1、 中考科学 （通用专用） 专题五 机械能和内能 考点一 机械能 1.(2020浙江嘉兴,15,3分)乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个 球,若不计空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是( ) A.vavbvc B.vbvcva C.vavcvb D.va=vb=vc 答案答案 D 乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,由于高度和 初速度的大小都相同,则发出时三个小球的机械能是相同的;不计空气阻力,三个小球的机械能是守恒 的,所以三个小球到达桌面时的机械能仍然相同,由于初、末高度相同,重力势能变化量相同,则动能相 同,速
2、度的大小相同。故选D。 2.(2018浙江湖州,16,3分)在某次演习中,解放军在海拔6 000米的高空空投重达8吨的新型履带式伞兵战 车,如图所示。空投下来的战车在后阶段可认为与降落伞一起匀速竖直掉向地面。下列观点正确的是 (g取10 N/kg)( ) A.伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车受到惯性的作用 B.后阶段匀速下降的过程中机械能守恒 C.空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,则飞机的势能比空投前减小 D.伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功4.8107焦 答案答案 C 伞兵战车出机舱后在水平方向仍会向前运动,这是由于战车具有惯性,惯性是一种性质,不能 说“
3、受到惯性的作用”,故A错误;后阶段匀速下降的过程中,伞兵战车动能不变,高度减小,重力势能减 小,机械能减小,故B错误;空投战车后,若飞机仍在原高度水平飞行,由于飞机的质量减小了,故飞机的重 力势能比空投前减小,故C正确;伞兵战车从出机舱到地面的整个过程中,重力做功为W=Gh=mgh=8 000 kg10 N/kg6 000 m=4.8108 J,故D错误。故选C。 考试方向考试方向 本题考查了影响动能、重力势能大小的因素,功的计算,惯性等知识,难度不大。 3.(2020浙江湖州,15,3分)在无风的环境中雨滴的降落可简化为两个过程,先加速竖直降落,后匀速竖直降 落。雨滴(忽略质量变化)在( )
4、 A.加速降落过程中只受重力作用 B.加速降落过程中机械能逐渐增大 C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能 D.匀速降落过程中机械能保持不变 答案答案 C 加速降落过程中,雨滴受到重力和空气阻力共同作用,A错误;加速降落过程中,由于空气阻力 存在,雨滴克服空气阻力做功,机械能转化为内能,机械能逐渐减小,B错误;匀速降落过程中,动能不变,重 力势能减小,机械能减小;雨滴克服空气的阻力做功,减少的重力势能全都转化成内能,C正确,D错误。 分析思路分析思路 动能与物体的质量和运动速度大小有关,质量越大,速度越快,动能就越大;重力势能与物体 的质量和高度有关,质量越大,高度越高,重力势能就越大
5、;机械能是动能和势能的总和,雨滴在运动的过 程中受到空气阻力的作用,机械能不守恒。 4.(2019浙江衢州,16,4分)2019年衢江抽水蓄能电站开建,其工作原理如图,用电低谷时(如深夜),电站利用 电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来;用电高峰时,再利用上水库中的水发电。 (1)蓄能时,水被抽到上水库,此过程是将 能转化为水的机械能。 (2)抽水蓄能电站选址衢江黄坛口,不仅因当地水资源丰富,同时还考虑到当地地势较陡,这样建成的电站 上、下水库的高度差比较 ,有利于蓄能与发电。 答案答案 (1)电 (2)大 解析解析 (1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的机械能;(2)抽水蓄能
6、电站在发电时,从能量的角度 看,是将水的机械能最终转化为电能,水的机械能越大转化获得的电能越多,所以建成的电站上、下水库 的高度差应该比较大,重力势能较大,有利于蓄能与发电。 5.(2018浙江宁波,23,9分)据报道,高空坠物伤人事件时有发生。某专业研究小组对物体从高空落到地面 的破坏力进行如下实验研究: 实验器材:1 cm厚的石膏板若干、质量为50 g的鸡蛋数枚 实验过程:无风环境下,将鸡蛋从楼上静止释放,砸中铺在草坪上的石膏板,记录实验现象 实验序号 楼层 实验现象 1 5 鸡蛋破碎,石膏板凹陷且出现一圈圈螺旋状的裂纹 2 15 鸡蛋破碎,石膏板被砸中的地方出现小坑且破裂 3 25 鸡蛋
