苏科版九年级上册第十二章机械能和内能 单元练习(含解析)

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名称 苏科版九年级上册第十二章机械能和内能 单元练习(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏科版
科目 物理
更新时间 2022-04-05 06:55:39

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苏科版九年级上册 第十二章 机械能和内能
一、单选题
1.热学知识在日常生活中有广泛的应用,下列说法正确的是(  )
A.四月的荷泽牡丹飘香,说明分子间有空隙
B.摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C.热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
2.2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奧运会。如图所示是足球落地后又弹起的示意图,不计空气阻力。则足球(  )
A.在A点的机械能大于B点的机械能 B.在B点的机械能大于C点的机械能
C.在A点的机械能等于C点的机械能 D.在B点的重力势能小于D点的重力势能
3.小红经常帮妈妈做饭,她发现厨房里有许多与物理有关的知识。在端午节帮妈妈煮粽子过程中,她总结的一些说法,其中错误的是(  )
A.能闻到粽子的香味是扩散现象
B.煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能
C.用高压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在斥力
4.如图甲图所示,小球向左以速度v1运动,与弹簧接触后经历了如图乙的过程,下列说法错误的是( )
A.压缩过程说明力可以改变物体的形状
B.甲图中弹簧的弹性势能逐渐增大
C.弹开过程物体速度一直在减慢
D.压缩过程中小球一直受到向右的弹力且弹力越来越大
5.关于能量的转化或转移过程,下列说法错误的是(  )
A.地球上的化石能源归根结底来自远古时期的太阳能
B.自然界中水能的循环再生过程不遵循能量守恒定律
C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要消耗电能
D.热水自然变凉,能量自发的从高温物体转移至低温物体
6.甲、乙两种材料不同的金属块,它们的质量相等,同时投入沸水中充分加热,先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中,热平衡后,水的温度升高了t,取出甲金属块(不计水的质量变化),再把乙金属块由沸水投入该杯水中,热平衡后又使水温升高了t,则两金属块的比热容关系是(  )
A.c甲<c乙 B.c甲=c乙 C.c甲>c乙 D.以上情况都有可能
7.关于内能,下列说法中正确的是(  )
A.的冰块没有内能
B.物体内能大小与温度无关
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D.金属汤勺放在热汤中,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能
8.在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D.汽车发动机用水作冷却液
9.下列关于温度、热量、内能的说法正确的是(  )
A.一个物体内能越多,它含有的热量越多
B.热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C.物体的温度相同,其内能也相同
D.质量相等的100℃的水比100℃的水蒸气的内能小
10.一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠如图,同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能(  )
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
11.在相同加热条件下,对初温相同的甲、乙两个物体加热,设它们的质量分别为m甲、m乙 , 比热容分别为C甲、C乙 , 甲、乙两物体的温度与加热时间关系如图所示,则( )
A.若m甲>m乙 , 则C甲<C乙 B.若C甲>C乙 , 则m甲>m乙
C.若m甲=m乙 , 则C甲>C乙 D.若C甲=C乙 , 则m甲=m乙
12.体育课上,同学们进行投掷铅球的练习。铅球在空中下落时,铅球的( )
A.重力势能变大,速度变小 B.重力势能变小,速度变小
C.重力势能变大,速度变大 D.重力势能变小,速度变大
13.关于比热容,下列说法中正确的是(  )
A.一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B.比热容越大的物质吸收热量越多
C.物质的比热容与物质的种类、吸收的热量、升高的温度、物质的质量均无关
D.可以用水循环来冷却汽车发动机
14.小孩从滑梯上端沿斜面匀速滑到底部,不变的是(  )
A.内能 B.重力势能 C.动能 D.机械能
