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专题 能的转化与能量守恒_浙教版

发布时间:2013-12-29 15:54:37  

专题一 能的转化与能量守恒

【考纲导读】

1.了解动能和势能(重力势能和弹性势能)与哪些因素有关;知道动能和势能可以转化,知道机械能守恒是机械能总量保持不变

2.理解功的概念,认识简单机械的作用,知道做功伴随能的转化(或转移)

3.理解功率的概念,能区别功率和机械效率,从能的传递和转化认识功率和机械效率

4.知道内能改变的两种途径,知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化,了解比热容和热值的概念

5.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,会计算用电器消耗的电能,理解电功率的含义,并能进行简单的计算,会测小灯泡的功率,能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率

备注:

1.不要求用机械能守恒条件解题

2.不要求用Q=mc(t2–t1)计算热量

【知识精讲】

一、功和能

1.功

(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离(缺一则不做功,如距离与力垂直不做功)。

(2)公式:W=FS(S:物体在力的方向上通过的距离)。

(3)单位: 1J=1N/m。

(4)做功过程的实质:是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化(或转移)。

2.功率

(1)定义:单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢,或能量转化的快慢。

(2)公式:P?W,P?Fv。 t

(3)单位换算: 1w=1J/s。

3.机械能

(1)定义:动能和势能的统称。

①动能:物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大,运动速度越大,它的动能就越大。 ②势能:

重力势能:举高的物体具有的能。质量越大,高度越高,它的重力势能就越大。

弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。

(2)机械能守恒:物体的动能和势能可以相互转化,在转化的过程,如果没有摩擦阻力,机械能的总量保持不变。

4.内能:

(1)定义:物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。

(2)影响内能大小的因素:温度、质量、物质本身、物质状态。

(3)改变物体内能的方式:做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。

做功的实质是内能的转化,对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能,反之亦然。 热传递的实质是内能的转移,物体吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少。

(4)比热容:单位质量的某种物质温度升高或降低1℃吸收或放出的热量。

单位:J/(kg·℃)。

公式:Q=cm(t2-t1)。

(5)燃料的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。

单位:J/kg。

公式:Q=mq。

5.能量的转化与守恒

不同形式的能量可以相互转化,功是能量转化的量度。

能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。

能量的转化和转移有一定的方向性。

二、简单机械

1.杠杆

(1)平衡条件: F1L1=F2L2。

(2)杠杆的三种类型:

省力杠杆:若L1 > L2,则F1 < F2,省力,但费距。

费力杠杆:若L1 < L2,则F1 > F2,费力,但省距。

等臂杠杆:若L1 = L2,则F1 = F2,既不省力,也不费力。

2.滑轮

(1)定滑轮:相当于一个等臂杠杆;不能省力,但可以改变力的方向。

(2)动滑轮:相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆;可以省一半的力(不计摩擦和滑轮重),但费2倍距离。

(3)滑轮组:省力且可以改变力的方向,F=1/n(G物+G动)。

3.机械效率

(1)公式:η=W有用

W总?100%,

(斜面问题中η=GhG?100%;滑轮组中:η=?100%)。 FSnF

(2)特点:机械效率总小于1,即:使用任何机械都不能省功。

(3)提高机械效率的办法:

减小机械自重,减小机件间的摩擦。

三、电功、电功率

1.电功(W/J):

(1)定义:电流通过用电器做功,表示电能转化为其它能的多少。

22 W=Pt=UIt=(U/R)t=IRt(纯电阻电路中)

6(2)单位换算:1度=1千瓦时=3.6×10 J;1马力=735w。

(3)测量工具:电能表。

2.电功率(P/W):

(1)电流在1s内所做的功,表示电流做功的快慢程度。

22 P=W/t=UI=U/R=IR(纯电阻电路中)

(2)单位:W。

(3)功率分为:实际功率和额定功率。

3.测小灯泡功率实验(参照伏案法测电阻实验):

(1)原理:P=UI。

(2)电路图:

图2-4-1

(3)实验器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。

(4)实验步骤:

