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21世纪教育网精品试卷·第2页(共2页)PAGE58中考科学一轮复习——能的转化与能量守恒浙教版第四章能的转化与能量守恒【考纲导读】1.了解动能和势能(重力势能和弹性势能)与哪些因素有关;知道动能和势能可以转化,知道机械能守恒是机械能总量保持不变2.理解功的概念,认识简单机械的作用,知道做功伴随能的转化(或转移)3.理解功率的概念,能区别功率和机械效率,从能的传递和转化认识功率和机械效率4.知道内能改变的两种途径,知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化,了解比热容和热值的概念5.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,会计算用电器消耗的电能,理解电功率的含义,并能进行简单的计算,会测小灯泡的功率,能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率备注:1.不要求用机械能守恒条件解题2.不要求用Q=mc(t2–t1)计算热量【知识精讲】一、功和能1.功(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离(缺一则不做功,如距离与力垂直不做功)。(2)公式:W=FS(S:物体在力的方向上通过的距离)。(3)单位:1J=1N/m。(4)做功过程的实质:是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化(或转移)。2.功率(1)定义:单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢,或能量转化的快慢。(2)公式:,。(3)单位换算:1w=1J/s。3.机械能(1)定义:动能和势能的统称。①动能:物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大,运动速度越大,它的动能就越大。②势能:重力势能:举高的物体具有的能。质量越大,高度越高,它的重力势能就越大。弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。(2)机械能守恒:物体的动能和势能可以相互转化,在转化的过程,如果没有摩擦阻力,机械能的总量保持不变。4.内能:(1)定义:物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。(2)影响内能大小的因素:温度、质量、物质本身、物质状态。(3)改变物体内能的方式:做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。做功的实质是内能的转化,对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能,反之亦然。热传递的实质是内能的转移,物体吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少。(4)比热容: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。单位:J/(kg·℃)。公式:Q=cm(t2-t1)。(5)燃料的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。单位:J/kg。公式:Q=mq。5.能量的转化与守恒不同形式的能量可以相互转化,功是能量转化的量度。能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。能量的转化和转移有一定的方向性。二、简单机械1.杠杆(1)平衡条件:F1L1=F2L2。(2)杠杆的三种类型:省力杠杆:若L1>L2,则F1<F2,省力,但费距。费力杠杆:若L1<L2,则F1>F2,费力,但省距。等臂杠杆:若L1=L2,则F1=F2,既不省力,也不费力。2.滑轮(1)定滑轮:相当于一个等臂杠杆;不能省力,但可以改变力的方向。(2)动滑轮:相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆;可以省一半的力(不计摩擦和滑轮重),但费2倍距离。(3)滑轮组:省力且可以改变力的方向,F=1/n(G物+G动)。3.机械效率(1)公式:η=,(斜面问题中η=;滑轮组中:η=)。(2)特点:机械效率总小于1,即:使用任何机械都不能省功。(3)提高机械效率的办法:减小机械自重,减小机件间的摩擦。三、电功、电功率1.电功(W/J):(1)定义:电流通过用电器做功,表示电能转化为其它能的多少。W=Pt=UIt=(U2/R)t=I2Rt(纯电阻电路中)(2)单位换算:1度=1千瓦时=3.6×106J;1马力=735w。(3)测量工具:电能表。2.电功率(P/W):(1)电流在1s内所做的功,表示电流做功的快慢程度。P=W/t=UI=U2/R=I2R(纯电阻电路中)(2)单位:W。(3)功率分为:实际功率和额定功率。3.测小灯泡功率实验(参照伏案法测电阻实验):(1)原理:P=UI。(2)电路图:图2-4-1(3)实验器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。(4)实验步骤:①按图连接电路,开关断开,滑动变阻器阻值调至最大;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P使电压表的读数为额定电压值,读出电流。反复做3次,读出不同电流值I1、I2、I3;③由P=UI算出每次的电功率值P1、P2、P3,再求出平均值P=(P1+P2+P3)/3。4.焦耳定律(1)电流的热效应:电流通过导体时会使导体发热的现象。(2)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(3)公式:Q=I2Rt。【真题讲练】例1.2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是()A.水的内能比泥土、砂石的内能大B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大C.水的内能比泥土、砂石的内能小D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小【解析】香港临海,因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大,吸收同样的热量,温度升高的幅度小,从而可以起到减小温差的作用。【答案】B容积(L)
175
功率(w)
150
耗电量(kwh/24h)
O.9
额定电压(v)容积(L)
175
功率(w)
150
耗电量(kwh/24h)
O.9
额定电压(v)