15.甲、乙两物体质量都为2kg,丙物体质量为1kg,三个物体温度都升高1℃,吸收热量如图所示,则(  )
A.甲的比热容为3000J/(kg·℃)
B.甲的比热容比乙的大
C.乙和丙的比热容相等
D.吸收相同热量,甲升高的温度大于丙
二、填空题
16.在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球的动能______,球的机械能______(以上两空均选填“增大”、“减小”或“不变”),在最高点时,球的动能______(选填“大于”或“等于”)零。
17.小明家有两口轻重不同的铁锅,长期使用的过程中发现:把菜倒入火辣辣的锅中,如果用重的那口,火力依旧,很适合“爆炒”;如果用轻的那口,火力大减,立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅,内能较______,温度降低得较______的缘故。
18.腌制咸鸭蛋需要较长的时间,鸭蛋逐渐变咸,这是______现象,而炒菜时加盐可以很快使菜变咸,说明这种现象与______有关。
19.如图是某市轨道交通车站的示意图。在车进站时,要刹车慢慢停下来,而车此时是有很大的______能的,若刹车,这些能量转化为内能而损耗了,若进站时让车上坡,把______能转化为______能贮存起来,这样就减小因刹车消耗的机械能;出站时利用下坡,则可以把重力势能转化为动能,便于启动,节省了燃料,起到节能的作用。
20.为了确保安全,行驶中的汽车用水冷却发动机,是因为水的______较大。散热器中装有10kg的水,温度升高50℃,水吸收的热量为______J, 这些热量相当于完全燃烧______kg的氢放出的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃), q氢=1.4×108 J/kg]
三、综合题
21.阅读短文,回答问题:
油电混合动力汽车
如图甲,国产某品牌油电混合动力汽车前后安装有高清摄像头,无线WIFI等,其工作原理如图乙所示。当它以90km/h的速度匀速行驶30min的过程中,燃烧了3kg燃油。发动机和驱动电机同时共同为汽车提供动力,驱动汽车行驶所需的能量为9×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧;而发动机内燃油燃烧放出的热量部分用于驱动汽车行驶和对蓄电池充电,其中用于充电的能量为6×106J。设燃油在发动机气缸内完全燃烧,燃油的热值为5×107J/kg。
若普通汽车刹车时动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电、在某次测试时,同样车型的普通汽车和该油电混合动力汽车刚刚关闭发动机后,根据汽车通过路程s时,所对应的动能EK,作出EK﹣s图像如图丙所示。设两车受到的摩擦力大小相等。汽车正常行驶时关闭发动机,直至汽车停止的过程中,通过发电机将动能转化为电能的效率称之为储能效率。
(1)该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶时,受到的阻力为 _______N,完全燃烧3kg燃油产生的热量为 _______J,发动机的效率为 _______%;
(2)由图丙可知,表示该油电混合动力汽车进行测试的图线是 _______(选填“①”或“②”),判断的依据是 _______。该油电混合动力汽车的储能效率为 _______。
22.阅读短文并回答下列问题。
蹦极
蹦极(Bungeejumping),也叫机索跳,是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。运动员站在约40m以上(相当于10层楼)高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上,把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处,然后两臂伸开、双腿并拢、头朝下跳下去。绑在运动员踝部的橡皮绳很长,足以使运动员在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面一定距离时,橡皮绳被拉开、绷紧,阻止人体继续下落,当到达最低点时橡皮绳再次弹起,人被拉起,随后又落下,这样反复多次直到静止,这就是蹦极的全过程。
如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,到A点处弹性绳自然伸直,B点是运动员下落过程中人的重力和弹性绳对人的弹力大小相等时的位置,C点是运动员蹦极过程下落的最低位置。C点是蹦极运动员到达的最低点。
(1)在整个模拟蹦极过程中,弹性绳的弹性势能最大是在___________点,运动员的动能最大是在 ___________点(选填“A”、“B”或“C”);
(2)处于C点的运动员 ___________处于平衡状态(选填“是”或“不是”);
(3)不计空气阻力,则人的速度v与弹性绳伸长的长度、弹性绳的拉力F与长度L的图象中,可能正确的是___________。
A. B. C. D.
“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,像火箭一样被“竖直发射”,经上升到最高位置C点,在B点时速度最大。