①按图连接电路,开关断开,滑动变阻器阻值调至最大;

②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P使电压表的读数为额定电压值,读出电流。反复做3次,读出不同电流值I1、I2、I3 ;

③由P=UI算出每次的电功率值P1、P2、P3,再求出平均值P=(P1+P2+P3)/3。

4.焦耳定律

(1)电流的热效应:电流通过导体时会使导体发热的现象。

(2)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。

2 (3)公式:Q= IRt。

【真题讲练】

例1.2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是( )

A.水的内能比泥土、砂石的内能大 B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大

C.水的内能比泥土、砂石的内能小 D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小

【解析】香港临海,因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大,吸收同样的热量,温度升高的幅度小,从而可以起到减小温差的作用。

【答案】 B

例2.电冰箱是间断式工作的(即工作一段时间停止

止,如此循环)。某电冰箱铭牌有关参数如右表所示.在家标定耗电量下工作时,一天实际工作 h;若电冰箱的时间都为12min,每消耗1kw·h电能,电 能表转盘转1500转,则该电冰箱每天启动 次,每工

作一次电能表转盘转 转。

【解析】 根据铭牌可知,电冰箱每天耗电0.9kwh,则一天实际工作时间

W0.9kwh6h6?60mint???6h,每天启动的次数为:??30次,每工作一次电能表的转数为 P0.15kw12min12min

12h?1500转/h?300转。 60

【答案】 6,30,300 一段时间,再工作再停庭电路中只有电冰箱在每次从启动到停止工作

例3.如图2-4-3,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上

子的力F为500N,则提升重物的过程中( )

机械效率是60% B. 绳子自由端被拉下3 m

功是800 J D. 拉力F的功率是80 W

【解析】 由图可知,有2根绳子负重。则滑轮组的机械效率为

η=升了lm。已知拉绳 A. 滑轮组的 C. 做的有用W有用

W总?100%=G800N?100%=?100%=80%;绳子自由端被拉下的nF2 图2-4-3 距离S=3h=3×

1m=3m;做的有用功为:W=Gh=800N×1m=800J;重物上升的速度为v=S/t=1m/10s=0.1m/s,则绳子的速度为v’=2v=0.2m/s,则拉力F的功率为:P=Fv’=500N×0.2m/s=100w。

【答案】 C

例4.一台功率为40kw的抽水机,机械效率为60%,如果要把河水抽到5m高的地方,则每小时抽水机做的总功是 J,其中有用功是 J,所抽水的质量是 kg。

8【解析】 抽水机每小时抽水机做的总功根据公式W=Pt可得W=40000w×3600s=1.44×10J;有用功W有=W总×60%

876=1.44×10J×60%=8.64×10J;由 W有=Gh=mgh可得出所抽水的质量是1.728×10 kg。

876【答案】 1.44×10,8.64×10,1.728×10

【专题训练】

一.功和能

1、(2013杭州卷-13)在甲、乙两图中,甲图地面粗糙、乙图地面光滑。质量分别为m, 2m的两个物体在大小为F的恒力作用下,在力的方向上前进了相同的距离,则下列结论正确的是( )

A.甲图中F做的功小于乙图中F做的功

B.甲图中F做的功等于乙图中F做的功

C.甲图中F做的功大于乙图中F做的功

D.条件不足,无法确定甲、乙图中F做的功谁大

2、(2013温州卷-8)木工师傅做家具时,来回拉动锯条锯木头,锯条温度将升高。该过程主要通过

A.热传递使锯条的内能增加 B.做功使锯条的内能增加

C.热传递使锯条的内能减少 D.做功使锯条的内能减少

3.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离( )

A. 在粗糙需上做功较多 B.在光滑地面上做功较多

B. 两次做功一样多 D.条件不够,无法比较做功的多少

4.司机开车上坡时,往往加大油门,减速行驶,这样做的目的是( )

A.增大功率,减小阻力B.增大功率,增大牵引力

C.减小功率,增大牵引力D.减小功率,减小阻力

5、下列有关能量转化和守恒的说法正确的是 ( )

