【专题测试】北师大版九年级物理 第10章 机械能、内能及其转换 (含答案详解)

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名称 【专题测试】北师大版九年级物理 第10章 机械能、内能及其转换 (含答案详解)
格式 docx
文件大小 1.3MB
资源类型 试卷
版本资源 北师大版
科目 物理
更新时间 2022-08-03 09:30:18

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文档简介

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九年级物理机械能、内能及其转换专题测试
考试时间:90分钟;命题人:物理教研组
考生注意:
1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟
2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。
第I卷(选择题 30分)
一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)
1、下列事例中,能表示能量转化或转移具有方向性的事例是(  )
A.电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体
C.动能可以和重力势能相互转化
D.电能可以转化为内能,内能也可以部分转化为电能
2、图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中(  )
A.动能减少 B.重力势能不变
C.机械能增大 D.机械能不变
3、关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.0℃的冰内能为零
B.两个物体温度相同,它们之间就不能发生热传递
C.物体温度越高,所含热量越多
D.物体吸收了热量,温度一定升高
4、2021年5月29日,我国用长征7号运载火箭成功发射了天舟二号货运飞船,5月30日,天舟二号货运飞船与中国空间站的天和核心仓完成了交会对接。下列说法正确的是(  )
A.天舟二号货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B.天舟二号货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C.天舟二号货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓处于相对静止状态
5、在抗击新冠肺炎疫情中,人民解放军的秘密武器“运—20”重型运输机参加了驰援武汉的任务。如图,下列关于运输机说法正确的是(  )
A.运输机加速上升时,动能不变,重力势能减小,机械能减小
B.运输机减速下降时,动能减小,重力势能减小,机械能不变
C.运输机加速上升时,动能增大,重力势能增大,机械能增大
D.运输机加速上升时,动能增大,重力势能不变,机械能增大
6、能量是物理学中极其重要的一个基本概念,通过学习知道:能在转化或转移过程中是有方向性的,且能的总量保持不变,下列物理现象分析正确的是(  )
A.图甲是陶罐电镀,在此过程中电能转化为内能
B.图乙是四冲程汽油机的做功冲程,机械能转化为内能
C.图丙是直流电动机,工作时电能转化为机械能
D.图丁是核电站工作流程,核能→内能→机械能→电能
7、某同学骑自行车匀速下坡的过程中,他和自行车的(  )
A.重力势能逐渐增大,动能逐渐增大
B.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小
C.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大
D.重力势能逐渐减小,动能大小不变
8、下列现象中,属于用热传递的方式改变物体内能的是(  )
A.刀具在砂轮上磨得发烫
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热
C.两手互相摩擦时手发热
D.公园中的石凳被太阳晒热
9、如图装置,用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上,两试管装有质量相同的不同种液体,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,传感器通过数据采集线与计算机相连接,在计算机上得到的实验图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲的比热容比乙大
