1、1阶段检测(三) 简单机械和功、热和能(考试用时:60 分钟 满分:100 分)一、单项选择题(每小题 3 分,共 21 分)1.用如图所示的四种机械提起同一重物,不计机械自重和摩擦,最省力的是( )答案:D解析:选项 A 中动力臂小于阻力臂,所以是费力杠杆;选项 B 是等臂杠杆,不省力不费力;选项 C 中吊动滑轮的为 2 股绳子,拉力为物重的 ;选项 D 中吊动滑轮的为 3 股绳子,拉力为物重的 ,所以最省力,故12 13选项 D 正确。2.如图所示,用 300 N 的力将重为 500 N 的物体在 10 s 内匀速提升 2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中( )A.绳子自由端移动的距离为 6
2、 mB.动滑轮重 100 NC.拉力做功的功率为 100 WD.滑轮组的机械效率为 60%答案:B解析:由题图可知, n=2,则绳子自由端移动的距离 s=nh=22m=4m,故选项 A 错误;忽略绳重和摩擦,由 F= (G+G 动 )可得,动滑轮的重力为 G 动 =nF-G=2300N-500N=100N,故选项 B 正确;绳子自由端移动1n的速度 v= =0.4m/s,P=Fv=300N0.4m/s=120W,故选项 C 错误; =st=4m10s83 .3%,故选项 D 错误。W有用W总 =GhFs=GhF2h=G2F= 500N2300N3.2在斜面上将一个质量为 5 kg 的物体匀速拉
3、到高处,如图所示,沿斜面向上的拉力为 40 N,斜面长 2 m、高 1 m,把重物直接提升 h 所做的功作为有用功( g 取 10 N/kg),下列说法正确的是( )A.物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用B.做的有用功是 50 JC.此斜面的机械效率为 83.3%D.物体受到的摩擦力大小为 10 N答案:B解析:沿斜面向上拉物体时,物体受重力、支持力、摩擦力和拉力四个力的作用,故选项 A 错误;所做的有用功 W 有用 =Gh=mgh=5kg10N/kg1m=50J,故选项 B 正确;拉力 F 对物体做的总功 W 总=Fs=40N2m=80J,斜面的机械效率为 = 100%= 100%=62
4、.5%,故选项 C 错误;克服摩擦力所W有用W总 50J80J做的额外功 W 额 =W 总 -W 有 =80J-50J=30J,由 W 额 =fs 可得,物体受到的摩擦力 f= =15N,故选项W额s=30J2mD 错误。4.课本中想想做做的小实验纸锅烧水,把盛有水的纸锅放在火焰上烧,水烧开了纸锅仍不会燃烧,这是因为 ( )A.纸的比热容大于水的比热容,所以纸锅不会燃烧B.火焰的温度较低,低于纸的着火点C.水烧开后温度保持不变且低于纸的着火点D.纸不吸收热量,所以纸锅不会燃烧答案:C解析:在标准大气压下,水的沸点是 100,当水的温度达到 100时,吸热温度保持 100不变,没有达到纸的着火点
5、,因此,在纸盒里面装上水放在酒精灯火焰上烧,水烧开了,而“锅”不会损坏。5.如图所示是某种物质在熔化过程中温度随时间变化的图象,根据图象可知,该物质( )A.是晶体,熔点是 0 B.液态的比热容比固态的比热容小C.在第 4 min 时,没有出现液态D.在第 2 min 至第 6 min 过程中内能不变 导学号 77164145答案:A3解析:题图中图象是晶体的熔化曲线,可知该晶体的熔点为 0,选项 A 正确;第 2 分钟开始熔化,到第 6 分钟熔化结束,因此在第 4min 时,物质处于固液共存,温度保持不变,但内能不断增加,选项C、D 错误;由题图知该物质处于固态时升高相同的温度吸收的热量比液
6、态时少,所以该物质液态的比热容比固态的比热容大,B 错误。6.下列物体重力势能发生变化的是( )A.水平拉长的弹簧B.正在下落的篮球C.水平滑行的玩具车D.静止在桌面上的课本答案:B7.下列实例中,用热传递的方式来改变物体内能的是 ( )A.用热水袋暖手,手的温度升高B.用锯条锯木板,锯条的温度升高C.两手相互摩擦,手的温度升高D.用手反复弯折铁丝,弯折处铁丝的温度升高答案:A二、填空题(每空 2 分,共 18 分)8.新材料碳纤维具有高强度、高耐热、密度小等特性,一架由碳纤维材料制作的小型无人机,质量为 2 kg,在 5 s 内匀速竖直上升 10 m,则该无人机克服自身重力做功为 J,功率为
7、 W。( g 取 10 N/kg) 答案:200 40解析:根据无人机的质量 m=2kg,可以求出该物体的重力 G=mg=2kg10N/kg=20N,克服重力做功W=Fs=Gs=20N10m=200J;功率 P= =40W。Wt=200J5s9.气锅鸡是常见的一道菜,其做法是:将盛有小鸡块和佐料的气锅放在盛有清水的汤锅之上,再放到火上蒸,为了保持鸡肉原汁原味,主要是蒸气通过气锅中间的气嘴将鸡蒸熟。汤汁是蒸气 (填物态变化名称)形成的,蒸熟后,闻到鸡肉的浓香味,这是一种 现象。 答案:液化 扩散10.2017 年 5 月 18 日,我国在南海海域“可燃冰”试采成功,“可燃冰”作为新型能源,有着巨