A.用电器通电工作时,将其他形式的能转化为电能

B.氢氧化钠与盐酸反应是放热反应,该反应将内能转化为化学能

C.植物光合作用合成有机物,说明能量可以创生

D.“既要马儿跑,又要马儿不吃草”违背了能量转化和守恒定律

6.有人用50N的拉力,在4秒内使重200N的物体沿力的方向匀速运动了2米。此人所做的功为___焦,功率为___瓦;此时阻力的大小是___牛,方向是_____。

7. 如图甲所示,放在水平地面上的物体A受到水平向右的力F的作用,力F的大小以及物体A的运动速度大小V随时间t的变化情况如图乙所示。

(1)当t=7s时,物体A受到的摩擦力f的大小为N,方向为

(2)根据图乙有关信息,请用公式P=Fv,求F=10N时该力的功率。

(3)如图丙所示,在A的两侧分别挂上柱状重物B、C,且C的一部分浸人水中。已知GB=20N,Gc=50N,C的横截面积为30cm2,长度足够,水够深。则当物体A不受摩擦力作用时,C的下底面受到的水的压强是多少?若物体A移动就会触发报警装置(图中未画出),当物体A不移动时,最高水位与最低水位的差是多少?(g取10N/kg)

8、重力灯是英国的里弗斯设计的一款概念环保灯,如图所示。设计师为这款灯找到了“可再生能源”,它就是通

过一定的装置将重力势能转化为电能。已知重物质量为20千克,每次被举重2米,LED灯的额定功率为1瓦。(g取10牛/千克)

(1)重物每被举高一次,人至少对重物做多少焦的功?

(2)重物重力做的功有50%转化为电能,每举高一次重物能使该灯正常照明多长时间?

9、某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2表面上,每秒钟接受到的太阳能,用自制太阳能热水器做实验。

经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2,太阳能热水器内的水的质量为100千克,水的初温为20℃,经8750s时间后上升到45℃【C水=4.2×103)/(kg·℃)】。请计算:

(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳?

(2)垂直于太阳光的1米2表面上,每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳?

二.简单机械

1.(2010?广州)60kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态.由此可估测球的质量约为( )

A.20kg B.30kg C.60kg D.120kg

2.如图9-4所示,在水平拉力F的作用下使物体

沿水平地面做匀速直线运动,若滑轮与绳子质量

及摩擦不计,已知物体m与地面间的摩擦力为10N,

物体m运动的速度为2m/s,那么关于拉力F的

大小和拉力的功率P的大小,下列说法中正确的

是?????????????????( )

A.拉力的F大小为20N B.拉力F的大小为10

C.拉力的功率P的大小为20W D.拉力的功率P大小为10W

3.如图所示,杠杆OA的B点挂着一重物,A端用绳子吊在滑环M下,此时OA恰好成水平,且A点与圆弧架PQ的圆心重合,那么当滑环M从P点逐渐滑到Q点的过程中,绳子对A端拉力的大小将( )

A.保持不变 B.逐渐增大

C.逐渐减少 D.由大变小再变大

4.如图9-9所示,在力F的作用下,物体A以0.1m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时,弹簧测力计的示数是2N,不计滑轮和绳子重及它们之间的摩擦,则下列说法中不正确的是( )

A.物体A受到的摩擦力是4N B.在 5s内拉力F功为2J

C.拉力F的功率为0.2W D.重力对物体A不做功

5.(2008?青岛)下列关于动力F1力臂的作图中,正确的是( )

A. B. C. D.

6.如图所示,均匀杆AB长为L,可以绕转轴A点在竖直平面内自由转动,在A点正上

方距离L处固定一个小定滑轮,细绳通过定滑轮与杆的另一端B相连,并将杆从水平位

置缓慢向上拉起.已知杆水平时,细绳的拉力为T1,杆与水平面夹角为30°时,细绳

的拉力为T2,则T1:T2是( )

