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九上第三章复习
1.下列各物体中既具有动能又具有势能的是( )
A.在平直路面上行驶的汽车 B.地面上被压缩的弹簧
C.空中飞行的子弹 D.拉长的弹弓的橡皮条
2.下列关于势能的说法正确的是( )
A.把压缩的弹簧放松,它的长度增加,势能也增加
B.同一根橡皮筋拉得越长,它的势能也越大
C.树上的两个苹果,位置高的一定比位置低的势能大
D.正在下落的两个铅球,5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
3.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使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。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A.在粗糙地面上做功较多 B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多 D.条件不够,无法比较两次做功的多少
4.如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( )
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D.吊臂是一个省力的杠杆
5.水的比热容比煤油的大。如图所示,隔着石棉网同时加热规格相同,分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管,至管内液体升温到40℃,这个过程中( )
A.煤油温度先升到40℃ B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量多 D.升高相同的温度,煤油需加热较长的时间
6.标有“36V,40W”和“220V,40W”的两盏电灯都正常发光时,下列说法正确的是( )
A.“220V,40W”的灯较亮 B.“36V,40W”的灯较亮
C.两盏灯一样亮 D.无法判断那盏灯较亮
7.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示。接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的电阻比L2的小 B.串联时,L1比L2两端的电压小
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些 D.若将两灯并联连接入电路,L1发光要亮一些
8.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆,如图所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是( )
A.L始终在增加,FL始终在增加 B.L始终在增加,FL始终在减小
C.L先增加后减小,FL始终在减小 D.L先减小后增加,FL先减小后增加
9.关于跳伞运动员在空中匀速下降过程中的能量变化,下列说法正确的是( )
A.势能减小,机械能不变 B.动能不变,机械能减小
C.动能减小,机械能不变 D.动能不变,机械能不变
10.如图为杂技演员演出的过程示意图。男演员从甲处由静止下落后踩在跷跷板的a端,跷跷板能把站在b端的女演员刚好弹上乙处静止,已知甲处高度小于乙处。则下列表述正确的是( )
A.男演员质量必须大于女演员质量
B.甲处男演员的势能可以小于乙处女演员的势能
C.女演员刚离开跳板时的机械能小于她站在乙处的机械能
D.女演员上升过程中速度逐渐减小
11.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s﹣t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,相同时间内的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A.F1>F2 P1>P2 B.F1<F2 W1<W2
C.F1=F2 P1>P2 D.F1=F2 W1<W2
12.如图所示电路中,R1的阻值为4欧,当开关S1和S2都闭合时,电流表示数为3安;当只闭合S2时,电流表示数为2安。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6伏 B.R2的阻值为1欧
C.S1和S2都闭合时,R2消耗的功率为18瓦
D.只闭合S2时,电路消耗的总功率为24瓦
13.现有甲、乙两只电炉,已知电炉的电阻R甲<R乙,分别接入电源电压为220V的电路中,在相同的时间内,它们的放热情况是( )
A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
14.小男孩在滑滑梯时,从能量的转化和转移角度可用下边三句话来概括
①小男孩克服摩擦做功,动能转化为内能;
②小男孩从滑梯上滑下时,重力势能转化为动能;
③小男孩的臀部吸热,内能增加,温度升高;
以上三句正确的排列顺序( )
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③②①
15.如图所示,在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1<R2)分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入相同电源。通电相同时间后,水温最高的是( )
16.工人用力F水平推重为200N的物体,在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示。在这过程中,水平推力做的功为_________J,推力做功的功率为_________W。
17.小华要参加学业水平考试掷实心球的项目,为了能取得最好的成绩,他想:影响铅球掷得远近的因素到底有哪些呢?为此,他以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究:
(1)熟悉手枪结构:玩具手枪的内部结构中有一根弹簧,弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时,将子弹射出,弹簧的_________能转化成子弹的动能。
(2)探究过程
①提出猜想:在相同条件下,子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关;
②设计实验,记录数据:他把手枪固定在某一高度后,保持子弹从枪口射出时的速度相同,改变枪管与水平面夹角,用同一颗子弹做了五次实验,记录数据如下:
枪口与水平面的夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
③分析可得结论:在相同条件下,子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关,夹角在_________左右时,子弹射程最远。小华由此推想:相同条件下,铅球以这一角度掷出,掷得最远;
④交流和评价:第二天,小华与同桌交流探究成果,同桌认真分析小华的实验数据及其得到的结论后,认为他收集的数据还不够充分,同桌的话启发小华对实验方案进行改进,获得了更准确的结论。小华所做的改进是____________________________________。
(3)影响子弹射程的因素可能还有许多,请再提出一个合理的猜想:___________________________
______________________________________________________。
18.完成下列各题:
(1)一只电能表上有“1500r/KW h”字样。若在1分钟内电能表的转盘转过15转,则在1分钟内电流做功是_________焦,此时用电器的电功率是_________瓦。
(2)如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是_________牛,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)目前的核电站是利用_________(填“核裂变”或“核聚变”)时产生的大量热量,转化为水的_________能,水蒸气推动汽轮机运转,转化为汽轮机的机械能,汽轮机带动发电机发电,最终转化为电能。
19.有两个用电器,一个是“220V 100W”的电风扇,另一个是“220V 100W”的电熨斗,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能 _________(填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”),产生的热量_________(填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”)。