(4)对此过程,人体的动能Ek、人体的重力势能Ep1、轻绳的弹性势能Ep2和人体与轻绳的机械能E随位置变化关系图像中正确的是 ___________。
A. B. C. D.
23.在我国随着人民生活水平的不断提高,油电混合汽车已经走进了很多普通的家庭,它是一款既可以用电驱动也可以燃烧燃料驱动车辆的汽车,最近小王家也购买了一辆油电混合小汽车。小王十分高兴,将汽车里里外外看了个遍,并且进行了认真的思考,发现汽车上许多地方都用到了物理知识,下面就是他思考的问题,请你帮他补充完整。
(1)汽车上很多地方都用到了物理知识,下列现象所对应的解释不合理的是______。
A.打开油箱盖会闻到汽油的味道——扩散现象
B.油电混合汽车既可以用电驱动也可以燃烧燃料驱动车辆——减少对大气的污染
C.小排量的车一般经济省油——发动机的效率低
D.空调车车窗玻璃设计为双层——减少车内外热量的传递
(2)一台单缸四冲程汽油机,若飞轮转速是1200r/min,该汽油机每秒钟内完成______个冲程,曲轴转______圈,对外做功______次。
(3)若汽车油箱用的汽油热值为4.6×107J/kg,当该车以20m/s 的速度匀速行驶100km时所消耗的汽油5kg,汽车发动机输出的功率为12kW,牵引力做的功为______J,则汽车发动机的效率为______。(保留整数)
24.甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的水,在恒温的室内静置,每隔一段时间测出水温,得到的图象如图所示。
(1)当t=1h时,内能较大的是________(选填:“甲”“乙”)杯中的水。甲杯中水的比热容_______乙杯中水的比热容;(选填:“<”“=”“>”)
(2)乙杯中的水在0-1h放热为Q1,在1-2h放热为Q2.则:Q1___________Q2(选填:“<”“=”“>”),判断的依据是___________。
25.人体内蕴含很多物理知识。
①当你将小臂平举,并用手掌托住一只铁球时,肱二头肌会垂直于小臂向上施加一个拉力,此时整个小臂就是一个___________杠杆,球压在掌心上的力是阻力(忽略小臂自重),肘关节位置相当于支点(如图所示),已知肱二头肌拉伸点到铁球受力点距离为25cm,铁球质量为4.2kg,小臂总长(肘关节到掌心)为30cm,则小臂平抬铁球时,
(1)肱二头肌的拉伸力至少要多少N?( )
(2)若这个过程中,将铁球抬高20㎝,则人对球做了多少功?( )
②人的体温是由“下丘脑”中特殊神经细胞组织控制的,它对人体体温的变化很敏感,当下丘脑温度高于37°C时,人体散热机制(如血管舒张,出汗等)就会活跃起来,已知37°C时蒸发20g汗水所需要的能量为4500J。现有一中年人漫步行走时,每秒钟体内产生的热量为36J,而此时人体通过传导、辐射等方式(不包括出汗)产生的散热功率中人32W,因此还要通过出汗的方式才能保持37°C的体温不变,那么此人漫步行走2小时出汗约多少g?( )
③著名物理学家费米根据侦探小说的内容得知,一具尸体大约需要半天时间(12小时)才能从体温37°C降至室温25°C。另外他通过实验室提供的数据还了解到:体重60kg的正常人的比热容与水相当[水的比热容为],每千克葡萄糖完全分解释放的热量为1.6×107J。此外,尸体的散失热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%。根据这些数据估算出一个正常人体内每天(24小时)必须补充的葡萄糖为多少g ?( )
26.阅读以下材料,回答相关问题。
单板滑雪
单板滑雪(即滑板滑雪)又称冬季的冲浪运动,单板滑雪选手用一个滑雪板而不是一双滑雪板,利用身体和双脚来控制方向。1994年国际滑联(FIS)将滑板滑雪定为冬奥会正式项目。
无论你是个顶级高手还是第一次踏上滑雪单板,你的滑雪体验直接与你的装备质量相关,好的装备会增加你滑雪的乐趣。滑雪装备可划分为两大部分,一是硬件——用于滑雪,包括滑板、靴子和固定器;二是软件——使你保持温暖,如夹克、裤子、头盔等。滑板的底板材料主要由塑料或高分子尼龙材料制成,高分子材料的底板更为光滑。