A.:1 B.2:1 C.1: D.1:1

7.工人用如图9-19所示的滑轮组提升重物,在10s内将质量为100kg的物体匀速提升2 m。已知工人向下的拉力为480N,则下面说法中错误的是( )

A.绳子自由端被拉下6 m B.工人所做的有用功是1960 J,总功是 2880 J

C.工人做功的功率是288W D.滑轮的机械效率为51%

8.在学习了简单机械化后,为了验证结论,李佼同学找来杠秆和动滑轮来做实验,记录数据如下:

(1)完在表中没有填写的空格

(2)他发现重物做功和动力做功在动滑轮实验中不相等,原因是 _________________。

9.心脏是人体血液的动力站,一个人的心脏只有拳头大小,重约3牛顿,但它在24小时内所做的功却相当于把质量为3.2吨的物体举高1/3米。请你算一算,一般人的心脏功率有几瓦?

10.(2010?义乌市)某科学兴趣小组利用硬棒(质量一可忽略不计)、细线、若干已知重力的物体、刻度尺等器材来研究杠杆平衡的条件.如图所示,在C处挂一待测物体B,当重为8牛的物体A挂在D处时,硬棒在水平位置平衡,用刻度尺测得OC为6厘米,OD为18厘米.

(1)此时物体 B 的重力是多少牛?

(2)保持O点位置和物体A的重力不变,在C处挂上不同重力的物体,移动物体A的位置,使硬棒在水平位置平衡,分别在OE上标出相应的重力值所对应的刻度,就制成了一根能直接读出待测物体重力的杠杆.问该杠杆的刻度是否均匀?请说明理由.

三.电功、电功率

1、一只电炉接在220伏的电路上时,用10分钟可把一壶水烧开,那么接在110伏的电路上时,同样把这壶水烧开所需要时间是( )

A、10分钟 B、20分钟 C、30分钟 D、40分钟

2、(2010?青海)如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置,电阻丝浸在质量相同、初温相同的煤油中,在闭合开关进行实验的过程中( )

A、用温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少

B、瓶电阻丝中的电流比A瓶电阻丝中的大

C、要保持电阻R1、R2两端的电压相同 D、在时间相同时,两瓶中煤油吸收的热量相同

3.移动电话所用的电源大多为锂电池。某厂家生产的标准型3.6伏锂电池上标有“900mAh”字

样(意思为该电池以900mA的电流可以工作1小时),则这块锂电池充满电后( )

A.贮有的电能为900mAh B.能提供的电功率为900mAh

C.能提供11664焦耳的电能 D.贮有3240焦的电能

4、将两个阻值相同的电阻串联后接入电路中,时间t内产生的热量为Q1;如果将它们并联后接入同一电路中,相同的时间内产生的热量为Q2.则Q1:Q2为( )

A、4:1 B、1:4 C、2:1 D、1:2

5、如图所示,电源电压不变,定值电阻R阻值为18?。有四只白炽灯泡L1、L2、L3、L4,它们的规格分别为“3V,

2W”、“6V,2W”、“12V,2W”、“24V,2W”。当把它们分别接在电路中的M、N两端时,实际功率最大的是( )

A.L1 B.L2 C.L3 D.L4

6.某家用电能表上标有“220V·10 A·3000r/kW?h”字样,当家中用电器全部工作时,电能表1分钟转了60转,

由此可估算出该家所有用电器的总功率为 ___w;若该家全部用电器工作时的总电流不超过电能表的额定电流,还可以再增加___w以下的用电器。

7、(2004?连云港)某养鸡场,在冬季为了提高产蛋量,采取了光照和保温两项措施.夜晚对鸡舍进行加热,同时用大功率灯泡进行照明,白天只需要适当保温,不需灯光照射.整个电路原理如图所示.中R1、R2是电热器中的电热丝,L是“220V、90W”的大功率灯泡.通过定时开关S1、S2的同时通断来实现白天和夜晚的用电要求.