20.在远距离输电中,为了减小电流通过输电线造成的发热损失,在输电功率一定的情况下,一种有效的措施是减小输电电流。若某段输电导线的电阻为5 ,将通过它的电流由20A减小到10A,则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少_________J。
21.将普通塑料水管进行改装,能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度,再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
(1)将两根塑料管按图甲连接,选合适的滑块放入管①,将一钢球从管②的口放入后,静止释放。观察并记录___________________________。取出钢球,将滑块移回原位,将钢球从另一个口放入,重复实验。该实验可验证动能大小与_________的关系。
(2)将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。 _________
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
22.某小组研究小灯泡电功率,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒定不变,有规格为“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器各一个。
(1)请根据图甲实物电路所示,在方框中画出实验电路图。
(2)如图甲所示,选用“10Ω 2A”规格的滑动变阻器进行实验,连接电路时,需将滑动变阻器的滑片P置于___________(选填“A”或“B”)端,其目的是___________。
(3)接着用开关迅速试触,灯泡发光,电压表示数如图乙,此时灯泡两端电压为 V,为了使灯泡正常发光,接下来的操作是:____________________________________________。
(4)实验中收集信息如下表:
次数 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 灯泡亮度
1 2.5 0.30 较亮
2 3 0.32 0.96 很亮
3 2 0.26 0.52 稍亮
分析表格中信息可得:
①小灯泡额定功率为___________W。
②在电路安全范围内,小灯泡两端实际电压越大,______________________灯泡越亮。
23.小明同学利用电压为6V的学生电源1台、额定电压为6V的相同小灯泡二只、镍铬合金丝两根、开关、导线若干做实验,连接的电路如图所示,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗。二只小灯泡规格相同,且并联在电路中,为什么亮度却不同?小明同学为此进行了探究。
(1)他应用所学知识进行分析:灯泡的亮度不同,说明它们的实际功率 ___________(选填“相同”或“不同”),而它们的灯丝电阻相同,根据公式P= 可知,它们两端的实际电压应该不同。
(2)为了验证自己的分析,小明同学应该用电压表测出______________________的电压。
(3)测量结果证实了小明的想法。通过进一步分析、推断可知,本实验中灯泡亮度不同的原因是: _____________________________________________________________________________。
24.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是___________;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 ___________。(整个过程中不计能量损耗)
25.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104牛。求:
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)货车以36千米/时的速度,载着500千克的货物,匀速行驶15分钟,货车牵引力做的功。
26.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是___________,并列式计算出该物理量?
(3)拉力的功率?
27.如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培(g取10牛/千克)。
(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
(2)求电动机线圈阻值。
(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?
28.在拓展课堂上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:(1)人的拉力做功的功率。(2)动滑轮受到的重力。(3)滑轮组的机械效率。
29.风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中。为了节能该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能。电池板将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板 风力发电机 蓄电池 LED灯
电池板的总面积 0.5米2 最大限制速 12.0米/秒 电池容量 150Ah 额定电压 24伏
光电转化效率 20% 最大输出功率 400瓦 额定电压 12伏 额定功率 60瓦
(1)该型号LED灯正常工作时的电流为多少?
(2)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1千W时,太阳能电池板的输出功率为多少?
(3)100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10小时,一个月消耗多少电能?如果用火力发电供电,则一个月需要消耗煤炭多少千克?(已知火力发电时,发1度电需煤400克,一个月以30天计)
30.家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验:他首先查看自己家的电能表,表上标有“3600R/kW h”字样;随后他关闭了家中所有用电器,只让一只标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作,与此同时,观察到电能表转盘3分钟转过180圈。假设电水壶的工作时的电阻保持不变,求:
(1)电水壶正常工作时的电流;(2)电水壶正常工作时的电阻;
(3)电水壶工作时的实际电功率。
31.如图所示,是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表所示。[已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
(1)电热水器是利用电流的 ___________工作的;当开关S跳至 ___________(选填“a”或“b”)触点位置时,热水器进入保温状态。
(2)在电热水器的水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收多少热量?
(3)在上述加热过程中,热水器需正常工作35min,则消耗多少电能?加热效率是多少?
32.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为400N的箱子匀速向上提高5m,动滑轮的质量为8kg(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。
(1)在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求:人用力向下拉细绳)
(2)在匀速提升箱子的过程中,人对绳子的拉力是多大;
33.一辆小汽车在高速公路上匀速行驶144千米,用时2小时,消耗汽油9千克。已知小汽车发动机的输出功率为23千瓦,假设发动机对外做功全是克服阻力做功。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107焦/千克)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
34.小王家新买的电热淋浴器的铭牌如右表所示。小王按说明要求给淋浴器装满水,通电50min,观察到淋浴器上温度计示数由23℃上升到45℃,求:
(1)(在加热过程中,水箱中水吸收的热量是多少焦?[C水=4.2×103 J/(kg ℃)]
(2)电热淋浴器加热过程中,通过的电流是多大?消耗的电能是多少焦?
(3)比较(1)(2)两问计算结果,你认为违背能量守恒吗?为什么?既然自然界中能量是守恒的,那为什么还会出现能源危机?