8、大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的 很大,以 10 倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J。( q 煤气 =4.2107 J/kg) 答案:热值 4.2108解析:(1)同等条件,包含质量相同,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的热值很大;(2)1kg 煤气完全燃烧放出的热量 Q 放 =mq 煤气=1kg4.2107J/kg=4.2107J,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量 Q 放 =Q 放10=4.2107J10=4.2108J。411.“暴走”是一种快速的徒步运动方式。观察分析人走路
9、情形,可以将人的脚视为一根杠杆,如图所示,行走时人的脚掌前端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力。已知某人的质量为 80 kg,g 取 10 N/kg。(1)请画出小腿肌肉施加的拉力 F 的力臂 l1。(2)根据图片,估算小腿肌肉产生的拉力是 N。 (3)通过查阅资料:人以不同方式徒步运动半小时,消耗人体内的能量如表所示。请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因: 。 运动方式 散步 快走 慢跑 快跑消耗能量 E/J 315 1 165.5 1 260 1 764答案:(1)如图所示 (2)400 (3)人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多解析:(1)从 O 点作力 F
10、的作用线的垂线,该垂线为 F 的力臂,如答案图所示。(2)人的重力为 G=mg=80kg10N/kg=800N;由题图可知,力 F 的力臂大约是 G 的力臂的二倍,根据杠杆的平衡条件可知 F= =800N =400N。GlGl1 12(3)由表格中的信息可知,人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多。三、识图、作图题(每小题 3 分,共 9 分)12.如图所示,图中温度计的示数分别为 、 和 。 答案:32 37.3 -1013.下图所示是汽油机一个工作循环的四个冲程,按顺序排列为 。 5答案:丁丙乙甲14.如图所示,杠杆处于平衡状态,作出所挂重物重力的示意图和在杠杆上 A 点所加最小作用
11、力 F 的示意图。答案:如图所示四、实验探究题(共 37 分)15.(7 分)有人说,同一机械的机械效率是不变的。小华设计了“探究滑轮组机械效率与所提升重物质量的关系”实验,来检验此说法是否正确。(1)用笔画线代替绳子,在图甲中画出最省力的绳子绕法。(2)如图乙所示,小华在实验中保持滑轮组不变,改变重物的质量,通过弹簧测力计匀速拉动绳子使重物缓缓上升,测得数据如下表( g 取 10 N/kg):序号 重物质量 /kg 重物上升距离 /cm 弹簧测力计示数 /N 绳端移动距离 /cm 机械效率1 0.1 10 1.1 20 45.5%2 0.2 10 1.6 20 3 0.3 10 2.1 20
12、 71.4%第 2 次实验中的机械效率是 ;根据表中数据可以得到,滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而 。 答案:(1)如解析:图所示 (2)62.5% 增大6解析:(1)滑轮组中只有一个动滑轮,要求最省力,绳子应先系在动滑轮上面的挂钩上,绕过定滑轮,再绕过动滑轮,此时 n=3,如图所示:(2)第 2 次实验中的机械效率= 100%= 100%= 100%W有用W总 GhFs m2gh2F2s2= 100%=62.5%。0.2kg10N/kg0.1m1.6N0.2m根据表中数据可知:当 m1=0.1kg, 1=45.5%;当 m2=0.2kg, 2=62.5%;当 m3=0.3kg, 3=
13、71.4%。所以比较可知,滑轮组的机械效率随所提升重物质量的增大而增大。16.(8 分)在探究“水沸腾时温度随时间变化的特点”的实验中:(1)安装实验仪器时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行。 (2)当水温接近 90 时,每隔 1 min 记录一次温度,并绘制了水温随时间变化的图象(如图所示),由图象可知:水沸腾时的特点是 ,水的沸点为 ,出现这一结果的原因可能是该处大气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。 答案:(1)自下而上 (2)吸热但温度保持不变 97 小于17.(14 分)如图所示,在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,将小钢球从高度为 h 的