(1)当开关S、S1、S2都闭合时,属于 _________ 用电状态.当开关S闭合,S1、S2都断开时,属于 _________ 用电状态.(均选填“白天”“晚上”)

(2)当开关S闭合,S1、S2都断开时,电流表示数为11A,R1与R2消耗的功率之比为1:4,求这时电路消耗的总功率及R1、R2的阻值.

现在,该地区生产用电采用“分时计价”措施,白天的电价为0.50元/kwh,夜晚

电价为0.20元/kwh,若该电路白天和夜晚工作时间均以10h计算,与“分时计价”

前相比,单这一项用电每天节省开支多少元?(未“分时计价”前的电价统一为0.40

元/kwh).

8、(2009?黄冈)热熔胶在室温下为固体,加热到一定程度时变为较强粘性的液体,冷却后,将物体牢牢地粘在一起.如图甲是热熔胶枪的外形,其内部有2只相同的PTC加热元件,电路如图乙.单只PTC元件的电阻与温度的变化如图丙所示.扣动扳机能使固体胶条向前挤压,联动开关S同时倒向A、B,枪口冒出胶液,松开扳机S同时倒向B、C.

(1)松开扳机时为预热状态,当温度为80℃时,电路中的电流是多少?

(2)当温度为180℃时,胶液有最佳粘性,已知一根胶条的质量为40g,若熔化1kg胶需要吸收6.0×105J热量,试计算在正常情况下使用完一根胶条至少要多长时间?

(3)试根据PTC特性定性分析该装置能使温度稳定在180℃附近的道理.

9、电磁炉是一种新型灶具,如图所示是电磁炉的原理图:炉子的内部有一个金属线圈,

当电流通过线圈时会产生磁场,这个变化的磁场又会引起电磁炉上面的铁质锅底内产生

感应电流(即涡流),涡流使锅体铁分子高速无规则热运动,分子互相碰撞、摩擦而产

生热能,从而迅速使锅体及食物的温度升高.所以电磁炉煮食的热源来自于锅具本身而

不是电磁炉本身发热传导给锅具,它是完全区别于传统的靠热传导来加热食物的厨

具.请问:

(1)电磁炉与普通的电炉相比,谁的热效率更高?为什么?

(2)该电磁炉在正常工作时,通过的电流是多少?

(3)该电磁炉在正常工作时,将1L温为25℃的水加热到100℃,需要的时间为2分55秒,则消耗的电能是多少?

10、如图所示是一种常见的台式饮水机结构剖面图,控水槽内浮体A与阀门C固定相连,当A恰好浸没时阀门C关闭,A来浸没时C略有下降,桶内水流入控水槽中。已知桶内水位高40厘米,阀门C横截面积1厘米2,不计A、C本身重力、大气压和热量损失,问:

(1)控水槽内保持一定水位,浮体A的最小体积应为多大?

(2)若热胆中储水1千克,由电热管加热,要求在10分钟内把水从20℃加热到100℃,则电热管的电功率为多大?

(3)饮水机的电路如图乙,水沸腾前,红灯亮、绿灯灭、加热管正常工作;水沸腾后,绿灯亮、红灯灭、加热管不工作。试分析温控开关1和2在水沸腾前后通断情况以及红绿指示灯电阻R红、R绿应满足的条件。

11、如图是电饭锅的实物图,图(甲)是它的内部电路图,图(乙)是电路简图.它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡,由温控开关自动控制.煮饭时,先要按下温控开关按钮;到达设定温度(饭已煮熟),按钮会自动弹起.

(1)对照观察图(甲)和(乙),温控开关按钮未按下时,“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是 _________ 关系(选填“串联”或“并联”);按下温控开关按钮,“烧煮电路部分”的电压为 _________ V,“保温电路部分”将 _________ (选填“工作”或“不工作”);温控开关按钮弹起后,电路中的电流比原来 _________ (选填“大”或“小”).

(2)当温控开关按钮按下时,电饭锅电路的总功率为1100W.求:“烧煮电路部分”的电阻R1.

(3)温控开关按钮弹起后,电饭锅电路的总功率为44W.求:①电路中的电流;②“保温电路部分”的电阻R2.