第4题
第5题
第6题
第8题
第10题
第11题
第11题
第12题
第16题
A
B
C
D
第17题
第18题
第21题
第22题
第23题
第24题
第26题
第27题
第28题
第30题
第31题
第32题
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九上第三章复习(带答案)
1.下列各物体中既具有动能又具有势能的是( )
A.在平直路面上行驶的汽车 B.地面上被压缩的弹簧
C.空中飞行的子弹 D.拉长的弹弓的橡皮条
解:A、在平直路面上行驶的汽车,因为运动,所以只具有动能,不合题意;
B、地面上被压缩的弹簧,因为发生了弹性形变,所以只具有弹性势能,不合题意;
C、空中飞行的子弹因为运动,所以具有动能,因为有高度所以具有重力势能,符合题意;
D、拉长的弹弓的橡皮条,因为发生了弹性形变,所以只具有弹性势能,不合题意。
故选:C。
2.下列关于势能的说法正确的是( )
A.把压缩的弹簧放松,它的长度增加,势能也增加
B.同一根橡皮筋拉得越长,它的势能也越大
C.树上的两个苹果,位置高的一定比位置低的势能大
D.正在下落的两个铅球,5千克的铅球一定比4千克的铅球势能大
解:A、把压缩的弹簧放松,它的长度增加,在恢复至原长的过程中,弹性形变减小,弹簧的弹性势能会减小,故A错误;
B、橡皮筋被拉得越长,弹性形变程度变大,橡皮筋具有的弹性势能增大,故B正确;
C、树上的两个苹果,由于不知道其质量的大小关系,所以不能只依靠高度来判断重力势能的大小,故C错误;
D、正在下落的两个铅球,由于不知道其高度的关系,所以不能判断重力势能的大小,故D错误。
故选:B。
3.一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱,使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。关于拉力所做的功,下列说法中正确的是( )
A.在粗糙地面上做功较多 B.在光滑地面上做功较多
C.两次做功一样多 D.条件不够,无法比较两次做功的多少
解:由W=Fs可知,在光滑和粗糙两种不同的水平地面上F相同、s相同,
所以两次做功一样多。故选:C。
4.如图为吊车从图示位置向上起吊货物的工作示意图,利用伸缩撑杆可使吊臂绕O点缓慢转动,伸缩撑杆为圆弧状,伸缩时伸缩撑杆对吊臂的支持力始终与吊臂垂直。下列说法正确的是( )
A.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力大小不变
B.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变大
C.匀速缓慢顶起吊臂的过程中,伸缩撑杆的支持力渐渐变小
D.吊臂是一个省力的杠杆
解:如图画出动力臂和阻力臂,动力臂L1小于阻力臂L2,根据杠杆平衡条件,动力大于阻力,是费力杠杆,故D错误。吊车吊起货物的过程中,阻力不变,阻力臂减小,动力臂不变,动力减小,所以伸缩撑杆的支持力逐渐变小,故C正确,AB错误。故选:C。
5.水的比热容比煤油的大。如图所示,隔着石棉网同时加热规格相同,分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管,至管内液体升温到40℃,这个过程中( )
A.煤油温度先升到40℃ B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量多 D.升高相同的温度,煤油需加热较长的时间
解:A、水的比热容比煤油的大,质量相同的水和煤油相比,煤油吸收的热量少,需要的加热时间短,煤油先升高到40℃,故A正确;
B、由图可知,用同一个酒精灯加热,两试管的规格相同,则在相同的时间内,水和煤油吸收的热量相同,但水的比热容比煤油的大,水和煤油的质量相同,水升高的温度值小,故B错;
C、用同一个酒精灯加热,两试管的规格相同,则在相同的时间内,水和煤油吸收的热量相同,故C错;
D、水的比热容比煤油的大,质量相同的水和煤油相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,需要的加热时间长,故D错。 故选:A。
6.标有“36V,40W”和“220V,40W”的两盏电灯都正常发光时,下列说法正确的是( )
A.“220V,40W”的灯较亮 B.“36V,40W”的灯较亮
C.两盏灯一样亮 D.无法判断那盏灯较亮
解:由题意知,两盏电灯的额定电压不同,但额定功率相同,并且都处于正常发光状态,所以实际功率都等于额定功率,而额定功率相等,所以实际功率相等,即灯泡一样亮。
故选:C。
7.将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中,如图所示。接通电路后发现L1要亮一些,则下列判断正确的是( )
A.L1的电阻比L2的小 B.串联时,L1比L2两端的电压小
C.两灯正常工作时L1发光要暗一些 D.若将两灯并联连接入电路,L1发光要亮一些
解:AB、两灯串联时电流相等,L1要亮一些说明P1>P2,由P=I2R可得:R1>R2,由I=可得U=IR,则L1比L2两端的电压大,故AB错误;
C、由A知,R1>R2,串联时,C、两灯的额定电压相等,则由P=可知:P1额<P2额,即两灯正常工作时,L1要暗一些,故C正确;
D、若将两灯并联,则两灯两端的电压相等,由P=可知:L1的实际功率小,灯泡要更暗,故D错误。 故选:C。
8.古代护城河上安装的吊桥可以看成一个以O为支点的杠杆,如图所示。一个人通过定滑轮用力将吊桥由图示位置缓慢拉至竖直位置,若用L表示绳对桥板的拉力F的力臂,则关于此过程中L的变化以及乘积FL的变化情况,下列说法正确的是( )
A.L始终在增加,FL始终在增加 B.L始终在增加,FL始终在减小
C.L先增加后减小,FL始终在减小 D.L先减小后增加,FL先减小后增加
解:当吊桥被吊起的过程中,如图中虚线位置(1)所示,吊桥重力的力臂L′在减小,重力不变,则GL′在减小;一开始动力臂小于桥长,当桥与绳垂直时,动力臂最大,随后动力臂又变小,即拉力的力臂线变大后变小,根据杠杆的平衡条件:FL=GL′可知,FL在减小。 故选:C。
