中考专题复习功与机械能

中考专题复习功与机械能

第十二章 机械能与能的转化 ‎【中考说明要求】‎ 探究动能、势能与哪些因素有关、动能与势能的相互转化 B 内能、改变内能的方式、热量温度内能的关系辨析 A 机械能与内能的相互转化、热机 A 探究物质吸热升温的快慢、应用O=cm t的计算 C 比较不同燃料完全燃烧放出的热量、应用O=mq的计算 B 一、机械能与内能 ‎【考点梳理】‎ 考点一：动能、势能、机械能 例题1、汽车匀速直线上坡的过程中，各物理量随时间变化关系正确的是 A B C D 例题2、在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。‎ ‎（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用＿＿＿＿＿两图；实验中应保证＿＿＿＿＿相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（3）该实验是通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是＿＿＿＿＿。‎ A．认识电压时，我们可以用水压来类比 B．用光线来描述光的传播路径和方向 C．探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少 D．保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系 ‎（4）若水平面绝对光滑，铁球将做＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿运动 例题3、如图所示的是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程。（容器中装有沙子，A和B为实心铁块，A的质量比B小）‎ ‎（1）由＿＿＿＿两图可探究重力势能的大小与质量的关系，结论是：当＿＿＿＿＿＿一定时，质量越大，重力势能越大。‎ ‎（2）由甲、丙两图＿＿＿＿（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ ‎（3）本实验是通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断重力势能大小的，这也是物理探究过程中较常用的＿＿＿法。利用本实验装置还可探究＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ 考点二、动能与势能的转化 例题1、如图所示是北斗导航系统某一卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，该卫星从远地点向近地点运行过程中，重力势能、动能、速度的变化是 A．重力势能增加、动能减小、速度减小 B．重力势能增加、动能减小、速度不变 C．重力势能减小、动能增加、速度增加 D．重力势能不变、动能不变、速度不变 例题2、如图是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是 A．滚摆运动过程中，机械能守恒 B．滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能 C．滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能 D．滚摆上升的最大高度逐渐降低 考点三、内能、改变内能的方式 例题1、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是 A．物体内能减少时，一定对外做功 B．物体内能增加时，温度不一定升高 C．汽油机的做功冲程把机械能转化为内能 D．温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 例题2、夏季，在高速公路服务区内，一些重型汽车停在有水的坑里，这是因为汽车在高速行驶过程中，通过＿＿＿＿方式增加轮胎的内能，使轮胎的温度＿＿＿＿；轮胎停在水中，通过＿＿＿＿方式减少内能，降低温度，以保行车安全。‎ 考点四、机械能与内能的转化、热机 例题1、在四冲程汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 例题2、如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析错误的是 A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功 B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小 C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低 D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功 例题3、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将＿＿＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿＿＿＿＿＿能．如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在＿＿＿＿＿＿＿＿冲程．‎ 例题4、汽油机的曲轴转速为2400r/min，则每秒有____个工作循环，做____次功，有___个冲程。‎ 高度/m ‎【链接中考】‎ ‎1、如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能＿＿＿＿（选填 “守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的＿＿＿＿＿＿（选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律．‎ ‎2★、如图是“蹦极”的示意图，a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，b点是蹦极者速度最大的位置，c点是蹦极者下降的最低点。则下列说法正确的是 A．蹦极者是靠惯性通过a点的 B．蹦极者在b点所受的弹力最大 C．从a点到b点，蹦极者的动能转化为绳的弹性势能 D．从b点到c点，蹦极者的动能和重力势能转化为绳的弹性势能 ‎3、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是 A．对物体加热物体的温度一定升高 B．物体的温度越高，所含的热量越多 C．物体的温度为0℃，其内能也为零 D．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递 ‎4、如图所示，当试管中的水沸腾后，软木塞突然被冲出来，其原因是试管中水蒸气对软木塞＿＿＿＿，此过程中水蒸气的内能转化为软木塞的＿＿＿＿。