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第1页(共1页)2025年中考物理复习之小题狂练300题(解答题):热与能(10题)一.解答题(共10小题)1.(2024•眉县模拟)C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机,具有安全、经济、舒适、环保的特点,2024年3月2日,编号为B﹣919F的东航第五架C919国产飞机,执行MU2999调机航班,从上海浦东国际机场起飞,于9时51分抵达上海虹桥国际机场,正式入列东航机队。该机搭载新一代涡扇发动机的热效率(发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比)和推进效率(发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比),如表为C919客机部分参数。(g取10N/kg)空载质量60t最大起飞质量巡航速度900km/h发动机巡航推力35000N(1)飞行时机翼下方的压强(选填“大于”、“小于”或“等于”)机翼上方的压强。(2)客机空载停在机场的水平地面上时,轮胎与地面总接触面积为0.5m2,它对地面的压强是多少?(3)若该客机以巡航速度飞行1h的过程中,消耗燃油3200kg,发动机的热效率为40%,此过程中发动机的推进效率为多大?(燃油热值q=4.6×107J/kg,结果保留一位小数)2.(2024•蕲春县一模)如图所示,2022年9月27日,由中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1吨,飞机发动机做的功为2×1010J。[航空燃油的热值为4×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:(1)飞机在投水的过程中保持水平匀速直线飞行,飞机的动能,机械能(均选填“增大”“不变”或“减小”)。(2)12吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收多少热量?(3)发动机的效率是多少?3.(2024•费县二模)2024年4月30日17时46分,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十七号载人飞行任务取得圆满成功。(1)2023年10月26日,搭载神舟十七号的运载火箭顺利发射升空。点火升空时,发射台周围出现大量的“白雾”(如图),这是水蒸气(填物态变化名称)的结果;火箭加速升空的过程中,飞船的机械能;飞船与天和核心舱对接形成组合体,相对于天和核心舱,飞船是的。(2)3名航天员在轨飞行187天,期间进行了2次出舱活动。出舱后,航天员在太空中漫步,处于“失重”状态,他们的质量(填“变大”、“变为0”或“不变”);他们穿的蓝色航天服可以(填“透过”、“反射”或“吸收”)蓝光;能够灵活地利用机械臂进行设备安装、调试和维修等工作,机械臂类似人的手臂,使用时可以省。(3)在太空抛物实验中,假如物体不受任何外力,抛出的物体将,核心舱内有许多固定把手,航天员在移动位置时,可以用力牵拉这些把手,以防止由于继续运动而碰到舱壁,这说明力可以改变物体的。(4)飞船返回舱返回地球时,进入大气层后,与大气剧烈摩擦,舱体外壁的温度达2000℃以上,这是通过的方式改变了返回舱的内能;舱体外壁涂的防热材料在高温下熔化、汽化,热量,加之隔热层的保护,从而使舱内温度可保持在26℃左右。(5)若这次发射过程中火箭发动机的效率是50%,所需要的有用功至少为4.2×1012J,则发射前工程师至少向火箭加注t热值为1.4×108J/kg的液态氢(假设液态氢在发射过程中完全燃烧)。4.(2024•商丘二模)氢燃料汽车是北京冬奥会交通保障的主力车型之一,此次使用的是我国国内首创的150kW大功率燃料电池发动机,最高车速可达100km/h,车的质量为4t,轮胎的总着地面积是0.08m2,请回答以下问题:(1)请说出一种使用液氢作燃料的优点:。(2)该车静止在水平地面上时对地面的压强。(g取10N/kg)(3)测试时该车以最高车速、150kW的恒定功率在水平公路上匀速行驶,消耗5.4kg液氢可以行驶0.7h,则该车受到的阻力为多少?该车利用燃料的效率是多少?(液氢热值取1.4×108J/kg)5.(2024•牧野区校级二模)如图所示是我国新一代99式主战坦克,该坦克使用涡轮增压大功率柴油机,行驶时的最大速度为72km/h,坦克自重50t.履带与地面的总接触面积为4m2。据此回答下列问题。(1)坦克的履带很宽是通过增大受力面积来(选填“减小”或“增大”)压强的;坦克使用的柴油机上使用的是(选填“火花塞”或“喷油嘴”)。(2)99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强大小?(3)若坦克以最大速度行驶1h消耗柴油200kg,柴油机的热机效率为30%,则坦克在行驶过程中牵引力的功率为多少?(柴油的热值为,除不尽的保留到小数点后一位)(4)坦克以最大速度行驶过程中,受到的阻力是多少?6.(2024•西华县三模)麦收时节,同学们去农场参加劳动实践,见到了如图所示的联合收割机收割麦子的场景。收割机作业时效率为40%,收割机整机质量为3.24t,车轮与地面的总接触面积为3.6m2。(1)如图所示,麦子收割过程中,收割机相对于同行的运小麦的车辆是(选填“运动”或“静止”)的。(2)收割机对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)(3)收割机作业时功率保持60kW不变,以2m/s的速度匀速行驶40min,可将同行的运小麦的车辆装满,此过程中消耗柴油多少千克?[q柴油=4.0×107J/kg]7.(2024•西平县模拟)如图是一种手扶式电动滚刷扫雪机。它能轻巧灵活地清扫道路上的积雪。(1)扫雪机的四冲程汽油发动机工作时,机械能转化为内能的是;(2)扫雪机静止在水平地面上,其质量为300kg,它与地面接触的总面积为400cm2,求其对地面的压强为多少?(g取10N/kg)(3)扫雪机不扫雪时,在道路上以最大速度5min匀速直线行驶了300m,此时行驶的功率为500W,求其所受阻力为多少?8.(2024•西华县二模)河南省是我国小麦第一生产大省,种植面积连续5年稳定在8500万亩以上,洛阳生产的“东方红”无人驾驶拖拉机在农业生产中深受农民喜爱。如图所示,该拖拉机的质量为1.5吨,与水平地面的总接触面积为1000cm2。(g取10N/kg,)(1)拖拉机静止时对水平地面产生的压强是多少?(2)若拖拉机在平直路面匀速行驶时受到的阻力为拖拉机总重的0.2倍,行驶4.3km消耗柴油0.75kg,那么柴油机的热效率为多少?(3)拖拉机以额定功率工作时,在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度,试分析主要原因。9.(2024•南阳二模)2023年12月18日,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。灾情牵动了全国人民的心,“甘”苦”共!河南社会各界迅速行动驰援灾区!12月22日,五辆载满河南爱心企业捐赠的救灾物资车辆从郑州出发驰援甘肃。河南高速交警迅速行动,接力护送保通,全力保障运送救灾物资车队第一时间奔赴灾区。其中一辆运送救灾物资的6轮卡车,卡车和物资的总质量为9t,每个车轮与地面接触的面积为500cm2,当它以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,卡车受到的阻力为车总重的0.03倍。求:(1)该车静止时,对水平地面的压强;(2)若该卡车以柴油为燃料,该柴油机的效率为40%,则匀速行驶10min,卡车消耗柴油的质量(q=4.3×107J/kg,结果保留两位小数);(3)汽车内燃机的吸气冲程大都采用自然吸气式,即活塞向下运动,空气在的作用下进入气缸。10.(2024•萨尔图区校级三模)新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了5.12×107J.求:(1)汽车牵引力做的功;(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少;(3)内燃机的效率。