7、破碎,发出巨响,石膏板被击穿 (1)实验中,鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过 反映出来。 (2)根据实验现象,可以得出:同一物体从高空落到地面的破坏力与 有关。 (3)实验后,小科对“高空落下的雨滴不会对人造成伤害”感到好奇。他通过查阅资料知道:雨滴从高空 落下的过程中,受到的空气阻力与雨滴速度的平方成正比,达到最大速度后,雨滴匀速落向地面。雨滴下 落过程中机械能 (填“增大”、“不变”或“减小”)。对于下落的雨滴不伤人的现象,小 科将进一步探究。 答案答案 (1)石膏板的形变程度 (2)下落高度 (3)减小 解析解析 (1)鸡蛋从高空坠落的破坏力可以通过石膏板形变程度反映出来,利用了转换法;(
8、2)同一鸡蛋从不 同高度下落,高度越高,石膏板形变越严重,故同一物体从高空落到地面的破坏力与下落高度有关;(3)雨 滴从高空落下的过程中,受到空气阻力,克服阻力做功,部分机械能转化为内能,机械能减小。 6.(2019浙江温州,22,6分)为了解火箭升空过程中的相关运动状况,兴趣小组制作了一模型火箭,重为8牛 (不包含燃料),发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系,如图所示。 (1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离,这是因为模型火箭具有 。 (2)图中标注的A、B、C三个位置中,模型火箭的重力势能最小的是 。 (3)模型火箭从最高点B下落到地面,重力做功的功率是 瓦。 答案答案 (1)惯
9、性 (2)C (3)70 解析解析 (1)模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离,这是因为模型火箭具有惯性,仍要保持原来的运 动状态; (2)模型火箭燃料耗尽后在飞行过程中质量不变,由图可知,A、B、C三个位置中C位置最低,所以,模型火 箭的重力势能最小的是C; (3)由图可知,模型火箭从最高点B下落到地面的距离h=140 米,t=22 秒-6 秒=16 秒, 则重力做功W=Gh=8牛140 米=1 120 焦, 功率P=70 瓦。 W t 1 120 16 焦 秒 7.(2020浙江温州,25,9分)在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若 小球材质和斜面倾角不
10、同,到达水平位置时的速度会相同吗? (1)图甲是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时选择A方案而不 能选择B方案的原因是 。 甲 (2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让球从斜面同一高度由静 止开始释放,利用测速仪测出球到达水平位置时的速度如表所示。 斜面倾角速 度(米/秒)球 的类别 10 20 30 40 50 60 大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 小钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97 木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89 分析表中数据可
11、知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是 。 A.15 B.25 C.35 D.45 (3)小明利用图乙装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目 来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做 实验,原因是 。 乙 答案答案 (1)B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同 (2)D (3)塑料软片对不同体积的小球的阻力不同 解析解析 (1)A方案中挡板水平放置,两小球从起始位置到水平位置的高度差相同,B方案中挡板与斜面垂 直放置,因为两小球的大小不同,所以两小球从起始位置到水平位置的
