考物理试卷
一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)
1. “给我一个支点和一根足够长的棍,我就能翘起整个地球。”下列生产和生活中的杠杆与阿基
米德设想的杠杆属于同一类型的是( )
A.
B.
C.
D.
2. 某人用100N的力提起了500N的重物,那么他可能使用了( )
A. 定滑轮 B. 动滑
C. 一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组 D. 杠杆
3. 某人骑着一辆普通自行车,在平直公路上以某一速度匀速行驶,若人和车所受的阻力为20N,
则通常情况下,骑车人消耗的功率最接近( ) A. 1W B. 10W C. 100W D. 1000W 4. 关于内能和温度,下列说法正确的是( )
A. 0℃的冰块内能为零 B. 温度高的物体,内能一定大 C. 物体内能增加,温度一定升高 D. 物体温度升高时内能增加
5. 用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的重物匀
速提升相同的高度,若不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( ) A. 绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功相等 B. 绳子自由端移动的距离不相等,拉力对滑轮组所做的功不相等 C. 绳子受的拉力𝐹1和𝐹2大小相等,滑轮组的机械效率相同 D. 绳子受的拉力𝐹1和𝐹2大小不相等,滑轮组的机械效率不同
、B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的A、B物体挂在滑轮组下,6. A
若要使它们处于静止状态,则图乙的虚线框内悬挂B物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)( )
A. 2 B. 4 C. 6 D. 8
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7. 如图所示,密度均匀的直尺AB放在水平桌面上,尺子伸出桌面的部
分OB是尺长的三分之一,当在B端挂10N的重物P时,直尺A端刚刚开始翘起,则此直尺的重力为( ) A. 5 N B. 10 N C. 20 N D. 无法确定 8. 如图所示,用手沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在下面重为G的物体缓慢上升,
动滑轮的重力不可忽略,现改变物体的重力G,则动滑轮的机械效率𝜂与物体重力G的关系可能符合下列图中的( )
A.
B.
C.
D.
9. 小明同学从距地面1m高的地方竖直向上抛出一块橡皮,橡皮离手后,在空中飞行到落地的过程
中,动能𝐸𝑘随时间t变化的曲线最接近的是( )
A.
B.
C.
D.
10. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m,不计摩擦和绳重,滑
轮组的机械效率为60%.则下列选项错误的是( ) A. 拉力大小一定是125N B. 有用功一定是150J C. 总功一定是250J D. 动滑轮重一定是100N
11. 如图所示是小球从高处下落到水平地面不断弹起的过程中,每隔相等时间曝光一次所得到的照
片,小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是( )
A. 小球运动时先后经过1、3、2三个位置
B. 小球在1、2 位置的动能相同,且机械能大小相同
C. 小球在1、2 位置的重力势能相同,且机械能大小也相同 D. 小球在1位置的动能、机械能比2位置都小
12. 甲乙两物体,质量和初温都相同,把甲放在一杯冷水中,搅拌后,水的温度升高了5℃,将甲取
出,再把乙放进去(假设没的热损失)搅拌后,水的温度又升高了5℃,由此可知( ) A. 甲的比热容大 B. 乙的比热容大 C. 两者的比热容一样大 D. 无法比较两者的比热容 二、填空题(本大题共11小题,共33.0分)
13. 在5N的水平拉力作用下,重为10N的小车在水平地面匀速向前运动了10m,运动时间为5s。
此过程中,重力对它做的功是______J,拉力F所做的功是______J,拉力的功率为______W。 14. 如图所示,用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,
AC长30cm。则支架会绕_______点倾翻。已知AB长40cm,室外机的重力为300N,
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正好处在AB中点处,则A处螺钉的水平拉力为______𝑁(支架重力不计)。为了安全,室外机的位置应尽量______(选填“靠近”或“远离”)墙壁。
15. 如图所示,物重10N,不计绳重和摩擦,手拉弹簧测力计在A位置时示
数为______,若手拉弹簧测力计依次在A、B、C三个不同位置时,三次的机械效率𝜂𝐴、𝜂𝐵、𝜂𝐶的变化规律是______(选填“变大”“变小”或“不变”) 16. 如图所示,用塔式起重机上的滑轮组匀速起吊6000N的物体,物体上升5m所用的时
间为10s,滑轮组的机械效率是80%,则有用功是______J,总功是______J,额外功是______J,拉力F的功率是______W。
17. 将一个重240N的物体匀速推到斜面顶端,人沿斜面向上的推力为
120N,如图所示,物体沿斜面移动的距离𝑠=3𝑚,上升的高度ℎ=1.2𝑚,则人对物体做的有用功是______J,总功是______J,斜面的机械效率是______。
18. 某同学用一种加热器将质量为500g的冰持续加热熔化直至沸腾,记录
并绘制出温度--时间图象如图所示,根据图象可以看出AB段的比热容______CD段的比热容(选
AB段所吸收的热量为______J.(𝐶水=4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃))。填“大于”、“等于”或“小于”),
19. 滚摆从如图位置1静止释放,下降经过位置2,继续下降,再上升到达最高点3,
这二个位置:滚摆重力势能最大的是______、动能最大的是______、机械能最大的是______。(填写位置序号)。 20. 用四个相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组匀速提升重物,不
计绳重及摩
擦,若绳自由端的拉力和移动的速度都相同,则在相同时间内,甲图中
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重物上升的高度______乙图中重物上升的高度,甲图中做的有用功______乙图中做的有用功,甲图中的机械效率______乙图中做的机械效率(本题均选填“大于”“等于”或“小于”)。
21. 如图所示,用一个长为1.2𝑚的斜面将重为45N的物体沿斜面匀速拉到0.4𝑚的高台上,斜面的机
械效率为60%,则把重物拉上高台对做的有用功是______ J;物体与斜面间的摩擦力是______ 𝑁.