2025年中考物理复习之小题狂练300题(解答题):热与能(10题)参考答案与试题解析一.解答题(共10小题)1.(2024•眉县模拟)C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制、具有自主知识产权的喷气式中程干线客机,具有安全、经济、舒适、环保的特点,2024年3月2日,编号为B﹣919F的东航第五架C919国产飞机,执行MU2999调机航班,从上海浦东国际机场起飞,于9时51分抵达上海虹桥国际机场,正式入列东航机队。该机搭载新一代涡扇发动机的热效率(发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比)和推进效率(发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比),如表为C919客机部分参数。(g取10N/kg)空载质量60t最大起飞质量巡航速度900km/h发动机巡航推力35000N(1)飞行时机翼下方的压强大于(选填“大于”、“小于”或“等于”)机翼上方的压强。(2)客机空载停在机场的水平地面上时,轮胎与地面总接触面积为0.5m2,它对地面的压强是多少?(3)若该客机以巡航速度飞行1h的过程中,消耗燃油3200kg,发动机的热效率为40%,此过程中发动机的推进效率为多大?(燃油热值q=4.6×107J/kg,结果保留一位小数)【考点】热机的效率公式与计算;压强的公式的应用;流体压强与流速的关系.【答案】(1)飞行时机翼下方的压强大于机翼上方的压强;(2)地面的压强是1.2×106Pa;(3)发动机的推进效率53.5%。【分析】(1)飞机的机翼上凸下平,飞行时上方空气流速快,压强小,下方空气流速慢压强大。(2)根据客机的质量算出重力,在水平地面上压力等于重力。已知轮胎和地面的接触面积,可求对地面的压强。(3)根据飞机的巡航速度和飞行时间,可求出飞行的距离。根据发动机的巡航推力,求出推力做的功。根据消耗燃油的质量和燃油热值,求出燃油燃烧放出的热量。根据发动机的效率,求出飞机获得的机械能。再根据推进效率等于发动机传递给飞机的推力所做的功与其获得的机械能之比求出飞机的推进效率。【解答】解:(1)飞机的机翼上凸下平,飞行时机翼下方的压强大于机翼上方的压强。(2)客机空载质量60t,在水平地面上压力等于重力,F=G=mg=60×103kg×10N/kg=6×105N;轮胎与地面总接触面积为0.5m2,它对地面的压强p===1.2×106Pa;(3)客机巡航速度900km/h,客机以巡航速度飞行1h,飞行距离s=vt=900km/h×1h=900km=9×105m;发动机巡航推力35000N,推力所做的功W=Fs=35000N×9×105m=3.15×1010J;消耗燃油3200kg,燃油燃烧放出的热量Q放=m汽油q=3200kg×4.6×107J/kg=1.472×1011J;发动机获得的机械能W机=ηQ放=40%×1.472×1011J=5.888×1010J;发动机的推进效率η==≈53.5%。答:(1)飞行时机翼下方的压强大于机翼上方的压强;(2)地面的压强是1.2×106Pa;(3)发动机的推进效率53.5%。【点评】该题考查了流体压强和流速的关系,压强以及热机效率的相关计算。解题时认真阅读题中信息,准确计算。2.(2024•蕲春县一模)如图所示,2022年9月27日,由中国自主研制的“鲲龙”AG600M灭火机以全新消防涂装在湖北荆门漳河机场成功完成12吨投汲水试验。若该飞机某段时间内消耗航空燃油1吨,飞机发动机做的功为2×1010J。[航空燃油的热值为4×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:(1)飞机在投水的过程中保持水平匀速直线飞行,飞机的动能减小,机械能减小(均选填“增大”“不变”或“减小”)。(2)12吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收多少热量?(3)发动机的效率是多少?【考点】热机的效率公式与计算;机械能的概念;动能和重力势能的相互转化;利用比热容的公式计算热量.【专题】比热容、热机、热值;应用能力.【答案】(1)减小;减小;(2)12吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收3.528×109J热量;(3)发动机的效率是50%。【分析】(1)影响动能的因素:质量和速度:质量越大,速度越大,动能越大;影响重力势能大小的因素:重力势能与物体的质量和被举高度有关,质量越大、被举得越高,则重力势能越大。动能和势能合称机械能。(2)知道水的质量、比热容、初温和末温,根据Q吸=cm(t﹣t0)计算吸收的热量;(3)知道燃油的质量和热值,根据Q放=mq计算放出的热量;根据率η=计算效率。【解答】解:(1)飞机在投水的过程中保持水平匀速直线飞行,质量变小、速度不变、高度不变,飞机的动能减小、重力势能减小,机械能减小;(2)12吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×1.2×104kg×(96℃﹣26℃)=3.528×109J;(3)消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量Q放=m油q=1×103kg×4×107J/kg=4×1010J;发动机的效率η===50%。故答案为:(1)减小;减小;(2)12吨水温度从26℃升高到96℃可以吸收3.528×109J热量;(3)发动机的效率是50%。【点评】本题考查了液体升温吸热、燃料燃烧放热、效率的计算,公式较多,都是基础知识,都要求掌握。3.(2024•费县二模)2024年4月30日17时46分,神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆,神舟十七号载人飞行任务取得圆满成功。(1)2023年10月26日,搭载神舟十七号的运载火箭顺利发射升空。点火升空时,发射台周围出现大量的“白雾”(如图),这是水蒸气液化(填物态变化名称)的结果;火箭加速升空的过程中,飞船的机械能增大;飞船与天和核心舱对接形成组合体,相对于天和核心舱,飞船是静止的。(2)3名航天员在轨飞行187天,期间进行了2次出舱活动。出舱后,航天员在太空中漫步,处于“失重”状态,他们的质量不变(填“变大”、“变为0”或“不变”);他们穿的蓝色航天服可以反射(填“透过”、“反射”或“吸收”)蓝光;能够灵活地利用机械臂进行设备安装、调试和维修等工作,机械臂类似人的手臂,使用时可以省距离。(3)在太空抛物实验中,假如物体不受任何外力,抛出的物体将做匀速直线运动,核心舱内有许多固定把手,航天员在移动位置时,可以用力牵拉这些把手,以防止由于惯性继续运动而碰到舱壁,这说明力可以改变物体的运动状态。(4)飞船返回舱返回地球时,进入大气层后,与大气剧烈摩擦,舱体外壁的温度达2000℃以上,这是通过做功的方式改变了返回舱的内能;舱体外壁涂的防热材料在高温下熔化、汽化,吸收热量,加之隔热层的保护,从而使舱内温度可保持在26℃左右。(5)若这次发射过程中火箭发动机的效率是50%,所需要的有用功至少为4.2×1012J,则发射前工程师至少向火箭加注60t热值为1.4×108J/kg的液态氢(假设液态氢在发射过程中完全燃烧)。