9.关于跳伞运动员在空中匀速下降过程中的能量变化,下列说法正确的是( )
A.势能减小,机械能不变 B.动能不变,机械能减小
C.动能减小,机械能不变 D.动能不变,机械能不变
解:一跳伞运动员,在空中匀速下降过程中,运动员的质量不变,速度不变,动能不变;运动员的质量不变,高度不断减小,重力势能不断减小;运动员在下降过程中没有发生弹性形变,运动员不具有弹性势能,所以机械能=动能+重力势能,动能不变,重力势能不断减小,则机械能不断减小,故B正确。故选:B。
10.如图为杂技演员演出的过程示意图。男演员从甲处由静止下落后踩在跷跷板的a端,跷跷板能把站在b端的女演员刚好弹上乙处静止,已知甲处高度小于乙处。则下列表述正确的是( )
A.男演员质量必须大于女演员质量
B.甲处男演员的势能可以小于乙处女演员的势能
C.女演员刚离开跳板时的机械能小于她站在乙处的机械能
D.女演员上升过程中速度逐渐减小
解:A.甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处,由于乙处高于甲处,男演员的机械能一定大于女演员的机械能,女演员到达乙处静止不动,只具有重力势能,男演员自由下落开始前,也只有重力势能,所以男演员的质量一定大于女演员质量,故A正确;
B.由于存在阻力,克服阻力做功,机械能转化为内能,机械能不断减小,所以甲处男演员的势能一定大于乙处女演员的势能,故B错误;
C.女演员弹起时动能转化为重力势能,由于存在阻力,克服阻力做功,动能没有完全转化为重力势能,所以女演员弹起时的机械能大于她站在乙处时的机械能,故C错误;
D.女演员原来在跳板上是处于静止状态,所以上升过程中速度是先增大后减小,故D错误。
故选:A。
11.用弹簧测力计沿水平方向两次拉着同一物体在同一水平面上运动,两次运动的s﹣t图像如图所示。其对应的弹簧测力计示数分别为F1、F2,相同时间内所做的功分别为W1、W2,相同时间内的功率分别为P1、P2,则它们的关系正确的是( )
A.F1>F2 P1>P2 B.F1<F2 W1<W2
C.F1=F2 P1>P2 D.F1=F2 W1<W2
解:(1)由图知,物体两次运动的s﹣t图像都为过原点的直线,说明同一物体两次都做匀速直线运动,由二力平衡条件可知,拉力都等于滑动摩擦力;由于压力大小和接触面的粗糙程度均不变,所以滑动摩擦力大小相等,拉力大小也相等,即F1=F2,故A、B错误;
(2)根据s﹣t图像可知,相同时间内第1次通过的距离大,且F1=F2,根据W=Fs可知,第1次拉力做的功较大,即W1>W2;故D错误;
物体两次运动的时间相同,则根据P=可知,P1>P2;故C正确,故选:C。
12.如图所示电路中,R1的阻值为4欧,当开关S1和S2都闭合时,电流表示数为3安;当只闭合S2时,电流表示数为2安。下列说法正确的是( )
A.电源电压为6伏 B.R2的阻值为1欧
C.S1和S2都闭合时,R2消耗的功率为18瓦
D.只闭合S2时,电路消耗的总功率为24瓦
解:A、当开关S1、S2均闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,示数为3安;
由I=可得,电源的电压:
U=I1R1=3A×4Ω=12V;故A错误;
B、只闭合S2时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,示数为2安;
由I=可得,电路中的总电阻:R===6Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电阻R2阻值:R2=R﹣R1=6Ω﹣4Ω=2Ω,故B错误;
C、S1和S2都闭合时,电路为R1的简单电路,R2消耗的功率为零;故C错误;
D、只闭合S2时,电流为2安,电路消耗的总功率:
P=UI2=12V×2A=24W,故D正确。 故选:D。
13.现有甲、乙两只电炉,已知电炉的电阻R甲<R乙,分别接入电源电压为220V的电路中,在相同的时间内,它们的放热情况是( )
A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
解:由题知,R甲<R乙,U甲=U乙,t甲=t乙∵Q=W=t,∴Q甲>Q乙。故选:A。
14.小男孩在滑滑梯时,从能量的转化和转移角度可用下边三句话来概括
①小男孩克服摩擦做功,动能转化为内能;
②小男孩从滑梯上滑下时,重力势能转化为动能;
③小男孩的臀部吸热,内能增加,温度升高;
以上三句正确的排列顺序( )
A.①②③ B.②③① C.②①③ D.③②①
解:小男孩从滑梯上滑下时,从高处滑到低处,由静止开始下滑,重力势能转化为动能;小男孩克服摩擦,摩擦做功,将动能转化为内能;小男孩臀部吸热,由于摩擦产生的热量,内能增加,温度就升高。故选:C。
15.如图所示,在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1<R2)分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入相同电源。通电相同时间后,水温最高的是( )
解:由串并联电路特点可知,串联电路电阻越串越大,并联电路电阻越并越小;
由电路图及已知R1<R2可知,图D中电路总电阻最小,四个电路电压相等,通电时间相等,由Q=W=t可知,D产生的热量最多,水吸收的热量越多,水的温度最高。 故选:D。
16.工人用力F水平推重为200N的物体,在4s内水平推力F与物体沿力的方向移动距离s之间的关系如图所示。在这过程中,水平推力做的功为 120 J,推力做功的功率为 30 W。
解:根据图示可知,F=60N,s=2m则水平推力做的功:W=Fs=60N×2m=120J;
推力做功的功率:P===30W。故答案为:120;30。
17.小华要参加学业水平考试掷实心球的项目,为了能取得最好的成绩,他想:影响铅球掷得远近的因素到底有哪些呢?为此,他以一支玩具手枪为实验器材进行了以下探究:
(1)熟悉手枪结构:玩具手枪的内部结构中有一根弹簧,弹簧压缩的长度可调节。压缩的弹簧伸长时,将子弹射出,弹簧的 弹性势 能转化成子弹的动能。
(2)探究过程
①提出猜想:在相同条件下,子弹的射程可能和枪管与水平面的夹角有关;
②设计实验,记录数据:他把手枪固定在某一高度后,保持子弹从枪口射出时的速度相同,改变枪管与水平面夹角,用同一颗子弹做了五次实验,记录数据如下:
枪口与水平面的夹角θ 15° 30° 45° 60° 75°
子弹落点到枪口的水平距离s/m 7.5 10.1 10.9 9.2 5.3
③分析可得结论:在相同条件下,子弹的射程跟枪管与水平面的夹角有关,夹角在 45° 左右时,子弹射程最远。小华由此推想:相同条件下,铅球以这一角度掷出,掷得最远;
④交流和评价:第二天,小华与同桌交流探究成果,同桌认真分析小华的实验数据及其得到的结论后,认为他收集的数据还不够充分,同桌的话启发小华对实验方案进行改进,获得了更准确的结论。小华所做的改进是 在30°到60°之间多测几组数据 。
(3)影响子弹射程的因素可能还有许多,请再提出一个合理的猜想: 子弹射程可能与子弹出口时的速度有关(或子弹射程可能与子弹的形状有关等) 。
解:(1)玩具手枪内的弹簧被压缩,弹簧恢复原长时,将子弹射出,此时弹簧的弹性势能转化为子弹的动能;
(2)③由表中的实验数据可知:枪管和水平面的夹角不同时,子弹的射程也不同,当夹角为45°时,射程最远;④为获得更准确的结论,可在30°到60°之间多测几组数据,然后得出规律;
(3)新的猜想:子弹射程可能与子弹出口时的速度有关,子弹射程可能与子弹的形状有关等。
故答案为:(1)弹性势;(2)45°;在30°到60°之间多测几组数据;
(3)子弹射程可能与子弹出口时的速度有关(或子弹射程可能与子弹的形状有关等)。
18.完成下列各题:
(1)一只电能表上有“1500r/KW h”字样。若在1分钟内电能表的转盘转过15转,则在1分钟内电流做功是 3.6×104 焦,此时用电器的电功率是 600 瓦。
(2)如图所示,轻质杠杆OA中点悬挂重为60N的物体,在A端施加一竖直向上的力F,杠杆在水平位置平衡,则力F的大小是 30 牛,保持F的方向不变,将杠杆从A位置匀速提升到B位置的过程中,力F将 不变 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)目前的核电站是利用 核裂变 (填“核裂变”或“核聚变”)时产生的大量热量,转化为水的 内 能,水蒸气推动汽轮机运转,转化为汽轮机的机械能,汽轮机带动发电机发电,最终转化为电能。
解:(1)电路中消耗电能W=kW h=0.01kW h=0.01×3.6×106=3.6×104J,
用电器的功率:P===0.6kW=600W;
(2)如右图所示,杠杆在A位置,LOA=2LOC,杠杆平衡,FLOA=GLOC,
F==G=×60N=30N。
杠杆在B位置,OA′为动力臂,OC′为阻力臂,阻力不变为G,
ΔOC′D∽ΔOA′B,==,
杠杆平衡,F′LOA′=GLOC′,F′==G=×60N=30N。
由此可知当杠杆从A位置匀速提到B位置的过程中,力F的大小不变。
(3)核电站是通过可控的核裂变来获取能量的;核电站利用核反应堆加热水,将核能转化为水蒸气的内能,再通过蒸汽轮机转化为机械能,带动发电机转动,转化为电能;
故答案为:(1)3.6×104;600;(2)30;不变;(3)核裂变;内。
19.有两个用电器,一个是“220V 100W”的电风扇,另一个是“220V 100W”的电熨斗,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能 一样多 (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”),产生的热量 电熨斗多 (填“电风扇多”“电熨斗多”或“一样多”)。
解:已知两个用电器的额定电功率相同,由P=变形W=Pt可知,在额定电压下工作相同的时间,这两个用电器消耗的电能一样多;
电风扇把电能主要转化为机械能,电熨斗把电能转化为内能,综上分析,电熨斗产生的热量最多。 故答案为:一样多;电熨斗多。
20.在远距离输电中,为了减小电流通过输电线造成的发热损失,在输电功率一定的情况下,一种有效的措施是减小输电电流。若某段输电导线的电阻为5 ,将通过它的电流由20A减小到10A,则这段输电导线1min内因发热损失的电能将比原来减少 0.9×105 J。
解:电流变化前输电导线产生的热量:Q=I2Rt=(20A)2×5Ω×60s=1.2×105J,
电流变化后输电导线产生的热量:Q′=(I′)2Rt=(10A)2×5Ω×60s=0.3×105J,
因发热损失的电能将比原来减少:Q′﹣Q=1.2×105J﹣0.3×105J=0.9×105J。
故答案为:0.9×105。
21.将普通塑料水管进行改装,能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度,再将塑料水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。
(1)将两根塑料管按图甲连接,选合适的滑块放入管①,将一钢球从管②的口放入后,静止释放。观察并记录 滑块被撞击后移动的距离 。取出钢球,将滑块移回原位,将钢球从另一个口放入,重复实验。该实验可验证动能大小与 速度大小 的关系。
(2)将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。 将一钢球从管②的一口放入后,静止释放,观察滑块被撞击后移动的距离;取出钢球,将滑块移回原位,将另一质量不同的钢球从同一个口放入,重复实验。
解:(1)将两根塑料管按图甲连接,选合适的滑块放入管①,将一钢球从管②的一口放入后,静止释放。通过观察滑块被撞击后移动的距离来表示钢球动能的大小,将滑块移回原位,将钢球从另一个口放入,在质量相同时,改变滑块的高度,可验证动能大小与速度大小的关系;
(2)研究重力势能与质量关系时控制高度一定,使用质量不同的钢球;