22. 某班级组织课外活动,从一楼登上三楼,看谁的功率最大,为此,小明列出了以下需要测量的一些物理量:①一楼地面到三楼地面的高度h; ②从一楼到达三楼所用的时间t; ③每个同学的质量m;
④一楼到三楼楼梯的总长度L问:
(1)小明的计划中必须要测的物理量是:______(填序号)。
(2)小明还想测出自己准确的上楼功率,需要的器材:______、______、______、
(3)若用小明计划中所列的物理量的符号进行计算,那他登楼的功率表达式为:______。 23. 在探究动能大小与哪些因素有关的实验中:
(1)如图甲所示,小红先探究动能大小与质量关系,让小车从斜面的同一高度下滑,目的是为了______。通过比较木块推动的距离可以比较小车具有的动能的大小。
(2)小磊认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,即运动的距离越远说明物体的动能越大。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量,得到如图乙所示的实验情形,据此他得出在速度相同的条件下,物体的动能与质量______(有关/无关),该结论是______(正确/错误)的。
(3)小磊在探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行?答:______理由是______。
三、作图题(本大题共3小题,共6.0分) 24. 按要求作图(请保留作图痕迹)。
(𝑙)某剧组为拍摄节目需要,设计了如图甲所示拉力装置来改变照明灯的高度。轻质杠杆ABO可绕0点转动,请在甲图中画出杠杆所受拉力的力臂l
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(2)用如图乙所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,请在图上画出绕线的方法。
(3)做出𝐹𝑙的示意图,以及𝐹2的力臂。
25. 用如图所示的滑轮组提升重物,要求绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,
请在图上画出绕线的方法。
26. 做出𝐹𝑙的示意图,以及𝐹2的力臂。
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四、实验探究题(本大题共3小题,共23.0分) 27. 在“探究杠杆的平衡条件”实验中:
(1)如图a所示,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向______旋(选填“左“或“右”)。
(2)如图b所示,在A位置上挂两个相同钩码,应该在B位置挂上______个同样的钩码,才能使杠杆在水平位置平衡。
(3)如图c所示,弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动,杠杆始终保持水平平衡,则弹簧测力计的示数将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)使用杠杆能为我们的生活带来方便。如图d所示,下列杠杆能够省距离的是______。 28. 某小组在测滑轮组机械效率的实验ˆ中得到的数据如表所示,实验装置如图所示 实验次数 1 2 3 4 钩码重(𝑁) 4 4 8 8 钩码上升的高绳端移动的距绳端的拉力(𝑁) 机械效率 度(𝑚) 离(𝑚) 0.1 0.1 0.1 0.1 2.7 1.8 3.1 2.5 0.2 0.3 0.3 ______ 74% 74% 86% ______ (1)实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计 (2)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法______(选填“正确”或“不正确”),因为她没有考虑到______对滑轮组机械效率的影响。
(3)用丁图装置进行实验,得出表中第4次实验数据,请将表中的两个数据填写完整
(4)通过比较______两次实验数据得岀结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关(填实验次数的序号)
(5)通过比较______两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机棫效率越高。(填实验次数的序号)
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论______。
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29. 比较不同物质吸热升温的特点:
(𝑙)小明做了如图甲所示实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验记录的数据如表所示。
物质 沙子 水 质量/𝑔 30 30 温度升高10℃ 所需要的时间/𝑠 96 温度升高20℃ 所需要的时间/𝑠 163 温度升高30℃ 所需要的时间/𝑠 124 220 ①在此实验中,用______来表示物质吸收热量的多少。 ②分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量______(>/<)沙子吸收的热量,你是怎么得出这个结论的?______。
③加热相同时间,发现质量相同的水和沙子,______(沙子/水)升高的温度更高,因此有同学认为沙子吸收的热量多,这些同学的观点是______的,理由是______。
④实验中小明发现:刚开始加热时,情况与(3)结论不符,沙子升温反而比水慢,你认为可能的原因是______。
(2)小红进行了如下实验,将体积相同的甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热,记录相关数据。 ①小红实验设计错误之处是______。
②改正错误后,小红继续实验加热并绘制出如图乙所示的图象(不计热量损失)。则甲液体的沸点是______℃.要比较甲、乙两种液体吸热吸热升温的特点,应分析______(10𝑚𝑖𝑛前/15𝑚𝑖𝑛前/20𝑚𝑖𝑛前/20𝑚𝑖𝑛后/以上时间段均可)的实验数据。 ③若乙是水,则甲的比热容为______。
五、计算题(本大题共2小题,共14.0分) 30. 在建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为200N的建材从地面匀速
送到6m高处,所用拉力为120N,时间为20s。求: (1)工人做的有用功;
(2)此过程中该装置的机械效率; (3)工人做功的功率。
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31. 如图是工人利用滑轮组提升重为810N物体的示意图,某段过程中物体匀速上升的