【考点】固体和液体的热值计算;运动和静止的相对性;质量的概念与特性;力可以改变物体的运动状态;牛顿第一定律的应用;运用惯性判断物体的运动;机械能的概念;杠杆在生活中的应用;物体的颜色;汽化的吸热特点;液化的概念及现象;做功改变物体的内能.【专题】其他综合题;分析、综合能力.【答案】(1)液化;增大;静止;(2)不变;反射;距离;(3)做匀速直线运动;惯性;运动状态;(4)做功;吸收;(5)60。【分析】(1)物质由气态转变为液态的过程叫做液化,液化放热;动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大;重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大;机械能等于动能和势能之和;研究物体的运动情况时,首先要选取一个物体作为标准,这个被选作标准的物体叫做参照物;研究对象的运动情况是怎样的,就看它与参照物的相对位置是否变化;(2)质量是物体的固有属性,不会随着位置的变化而变化;不透明物体反射本身颜色的色光,吸收其他色光;动力臂小于阻力臂,是费力杠杆,可以省距离;(3)根据牛顿第一运动定律分析解答;力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态;(4)做功和热传递都可以改变物体的内能,做功改变物体内能的实质是其他形式的能与内能的相互转化,热传递改变物体内能的实质是内能的转移;熔化和汽化过程中都要吸收热量;(5)根据热量公式和效率公式进行计算。【解答】解:(1)点火升空时,发射台周围出现大量的“白雾”是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。动能和势能统称为机械能,火箭加速升空,动能增大,重力势能也增大,所以机械能也增大。飞船与天和核心舱对接后,成为了一个整体,所以相对于天和核心舱,飞船是静止的。(2)质量是物体的固有属性,不会随着位置的变化而变化,故处于“失重”状态,他们的质量不变。不透明物体反射本身颜色的色光,吸收其他色光,他们穿的蓝色航天服可以反射蓝光。机械臂类似人的手臂,动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆,可以省距离。(3)在太空抛物实验中,假如物体不受任何外力,根据牛顿第一定律可知,抛出的物体将做匀速直线运动。核心舱内有许多可供航天员随时把握的固定把手,以防止航天员移位时,由于惯性而继续运动而碰到舱壁,这说明力可以改变物体的运动状态。(4)飞船与大气剧烈摩擦,使舱体外壁的温度升高,内能增大,这是通过做功的方式来改变舱体外壁的内能。舱体外壁涂的防热材料在高温下熔化、汽化时可以吸收大量的热量,从而达到保护飞船的目的,这是利用了熔化和汽化要吸热的原理。(5)液态氢放出的总热量为,所需液态氢质量为。故答案为:(1)液化;增大;静止;(2)不变;反射;距离;(3)做匀速直线运动;惯性;运动状态;(4)做功;吸收;(5)60。【点评】本题以神舟十七号载人飞船为背景,考查多个知识点,是一道综合题,能激发学生的学习兴趣,是不可多得的好题。4.(2024•商丘二模)氢燃料汽车是北京冬奥会交通保障的主力车型之一,此次使用的是我国国内首创的150kW大功率燃料电池发动机,最高车速可达100km/h,车的质量为4t,轮胎的总着地面积是0.08m2,请回答以下问题:(1)请说出一种使用液氢作燃料的优点:热值高。(2)该车静止在水平地面上时对地面的压强。(g取10N/kg)(3)测试时该车以最高车速、150kW的恒定功率在水平公路上匀速行驶,消耗5.4kg液氢可以行驶0.7h,则该车受到的阻力为多少?该车利用燃料的效率是多少?(液氢热值取1.4×108J/kg)【考点】热机的效率公式与计算;压强的公式的应用;功率的推导式P=Fv;燃料热值的概念.【专题】比热容、热机、热值;功、功率、机械效率;应用能力.【答案】(1)热值高;(2)该车静止在水平地面上时对地面的压强5×105Pa;(3)该车受到的阻力为5400N;该车利用燃料的效率是50%。【分析】(1)液氢作为燃料具有热值高,生产物是水,环保无污染等特点。(2)根据车的质量求出车受到的重力。水平地面上对地面的压力等于车的重力。根据车胎和地面的接触面积,求出压强。(3)根据P=Fv求出车辆行驶时受到的牵引力,匀速行驶时阻力等于牵引力。根据车辆行驶的功率和时间,可以求出做的有用功。利用消耗的液氢质量,求出液氢燃烧放出的热量。进而求出燃料的利用率。【解答】解:(1)请说出一种使用液氢作燃料的优点:热值高;(2)车的质量为4t,车的重力G=mg=4×103kg×10N/kg=4×104N,水平地面上对车地面的压力等于车的重力。轮胎的总着地面积是0.08m2,该车静止在水平地面上时对地面的压强p===5×105Pa;(3)最高车速v=100km/h=,该车以最高车速、150kW的恒定功率在水平公路上匀速行驶,阻力等于牵引力,P=Fv,f=F===5400N;该车以最高车速、150kW的恒定功率在水平公路上匀速行驶,消耗5.4kg液氢可以行驶0.7h,车做的有用功W有=Pt=150×103W×0.7×3600s=3.78×108J,液氢完全燃烧放出的热量Q放=mq=5.4kg×1.4×108J/kg=7.56×108J;该车利用燃料的效率η===50%。答:(1)热值高;(2)该车静止在水平地面上时对地面的压强5×105Pa;(3)该车受到的阻力为5400N;该车利用燃料的效率是50%。【点评】该题是热学和力学的综合考查。是压强\热值以及热机效率的综合计算。注意选择合适的公式,找准相关物理量。5.(2024•牧野区校级二模)如图所示是我国新一代99式主战坦克,该坦克使用涡轮增压大功率柴油机,行驶时的最大速度为72km/h,坦克自重50t.履带与地面的总接触面积为4m2。据此回答下列问题。(1)坦克的履带很宽是通过增大受力面积来减小(选填“减小”或“增大”)压强的;坦克使用的柴油机上使用的是喷油嘴(选填“火花塞”或“喷油嘴”)。(2)99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强大小?(3)若坦克以最大速度行驶1h消耗柴油200kg,柴油机的热机效率为30%,则坦克在行驶过程中牵引力的功率为多少?(柴油的热值为,除不尽的保留到小数点后一位)(4)坦克以最大速度行驶过程中,受到的阻力是多少?【考点】热机的效率公式与计算;压强的公式的应用;减小压强;功率的计算.【专题】其他综合题;分析、综合能力.【答案】(1)减小;喷油嘴;(2)99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强为1.25×105Pa;(3)坦克在行驶过程中牵引力的功率为7.7×105W;(4)受到的阻力是3.8×104N。【分析】(1)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积;柴油机的点火方式是压燃式,在压缩冲程末将柴油通过喷油嘴喷入汽缸遇到被压缩后的高温空气而自燃;(2)利用p=求得水平地面上的坦克对地面的压强;(3)利用Q=mq求得200kg柴油完全燃烧释放出的能量,利用热机效率计算公式求得坦克在1h时间内所做的有用功,利用P=求得坦克在行驶过程中牵引力的功率;(4)利用速度公式求出行驶的路程,利用W=Fs求得牵引力,坦克以最大速度行驶,即匀速行驶,其受到的阻力等于牵引力。【解答】解:(1)坦克的履带很宽是在压力一定时,通过增大受力面积来减小对地面的压强以免降入地面无法行驶。柴油机的点火方式是压燃式,在压缩冲程末将柴油通过喷油嘴喷入汽缸遇到被压缩后的高温空气而自燃,柴油机里不需要火花塞;(2)水平地面上的坦克对地面的压强为;(3)200kg柴油完全燃烧释放出的能量为Q=mq=200kg×4.6×107J/kg=9.2×109J,坦克在1h时间内所做的有用功为W=Qη=9.2×109J×30%=2.76×109J,则坦克在行驶过程中牵引力的功率为;(4)坦克以最大速度行驶1h通过的路程为s=vt=72km/h×1h=72km=7.2×104m,坦克以最大速度行驶,即匀速行驶,其受到的阻力等于牵引力,则其受到的阻力为。