应如何选择一块合适的滑板呢?合适的滑板长度应依赖于使用者的滑雪方式、身高和体重来选择,大多数人需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近(如图所示)。宽度是挑选单板的另一个非常重要的因素,基本原则是:当使用者横向站在滑板上时,人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘。
北京2022年冬奥会共设有男女U型场地技巧、坡面障碍技巧、平行大回转、大跳台和障碍追逐等项目,一共产生11枚金牌,其中障碍追逐混合团体比赛是北京冬奥会新增小项。我国运动员苏翊鸣在北京冬奥会摘得了单板滑雪坡面障碍技巧银牌和大跳台金牌。
请回答下列问题:
(1)如图所示,中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中,他的动能和_______能之间会发生相互转化;
(2)他在空中下落过程中(如图所示),重力做功越来越______(填“快”或“慢”);
(3)小强要去玩单板滑雪,他的身高为170cm,体重为600N,穿40码的鞋。你会帮他从下列三种型号的滑板中选择型号_______的滑板;
型号①:长度约100cm,宽度约21cm;
型号②:长度约150cm,宽度约25cm;
型号③:长度约170cm,宽度约28cm。
(4)请估算小强在进行单板滑雪时对雪地的压强为__________Pa。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】
A.四月的荷泽牡丹飘香,说明分子在不停地坐无规则运动,故A错误;
B.摩擦生热,克服摩擦力做功产生热量,是通过做功改变了物体的内能,故B错误;
C.热机通过压缩冲程对热机内气体做功,将机械能转化为内能,故C正确;
D.暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大,当质量与降低相同温度时,水比其他液体放出的热量多,故D错误。
故选C。
2.A
【详解】
AC.由图可知,足球落地后又弹起,越弹越低,但不计空气阻力,故可知,在足球落地与地面接触碰撞时,有部分能量损失掉,转化为内能。足球由A点落地后经过B、C点,因此A点的机械能大于B、C点的机械能,故A正确,C错误;
B.由B点到C点的过程中,没有与地面碰撞即没有能量损失,因此在B点的机械能等于C点的机械能,故B错误;
D.重力势能与物体的质量和高度有关,同一个足球质量相同,B点的高度大于D点,因此在B点的重力势能大于D点的重力势能,故D错误。
故选A。
3.D
【详解】
A.能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确,A不符合题意;
B.改变物体的内能有两种方法,分别是:做功和热传递。煮粽子的过程是利用热传递的方法提高了粽子的内能,故B正确,故B不符合题意;
C.水的沸点与气压有关,气压越高,水的沸点越高。用压锅能更快煮熟粽子,是因为锅内气压增大,水的沸点升高,故C说法正确,故C不符合题意;
D.剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上,是因为分子间存在引力,故D错误,D符合题意。
故选D。
4.C
【详解】
A.小球向左运动与弹簧接触后,小球对弹簧有压力作用,使弹簧变短,说明力可以改变物体的形状.故A正确,不符合题意;
B.甲图中,弹簧的弹性形变越来越大,具有的弹性势能逐渐增大.故B正确,不符合题意;
C.弹开过程中,弹簧的弹性势能转化为小球的动能,小球的动能增大,则小球的速度增大.故C错误,符合题意;
D.压缩过程中小球一直受到向右的弹力,且弹簧被压缩得越厉害,弹力越大.故D正确,不符合题意.