220能表转盘转1500转,则该电冰箱每天启动次,每工作一次电能表转盘转转。【解析】根据铭牌可知,电冰箱每天耗电0.9kwh,则一天实际工作时间,每天启动的次数为:,每工作一次电能表的转数为。【答案】6,30,300图2-4-3例3.如图2-4-3,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中()
A.滑轮组的机械效率是60%B.绳子自由端被拉下3m
C.做的有用功是800JD.拉力F的功率是80W图2-4-3【解析】由图可知,有2根绳子负重。则滑轮组的机械效率为η====80%;绳子自由端被拉下的距离S=3h=3×1m=3m;做的有用功为:W=Gh=800N×1m=800J;重物上升的速度为v=S/t=1m/10s=0.1m/s,则绳子的速度为v’=2v=0.2m/s,则拉力F的功率为:P=Fv’=500N×0.2m/s=100w。【答案】C例4.一台功率为40kw的抽水机,机械效率为60%,如果要把河水抽到5m高的地方,则每小时抽水机做的总功是J,其中有用功是J,所抽水的质量是kg。【解析】抽水机每小时抽水机做的总功根据公式W=Pt可得W=40000w×3600s=1.44×108J;有用功W有=W总×60%=1.44×108J×60%=8.64×107J;由W有=Gh=mgh可得出所抽水的质量是1.728×106kg。【答案】1.44×108,8.64×107,1.728×106【中考演练】一、选择题1.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星上天,它绕地球以椭圆轨道运行,近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km,如图所示。则它从近地点向远地点运动时,下列说法正确的是()A.势能减小,动能增大B.势能增大,动能增大C.势能增大,动能不变D.势能增大,动能减小2.下列事例中,属于机械能转化为内能的是()A.水蒸气把壶盖顶开B.落在手心里的雪花熔化成水C.冬天对着手哈气,手变暖和D.陨石坠入大气层成为流星3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是()
A.白炽灯B.电炉C.发电机D.电动机4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭,以下关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法,正确的是()A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能 B.门的动能转化为弹簧的弹性势能C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能5.如下图所示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则:()5题图A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙=F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲=F乙>F丙6.由热值的定义可知,热值Q=mq,式中m是燃料的质量,Q是燃料完全燃烧放出的热量,那么()A.热值的大小与Q成正比B.热值的大小与m成反比C.热值的大小与Q、m都有关,由Q与m共同决定D.热值的大小与Q、m都无关,由燃料的种类决定7.一只“10V5W”的甲灯和一只“6V1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)()
A.甲灯大些B.乙灯大些C.两灯一样大D.无法确定8.关于物体内能,下列说法中正确的是()A.物体的温度不变,内能一定不变 B.温度越高的物体,内能一定越大C.物体的温度升高,内能一定增加 D.温度为0℃的物体,内能一定为零9.下列器件中属于省力杠杆的是()A.坩埚钳A.坩埚钳B.剪刀C.筷子D.镊子10题图10.小明推一辆手推车遇到障碍物,小刚过来帮着推车的轮子,要想越过障碍物。力的作用点和方向如图所示,则小刚在推车轮子时()10题图A.在A点用力最小B.在B点用力最小C.在C点用力最小D.在A、C点用力相同11.下列说法正确的是()10题图A.力方向总是垂直于物体的支持面10题图B.重力不随物体位置变化而变化12题图C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小12题图D.空中向上飘的气球没有受到重力12.在如图所示的滚摆实验中,发现滚摆每次上升的高度逐渐减小,此过程中能量的变化情况为()A.机械能增加,内能减小 B.机械能减小,内能增加C.机械能减小,内能不变 D.机械能不变,内能增加13.小松妈妈去百货大楼购物,自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中,她的()A.动能增大,势能增大,机械能增大B.动能增大,能增大,机械能不变C.动能不变,势能增大,机械能不变D.动能不变,势能增大,机械能增大14.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是()14题图A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能14题图B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能15.关于简单机械,下列说法中正确的是()A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B.功率越大的机械,做功就越快C.做功越多的机械,其机械效率就越高 D.越省力的机械,其机械效率就越高16.下图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是()17题图18题图17.如图所示,瓶盖起子有(a)、(b)两种用法。A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在瓶盖和瓶口的接触点中,D和E分别是离手最远和最近的两点。开盖时手对起子施加的力F作用在G点,瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出)。如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折。则:()17题图18题图A.(a)、(b)两图支点都是A,(a)种用法更省力B.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(a)种用法更省力C.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(b)种用法更省力D.(a)、(b)两图支点都是B,(b)种用法更省力19题图18.如图,挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时,其秒针往往停在表盘上的()19题图A.“3”的位置B.“6”的位置C.