12、高度差不同,为了控制大小不同的 两个小球在斜面上从起始位置到水平位置的高度差相同,实验时选择A方案而不能选择B方案;(2)根据 表中数据可知,斜面倾角为10、20、30时,大钢球、小钢球、木球到达水平位置时的速度均相同,斜面 倾角为40、50、60时,大钢球、小钢球、木球到达水平位置时的速度不全都相同,所以要使球到达水 平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是45,故D符合题意;(3)不同体积的小球从 塑料软片下面通过时受到的阻力不同,无法“探究动能大小与质量关系”。 解题关键解题关键 控制变量法和转换法,是中考探究实验考查的重点,设计实验时,要考虑到影响实验的因素。 考点二 物
13、质的比热容、内能与内燃机 8.(2020浙江衢州,8,3分)将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和 饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( ) A.甲是冰块 B.乙吸收热量 C.甲内能增加 D.乙内能减少 答案答案 B 由图可知,物体甲的温度是降低的,即物体甲放出热量,内能减小;物体乙的温度是升高的,即物 体乙吸收热量,内能增加;所以物体甲是饮料,乙是冰块。B正确,A、C、D错误。故选B。 知识回顾知识回顾 两个温度不同的物体相互接触时,会发生热传递现象;高温物体放出热量,低温物体吸收热量。 9.(2019浙江杭州,11
14、,3分)对于同一物态的某种物质,根据c=得知( ) A.比热容跟热量成正比 B.比热容跟质量成反比 C.比热容跟温度变化成反比 D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量 Q m t 答案答案 D 比热容是物质本身的一种性质,其值只取决于物质本身,与物质质量大小、温度改变的多少 及物质吸收或放出热量的多少无关。且每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同,同种 物质的比热容在同一状态下相同,不同状态下可能不同,故选项A、B、C错误;单位质量的某种物质温度 升高或降低1 吸收或放出的热量,叫做这种物质的比热容,而对于同一物态的某种物质,c是恒定不变 的,D正确。故选D。 10
15、.(2019浙江宁波,4,4分)下列都是教材中的实验,其中为了说明“对物体做功,物体内能增加”的是 ( ) A.图甲:手帕摩擦塑料丝后,塑料丝散开 B.图乙:缝衣针与磁铁摩擦后,有了磁性 C.图丙:加热后,水蒸气把木塞冲出试管 D.图丁:迅速下压活塞后,浸过乙醚的棉花燃烧 答案答案 D 图甲:手帕摩擦塑料丝后,塑料丝散开,说明同种电荷互相排斥,A错误;图乙:缝衣针与磁铁摩 擦后有了磁性,是磁化现象,B错误;图丙:加热后,水蒸气把木塞冲出试管,说明内能转化为木塞机械能,C 错误;图丁:把活塞迅速地压下去,浸过乙醚的棉花会燃烧,说明活塞对筒内空气做功,空气的内能增加,D 正确。故选D。 11.(2
16、020浙江嘉兴,36,12分)十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机,推动了人类第一次工业革命。如图为利 用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图,蒸汽机的工作原理为:打开阀门A、关闭阀门B,高压蒸汽进入汽 缸,推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时,关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小, 活塞下降。如此循环往复。 (1)蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 。 (2)蒸汽机活塞上行过程与汽油机的 冲程相似。 (3)蒸汽机工作时,汽缸内部压强为1.1106帕,若活塞面积为0.1米2,则活塞受到蒸汽的压力是多少? (4)蒸汽机活塞往复运动,通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为200千克,活塞每
17、次上升高度为0. 6米,则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功?假设活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做 有用功的功率为多少? 答案答案 (1)内能转化为机械能 (2)做功 (3)1.1105 N (4)1 000 W 解析解析 (1)蒸汽推动活塞上行过程中,蒸汽对活塞做功,蒸汽的内能转化为活塞的机械能;(2)汽油机的做 功冲程中,高温、高压燃气推动活塞做功,燃气的内能转化为活塞的机械能,与蒸汽推动活塞上行过程的 能量转化相似;(3)由p=可得活塞受到蒸汽的压力F=pS=1.1106 Pa0.1 m2=1.1105 N;(4)由图可知杠杆 支点左侧的力臂是右侧力臂的2倍,活塞每次上升