速度为0.1𝑚/𝑠。工人拉力F的功率为90W,物体上升10s。拉力F克服滑轮组的摩擦做的功是60J,不计绳重。求: (1)滑轮组的机械效率。
(2)滑轮组中的动滑轮的重力。
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-------- 答案与解析 --------
1.答案:B
解析:解:阿基米德设想的杠杆属于省力杠杆。
A、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆; B、小推车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;
C、扫地的扫帚在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆; D、钓鱼竿在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆。 故选:B。
结合图片和生活经验,先判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆。
此题考查的是杠杆的分类,主要包括以下几种: ①省力杠杆,动力臂大于阻力臂; ②费力杠杆,动力臂小于阻力臂; ③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。 2.答案:D
解析:解:A、定滑轮既不省力也不费力,应用一个定滑轮不可能用100N的力提起500N的重物,故A错误;
B、因为动滑轮省一半力,而物重的一半为2𝐺=2×500𝑁=250𝑁>100𝑁,故B错误; C、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组最省力的绕法是有三条绳子提升重物,因此最小外力为
1
1
1
𝐺=3×500𝑁≈167𝑁>100𝑁,故C错误; 3
D、杠杆可以利用力臂的长短来改变用力的大小,所以当力臂长时,可以用较小的力提起较重物体,利用杠杆可以用100N的力提起500N的重物,故D正确; 故选:D。
A、根据定滑轮既不省力也不费力进行分析;
B、根据动滑轮(不计动滑轮重、绳重以及摩擦)省二分之一力进行分析;
C、先判断出提升物体所用承重绳子的最多条数,通过外力与物重的关系计算出外力的大小; D、根据杠杆动力臂与阻力臂的关系进行分析。
本题考查定滑轮、动滑轮以及滑轮组的工作特点,并且知道动滑轮和定滑轮的优、缺点,会根据已知的滑轮组分析最省力的绕线方法,并能区分杠杆和滑轮组,会根据实际情况选择合适机械。 3.答案:C
解析:解:当车子匀速前进时,动力等于阻力,即𝐹=𝑓=20𝑁, 结合生活常识可知,人骑车的速度大约𝑣=5𝑚/𝑠, 由功率公式𝑃=𝐹𝑣=20𝑁×5𝑚/𝑠=100𝑊; 故选:C。
人骑车的功率可以利用功率的变形公式𝑃=𝐹𝑣进行求解,因为题目已经知道了阻力的大小,此题关键是结合生活常识估测自行车前进的速度。
对于这类联系生活紧密的题目,要利用常识估测出车的速度。
1
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4.答案:D
解析:解:A、一切物体都有内能,故0℃的冰块也有内能,故A错误; B、内能的大小与物体的质量、温度有关,所以温度高的物体,但质量小,内能不一定大,故B错误; C、晶体熔化过程中,质量、温度不变,但吸热,故内能增加且温度不升高,故C错误; D、同一物体,温度升高,内能增加,故D正确; 故选:D。
(1)一切物体都有内能;
(2)内能的大小与物体质量、温度和状态有关; (3)晶体熔化过程中,内能增加但温度不升高;
此题考查了内能的影响因素、具有内能的条件、内能的改变等知识点,是一道综合题。 5.答案:A
解析:解:(1)不计绳重及摩擦,
∵拉力𝐹=𝑛(𝐺物+𝐺轮),𝑛1=2,𝑛2=3, ∴绳子受的拉力:
𝐹1=2(𝐺物+𝐺轮),𝐹2=3(𝐺物+𝐺轮), ∴𝐹1≠𝐹2,
∵动滑轮重相同,提升的物体重和高度相同,𝑊额=𝐺轮ℎ,𝑊有用=𝐺物ℎ, ∴利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相同, ∵𝜂=
𝑊有用𝑊总1
1
1
,
∴滑轮组的机械效率相同,故C、D错;
(2)∵绳子自由端移动的距离𝑠=𝑛ℎ,𝑛1=2,𝑛2=3,提升物体的高度h相同, ∴𝑠1=2ℎ,𝑠2=3ℎ, ∴𝑠1≠𝑠2, 拉力做的功:
1
𝑊1=𝐹1𝑠1=(𝐺物+𝐺轮)×2ℎ=(𝐺物+𝐺轮)ℎ
21
𝑊2=𝐹2𝑠2=(𝐺物+𝐺轮)×3ℎ=(𝐺物+𝐺轮)ℎ
3∴,𝑊1=𝑊2,
故A正确、B错误。 故选:A。
由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数n,则绳子自由端移动的距离𝑠=𝑛ℎ;把相同的重物匀速提升相同的高度,做的有用功相同;不计绳重及摩擦,利用相同的滑轮和绳子、提升相同的高度,做额外功相同;而总功等于有用功加上额外功,可知利用滑轮组做的总功相同,再根据效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系。
本题考查了使用滑轮组时n的确定方法,有用功、额外功、总功的计算方法,不计摩擦和绳重时拉力的求法;本题关键在于确定额外功相等。
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6.答案:D
解析:解:
由图1可知,当𝑚=20𝑔时,𝑉𝐴=10𝑐𝑚3,𝑉𝐵=40𝑐𝑚3, 则𝜌𝐴=𝑉=10𝑐𝑚3=2𝑔/𝑐𝑚3,𝜌𝐵=𝑉=40𝑐𝑚3=0.5𝑔/𝑐𝑚3,
𝐴
𝐵
𝑚20𝑔𝑚20𝑔
所以𝜌𝐴:𝜌𝐵=2𝑔/𝑐𝑚3:0.5𝑔/𝑐𝑚3=4:1; 因为A、B的体积相同,
所以由𝐺=𝑚𝑔=𝜌𝑉𝑔可得,A、B的重力之比: 𝐺𝐴:𝐺𝐵=𝜌𝐴𝑉𝑔:𝜌𝐵𝑉𝑔=𝜌𝐴:𝜌𝐵=4:1;
由图2可知,使用的滑轮组中𝑛=2,不计摩擦和滑轮的自重, 要使它们处于静止状态,设方框中挂N个B物体, 则有:𝑁⋅𝐺𝐵=2𝐺𝐴,
𝐴
则𝑁=2×𝐺=2×1=8。
𝐵
𝐺4
故选:D。
由作图可得,当𝑚=20𝑔时,A、B的体积,利用密度公式求AB的密度;利用𝐺=𝑚𝑔=𝜌𝑉𝑔求A、B的重力之比;
要使它们处于静止状态,设方框中挂n个B物体,则有𝑛𝐺𝐵=2𝐺𝐴,求出n即可得出答案。
本题考查了密度公式和重力公式的应用以及滑轮组的特点,要求会识图、从中得出两物体的密度关系,易错题! 7.答案:C
解析:解:设直尺长为L,
从图示可以看出:杠杆的支点为O,动力大小等于物重10N,动力臂为3𝐿; 阻力为直尺的重力𝐺′,阻力的力臂为2𝐿−3𝐿=6𝐿。 由杠杆平衡的条件得:𝐺′𝐿′=𝐺𝐿, 即:𝐺′×6𝐿=10𝑁×3𝐿
解得:𝐺′=20𝑁
所以直尺的重力大小为20N。 故选:C。
密度均匀的直尺,其重心在直尺的中点处,则重力力臂为支点到直尺中心的长度;又已知B端的物重和B端到支点的距离,根据杠杆平衡的条件:动力乘以动力臂等于阻力乘以阻力臂即可求出直尺的重力。