“9”的位置D.“12”的位置19.如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮重力为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力()A.218NB.220NC.210ND.236N二、填空题1.人类的太空旅行已不是梦想,2007年4月,世界第五位太空旅客查尔斯·希莫尼成功完成了又一次太空旅行,在飞船加速上升时,其动能___________,重力势能_________,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变“)。3题图2.用煤气来做饭时,热量大部分是通过方式传递给锅,若煤气的热值约3.9×107J/m3,则完全燃烧1m3煤气能放出J热量。饭菜做好时,厨房弥漫着饭菜的香味,说明3题图。5题图3.小红家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个档位。如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:Rl=50Ω,R2=100Ω,电源电压保持不变。当开关S1置于b端,S2断开时,电烤箱处于______档位;电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是_____W;电烤箱在高档位工作时,对食物加热3min,消耗的电能是__________J。5题图4.太阳能把地面的空气晒热,太阳能转化为________能;空气流动成风,又转化为________能;植物吸收太阳能,发生光合作用,太阳能转化为植物的________能;古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气,转化为这些燃料的________能。5.在验证杠杆平衡条件时,某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态,已知每个钩码的质量均相等:6题图(1)已知钩码所挂位置不动,将左边的钩码拿掉一个,为使杠杆仍然保持平衡,右边的钩码拿掉________个;6题图(2)由此,总结出杠杆的平衡条件为_________________________。6.小明用如图所示的滑轮组,在4秒内将质量为6.0千克的物体A匀速提升了0.5米。已知绳子自由端所用的拉力F为25牛。则在这个过程中拉力做了_______焦的功,该滑轮组的机械效率为_______。(g取10N/kg)三、作图题1.用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在下图中画出最省力的绕绳方法。1题图2.当螺线管通电时,螺线管的N、S极如下图所示,请在图中标出电流方向和小磁针静止时的N、S极。2题图四、实验题1.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图(a)所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验,他根据测得的数据绘得如图(b)所示的“水温与时间关系”图像,实验过程中室温保持不变,请你回答:1题图(1)①和②哪种材料的保温性能好?答:_____________(选填“①”或“②”);(2)对于同一保温材料内的水,在10min到20min时间内放出的热量_____________20min到30min时间内放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”);(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量_____________②保温材料内的水2题图放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。2题图2.在“探究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在______位置平衡。如果杠杆左边低右端高,则调节平衡螺母应向移动。此后在整个实验过程中,是否还要再旋动两侧的平衡螺母?。(图中杠杆上每格距离相等)(2)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆_________保持平衡(选填“能”或“不能”),若不能,端向下倾斜;如果两边各减少一个钩码,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向外侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向内侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜。3.(08清远)在测2.5V小灯泡(电阻大约8Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图的电路。其中电源电压为6V。(1)图中有一处连接错误,请用“×”标出,并正确连接好实物图。同时在虚线框中画出其对应的电路图。3题图a3题图a3题图b3题图b(2)在连接电路时,开关应断开,滑片应移到________处(最大阻值或最小阻值)。(3)闭合上开关之后,小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接无误,各元件完好,那么可能原因是_________________________________。(4)小明调节滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V,这是电流表的指针如3题图b所示,则该灯泡的额定功率是________W。五、计算题1题图1.(08绍兴)生活在高原的人们常用高压锅煮食物,这是由于高原地区的大气压较___________。以下是电压力锅和它的工作电路图,R1为工作时的加热电阻,标有额定功率为800W。R2为保温保压电阻,且R2=2R1,S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开,S2为限时开关,可以设定加热时间。求:1题图(1)当锅内气压为110千帕时,锅内气体对锅盖(400厘米2)的压力多大?(2)正常工作时,R1阻值多大?(3)若用此电压力锅煮骨头汤,S2限时60分钟。S1、S2同时闭合,工作30分钟后,S1达到限压值断开,S2闭合至限时结束。此过程中共消耗多少电能?2.为了增强体能,全班同学进行爬楼训练。体重500N的小刚在10s内连续爬梯的总高度为7m。求:(1)小刚爬楼梯所做的功。(2)小刚爬楼梯的功率。3题图3.某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物,在重物上升0.6m的过程中,拉力的功率为250W,滑轮组的机械效率为80%(不计滑轮的轮与轴之间摩擦,)。则:3题图(1)滑轮组的有用功为多少?