(4)已知,只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时,指示灯才会发光.请通过相关计算或分析,说明为什么温控开关按钮弹起时,红灯熄灭而黄灯亮.

【中考演练】

一、选择题

1.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星上天,它绕地球以椭圆轨道运行,近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km,如图所示。则它从近地点向远地点运动时,下列说法正确的是( )

A.势能减小,动能增大 B.势能增大,动能增大

C.势能增大,动能不变 D.势能增大,动能减小

2.下列事例中,属于机械能转化为内能的是( )

A.水蒸气把壶盖顶开

B.落在手心里的雪花熔化成水

C.冬天对着手哈气,手变暖和

D.陨石坠入大气层成为流星

3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是( )

A.白炽灯 B.电炉 C.发电机 D.电动机

4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭,以下关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法,正确的是( )

A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能 B.门的动能转化为弹簧的弹性势能

C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能

5.如下图所示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则:( )

5题图

A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙= F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲=F乙>F丙

6.由热值的定义可知,热值Q=mq,式中m是燃料的质量,Q是燃料完全燃烧放出的热量,那么( )

A.热值的大小与Q成正比

B.热值的大小与m成反比

C.热值的大小与Q、m都有关,由Q与m共同决定

D.热值的大小与Q、m都无关,由燃料的种类决定

7.一只“10V 5W”的甲灯和一只“6V 1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)( )

A.甲灯大些 B.乙灯大些 C.两灯一样大 D.无法确定

8.关于物体内能,下列说法中正确的是( )

A.物体的温度不变,内能一定不变 B.温度越高的物体,内能一定越大

C.物体的温度升高,内能一定增加 D.温度为0℃的物体,内能一定为零

9.下列器件中属于省力杠杆的是( )

A.坩埚钳 B.剪刀 C.筷子 D.镊子

10.小明推一辆手推车遇到障碍物,小刚过来帮着推车的轮子,要想越过障碍物。力的作用点和方向如图所示,则

小刚在推车轮子时( )

A.在A点用力最小 B.在B点用力最小

C.在C点用力最小 D.在A、C点用力相同

11.下列说法正确的是( )

A.力方向总是垂直于物体的支持面

1010题图题

B.重力不随物体位置变化而变化

C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小

D.空中向上飘的气球没有受到重力

12.在如图所示的滚摆实验中,发现滚摆每次上升的高度逐渐减小,此过

程中能量的变化情况为( )

A.机械能增加,内能减小

C.机械能减小,内能不变 B.机械能减小,内能增加 D.机械能不变,内能增加 12题图

13.

小松妈妈去百货大楼购物,自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中,她的( )

A.

动能增大,势能增大,机械能增大

B.动能增大,能增大,机械能不变

C.

动能不变,势能增大,机械能不变

D.动能不变,势能增大,机械能增大 14.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是( ) A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能

B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能

C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能

D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能

15.关于简单机械,下列说法中正确的是( )

A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向

B.功率越大的机械,做功就越快

C.做功越多的机械,其机械效率就越高D.越省力的机械,其机械效率就越高

16.下图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是( )

17.如图所示,瓶盖起子有 (a)、(b)两种用法。A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在瓶盖和瓶口的接触点中,D和E分别是离手最远和最近的两点。开盖时手对起子施加的力F作用在G点,瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出)。如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折。则:( )

A.(a)、(b)两图支点都是A,(a)种用法更省力 17题图

B.(a) 图支点是A,(b)图支点是B,(a)种用法更省力

C.(a) 图支点是A,(b)图支点是B,(b)种用法更省力

D.(a)、(b)两图支点都是B,(b)种用法更省力

18.如图,挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时,其秒针往往停在表盘上的( )

A.“3”的位置 B.“6”的位置 18题图 C.“9”的位置 D.“12”的位置

19.如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮重力为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力( )

A.218N B.220N C.210N D.236N

二、填空题

1.人类的太空旅行已不是梦想,2007年4月,世界第五位太空旅客查尔斯·希19题图 14题图 莫尼成功完成了又一次

太空旅行,在飞船加速上升时,其动能___________,重力势能_________,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变“)。

