3重力为540N,动滑轮所受重力为180N,不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力（P水=1.0Xl（）3kgm3,g=10Nkg）o（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？（2）为了让重物在水中以O.lm/s的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？（重物在此过程中未露出水面）（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？
9、（不考虑重物出水前后质量的变化）六.电功与电能（共1小题）9. （2021秋拱墅区期末）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“3V0.6W，滑动变阻器Ro规格为“10。IA闭合开关，滑片P滑至a端，灯泡正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常发光10分钟，消耗的电能。（2）闭合开关后，电路可达到的最小总电功率。七.焦耳定律的计算（共1小题）11.（2022秋拱墅区期末）如图甲所示为某家用电暖器，如图乙所示为其简化电路。已知R=55,R2=44,在220V的额定电压下工作，通过控制开关可实现低、中、高三种不同的功率。求：（1）在对外供热时的最低功率P低；（2）中挡功率正常工作
10、10分钟，电流产生的热量Qq,:（3）在对外供热时的最高功率P高。.电功与电热的综合计算（共1小题）12. （2020秋拱墅区期末）如图甲所示的电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品。如图乙所示为电压力锅的电路图，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热：当锅内温度达到125C,开关S自动与a、b断开，并与触点C接通，开始保温保压。现将3kg初温为25C的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如图丙所示。求：（1）电路中Rl的阻值是多少？（2）加热过程消耗的电能是多少？（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125时的效率“水的比热容为4.2X
11、l（）3（kgC）九.热机（共1小题）13. （2021秋拱墅区期末）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某次测试中，汽车在L5X1（）3s内于水平路面上匀速行驶4.6Xl（）4m,该过程中汽车的牵引力为3000N,汽车消耗汽油12kg,汽油的热值为46XI（kg（I）汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是（按序填写序号）。（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功及功率为多少？（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？一十.燃料的热值（共1小题）14. （2022秋拱壁区期末）如图所示，小乐用燃气灶烧水。在一个标准大
12、气压下，将一壶初温为20的水烧开，消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2X1（）3j/（kgbC）,天然气的热值为8.4Xl（）7j求：（1） 0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量；（2）水壶中水吸收的热量；（3）水壶中水的质量。一十一.热量的计算（共1小题）15. （2021秋拱壁区期末）目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大，对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。（1）下列是厨房中产生的一些垃圾，其中属于厨余垃圾的是（选填字母）。A.玻璃瓶B.易拉罐C.剩菜剩饭D.瓷碗碎片（2）利用微生物处理厨余垃圾，可起到“变废为宝”的作用。无菌株菌株A苗