(2)拉力做的总功为多少?(3)绳子的自由端下降的速度为多少?(4)若提升500N的重物,则实际拉力F为多少N?4.(08聊城)“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,在汶川地震灾区救援现场,用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N/Kg)4题图(1)现有一“塔吊”如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组,C移动的范围是从O点到B点。已知:AO=10m,OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重的质量为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,为安全起吊,C应移动到离O点多远的地方?4题图(2)若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,“塔吊”提升水泥板的功率是多少?如果机械做的额外功是3×104J,“塔吊”的机械效率是多少?5.(08全国竞赛)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答:型号CC5020额定压力5MPa电源220V~/50Hz额定流量20L/min额定功率2.2kW防护等级IP251)从物理学的角度看,铭牌中有一个物理量名称与单位不一致,请你指出并说明如何更正。2)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是A。若清洗一辆汽车平均耗时10min,则清洗一辆汽车平均用水m3;平均耗电kw·h。3)清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?4)该清洗机正常工作时的效率是多少?第四章能的转化与能的守恒一、选择题:1-12:DDDAC,DCCBCCB提示:1.D.提示:卫星从近地点向远地点运动时,高度升高,速度减小;2.D.提示:A是把内能转化为机械能,B和C是热传递,;3.D.提示:A、B是由电能转化为其他形式的能,C是其它形式的能转化为电能;4.A.提示:略;5.C.提示:F甲=2F乙=3F丙;6.D.提示:略;7.C.提示:计算可得两灯电阻值相等均为20欧,串联电路电功率与电阻成正比,则两灯泡实际功率一样大;8.C.提示:晶体融化过程中温度不变内能增大,所以A错;9.B.提示:省力杠杆是动力臂比阻力臂长的杠杆;10.C.提示:C点力臂最长则用力最小;11.C.提示:A选项的反例如摩擦力,B、D说法均错误;12.B.提示:机械能转化为内能;13.D.提示:匀速运动动能不变,高度变大则势能增大,则总的机械能增大;14.D.提示:内能与温度和质量有关;15.B.提示:功率表示做功的快慢,机械效率是有用功与总功的比值;16.C.提示:省力杠杆是动力臂比阻力臂长的杠杆,只有C正确;17.B.提示:注意支点是不动的点,是杠杆旋转的中心点,a图动力臂更长;18.C.提示:秒针从“6”的位置走向“12”,的位置时,重力会阻碍它向上走动。当它到达“9”的位置时,秒针重力的力臂最长,FL最大,因此秒针容易停在这个位置;19.C.提示:设需要用力X牛,共四条绳子系在动滑轮上,根据受力分析有600+400+50-X=4X,X=210(N);二、填空题1.增大,增大,增大;2.热传递3.9×107J分子在不停地做无规则运动;3.低9682.6136×105(提示:P=U2/R,W=Pt);4.内机械化学化学;5.(1)2(提示:由图可知F2:F1=L1:L2=6:3=2:1)(2)F1L1=F2L26.37.5N,80%三、作图题图121.图122.四、实验题1.(1)①(提示:随时间的变化温度下降较缓慢)(2)大于(提示:观察图像可知,随着时间的推移,温度下降趋势越来越缓和)(3)等于(提示:有图像可知水温变化量相同)2.(1)水平,右,否(2)不能,左,右,右,左(提示:利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2)3.(1)(2)最大阻值(3)滑动变阻器的电阻值较大,使灯泡的电流(或电压)太小(4)0.75五、计算题1.提示:低(1)F=pS=1.10×105帕×400×10-4米2=4400牛(2)R1=U2/P1=(220伏)2/800瓦=60.5欧(3)并联电路电压一定,则有P2:P1=R1:R2=1:2所以P2=P1/2=400瓦W=W1+W2=P1tl+P2t2=800瓦×l800秒+400瓦×3600秒=2.88×106焦答:(1)压力是4400牛;(2)R1阻值为60.5欧;(3)共消耗2.88×106焦电能。2.提示:(1)W=F·S=Gh=500N×7m=3500J(2)P===350W3.提示:(1)W有=Gh=400N×0.6m=240J(2)W总=(3)F=根据P=Fv有(4)4.提示:(1)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2C离O点的距离(2)G=1.25×104N,W额=3×104JW有用=Gh=1.25×104N×4m=5×104J5.提示:1)铭牌中的“额定压力”与单位“MPa”不一致,应改为“额定压强”,单位不变。