B.同时加热相同时间,甲吸收热量多
C.甲、乙升高相同的温度,甲吸收热量多
D.乙吸热升温比甲慢
10、关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.温度相同的物体内能一定相等
B.热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体
C.晶体熔化时温度不变,所以内能也不变
D.物体吸收热量,内能一定增大,温度一定升高
第Ⅱ卷(非选择题 70分)
二、填空题(5小题,每小题4分,共计20分)
1、在汽车行业,“热融紧固”技术得到广泛应用,如图所示,①利用电动工具使螺钉高速旋转并压向金属板材;②螺钉尖端与板材表面摩擦生热,板材局部    (物态变化名)变软,螺钉尖端仍然坚硬,摩擦生热的能量转化方式与四冲程汽油机的    冲程相同;③螺纹完全拧入板材后螺钉停止转动,板材局部凝固牢牢套住螺钉,利用该技术,铜螺钉可以拧如表格中    物质制作的板材。
物质 熔点/℃
铁 1535
铜 1083
铝 660
2、水沸腾时如果继续吸热,则温度   ;灶上的锅中装有2kg初温30℃的水,当水吸收了7.56×105J的热量后,水温升高了   ℃(当地为标准大气压)。
3、用煤气灶将质量为4kg的水从25℃加热到50℃,水吸收的热量为   J,若水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,则需要完全燃烧   的煤气。[水的比热容为 4.2×103J/(kg℃),煤气的热值为4.2×107J/kg]
4、如图所示,当闭合开关,放在U型磁体中光滑金属支架上的导体棒AB向左运动,同时用手触摸滑动变阻器,能感知到其线圈发热,这两种现象说明在此过程中电能转化为   (填写能量形式的名称)。
5、人们发现内能可以做功,并制造了各种利用内能做功的机械—热机。
(1)以下机械不属于热机的是(_____)
A.蒸汽机 B.内燃机 C.喷气发动机 D.电动机
(2)以下是四冲程的汽油机的工作示意图,其中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动的是   冲程;做功冲程主要是把   能转化成   能。
(3)柴油机是通过压缩空气直接点燃柴油,在吸气冲程中从进气门吸进的是   (选填“空气”或“空气和柴油”)。
三、计算题(5小题,每小题6分,共计30分)
1、为减少空气污染,部分公交车改用液化天然气为燃料,其主要成分就是甲烷。一辆公交车满载乘客时总质量是5×103kg,若14m3甲烷气体完全燃烧产生的能量可供公交车满载时以36km/h的速度匀速行驶90min。且满载匀速行驶中公交车受到的平均阻力为车重的0.06倍。(g=10N/kg,甲烷的热值3.6×107J/m3,求:
(1)这段时间内公交车牵引力所做功的功率;
(2)若14m3的甲烷气体完全燃烧放出的热量被水完全吸收,则能将多少千克的水从20℃加热到刚沸腾。(标准大气压下)
(3)这段时间内公交车发动机的效率是多大?
2、如图甲所示,1标准大气压下,普通煤炉把壶内20℃,5kg水烧开需完全燃烧一定质量的煤,此过程中,烧水效率为28%,为提高煤炉效率,浙江大学创意小组设计了双加热煤炉,如图乙所示,在消耗等量煤烧开壶内初温相同,等量水的过程中,还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,q煤=3×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg ℃),以上过程中,
问:
(1)普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大?
(2)双加热煤炉的烧水效率有多大?
3、某同学家使用燃气热水器,平均每天需将100kg的水从18℃加热到58℃。[ , ]。
求:
(1)每天水吸收的热量多少J?
(2)若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收,则热水器平均每天消耗天然气多少m ?
4、如表一所示是小红同学家的燃气热水器正常工作时显示的部分参数。已知水的初温为20℃,C水=4.2×103J/(kg ℃),求:
表一   表二
燃气热水器 即热式电热水器
设定温度 额定功率
气量 额定电压
水量 额定频率
(1)燃气热水器正常工作10min流出的热水的质量;
(2)燃气热水器正常工作10min流出的热水所吸收的热量;
(3)小红同学观察到学校用的是即热式电热水器,铭牌如表二所示。若要得(2)问中热水所吸收的热量,即热式电热水器需正常工作16min40s,则该即热式电热水器的加热效率为多少?