本题考查了学生对杠杆平衡条件的掌握和运用,找出重心位置、确定重力力臂并求出大小是解题的关键。 8.答案:A
解析: 【分析】
本题考查求滑轮机械效率的图像问题。需要根据题目条件具体分析,排除错误项。
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【解答】
CD、当物重G为0时,机械效率为0,故CD错误。
AB、物重增大时,有用功逐渐增大,有用功在总功中所占的比例增大,则机械效率逐渐增大,但机械效率不可能增大到100%,只能接近100%,所以机械效率增大得越来越缓慢,且机械效率𝜂与物体重力G的关系并不成正比。故A争取,B错误。 故选A。 9.答案:D
解析:解:小球上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小,到达最高点,速度为0,动能为0,下落的过程中,速度越来越大,动能越来越大,所以动能是先减小,后增大,且落地点低于抛出点,末动能大于初动能。 故选:D。
影响动能的因素是物体的质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大。
本题考查动能的影响因素,关键是根据动能的变化来判断图象。同时还要知道小球的运动情况。 10.答案:A
解析:解:对左图滑轮组,承担物重的绳子股数𝑛=3, 对物体做的有用功:
𝑊有=𝐺ℎ=150𝑁×1𝑚=150𝐽, ∵𝜂=
𝑊有用𝑊总
, =
150𝐽60%
∴𝑊总=
𝑊有用𝜂
=250𝐽,
∴𝑊额=𝑊总−𝑊有=250𝐽−150𝐽=100𝐽; ∵不计绳重和摩擦,𝑊额=𝐺轮ℎ, ∴动滑轮重: 𝐺轮=
𝑊额ℎ
=
100𝐽1𝑚
=100𝑁,
拉力F的大小:
𝐹=(𝐺物+𝐺轮)=(150𝑁+100𝑁)=
3
3
1
1
2503
𝑁;
对右图滑轮组,承担物重的绳子股数𝑛=2, 对物体做的有用功:
𝑊有=𝐺ℎ=150𝑁×1𝑚=150𝐽, ∵𝜂=
𝑊有用𝑊总
, =
150𝐽60%
∴𝑊总=
𝑊有用𝜂
=250𝐽,
∴𝑊额=𝑊总−𝑊有=250𝐽−150𝐽=100𝐽;
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∵不计绳重和摩擦,𝑊额=𝐺轮ℎ, ∴动滑轮重: 𝐺轮=
𝑊额ℎ
=
100𝐽1𝑚
=100𝑁,
拉力F的大小:
𝐹=(𝐺物+𝐺轮)=(150𝑁+100𝑁)=125𝑁。
2
2
1
1
由以上计算可知,对物体做的有用功都是150J,总功都是250J,动滑轮重都是100N,故B、C、D都正确;但拉力不同,故A错。 故选:A。
由题知,用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组可能有右图两种绕法,左图𝑛1=3,右图𝑛2=2,
分别对右图两种情况计算分析,最后判断选择:
知道物体重和物体上升的高度,利用𝑊=𝐺ℎ求对物体做的有用功;又知道滑轮组的机械效率,利用效率公式求总功,求出了有用功和总功可求额外功,不计绳重和摩擦,额外功𝑊额=𝐺轮ℎ,据此求动滑轮重;不计摩擦和绳重,根据𝐹=𝑛(𝐺物+𝐺轮)求拉力大小。
本题是一个选择题,实质上是一个小综合题,最好的做法就是将每一个量计算出来进行判断。本题的关键有二:一是两种绕法n的确定,二是不计摩擦和绳重时,𝑊额=𝐺轮ℎ,𝐹=𝑛(𝐺物+𝐺轮)。
1
1
11.答案:D
解析:解: A、由生活经验可知,小球弹跳的高度会越来越低,则根据小球运动的轨迹,小球运动时先后经过2、3、1三个位置,故A错误;
BCD、小球在1、2位置的高度相同,所以重力势能相同;
小球在运动过程中,由于受空气阻力的作用、与地面的碰撞,所以会消耗一部分机械能,所以小球的机械能逐渐减小,则小球在1 位置的机械能比 2 位置小;
由于机械能等于动能与势能之和,所以,小球在1 位置的动能也比 2 位置小; 由此可知,小球在1位置的动能、机械能比2位置都小,故D正确,BC错误。 故选:D。
根据动能和势能的相互转化可以解决此题。小球弹跳的高度会越来越低,这说明在势能和动能的转化过程中有能量的消耗,所以小球的机械能一次比一次少。
本题考查动能和势能的大小变化,机械能的相互转化过程中是有能量消耗的,这样造成动能和势能的总和会减少。
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12.答案:B
解析:解:先后将甲乙两物体投入到同一杯水中,水升高的温度相同,水吸收的热量相同, ∵不计热量损失, ∴𝑄吸=𝑄放,
∴甲乙两物体吸收的热量相同;
由题知,乙物体比甲物体少降低了𝑡℃,即乙物体的末温高;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两物体,吸收相同的热量,乙物体升高的温度少,所以乙物体的比热容大。 故选:B。
甲、乙两物体,先后投入到同一杯水中,甲乙物体放出热量、温度降低,水吸收热量、温度升高; 由题知,两次水升高的温度相同,也就是水吸收的热量相同,因为不计热量损失,由热平衡方程可知,甲乙两物体放出的热量相同; 即:𝑐甲𝑚(𝑡0−𝑡甲)=𝑐乙𝑚(𝑡0−𝑡乙),
而甲、乙两物体的质量相等、初温相同,经放热后,乙物体的末温比甲物体的末温高△𝑡;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两物体,放出相同的热量,乙物体降低的温度少,所以乙物体的比热容大。
本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式,能确定甲乙两物体的末温关系是本题的关键。 13.答案:0 50 10
解析:解:小车沿水平方向前进,在重力方向(竖直向下)上,没有移动距离,重力做功为0J; 拉力F做功:
𝑊=𝐹𝑠=5𝑁×10𝑚=50𝐽; 拉力做功功率: 𝑃=
𝑊𝑡
=
50𝐽5𝑠
=10𝑊;
故答案为:0;50;10。
做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上通过的距离;
知道拉力大小和在拉力方向上移动的距离,利用𝑊=𝐹𝑠求拉力做功;又知道做功时间,利用功率公式求拉力做功功率。
本题考查了做功的必要条件、功的计算,注意提升重物时可以利用𝑊=𝐺ℎ克服重力做的功。 14.答案:C 200 靠近
解析:解:
(1)用固定在墙上的三角支架ABC放置空调室外机。如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻; 𝐹×𝐴𝐶=𝐺×2𝐴𝐵;(2)𝐶点是支点,空调受到重力而作用在支架上的力是阻力,由杠杆平衡条件可知: A处螺钉的水平拉力为: 𝐹=2𝐴𝐶×𝐺-------①。 代入已知量得:
𝐹=2×30𝑐𝑚×300𝑁=200𝑁;
40𝑐𝑚𝐴𝐵
1
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为了安全,即减小水平拉力F;由①知,在AC、G不变的前提下,要减小AB,故A处螺钉的水平拉力室外机的位置应尽量靠近墙壁。 故答案为:C;200;靠近。