2)10,0.2,0.37
3)设恒力F作用在水上,使水移动了距离L,则F对水做的功
W=FL,
而F=pS,所以
W=FL=pSL=pV
清洗机正常工作10min,清洗机喷出的水的体积为
V=20L/min×10min=0.2m3
清洗机对水做功
W=pV=5MPa×0.2m3=1.0×106J
4)清洗机消耗的电能
W电=Pt=2.2kW×10min=1.32×106J
该清洗机正常工作时的效率
η=W/W电×100%=75.8%
1.了解动能和势能(重力势能和弹性势能)与哪些因素有关;知道动能和势能可以转化,知道机械能守恒是机械能总量保持不变2.理解功的概念,认识简单机械的作用,知道做功伴随能的转化(或转移)3.理解功率的概念,能区别功率和机械效率,从能的传递和转化认识功率和机械效率4.知道内能改变的两种途径,知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化,了解比热容和热值的概念5.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,会计算用电器消耗的电能,理解电功率的含义,并能进行简单的计算,会测小灯泡的功率,能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率备注:1.不要求用机械能守恒条件解题2.不要求用Q=mc(t2–t1)计算热量【知识精讲】一、功和能1.功(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离(缺一则不做功,如距离与力垂直不做功)。(2)公式:W=FS(S:物体在力的方向上通过的距离)。(3)单位:1J=1N/m。(4)做功过程的实质:是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化(或转移)。2.功率(1)定义:单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢,或能量转化的快慢。(2)公式:,。(3)单位换算:1w=1J/s。3.机械能(1)定义:动能和势能的统称。①动能:物体由于运动而具有的能。运动物体的质量越大,运动速度越大,它的动能就越大。②势能:重力势能:举高的物体具有的能。质量越大,高度越高,它的重力势能就越大。弹性势能:发生弹性形变的物体具有的能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。(2)机械能守恒:物体的动能和势能可以相互转化,在转化的过程,如果没有摩擦阻力,机械能的总量保持不变。4.内能:(1)定义:物体内部大量做无规则运动的粒子的动能和势能的总和。一切物体都具有内能。(2)影响内能大小的因素:温度、质量、物质本身、物质状态。(3)改变物体内能的方式:做功和热传递。这两种方法对于改变物体的内能是等效的。做功的实质是内能的转化,对物体做了多少功就有多少其他形式的能转化为内能,反之亦然。热传递的实质是内能的转移,物体吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少。(4)比热容: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。单位:J/(kg·℃)。公式:Q=cm(t2-t1)。(5)燃料的热值:1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量。单位:J/kg。公式:Q=mq。5.能量的转化与守恒不同形式的能量可以相互转化,功是能量转化的量度。能量既不会消失,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。永动机是不可能制成的。能量的转化和转移有一定的方向性。二、简单机械1.杠杆(1)平衡条件:F1L1=F2L2。(2)杠杆的三种类型:省力杠杆:若L1>L2,则F1<F2,省力,但费距。费力杠杆:若L1<L2,则F1>F2,费力,但省距。等臂杠杆:若L1=L2,则F1=F2,既不省力,也不费力。2.滑轮(1)定滑轮:相当于一个等臂杠杆;不能省力,但可以改变力的方向。(2)动滑轮:相当于一个动力臂是阻力臂两倍的杠杆;可以省一半的力(不计摩擦和滑轮重),但费2倍距离。(3)滑轮组:省力且可以改变力的方向,F=1/n(G物+G动)。3.机械效率(1)公式:η=,(斜面问题中η=;滑轮组中:η=)。(2)特点:机械效率总小于1,即:使用任何机械都不能省功。(3)提高机械效率的办法:减小机械自重,减小机件间的摩擦。三、电功、电功率1.电功(W/J):(1)定义:电流通过用电器做功,表示电能转化为其它能的多少。W=Pt=UIt=(U2/R)t=I2Rt(纯电阻电路中)(2)单位换算:1度=1千瓦时=3.6×106J;1马力=735w。(3)测量工具:电能表。2.电功率(P/W):(1)电流在1s内所做的功,表示电流做功的快慢程度。P=W/t=UI=U2/R=I2R(纯电阻电路中)(2)单位:W。(3)功率分为:实际功率和额定功率。3.