(4)请写出使用电能的两个优点。
5、一辆汽车在长为45km的新建大桥上进行测试,汽车的总质量为1.6t,以90km/h的速度匀速通过大桥,受到的阻力是总重的0.1倍,全程消耗了5kg的汽油,求汽车通过大桥:(q油=4.6×107J/kg)
(1)所需的时间。
(2)牵引力做的功。
(3)汽油机的效率。(计算结果精确到0.1%)
四、实验探究(2小题,每小题10分,共计20分)
1、如图甲是小明用来“探究水和食用油吸热能力”的实验装置。
(1)实验中应取质量相等的水和食用油倒入两个相同的烧杯中、用相同规格的电加热器加热水和食用油,通过比较   来比较水和食用油吸收热量的多少。(填“加热时间”或“升高的温度”)
(2)下表是小明实验时记录的温度随时间变化的数据。
加热时间/s 0 20 40 60 80
水的温度/℃ 20 22 24 26 28
食用油的温度/℃ 20 25 30 35 40
图乙中是小明根据实验数据画出的图像,则   (选填“A”或“B”)反映水的吸热升温情况。
(3)通过分析实验数据,利用实验数据还可以算出食用油的比热容是   J/(kg·℃)。
2、李兰同学在做题时总会遇到“某液体相同时间内放出的热量相同”这样的条件,但她观察实际情况发现,不同温度的水放热的速度(相同时间内放出的热量)是不一样的。经过查资料,她了解到:水放热的快慢(相同时间内放出热量的多少)与容器(材料、厚度、形状等)、质量以及水和环境的温度差有关。
为了简化问题,李兰只想探究“放热前与环境温度差不同的水,相同时间放出的热量与该温度差的定性关系”。经过跟老师的讨论,老师建议测量的时间间隔以10分钟为最佳。
现在有一个烧杯和杯中的热水(已知水的质量为m,水的初温t0>80℃),假设环境温度不变,已知水的比热容为c水。请你帮助她设计实验方案。
(1)实验器材:烧杯、热水、   
(2)实验步骤:(可画图或文字表述)   
(3)第一个10分钟内水放出的热量表达Q放=    (用题目已知及测量的物理量表述)
-参考答案-
一、单选题
1、【答案】B
【解析】【解答】A.电能可以转化为机械能,机械能也可以转化为电能,只能说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,A不符合题意;
B.热量可以自发地从高温物体传递给低温物体,但却不能自发地从低温物体传递到高温物体,说明能量转移具有方向性,B符合题意;
C.动能可以和重力势能相互转化,说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,C不符合题意;
D.电能可以转化为内能,内能也可以部分地转化为电能,能说明能量之间的相互转化,不能说能量转化具有方向性,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】能量转移具有方向性。
2、【答案】C
【解析】【解答】A.小红的质量不变,乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中动能不变,A不符合题意;
B.小红的质量不变,她从最低点上升到最高点的过程中高度升高,则重力势能变大,B不符合题意;
CD.机械能等于动能与势能之和,从最低点上升到最高点的过程中,小红的动能不变,重力势能变大,则机械能变大,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
3、【答案】B
【解析】【解答】A.一切物体都具有内能,0℃的冰也具有内能,A不符合题意;
B.发生热传递的条件是两个物体存在温度差,B符合题意;
C.热量是热传递过程中内能转移多少的量度,不能说含有多少热量,C不符合题意;
D.晶体中熔化过程中,吸收热量,但温度却保持不变,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和;温度指物体的冷热程度;热量是指在热传递过程中内能改变的多少。
4、【答案】D
【解析】【解答】ABC.机械能是动能和势能之和,天舟二号货运飞船加速上升过程中,重力势能和动能都增大,机械能变大,是将燃料的内能转化为机械能,ABC不符合题意;
D.对接成功后天舟二号货运飞船与天和核心仓的相对位置没有发生改变,同步运行,处于相对静止状态,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】描述物体的运动状态,需要事先选取参照物,如果物体相对于参照物位置发生了改变,那么物体就是运动的,如果物体相对于参照物位置没有发生改变,那么物体就是静止的。
5、【答案】C
【解析】【解答】ACD.运输机在加速上升时,质量不变,速度变大,高度变大,动能变大,重力势能增大,机械能变大,AD不符合题意,C符合题意;
B.运输机在减速下降时,质量不变,速度变小,高度变小,动能减小,重力势能减小,机械能减小,B不符合题意。
故答案为:C。