14、同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离 s 后停下。完成甲、乙、丙所示的三次实验,其中 h1=h3h2,mA=mBmC。7(1)小钢球在滚下斜面的过程中,它的 能转化为动能,其动能大小是通过 (选填“高度 h”或“距离 s”)大小来反映的; (2)小钢球在水平面上不能立即停下,是因为小钢球具有 ,小木块最终会停下来是因为受到 力的作用; (3)分析比较甲和乙两组实验可得,物体质量相同时,速度越大,动能越 ; (4)分析比较 两组实验可得出物体的动能与质量的关系; (5)综合上述可知,如图所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定的最高 。 答案:(1)重力势 距离 s (2
15、)惯性 阻 (3)大(4)甲、丙 (5)车速18.(8 分)如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”的实验装置,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的易拉罐中,用相同的装置加热,实验数据记录如下表:温度 / 20 30 40 50甲 0 40 82 126加热时间 /s乙 0 18 40 64(1)实验中,可以通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多少。 8(2)分析实验数据可知:当它们升高相同温度时, (选填“甲”或“乙”,下同)液体需要吸收的热量更多;当它们吸收相同热量时, 液体冷却效果更好。 (3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,
16、液体冷却效果更好。 答案:(1)加热时间 (2)甲 甲 (3)甲解析:(1)用相同的装置加热,加热相同的时间,放出的热量就是相等的,甲和乙吸收的热量也就是相等的,所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。(2)由表中实验数据可知,初始,甲升高 10时需要的时间为 40s,乙升高 10需要的时间为18s,时间越长,吸热越多,吸热能力越强,故甲吸热多;则吸收相同热量时,甲升高的温度低一些,冷却效果更好。(3)根据 Q=cm t,吸收相同的热量,吸热能力强的,温度升高的就小,就更适合做冷却液。故甲做冷却液更好。五、综合计算题(共 15 分,解答部分要有必要的分析与说明,计算部分要有主要公式和数据代入
17、过程,计算结果要有数值和单位)19.(6 分)跳伞是一项极具挑战的运动,现在越来越受到人们的喜爱。在某次跳伞训练过程中,一体重为 500 N 的运动员从空中悬停的直升机上由静止开始竖直跳下,其速度与时间的关系如图所示,经 15 s 下落 210 m 后,开始做匀速直线运动直至落地,整个过程用时 30 s。求在这个过程中:(1)运动员下落的平均速度;(2)重力做的功;(3)匀速下降时重力做功的功率。答案:(1)10 m/s (2)1.5105 J 3103 W解析:(1)由题可知,运动员在 015s 下落的路程为s 前 =210m,由题图可知,15s 后运动员以 6m/s 的速度做匀速直线运动,
18、则运动员在 1530s 通过的路程为 s 后 =vt 后 =6m/s15s=90m;运动员通过的总路程为s=s 前 +s 后 =210m+90m=300m,总时间为 t=30s,则整个过程中运动员下落的平均速度 v= =10m/s。st=300m30s(2)运动员下落的高度为 h=s=300m;重力做的功W=Gh=500N300m=1.5105J。(3)匀速下降时,重力做功的功率 P=Fv=Gv=500N6m/s=3103W。920.(4 分)天然气灶使用方便、经济环保,备受人们青睐。小明用天然气灶将一壶质量为 3 kg、温度为 20 的水加热至 90 ,用时约 10 min。已知:天然气的热
19、值为 3.5107 J/m3,水的比热容为4.2103 J/(kg)。求:(1)该过程中水吸收多少热量;(2)若该过程天然气完全燃烧放出的热量 60%被水吸收,则需要多少立方米的天然气。答案:(1)8 .82105 J (2)4.210-2 m3解析:(1)将 3kg、温度为 20的水加热至 90,根据 Q 吸 =cm(t-t0)可得水吸收的热量Q 吸 =cm(t-t0)=4.2103J/(kg) 3kg(90-20) =8.82105J(2)由 = 100%可得,天然气完全燃烧放出的热量 Q 放 = =1.47106JQ吸Q放 Q吸 =8.82105J60%由 Q 放 =Vq 得,烧开这壶水需要天然气的体积 V= =4.210-2m3。Q放q= 1.47106J3.5107J/m3导学号 7716414621.(5 分)为了改善城市空气质量,城市环卫部门根据天气的情况适时进行洒水车喷雾降温压尘作业。请你说明洒水喷雾是怎样起到降温效果的?答案:洒在路面上和喷在空气中的水汽化吸热,达到降温的目的。