732.用煤气来做饭时,热量大部分是通过 方式传递给锅,若煤气的热值约3.9×10J/m,则

3完全燃烧1m煤气能放出 J热量。饭菜做好时,厨房弥漫着饭菜的香味,说明 。

3.小红家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个档位。如图是其内部简化电路图,开关S1可

分别与触点a、b接触。已知:Rl=50Ω,R2=100Ω,电源电压保持不变。当开关S1置于b端,S2

断开时,电烤箱处于______档位;电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是_____W;电烤箱在高

3题图

档位工作时,对食物加热3min,消耗的电能是__________J。

4.太阳能把地面的空气晒热,太阳能转化为________能;空气流动成风,又转化为________能;植物吸收太阳能,发生光合作用,太阳能转化为植物的________能;古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气,转化为这些燃料的________能。

5.在验证杠杆平衡条件时,某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态,已知每个钩码的

质量均相等:

(1)已知钩码所挂位置不动,将左边的钩码拿掉一个,为使杠杆仍然保持平衡,右边的

钩码拿掉________个; 5题图

(2)由此,总结出杠杆的平衡条件为_________________________。

6.小明用如图所示的滑轮组,在4秒内将质量为6.0千克的物体A匀速提升了0.5米。已知绳子自由端所用的拉力F为25牛。则在这个过程中拉力做了_______焦的功,该滑轮组的机械效率为_______。(g取10N/kg)

三、作图题

1.用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在下图中画出最省力的绕绳方法。

1题图

2.当螺线管通电时,螺线管的N、S极如下图所示,请在图中标出电流方向和小磁针静止时的N、S极。

6题图

2题图

四、实验题

1.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图(a)所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验,他根据测得的数据绘得如图(b)所示的“水温与时间关系”图像,实验过程中室温保持不变,请你回答:

2题图

1题图

(1)①和②哪种材料的保温性能好?答:_____________(选填“①”或“②”);

(2)对于同一保温材料内的水,在10min到20min时间内放出的热量_____________20min到30min时间内放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量_____________②保温材料内的水放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。

2.在“探究杠杆平衡条件”实验中:

(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在______位置平衡。如果杠杆左边低右端高,则调节平衡螺母应向 移动。此后在整个实验过程

中,是否还要再旋动两侧的平衡螺母? 。(图中杠杆上每格距离相等)

(2)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆_________保持平衡(选填“能”或“不能”),若不能, 端向下倾斜;

如果两边各减少一个钩码,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向外侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向内侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜。

3.(08清远)在测2.5V小灯泡(电阻大约8Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图的电路。其中电源电压为6V。

(1)图中有一处连接错误,请用“×”标出,并正确连接好实物图。同时在虚线框中画出其对应的电路图。

3题图b

3题图a

(2

)在连接电路时,开关应断开,滑片应移到________处(最大阻值或最小阻值)。

(3)闭合上开关之后,小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接无误,各元件完好,那么可能原因是_________________________________。

(4)小明调节滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V,这是电流表的指针如3题图b所示,则该灯泡的额定功率是________W。

五、计算题

1.(08绍兴)生活在高原的人们常用高压锅煮食物,这是由于高原地区的大气压较___________。以下是电压力锅和它的工作电路图,R1为工作时的加热电阻,标有额定功率为800W。R2为保温保压电阻,且R2=2R1,S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开,S2为限时开关,可以设定加热时间。求:

(1)当锅内气压为110千帕时,锅内

2气体对锅盖(400厘米)的压力多大?

(2)正常工作时,R1阻值多大?

(3)若用此电压力锅煮骨头汤,S2限

时60分钟。S1、S2同时闭合,工作30分钟后,S1达到限压值断开,

S2闭合至限时结束。此过程中共消耗多少电能?

