2023年中考物理（沪粤版）总复习达标检测卷（第十一至十二章）（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023年中考物理（沪粤版）总复习达标检测卷（第十一至十二章）（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 873.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪粤版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-04-18 02:10:02 | ||
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文档简介
达标检测卷
(范围:第十一至十二章 时间:90分钟)
题 号 一 二 三 四 总分 总分人 核分人
得 分
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,第13~14小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F的大小为5 N,则4 s内拉力F所做的功为( )
A.1 J B.3 J C.2 J D.4 J
2.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,以下实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
3.在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,下列有关该过程中机械能及其转化的说法中正确的是 ( )
A.运动员上升到最高点时重力势能为零
B.运动员下降过程中机械能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
4.下列实例中,通过做功改变物体内能的是 ( )
A.冰块放到热水中温度升高
B.反复捶打铁钉,捶打处温度升高
C.冬天手露在外面后温度降低
D.医生用冰袋给发热的病人降温
5.下列说法正确的是 ( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
6.如图1所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。下列分析不正确的是( )
图1
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
7.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图2甲所示是U型台和运动员姿势的简化示意图。运动员在A处由静止自由下滑,不计U型台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,图乙中最有可能滑到C处的是 ( )
图2
8.如图3所示,斜面高2 m、长4 m,小明用平行于斜面的拉力F,将重为400 N的物体从斜面底端拉到顶端。已知拉力F=250 N,下列计算结果中正确的是 ( )
图3
A.有用功为1 000 J
B.总功为1 600 J
C.额外功为200 J
D.机械效率为60%
9.如图4所示是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,下列描述正确的是 ( )
图4
A.火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B.火箭点火升空过程中机械能转化为内能
C.火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
10.2019年春节期间热映的中国科幻电影《流浪地球》,讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开,相当于汽油机的 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
11.如图5所示是用相同的加热装置对质量相同的A、B两种物质加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是 ( )
图5
A.t温2一定是物质B的沸点
B.0~t时1 时间内物质A的比热容大于物质B的比热容
C.物质B一定是晶体,物质A一定不是晶体
D.t时1~t时2 时间内物质B的温度不变,内能不变
12.如图6所示的两个滑轮组,提升一个重为17 N的物体A(每个滑轮重力均相同),使物体A在2 s内上升了20 cm,拉力大小如图所示,下列说法正确的是 ( )
图6
A.图甲中,绳端移动的距离为60 cm
B.图乙中,拉力的功率为1.7 W
C.图甲中,动滑轮由两根绳子吊着
D.图乙中,动滑轮的重力为2 N
13.(多选题)在一次沿直杆滑降训练中,消防员从5 m高处滑到离地面20 cm处悬停,先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程中,速度随时间变化的规律如图7所示,下列说法正确的是 ( )
图7
A.消防员的重力在b阶段做功最多
B.只有b阶段,消防员处于平衡状态
C.消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D.a阶段,滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