实验步骤:将一钢球从管②的一口放入后,静止释放,观察滑块被撞击后移动的距离;取出钢球,将滑块移回原位,将另一质量不同的钢球从同一个口放入,重复实验。
故答案为:(1)滑块被撞击后移动的距离;速度大小;
(2)将一钢球从管②的一口放入后,静止释放,观察滑块被撞击后移动的距离;取出钢球,将滑块移回原位,将另一质量不同的钢球从同一个口放入,重复实验。
22.某小组研究小灯泡电功率,小灯泡额定电压为2.5V,电源电压恒定不变,有规格为“10Ω 2A”和“20Ω 2A”的滑动变阻器各一个。
(1)请根据图甲实物电路所示,在方框中画出实验电路图。
(2)如图甲所示,选用“10Ω 2A”规格的滑动变阻器进行实验,连接电路时,需将滑动变阻器的滑片P置于 A (选填“A”或“B”)端,其目的是 保护电路 。
(3)接着用开关迅速试触,灯泡发光,电压表示数如图乙,此时灯泡两端电压为 2.8 V,为了使灯泡正常发光,接下来的操作是: 向左移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V 。
(4)实验中收集信息如下表:
次数 电压表示数/V 电流表示数/A 电功率/W 灯泡亮度
1 2.5 0.30 较亮
2 3 0.32 0.96 很亮
3 2 0.26 0.52 稍亮
分析表格中信息可得:
①小灯泡额定功率为 0.75 W。
②在电路安全范围内,小灯泡两端实际电压越大, 灯的实际功率越大 灯泡越亮。
解:(1)根据实物图画出电路图,如下所示:
(2)如图甲所示,选用“10Ω 2A”规格的滑动变阻器进行实验,连接电路时,需将滑动变阻器的滑片P置于阻值最大处的A端,其目的是保护电路;
(3)接着用开关迅速试触,灯泡发光,电压表示数如图乙,电压表选用小量程,分度值为0.1V,此时灯泡两端电压为 2.8V,大于灯的额定电压2.5V,应减小灯的电压,根据串联电路电压的规律,应增大变阻器的电压,由分压原理,应增大变阻器连入电路中的电阻大小,故滑片向左移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;
(4)分析表格中信息可得:
①灯在额定电压下正常发光,由表中数据知,灯在额定电压下的为0.30A,小灯泡额定功率为:P=UI=2.5V×0.30A=0.75W;
②由表中数据,在电路安全范围内,小灯泡两端实际电压越大,灯的实际功率越大,灯光越亮。
故答案为:(1)如上所示;(2)A;保护电路;(3)2.8;向左移动变阻器的滑片,使电压表示数为2.5V;(4)①0.75;②灯的实际功率越大。
23.小明同学利用电压为6V的学生电源1台、额定电压为6V的相同小灯泡二只、镍铬合金丝两根、开关、导线若干做实验,连接的电路如图所示,闭合开关后,发现灯L1较亮,灯L2较暗。二只小灯泡规格相同,且并联在电路中,为什么亮度却不同?小明同学为此进行了探究。
(1)他应用所学知识进行分析:灯泡的亮度不同,说明它们的实际功率 不同 (选填“相同”或“不同”),而它们的灯丝电阻相同,根据公式P= 可知,它们两端的实际电压应该不同。
(2)为了验证自己的分析,小明同学应该用电压表测出 两只灯泡两端 的电压。
(3)测量结果证实了小明的想法。通过进一步分析、推断可知,本实验中灯泡亮度不同的原因是: 镍铬合金丝的电阻较大,其分得的电压较大,导致灯L2分得的电压减小 。
解:(1)灯泡越亮,实际功率越大;亮度不同说明灯泡的实际功率不同;当电阻相同时,根据公式P=可知;灯泡两端的电压不同;
(2)用电压表测量两灯泡两端的电压进行比较;
(3)本实验中灯泡亮度不同的原因是:镍铬合金丝的电阻较大,其分得的电压较大,导致灯L2分得的电压减小。故答案为:不同;;两只灯泡;镍铬合金丝的电阻较大,其分得的电压较大,导致灯L2分得的电压减小。
24.如图所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置速度达到最大,到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球的重力做功是 Gh ;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为 Gh 。(整个过程中不计能量损耗)
解:从A位置到C位置铁球的重力做功W=Gh。
因为从A位置开始向下运动的过程中,铁球的重力势能最终转化为弹簧的弹性势能,整个过程中不计能量损耗,根据机械能守恒定律可知:弹性势能增加量为E=W=Gh。
故答案为:Gh;Gh。
25.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力为车总重的0.1,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104牛。求:
(1)货车空载行驶时所受的阻力大小。
(2)货车以36千米/时的速度,载着500千克的货物,匀速行驶15分钟,货车牵引力做的功。
解:(1)货车行驶时所受的阻力f=0.1G=0.1×2.5×104N=2500N;
(2)货物m=500kg,货物的重力G'=mg=500kg×10N/kg=5×103N,
汽车匀速行驶,牵引力和阻力是平衡力,
此时汽车受到的牵引力F=f'=0.1(G+G')=0.1×(2.5×104N+5×103N)=3×103N,
汽车的速度v=36km/h=10m/s,t=15min=900s,
汽车行驶的路程s=vt=10m/s×900s=9×103m,
汽车牵引力做的功W=Fs=3×103N×9×103m=2.7×107J。
答:(1)货车空载行驶时所受的阻力为2500N;(2)货车牵引力做的功是2.7×107J。
26.如图甲所示,滑轮组在竖直向上的拉力F作用下,将重为105N的物体匀速提起,在5s时间内绳子自由端移动的距离为s=3m。图乙是滑轮组工作时的拉力F与绳自由端移动距离s的关系图。
(1)计算物体上升的速度。
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是 拉力做的总功 ,并列式计算出该物理量?