【分析】运动的物体具有动能,物体的质量越大、速度越大,物体的动能就越大;处在高处物体具有重力势能,物体的质量越大、高度越高,物体的重力势能就越大;物体的机械能等于动能与势能之和,结合动能和势能的变化分析机械能。
6、【答案】D
【解析】【解答】A.电镀是化学反应的过程,电镀过程中消耗电能,获得化学能,是将电能转化为化学能,A不符合题意;
B.图乙中进气门和排气门都关闭,活塞下行,是做功冲程,做功冲程中燃气的内能转化为活塞的机械能能,B不符合题意;
C.图丙中没有电源,当开关闭合、导体ab在磁场中做切割磁感线运动时,电路中会产生感应电流,是发电机的原理,将机械能转化为电能,C不符合题意;
D.图丁中核反应堆将核能转化为内能,内能通过汽轮机转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】核能发电厂利用核裂变释放的能量来发电;核能是原子核发生变化时释放的能量,分为核裂变与核聚变,都会放出巨大的能量。
7、【答案】D
【解析】【解答】同学骑自行车匀速下坡的过程中,质量、速度不变,高度下降,所以动能不变,重力势能减小。ABC项不符合题意,D项符合题意。
故答案为:D。
【分析】同一物体的动能和速度有关,重力势能和高度有关。
8、【答案】D
【解析】【解答】A.刀具在砂轮上磨得发烫是通过做功的方式提高内能的,A不符合题意;
B.快速弯折铁条,铁条弯折处变热是通过做功的方式改变内能的,B不符合题意;
C.两手互相摩擦时手发热是通过做功改变内能的,C不符合题意;
D.公园中的石凳被太阳晒热是通过热传递改变石凳内能的,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】改变物体的内能两种方法:做功和热传递,这两种方法对改变物体的内能是等效的。物体对外做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大。物体吸收热量,当温度升高时,物体内能增大;物体放出热量,当温度降低时,物体内能减小。
9、【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知加热相同时间后甲的温度升高较大,则根据吸热公式 可知甲的比热容比乙小,A不符合题意;
B.实验中采用同一套加热装置,同时加热相同时间时二者吸收热量一样多,B不符合题意;
C.根据吸热公式 可知,甲、乙升高相同的温度时,甲吸收热量少,C不符合题意;
D.根据吸热公式 可知,对二者进行加热时,乙升温比甲慢,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据温度时间图像,判断不同物体升温快慢情况;质量和吸收热量相同时,温度变化越大,比热容越小。
10、【答案】B
【解析】【解答】A.内能大小与温度、质量、状态等有关,故温度相同的物体内能不一定相等,A不符合题意;
B.热量总是从高温物体传向低温物体,或者从同一物体的高温部分传向低温部分,跟内能多少无关,热量可以从内能少的物体传递给内能多的物体,B符合题意;
CD.物体吸收热量,内能一定增大,但温度不一定升高,例如:晶体在熔化过程中,继续吸热,但温度是不变的,内能增大,CD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.内能的大小与温度,质量,体积都有关系。
B.热传递发生在温度不同的两个物体之间。
C. 晶体融化时温度不变,但不断的吸收热量。
D.物体吸收热量,温度不一定升高,内能一定增加。
二、填空题
1、【答案】熔化;压缩;铝
【解析】【解答】螺钉尖端与板材表面摩擦生热,板材局部温度升高,由固态变成液态,发生了熔化。
摩擦生热过程是螺钉的机械能转化为内能,这个能量转化过程与四冲程汽油机的压缩冲程相同。
由表格数据知,铜的熔点为1083摄氏度,那么板材的熔点应低于铜的熔点,才会在铜达到熔化温度前已经熔化,而铝的温度只有660摄氏度,所以选铝作为板材。
【分析】固体变为液体,是熔化现象;对物体做功增大内能,相当于汽油机的压缩冲程;固体的熔点较低,容易熔化。
2、【答案】不变;70
【解析】【解答】水沸腾时如果继续吸热,温度保持在沸点不变。水温升高了
但是水沸腾的温度为100℃,故水的温度只能到达100℃,水温升高了
故水温升高了 70 ℃ 。
【分析】(1)水达到沸点时,继续吸热,温度保持不变;
(2)已知水的质量、初温、吸收的热量,运用Q=cm(t末-t初)求出t末,然后运用t末-t初求出升高的水温大小。
3、【答案】4.2×105;0.01kg
【解析】【解答】水吸收的热量Q吸=cmΔt =4.2×103J/(kg ℃)×4kg×(50℃-25℃)=4.2×105J;水吸收的热量等于煤气燃烧所放出的热量,Q吸=Q放=4.2×105J;由Q放=mq可得,煤气质量m= =0.01kg。
故答案为: 4.2×105 ;0.01kg.