14.(多选题)工人用如图8所示装置把重为1 000 N的物体,从斜面底部匀速拉到2 m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时20 s。工人对绳子的拉力为400 N,动滑轮重为20 N,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,下列计算结果正确的是 ( )
图8
A.绳子对物体的拉力为780 N
B.绳子对物体做的功为4 000 J
C.工人做功的功率为100 W
D.整个装置的机械效率为62.5%
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共10分)
15.一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,50 s内通过的路程是1 000 m,它的速度为 m/s,汽车受到的牵引力为3 000 N,牵引力做功的功率为 W。
16.如图9所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10 N,所受支持力为8 N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为 J,支持力做功为 J。
图9
17.在高速公路上快速行驶的汽车,遇到紧急情况刹车后不能立即停下来,是因为汽车具有 ;交通规则要求
汽车不能超速行驶,是因为汽车质量一定时,其行驶速度越大,具有的 (选填“动能”或“势能”)越大,发生交通事故时,造成的伤害越严重。
18.如图10所示的压缩冲程能量转化是 能转化为内能。若该汽油机1 s对外做功30次,那么该汽油机飞轮的转速为 revs/min。
图10
19.如图11所示,固定的斜面长s=1.2 m,高h=0.3 m,沿斜面向上用5 N的拉力F在2 s内把一个重16 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,拉力的功率为 W,斜面的机械效率为 。
图11
三、作图、实验探究题(本题共4小题,共24分)
20.(2分)如图12所示,用滑轮组提升重物,请在图中画出最省力的绕线方法。
图12
21.(2分)如图13所示,用杠杆拉起重物时,请画出在杠杆A点施加最小力F的示意图。
图13
22.(8分)某实验小组用如图14甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
图14
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入
mL的煤油。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中,煤油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
23.(12分)在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验,如图15甲所示。
图15
(1)小明在测量绳子自由端的拉力F时,认为应该在弹簧测力计静止时读数,小玲则认为应该在弹簧测力计缓慢匀速拉动时读数, (选填“小明”或“小玲”)的方法是正确的。
(2)下表是小明记录实验数据的表格,其中①处应填写的数据是 (保留三位有效数字);小玲则认为表格设计有问题,请你指出问题是 。
实验次数 滑轮组 物块重G/N 物块上升的高度h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 弹簧测力计移动的距离s/m 总功 W总/J 机械 效率 机械效 率的平 均值
1 A 0.50 0.2 0.10 0.20 0.4 0.08 125%
2 A 1.90 0.2 0.38 0.95 0.4 0.38 100%
3 B 0.50 0.2 0.10 0.25 0.6 0.15 ①
4 B 1.90 0.2 0.38 0.75 0.6 0.45 84.4%
(3)分析比较第 次实验数据可知,同一滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关。
(4)根据所学知识可知,实际中的机械效率小于100%,而表格中第1、2次实验的机械效率分别为125%和100%。观察图乙和图丙两种弹簧测力计的使用方式,发现用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力 (选填“大”或“小”),用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功 (选填“大”或“小”),因此测得的机械效率比实际效率高。
四、综合应用题(本题共2小题,共24分。要求写出必要的文字说明、运算公式和重要演算步骤,答案必须写出数值和单位)
24.(12分)每到周末,小晶都去邻居刘奶奶家,帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时,燃烧了1 kg的木材,刚好把初温为20 ℃、质量为2 kg的水烧开(假设木材能够完全燃烧)。已知当地气压为标准大气压,木材的热值为q=1.2×107 J/kg,水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧1 kg木材放出的热量。