故答案为:(1)减小;喷油嘴;(2)99式坦克静止在水平路面上时对路面的压强为1.25×105Pa;(3)坦克在行驶过程中牵引力的功率为7.7×105W;(4)受到的阻力是3.8×104N。【点评】本题考查了效率公式、功的计算公式、燃料完全燃烧释放热量公式以及二力平衡条件的应用等,涉及到的知识点较多,有一定的综合性。6.(2024•西华县三模)麦收时节,同学们去农场参加劳动实践,见到了如图所示的联合收割机收割麦子的场景。收割机作业时效率为40%,收割机整机质量为3.24t,车轮与地面的总接触面积为3.6m2。(1)如图所示,麦子收割过程中,收割机相对于同行的运小麦的车辆是静止(选填“运动”或“静止”)的。(2)收割机对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)(3)收割机作业时功率保持60kW不变,以2m/s的速度匀速行驶40min,可将同行的运小麦的车辆装满,此过程中消耗柴油多少千克?[q柴油=4.0×107J/kg]【考点】固体和液体的热值计算;运动和静止的相对性;压强的公式的应用.【专题】其他综合题;应用能力.【答案】(1)静止;(2)收割机对水平地面的压强是9000Pa;(3)此过程中消耗柴油为9千克。【分析】(1)物体的位置相对于参照物,没有发生变化,则物体是静止的;(2)已知收割机的质量,由重力公式可求出收割机的重力;收割机对水平地面的压力大小等于收割机的重力;已知压力、受力面积,由压强公式可求出收割机对水平地面的压强;(3)已知收割机功率、做功的时间,由功率公式可求出收割机做的功;已知收割机作业效率,由热机效率公式可求出柴油产生的热量;已知柴油产生的热量,由热值公式可求出消耗柴油的质量。【解答】解:(1)麦子收割过程中,以运小麦的车辆,收割机相对于同行的运小麦的车辆的位置没有发生变化,收割机相对于同行的运小麦的车辆是静止的;(2)收割机的重力G=mg=3.24×103kg×10N/kg=3.24×104N;收割机整机对水平地面额定压力大小等于收割机的重力,即F=G=3.24×104N;收割机对水平地面的压强是;(3)由功率公式可知:收割机作业40min时做的功为;由热机效率公式可知:柴油燃烧产生的热量;由热值公式可知,此过程中消耗柴油的质量:。答:(1)静止;(2)收割机对水平地面的压强是9000Pa;(3)此过程中消耗柴油为9千克。【点评】本题是一道综合题,解题关键是掌握运动的描述、固体压强的计算、功率的公式、热机效率的计算、热值的计算。7.(2024•西平县模拟)如图是一种手扶式电动滚刷扫雪机。它能轻巧灵活地清扫道路上的积雪。(1)扫雪机的四冲程汽油发动机工作时,机械能转化为内能的是压缩冲程;(2)扫雪机静止在水平地面上,其质量为300kg,它与地面接触的总面积为400cm2,求其对地面的压强为多少?(g取10N/kg)(3)扫雪机不扫雪时,在道路上以最大速度5min匀速直线行驶了300m,此时行驶的功率为500W,求其所受阻力为多少?【考点】四冲程的能量转化;压强的公式的应用;功率的推导式P=Fv.【专题】比热容、热机、热值;功、功率、机械效率;分析、综合能力.【答案】(1)压缩冲程;(2)其对地面的压强为7.5×104Pa;(3)其所受阻力为500N。【分析】(1)在汽油机的四个冲程中,做功冲程对外做功,将内能转化为机械能;压缩冲程中,活塞压缩燃料和空气的混合物,将机械能转换为内能;(2)在水平面上物体对地面的压力等于物体的重力,利用F=G=mg求出压力大小,然后根据公式p=可求对地面的压强。(3)根据P=计算牵引力,然后根据二力平衡条件得出阻力。【解答】解:(1)扫雪机的四冲程汽油发动机工作时,压缩冲程中活塞对气体做功,将机械能转化为内能。(2)扫雪机静止在水平地面上时对地面的压力F=G=mg=300kg×10N/kg=3000N则对地面的压强(3)扫雪机的最大速度为由P=得,汽车牵引力为扫雪机在道路上匀速直线行驶,所以其所受阻力f=F晕=500N答:(1)压缩冲程;(2)其对地面的压强为7.5×104Pa;(3)其所受阻力为500N。【点评】此题为力学和热学综合题,主要考查压强的大小计算、功率公式和二力平衡条件的应用等,关键是能从表格中提取相关信息加以计算和公式的熟练运用。8.(2024•西华县二模)河南省是我国小麦第一生产大省,种植面积连续5年稳定在8500万亩以上,洛阳生产的“东方红”无人驾驶拖拉机在农业生产中深受农民喜爱。如图所示,该拖拉机的质量为1.5吨,与水平地面的总接触面积为1000cm2。(g取10N/kg,)(1)拖拉机静止时对水平地面产生的压强是多少?(2)若拖拉机在平直路面匀速行驶时受到的阻力为拖拉机总重的0.2倍,行驶4.3km消耗柴油0.75kg,那么柴油机的热效率为多少?(3)拖拉机以额定功率工作时,在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度,试分析主要原因。【考点】热机的效率公式与计算;压强的公式的应用;功率的推导式P=Fv.【专题】比热容、热机、热值;功、功率、机械效率;分析、综合能力.【答案】(1)拖拉机静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.5×105Pa;(2)柴油机的热效率为40%;(3)拖拉机输出功率一定,牵引力越大,速度越小,因此,在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度。【分析】(1)根据重力公式G=mg计算出拖拉机所受的重力;拖拉机静止在水平地面上时,对地面的压力等于其重力,然后利用压强公式求解;(2)已知装有小麦的拖拉机在水平地面上行驶时受到的阻力大小为拖拉机总重的0.2,算出拖拉机匀速行驶时受到的阻力,利用二力平衡条件可求得柴油机受到的牵引力,再利用W=Fs可求得牵引力做的功;求出完全燃烧0.75kg柴油放出的热量,利用公式η=可计算柴油机的效率的机械效率;(3)因为拖拉机平直耕地受到的阻力比平直公路的大,所以拖拉机在平直耕地上的牵引力大,由P==Fv得,拖拉机输出功率一定,牵引力越大,速度越小。【解答】解:(1)对地面产生的压力F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N对地面产生的压强(2)因为在水平地面上匀速直线运动,据二力平衡原理可知,拖拉机牵引力柴油机的热效率(3)因为拖拉机平直耕地受到的阻力比平直公路的大,所以拖拉机在平直耕地上的牵引力大,由P==Fv得,拖拉机输出功率一定,牵引力越大,速度越小,因此,在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度。答:(1)拖拉机静止在水平地面时,对地面产生的压强为1.5×105Pa;(2)柴油机的热效率为40%;(3)拖拉机输出功率一定,牵引力越大,速度越小,因此,在平直公路上的行驶速度大于在平直耕地上的行驶速度。【点评】本题为力学和热学综合题,涉及到的知识点多、综合性强,要求灵活选用所学知识分析求解,具有一定的难度。9.(2024•南阳二模)2023年12月18日,甘肃临夏州积石山县发生6.2级地震。灾情牵动了全国人民的心,“甘”苦”共!河南社会各界迅速行动驰援灾区!12月22日,五辆载满河南爱心企业捐赠的救灾物资车辆从郑州出发驰援甘肃。河南高速交警迅速行动,接力护送保通,全力保障运送救灾物资车队第一时间奔赴灾区。其中一辆运送救灾物资的6轮卡车,卡车和物资的总质量为9t,每个车轮与地面接触的面积为500cm2,当它以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,卡车受到的阻力为车总重的0.03倍。