13、株B苗株C将厨余垃圾放入沼气池中，经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量，为防止空气污染，可用氢氧化钠除去杂质H2S,写出这一反应的化学方程式：。约30kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生In?的甲烷，完全燃烧这些甲烷理论上能将kg（保留整数）的水从20C加热至100C。q36=3.6107Jm3,C水=4.2X1（Pj/（kgC）厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸，乳酸可用于生产可降解塑料。淀粉乳酸杆菌分解淀粉产生乳酸的大致过程如下：淀粉乳酸杆菌向细胞外分泌一些酶，将淀粉分解为，该物质进入细胞后，可进一步被分解为乳酸，并释放出能量用于各项生命活动。如图乙所示为A、B、C三种
14、不同的淀粉乳酸杆菌对淀粉的分解，结果表明，菌株（选填“A”“B”或C”）分解淀粉的能力最强。浙江省杭州市拱墅区三年(20202022)九年级上学期期末科学试题汇编.解答题参考答案与试题解析1. 物质的相互转化和制备(共1小题)2. (2022秋拱墅区期末)氢能是一种清洁高效的能源，促进制氢技术发展和氢能利用，是我国实现“双碳”目标和能源结构转型的必然途径。阅读材料，回答问题：材料2：为了促进氢能利用，科学家设计了如图2所示的人工光合作用系统，模拟植物利用太阳能合成糖类的过程。(1)在“循环制氢”中需要不断补充加入的物质是水。“贮存氢气”中通入氨气作为保护气，体现氯气的化学性质稳定，“贮存氢气”
15、中发生反应的化学方程式为214沙01+3生品温、氯气.3MgH2+MgCu2。以氢气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时，获得的平均牵引力为8.4X1()2n,则行驶Iookm的路程消耗的氧气大约是1kg0(q氢气=1.4Xl()8jkg)(2)科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下，人工光合作用系统中糖类的积累量高于（选填“高于”“低于”或“等于）绿色植物，从同化作用和异化作用的角度说明理由。人工光合作用系统只进行同化作用,而绿色植物进行同化作用（光合作用）外，还进行异化作用（呼吸作用）【答案】（1）水；稳定；2Mg2Cu+3H2
16、=fi2=5=3MgH2+MgCu2;I；（2）高于；人工光合作用系统只进行同化作用，而绿色植物进行同化作用（光合作用）外，还进行异化作用（呼吸作用）。【解答】解：（1）由图可知，在“循环制氢”中，水不断分解成氢气和氯气，则需要不断补充加入的物质是水。“贮存氢气”中通入氮气作为保护气，体现氧气的化学性质稳定；“贮存氢气”中发生的反应是Mg2Cu和H2在高温、氨气的条件下反应生成MgH2和MgCu2,反应的化学方程式为：2Mg2Cu+3H?=S2=5=3MgH2+MgCu2.以氧气作为燃料的某氢能源汽车的发动机效率为60%,若该车在道路上行驶时，获得的平均牵引力为8.4XIO2N,则行驶100k
17、m的路程牵引力做的功W=FS=8.4IO2NX100OOOrn=8.47107J,m疆=L=84X11=Ikg,所以行驶IoOkm的路程消耗的氢气Tlq60%1.4IO8JZkg大约是Ikgo（2）科学家设计的人工光合作用系统与绿色植物光合作用消耗二氧化碳量相等的情况下，人工光合作用系统中糖类的积累量高于绿色植物，从同化作用和异化作用的角度说明理由是：人工光合作用系统只进行同化作用，而绿色植物进行同化作用（光合作用）外，还进行异化作用（呼吸作用）。故答案为：水；稳定；2Mg2Cu+3H2=25=-3MgH2+MgCu2;1；（2）高于；人工光合作用系统只进行同化作用，而绿色植物进行同化作用（光
18、合作用）外，还进行异化作用（呼吸作用）。二.质量守恒定律及其应用（共1小题）3. （2020秋拱墅区期末）阅读材料并回答问题：材料一：中国人首先发明火箭这一事实被世界所公认。宋朝时出现的爆竹是原始的喷气式火箭：明朝时出现的“火龙出水”火箭是近代火箭的始祖；明朝时万户进行了最早的火箭升空试验（如图中所示），成为载人飞行先驱。材料二：2020年11月24日，长征五号遥五运载火箭（如图乙所示）成功发射嫦娥五号探测器，开启中国首次地外天体采样返回之旅。从1970年4月，长征一号运载火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在，我国火箭研究与应用处于世界领先水平。材料三：现代火箭的飞行原理与万户的升空试验原理基