5.B
【详解】
AB.地球上的化石能源都是太阳能转化来的,能量不会凭空产生也不会凭空消失,只会从一种形式转化为另一种形式,从一个物体转移的另一个物体,故A正确,不符合题意,B错误,符合题意;
C.空调将室内空气的内能转移至高温的室外需要压缩机运转,压缩机运转需消耗电能,故C正确,不符合题意;
D.热传递的条件是温度差,热水自然变凉,能量自发的从高温物体转移至低温物体,故D正确,不符合题意。
故选B。
6.A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同,不计热量损失,甲乙两金属块放出的热量相同,由题知,甲金属块温度比乙多降低了t,根据,质量相同的甲乙两金属块,放出相同的热量,降低的温度多的甲金属块,比热容小,故BCD不符合题意,A符合题意。
故选A。
7.D
【详解】
A.因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动,所以一切物体都具有内能,的冰具有内能,故A错误;
B.内能的大小跟质量、温度、状态有关,故B错误;
C.热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移,故C错误;
D.金属汤勺放在热汤中,汤勺从汤中吸热,温度升高,这是通过热传递的方式改变内能的,故D正确。
故选D。
8.C
【详解】
A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水温度变化较小,所以沿海地区的气温变化小,不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,不符合题意;
C.发现人中暑时,在病人的额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热的原理,符合题意;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用水作冷却液,不符合题意。
故选C。
9.D
【详解】
A.热量是一个过程量,只能说吸收热量或放出热量,不能说物体含有的热量,故A错误;
B.热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体,故B错误;
C.内能的大小与温度、质量和状态有关,温度相同的物体其内能不一定相等,故C错误;
D.物质在由液态变为气态的过程中要吸热(即汽化吸热),所以质量相等的100℃的水蒸气比100℃的水的内能大,故D正确;
故选D。
10.B
【详解】
若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时,番茄具有一定的速度,具有一定的动能,所有减少的势能一部分转化为动能,另一部分转化为所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能,所以番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和。
故选B。
11.A
【详解】
由图可知,初始温度相同,在相同时间t内,甲升高的温度温度比乙大,即△t甲>△t乙;加热条件相同,相同时间内吸收的热量也是相同的.
∵Q吸=cm△t,∴cm=,∵在Q吸相同时,△t甲>△t乙,∴c甲m甲<c乙m乙
因此:①若m甲>m乙,则c甲<c乙;②若c甲>c乙,则m甲<m乙;③若m甲=m乙,则c甲<c乙;④若c甲=c乙,则m甲<m乙;故选A.
12.D
【详解】
铅球在空中下落时,其高度降低、速度不断增大,所以它的重力势能减小,动能增大,重力势能不断向动能转化。
故选D。
13.D
【详解】
A.比热容是物质的特性,其大小与物质的质量无关,一杯水的比热容与一桶水的比热容相同,故A错误;
B.由吸热公式可知,物体吸收热量的多少与比热容、质量、温度的变化有关,比热容越大的物质吸收热量不一定多,故B错误;
C.比热容是物质的特性,与物质的种类有关,但与吸收的热量、升高的温度、物质的质量均无关,故C错误;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故D正确。
故选D。
14.C
【详解】