1题图

2.为了增强体能,全班同学进行爬楼训练。体重500N的小刚在10s内连续爬梯的总高度为7m。求:

(1)小刚爬楼梯所做的功。

(2)小刚爬楼梯的功率。

3.某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物,在重物上升0.6m的过程中,拉力的功率为250W,滑轮组的机械效率为80%(不计滑轮的轮与轴之间摩擦,)。则:

(1)滑轮组的有用功为多少?

(2)拉力做的总功为多少?

(3)绳子的自由端下降的速度为多少?

(4)若提升500N的重物,则实际拉力F为多少N?

4.(08聊城)“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,在汶川地震灾区救援现场,用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N/Kg)

(1)现有一“塔吊”如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组,C移动的范围是从O点到B点。已知:AO=10m,OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重的质量为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,为安全起吊,C应移动到离O点多远的地方?

(2)若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,“塔吊”提升水泥板的功率是多少?如果机械做的额外功是3×10J,“塔吊”的机械效率是多少?

4题图 43题图

5.(08全国竞赛)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答:

1)从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,

请你指出并说明如何更正。

2)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A。

3

若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水 m;平均耗电 kw·h。 3)清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?

4)该清洗机正常工作时的效率是多少?

6.小星同学为自家的洗浴电热水器设计了一个自动控制装置,如图所示.R1是一个热敏电阻(置于热水器水中),其阻值随温度的变化关系如表I所示.表Ⅱ是这个电热水器的铭牌.已知继电器线圈电阻R2为10Ω,左边电源的电压U0为6V不变.当继电器线圈R2中的电流增大到某一数值时,继电器的衔铁被吸下,电热水器电路断开;当继电器线圈中的电流减小到某一数值时,继电器的衔铁被释放,电热水器电路闭合,开始工作.

请解答:

(1)正常工作时,电热水器的电阻是多少?

(2)分析表I,热敏电阻的阻值随温度如何变化? (3)若电热水器内的水温控制在30~60℃之间,求衔铁被吸下、电热水器电路被断开时,继电器线圈中的电流是多少? (4)电热水器正常工作时,将整箱水从30℃加热到60℃需要多长时间?(c水=4.2×103J/(kg?℃),不计热损失)

7.电压力锅集高压锅和电饭锅的优点于一体,既安全又节能.某型号电压力锅的额定电压为220V,右图是其工作原理图,R1、R2

分别是主加热器和保压加热器,

R1的额定功率为800W;L是用来指示电压力锅工作状态的变色发光二极管,当通过它的电流小于40mA时,发红光,达到40mA时,开始发绿光,只要有电流通过L其两端电压就恒为2V;R0是特殊电阻,其阻值随锅内温度变化而改变;接通电路,开关S自动与触点a、b闭合,开始加热,当锅内水温达到105℃时,S自动与a、b断开,并与触点c接通,开始保压,此时锅内水温不变,且未沸腾.

(1)电压力锅正常工作时,若指示灯L发绿光,求R0的最大阻值.

(2)在保压状态下,加热器正常工作1h耗电0.2kWh,求R2的阻值.

(3)用该压力锅对5L、20℃的水加热,正常工作35min后,求水温升高到多少摄氏度?已知消耗的电能有90%被有效利用,水的比热容为4.2×103J/(kg?℃).

8.在今年5月份助残活动中,某校初三同学为伤残军人买了一辆电动轮椅。同学们对这辆车的工作原理产生了兴趣。他们对照说明书的电路原理图(如图所示)了解到,操纵杆可操纵双刀双掷开关K以及滑动变阻器R1的滑片P。前推操纵杆时轮椅前进,再向前推时快速前进;后拉操纵杆时轮椅慢慢后退。又知蓄电池的电压U=24V(保持不变)、定值电阻R2=10Ω,电动机的额定功率P0=72W、额定电压U0=24V。

(1)从原理图可知,当开关K接到哪两个接线柱时,轮椅前进?为什么?

(2)当轮椅后退时,电流表示数为I=1A,此时电动机的实际功率为多少?

(3)当电动机以额定功率工作时,轮椅匀速前进的速度为1.5m/s,电动机线圈电阻损耗的功率为18W,求此时轮椅受到的阻力?

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