内容正文:
阶段素能测评
(第十一章《功与机械能》
第十二章《内能与热机》)
一、 填空题(每小题2分,共20分)
1. 如图所示的单摆,让小球从A点由静止释放,小球从A点向C点摆动的过程中,细绳对小球的拉力对小球 不做 (选填“做”或“不做”)功。
不做
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2. 如图所示,在水平地面上蚂蚁用1×10-3N的水平拉力拉着重1×10-2N的树叶,在10s内沿拉力方向前进了0.1m,则蚂蚁对树叶做功的功率为 1×10-5 W。
1×10-5
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3. 如图所示,斜面长s=10m,高h=4m。用沿斜面方向的拉力F,将一个重为150N的物体由斜面底端A匀速拉到顶端B,运动过程中物体克服摩擦力做了200 J的功,则拉力F的大小为 80 N。
80
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4. 如图,AB为能绕B点转动的杠杆,中点C处用细线悬挂一个重力为10N的物体,在A端施加一个竖直向上大小为7.5N的拉力F,可使杠杆被提起,则提起过程中,杠杆的机械效率为 66.7% 。(结果精确到0.1%)
66.7%
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5. 2024年6月25日,嫦娥六号成功将月球背面的样本带回地球,嫦娥六号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球,其着陆过程的部分轨迹简化为如图所示。在BC段返回器的机械能 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
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6. 如图,A、B是两个完全相同的小钢球,用长度不同的细线将两球悬挂在同一根水平横杆上,然后让两球从同样的高度由静止开始在竖直平面内摆动。忽略空气阻力,则A球摆动到最低点时的动能 小于 (选填“大于”“小于”或“等于”)B球摆动到最低点时的动能。
7. 月亮的昼夜温差达到数百摄氏度,而地球的昼夜温差不过数十摄氏度,这是因为地球外有大气层像厚厚的保温服一样,阻止了内能以 热传递 方式减小。
小于
热传递
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8. 老师上物理课时演示:反复弯折铁丝后,让小华用手摸弯折部分,小华发现弯折部分的温度会升高,内能增大,这个过程类似于汽油机的 压缩 冲程。
9. 某型号单缸四冲程汽油机正常工作时,每秒钟对外做功30次,则该汽油机正常工作时的转速是 3600 r/min。
10. 用相同的电加热器分别加热质量相等、温度均为20℃的水和另一种液体(不计热量损失),如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知:水和另一种液体的比热容之比是 5∶2 。
压缩
3600
5∶2
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二、 选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11. 为了在48h内完成地面基础建设(平整地面),上百台挖掘机同时工作,其目的是增大挖掘机总的( B )
A. 功 B. 功率 C. 有用功 D. 机械效率
B
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12. 《墨经·经下》里记载的一种斜面引重车,如图所示,系紧在后轮轴上的绳索,绕过斜面顶端的滑轮与斜面上的重物连接。若用该引重车将重为2000N的木箱从斜板底端匀速拉到顶端,已知斜板长2m、高0.8m,后轮轴施加在绳子上的力为1000N(不计绳重、滑轮与轴间的摩擦),则下列说法错误的是( C )
A. 实际测量,发现人施加在车上的推力比绳子上的拉力小很多,说明车子后轮是一种省力机械
B. 斜面的机械效率为80%
C. 此木箱与斜板之间的摩擦力是1000N
D. 拉升木箱的过程中,人至少要做2000J的功
C
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13. 某人将一箱书用两种方式搬上楼,第一种方式是把所有的书一起搬上楼,第二种方式是先搬一部分书上楼,再搬剩下的部分,假设他上楼的速度相同,用这两种方式搬书的功率分别为P1和P2,机械效率分别为η1和η2,下列关系式正确的是( A )
A. P1>P2,η1>η2 B. P1>P2,η1<η2
C. P1<P2,η1>η2 D. P1<P2,η1<η2
A
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14. 2024年8月3日,郑钦文夺得巴黎奥运会女单冠军,这也是中国运动史上首块奥运网球单打项目金牌。比赛中,郑钦文凭借高质量的发球多次得分,如图为她发球时的场景。下列关于抛出的网球的说法,正确的是( D )
A. 郑钦文对抛出的网球做功
B. 网球离开手后受到惯性作用继续上升
C. 网球在上升过程中运动状态不发生改变
D. 网球在上升过程中动能减小,重力势能增大
D
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15. 妈妈从冰箱里取出一盒牛奶放入盛有热水的碗中加热。关于该过程,下列说法中正确的是( D )
A. 刚从冰箱中拿出的牛奶没有内能
B. 热水很烫是因为热水含有的热量多
C. 加热牛奶的过程中,热水将温度传递给牛奶
D. 热水温度降低的过程中伴随着内能的转移
D
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16. 甲、乙两种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的关系图像如图所示,则下列分析正确的是( C )
A. 甲燃料的热值小于乙燃料的热值
B. 完全燃烧甲、乙两种燃料加热同一锅水至沸腾,所需乙燃料的质量更小
C. 完全燃烧相同质量的两种燃料,甲放出的热量更多
D. 使用甲燃料的热机效率一定高,但是热机效率肯定小于100%
C
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17. 如图所示,用充气的气球模拟“喷气火箭”,把封口的夹子松开,球内气体向后喷出,气球向前运动。此过程中( B )
A. 气球的弹性势能增大
B. 喷出的气体内能减小
C. 喷出的气体热运动加剧
D. 喷出的气体向外界传递热量
B