A.小孩从滑梯上匀速滑下到底部,由于滑梯对小孩做功(摩擦生热)使得小孩内能增加,故A不符合题意;
BC.小孩从滑梯上匀速滑下到底部,由于小孩的速度不变,所处的高度降低,所以小孩的动能不变,重力势能减小,故B不符合题意,C符合题意。
D.由于动能与势能之和是机械能,所以,机械能减小,故D不符合题意。
故选C。
15.B
【详解】
ABC.由图可知甲物体吸收的热量Q甲=3000J,乙物体吸收的热量Q乙=2000J,丙物体吸收的热量Q丙=2000J,甲的比热容为
乙的比热容为
丙的比热容为
所以甲的比热容比乙的大,乙的比热容小于丙的比热容,故B正确,AC错误;
D.当甲、丙吸收相同热量时,甲升高的温度为
丙升高的温度为
所以甲升高的温度小于丙升高的温度,故D错误。
故选B。
16. 减小 不变 大于
【详解】
[1][2]离开手后的实心球斜向上方运动过程中动能转化为重力势能,所以动能减小;从最高点向下运动的过程中重力势能转化为动能;如果不考虑空气阻力,球的机械能总量保持不变。
[3]球在最高点时,仍有向前的速度,所以动能大于零。
17. 大 慢
【详解】
[1][2]重的那口锅质量大,和轻的那口相比,若温度相同,则重的锅内能大,放热时,温度降低得会较慢,即末温较高,火力依旧,适合爆炒。
18. 扩散 温度
【详解】
[1]腌制咸鸭蛋需要较长的时间,盐才能通过蛋壳进入到鸭蛋中,鸭蛋逐渐变咸,这是扩散现象。
[2]炒菜时温度高,加盐时扩散进行的较快,可以很快使菜变咸,说明这种现象与温度有关。
19. 动 动 重力势
【详解】
[1]在车进站时,要刹车慢慢停下来,车的质量很大,此时仍具有很大的动能。
[2][3]若进站时让车上坡,使车速度减小,高度增加,把动能转化为重力势能贮存起来,这样能减小因刹车消耗的机械能。
20. 比热容 0.015
【详解】
[1]行驶中的汽车用水冷却发动机,是因为水的比热容较大,和相同质量的其它物质相比,升高相同温度时,可以吸收更多的热量。
[2]水吸收的热量为
[3]这些热量相当于完全燃烧质量为
21. ① 油电混合汽车有部分能量储存起来了,故行驶的距离远
【详解】
(1)[1][2][3]该油电混合动力汽车以90km/h的速度匀速行驶时,牵引力为
由于匀速,故所受到的阻力为;
完全燃烧3kg燃油产生的热量为
完全燃烧3kg燃油产生的热量为;驱动汽车行驶所需的能量为9×107J,其中60%的能量来自于燃油燃烧,则发动机提供的能量
发动机的效率为
故发动机的效率为。
(2)[4][5]两车的摩擦力相同,起始动能相同,若只用于克服摩擦力做功,则行驶路程较远,该油电混合动力汽车在关闭发动机后,动能除用于克服与地面的摩擦力做功外,其余能量全部通过驱动电机反转为发电机给蓄电池充电,故行驶的路程较近,故而从图像可以看出,图像②的动能全部用于克服与地面的摩擦力做功,而①有一部分能量转换为电能储存起来了,故①为油电混合动力汽车进行测试的图线。
[6]普通汽车的摩擦力为
该油电混合动力汽车的克服摩擦力做功为
储能效率为
故储能效率为。
22. C B 不是 D C
【详解】
(1)[1]在整个模拟蹦极过程中,橡皮筋在C点弹性形变最大,弹性势能最大。
[2]B点前,运动员受到的拉力小于重力,速度变大;B点后,运动员受到的弹拉力大于重力,速度变小,所以运动员的速度在B点最大、动能最大。
(2)[3]处于C点的运动员,受到的弹力大于重力,不是平衡力,所以他不是处于平衡状态。
(3)[4]AB.由弹力的特点可知,弹性绳的拉力F与弹簧绳伸长的长度成正比,与弹性绳的长度L为一次函数关系,故AB错误;
CD.运动员运动到A点的时,弹性绳开始伸长,运动员由A点运动到C点过程中,弹性绳伸长的长度不断变大,运动的速度先增大,后减小,B点时速度最大,到达C点时速度减为0,故故C错误,D正确;
故选D。
(4)[5]A.人从A到C的过程中,质量不变,高度增大,重力势能增加;AB段速度逐渐变大,动能逐渐变大;BC段速度逐渐变小,动能逐渐变小;即人的动能先变大后变小,故A错误;
B.从A到C的过程中,人的高度增大,重力势能增加,故B错误;
C.运动员向上运动过程中,弹性绳的形变程度变小,弹性绳的弹性势能变小,当弹性绳恢复原状时,弹性绳的弹性势能为0,由于惯性仍然会向上运动到C点,故C正确;