求:(1)该车静止时,对水平地面的压强;(2)若该卡车以柴油为燃料,该柴油机的效率为40%,则匀速行驶10min,卡车消耗柴油的质量(q=4.3×107J/kg,结果保留两位小数);(3)汽车内燃机的吸气冲程大都采用自然吸气式,即活塞向下运动,空气在大气压的作用下进入气缸。【考点】热机的效率公式与计算;压强的公式的应用;内燃机的四个冲程.【专题】比热容、热机、热值;压强、液体的压强;分析、综合能力.【答案】(1)该车静止时,对水平地面的压强为3×105Pa;(2)卡车消耗柴油的质量为1.88kg;(3)大气压。【分析】(1)水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,根据F=G总=m总g得出卡车对地面的压力,根据p=求出卡车静止时对地面的压强。(2)利用速度公式求出卡车10min通过的路程,然后利用W=Fs计算牵引力做的功;根据η=求完全燃烧柴油放出的热量,再利用Q放=mq求完全燃烧柴油的质量;(3)汽车内燃机的活塞向下运动时,大气压大于气缸内的气压,所以空气被压进气缸。【解答】解:(1)卡车和物资的总重力G=mg=9×103kg×10N/kg=9×104N卡车与地面的接触面积S=6×500cm3=3000cm2=0.3m2静止在水平面上的物体对水平面的压力等于其重力,该车对水平地面的压强(2)匀速行驶10min,卡车通过的路匀速行驶时,处于平衡状态,卡车所受的牵引力等于阻力,所以牵引力所做的有用功卡车消耗柴油完全燃烧放出的热量柴油的质量(3)汽车内燃机的活塞向下运动时,大气压大于气缸内的气压,所以空气被压进气缸。答:(1)该车静止时,对水平地面的压强为3×105Pa;(2)卡车消耗柴油的质量为1.88kg;(3)大气压。【点评】本题考查压强、功和热量的计算,同时考查二力平衡条件的应用,具有较强的综合性,属于中考压轴题,有一定难度。10.(2024•萨尔图区校级三模)新型混合动力汽车具有节能、低排放等优点。当混合动力汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池向车轮输送能量,当需要高速行驶或蓄电池电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输送能量,又可以给蓄电池充电,车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中,由内燃机提供能量,汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h,同时蓄电池的电能增加了5.12×107J.求:(1)汽车牵引力做的功;(2)若所用燃料的热值为4.5×107J/kg,测试过程中消耗8kg燃料(假设燃料完全燃烧),则放出的总热量是多少;(3)内燃机的效率。【考点】功的简单计算;热值的简单计算;热机的效率公式与计算.【专题】计算题;比热容、热机、热值;功、功率、机械效率.【答案】见试题解答内容【分析】(1)由图象可知车速为50km/h时受到的阻力,汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,二力大小相等,知道汽车匀速行驶的速度和时间,根据s=vt求出行驶的路程,根据W=Fs求出汽车发动机的牵引力做的功;(2)知道燃料的热值和质量,利用Q=mq求燃料完全燃烧放出的热量;(3)根据η=×100%求出内燃机工作时转化成电能的效率。【解答】解:(1)由v=可得,汽车行驶的路程:s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m,由图象可知,汽车速度为50km/h时,所受阻力为4000N。由于汽车匀速行驶,牵引力等于阻力。汽车牵引力做的功:W牵=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J;(2)燃料完全燃烧释放的总热量:Q=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J;(3)内燃机的效率:η=×100%=×100%=42%。答:(1)汽车牵引力做的功为1×108J;(2)放出的总热量是3.6×108J;(3)内燃机的效率为42%。【点评】本题综合考查了功的计算、热量的计算以及热机的效率等,是一道生活中的物理题,有其实用价值,关键是公式及变形公式的灵活运用,总体来说难度不大。需要认真审题,其中效率是内燃机工作时转化成电能的效率。
考点卡片1.运动和静止的相对性【知识点认识】1.选取的参照物不同,物体的运动情况就不同,所以物体的运动和静止是相对的。2.相对静止:若两个物体以同样快慢、向同一方向运动,则它们是相对静止的关系。(1)卡车和联合收割机:以地面为参照物,二者都是运动的;以卡车为参照物,收割机是静止的;以收割机为参照物,卡车是静止的。(2)空中加油机和受油机:以地面为参照物,二者都是运动的;以加油机为参照物,受油机是静止的;以受油机为参照物,加油机也是静止的。【命题方向】所选参照物与运动状态之间的关系.例:甲、乙两同学以相同的速度同向骑行在滨河大道上,分别以乙同学、大道两旁的房屋为参照物,甲同学的状态()A.都是运动的B.都是静止的C.运动、静止D.静止、运动分析:物体相对于参照物的位置变化了,物体就是运动的;物体相对于参照物的位置不变,物体就是静止的。解析:解:甲、乙两同学以相同的速度同向运动,以乙同学为参照物,甲同学和乙同学的位置没有发生变化,甲同学是静止的;以道路两旁的房屋为参照物,甲同学的位置发生变化,甲同学是运动的。故选:D。点评:一个物体的运动状态的确定,关键取决于所选取的参照物。所选取的参照物不同,得到的结论也不一定相同。这就是运动和静止的相对性。【解题方法点拨】运动和静止的相对性意味着物体的运动状态取决于所选参照物,不同的参照物可能导致不同的描述。2.质量的概念与特性【知识点的认识】物体所含物质的多少叫质量,通常用字母m表示,是度量物体在同一地点重力势能和动能大小的物理量,是描述物体的惯性的物理量,是决定物体受力时运动状态变化难易程度的唯一因素.质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关.单位不同于重量.质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少.【命题方向】命题角度①:质量大小的变化;②质量是物体的一种属性。例:我国航天事业高速发展!2022年12月4日,神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后,其质量()A.变大B.变小C.不变D.无法判断分析:物体所含物质的多少叫质量。质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度无关。解析:解:神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后,位置发生变化,所含物质的多少不变,其质量不变。故选:C。点评:理解质量的概念,掌握质量是物质的一种属性,它不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变是解答此题的关键。【解题方法点拨】概念性知识,牢记即可。3.力可以改变物体的运动状态【知识点的认识】(1)改变物体的形状:力可以直接作用于物体,导致其形状发生变化。例如,当我们用力拉弹簧时,弹簧会被拉长;或者当我们用力挤压一个气球时,气球会变瘪。这些现象都是力作用于物体,使其形状发生改变的例子。(2)改变物体的运动状态:力不仅可以改变物体的形状,还能改变物体的运动状态。运动状态的变化包括速度的大小、方向,或者是物体由静止到运动,由运动到静止的转变。例如,当我们用手推一个静止的课本时,课本会由静止变为运动,这表明力改变了课本的运动状态。【命题方向】理解力可以改变物体的运动状态,能结合生活中的实际现象进行分析。