‎ ‎5、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度＿＿＿＿（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能＿＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的＿＿＿＿。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是＿＿＿＿冲程。‎ ‎6、如图所示的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是 ‎7．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是 A．①做功冲程  ②内能转化为机械能  ③压缩冲程  ④机械能转化为内能 B．①压缩冲程  ②内能转化为机械能  ③做功冲程  ④机械能转化为内能 C．①压缩冲程  ②机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能 D．①做功冲程  ②机械能转化为内能  ③压缩冲程  ④内能转化为机械能 ‎8、如图所示是探究物体动能大小与物体的质量、速度关系的示意图。‎ ‎（1）在探究动能与速度的关系时，要保持小球的_________不变，让小球从_________（选填“相同”或“不同”）的高度滚下，以不同的速度推动木块移动。‎ ‎（2）在探究动能与物体质量的关系时，要保持___________相同，就是让质量不同的小球从___________滚下。‎ ‎（3）物理研究方法有许多，本实验运用了两种研究方法：一是___________法；二是转换法。就本题来说：用______________________来表示小球动能大小的方法就是转化法。‎ ‎9、九年级物理课本中给出了一些物体的动能，如下表所示：‎ 行走的牛 约60J 跑百米的运动员 ‎3×103J 飞行的步枪子弹 ‎5×103J 请你根据表中的数据和所学的相关物理知识推断：‎ ‎（1）在质量和速度这两个物理量中，对动能影响较大的是＿＿＿＿（选填“质量”或“速度”）；‎ ‎（2）★物体的动能（E）与物体的质量（m）和运动速度（v）的定量关系，你认为正确的是下面的哪一个？‎ A．E=mv B．E= C．E=mv2‎ ‎10、在探究弹性势能跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：‎ 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；‎ 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。‎ 为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一只，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同。最后得出以下实验记录表。‎ 实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离 ‎①‎ 弹簧A ‎5‎ S1‎ ‎②‎ 弹簧A ‎8‎ S2‎ ‎③‎ 弹簧B ‎5‎ S3‎ ‎④‎ 弹簧B ‎8‎ S4‎ ‎（1）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究方法叫转换法。下列实验中用到此方法的是＿＿＿＿（填序号）‎ ‎①探究“杠杆的平衡条件” ②探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”‎ ‎（2）请将探究猜想一的方案补充完整。‎ ‎①将弹簧A、小球、木块按如图安装好；‎ ‎②压缩弹簧，使其长度为5cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离s1；‎ ‎③压缩弹簧，使其长度为＿＿＿＿cm。放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离＿＿＿＿；‎ ‎④比较分析实验数据＿＿＿＿，得出结论。‎ ‎（3）弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的＿＿＿＿能。‎ ‎（4）为了探究猜想二，可选用实验次数②和＿＿＿＿的数据进行计较分析，若＿＿＿＿，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。‎ 二、比热容、热值 考点一、比热容、热值的理解 例题1、水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），其物理意义：__________________________________,可燃冰的热值约1.4×1010J/m3，其物理意义：__________________________________‎ 定义比热容时采用了__________定义的方法，具体内容是_________________________________。‎ 例题2、由，关于同一物质的比热容c，下列说法正确的是 A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样 例题3、已知铁的比热容小于铝的比热容。质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后，＿＿＿＿温度升高的多；若它们降低相同的温度，＿＿＿＿＿＿放出的热量多。‎ 例题4、关于热值、内能和热量，下列说法中正确的是 A．物体内能增大，一定从外界吸收了热量 B．同一物体，温度越高内能越大 C．燃料燃烧时，它的热值越来越小 D．燃料燃烧得越充分，它的热值越大 考点二、比热容、热值的实验 例题1、．在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中：‎ ‎（1）小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验，如图甲所示．在组装器材时应先调节＿＿（A/B）的高度，调节它的高度是为了_______________________‎ ‎（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油_________________，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的一个测量工具是____________．‎ ‎（3）在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是＿＿．