19、本相同。现代火箭大多是利用喷气发动机（如图丙所示）升空的，而喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，燃气经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力。（1）如图甲所示，万户升空试验所用火箭的燃料为“黑火药”，黑火药爆炸的原理为:2KNO3+S+3CX+N2t+3CO2t,其中反应物硝酸钾属于盐（选填“酸”“碱”或“盐”）物质，X的化学式为K2SQ（2）如图乙所示，火箭上升过程中与大气摩擦产生大量的热，这是通过做功的方式改变物体的内能；火箭以液态氢做燃料主要原因是氢气的热值大。（3）汽油机的做功冲程工作时的原理跟如图丙所示的喷气发动机燃烧室工作时的原理一致。【答案】盐;K2S;（2）做功；热值；（3）做功
20、。【解答】解：（1）硝酸钾是由金属阳离子-钾离子与酸根阴离子-硝酸根离子构成的化合物，所以硝酸钾属于盐，反应前钾原子是2个，反应后应该是2个，包含在X中，反应前硫原子是1个，反应后应该是1个，包含在X中，反应前后氮原子都是2个，M原子都是6个，物质X的化学式是K2S；故答案为：盐；K2S;（2）火箭上升过程中，克服摩擦做功，将机械能转化为了内能，这是通过做功的方式改变物体的内能；运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。故答案为：做功；热值；（3）汽油机的做功冲程工作时的原理跟如图丙所示的喷气发动机燃烧室工作时的原理一致；故答案
21、为：做功。三,根据化学反应方程式的计算（共3小题）4. （2020秋拱墅区期末）XX儿童咀嚼钙片的标签内容如图1所示，小乐为了测定该钙片含量是否符合标注，做了如图2实验（钙片中除了碳酸钙外，其他成分不溶于水，也不和稀盐酸反应，反应中产生的气体全部逸出，且不考虑水蒸气的影响）：XX儿童咀嚼片6Q装）分】碳酸钙、维生素D【功效】补钙【规格】2g片每片中含钙以Ca计）0.6g【用法】嚼食：每日1片图1图2（1）反应中生成的二氧化碳的质量是5.5go（2）计算每片钙片实际含量。判断是否与标注相符？【答案】（D5.5；（2）不相符。【解答】解：（1）因为碳酸钙和稀盐酸反应放出二氧化碳，根据质量守恒定律可
22、知，烧杯中的物质减少的质量就是生成的二氧化碳的质量，所以生成二氧化碳的质量为：20g+100g-114.5g=5.5g;故填：5.5；（2）设10片钙片中碳酸钙的质量为X,CaCO3+2HCl-CaCl2+H2O+CO2t10044X5.5g100XNT二5.5g解得：X=12.5g每片中钙含量是12.5gX型10片=05gV0.6g,实际钙含量与标注不相符。100答：通过计算可知，实际钙含量与标注中的含钙量不相符。故答案为：（1） 5.5；（2）不相符。4.（2021秋拱墅区期末）用95.6g氢氯化钠溶液充分吸收二氧化碳气体，得到100.0g碳酸钠溶液。试计算：（I）参加反应的二氧化碳气体的
23、质量是4.4g；（2）反应后溶液中溶质的质量分数是多少？【答案】（1）4.4：（2） 10.6%o【解答】解：（1）参加反应的二氧化碳的质量为：100.0g-95.6g=4.4g（2）设生成碳酸钠的质量为x。C02+2Na0H=Na2CO3+H2O441064.4gX44_44gIoeTXx=10.6g反应后溶液中溶质的质量分数为:答：反应后溶液中溶质的质量分数为10.6%。故答案为：（1） 4.4；（2） 10.6%o5.（2022秋拱墅区期末）将25g石灰石样品放入烧杯中（杂质既不溶于水也不参加反应）,加入稀盐酸至恰好完全反应，共用去稀盐酸100g.烧杯中剩余物质总质量为116.2g.请计