(2)2 kg的水被烧开吸收的热量。
(3)小晶烧水的效率。
25.(12分)如图16甲所示是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图,已知物体A质量为500 kg,底面积为1.25 m2,不计绳重、机械部分摩擦和水的阻力,请完成以下问题:(g取10 N/kg)
(1)起吊前物体A静止在地面上,其对地面的压强是多少
(2)如图乙所示,当绳子自由端的拉力为1 000 N时,地面对物体A的支持力为1 650 N,增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2 m,请计算此时整个机械的机械效率。(结果精确到0.1%)
(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1 m/s的速度匀速放入水中的过程中,绳子拉力的功率随时间变化的关系如图丙所示,请计算物体B的密度。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
图16
答案
1.D
2.C [解析]发现人中暑时,在额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热的原理,与“水的比热容大”这一特性无关,故选C。
3.C 4.B
5.C [解析]燃料完全燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量有关,故A错误;晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持在熔点不变,故B错误;物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故C正确;热量是从高温物体向低温物体传递的,或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
6.D 7.B 8.C 9.D
10.C [解析] “点燃木星”将地球推开,内能转化为机械能,相当于汽油机的做功冲程。故选C。
11.B
12.A [解析]图甲中,动滑轮由三根绳子吊着,绳端移动的距离s甲=3h=3×20 cm=60 cm,故A正确,C错误;图乙中,绳端移动的距离s乙=2h=2×20 cm=40 cm=0.4 m,绳端移动的速度v乙==0.2 m/s,拉力的功率P乙=F乙v乙=9 N×0.2 m/s=1.8 W,故B错误;若不计绳重与摩擦,动滑轮重力G动=2F乙-GA=2×9 N-17 N=1 N,但此题未说明绳重与摩擦不计,则动滑轮重力未知,故D错误。
13.AD 14.AD
15.20 6×104
[解析]汽车的速度v==20 m/s。牵引力做功的功率P=Fv=3 000 N×20 m/s=6×104 W。
16.0.6 0
[解析]木块由斜面顶端滑到底端的过程中,受到重力和支持力的作用,在重力的方向上通过了距离,在支持力的方向上没有通过距离,所以重力对木块做功,支持力对木块不做功,即支持力做功为0 J。木块在重力的方向上通过的距离h=6 cm=0.06 m,则重力做功W=Gh=10 N×0.06 m=0.6 J。
17.惯性 动能
18.机械 3 600
19.3 80%
20.如图所示
21.如图所示
22.(1)300
(2)① 不变
(3)大于
[解析](1)由于水和煤油的质量相同,根据密度公式得ρ水V水=ρ煤油V煤油,解得V煤油==3×10-4 m3=300 mL。
(2)水的比热容比煤油的比热容大,所以根据公式Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,煤油的温度升高的多,故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
23.(1)小玲
(2)66.7%
不同的滑轮组机械效率一般不同,同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关,故不能将机械效率取平均值
(3)3、4
(4)小 小
24.解:(1)完全燃烧1 kg木材放出的热量
Q放=qm木材=1.2×107 J/kg×1 kg=1.2×107 J。
(2)标准大气压下,水的沸点为100 ℃,即水的末温为100 ℃,
则2 kg的水被烧开吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J。
(3)小晶烧水的效率
η=×100%=×100%=5.6%。
25.解:(1)物体A的重力为
G物=m物g=500 kg×10 N/kg=5 000 N,
物体A静止在地面上,对地面的压强为
p==4×103 Pa。
(2)物体A静止在地面上时滑轮组对物体A的拉力为
F拉=G物-F支=5 000 N-1 650 N=3 350 N,
不计绳重和摩擦,由图乙可知,n=4,
则F=(G动+F拉),
动滑轮的总重力为
G动=nF-F拉=4×1 000 N-3 350 N=650 N,
所做有用功为
W有用=G物h=5 000 N×2 m=1×104 J,
所做的额外功为
W额外=G动h=650 N×2 m=1 300 J,
则滑轮组的机械效率为
η=×100%=×100%=×100%≈88.5%。
(3)物体B未接触水面前绳子的拉力为
F1==837.5 N,
由F1=(G动+GB)得,物体B的重力为
GB=nF1-G动=4×837.5 N-650 N=2 700 N,