例:如图所示,铅球由a处向右上方推出,在空中划出一道弧线后落到地面b处,铅球在飞行过程中,不断改变的是铅球的运动状态(不计空气阻力)。分析:力的作用效果:力可以改变物体的形状;力可以改变物体的运动状态。解析:解:铅球由a处向右上方推出,铅球在飞行过程中不计空气阻力,只受到重力的作用,受力不平衡,其运动状态不断改变。故答案为:运动状态。点评:此题考查了力的作用效果,属于基础知识。【解题方法点拨】理解力的作用效果对于解释和理解许多物理现象以及解决实际问题都是至关重要的。4.牛顿第一定律的应用【知识点的认识】(1)牛顿第一定律的内容:一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。(2)由牛顿第一定律可知,物体的运动是不需要力来维持的即力不是维持物体运动的原因,此外,要改变物体的运动状态,就必须对物体施加力的作用,即力是改变物体运动状态的原因.(3)牛顿第一定律不是实验定律,而是通过分析实验,再进一步概括、推理得出的并经受住了实践的检验.【命题方向】考查牛顿第一定律的应用,判断突然不受力时物体的运动状态。例:如图所示,用细绳拴住小球,另一端悬挂固定在铁架台O点上,从A点静止释放小球,小球摆动至B点(此刻小球速度为0m/s)。若小球运动到B点瞬间,细绳突然断裂,小球将()A.在B点静止不动B.沿轨迹1运动C.沿轨迹2运动D.沿轨迹3运动分析:当物体不受力时,会保持静止状态或匀速直线运动状态;地球附近的一切物体都受到重力的作用。解析:解:小球从A点静止释放,当摆动至B点瞬间小球速度为0m/s,若此时细绳突然断裂,小球由于受到竖直向下的重力竖直向下运动,即沿轨迹1运动。故选:B。点评:此题考查力与运动的关系,属于基础知识考查,难度不大。【解题方法点拨】应注意从以下四个方面理解牛顿第一定律:(1)“一切”是说定律对所有物体普遍适用.(2)“没有受到力的作用”是指定律成立的条件,包含两层意思:一是理想情况,即物体确实没有受到任何外力作用;二是物体所受各力的合力为零.(3)“总”指的是总这样,没有例外.(4)“或”即两种状态居其一,不能同时存在.定律表明:物体不受力时,原来静止的物体将永远保持静止状态,原来运动的物体将永远做匀速直线运动.考虑问题也应从这两方面来考虑,首先判断物体原来的运动状态,然后再根据牛顿第一定律来解答.5.运用惯性判断物体的运动【知识点的认识】运用惯性判断物体的运动一般思路:(1)确定研究对象。(2)弄清研究对象原来所处的运动状态。(3)明确当受到外力作用时,与研究对象有关的其他物体或研究对象的某一部分的运动状态改变情况。(4)指明研究对象或其另一部分由于惯性而保持原来的运动状态。(5)得出相应结论(回应题目)【命题方向】典型的情景考查了惯性的知识,判断物体的运动状态。例:如图在无风的天气里,从水平匀速向右飞行的飞机上先后落下三包货物,若不计空气阻力,在地面上的人看到这三包货物下落过程中,在空中排列的情况应该是图中的()A.B.C.D.分析:本题前提是“不计空气阻力”,所以根据惯性知识,可以判断三包货物在脱离飞机落下后跟飞机竖直位置的关系,因此就容易判断其位置的变化了。解析:解:由于有重力的作用,所以货物离开飞机后上下位置是有区别的,即早落下的相对位置在下方。再看竖直位置的关系:本来随飞机以等于飞机的速度水平匀速飞行,初速度相等,货物脱离飞机后,由于具有惯性,在不计空气阻力的前提下,货物仍以原来相等的速度水平移动,所以就会形成选项C的情况。故选:C。点评:本题以典型的情景考查了惯性的知识,在分析时,要充分考虑到惯性的存在以及重力的存在,同时要注意其前提:不计空气阻力。【解题方法点拨】对惯性现象的分析,关键是明确所涉及到的物体运动状态发生怎样的改或将要发生怎样的改变,在“改变”与“不变”中进行分析。6.压强的公式的应用【知识点的认识】计算公式:P=,(适用范围:这是压强的定义式,适用于所有物体间的压强计算,无论气体、固体、液体)【命题方向】压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题,另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点。例:我国研发的四轮长航程极地漫游机器人,科考队在附近遇控机器人。若机器人质量为500kg,履带与地面的总接触面积为400cm2。求:(1)机器人对水平冰面的压力;(2)若南极某处冰面能承受的压强为2×105Pa,该机器人能顺利通过该冰面吗?分析:(1)已知机器人的质量,利用G=mg求其重力,机器人对冰面的压力等于本身的重力;(2)知道履带与冰面的接触总面积(受力面积),利用p=求机器人对冰面的压强,与冰面能承受的最大压强比较可知能否通过该冰面。解析:解:(1)机器人的重力为:G=mg=500kg×10N/kg=5000N,机器人对冰面的压力等于机器人的重力,即F=G=5000N;(2)机器人对冰面的受压面积S=400cm2=0.04m2,则机器人对冰面的压强为:p===1.25×105Pa<2×105Pa,机器人可以顺利通过该冰面。答:(1)机器人对水平冰面的压力是5000N;(2)该机器人可以顺利通过冰面。点评:本题考查了重力公式、压强公式的应用,关键是知道物体对冰面的压力等于物体重力。【解题方法点拨】压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.7.减小压强【知识点的认识】利用公式:p=来分析减小压强方法:(1)压力一定,增大受力面积;(2)受力面积一定,减小压力;(3)同时减小压力,增大受力面积.应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽.【命题方向】生活中那些是增大和减小压强的现象,是命题方向。例:一名滑雪运动员穿上滑雪板后发现她在雪地上留下的痕迹变浅了。下列现象中与滑雪板的作用相同的是()A.用久的菜刀磨一磨B.同学们的书包带较宽C.压路机的碾子很重D.盲道上有凸起分析:增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积;在受力面积一定时,增大压力;减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。.解析:解:运动员穿上滑雪板后发现在雪地上留下的痕迹变浅了,是通过增大受力面积来减小压强。A.用久的菜刀磨一磨,是通过减小受力面积增大压强,故A不正确;B.同学们的书包带较宽,是通过增大受力面积减小压强,故B正确;C.压路机的碾子很重,是通过增大压力增大压强,故C不正确;D.盲道上的凸起,是通过减小受力面积增大压强,让盲人容易感受到,故D不正确。故选:B。点评:本题考查增大和减小压强的方法,平时学习物理知识时要多联系生活实际、多举例、多解释,提高利用所学物理知识分析实际问题的能力。【解题方法点拨】要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象8.流体压强与流速的关系【知识点的认识】液体和气体都具有流动性,统称为流体.如:空气、水等.流体流动时的压强称作流体压强.空气和水流动时有快有慢,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.【命题方向】联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向,一般出现选择题、填空题或简答题.例:下列事例中能够说明流体压强与流速关系的是()A.拦河坝设计成下宽上窄B.高压锅容易把食物煮熟C.用漏斗向下吹气乒乓球不下落D.飞机飞行时机翼受到升力分析:(1)液体内部压强随着深度的增加而增大;(2)气压越大,沸点越高,气压越小,沸点越低;(3)流体流速越大的位置,压强越小。