(3)拉力的功率?
解:(1)由图示滑轮组可知,承重绳子的有效股数n=3,
由s=nh可得,物体上升的高度:h===1m,
则物体上升的速度:v===0.2m/s;
(2)纵坐标表示拉力的大小,横坐标为绳端移动的距离,阴影部分的面积为Fs,根据W=Fs,阴影部分的面积表示的物理量是拉力做的总功;
根据图可知,拉力所做的总功:W=Fs=50N×3m=150J;
(3)拉力的功率:P===30W。
故答案为:(1)物体上升的速度为0.2m/s;
(2)图乙中阴影部分的面积表示的物理量是拉力做的总功,该物理量为150J;
(3)拉力的功率为30W。
27.如图是一电动机提升物体的示意图,电源电压为120伏。电动机将一个质量为50千克的物体1秒内匀速上提0.9米,电路中的电流为5安培(g取10牛/千克)。
(1)求该电动机工作1秒钟所产生的电热。
(2)求电动机线圈阻值。
(3)当该重物上升到一定高度时,电动机的转子突然被卡住,为什么这种情况下电动机容易烧坏?
解:(1)由题意可知电动机1s消耗的电能:W=UIt=120V×5A×1s=600J,
消耗电能转化成的机械能对物体做功,所以转化成的机械能:W机=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.9m=450J,
所以转化成的内能,即产生电热:Q=W﹣W机=600J﹣450J=150J;
(2)由Q=I2Rt可得,电动机线圈阻值:
R===6Ω;
(3)电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,所以电动机温度过高,所以容易烧坏。
答:(1)该电动机工作1秒钟所产生的电热为150J。(2)电动机线圈阻值为6Ω。
(3)电动机被卡住时,电动机可看成是纯电阻电路,通过电动机的电流过大,将电能全部转化为内能,所以电动机温度过高,所以容易烧坏。
28.在拓展课堂上,小泉同学模拟某建筑工地上拉动工件的情景,设置了如图所示的滑轮组。他用该滑轮组在4秒内将一个重为100牛的物体,沿着水平地面匀速拉动了2米。人的拉力为18牛,物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,不计绳重及机械的摩擦。求:(1)人的拉力做功的功率。(2)动滑轮受到的重力。(3)滑轮组的机械效率。
解:(1)由图知,连接动滑轮绳子的股数n=2,则绳端移动的距离:s绳=ns物=2×2m=4m,
人的拉力所做的功:W总=Fs绳=18N×4m=72J,
则拉力F做功的功率:P===18W。
(2)因为物体移动时受到地面的摩擦力为物重的0.35倍,
所以物体受到的摩擦力:f=0.35G=0.35×100N=35N;
因为物体水平匀速运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,则滑轮组对物体的拉力F拉=f=35N,
不计绳重与摩擦,由F=(G动+F拉)可得,动滑轮受到的重力:
G动=nF﹣F拉=2×18N﹣35N=1N。
(3)有用功:W有用=fs物=35N×2m=70J,
则滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%≈97.2%。
答:(1)人的拉力做功的功率为18W。(2)动滑轮受到的重力为1N。
(3)滑轮组的机械效率为97.2%。
29.风光互补路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板,有风时通过风力发电机发电,有阳光时通过太阳能电池板发电,并将电能储存至蓄电池中。为了节能该路灯采用LED灯照明。下表为某型号风光互补路灯系统的部分技术参数,其中光电转化效率是指太阳能。电池板将光能转化为电能的效率,蓄电池容量是指蓄电池放电电流与放电总时间的乘积,最大输出功率是指风速达到最大限制风速时风力发电机的输出功率。
太阳能电池板 风力发电机 蓄电池 LED灯
电池板的总面积 0.5米2 最大限制速 12.0米/秒 电池容量 150Ah 额定电压 24伏
光电转化效率 20% 最大输出功率 400瓦 额定电压 12伏 额定功率 60瓦
(1)该型号LED灯正常工作时的电流为多少?
(2)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1千W时,太阳能电池板的输出功率为多少?
(3)100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10小时,一个月消耗多少电能?如果用火力发电供电,则一个月需要消耗煤炭多少千克?(已知火力发电时,发1度电需煤400克,一个月以30天计)
解:(1)该型号LED灯正常工作时的电压为24V,功率为60W,
根据P=UI可得,正常工作时的电流:I===2.5A;
(2)太阳能电池板的输出功率:P输出=P0/m2×0.5m2×20%=1000W/m2×0.5m2×20%=100W;
(3)100盏该型号风光互补路灯的总功率:P=100×60W=6000W=6kW,
一天消耗的电能:W=Pt=6kW×10h=60kW h,
一个月用电:W总=60kW h×30=1800kW h,
发1度电需煤400g,需要煤的质量:
m=W总×400g/kW h=1800kW h×400g/kW h=720000g=720kg。
故答案为:
(1)该型号LED灯正常工作时的电流为2.5A;
(2)当太阳光照射到电池板表面处每平方米的功率为1000W时,太阳能电池板的输出功率为100W;
(3)这100盏该型号风光互补路灯,每天正常工作10h,一个月消耗1800kW h的电能,如果用火力发电供电,则一个月需要消耗煤炭720kg。
30.家用电器工作时往往达不到额定的电压和功率。某同学在家中做了如下实验:他首先查看自己家的电能表,表上标有“3600R/kW h”字样;随后他关闭了家中所有用电器,只让一只标有“220V、1210W”的电水壶盛满水持续工作,与此同时,观察到电能表转盘3分钟转过180圈。假设电水壶的工作时的电阻保持不变,求:
(1)电水壶正常工作时的电流;(2)电水壶正常工作时的电阻;
(3)电水壶工作时的实际电功率。
解:(1)由P=UI可得,电水壶正常工作时的电流:I===5.5A;
(2)由P=UI=可得,电水壶正常工作时的电阻:R===40Ω;
(3)电水壶3分钟消耗的电能:W=kW h=0.05kW h,
电水壶工作时的实际电功率:P实===1kW=1000W。
答:(1)电水壶正常工作时的电流5.5A;(2)电水壶正常工作时的电阻40Ω;
(3)电水壶工作时的实际电功率1000W。
31.如图所示,是某家用电热水器的简化电路图,温控开关S可根据水温自动切换加热和保温两种状态,R1、R2是发热电阻,热水器主要参数如下表所示。[已知水的密度为1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
额定电压 220V 容积 30L
加热功率 2000W 保温功率 800W
(1)电热水器是利用电流的 热效应 工作的;当开关S跳至 b (选填“a”或“b”)触点位置时,热水器进入保温状态。
(2)在电热水器的水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收多少热量?