【分析】利用Q吸=cmΔt求得水吸收的热量;再利用Q吸=Q放=mq可得煤气质量.
4、【答案】机械能与内能
【解析】【解答】此实验过程中消耗了电能,使导体棒AB向左运动,得到了机械能;同时滑动变阻器发热,表明滑动变阻器内能增加了,故电能转化成了机械能和内能。
【分析】磁场对电流的作用:通电导线在磁场中要受到磁 力的作用。是由电能转化为机械能。应用是制成电动机。
5、【答案】(1)D
(2)排气;内;机械
(3)空气
【解析】【解答】(1)热机将燃料燃烧获取的内能转化为机械能的装置,分为:蒸汽机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机等,D项符合题意;(2)根据进气门、排气门的开闭方式,进气门关闭,排气门打开,是排气冲程;汽油机的做功冲程是高温高压的燃气推动活塞向下运动,带动曲轴和飞轮运动,把内能转化为机械能;(3)汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物,而柴油机吸气冲程吸入的是空气。
【分析】(1)热机的种类;(2)汽油机四个冲程的工作过程;(3)柴油机与汽油机的不同之处。
三、计算题
1、【答案】(1)解:公交车匀速行驶90min的路程s=vt=36km/h×1.5h=54km=5.4×104m
公交车匀速行驶,牵引力等于受到的阻力F=f=0.06mg=0.06×5×103kg×10N/kg=3×103N
公交车牵引力所做的功W=Fs=3×103N×5.4×104m=1.62×108J
这段时间内公交车牵引力所做功的功率P= = =3×104W=30kW
即公交车牵引力所做功的功率为30kW。
答:这段时间内公交车牵引力所做功的功率为30kW;
(2)解:14m3甲烷气体完全燃烧放出的热量Q放=Vq=3.6×107J/m3×14m3=5.04×108J
由题意知甲烷气体完全燃烧所产生的能量被水完全吸收,即Q吸= Q放==5.04×108J
则由公式Q吸=cm(t-t0)可得加热水的质量为m= = =1500kg
即能将1500kg的水从20℃加热到刚沸腾。
答:若14m3的甲烷气体完全燃烧放出的热量被水完全吸收,则能将多少1500kg的水从20℃加热到刚沸腾;
(3)解:公交车发动机的效率η = ≈32.1%
即这段时间内公交车发动机的效率是32.1%。
答:这段时间内公交车发动机的效率是32.1%。
【解析】【分析】(1)利用s=vt求得公交车匀速行驶90min的路程,在结合公交车的运动状态可知F=f,进一步利用W=Fs求得公交车牵引力所做的功,进而利用P= 求得这段时间内公交车牵引力所做功的功率。
(2)利用Q放=Vq求得甲烷气体完全燃烧放出的热量,被水完全吸收,由公式Q吸=cm(t-t0)可得加热水的质量。
(3)利用η 求得公交车发动机的效率。
2、【答案】(1)解:1标准大气压下水的沸点为100℃,把壶内20℃,5kg水烧开,水吸收的热量:Q吸=c水m水△t1=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×(100℃ 20℃)=1.68×106J,普通煤炉的烧水效率为28%,由η= 可得煤完全燃烧放出的热量:Q放= =6×106J,由Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量:m煤= =0.2kg
答:普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg
(2)解:由题可知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,则炉壁间水吸收的热量:Q′吸=c水m′水△t2=4.2×103J/(kg ℃)×10kg×(40℃ 20℃)=8.4×105J,而壶内水的初温、末温以及质量均不变,则壶内水吸收热量不变,所以,双加热煤炉中水吸收的总热量:Q吸总=Q吸+Q′吸=1.68×106J+8.4×105J=2.52×106J,由题意可知,双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等,则这些煤完全燃烧放出的热量不变,所以,双加热煤炉的烧水效率:η′= =42%
答:双加热煤炉的烧水效率为42%.