测小灯泡功率实验(参照伏案法测电阻实验):(1)原理:P=UI。(2)电路图:图2-4-1(3)实验器材:电源、电流表、电压表、滑动变阻器、灯泡、开关、导线等。(4)实验步骤:①按图连接电路,开关断开,滑动变阻器阻值调至最大;②闭合开关,调节滑动变阻器滑片P使电压表的读数为额定电压值,读出电流。反复做3次,读出不同电流值I1、I2、I3;③由P=UI算出每次的电功率值P1、P2、P3,再求出平均值P=(P1+P2+P3)/3。4.焦耳定律(1)电流的热效应:电流通过导体时会使导体发热的现象。(2)焦耳定律:电流通过导体产生的热量,跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。(3)公式:Q=I2Rt。【真题讲练】例1.2008年6月5日19时30分,中央气象台发布了西安和香港两城市在未来24小时内的天气预报:西安,晴,气温21℃~34℃;香港,晴,气温24℃~28℃。造成两地在同一天内气温变化差别较大的原因之一是()A.水的内能比泥土、砂石的内能大B.水的比热容比泥土、砂石的比热容大C.水的内能比泥土、砂石的内能小D.水的比热容比泥土、砂石的比热容小【解析】香港临海,因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大,吸收同样的热量,温度升高的幅度小,从而可以起到减小温差的作用。【答案】B容积(L)
175
功率(w)
150
耗电量(kwh/24h)
O.9
额定电压(v)容积(L)
175
功率(w)
150
耗电量(kwh/24h)
O.9
额定电压(v)
220能表转盘转1500转,则该电冰箱每天启动次,每工作一次电能表转盘转转。【解析】根据铭牌可知,电冰箱每天耗电0.9kwh,则一天实际工作时间,每天启动的次数为:,每工作一次电能表的转数为。【答案】6,30,300图2-4-3例3.如图2-4-3,用滑轮组提升重物时,重800N的物体在10s内匀速上升了lm。已知拉绳子的力F为500N,则提升重物的过程中()
A.滑轮组的机械效率是60%B.绳子自由端被拉下3m
C.做的有用功是800JD.拉力F的功率是80W图2-4-3【解析】由图可知,有2根绳子负重。则滑轮组的机械效率为η====80%;绳子自由端被拉下的距离S=3h=3×1m=3m;做的有用功为:W=Gh=800N×1m=800J;重物上升的速度为v=S/t=1m/10s=0.1m/s,则绳子的速度为v’=2v=0.2m/s,则拉力F的功率为:P=Fv’=500N×0.2m/s=100w。【答案】C例4.一台功率为40kw的抽水机,机械效率为60%,如果要把河水抽到5m高的地方,则每小时抽水机做的总功是J,其中有用功是J,所抽水的质量是kg。【解析】抽水机每小时抽水机做的总功根据公式W=Pt可得W=40000w×3600s=1.44×108J;有用功W有=W总×60%=1.44×108J×60%=8.64×107J;由W有=Gh=mgh可得出所抽水的质量是1.728×106kg。【答案】1.44×108,8.64×107,1.728×106【中考演练】一、选择题1.1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星上天,它绕地球以椭圆轨道运行,近地点离地面高度为439km,远地点离地面高度为2384km,如图所示。则它从近地点向远地点运动时,下列说法正确的是()A.势能减小,动能增大B.势能增大,动能增大C.势能增大,动能不变D.势能增大,动能减小2.下列事例中,属于机械能转化为内能的是()A.水蒸气把壶盖顶开B.落在手心里的雪花熔化成水C.冬天对着手哈气,手变暖和D.陨石坠入大气层成为流星3.下列装置在正常工作时,可将电能转化为机械能的是()
A.白炽灯B.电炉C.发电机D.电动机4.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门,弹簧门在被推开后能自动关闭,以下关于弹簧门被推开后自行关闭的过程中能量转化的说法,正确的是()A.弹簧门的弹性势能转化为门的动能 B.门的动能转化为弹簧的弹性势能C.门的动能转化为弹簧的弹性势能 D.弹簧的动能转化为门的势能5.如下图所示,同一物体沿相同水平地面被滑轮或滑轮组匀速拉动,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轴及轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则:()5题图A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙=F丙 C.F甲>F乙>F丙 D.F甲=F乙>F丙6.由热值的定义可知,热值Q=mq,式中m是燃料的质量,Q是燃料完全燃烧放出的热量,那么()A.热值的大小与Q成正比B.热值的大小与m成反比C.热值的大小与Q、m都有关,由Q与m共同决定D.热值的大小与Q、m都无关,由燃料的种类决定7.一只“10V5W”的甲灯和一只“6V1.8W”的乙灯串联后接入电路中,两灯均能发光,比较它们的实际功率(不考虑灯丝电阻随温度的变化)()