18、高度为h=0.6米,则根据相似三角形的知识可知,杠杆右 端下降的高度为h,由定滑轮的特点可知,定滑轮右侧物体上升的高度 h=h=0.6 m=0.3 m; 物体的重力 G=mg=200 kg10 N/kg=2 000 N; 活塞上升一次蒸汽机对物体做的有用功 W有用=Gh=2 000 N0.3 m=600 J; 活塞每分钟向上运动100次,该蒸汽机对物体做有用功的功率 P有用=1 000 W。 F S 1 2 1 2 1 2 W t 有用 100600J 60s 解题关键解题关键 本题综合考查了热机的工作原理和能量转化、压力、功和功率的公式的灵活应用,以及对 杠杆和定滑轮原理的掌握情况,涉及的知
19、识点较多,正确理解题意,从图中获得有用的信息是关键。 12.(2019浙江绍兴,27,12分)在验证焦耳定律(Q=I2Rt)中电热与电阻的定性关系时,实验小组出现了如图 三种电路连接情况(已知R甲R乙)。闭合开关,三种电路的电流表指针均发生了偏转,经过一段时间后观察 并记录2根玻璃管内液面上升的高度h。小组实验报告汇总如下表,请把表格空白处填写完整。 A. B. C. 实验电路 玻璃管内液面高度 小组结论 你的合理解释与评价 A 液面都不上升 导体产生的热量跟电 阻无关 (1) B 液面都上升,且h甲 (4) 两实验电阻并联,电流、电阻不同,实验现象无法验证焦耳定律中Q与R的定性关系 解析解析
20、 (1)A图中,电流通过电热丝产生热量的多少是通过烧瓶中玻璃管内液面上升高度变化反映的,电 热丝没有接入电路,无法产生热量,所以两根玻璃管中的液柱都没有变化,更无法验证电热与电阻的关 系;(2)B图中,两根电热丝串联接入电路,通过的电流和通电时间相同,已知R甲R乙,玻璃管中液面上升高 度,h甲Q乙,故h甲h乙;但此实验中电阻不同,同时电流也不同,所以不能研究 焦耳定律中电热与电阻的关系。 2 U R 考点一 机械能 1.(2020浙江杭州拱墅一模,17)低空跳伞是一种危险性极高的极限运动。一名跳伞运动员背着伞包从某 高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图像如图所示,其
21、中10秒末时打开了降 落伞。下列说法正确的是( ) A.前2秒内,运动员的运动状态保持不变 B.前10秒内,运动员减少的重力势能全部转化成动能 C.10秒末12秒末,运动员和伞受到的空气阻力大于其总重力 D.14秒末16秒末,运动员和伞的机械能总量保持不变 答案答案 C A项,前2秒内,由于受到重力的作用,运动员会向下做加速运动,运动状态发生了变化,错误;B 项,前10秒内,运动员的高度减小,重力势能减小,由于和空气之间存在摩擦,克服摩擦力做功,一部分重力 势能转化为了内能,所以减少的重力势能不可能全部转化成动能,错误;C项,10秒末12秒末,运动员和伞 做减速运动,说明运动员和伞受到的竖直向
22、上的阻力大于竖直向下的重力,正确;D项,14秒末16秒末,运 动员和伞的速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减小,所以机械能总量变小,错误。故选C。 2.(2020浙江杭州上城一模,17)用一张A4纸折出的纸飞机,飞行距离的世界纪录为 69.14 m,相当于20层楼 高。选手采用斜向上抛射的方式,若不考虑空气阻力的影响,纸飞机( ) A.抛射至最高点的过程中,机械能总量始终在增加 B.从最高点下落过程中,重力势能转化为动能 C.抛射后继续飞行,是受惯性作用 D.落地后静止,不再具有惯性 答案答案 B A项,纸飞机在斜向上抛射过程中,不考虑空气的阻力,没有摩擦,机械能是守恒的,错误;B项,纸
23、飞机从最高点下落过程中,其质量不变、速度不断变大,动能变大,质量不变、高度不断减小,重力势能变 小,重力势能转化为动能,正确;C项,只能说具有惯性,而不能说受到惯性作用,错误;D项,一切物体都有惯 性,物体静止时也具有惯性,错误。故选B。 3.(2020浙江杭州萧山一模,25)如图所示,轻质弹簧原长MO,将弹簧一端系一木块,并拉长至A处由静止释 放,木块运动到B处停了下来,测得OAOB。请回答下列问题: (1)木块在B处静止时受到摩擦力吗?如果受摩擦力,摩擦力的方向如何?答: ; (2)木块自O向B运动的过程中,木块的动能转化为 能和弹簧的弹性势能; (3)木块自A向B运动的过程中,最大速度出