24、算：（1）生成二氧化碳的质量为8.8R.（2）石灰石样品中碳酸钙的质量分数为多少？【答案】见试题解答内容【解答】解：（D生成二氧化碳的质量=25g+100g1162g=8.8g;故填：8.8：（2）设样品中Caeo3的质量为xCaCo3+2HCl-CaCI2+H2O+CO2t441008.8gIoO二44x8.8gx=20g石灰石样品中碳酸钙的质量分数为=&X1OO%=8O%25g答：石灰石样品中碳酸钙的质量分数为80%.四.杠杆的平衡条件(共3小题)6. (2020秋拱壁区期末)小乐利用一个量程为ION的弹簧测力计和一根长1米的轻质杠杆AB自制了一个简易的称重装置，并对一株大白菜进行称重。简
25、易称重装置如图所示，O为杠杆的支点，OA长始终为0.2米，蔬菜悬挂于距。点0.4米的C点，在B点用弹簧测力计竖直向上提起。(g=10Nkg)(1)大白菜悬挂C点时，弹簧测力计的示数为7.5牛，求这株大白菜的质量。(2)小乐发现若将这株大白菜悬挂点向右移动一定距离，弹簧测力计示数会超过量程。若要使轻质杠杆AB始终处于水平平衡，且测力计读数不超过量程，求大白菜悬挂点与O点距离的取值范围。【答案】(1)该大白菜的重力为15N。(2)大白菜悬挂点与O点之间的距离d的取值范围为OWdWo.53m。【解答】解：(1)由杠杆平衡条件可得，GXL=FX(AB-OA),则，G0.4m=7.5N(lm-0.2m)
26、,解得大白菜的重力：G=15No(2)由图知，弹簧测力计的量程为010N,当弹簧测力计的示数为0时，d=0m,当弹簧测力计的示数为ION时，根据杠杆平衡条件知，GXd”=FAi大X(AB-OA),则，15Nd=10N（lm-0.2m）,解得，d0.53mo大白菜悬挂点与O点之间的距离d的取值范围为OWdWO.53m。答：（1）该大白菜的重力为15No（2）大白菜悬挂点与O点之间的距离d的取值范围为OWdWO.53m。（2021秋拱墅区期末）现有两根粗细不同的长方体铝条AB和CD,长度分别为LAB和Lcd,两铝条质量分布均匀，不考虑形变。若将铝条CD叠在铝条AB上且右端对齐，然后放置在三棱柱形支
27、架。上，铝条AB恰好能水平平衡，如图所示；此时OB的长度与1.CD相同，且LAB：Lcd=4:I0（1）如图所示，若将铝条AB的重力作为杠杆的动力，铝条CD的重力作为杠杆的阻力,则动力臂的长度为Lcdo（2）若铝条AB和CD的横截面积分别为Sl和S2,计算Si：S2的值。k-LcolkLAB”一I【答案】（1）动力臂的长度为Lcd；（2）Si：S2=l:8。【解答】解：（1）因为铝条质量分布均匀，则重心在其中点处，故AB的重心在AB的中点，又因为Lab：Lcd=4:1，所以AB的中点到O的距离为动力臂Ll=LCd；（2）因为铝条CD质量分布均匀，则重心在其中点处，即CD的中点到O的距离为阻力臂
28、L2=-Lcd；2由密度公式Pq可知：m=pV=pSL,G=mg,所以GAB=PSILAB,Gcd=pS2Lcd,由杠杆平衡条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂可得：GABXLl=GCDXL2,即：PSlLABXLCD=PS2LcdX工LCD2解两式得：包=工；$28答：（1）动力臂的长度为LCD；(2)Si：S2=l:807. （2022秋拱墅区期末）在实际生活中，人们在抬较重的物体时，常用如图所示的三人共抬法。杠杆AB和CD质量不计，AB的中点为P,轻绳连接PC,在杠杆CD上的Q点连接轻绳悬挂重物，三人分别在A、B、D处抬杠杆。已知所抬物体重力为1200N,两根杠杆均处于水平位置静止，轻绳均竖
29、直，AP=BP=DQ=2m,CQ=Im,分别计算A、D两处人对杠杆竖直向上的作用力FA和FD的大小。【答案】A、D两处人对杠杆竖直向上的作用力FA和FD的大小都是400N。【解答】解：（1）对杠杆CD,静止时可将C点作为支点，根据杠杆平衡条件FlLI=F2L2得，FdLcd=GXLcq,即，Fd（2m+lm）=1200NXIn1,解得，Fd=400N;（2）同样，以D为支点则有：FcLcd=GLdq,即，Fc（2m+lm）=l200N2m,Fc=800N,对杠杆AB,静止时可将B作为支点，根据杠杆平衡条件FILl=F2L2得，FaXLab=FcXLbp,即，Fa（2m+2m）=800N2m,解