物体B全部浸没在水中时绳子的拉力为
F2==587.5 N,
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力为
F'=nF2-G动=4×587.5 N-650 N=1 700 N,
物体B在水中所受浮力为
F浮=GB-F'=2 700 N-1 700 N=1 000 N,
物体B的体积为
VB=V排==0.1 m3,
物体B的密度为
ρB==2.7×103 kg/m3。
(范围:第十一至十二章 时间:90分钟)
题 号 一 二 三 四 总分 总分人 核分人
得 分
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,第1~12小题只有一项符合题目要求,第13~14小题有多项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.一物体在水平拉力F的作用下,沿力的方向以0.2 m/s的速度匀速运动了4 s,拉力F的大小为5 N,则4 s内拉力F所做的功为( )
A.1 J B.3 J C.2 J D.4 J
2.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,以下实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
3.在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,下列有关该过程中机械能及其转化的说法中正确的是 ( )
A.运动员上升到最高点时重力势能为零
B.运动员下降过程中机械能增大
C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能
D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中弹性势能转化为动能
4.下列实例中,通过做功改变物体内能的是 ( )
A.冰块放到热水中温度升高
B.反复捶打铁钉,捶打处温度升高
C.冬天手露在外面后温度降低
D.医生用冰袋给发热的病人降温
5.下列说法正确的是 ( )
A.热值大的燃料完全燃烧,放出的热量一定多
B.物体的温度不变,它的内能一定不变
C.物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
6.如图1所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞紧管口,加热一段时间后橡皮塞冲出,同时管口附近产生“白气”。下列分析不正确的是( )
图1
A.水温上升时,水的内能增加
B.加热时管内的水不断汽化
C.管内气体对橡皮塞做功,其内能减少
D.试管口的“白气”是水蒸气
7.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图2甲所示是U型台和运动员姿势的简化示意图。运动员在A处由静止自由下滑,不计U型台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,图乙中最有可能滑到C处的是 ( )
图2
8.如图3所示,斜面高2 m、长4 m,小明用平行于斜面的拉力F,将重为400 N的物体从斜面底端拉到顶端。已知拉力F=250 N,下列计算结果中正确的是 ( )
图3
A.有用功为1 000 J
B.总功为1 600 J
C.额外功为200 J
D.机械效率为60%
9.如图4所示是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,下列描述正确的是 ( )
图4
A.火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B.火箭点火升空过程中机械能转化为内能
C.火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
D.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大
10.2019年春节期间热映的中国科幻电影《流浪地球》,讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开,相当于汽油机的 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
11.如图5所示是用相同的加热装置对质量相同的A、B两种物质加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是 ( )
图5
A.t温2一定是物质B的沸点
B.0~t时1 时间内物质A的比热容大于物质B的比热容
C.物质B一定是晶体,物质A一定不是晶体
D.t时1~t时2 时间内物质B的温度不变,内能不变
12.如图6所示的两个滑轮组,提升一个重为17 N的物体A(每个滑轮重力均相同),使物体A在2 s内上升了20 cm,拉力大小如图所示,下列说法正确的是 ( )
图6
A.图甲中,绳端移动的距离为60 cm
B.图乙中,拉力的功率为1.7 W
C.图甲中,动滑轮由两根绳子吊着
D.图乙中,动滑轮的重力为2 N
13.(多选题)在一次沿直杆滑降训练中,消防员从5 m高处滑到离地面20 cm处悬停,先后经历了a、b、c、d四个阶段(每个阶段经历的时间相同)。整个训练过程中,速度随时间变化的规律如图7所示,下列说法正确的是 ( )