24、现在 (填“O点”“O点左侧”或“O点右侧”)。 答案答案 (1)受到摩擦力,方向:水平向左 (2)内 (3)O点右侧 解析解析 (1)木块在B处静止时,弹簧被压缩,有向右运动的趋势,故受到水平向左的摩擦力;(2)由OAOB可 知,木块在运动过程中部分动能转化为内能;(3)弹力和摩擦力二力平衡位置(即速度最大时刻)应在AB中 点,由OAOB可知,该点在O点右侧。 4.(2019浙江杭州上城一模,34)寒假里小金和小徐一起玩了一回极速滑雪,如图甲。为研究方便将其简化 为模型,如图乙。设小徐和小金及坐垫的总质量分别为m和M,他们分别从轨道A点以初速度为0向下滑行。 (1)小金及坐垫由A点到达B点时
25、,重力做功为 ; (2)若曲线轨道光滑,则小徐和小金由A点到达B点时的速度vm=vM,请证明之(已知Mm,动能表达式E动= ); (3)若曲线轨道粗糙,小金由A点到达B点时速度刚好为零,坐垫材料的比热容为c,质量为m0,小金在滑动过 程中克服摩擦所做的功40%转化为坐垫的内能,则坐垫温度升高多少? 2 1 2mv 答案答案 (1)Mg(H-h) (2)见解析 (3) 0 40%(- )Mg H h m c 解析解析 (1)W=Mg(H-h);(2)根据能量守恒,小徐及坐垫的重力所做的功转化为小徐及坐垫的动能,可以得 到mg(H-h)=mv2,v=跟质量无关,所以vM=vm;(3)因为到达B点速
26、度为零,所以从A到B过程中,克服 摩擦力所做的功等于重力做的功,小金和坐垫重力所做的功40%转化为坐垫的内能,故有40%Mg(H-h)= cm0t,t=。 1 2 2 (- )g H h 0 40%(- )Mg H h m c 考点二 物质的比热容、内能与内燃机 5.(2020浙江杭州拱墅一模,14)2019年7月19日,中国“天宫二号”目标飞行器受控坠落于南太平洋。 “天宫二号”穿越大气层时,大部分被焚毁,像一颗流星划过天空。以下四个事例中,能量转化与之相同 的是( ) 甲:活塞迅速下压,棉花燃烧 乙:汽油机做功冲程 丙:水蒸气推开软木塞 丁:钻木取火 A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D
27、.乙、丁 答案答案 B “天宫二号”穿越大气层时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,使“天宫二号”内能增加,温 度升高,发生剧烈燃烧;甲:用力将活塞压下,活塞对空气做功,筒内空气的内能增大、温度升高,达到了棉 花的着火点,棉花就会燃烧,此过程中机械能转化为内能,正确;乙:汽油机做功冲程中,高温高压的燃气对 外做功,此过程中内能转化为机械能,错误;丙:试管内气体对软木塞做功,气体的内能转化为软木塞的机 械能,错误;丁:钻木取火属于摩擦生热现象,克服摩擦做功,机械能转化为内能,正确。故选B。 6.(2019浙江宁波海曙一模,4)下列有关热和能的说法正确的是( ) A.对物体做功,物体内能减小 B.0
28、 的冰块不具有内能 C.汽油机在压缩冲程中汽缸内气体的内能增大 D.晶体在熔化过程中内能保持不变 答案答案 C 对物体做功,在与外界没有热交换的前提下,物体内能增加, A错误;任何温度的物体都具有内 能,B错误;晶体在熔化过程中吸热,内能增加,D错误。故选C。 7.(2020浙江杭州西湖一模,11)以下事例在改变物体内能的方式上与其他三项不同的是( ) A.冬天,通过搓手来取暖 B.划火柴时,火柴燃烧 C.把袋装牛奶放在热水中加热 D.铁丝反复弯折,弯折处变热 答案答案 C A项,寒冷的冬天,搓手取暖,要克服摩擦做功,将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物 体的内能;B项,划火柴时,要克服
29、摩擦做功,将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能;C 项,用热水加热牛奶,牛奶吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能;D项,反复弯折铁丝,弯折处变 热,将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能。所以,C与A、B、D改变物体内能的方式 不同,故选C。 8.(2019浙江杭州拱墅一模,35)小乐在做“水的沸腾实验”时想到:“酒精灯给水加热时的效率有多大 呢?”她利用如图装置进行如下实验,其中空烧杯的质量为20 g,共加热4 min。加热前后盛水烧杯总质 量、酒精灯质量和水温如表所示。已知c水=4.2103 J/( kg ),q酒精=3.0107 J/kg 测量对象 加热前