（答出一个即可）‎ 例题2、木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：‎ 燃料的质量/g ‎100‎ ‎200‎ ‎300‎ ‎400‎ 燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J ‎1.3×106‎ ‎2.6×106‎ ‎3.9×106‎ ‎5.2×106‎ Q焦炭/J ‎3.0×106‎ ‎6.0×106‎ ‎9.0×106‎ ‎12.0×106‎ Q木炭/J ‎3.4×106‎ ‎6.8×106‎ ‎10.2×106‎ ‎13.6×106‎ ‎（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是＿＿＿＿＿＿＿＿的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越＿＿＿＿。‎ ‎（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为＿＿＿＿＿＿＿＿，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。‎ ‎（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是＿＿＿＿＿＿＿＿J；如果这些热量完全用于加热水，可使＿＿＿＿＿＿＿＿kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了＿＿＿＿＿＿＿＿（答一个即可）。[q天然气=4.2×l07J/m3，c水=4.2×l03J/(kg·℃)]‎ ‎（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入＿＿＿＿＿＿＿＿来描述，我们总是希望它的值越＿＿＿＿＿＿＿＿越好。‎ 考点三、有关比热容、热值的计算 例题1、水和干泥土的比热容之比是5：1，质量之比为1：2，吸收的热量之比是3：2，则水和干泥土升高的温度之比是：________‎ 例题2、现代家庭装修中有些浴室使用燃气热水器提供热水，小芳家安装了燃气热水器。已知水进入热水器前的温度是10℃，洗澡时热水器输出热水的温度设定为40℃；如果小芳洗一次澡用热水0.05m3，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。求：‎ ‎（1）水从热水器中吸收多少热量？‎ ‎（2）若天然气完全燃烧释放热量的70%被水吸收，需要消耗多少m3的天然气？（天然气的热值q=4×107J/m3）‎ ‎【链接中考】‎ ‎1、烧开同样一壶水，完全燃烧的干木材与完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木材和无烟煤具有不同的 A．热值 B．比热容 C．内能 D．热量 ‎2、关于生活和自然中蕴含的物理知识，下列说法中正确的是 A．使用天然气作燃料，燃烧越充分，热值越大 B．汽车发动机采用水进行冷却，是利用了水的比热容较大的属性 C．西岳华山海拔高，山顶上的气压低，水的沸点高 D．为地球带来光明和生机的太阳能是不可再生能源 ‎3、“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力．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，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为＿＿＿＿J，这些热量可以使＿＿＿＿kg的水从20℃加热至100℃ [c=4.2×103J/（kg•℃） q煤气=4.2×107J/kg]。‎ ‎4、有四位同学为了研究温度升高时吸收的热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他们的实验记录，根据实验记录回答：‎ 烧杯号 液体 质量(g)‎ 初温(℃)‎ 末温(℃ )‎ 加热时间(min)‎ ‎1‎ 水 ‎400‎ ‎30‎ ‎50‎ ‎10‎ ‎2‎ 水 ‎200‎ ‎30‎ ‎50‎ ‎5‎ ‎3‎ 酒精 ‎400‎ ‎30‎ ‎50‎ ‎5‎ ‎4‎ 酒精 ‎400‎ ‎30‎ ‎40‎ ‎3‎ ‎（1）比较1、2记录，得出的结论是 ；‎ ‎（2）比较3、4记录，得出的结论是 ；‎ ‎（3）比较1、3记录，得出的结论是 ；‎ ‎（4）综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与 、 、 有关。‎ ‎5、为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．‎ ‎（1）小明设计了一张记录实验数据的表格，其中①②两项内容漏写了，请你帮他补充完整．‎ ‎（2）‎ 实验后小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值．算出的酒精热值是否可靠，请说明理由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿．‎ 温度 燃料 加热前水温/℃‎ ‎①‎ ‎10g酒精 ‎②‎ ‎6★、“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重的0.08倍，效率为40％。已知汽车整车质量为1375kg，油箱容积为50L。（汽油热值q=3.3×107J/L，g=10N/kg)‎ ‎（1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？‎ ‎（2）该车加一满箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？‎ ‎7、随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖。其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温。当供水温度为45℃时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：‎ ‎　 地面装饰层材料 散热管材料 陶瓷 塑料 木地板 聚乙烯（PE-RT）‎ ‎136.6W/m2‎ ‎103.5W/m2‎ ‎93.5W/m2‎ 聚丁烯（PB）‎ ‎125.7W/m2‎ ‎96.9W/m2‎ ‎90.0W/m2‎ ‎（1）若该地暖系统的总水量为2×103kg,将全部的水从5℃加热至45℃，水至少需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]‎ ‎（2）某家庭木地板的面积为80m2，散热管材料为聚丁烯（PB），供水温度为45℃，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？‎ ‎（3）“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点。‎