(3)在上述加热过程中,热水器需正常工作35min,则消耗多少电能?加热效率是多少?
解:(1)电热水器工作时将电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的;
由电路图可知,开关S跳至b触点位置时,两电阻串联,电路中电阻较大;电源电压U一定,由P=可知,此时电路消耗的电功率较小,电热水器处于保温状态;
开关S跳至a触点位置时,只有电阻R1接入电路,此时电路中电阻较小,电路消耗的电功率较大,此时电热水器处于加热状态;
(2)已知电热水器的容积:V=30L=30dm3=0.03m3,
由ρ=可知,水的质量:m=ρ水V=1.0×103kg/m3×0.03m3=30kg,
水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg ℃)×30kg×(55℃﹣25℃)=3.78×106J;
(3)由P=可得,加热状态下,热水器正常工作35min需消耗电能:
W=P加热t=2000W×35×60s=4.2×106J;
加热效率:η=×100%=×100%=90%。
答:(1)热效应;b;(2)在电热水器的水箱中装满初温为25℃的水,加热使温度升高到55℃,水需要吸收的热量为3.78×106J;(3)消耗4.2×106J的电能,加热效率是90%。
32.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为400N的箱子匀速向上提高5m,动滑轮的质量为8kg(不计绳重和摩擦,g取10N/kg)。
(1)在图上用笔画线代替细绳组装滑轮组(要求:人用力向下拉细绳)
(2)在匀速提升箱子的过程中,人对绳子的拉力是多大;
解:(1)因为是人用力向下拉细绳,所以由两段绳子承担物重;绳的绕法如下图所示,
(2)物体与动滑轮的总重:G总=G物+m动g=400N+8kg×10N/kg=480N,
不计绳重和摩擦,人对绳子的拉力:F=G总=×480N=240N;
答:(1)见上图;(2)在匀速提升箱子的过程中,人对绳子的拉力是240N。
33.一辆小汽车在高速公路上匀速行驶144千米,用时2小时,消耗汽油9千克。已知小汽车发动机的输出功率为23千瓦,假设发动机对外做功全是克服阻力做功。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107焦/千克)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
解:(1)汽车发动机所做的功:W=Pt=23×103W×2×3600s=1.656×108J,
由W=Fs得,牵引力的大小:F===1150N;
(2)汽油完全燃烧释放能量:Q=mq=4.6×107J/kg×9kg=4.14×108J,
则汽车发动机的效率:η=×100%=×100%=40%。
答:(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是1150N;
(2)汽车发动机的效率是40%。
34.小王家新买的电热淋浴器的铭牌如右表所示。小王按说明要求给淋浴器装满水,通电50min,观察到淋浴器上温度计示数由23℃上升到45℃,求:
(1)(在加热过程中,水箱中水吸收的热量是多少焦?[C水=4.2×103 J/(kg ℃)]
(2)电热淋浴器加热过程中,通过的电流是多大?消耗的电能是多少焦?
(3)比较(1)(2)两问计算结果,你认为违背能量守恒吗?为什么?既然自然界中能量是守恒的,那为什么还会出现能源危机?
解:(1)水箱里水的体积:V=50L=0.05m3,
根据ρ=可得:水箱里水的质量m=ρv=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg,
水箱中水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×50kg×(45℃﹣23℃)=4.62×106J;
(2)根据P=UI可得:电热淋浴器加热过程中通过的电流I==≈7.27A,
消耗的电能:W=Pt=1600W×50×60s=4.8×106J;
(3)电热水器消耗的电能没有被水全部吸收,有部分能量散失了,水箱也吸收了部分热量,不违背能量守恒定律;
能量和能源是不能等同的,虽然能量守恒,我们人类只能够利用能源,并不是所有的能量都可以为人类利用。但能源是有限的,不可再生的,如垃圾也有能量却不能利用。
答:(1)在加热过程中,水箱中水吸收的热量是4.62×106J;
(2)电热淋浴器加热过程中,通过的电流约为7.27A,消耗的电能是4.8×106J;
(3)有,有部分能量损失了,水箱也吸收了部分热量;
能量和能源是不能等同的,虽然能量守恒,我们人类只能够利用能源,并不是所有的能量都可以为人类利用。但能源是有限的,不可再生的,如垃圾也有能量却不能利用。
第4题
第5题
第6题
第8题
第10题
第11题
第11题
第12题
第16题
A
B
C
D
第17题
第18题
第21题
第22题
第23题
第24题
第26题
第27题
第28题
第30题
第31题
第32题
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