A.甲灯大些B.乙灯大些C.两灯一样大D.无法确定8.关于物体内能,下列说法中正确的是()A.物体的温度不变,内能一定不变 B.温度越高的物体,内能一定越大C.物体的温度升高,内能一定增加 D.温度为0℃的物体,内能一定为零9.下列器件中属于省力杠杆的是()A.坩埚钳A.坩埚钳B.剪刀C.筷子D.镊子10题图10.小明推一辆手推车遇到障碍物,小刚过来帮着推车的轮子,要想越过障碍物。力的作用点和方向如图所示,则小刚在推车轮子时()10题图A.在A点用力最小B.在B点用力最小C.在C点用力最小D.在A、C点用力相同11.下列说法正确的是()10题图A.力方向总是垂直于物体的支持面10题图B.重力不随物体位置变化而变化12题图C.粉笔在使用时,质量变小,重力变小12题图D.空中向上飘的气球没有受到重力12.在如图所示的滚摆实验中,发现滚摆每次上升的高度逐渐减小,此过程中能量的变化情况为()A.机械能增加,内能减小 B.机械能减小,内能增加C.机械能减小,内能不变 D.机械能不变,内能增加13.小松妈妈去百货大楼购物,自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中,她的()A.动能增大,势能增大,机械能增大B.动能增大,能增大,机械能不变C.动能不变,势能增大,机械能不变D.动能不变,势能增大,机械能增大14.四只相同规格的烧杯中装有水,水量及其温度如图所示,关于四只烧杯中水的内能的大小,下列判断正确的是()14题图A.a烧杯中水的内能大于b烧杯中水的内能14题图B.c烧杯中水的内能大于d烧杯中水的内能C.a烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能D.d烧杯中水的内能大于c烧杯中水的内能15.关于简单机械,下列说法中正确的是()A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向 B.功率越大的机械,做功就越快C.做功越多的机械,其机械效率就越高 D.越省力的机械,其机械效率就越高16.下图所示的四种工具中,属于省力杠杆的是()17题图18题图17.如图所示,瓶盖起子有(a)、(b)两种用法。A、B是开盖时起子和瓶盖接触的两点。在瓶盖和瓶口的接触点中,D和E分别是离手最远和最近的两点。开盖时手对起子施加的力F作用在G点,瓶口对瓶盖的阻力可以认为作用于瓶盖的中心C点(图中没有标出)。如果瓶盖在打开的过程中没有发生明显的弯折。则:()17题图18题图A.(a)、(b)两图支点都是A,(a)种用法更省力B.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(a)种用法更省力C.(a)图支点是A,(b)图支点是B,(b)种用法更省力D.(a)、(b)两图支点都是B,(b)种用法更省力19题图18.如图,挂在竖直墙壁上的石英钟,它的秒针在走动时会受到转轴处的摩擦阻力和重力的作用。当石英钟内电池的电能将耗尽而停止走动时,其秒针往往停在表盘上的()19题图A.“3”的位置B.“6”的位置C.“9”的位置D.“12”的位置19.如图所示,吊篮的重力为400N,动滑轮重力为50N,定滑轮重力为40N,人的重力为600N,人在吊篮里拉着绳子不动时需用力()A.218NB.220NC.210ND.236N二、填空题1.人类的太空旅行已不是梦想,2007年4月,世界第五位太空旅客查尔斯·希莫尼成功完成了又一次太空旅行,在飞船加速上升时,其动能___________,重力势能_________,机械能________(选填“增大”、“减小”或“不变“)。3题图2.用煤气来做饭时,热量大部分是通过方式传递给锅,若煤气的热值约3.9×107J/m3,则完全燃烧1m3煤气能放出J热量。饭菜做好时,厨房弥漫着饭菜的香味,说明3题图。5题图3.小红家买了一台电烤箱,发热功率有高、中、低三个档位。如图是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。已知:Rl=50Ω,R2=100Ω,电源电压保持不变。当开关S1置于b端,S2断开时,电烤箱处于______档位;电烤箱在中档位工作时,消耗的电功率是_____W;电烤箱在高档位工作时,对食物加热3min,消耗的电能是__________J。5题图4.太阳能把地面的空气晒热,太阳能转化为________能;空气流动成风,又转化为________能;植物吸收太阳能,发生光合作用,太阳能转化为植物的________能;古代植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气,转化为这些燃料的________能。5.在验证杠杆平衡条件时,某实验小组得到了如图所示的杠杆平衡状态,已知每个钩码的质量均相等:6题图(1)已知钩码所挂位置不动,将左边的钩码拿掉一个,为使杠杆仍然保持平衡,右边的钩码拿掉________个;6题图(2)由此,总结出杠杆的平衡条件为_________________________。6.小明用如图所示的滑轮组,在4秒内将质量为6.0千克的物体A匀速提升了0.5米。已知绳子自由端所用的拉力F为25牛。则在这个过程中拉力做了_______焦的功,该滑轮组的机械效率为_______。(g取10N/kg)三、作图题1.用滑轮组将陷在泥中汽车拉出来,试在下图中画出最省力的绕绳方法。1题图2.