第十四章机械能

图14－5图14－6图14－8图14－7图15-7第十四章机械能一、填空题1、如图15-7所示是一个同学用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，根据测量结果描绘的温度－时间图象．由图可知，甲物质的比热_________（填“＞”“＝”或“＜”）乙物质的比热，其中_________物质是晶体．2、如图14－5，小女孩吊起了一头牛犊，若牛的重力为3000N，每个轮子重为2.5N，忽略绳子和木棒重力及摩擦，则小女孩所用的拉力为N，若牛距地面1m高，想将牛放下来，则小女孩需放掉m长的绳子，整个装置的机械效率为。3、如图14－6所示．是一工人师傅用于粉刷楼房外墙壁升降装置示意图．上端固定在楼顶．若动滑轮质量为2.5kg．工作台质量为7.5kg．涂料和所有工具质量为20kg，工人师傅的质量为60kg．绳重及摩擦不计。当工作台停在距地面10米高处时，工人师傅对绳子的拉力为Ｎ；若工作台从距地面10m高处上升到距地面30m高处，工人师傅最少需要做Ｊ的功。4、如图14－7所示，重20N的物体在拉力F＝5N的水平拉力的作用下以0.5m/s的速度在水平地面上匀速移动，不计滑轮及绳的质量，且滑轮光滑，绳在水平方向上，则物体与地面间的摩擦力为，2s内拉力F做的功为。5、如图14－8所示为一装配线上的一个“机械手”，其O点为固定转动轴．现在它水平抓住一只重40N的工件G，则动力机械M至少要施加N的推力；若它在0.5s内匀速将这一工件提升了20cm，而M的功率为20W，则机械手做的功为J，机械效率为．6、如图14－9所示，让小球从斜槽滚入水平槽（槽光滑），槽右端竖立固定一弹簧片，试说明下列各过程中的能量转化：（1）小球从斜槽高处滚下到水平槽时；（2）小球接触弹簧片到小球静止；（3）小球由静止到弹簧片将小球弹回．7、各种形式的能量在一定的条件下可以相互转化。水电站里的水轮机带动发电机发电，______能转化为______能；电动机带动机器转动_______能转化为能；植物吸收太阳光进行光合作用，__________能转化为__________能；燃料燃烧时，燃料的___________能转化为____________能。8、炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用______的方法减少了气体的内能．食物放进冰箱后温度降低，是用________的方法减少了食物的内能．9、如图所示是太阳能LED照明路灯。它主要由太阳能电池板、LED灯头等部分构成。LED是一种发光二极管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成_____能。太阳能是_______图14－9能源（填“一次”或“二次”），它是在太阳内部，氢原子核发生（填“裂变”或“聚变”），释放出的核能。二、选择题10、图14－2所示情景是一种游戏，叫做蹦极．游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下．图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点．对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法正确的是（）A．游戏者的动能一直在增加B．游戏者减少的重力势能全部转化为动能C．游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D．游戏者到c点时，他的动能最大11、如图14－3所示，在半径为R的油桶外绕了几圈绳子，在绳子的引出端作用一水平拉力F，使油桶沿水平地面滚动了一周，在这一周中，拉力F所做的功为（）A．0B．πRFC．2πRFD．4πRF12、关于物体的内能，下列说法中不正确的是（）A．物体的内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和B、同一个物体，温度越高，内能越大C．一块0℃冰完全熔化成0℃的水后内能增加D．物体具有的机械能越大所具有的内能就一定越大13、给一定质量的水加热，其温度与时间的关系如图12-1中所示．若其他条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图线正确的是()A.aB.bC.cD.d14、下列实例中利用热传递来改变内能的是（）A.冬天室内的暖气设备B.锯木板时，锯条的温度升高C.用打气筒给轮胎打气，打气筒变热D.将两块冰互相摩擦，冰块的温度升高直至熔化15、关于核能的获得，下列说法中不正确的是（）A.核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置B.当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式C.核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置D.在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变16、甲、乙两物体，质量之比3：5，比热容之比3：2，升高相同的温度，则吸收的热量之比是（）A、9：10B、10：9C、2：5D、5：217、A、B两杆竖立在水平地面上，A、B杆长之比为3：5，甲、乙两同学同时进行爬杆，甲用9s乙用10s，分别爬上A、B杆顶，甲、乙两人体重之比是5：6，则甲、乙两人爬杆的功率之比是（）A．3：4B．6：5C．5：9D．9：2018、（多选）关于温度、比热容、热量、内能，下列说法不正确的是（）A．温度高的物体含有的热量多B．热量一定是由比热容大的物体向比热容小的物体传递C．物体的内能增加了，一定是物体从外界吸收了热量D．物体吸收热量，其温度可能保持不变19、（多选）关于机械效率的下列说法不正确的是（）A．有用功越多，机械效率越高B．动力做功越多，机械效率越高图14－3C．额外功越少，机械效率越高D．额外功与总功之比越小，机械效率越高三、简答和计算（24分）20、春天的秧田里常在晚上往田里灌水，而到了上午又把水从田里放掉，这是什么原因？试解释21、“低碳──环保”是上海世博的主题理念，日本馆非常巧妙的体现了这个理念。如图所示，这个名为“紫蚕岛”的别致建筑，它透光性高的双层外膜里面却藏有玄机，不需要消耗任何燃料就可以自主发电，供给展馆内使用。同时，在它的屋顶还有几个凹槽和突起的触角，它们会收集阳光和雨水，在炎炎夏日的时候它们会喷出薄雾，以此来降低气温，效果如同使用空调一样。（1）从能的角度说明它是怎么实现自主发电的。