30、得，Fa=400N.答：A、D两处人对杠杆竖直向上的作用力FA和FD的大小都是400N。五.滑轮相关量的计算（共1小题）8. （2020秋拱墅区期末）如图所示是小乐利用滑轮组打捞水下重物的示意图。已知该重物体积为0.0180?、重力为540N,动滑轮所受重力为180N,不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力（P水=l.OXl3kgn3,g=10Nkg）o（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是多少？（2）为了让重物在水中以0lms的速度匀速上升，小乐需提供多大的拉力？拉力的功率为多少？（重物在此过程中未露出水面）（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为多少？（不考虑重物出水前后质量的变
31、化）【答案】（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是180N：（2）为了让重物在水中以0.1ms的速度匀速上升，小乐需提供180N的拉力，拉力的功率为54W；（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为75%。【解答】解：（1）重物浸没在水中，重物排开水的体积：Vi=V=O.O18m3,重物受到水的浮力：F浮=P水V持g=LOX103kgm30.018m310Nkg=180N;（2）由图知，n=3,拉力端移动速度：V3v物=3X0.1ms=0.3ms,不计绳重、轮与轴之间摩擦及水的阻力，拉力大小：F=A（G-F浮+G动）=Ax（540N-180N+180N）=180N,n3拉力做功功率
32、：P=Fv=180N0.3ms=54W；（3）不考虑重物出水前后质量的变化，不计绳重、轮与轴之间摩擦，重物完全出水后继续匀速上升时，拉力大小：F=A（G+G动）=A（540N+180N）=240N,n3因为滑轮组的机械效率Tl=曳=生=q-=f-,W总FsFnhnF所以此时滑轮组的机械效率:,=-100%=100%=75%onF3240N答：（1）此重物浸没在水中时受到的浮力是18ON；（2）为了让重物在水中以0.1ms的速度匀速上升，小乐需提供180N的拉力，拉力的功率为54W；（3）若重物完全出水后继续匀速上升，此时滑轮组机械效率为75%。六.电功与电能（共1小题）9. （2021秋拱墅区
33、期末）如图所示电路，电源电压不变，灯泡L规格为“3V0.6W，滑动变阻器RO规格为“10。IA二闭合开关，滑片P滑至a端，灯泡正常发光。不考虑温度对灯丝电阻的影响。求：（1）灯泡正常发光10分钟，消耗的电能。（2）闭合开关后，电路可达到的最小总电功率。lcS【答案】（1）灯泡正常发光10分钟，消耗的电能为360J。（2）闭合开关后，电路可达到的最小总电功率为0.36W。【解答】解：由电路图知小灯泡和滑动变阻器串联，电流表测量电路中的电流;（1）灯泡正常发光10分钟消耗的电能为：W=Pt=O.6WX1060s=360J;（2）根据P=尤可得，小灯泡的电阻为：RRL=或=（3V）2=5QP0.6W
34、由电路图可知，当滑片位于a端时，电路为L的简单电路，由于灯泡正常发光，所以小灯泡两端的电压等于电源电压，也等于小灯泡的额定电压，即电源电压U=Usi=3V；当滑片位于右端时，灯泡L与滑动变阻器的最大阻值Ro串联，电路中的电流最小，电路的总功率最小，根据电阻的串联和P=Ut可得，电路可达到的最小总电功率为：Rlj2%+R。(3V)215。+10Q=0.36Wo答：（1）灯泡正常发光10分钟，消耗的电能为360J。（2）闭合开关后，电路可达到的最小总电功率为0.36W。七.焦耳定律的计算（共1小题）11.（2022秋拱墅区期末）如图甲所示为某家用电暖器，如图乙所示为其简化电路。已知R=55,R2=
35、44,在220V的额定电压下工作，通过控制开关可实现低、中、高三种不同的功率。求：（1）在对外供热时的最低功率P低；（2）中挡功率正常工作10分钟，电流产生的热量Q中；（3）在对外供热时的最高功率Pw甲乙【答案】（1）在对外供热时的最低功率P低为880W；（2）中挡功率正常工作10分钟，电流产生的热量Q中为6.6Xl5j;（3）在对外供热时的最高功率P高为1980W。【解答】解：当开关Sl闭合时，只有Rl工作，当开关S2闭合时，只有R2工作，当开关SkS2同时闭合时，Ri、R2并联；根据并联电路的电阻特点可知，当开关Si、S2同时闭合时，Ri、R2并联，此时电路中的2电阻最小，根据P=卫一可知