(1)三角支架ABC可看作杠杆,如果A处螺钉松脱,则支架会绕C点倾翻; (2)分析杠杆五要素,根据杠杆的平衡条件求出A处螺钉的水平拉力;
根据杠杆的平衡条件,分析不变的量和可变的量,得出要减小水平拉力F的措施。
此题考查了杠杆平衡条件的应用,关键是将实际问题转化为杠杆问题,体现了物理知识与生活的紧密联系。
15.答案:10N 不变
解析:解:
(1)图中使用定滑轮提升重物,因定滑轮的实质是等臂杠杆,且不计绳重和摩擦,所以使用定滑轮不能省力,则A、B、C三处的拉力𝐹𝐴=𝐹𝐵=𝐹𝐶=𝐺=10𝑁,即各处弹簧测力计的示数均为10N; (2)因不计绳重和摩擦,所以使用定滑轮提升重物时,没有做额外功,则有用功等于总功,由𝜂=
𝑊有用𝑊总
可知,三次的机械效率𝜂𝐴、𝜂𝐵、𝜂𝐶相等,即机械效率不变。 故答案为:10N;不变。
(1)使用定滑轮能改变用力方向,但不能省力;不计绳重和摩擦,使用定滑轮时,拉力𝐹=𝐺; (2)因不计绳重和摩擦,所以使用定滑轮提升重物时,没有做额外功,则有用功等于总功,机械效率𝜂=
𝑊有用𝑊总
,据此分析回答。
本题考查了使用定滑轮拉力的计算和机械效率的大小比较,不计绳重和摩擦时拉力𝐹=𝐺。 16.答案:3×104 3.75×104 7.5×103 3.75×103
解析:解:
(1)拉力所做的有用功
𝑊有=𝐺ℎ=6000𝑁×5𝑚=3×104𝐽; (2)由𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%可得,
工人做的总功: 𝑊总=
𝑊有用𝜂
=
3×104𝐽80%
=3.75×104𝐽;
443
(3)额外功𝑊额=𝑊总−𝑊有用=3.75×10𝐽−3×10𝐽=7.5×10𝐽;
(4)拉力做功的功率: 𝑃=
𝑊总𝑡
=
3.75×104𝐽
10𝑠
=7.5×103𝑊。
故答案为:3×104;3.75×104;7.5×103;3.75×103。
(1)工人做的有用功即为克服物体重力所做的功,根据𝑊=𝐺ℎ求出其大小; (2)利用𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%求出拉力做的总功;
(3)额外功等于总功减去有用功;
(4)知道拉力做的功和做功时间,根据𝑃=𝑡求出拉力做功的功率。
𝑊
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本题考查了使用滑轮组时功、功率和机械效率的计算,属于基础题目。 17.答案:288 360 80%
解析:解:(1)已知𝐺=240𝑁,ℎ=1.2𝑚, 则人对物体做的有用功:
𝑊有=𝐺ℎ=240𝑁×1.2𝑚=288𝐽; (2)已知𝐹=120𝑁,𝑠=3𝑚, 推力做的总功:
𝑊总=𝐹𝑠=120𝑁×3𝑚=360𝐽; 斜面的机械效率: 𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%=360𝐽×100%=80%。
288𝐽
故答案为:288;360;80%。
(1)克服物体重力所做的功是有用功,利用𝑊=𝐺ℎ计算拉力所做的有用功;
(2)推力所做的功是总功,利用𝑊=𝐹𝑠计算推力所做的功;机械效率等于有用功与总功的比值。 本题考查使用斜面时有用功、总功、机械效率的计算,属于基础题目。 18.答案:小于 5.25×104
解析:解:在整个过程中冰与水的质量相等,
用相同的加热器加热,在相等时间内吸收的热量相等, 设在1min内吸收的热量为Q,由图示可知, AB段的加热时间为2min,则吸收的热量:
𝑄1=2𝑄=𝑐1𝑚△𝑡1=𝑐1×0.5𝑘𝑔×[0℃−(−40℃)]=20𝑐1,𝑐1=10; 在CD段的加热时间为16𝑚𝑖𝑛−8𝑚𝑖𝑛=8𝑚𝑖𝑛,吸收的热量: 𝑄2=8𝑄=𝑐2𝑚△𝑡2=𝑐2×0.5𝑘𝑔×(100℃−0℃)=50𝑐2,𝑐2=6.25,
则AB段的比热容小于CD段的比热容;
在CD段吸收的热量:𝑄2=8𝑄=𝑐2𝑚△𝑡2=4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)×0.5𝑘𝑔×(100℃−0℃)=2.1×105𝐽,
则𝑄=2.625×104𝐽,在AB段吸收的热量:𝑄1=2𝑄=5.25×104𝐽; 故答案为:小于;5.25×104。
用相同的加热器加热,在相等时间内物质吸收的热量相等;
根据图示图象求出在各段温度的变化量,应用热量公式分析答题。
本题考查了比较比热容大小、求吸收的热量等问题,分析清楚图示、应用热量公式即可正确解题。 19.答案:1 2 1
解析:解:滚摆是重力势能和动能相互转化的装置,故滚摆升到最高点后,放开手,可以看到滚摆旋转着下降,越转越快,到最低点时滚摆转而上升,直到回到接近原来的位置;
滚摆在最高点位置时重力势能最大,在最低点时动能最大;开始释放的位置最高,所以图示三个位置中位置1的重力势能最大,动能为零,机械能最大。而位置2的动能最大。 故答案为:1;2;1。
𝑄𝑄
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解决此题的关键是要知道物体由于运动而具有的能叫动能,质量越大,速度越大,动能就越大;物体由于被举高而具有的能叫重力势能,质量越大,高度越高,重力势能就越大。 解决此类问题的关键是要知道各能量跟哪些因素有关,根据各因素的变化情况分析能量的变化情况。 20.答案:大于 小于 小于
解析:解:
(1)由题知,拉力端移动的速度相同,由𝑠=𝑣𝑡可知在相同时间内拉力端移动的距离相同, 由图知,承担物重的绳子股数𝑛甲=2,𝑛乙=3,
11
由𝑠=𝑛ℎ可得,物体升高的高度分别为:ℎ甲=2𝑠,ℎ乙=3𝑠,则ℎ甲>ℎ乙;
(2)不计绳重和摩擦,拉力做的额外功𝑊额=𝐺动ℎ,因为动滑轮相同、𝐺动相同,且ℎ甲>ℎ乙,所以两图中做的额外功:𝑊额甲>𝑊额乙;
由题知,绳自由端的拉力相同,而拉力端移动距离相同,由𝑊总=𝐹𝑠可知拉力做的总功相同,因为𝑊总=𝑊有用+𝑊额,所以𝑊有用甲<𝑊有用乙; 由𝜂=
𝑊有用𝑊总
可知,𝜂甲<𝜂乙。
故答案为:大于;小于;小于。
(1)由题知,拉力端移动的速度相同,由𝑠=𝑣𝑡可知在相同时间内拉力端移动距离相同;由图知,承担物重的绳子股数,拉力端移动距离𝑠=𝑛ℎ,据此得出物体升高的高度关系。
(2)不计绳重和摩擦,拉力做的额外功𝑊额=𝐺动ℎ,动滑轮重力相同,可以比较两图中做的额外功关系;
绳自由端的拉力相同,拉力端移动距离相同,利用𝑊总=𝐹𝑠得出拉力做的总功关系,而𝑊总=𝑊有用+𝑊额,可得有用功大小关系,利用𝜂=
𝑊有用𝑊总
得出机械效率大小关系。
本题考查了使用滑轮组时有用功、额外功、总功、机械效率的大小比较,明确两图中物体升高的高度关系是关键。 21.答案:18;10
解析:解:
由题,重物拉上高台对做的有用功: 𝑊有=𝐺ℎ=45𝑁×0.4𝑚=18𝐽; 斜面机械效率:𝜂=𝑊=𝑊
总
𝑊有𝑊有
有
+𝑊额
=𝑊
𝑊有
有
+𝑓𝑠
,
所以:60%=18𝐽+𝑓×1.2𝑚, 解得:𝑓=10𝑁.