30、 加热后 盛水烧杯总质量/g 220 220 酒精灯质量/g 255.6 250 水温/ 20 70 求:(1)加热4 min时间内水吸收的热量Q水; (2)酒精灯的加热效率。 答案答案 (1)4.2104 J (2)25% 解析解析 (1)由表可知,加热4 min水升高温度t水=70 -20 =50 ,则加热4 min时间内水吸收的热量Q水= c水m水t水=4.2103J/(kg )0.2 kg50 =4.2104 J。 (2)加热时,由于酒精燃烧放出的部分热量被水吸收,且m酒精=255.6 g-250 g=5.6 g=5.610-3 kg,则Q放=m酒精q 酒精=Q水,= 100%=100
31、%=25%。 Q mq 水 酒精酒精 4 -37 4.2 10 J 5.6 10 kg3.0 10 J/kg 9.(2020浙江杭州萧山一模,34)某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30 cm2,一个冲程活塞在汽缸中移 动的距离是50 mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0105 Pa,飞轮1 min转动1 800圈,当汽油 机满负荷工作时(不计摩擦)。求: (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功; (3)汽油机的功率。 答案答案 (1)2 700 N (2)135 J (3)2 025 W 解析解析 (1)由p=可得,燃气对活塞的平均压力: F
32、=pS=9.0105 Pa3010-4 m2=2 700 N; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功: W=Fs=2 700 N5010-3 m=135 J; (3)因飞轮每转两圈对外做功一次, 所以,飞轮1 min转动1 800周,做功900次, 则燃气对活塞做的总功: W总=W900=135 J900=121 500 J, 汽油机的功率: P=2 025 W。 F S W t 总 121 500J 60s 关键点拨关键点拨 本题考查了压强公式、做功公式、功率公式的应用,知道飞轮每转两圈对外做功一次是关键。 一、选择题一、选择题(每小题每小题3分分,共共12分分) 1.(2020浙江杭州西湖
33、一模,18)将一个木块从粗糙的斜面A点静止释放,下滑到B点时的速度为v,则从A点 到B点的下滑过程中( ) A.木块的机械能守恒 B.木块动能不变,重力势能减少 C.木块动能的增加量等于重力势能的减少量 D.木块动能的增加量小于重力势能的减少量 答案答案 D 木块沿着粗糙的斜面下滑,克服摩擦做功,一部分机械能会转化为内能,所以木块的机械能减 少,故A错误;木块由静止滑下,速度增大,动能增大,高度减小,重力势能减少,故B错误;木块减少的重力势 能一部分转化为动能,另一部分转化为内能,所以木块动能的增加量小于重力势能的减少量,故C错误,D 正确。故选D。 关键点拨关键点拨 本题考查了影响动能和重力
34、势能大小因素、机械能和内能的相互转化等知识的理解和应 用,明确物体沿粗糙斜面下滑时一部分机械能会转化为内能是解题的关键。 2.(2020浙江杭州富阳一模,5)如图,烧瓶内水上方存在着水蒸气,瓶口用软木塞塞住,用小打气筒缓慢向瓶 内加压,达到一定程度时塞子跳起来,瓶内出现白雾。下列说法正确的是( ) A.瓶内出现白雾,是因为瓶子外部温度低 B.出现白雾的过程是一个吸热过程 C.该实验能说明气体膨胀对外做功,内能减小 D.实验中向瓶内充气,瓶内气压减小 答案答案 C 瓶口塞子跳起来的过程中,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能减少,温度降低,水蒸气液化成小 水滴,形成白雾,此过程放热,故A、B错误,C正
35、确;实验中向瓶内充气,瓶内气体压强增大,D错误。故 选C。 3.(2019浙江宁波,14)干冰可用于保鲜,但使用不当可能引起爆炸。有消防员做了以下实验:向一个380 mL塑料瓶中放入半瓶干冰,立即旋紧瓶盖,发现瓶内有白雾产生,30 min后发生爆炸。向另一个550 mL 的塑料瓶中放入等量的干冰,再倒入170 mL水,然后立即旋紧瓶盖,发现瓶内产生大量白雾,瓶子膨胀,仅 过20 s就爆炸。第二个瓶子中所加水的主要作用是( ) A.提供热能 B.作反应物 C.作催化剂 D.形成白雾 答案答案 A 在第二个瓶子中加水后,低温的干冰从水中迅速吸热升华,产生大量的气体,使瓶子迅速膨胀, 从而发生爆炸。