D.此过程中,由于存在空气阻力,运动员运动过程中,有一部分机械能转化为内能,所以人体与轻绳的机械能变小;若不考虑空气阻力,机械能没有损耗,则人体与轻绳的机械能保持不变,不会变大,故D错误。
故选C。
23. C 40 20 10 6×107 26%
【详解】
(1)[1]A.打开油箱盖会闻到汽油的味道,表明汽油分子在不停地做无规则运动,属于扩散现象,故A正确,不符合题意;
B.油电混合汽车在不缺电的情况下,使用电能驱动车辆,清洁无污染,相比燃烧燃料排放大量的废气而言,减少了对大气的污染,故B正确,不符合题意;
C.完成一样的有用功时由于小排量汽车消耗的燃料比大排量的车消耗的燃料少,所以发动机的效率高,故C错误,符合题意;
D.车窗为双层玻璃会大大减少因为热传导而发生的车内外热量的传递,故D正确,不符合题意。
故选C。
(2)[2][3][4]飞轮转速是1200r/min=20r/s,表示每秒飞轮转动20圈,由于热机完成一个工作循环,要完成4个冲程,飞轮转动2周,燃气对外做功1次,所以曲轴转动20圈要完成10个工作循环,共完成40个冲程,对外做功10次。
(3)[5][6]由速度公式v=可知,行驶时间
t===5×103s
汽车的牵引力做的有用功
W有=Pt=12×103W×5×103s=6×107J
释放的能量
Q=qm=4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J
发动机的效率
η=×100%= ×100%=26%
24. 甲 = > 见解析
【详解】
(1)[1]由图示知,t=1h时,甲杯中水的温度高于乙杯中水的温度,而两杯水的质量相同,所以甲杯中的水的内能大于乙杯中的水的内能。
[2]两杯中的都是水,物质种类及状态相同,所以两杯水的比热容相等。
(2)[3][4]由图示知,0~1h乙杯中的水降温比1~2h降温更多,所以0~1h放出的热量比1~2h放出的热量多,故
Q1>Q2
25. 费力 252 8.4J 128 630
【详解】
①[1]用手掌托住一只铁球时,前臂可视为杠杆,肘关节位置相当于支点O,肱二头肌垂直于小臂向上施加的拉力F1为动力,球压在掌心上的力是阻力F2,大小等于铁球的重力(忽略小臂自重),杠杆的示意图如下图所示,可知动力臂OA小于阻力OB,此时整个小臂就是一个费力杠杆。
(1)[2]已知肱二头肌拉伸点到铁球受力点距离为25cm,铁球质量为4.2kg,小臂总长(肘关节到掌心)为30cm,动力臂(最大)为
l1=30cm﹣25cm=5cm=0.05m
阻力臂为
l2=30cm=0.3m
阻力大小为
F2=G=mg=4.2kg×10N/kg=42N
根据杠杆平衡条件F1 l1=F2 l2可得
F1×0.05m=42N×0.3m
故动力即肱二头肌的拉伸力至少为
F1=252N
(2)[3]若这个过程中,将铁球抬高20cm,人对球做的功为
W=Gh=42N×0.2m=8.4J
②[4]已知中年人漫步行走时,每秒钟体内产生的热量为36J,其总功率是
此时出汗的散热功率为
P1=36W﹣32W=4W
故该人在行走2h时出汗散失的热量为
W散=P1t=4W×3600s×2=2.88×104J
因每蒸发20克汗水所需要的能量为4500J,故此时人所需的出汗量是
③[5]一具尸体大约需要半天时间(12小时)能从体温37°C降至室温25°C, 则这个过程中尸体散失的热量
已知尸体的散失热量大约为正常人在相同时间内散热量的60%,故正常人一天内的散失的热量为
故一个正常人体内每天(24小时)必须补充的葡萄糖的质量为
26. 重力势 快 ② 1600
【详解】
(1)[1]中国选手苏翊鸣向上腾空跃起到最高点的过程中,速度减小,动能逐渐减小;高度增加,重力势能增加,动能转化为重力势能。
(2)[2]他在空中下落过程中,做加速运动,所以速度越来越大;由P=Fv可知,重力做功越来越快。
(3)[3]小强要去玩单板滑雪,他的身高为170cm,需要的滑板竖立在地面上时应该达到使用者的下巴或嘴唇附近,需要的滑板长约150cm,40码鞋的长度约为25cm,当使用者横向站在滑板上时,人的靴子底长度应该与滑雪板宽齐平或稍稍超过其边缘,所以,滑板的宽度约为25cm,选择型号为②的滑板。
(4)[4]小强在进行单板滑雪时对雪地的压力约为
受力面积
对雪地的压强约为
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