【解析】【分析】(1)知道水的质量、水的初温和末温、水的比热容,利用吸热公式求水吸收的热量;知道普通煤炉的烧水效率,利用 可得煤完全燃烧放出的热量;已知煤的热值,利用Q放=mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量.(2)由题知,双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃,根据吸热公式求出炉壁间水吸收的热量;由题意可知,壶内水吸收热量不变,则可求出双加热煤炉中水吸收的总热量(有用能量);由题意可知,双加热煤炉中煤完全燃烧放出的热量不变,根据 求出双加热煤炉的烧水效率.
3、【答案】(1)解:用燃气热水器给水加热,每天水吸收的热量
答:每天水吸收的热量1.68×107J;
(2)解:燃烧天燃气放出的热量
则每天消耗的天然气的体积为
答:若天然气完全燃饶放出热量的70%被水吸收,则热水器平均每天消耗天然气0.6m 。
【解析】【分析】(1)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;
(2)利用水吸收的热量除以加热效率即为天然气释放的热量,利用天然气释放的热量除以天然气的热值即为体积。
4、【答案】(1)解:燃气热水器正常工作 流出的热水的质量
答:水的质量为50kg。
(2)燃气热水器正常工作 流出的热水所吸收的热量
答:热水吸收的热量为6.3×106J。
(3)时间为
即热式电热水器消耗的电能
答:热水器加热效率为90%。
(4)环保、方便
【解析】【分析】(1)已知水的体积和密度,利用密度公式求解水的质量即可;
(2)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;
(3)水吸收的热量为有用功,电流做功为总功,利用水吸收的热量除以电流做功即为加热效率。
5、【答案】(1)解:所需的时间
答:所需的时间0.5h;
(2)解:因为匀速,所以牵引力等于阻力为F=f=0.1mg=0.1×1.6×103kg×10N/kg=1.6×103N
牵引力做的功W=Fs=1.6×103N×45×103m=7.2×107J
答:牵引力做的功7.2×107J;
(3)解:汽油燃烧放热Q=m1q=5kg×4.6×107J/kg=2.3×108J
汽油机的效率
答:汽油机的效率31.3%。
【解析】【分析】(1)利用速度计算公式v=求得所需的时间。
(2)结合汽车的运动状态可知牵引力等于阻力,再利用W=Fs求得牵引力做的功。
(3)利用Q=mq求得汽油燃烧放热,再利用求得汽油机的效率。
四、实验探究
1、【答案】(1)加热时间
(2)B
(3)1.68×103/1680
【解析】【解答】(1)因为电加热器的规格相同,在相同的时间内电加热器放出的热量相同,则液体在相同的时间吸收的热量也相同,加热时间越长,液体吸收的热量越多。由转换法知道,可以通过加热时间的长短来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
(2)根据表格中数据知道,加热相同的时间,水升温慢,故图乙中B反映水的吸热升温情况。
(3)通过分析利用实验数据知,加热0~20s的时间,水升温与油升温之比为
由Q水吸=Q油吸知道,c水mΔt水=c油mΔt油
则食用油的比热容为
【分析】(1)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
(2)结合表格数据,可知水和食用油升高温度的关系,根据Q水吸=Q油吸,在吸热和质量相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,据此求出食用油的比热容。
2、【答案】(1)秒表和温度计
(2)实验步骤: ①用温度计测量环境温度,记为t0; ②用温度计测量热水的初温,记为t1; ③10分钟后,用温度计测量热水的温度,记为t2; ④20分钟后,用温度计测量热水温度,记为t3
(3)Q吸
【解析】【解答】(1)根据老师的建议知道,间隔以10分钟测量为最佳,所以,实验器材除了烧杯、热水外,还需要秒表和温度计;(2)实验步骤:
①用温度计测量环境温度,记为t0;
②用温度计测量热水的初温,记为t1;
③10分钟后,用温度计测量热水的温度,记为t2;
④20分钟后,用温度计测量热水温度,记为t3,(3)根据以上实验步骤及Q吸 知道,第一个10分钟内水放出的热量表达是:
Q吸
【分析】(1)利用温度计测量液体的温度,利用秒表测量液体加热的时间;
(2)结合实验步骤的先后顺序进行排序即可;
(3)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可。
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