36、这个过程只发生物理变化,没有发生化学变化,故A正确,而B、C、D错误,故选A。 4.(2020浙江杭州富阳一模,15)如图所示是富阳区体育中考时,某学生掷出的实心球运动的情景,下列说 法正确的是 ( ) A.实心球从a点运动到b点的过程中,惯性越来越小 B.实心球在b点时,受推力和重力的作用 C.实心球从b点运动到c点的过程中,重力势能转化为动能 D.实心球在c点时,内能为零 答案答案 C A项,惯性是物体本身的属性,只与物体的质量有关,错误;B项,实心球离开人手后,不再受推力 作用,错误;C项,从b点运动到c点的过程中,重力势能减小,动能增加,重力势能转化为动能,正确;D项,一切 物体在任何
37、情况下都具有内能,内能不可能为零,错误。故选C。 二、非选择题二、非选择题(共共28分分) 5.(2020浙江杭州上城一模,34)(10分)在探究动能影响因素实验时,常用如图实验装置(不计摩擦)。为了 使小球到达水平位置时的速度相同,需控制小球下落高度相同,这是为什么呢?查阅资料得:某处物体的 重力势能的大小等于该物体从此位置运动至水平位置时重力对物体所做的功。 (1)质量为m的小球在A处静止时,所具有的重力势能大小Ep为 ; (2)已知,刚进入水平面B点时,小球所具有的动能Ek可以表达为mv2,v为此时的速度。则Ep Ek(选 填“大于”“等于”或“小于”); (3)请推导证明:小球在水平面
38、上运动的初始速度v只与高度h有关。 1 2 答案答案 (1)mgh (2)等于 (3)见解析 解析解析 (1)某处物体的重力势能大小等于该物体从此处运动至水平位置时重力对物体做的功,则Ep=W= Gh=mgh; (2)小球刚进入水平面B点时,由于不计摩擦,机械能守恒,此时的重力势能为0,重力势能全部转化为动能, 所以Ep=Ek; (3)实验装置不计摩擦,机械能是守恒的,则小球刚进入水平面时的动能为Ek=mv2,小球在高处具有的重 力势能为Ep=mgh;由于机械能守恒,则mv2=mgh,v=,由此可知,小球在水平面上运动的初始速度只 与高度有关。 1 2 1 2 2gh 6.(2018浙江杭州上
39、城一模,35)(9分)现在燃气热水器的使用越来越普遍。表中是某燃气热水器的技术参 数,其中“温升25 热水产率12 L/min”含义:每分钟进水12 L,并使水温升高25 。 产品名称 燃气热水器 燃气种类 天然气 温升25 热水产率 12 L/min (1)如果洗澡过程中持续用水15分钟,水所吸收的热量是多少?水的密度为1103 kg/m3,比热容为4.2103 J /(kg ) (2)已知天然气的热值为8107 J/m3,热水器每分钟消耗的天然气为0.025 m3,那么热水器的效率为多少? 答案答案 (1)1.89107 J (2)63% 解析解析 (1)=m/V,m=V=1103 kg/
40、m31.21 m3=12 kg, 热水器正常工作1 min水所吸收热量: Q吸=cmt=4.2103 J/( kg )12 kg25 =1.26106 J, 热水器正常工作15 min水所吸收热量: Q=1.26106 J15=1.89107 J。 (2)每分钟天然气完全燃烧放出的热量: Q放=qV=8107 J/m30.025 m3=2106 J, 热水器的效率: =100%=100%=63%。 -2 0 Q Q 吸 放 6 6 1.26 10 J 2 10 J 7.(2019浙江温州,28)(9分)小明参加科技节“掷飞机”比赛,该项目的规则是:纸飞机掷出后在空中滞留 的时间越长成绩越好。查
41、阅资料得知:纸飞机在空中滞留的时间与其形状、质量、出手速度和出手角 度有关。小明认为还可能与纸飞机表面的粗糙程度有关。为了验证自己的猜想,小明准备了以下器材 进行实验研究: 发射器(如图);秒表;剪刀;面积、质量大小和表面粗糙程度不同的两种纸A、B各若干张(同种纸正反面 粗糙程度相同)。 (1)发射器的弹簧压缩得越短,释放后纸飞机获得的速度越大,其原因是 。 (2)写出本实验的主要步骤。 答案答案 (1)弹簧压缩得越短,弹性势能越大,纸飞机获得动能越大,纸飞机的速度越大 (2)实验步骤见解析 解析解析 (1)在弹性限度内,弹簧所受压力越大,弹性形变量越大,其弹性势能越大; (2)答题要点:自变量的设计(纸飞机表面的粗糙程度)、无关变量的控制(质量、弹簧压缩程度、发射角 度、选择无风的环境)、因变量的观测(空中滞留时间的测量)、控制实验误差(多次实验求平均值)、实 验结果的比较与分析。 满分示例: 用剪刀将A、B两种纸裁成形状、面积大小相同的纸各若干张; 将1张A纸叠放在1张B纸上,折一纸飞机,将1张B纸叠放在1张A纸上,按相同的折法制作另一纸飞机; 选择无风的环境,将两只纸飞机分别放在发射器上,压缩弹簧到相同的位置,以相同的角度进行发射; 用秒表记录两只纸飞机滞空时间; 多次重复实验; 分别计算两只纸飞机的平均滞空时间,进行比较得出结论。