当螺线管通电时,螺线管的N、S极如下图所示,请在图中标出电流方向和小磁针静止时的N、S极。2题图四、实验题1.小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料,两支相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和初温相同、质量相等的热开水,以及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图(a)所示,然后在相同环境的房间里同时开始做实验,他根据测得的数据绘得如图(b)所示的“水温与时间关系”图像,实验过程中室温保持不变,请你回答:1题图(1)①和②哪种材料的保温性能好?答:_____________(选填“①”或“②”);(2)对于同一保温材料内的水,在10min到20min时间内放出的热量_____________20min到30min时间内放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”);(3)在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量_____________②保温材料内的水2题图放出的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。2题图2.在“探究杠杆平衡条件”实验中:(1)实验前,先把杠杆的中点支在支架上,调节两端的平衡螺母,使杠杆在______位置平衡。如果杠杆左边低右端高,则调节平衡螺母应向移动。此后在整个实验过程中,是否还要再旋动两侧的平衡螺母?。(图中杠杆上每格距离相等)(2)如图所示,杠杆处于平衡状态。如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩码后,杠杆_________保持平衡(选填“能”或“不能”),若不能,端向下倾斜;如果两边各减少一个钩码,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向外侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜;将两边钩码都向内侧移动一个格子,杠杆________端向下倾斜。3.(08清远)在测2.5V小灯泡(电阻大约8Ω左右)额定功率的实验时,小明连接了如图的电路。其中电源电压为6V。(1)图中有一处连接错误,请用“×”标出,并正确连接好实物图。同时在虚线框中画出其对应的电路图。3题图a3题图a3题图b3题图b(2)在连接电路时,开关应断开,滑片应移到________处(最大阻值或最小阻值)。(3)闭合上开关之后,小明发现电压表、电流表均有示数,但小灯泡不亮,经检查,电路连接无误,各元件完好,那么可能原因是_________________________________。(4)小明调节滑片P的位置,使电压表的示数为2.5V,这是电流表的指针如3题图b所示,则该灯泡的额定功率是________W。五、计算题1题图1.(08绍兴)生活在高原的人们常用高压锅煮食物,这是由于高原地区的大气压较___________。以下是电压力锅和它的工作电路图,R1为工作时的加热电阻,标有额定功率为800W。R2为保温保压电阻,且R2=2R1,S1为压力开关,当压强达到设定值时S1会自动断开,S2为限时开关,可以设定加热时间。求:1题图(1)当锅内气压为110千帕时,锅内气体对锅盖(400厘米2)的压力多大?(2)正常工作时,R1阻值多大?(3)若用此电压力锅煮骨头汤,S2限时60分钟。S1、S2同时闭合,工作30分钟后,S1达到限压值断开,S2闭合至限时结束。此过程中共消耗多少电能?2.为了增强体能,全班同学进行爬楼训练。体重500N的小刚在10s内连续爬梯的总高度为7m。求:(1)小刚爬楼梯所做的功。(2)小刚爬楼梯的功率。3题图3.某工地用如图所示的滑轮组匀速提升400N的重物,在重物上升0.6m的过程中,拉力的功率为250W,滑轮组的机械效率为80%(不计滑轮的轮与轴之间摩擦,)。则:3题图(1)滑轮组的有用功为多少?
(2)拉力做的总功为多少?(3)绳子的自由端下降的速度为多少?(4)若提升500N的重物,则实际拉力F为多少N?4.(08聊城)“塔吊”是建筑工地上常见的起重设备,在汶川地震灾区救援现场,用“塔吊”可将很重的水泥板方便地吊起并安放到工作区域内。(g取10N/Kg)4题图(1)现有一“塔吊”如图所示,它有一水平臂AB,AO叫平衡臂,OB叫吊臂。C为可移动的滑轮组,C移动的范围是从O点到B点。已知:AO=10m,OB=50m。若“塔身”的宽度和铁架、滑轮组所受重力及摩擦均不计,在A端所装配重的质量为5t,要想起吊质量为1.25t的水泥板,为安全起吊,C应移动到离O点多远的地方?4题图(2)若“塔吊”20s内将质量为1.25t的水泥板匀速提高了4m,那么,“塔吊”提升水泥板的功率是多少?如果机械做的额外功是3×104J,“塔吊”的机械效率是多少?5.(08全国竞赛)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗
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