解析:解:A、液体内部压强随着深度的增加而增大,即越往下面,河水的压强越大,所以拦河坝设计成下宽上窄,故A错误;B、高压锅是利用了液体的沸点随压强的增大而增大的原理制成的,故B错误;C、用漏斗向下吹气,乒乓球上方空气流速变快,压强变小,下方空气流速慢,压强较小,产生向上的压强差,所以乒乓球不下落,故C正确;D、飞机的机翼呈现流线型,故飞机在运动时,其机翼上方的空气流速快,压强小,而机翼下方的空气流速慢,压强大,故机翼受到一个向上的压强,所以飞机能起飞,故D正确。故选:CD。点评:本题四个选项考查了多个方面的知识,此类选择题是中考题中最常见的,是能较全面的考查基础知识的综合题。【解题方法点拨】流体流速大的位置压强小,流速小的位置压强大。解这些题目的关键是明确哪个地方流速较其他地方快。9.功的简单计算【知识点的认识】功是中学物理中一个重要概念,功能关系是解决力学问题的重要途径之一.因此,正确理解功的内涵和外延,正确把握求功的方法是解决力学问题的基础.1、公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=FS进行计算.2、功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率.对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用W=Pt求出功【命题方向】功的计算是中考命题的重点,一般以考查的题型较多,计算题是重点。例:一名同学用20N的水平推力推重为100N的超市购物车,购物车由静止开始沿水平方向前进了5m,在这个过程中重力做功为0J,推力做功为100J。分析:(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是在力的方向上移动的距离;(2)知道推力大小、购物车在推力方向上移动的距离,利用W=Fs求推力做的功;解析:解:购物车在水平地面上运动,在重力的方向上没有移动距离,所以重力不做功,即做功为0J。推力做功为:W=Fs=20N×5m=100J。故答案为:0;100。点评:本题考查了功的计算和做功的两个必要因素,属于基础题。【解题方法点拨】理解计算功的方法,尤其要把握好知识点,熟悉公式的变形求功,然后才能正确运用这些规律和原理进行分析或计算,并通过练习和运用达到对物理知识的进一步理解和掌握.初中物理关于功的计算公式有多个,它们之间有什么区别,如何正确运用是解题关键.10.功率的计算【知识点的认识】(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。(2)功率的公式:P=(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)a.推导:由P=,联立W=Fs,得P===Fv。由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。【命题方向】考查功率的计算题,常结合功、速度、效率等其他知识综合考查学。例:我国自主研发的5G新能源无人驾驶拖拉机,标志着我国农业自动化迈出了新的一步。在某次耕作时,该拖拉机在平直公路上匀速行驶600m用时60s,匀速行驶过程中受到阻力为600N。求:(1)拖拉机的速度;(2)拖拉机牵引力做的功;(3)拖拉机做功的功率。分析:(1)根据v=得到在平直公路上行驶过程中,拖拉机的速度;(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,由二力平衡条件可知牵引力的大小,根据W=Fs得到该拖拉机牵引力做的功;(3)根据P=得到拖拉机做功的功率。解析:解:(1)拖拉机的速度为:;(2)该拖拉机在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,牵引力和阻力是平衡力,牵引力的大小:F=f=600N,发动机的牵引力做功:W=Fs=600N×600m=3.6×105J;(3)拖拉机做功的功率为:P===6×103W。答:(1)拖拉机的速度为10m/s;(2)拖拉机牵引力做的功为3.6×105J;(3)拖拉机做功的功率为6×103W。点评:本题考查速度、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。【解题方法点拨】(1)功率的定义式是指平均功率,即在t时间内的平均功率,而不是某一时刻的瞬时功率。(2)功率的定义式P=可以变形为:W=Pt和t=,可分别用于求功和时间。当P一定时,W与t成正比,则=;当W一定时,P与t成反比,则=;当t一定时,W与P成正比,则=。(3)利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。11.功率的推导式P=Fv【知识点的认识】计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)a.推导:由P=,联立W=Fs,得P===Fv。由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。【命题方向】考查功率的推导式,常以汽车牵引力为背景考查此知识。例:一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车,行驶时所受的阻力始终为车总重的0.1倍,货车(含驾驶员)空载时重为2.5×104N。求:(1)货车以36km/h的速度空载匀速行驶时,10s内货车牵引力做的功;(2)当货车装载1.1×104N的货物以20km/h的速度匀速行驶时,货车牵引力的功率。分析:(1)根据题意求出货车行驶过程中受到的阻力,由于货车匀速行驶,处于平衡状态,受到平衡力作用,由二力平衡的条件可得出货车的牵引力;已知货车的速度和行驶时间,利用s=vt可求出货车行驶的路程,再利用W=Fs求出货车牵引力做的功;(2)由二力平衡的条件可得出货车此时受到的牵引力,利用P=Fv可求出牵引力做功的功率。解析:解:(1)根据题意知道,货车匀速行驶过程中受到的阻力f=0.1G=0.1×2.5×104N=2500N,货车匀速行驶时受到平衡力作用,由二力平衡的条件知道,货车的牵引力F=f=2500N,行驶速度36km/h=10m/s,货车10s内行驶的路程s=vt=10m/s×10s=100m,则货车牵引力做的功W=Fs=2500N×100m=2.5×105J;(2)货车装载1.1×104N的货物时货车总重力G′=2.5×104N+1.1×104N=3.6×104N,此时货车受到的牵引力F′=0.1G′=0.1×3.6×104N=3.6×103N,牵引力做功的功率为=3.6×103N×=2×104W。答:(1)10s内货车牵引力做的功为2.5×105J;(2)货车牵引力的功率为2×104W。点评:本题考查了功和功率的计算公式的应用,解题关键是利用二力平衡的条件得出货车的牵引力。【解题方法点拨】利用公式P=Fv时要注意以下几点:a.拉力F必须是恒力,且物体运动的速度应不变;b.计算时,v的单位必须用m/s,这样算出的功率单位才是w;c.速度v跟拉力F必须对应,即v必须是受到拉力的物体在拉力的方向上移动的速度。在解决一些有关运动物体的功率问题时,应用此公式解题会更简便。12.机械能的概念【知识点的认识】(1)动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。(2)大小:物体具有的机械能是指动能和势能的总和。【命题方向】考查机械能的概念;机械能的大小判断。例:洒水车匀速洒水过程中,洒水车的()A.动能不变B.势能不变C.机械能变小D.机械能不变分析:(1)动能大小的影响因素:质量、速度。质量越大,速度越大,动能越大;(2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度。质量越大,高度越高,重力势能越大;(3)机械能=动能+势能。解析:解:洒水车在平直街道上,高度为零,所以重力势能为零,不变;由于洒水,质量就小,速度不变,所以动能变小;因为机械能=动能+势能,所以机械能变小。故选:C。