18𝐽
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故答案为:18;10.
在斜面上匀速拉动物体,那么克服物体重力做的功为有用功,克服摩擦力做的功为额外功;而总功是有用功、额外功之和.机械效率是有用功与总功的百分比.
对于斜面这种简单机械,准确把握有用功和额外功所代表的含义是解答题目的关键.
22.答案:②③ 磅秤 刻度尺 秒表 𝑃=
解析:解:
𝑚𝑔ℎ𝑡
(1)比较从一楼登上三楼的功率大小时,上升的高度h相同,根据𝑃=一楼到达三楼所用的时间t;③每个同学的质量m; (2)根据𝑃=
𝑊𝑡
𝑊𝑡
=
𝐺ℎ𝑡
=
𝑚𝑔ℎ𝑡
,故要测量②从
=
𝐺ℎ𝑡
=
𝑚𝑔ℎ𝑡
,要准确测量自己上楼的功率,必须要的器材是磅秤(测出自己的质量𝑚)、
刻度尺(测从一楼地面到三楼地面的高度ℎ)和秒表(测量时间𝑡); (3)小明登楼的功率表达式为:𝑃=
𝑊𝑡
=
𝐺ℎ𝑡
=
𝑚𝑔ℎ𝑡
。
𝑚𝑔ℎ𝑡
故答案为:(1)②③;(2)磅秤;刻度尺;秒表;(3)𝑃=(1)根据𝑃=(2)根据𝑃=
𝑊𝑡𝑊𝑡
。
==
𝐺ℎ𝑡𝐺ℎ𝑡
==
𝑚𝑔ℎ𝑡
,因比较功率大小,而h相同,据此确定测量的物理量;
必须要的器材是测质量的磅秤、测高度的刻度尺和测量时间的秒表;
𝑊𝑡
𝑚𝑔ℎ𝑡
(3)他登楼的功率表达式为𝑃==
𝐺ℎ𝑡
=
𝑚𝑔ℎ𝑡
。
𝑊𝑡
本题比较功率大小和求功率大小,关键是根据𝑃=理量。
=
𝐺ℎ𝑡
=
𝑚𝑔ℎ𝑡
,明白不变的量,确定要测量的物
23.答案:使小车到水平面的初始速度相同 无关 错误 不可行 没有控制铁球的速度相同
解析:解:(1)让同一小车从斜面相同高度滑下,他控制小车的质量速度不变,让小车从斜面的相同高度下滑,目的是控制小车刚到水平面时的速度相同;
(2)如图乙所示的实验情形,据此她得出在速度相同的条件下,质量越大,物体具有的动能越小,该结论是错误的,因为小车在水平木板上所受摩擦力大小不同,因此无法根据小车通过路程比较小车动能大小;
(3)观察图乙的装置可知,若用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后静止释放,撞击同一木块,撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来,而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关,故弹簧势能相同,转化出的动能相同,因此,木块最终移动的距离相同,这样是不能完成实验目的。
故答案为:(1)使小车到水平面的初始速度相同;(2)无关;错误;(3)不可行;没有控制铁球的速度相同。
(1)若一个物体能够对外做功,我们就说该物体具有能量,在实验中我们一般将物体具有能量的多少转化为其能对外做功的多少,故此实验把物体具有动能的大小转换为木块被撞击后运动的距离,距离越远表明小车的动能越大。
物体的质量越大,说明克服摩擦做功会更多,(2)①在初速度和所受到的摩擦阻力大小相同的条件下,
运动较长的距离,然后推理出质量与动能的关系。
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②该实验中小车的重力势能转化为动能,存在能量转化;
③物体由于运动具有的能叫动能,影响动能的因素是质量和速度;
(3)结合控制变量法的要求,看是否合理的控制了相关变量,并改变了要研究的变量,这样才能知道是否符合实验要求
本题主要考查学生分析实验现象的能力以及严谨的科学观,这就要求我们在平常的试验中多注意分析实验的方法。 24.答案:解:
(1)由题知O为支点,杠杆受到绳子拉力的作用点在B点,过支点O作垂直于动力作用线的垂线段,即为动力臂l。如图所示:
(2)根据题目要求,绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,所以通过动滑轮绳子的段数为2段,然后根据“奇动偶定”的原则,因此绳端要从定滑轮下面的挂钩开始绕起。如图所示: (3)图丙中,反向延长𝐹2画出力的作用线,过支点O作𝐹2作用线的垂线段,即为𝐹2的力臂𝑙2;
过动力臂𝑙1的末端(右下端)作𝑙1的垂线,与杠杆的交点为𝐹1的作用点,且𝐹1的方向应向下才能使杠杆平衡,在线段末端标出箭头和动力的符号𝐹1.如图所示:
解析:(1)已知支点和动力的方向,根据力臂是从支点到力的作用线的垂直距离画出杠杆所受拉力的力臂;
(2)绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,可以知道,绳子的股数为2股,根据“奇动偶定”的原则,画出使用滑轮组提起物体时的绕绳方法
(3)力臂是从支点到力的作用线的垂直距离,据此画出力臂的垂线,与杠杆的交点为𝐹1的作用点,为使杠杆平衡𝐹1的方向应该向下,据此画出动力示意图。
(1)掌握杠杆五要素,根据杠杆的五要素能作出相应的作用力或力臂,并且作图要求规范。 (2)滑轮组的绕线,重点是绳子段数的判断,然后根据“奇动偶定”的原则来绕制滑轮组。
25.答案:解:根据题目要求,绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,可以知道,绳子的股数为2股,然后根据“奇动偶定”的原则,此题中的绳子股数为偶数,因此绳子的自由端要从定滑轮开始绕起。如下图:
解析:首先要会组装滑轮组。知道承担物重的绳子段数越多越省力。在此题中,绳子自由端移动的速度是物体上升速度的2倍,可以知道,绳子的股数为2股,根据“奇动偶定”的原则,画出使用
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滑轮组提起物体时的绕绳方法,所以要从定滑轮绕起。
此题主要考查的是学生绕制滑轮组的能力,重点是绳子股数的判断,然后根据“奇动偶定”的原则来绕制滑轮组。 26.答案:解:
图中,反向延长画出力𝐹2的作用线,从支点O作𝐹2作用线的垂线段,可得𝐹2的力臂𝑙2;