36、，电路中的总功率最大，电暖器处于高挡；R根据题意可知，RiR2,所以当开关SI闭合时，只有Rl工作，电路中的总电阻最大，电功率最小，电暖器处于最低挡，当开关S2闭合时，只有R2工作，电暖器处于中挡；（1）在对外供热时的最低功率：P低=止=（22）2=880W;R155Q（2）在对外供热时的中挡功率：P中=此=（2202）2=U0OW,R244中挡功率正常工作10分钟，电流产生的热量Q中=W=P中t=1100WX10X60=6.6XIO5J;（3）在对外供热时的最高功率：PR=P低+P中=880W+1100W=1980W0答：（1）在对外供热时的最低功率P低为880W：（2）中挡功率正常工作10
37、分钟，电流产生的热量Q中为6.6Xl5j;（3）在对外供热时的最高功率P高为1980Wo八.电功与电热的综合计算（共1小题）12. （2020秋拱墅区期末）如图甲所示的电压力锅是传统高压锅和电饭锅的升级换代产品。如图乙所示为电压力锅的电路图，接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热；当锅内温度达到125C,开关S自动与a、b断开，并与触点C接通，开始保温保压。现将3kg初温为25C的水加入电压力锅中，接通电路使其正常运行，电压力锅在工作过程中电功率随时间的变化图像如图丙所示。求：甲乙丙（1）电路中Rl的阻值是多少？（2）加热过程消耗的电能是多少？（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125
38、时的效率。水的比热容为4.2Xl3（kgC）【答案】（I）电路中RI的阻值是60.55（2）加热过程消耗的电能是1.68Xl6j;（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125C时的效率为75%。【解答】解：（1）接通电路后，开关S自动与触点a、b接通，开始加热，电阻Ri、R2并联，由图丙知此时的功率为1000W；当锅内温度达到125,开关S自动与a、b断开，并与触点C接通，开始保温保压，电阻R2工作，由图丙知此时的功率为200W,所以电压力锅加热状态时，Rl的功率为：Pi=P-P2=100OW-200W=800W;电路中Rl的阻值为：RI=止=（220V）2=60.5。；P1800（2）根据图丙知
39、，水温刚达125C时的加热时间：t=28min=1680s,消耗的电能：W=Pt=100OWX1680s=1.68IO6J,（3）水吸收的热量：Q=cmt=4.2103J/（kgC）3kg（125eC-25）=1.26106J,电压力锅从开始运行到水温刚达125时的效率：n=3x100%=.12616100%=75%oW1.68IO6J答：电路中Rl的阻值是60.5;（2）加热过程消耗的电能是1.68Xl（）6j;（3）电压力锅从开始运行到水温刚达125C时的效率为75%。九.热机（共1小题）13. （2021秋拱墅区期末）发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为燃料的内燃机。在某
40、次测试中，汽车在L5X1（）3s内于水平路面上匀速行驶4.6Xl（）4m,该过程中汽车的牵引力为3000N,汽车消耗汽油12kg,汽油的热值为4.6XI（）7jkg.Wlt+1（I）汽车的内燃机一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程的顺序是（按序填写序号）。（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功及功率为多少？（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是多少？【答案】（I）;（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功是1.38l08J;功率为92000W；（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是25%o【解答】解：（1）中的两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以为压