点评:本题考查了动能和重力势能的概念及影响其大小的因素,属于基本内容。在判断动能和重力势能的大小时,要注意看影响动能和重力势能大小的因素怎么变化。【解题方法点拨】机械能的大小可能是物体的动能与势能的和,可能全部都是物体的动能,也可能全部是物体的势能,在分析机械能的大小时,应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。13.动能和重力势能的相互转化【知识点的认识】动能和重力势能之间可以相互转化.动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中,例如滚摆在下降的过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆在上升过程中,越转越慢,它的重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能.【命题方向】考查动能和重力势能的相互转化。例:如图所示,在模拟“蹦极”的实验时,将一根橡皮筋一端系一个小球,另一端固定在A点,B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置,C点是小球从A点静止释放后所能达到的最低点,不考虑空气阻力。关于小球从A点到C点运动过程的说法,正确的是()A.小球从A点下落到B点的过程中,重力势能转化为动能B.小球从A点下落到B点的过程中,受到重力和弹力的作用C.小球从A点下落到C点的过程中拉力始终在做功D.小球在B点时受到平衡力的作用分析:(1)小球在下落过程中,在AB段,小球只受到重力作用,重力不断改变小球的运动状态,小球加速下落;在BC段受到橡皮筋的拉力作用:当拉力小于重力时,小球仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小球减速下落。(2)物体保持静止状态或匀速直线运动状态,即为平衡状态。解析:解:小球在下落过程中,在AB段,小球只受到重力作用,重力不断改变小球的运动状态,小球加速下落;在BC段受到橡皮筋的拉力作用,过B点后橡皮筋开始伸长(大于原长),弹力逐渐增大。当拉力小于重力时,小球仍处于加速状态;当拉力大于重力时,小球减速下落。A、从A点到B点运动过程中小球的重力势能转化为动能,故A正确;B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置,所以在AB段,橡皮筋对小球没有弹力,故B错误;C、小球从A点下落到B点的过程中,不受拉力,因此拉力不做功;由B点到C点的过程中,受到橡皮筋的拉力向上,而小球向下运动,因此拉力做负功,故C错误;D、小球在B点时只受到重力的作用,故D错误。故选:A。点评:物体受到的合力方向和物体运动方向相同时,物体处于加速状态;物体受到的合力方向和物体运动方向相反时,物体处于减速状态。【解题方法点拨】通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化,能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化.14.杠杆在生活中的应用【知识点的认识】【命题方向】考查并分析杠杆在生活中的应用。例:小艾陪爷爷去公园锻炼,看到工人在用园艺剪刀修剪树枝,如图所示。下列关于园艺剪刀正常修剪树枝时的说法正确的是()A.园艺剪刀是费力杠杆B.支点为大拇指与手柄的接触点C.剪的树枝越远离支点越省力D.将手往手柄末端移动更省力分析:知道杠杆的五要素可以判断支点的位置,从而得出阻力与动力的方向,根据动力臂与阻力臂的关系分析杠杆的省力情况以及如何省力。解析:解:AB.由题图可知,修枝剪的支点在转轴处,手对修枝剪的作用力为动力,树枝对修枝剪的作用力为阻力,动力臂大于阻力臂,故修枝剪为省力杠杆,故AB错误;C.剪的树枝越远离支点,阻力臂增大,在阻力和动力臂大小不变时,根据杠杆平衡条件可知,动力增大,即更费力,故C错误;D.修剪树枝时将手往手柄末端移动,动力臂增大,在阻力和阻力臂大小不变时,根据杠杆平衡条件可知,动力减小,即更省力,故D正确。故选:D。点评:本题考查了杠杆平衡条件的应用,利用杠杆平衡条件分析问题,要抓住不变的量,根据变化的量进行分析解答。【解题方法点拨】灵活运用杠杆的平衡条件去分析杠杆在生活实际中的应用。15.物体的颜色【知识点的认识】(1)透明物体的颜色由透过它的色光决定,如红色塑料片呈红色就是因为它能透过红光,不透明物体的颜色由它反射的色光决定,如绿叶就只反射绿光,不反射其他颜色的光(2)白色物体能反射所有色光,而不吸收任何色光,黑色物体能吸收所有色光,而不反射任何色光。【命题方向】考查不同物体呈现不同颜色的原因。例:北京香山每到秋天,漫山遍野的黄栌树叶红得像火焰一般。树叶呈现红色是因为,在阳光下树叶()A.仅反射了红光B.吸收了红光C.反射了红、绿、蓝光D.吸收了红、绿、蓝光分析:物体的颜色是由它反射或透过的色光决定的,透明的物体的颜色是由透过它的色光决定的,不透明的物体是由它反射的色光决定的。解析:解:树叶呈现红色是因为树叶反射红色光。故A正确、BCD错误。故选:A。点评:本题考查了物体的颜色,属于基础题目。【解题方法点拨】白色和无色的意义不同,白色物体是不透明物体,无色物体是透明物体,白色物体能反射各种色光,无色物体能透过各种色光。16.汽化的吸热特点【知识点的认识】物质从液态变为气态的过程叫作汽化,这一过程需要吸收热量。【命题方向】判断汽化是吸热还是放热。例:妈妈炒菜时,正准备向已经预热的锅内倒油,在旁边帮忙的张伟同学不小心在锅里滴了几滴水,他看到小水滴落到锅底很快就不见了。小水滴发生的物态变化名称是汽化,该过程是吸(选填“吸”或“放”)热的。大夫抢救中暑病人时,会在病人的额头上大面积地擦酒精,这种疗法利用了酒精蒸发吸热。分析:在一定条件下,物体的三种状态﹣﹣固态、液态、气态之间会发生相互转化,这就是物态变化。解析:解:水滴不见了是由液态水变成了气态水蒸气,属于汽化现象,汽化吸热。在病人的额头上大面积地擦酒精,酒精蒸发吸热,可以降温。故答案为:汽化;吸;蒸发吸热。点评:分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。【解题方法点拨】物态变化,需要知道物质变化前后的状态,再根据物态变化的定义确定物态变化的名称,同时还需要掌握每一种物态变化的吸、放热情况。17.液化的概念及现象【知识点的认识】液化指物质由气态转变成液态。【命题方向】根据现象判断物态的变化是中考的热点。例:暑假,小江与家人坐空调旅游大巴去黄果树旅游,途中发现车窗变模糊了,该现象涉及的物态变化是()A.液化B.汽化C.凝固D.凝华分析:液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。解析:解:暑假,空调大巴里的空气比车外低,车窗外热的水蒸气遇到冷的玻璃,马上液化放热,此现象是液化。故选:A。点评:本题考查了液化现象,属于基础题。【解题方法点拨】在做题中要注意,白气和雾都是可以看见的,所以是液态。18.做功改变物体的内能【知识点的认识】做功可以改变物体的内能,当外界对物体做功时,物体的内能增大,当物体对外界做功时,物体的内能就会减小。【命题方向】考查做功改变物体的内能的概念,以及现象。例:下列事例中,通过做功的方式改变物体内能的是()A.冬天用热水袋暖手B.两手相互摩擦发热C.冬天室内用电炉取暖D.用火炉烧水分析:知道改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,而做功过程是能量的转化过程。解析:解:A、冬天,用热水袋暖手,手的温度升高,是通过热传递改变了物体的内能,故A不符合题意;B、两手相互摩擦,手的温度升高,是手克服摩擦力做功,属于做功改变物体的内能,故B符合题意;C、冬天室内用电炉
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