图7
A.消防员的重力在b阶段做功最多
B.只有b阶段,消防员处于平衡状态
C.消防员四个阶段都在克服摩擦力做功
D.a阶段,滑杆受到的摩擦力小于消防员的重力
14.(多选题)工人用如图8所示装置把重为1 000 N的物体,从斜面底部匀速拉到2 m高的平台上(斜面与水平地面的夹角为30°),用时20 s。工人对绳子的拉力为400 N,动滑轮重为20 N,不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦,下列计算结果正确的是 ( )
图8
A.绳子对物体的拉力为780 N
B.绳子对物体做的功为4 000 J
C.工人做功的功率为100 W
D.整个装置的机械效率为62.5%
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、填空题(本题共5小题,每空1分,共10分)
15.一辆汽车在平直的公路上匀速行驶,50 s内通过的路程是1 000 m,它的速度为 m/s,汽车受到的牵引力为3 000 N,牵引力做功的功率为 W。
16.如图9所示,一木块沿固定光滑斜面下滑,木块(不计大小)的重力为10 N,所受支持力为8 N,则木块由斜面顶端滑到底端的过程中,重力做功为 J,支持力做功为 J。
图9
17.在高速公路上快速行驶的汽车,遇到紧急情况刹车后不能立即停下来,是因为汽车具有 ;交通规则要求
汽车不能超速行驶,是因为汽车质量一定时,其行驶速度越大,具有的 (选填“动能”或“势能”)越大,发生交通事故时,造成的伤害越严重。
18.如图10所示的压缩冲程能量转化是 能转化为内能。若该汽油机1 s对外做功30次,那么该汽油机飞轮的转速为 revs/min。
图10
19.如图11所示,固定的斜面长s=1.2 m,高h=0.3 m,沿斜面向上用5 N的拉力F在2 s内把一个重16 N的物体从斜面底端匀速拉到顶端,拉力的功率为 W,斜面的机械效率为 。
图11
三、作图、实验探究题(本题共4小题,共24分)
20.(2分)如图12所示,用滑轮组提升重物,请在图中画出最省力的绕线方法。
图12
21.(2分)如图13所示,用杠杆拉起重物时,请画出在杠杆A点施加最小力F的示意图。
图13
22.(8分)某实验小组用如图14甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
图14
(1)加热前,在一个烧杯中倒入240 mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入
mL的煤油。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ煤油=0.8×103 kg/m3)
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油,每隔1 min记录一次温度,整个实验操作无误。图乙中,若图线②反映水的温度随时间的变化规律,则图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中,煤油的热值 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比 (选填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
23.(12分)在“探究滑轮组机械效率”的实验中,某实验小组采用A、B两种绕线方式不同的滑轮组进行实验,如图15甲所示。
图15
(1)小明在测量绳子自由端的拉力F时,认为应该在弹簧测力计静止时读数,小玲则认为应该在弹簧测力计缓慢匀速拉动时读数, (选填“小明”或“小玲”)的方法是正确的。
(2)下表是小明记录实验数据的表格,其中①处应填写的数据是 (保留三位有效数字);小玲则认为表格设计有问题,请你指出问题是 。
实验次数 滑轮组 物块重G/N 物块上升的高度h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 弹簧测力计移动的距离s/m 总功 W总/J 机械 效率 机械效 率的平 均值
1 A 0.50 0.2 0.10 0.20 0.4 0.08 125%
2 A 1.90 0.2 0.38 0.95 0.4 0.38 100%
3 B 0.50 0.2 0.10 0.25 0.6 0.15 ①
4 B 1.90 0.2 0.38 0.75 0.6 0.45 84.4%
(3)分析比较第 次实验数据可知,同一滑轮组的机械效率与所提升物体的重力有关。
(4)根据所学知识可知,实际中的机械效率小于100%,而表格中第1、2次实验的机械效率分别为125%和100%。观察图乙和图丙两种弹簧测力计的使用方式,发现用滑轮组A进行实验时,弹簧测力计的示数比细绳实际的拉力 (选填“大”或“小”),用测量值计算出的总功比细绳实际拉力做的功 (选填“大”或“小”),因此测得的机械效率比实际效率高。
四、综合应用题(本题共2小题,共24分。要求写出必要的文字说明、运算公式和重要演算步骤,答案必须写出数值和单位)
24.(12分)每到周末,小晶都去邻居刘奶奶家,帮助老人劈柴、烧水、做饭等。某次烧水时,燃烧了1 kg的木材,刚好把初温为20 ℃、质量为2 kg的水烧开(假设木材能够完全燃烧)。已知当地气压为标准大气压,木材的热值为q=1.2×107 J/kg,水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)完全燃烧1 kg木材放出的热量。
