机械能、核能和内能教师版

机械能、核能和内能1.(2022嘉兴、舟山,11,4分)白鹤滩水电站装机容量位列全球第二,年平均发电量达624亿千瓦时,这些能量来自大坝拦截的水所具有的(A)A.机械能B.内能C.化学能D.电能解析水力发电的能量转化是机械能转化为电能,A正确,B、C、D错误。故本题应选A。2.(2021嘉兴,12,3分)如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1、t2、t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是(C)A.E1<E2<E3B.E1>E2>E3C.E1<E2=E3D.E1=E2<E3解析由图可得,t1~t2时间内雨滴加速,t2~t3时间内雨滴匀速,所以v1<v2=v3;动能大小与质量和速度有关,雨滴质量不变,故速度大动能大,所以E1<E2=E3。A、B、D错误,C正确。故选C。3.(2022宁波,13,3分)核酸检测采样时使用的“采样拭子”,其顶端是如图所示的植绒拭子,安全、无毒。有一种植绒方式是:植绒机产生数万伏的高压静电,通过电子转移让喷头中的绒毛带上负电荷,然后在被植绒物体表面喷涂上胶粘剂,移动喷头靠近被植绒物体,绒毛在高压静电作用下从喷头中飞升到被植绒物体表面,呈垂直状植在涂有胶粘剂的物体表面。上述植绒过程中蕴含了许多科学知识,下列描述不合理的是(C)A.喷头中的绒毛带上负电荷,是由于绒毛得到了电子B.以移动的喷头为参照物,被植绒物体是运动的C.绒毛能在高压静电作用下运动,是由于能量可以创生D.绒毛从喷头中飞升到被植绒物体表面,是由于力能改变物体的运动状态解析根据能量守恒定律得:能量只发生转移或转化,不能创生,C错误。故本题应选C。4.(2022湖州,22,4分)你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去?原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了形状,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的弹性势能转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去。

解析力可以改变物体的形状,指甲受到指甲钳的挤压形状发生了改变;指甲发生了形变,弹性势能变大,指甲断后,转化为指甲的动能。5.(2022杭州,26,6分)如图所示为蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端系在运动员双脚上,另一端固定在跳台O点。运动员由静止开始自由下落,A点处弹性绳正好处于原长;B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等;C点处是蹦极运动员到达的最低点。(整个过程忽略空气阻力,弹性绳的自重不计)(1)从O点到A点的过程中,运动员的机械能不变(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”)。

(2)从A点到C点的过程中,弹性绳的弹性势能增大(选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”,下同);运动员的动能先增大后减小。

解析(1)从O点到A点的过程中,弹性绳没有被拉长,运动员只受重力作用,机械能守恒,故运动员机械能不变。(2)从A点到C点的过程中,弹性绳被拉长,弹性绳的弹性势能增大;A到B的过程中,弹性绳对运动员的拉力小于运动员受到的重力,运动员做加速运动,速度增大,动能增大;B点处运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力大小相等,速度达到最大,动能最大;B到C弹性绳拉力大于重力,运动员做减速运动,速度减小,动能减小;所以A到C过程运动员动能先增大后减小。6.(2020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B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同。

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2.672.672.672.752.882.97小钢球2.672.672.672.752.882.97木球2.672.672.672.672.742.89分析表中数据可知: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D。

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,原因是塑料软片对不同体积的小球的阻力不同。

乙解析(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,由数据分析可知,当倾角大于40°时,球到达水平位置的速度与球的材质有关,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。7.(2022绍兴,23,9分)在“研究动能大小与速度关系”实验中,小敏利用图甲中的装置进行研究,在水平面铺上材料A制成的粗糙平板,同一小球从斜面不同高度静止释放,运动一段距离后停止,位置如图。甲乙(1)根据图甲实验结果,可得出的结论是:质量相同时,物体的速度越大,具有的动能越大。

(2)图乙中,水平面铺上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次减小。小敏先后三次将同一小球从同一高度静止释放,刚到底部时用频闪相机(间隔相同时间自动拍摄)开始记录小球在平板上的位置情况,请在材料C平板上画出第2、3次频闪相机拍摄到小球的大致位置。(3)小敏调节图甲中的平板呈不同角度,重现伽利略斜面实验。不考虑底部转折处的能量损失,下列最符合实际的现象是B。

ABC答案(2)解析(1)甲图同一小球从不同高度静止释放,到达水平面具有不同的初速度。越高位置释放,到达水平面初速度越大,小球滚得越远,动能越大;(2)见答案;(3)由于摩擦力做功,部分能量转化为内能,达不到一开始静止位置的高度,故B符合题意。8.(2022湖州,29,6分)2021年10月14日,“羲和号”探日卫星顺利升空,实现了我国太阳探测零的突破。(1)太阳是一颗恒星(选填“恒星”或“行星”)。

(2)太阳的巨大能量是内部核聚变(选填“核聚变”或“核裂变”)产生的。

(3)“羲和号”运行在距离地面大约517公里的太阳同步轨道上。如果你是“羲和号”的设计师,根据其工作环境,设计时需要考虑哪些方面?耐高温、防辐射等

9.(2022宁波,16,4分)1964年10月16日,我国第一颗原子弹爆炸成功!2003年10月16日,我国首次载人航天飞行圆满成功!2021年10月16日,神舟十三号发射圆满成功!为此,人民日报发了一条微博——“跨越时空的同一天”。(1)如图是地球公转示意图。10月16日,地球位于图中C(填字母)点附近。

(2)核能的释放有重核裂变和轻核聚变两种途径,其中原子弹爆炸时核能是通过重核裂变的途径释放。

解析(1)10月16日是秋分后,冬至前,故C满足;(2)原子弹是重核裂变原理。10.(2021宁波,5,4分)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的(C)A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程解析汽油燃烧,软木塞被气体冲出,类似于汽油机中燃料燃烧,推动活塞,气体对外做功,属于做功冲程。A、B、D错误,C正确。故选C。11.(2022宁波,17,4分)单位质量的气体物质,在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热,已知氦气的定容比热为3100J/(kg·℃)。如图所示,质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内,气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定,当氦气的温度从20℃升高到30℃时,氦气吸收的热量是620J。撤去力,氦气推动活塞做功,这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的做功冲程相同。

解析Q=cmΔt=0.02kg×3100J/(kg·℃)×10℃=620J;推动活塞,将内