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三、 实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18. 在“探究动能大小影响因素”的实验中,某同学在水平桌面上固定一个面积较大的挡板,在挡板前面贴上足够厚的弹性较好的长方体橡皮泥,如图所示。每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥,另外提供的器材有:A. 三个质量不同的铁球;B. 三个体积相同的铁球、铜球和铝球。
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(1) 实验中是根据 橡皮泥被撞击后的凹陷程度 来判断金属球动能大小的。
(2) 若用该装置探究动能大小和质量的关系,你准备选 B (选填“A”或“B”)组金属球放在同一斜面、同一高度上进行实验。
橡皮泥被撞击后的凹陷程度
B
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19. 如图所示,在试管甲、乙内分别装入质量和初温均相同的水和某种液体,把它们同时放在盛有水的烧杯中加热。
开始加热后,发现试管乙内的温度计升温比试管甲内的温度计升温快,
可以初步得到结论:试管乙内液体的吸热本领较 弱 (选填“强”或“弱”)。
弱
(2) 继续加热,直到烧杯内的水沸腾并保持一段时间,观察发现两支试管内的液体始终没有沸腾,分析它们不能沸腾的原因: 试管甲内水温度达到沸点,不能持续吸热;试管乙内液体温度可能未达到沸点,也可能达到沸点,但不能吸热 。
试管甲内水温度达到沸点,不能持续吸
热;试管乙内液体温度可能未达到沸点,也可能达到沸点,但不能吸热
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20. 小明使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定,如图。他将3次实验测得的钩码重G、拉力F、钩码上升的高度h、弹簧测力计移动的距离s、计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率η一并记入表中:
次 序 G/N F/N h/m s/m W有用/J W总/J η
1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%
2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%
3 2 0.9 0.1 0.3 0.2 0.27 ★
(1) 在实验3的操作中应竖直向上 匀速 拉动弹簧测力计。
表格中数据★为 74.1% (结果精确到0.1%)。
匀速
74.1%
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(2) 比较实验1、2,实验2的机械效率较低,主要原因是 有用功相同时,使用动滑轮做的额外功多 。
(3) 比较实验2、3,影响这两次实验机械效率不同的主要因素是 摩擦 。
有用功相同时,使用动滑轮
做的额外功多
摩擦
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四、 计算与推导题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21. 一起重机在10s内将重为5000N的物体竖直向上匀速提升2m,求:
(1) 物体上升的速度大小。
解:(1) 物体上升的速度v==0.2m/s
(2) 起重机提升物体的功率。
解:(2) 由题意知,物体匀速上升,物体受到的拉力与重力是一对平衡力,所以,拉力F=G=5000N;起重机做的功W=Fh=5000N×2m=10000J;起重机提升物体的功率P==1000W
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22. “卡路里”是热量的另一个单位,简称“卡”。1卡是这样规定的:在1个标准大气压下,质量为1 g的水,温度每升高1℃所需要吸收的热量。有一辆汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡。则:[已知q汽取4×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1) 1卡的热量表示多少焦?
解:(1) 在1个标准大气压下,质量为1g的水,温度每升高1℃所需要吸收的热量为1卡,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)=4.2J/(g·℃),所以1卡=4.2J
(2) 完全燃烧0.75kg汽油放出多少热量?
解:(2) 完全燃烧0.75kg汽油放出的热量Q放=mq汽=0.75kg×4×107J/kg=3×107J
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(3) 该汽车发动机的效率为多少?
解:(3) 汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡=2.5×106×4.2J=1.05×107J,汽车发动机的机械效率η=×100%=35%
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23. 工人用图示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m,此过程中拉力的功率为120W。(g取10N/kg)
(1) 求有用功。
解:(1) 货物的重力G=mg=45kg×10N/kg=450N,拉力做的有用功W有用=Gh=450N×2m=900J
第23题
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(2) 求滑轮组的机械效率。
解:(2) 由P=×100%=75%
第23题
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(3) 若工人用此装置匀速提升其他货物至2m高时,测得拉力大小为300N,额外功占总功的20%,求工人提升货物的重。
解:(3) 绳子自由端移动的距离s=nh=3×2m=6m,拉力做的总功
W总'=F's=300N×6m=1 800J,由题意可知,此时的额外功W额外'=20%
W总'=20%×1 800J=360J,则有用功W有用'=W总'-W额外'=1 800J-360J=
1 440J,工人提升货物的重G'==720N
第23题
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