(2)2 kg的水被烧开吸收的热量。
(3)小晶烧水的效率。
25.(12分)如图16甲所示是某大型起吊装置,图乙是其机械起吊部分的简化示意图,已知物体A质量为500 kg,底面积为1.25 m2,不计绳重、机械部分摩擦和水的阻力,请完成以下问题:(g取10 N/kg)
(1)起吊前物体A静止在地面上,其对地面的压强是多少
(2)如图乙所示,当绳子自由端的拉力为1 000 N时,地面对物体A的支持力为1 650 N,增加绳子自由端的拉力后物体A被成功匀速提升2 m,请计算此时整个机械的机械效率。(结果精确到0.1%)
(3)工人师傅利用该装置将另一物体B以0.1 m/s的速度匀速放入水中的过程中,绳子拉力的功率随时间变化的关系如图丙所示,请计算物体B的密度。(ρ水=1.0×103 kg/m3)
图16
答案
1.D
2.C [解析]发现人中暑时,在额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热的原理,与“水的比热容大”这一特性无关,故选C。
3.C 4.B
5.C [解析]燃料完全燃烧放出热量的多少,与燃料的热值、质量有关,故A错误;晶体熔化时,物体不断吸热,其内能增大,但是温度保持在熔点不变,故B错误;物体的内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做了功,故C正确;热量是从高温物体向低温物体传递的,或者从物体的高温部分传向低温部分,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
6.D 7.B 8.C 9.D
10.C [解析] “点燃木星”将地球推开,内能转化为机械能,相当于汽油机的做功冲程。故选C。
11.B
12.A [解析]图甲中,动滑轮由三根绳子吊着,绳端移动的距离s甲=3h=3×20 cm=60 cm,故A正确,C错误;图乙中,绳端移动的距离s乙=2h=2×20 cm=40 cm=0.4 m,绳端移动的速度v乙==0.2 m/s,拉力的功率P乙=F乙v乙=9 N×0.2 m/s=1.8 W,故B错误;若不计绳重与摩擦,动滑轮重力G动=2F乙-GA=2×9 N-17 N=1 N,但此题未说明绳重与摩擦不计,则动滑轮重力未知,故D错误。
13.AD 14.AD
15.20 6×104
[解析]汽车的速度v==20 m/s。牵引力做功的功率P=Fv=3 000 N×20 m/s=6×104 W。
16.0.6 0
[解析]木块由斜面顶端滑到底端的过程中,受到重力和支持力的作用,在重力的方向上通过了距离,在支持力的方向上没有通过距离,所以重力对木块做功,支持力对木块不做功,即支持力做功为0 J。木块在重力的方向上通过的距离h=6 cm=0.06 m,则重力做功W=Gh=10 N×0.06 m=0.6 J。
17.惯性 动能
18.机械 3 600
19.3 80%
20.如图所示
21.如图所示
22.(1)300
(2)① 不变
(3)大于
[解析](1)由于水和煤油的质量相同,根据密度公式得ρ水V水=ρ煤油V煤油,解得V煤油==3×10-4 m3=300 mL。
(2)水的比热容比煤油的比热容大,所以根据公式Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,煤油的温度升高的多,故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。
23.(1)小玲
(2)66.7%
不同的滑轮组机械效率一般不同,同一滑轮组的机械效率与提升的物重有关,故不能将机械效率取平均值
(3)3、4
(4)小 小
24.解:(1)完全燃烧1 kg木材放出的热量
Q放=qm木材=1.2×107 J/kg×1 kg=1.2×107 J。
(2)标准大气压下,水的沸点为100 ℃,即水的末温为100 ℃,
则2 kg的水被烧开吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J。
(3)小晶烧水的效率
η=×100%=×100%=5.6%。
25.解:(1)物体A的重力为
G物=m物g=500 kg×10 N/kg=5 000 N,
物体A静止在地面上,对地面的压强为
p==4×103 Pa。
(2)物体A静止在地面上时滑轮组对物体A的拉力为
F拉=G物-F支=5 000 N-1 650 N=3 350 N,
不计绳重和摩擦,由图乙可知,n=4,
则F=(G动+F拉),
动滑轮的总重力为
G动=nF-F拉=4×1 000 N-3 350 N=650 N,
所做有用功为
W有用=G物h=5 000 N×2 m=1×104 J,
所做的额外功为
W额外=G动h=650 N×2 m=1 300 J,
则滑轮组的机械效率为
η=×100%=×100%=×100%≈88.5%。
(3)物体B未接触水面前绳子的拉力为
F1==837.5 N,
由F1=(G动+GB)得,物体B的重力为
GB=nF1-G动=4×837.5 N-650 N=2 700 N,
物体B全部浸没在水中时绳子的拉力为
F2==587.5 N,
所以物体B全部浸没在水中时滑轮组对物体B的拉力为
F'=nF2-G动=4×587.5 N-650 N=1 700 N,
物体B在水中所受浮力为
F浮=GB-F'=2 700 N-1 700 N=1 000 N,
物体B的体积为
VB=V排==0.1 m3,
物体B的密度为
ρB==2.7×103 kg/m3。