41、缩冲程，是第二冲程；中的排气阀打开，活塞向上运动，所以为排气冲程，是第四冲程；中的进气阀打开，活塞向下运动，所以为吸气冲程，是第一冲程；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：；（2）汽车牵引力做的功：W=Fs=3000N4.6104m=1.38IO8J:牵引力做的功率：P=Z=1.38义O8J=92OO0W;t1.5IO3S（3）汽车消耗汽油12kg放出的能量：Qtt=mq=12kg4.6107Jkg=5.52IO8J,汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率：=JL100%=1-3818J100%=25%oQ放5.52108J故答案为：（1）；
42、（2）匀速行驶过程中，牵引力做的功是L38IO8J;功率为92000W；（3）汽油完全燃烧所能释放的能量转化为汽车克服阻力做功的效率是25%o一十.燃料的热值（共1小题）14. （2022秋拱墅区期末）如图所示，小乐用燃气灶烧水。在一个标准大气压下，将一壶初温为20C的水烧开，消耗了0.02m3的天然气。已知该燃气灶的效率为40%,水的比热容为4.2X1（）3j/（kgC）,天然气的热值为8.4Xl（）7j求：（1） 0.02的天然气完全燃烧所放出的热量；（2）水壶中水吸收的热量；（3）水壶中水的质量。【答案】（I）OSn?的天然气完全燃烧所放出的热量为1.68106J:(2)水壶中水吸收的热
43、量6.72Xl()5j;(3)水壶中水的质量为2kg。【解答】解：(1)天然气完全燃烧放出的热量：Qtt=Vq=0.02m38.4IO7JZm3=1.68IO6J;(2)由n=驯得水吸收的热量：Q放Q吸=Q放=40%义1.68X1()6j=6.72XIO5J:(3)在一个标准大气压下，水的沸点为100C,即水的末温t=100C,由Q吸=Cm(t-to)得水的质量：m=Q吸=60105J=2kg0c(t-t0)4,2103J(kg1C)(100iC-20lC)答：(1)0.02m3的天然气完全燃烧所放出的热量为1.68Xl()6j;(2)水壶中水吸收的热量6.72Xl()5j;(3)水壶中水的质
44、量为2kg。一十一.热量的计算(共1小题)15. (2021秋拱墅区期末)目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大，对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。(1)下列是厨房中产生的一些垃圾，其中属于厨余垃圾的是C(选填字母)。A.玻璃瓶B.易拉罐C.剩菜剩饭D.瓷碗碎片(2)利用微生物处理厨余垃圾，可起到“变废为宝”的作用。将厨余垃圾放入沼气池中，经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量,为防止空气污染，可用氢氧化钠除去杂质H2S,写出这一反应的化学方程式：2NaOH+H2S=Na2S+2H2O0约30kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生In?的甲烷，完全燃烧这些甲烷理论上能将10
45、7.1kg(保留整数)的水从20加热至100C。qft6=3.6107Jm3,C水=4.2X1(Pj/(kgC)厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸，乳酸可用于生产可降解塑料。淀粉乳酸杆菌分解淀粉产生乳酸的大致过程如下：淀粉乳酸杆菌向细胞外分泌一些酶，将淀粉分解为葡萄糖，该物质进入细胞后，可进一步被分解为乳酸，并释放出能量用于各项生命活动。如图乙所示为A、B、C三种不同的淀粉乳酸杆菌对淀粉的分解，结果表明，菌株B(选填“A”“B”或C”)分解淀粉的能力最强。【答案】(1)C；(2)2NaOH+H2S=Na2S+2H2O;107.1；葡萄糖；Bo【解答】解：(1)A、B玻璃瓶和易拉罐能够重新回收、利用，属于可回收垃圾，故错误;C、剩菜剩饭属于厨余垃圾，故正确；D、瓷碗碎片属于不可回收垃圾，故错误;故选：C；(2)氢氧化钠和H2S反应生成硫化钠和水，化学方程式为：2NaOH+H2S=Na2S+2H2O;甲烷的体积V=Im3,甲烷热值q=3.6Xl()7jm3,完全燃烧这些甲烷气体放出的热量为：Q=qV=3.6107Jm3lm3=3.6IO7J5在标准大气压下水沸腾的温度为100C,垃圾产生的能量全部被水吸收，即Q吸=Q=3.6XIO7J,由Q喷=CmAt得水的质量为：m=txc水3-