过动力臂𝑙1的末端(右下端)作𝑙1的垂线,与杠杆的交点为𝐹1的作用点,且𝐹1的方向应向下才能使杠杆平衡,在线段末端标出箭头和动力的符号𝐹1.如图所示:
解析:(1)先反向延长画出力𝐹2的作用线,从支点O作𝐹2作用线的垂线段,可得𝐹2的力臂;
(2)过力臂𝑙1下端画出力臂的垂线,与杠杆的交点为𝐹1的作用点,为使杠杆平衡𝐹1的方向应该向下,据此画出动力示意图。
掌握杠杆五要素,根据杠杆的五要素能作出相应的作用力或力臂,并且作图要求规范。 27.答案:右 1 变大 D
解析:解:
(1)由图a知,杠杆的右端较高,为使杠杆在水平位置平衡,应将杠杆右端的平衡螺母向右旋; (2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G, 因为,𝐹1𝑙1=𝐹2𝑙2,
所以,2𝐺×2𝐿=𝑛𝐺×4𝐿,
所以,𝑛=1,所以在A处挂1个钩码;
(3)弹簧测力计由竖直方向逐渐向左转动时,阻力和阻力臂不变,动力臂变小,根据杠杆的平衡条件可知,动力变大,所以,弹簧测力计的示数将变大;(4)𝐴、钳子在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离;
B、独轮车在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离; C、羊角锤在使用过程中,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆,但费距离; D、筷子在使用过程中,动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,但省距离。 故答案为:(1)右;(2)1;(3)变大;(4)𝐷。
(1)调节杠杆平衡时,平衡螺母向上翘的一端移动;
(2)设杠杆的一个小格为L,一个钩码重为G,根据杠杆平衡求出钩码的个数; (3)阻力和阻力臂不变时,动力臂减小,动力变大;
(4)结合图片和生活经验,判断杠杆在使用过程中,动力臂和阻力臂的大小关系,再判断它是属于哪种类型的杠杆,省力的费距离、费力的省距离。
在探究杠杆平衡条件时,使杠杆在水平位置平衡,是为了便于在杠杆上读出动力臂和阻力臂。杠杆平衡条件是杠杆平衡计算的基础内容,一定要掌握。
此题同时考查杠杆的分类,主要包括以下几种:①省力杠杆,动力臂大于阻力臂;②费力杠杆,动力臂小于阻力臂;③等臂杠杆,动力臂等于阻力臂。
28.答案:0.4 80% 匀速 不正确 摩擦力 1、2 2、3 使用不同滑轮组提升同一重物时,动滑轮的
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重力越大,机械效率越低
解析:解:
(1)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计;
(2)若静止读数,则他的想法不正确,因为他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响; (3)第4次实验是用图丁的滑轮组做的,绳子的有效段数为4, 绳端移动的距离:𝑠=𝑛ℎ=4×0.1𝑚=0.4𝑚; 此时的机械效率: 𝜂=
𝑊有𝑊总
=
𝐺ℎ𝐹𝑠
=
8𝑁×0.1𝑚2.5𝑁×0.4𝑚
×100%=80%;
如下表所示: 实验次数 1 2 3 4 钩码重(𝑁) 4 4 8 8 钩码上升的高度绳端移动的距离绳端的拉力(𝑁) 机械效率 (𝑚) (𝑚) 0.1 0.1 0.1 0.1 2.7 1.8 3.1 2.5 0.2 0.3 0.3 0.4 74% 74% 86% 80% (4)根据𝑠=𝑛ℎ变形公式可知,第1、2、3、4次实验绳子的有效段数分别为2、3、3、4,结合所给的物重和图示可知,实验分别是用甲、乙、丙、丁装置来完成的;
通过比较1、2两次实验数据知,滑轮组和提升物体的重力相同,绳子段数不同,而机械效率相同,故得岀结论:使用同一滑轮组提升同一重物时,滑轮组的机械效率与绳子段数无关;
(5)通过比较2、3两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机棫效率越高;
(6)通过比较3、4两次实验数据知,提升物体的重力相同,实验4中动滑轮的重力(2个动滑轮)大于实验3中动滑轮的重力(1个动滑轮),且第4次实验中滑轮组的机械效率较低,故可得出结论:使用不同滑轮组提升同一重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低。 故答案为:(1)匀速; (2)不正确;摩擦力; (3)如上表所示; (4)𝑙、2; (5)2、3;
(6)使用不同滑轮组提升同一重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低。
(1)(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计,此时系统处于平衡状态,测力计示数大小等于拉力大小;若静止读数,则没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响;
(3)图丁中,绳子的的的效段数为4,根据𝑠=𝑛ℎ求出绳端移动的距离,根据𝜂=𝑊=
总
𝑊有
𝐺ℎ𝐹𝑠
×100%得
出机械效率;
(4)根据𝑠=𝑛ℎ变形公式可知,第1、2、3、4次实验绳子的有效段数分别为2、3、3、4,确定完成实验所用的装置;
通过比较1、2两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得岀滑轮组的机械效率与变化量的关系; (5)通过比较2、3两次实验数据,找出相同量和不同量,分析得岀滑轮组的机械效率与变化量的关系。
本题测滑轮组机械效率的实验,考查注意事项、𝑠=𝑛ℎ的运用和机械效率的计算及数据分析、影响
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机械效率的因素。
29.答案:加热时间的长短 > 由表中数据可知,使水和沙升高相同温度,水要加热较长的时间,说