（2）简述它喷雾降温的原理22、如图14－12所示，某工人用滑轮组往3m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40kg，袋子和动滑轮共重100N，不计绳重和摩擦。求：工人匀速拉动绳索时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率有多大？（g＝10N/kg）23、小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，热水器的水箱离地面高12m。现需要将初温为10℃、体积为80L的水加热到60℃，g取10N/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃），则：（1）80L水的质量是多少？（2）这些水需要吸收多少热量？（3）把这些水从地面输送到热水器的水箱中，至少需对水做多少功？24、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如下表所示，将它安装在阳光充足的平台上，并装满水。⑴）连云港地区晴天平均每平方米的面积上每小时接收太阳能约为2.8×106J，若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能约为多少？若这些太阳能有60%被水吸收，则可使水温升高多少？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]⑵若该热水器一天中接收的太阳能由燃烧煤气来获得，则需要安全燃烧多少千克煤气（热值q煤气=4.2×107J/kg）⑶请你从能源和可持续发展的角度，说出提倡开发、利用太阳能的两个主要理由；四、实验题与探究25、为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。记录数据分别如表一、表二所示。（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等。）图14－12表一m1=100g时间/min0246810121416温度/℃363534333231303030降低温度/℃012345666表二m2=200g时间/min04812162024283236温度/℃36353433323130292828降低温度/℃0123456788（1）分析比较表一和表二中数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是______（相同/不同）的。分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是______________。（2）分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是______________________________。（3）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是________。26、在“测定滑轮组的机械效率”的实验中，所用装置如图14－10所示（1）安装好器材后，记下钩码和拴住弹簧测力计的线端的位置，然后向上提起弹簧测力计，读出的大小，测出钩码和拴住弹簧测力计的线端上移的距离．（2）某同学正确测得钩码上升的高度为0.2m，钩码重为1.5N，其他被测和计算的数据如下表：拉力F/N弹簧测力计的线端提升的距离s/m有用功W有用/J总功W总/J0.60.40.30.24上表中肯定错误的数据是和．（3）若用上述装置提起重1.5N的钩码，机械效率为η，提起重3N的钩码，机械效率为η2，则η1η2．（填“＞”、“＜”或“＝”）。27、如图是小敏和爷爷爬楼时的情景，对此，小华和小明展开了讨论：小华：小敏跑得快，做功快，功率大。小明：爷爷质量大，克服重力做功多，功率也很大。……对他们的议论你有何想法？你怎样设计实验验证你想法的正确性？所需器材：简要步骤：表达式：图14－10图14－1120观察水泵的铭牌：这里说的铭牌，是指固定在机器上的一个小标牌，上面标有机器的主要规格和性能，其中包括机器的功率等。例如一台水泵（水泵，就是抽水机，它自己是不会转动的，需要电动机、内燃机等其他动力机械来带动它，因此存在着功率配套的问题），其铭牌如下：型号8B13扬程12.7m流量270m3/h允许吸上真空高度5m轴功率11.3kW转速1450r/min配套功率17kW效率83％出厂编号××××重量111kg××水泵厂出厂日期×年×月（1）在这一铭牌中，你能大致看懂哪几项？把它的意义写下来。（2）铭牌中标明的效率是多少？有用功是多少？你认为它做了哪些额外功？21小红学过“机械效率”后，有一个疑问：“机械效率越高是否越省力？”针对个问题小红用一个弹簧测力计，利用家中“案板”和盛入一定水的小茶杯做了以下实验：A．把杯子放在塑料袋中，在杯子中加入适量的水，用弹簧测力计测得杯子和水的重力G。型号JL-88水容量/L80自身质量/kg40一二三四重力G/N5555升高h/m0.10.150.20.25有用功W有用/J0.7511.25拉力F/N1.62.22.73.1移动距离s/m0.50.50.50.5B．用“案板”作斜面，如图14.4－12所示，把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接，拉动弹簧测力计，把盛水的杯子匀速拉上斜面。C．分别测出拉力F，杯子移动的距离s和升高的高度h。D．改变斜面的高度，做4次实验，记录实验数据如右表：（1）计算并将数据填入表中4个空格。（2）小红的疑问是否得出解决？分析实验数据，能得出什么结论？（3）完成上面实验后，小红又产生一个猜想：“如果减小斜面的摩擦，可以提高斜面的机械效率。”请你先用所学知识，说明小红的猜想是否正确（简述理由）。（4）请你设计一个实验，进一步证明你对小红猜想的判断。（简要说明在前面实验的基础上要做哪些新的实验操作）。22．一个钢球冲到一张竖直的木板上，由于钢球的动能，木板上出现了一个裂痕。钢球是怎样获得这个动能呢？（1)请你设计一个情景，表明钢球的动能是从重力势能转化的，请你把这个情景画在图示中，并在图旁边做出必要的说明。(2）请你设计另一个情景，表明钢球的动能是从弹性势能转化的，请你把这个情景画在图示中，并在图旁边做出必要的说明。16使用滑轮组提升重物，其机械效率与哪些因素有关？有什么关系？请你提出一个问题进行探究。（1）你猜测影响滑轮组机械效率的因素有：（2）对你猜测的多种因素中的某一个因素进一步猜测它是怎样影响滑轮组的效率的？（3）针对