明水吸收的热量多 沙子 错误 沙子受热不均匀 同一热源给水和沙加热相同的时间,水和沙吸收的热量应该相同 取体积相同的甲、乙两种不同液体 60 10min前 2.1×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)
解析:解:(1)①实验中,通过加热时间来表示吸收热量的多少;
②由表格中数据知,质量相同的水和沙子升高相同的温度,水的加热时间更长,吸收热量更多; ③由②加热相同时间时,沙子的温度变化更高; 水和沙子加热相同的时间,所以吸收的热量相同;
④由于沙子是固体,水是液体,刚开始加热时,由于沙子不能流动,受热不均匀,所以沙子温度变化慢;
小红用了相同体积的甲乙两液体,液体的质量不相等,(2)①实验中要控制甲乙两种液体的质量相等,
所以不可以;
②由图②知,甲升高到60℃,温度不再发生变化,所以沸点为60℃;
由于甲沸腾后温度不再发生变化,所以应在沸腾前比较温度的变化;即10min前的温度变化情况; ③由图知,乙加热20min温度升高60℃,所以加热10min温度升高30℃; 甲升高60℃,由甲乙吸收热量相同可知,𝑄甲=𝑄乙 即𝑐甲𝑚甲△𝑡甲=𝑐乙𝑚乙△𝑡乙
𝑚甲=𝑚乙,△𝑡甲=2△𝑡乙,所以𝑐甲=1𝑐乙=1×4.2×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)=2.1×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)
22故答案为:(1)①加热时间的长短;②>;由表中数据可知,使水和沙升高相同温度,水要加热较
长的时间,说明水吸收的热量多;③沙子;错误;同一热源给水和沙加热相同的时间,水和沙吸收的热量应该相同;④沙子受热不均匀;(2)①取体积相同的甲、乙两种不同液体; ②60;10min前;③2.1×103𝐽/(𝑘𝑔⋅℃)。
(1)①相同的酒精灯,加热时间越长,水和沙子吸收的热量就越多; ②根据表格中数据比较水和沙子加热时间来比较吸收热量的多少; ③根据加热时间相同,吸收热量相同得出结论; ④根据水和沙子的特点分析温度变化不同的原因; (2)①实验中要控制甲乙两种液体的质量相等;
②液体在沸腾时温度保持不变,在沸腾时的温度叫做熔点,根据图2得出结论;
由于液体沸腾时温度保持不变,要通过温度变化来判断吸热能力,应在液体沸腾前来比较温度的变化;
③根据图乙确定出乙加热10min的温度,根据相同时间吸收热量相同,结合甲乙的温度变化及热量的计算公式得出结论;
此题考查的是物质吸热本领大小的探究实验,正确应用控制变量法和转换法是解答此题的关键。
30.答案:解:
(1)工人所做的有用功
𝑊有=𝐺ℎ=200𝑁×6𝑚=1200𝐽;
(2)由图知𝑛=2,拉力端移动距离𝑠=𝑛ℎ=2×6𝑚=12𝑚, 工人做的总功:
𝑊总=𝐹𝑠=120𝑁×12𝑚=1440𝐽;
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该装置的机械效率 𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%=1440𝐽×100%≈83.3%;
1200𝐽
(3)工人做功的功率: 𝑃=
𝑊总𝑡
=
1440𝐽20𝑠
=72𝑊。
答:(1)工人做的有用功是1200J;
(2)此过程中该装置的机械效率是83.3%; (3)工人做功的功率是72W。
解析:(1)工人做的有用功即为克服物体重力所做的功,根据𝑊=𝐺ℎ求出其大小;
(2)由图可知,通过动滑轮绳子段数𝑛=2,根据𝑠=𝑛ℎ求出绳端移动的距离,根据𝑊=𝐹𝑠求出工人做的总功;利用𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%求出该装置的机械效率;
𝑊
(3)知道工人做的功和做功时间,根据𝑃=𝑡求出工人做功的功率。
本题考查了有关滑轮组的计算,涉及到功、功率和机械效率的计算,明确通过动滑轮绳子段数是关键。
31.答案:解:
(1)由图可知,𝑛=4,
绳端移动的速度:𝑣绳=𝑛𝑣物=4×0.1𝑚/𝑠=0.4𝑚/𝑠, 根据𝑃=
𝑃
𝑊𝑡
=
𝐹𝑠𝑡
=𝐹𝑣可得,工人的拉力:
𝐹=𝑣=0.4𝑚/𝑠=225𝑁,
绳
90𝑊
滑轮组的机械效率: 𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%=
𝐺ℎ𝐹𝑠
×100%=𝑛𝐹×100%=4×225𝑁×100%=90%;
𝐺810𝑁
(2)重物上升的高度:ℎ=𝑣𝑡=0.1𝑚/𝑠×10𝑠=1𝑚, 拉力做的有用功:𝑊有用=𝐺ℎ=810𝑁×1𝑚=810𝐽, 拉力做的总功:𝑊总=𝐹𝑠=𝐹𝑛ℎ=225𝑁×4×1𝑚=900𝐽,
克服动滑轮重力所做的额外功:𝑊轮=𝑊总−𝑊有用−𝑊𝑓=900𝐽−810𝐽−60𝐽=30𝐽, 由𝑊轮=𝐺轮ℎ可得,动滑轮的重: 𝐺轮=
𝑊轮ℎ
=
30𝐽1𝑚
=30𝑁。
答:(1)滑轮组的机械效率为90%。 (2)滑轮组中的动滑轮的重力为30N。
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解析:(1)由图可知,滑轮组绳子的有效股数,根据𝑣绳=𝑛𝑣物求出绳端移动的速度; 根据𝑃=
𝑊𝑡
=
𝐹𝑠𝑡
=𝐹𝑣求出滑轮组自由端的拉力F;根据𝜂=
𝑊有用𝑊总
×100%=
𝐺ℎ𝐹𝑠
×100%=
𝐺𝑛𝐹
×100%
求出滑轮组的机械效率;
(2)根据𝑠=𝑛ℎ求出绳端移动的距离,根据𝑊=𝐹𝑠求出总功,根据𝑊=𝐺ℎ求出有用功和克服动滑轮重力所做的额外功,总功减去有用功、减去克服滑轮组的摩擦做的功,就是克服动滑轮重力所做的额外功,利用𝑊轮=𝐺轮ℎ可求动滑轮的重力。
本题考查了滑轮组拉力的计算、滑轮组机械效率的计算和克服摩擦力做功的计算,要注意摩擦力不能忽略时拉力的大小不能用𝐹=𝑛(𝐺+𝐺动)计算,本题的额外功等于克服摩擦力做的和克服动滑轮重力做的功之和。
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