重点高中自主招生专题训练五：机械能与内能.doc

1、教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。重点高中自主招生专题训练五：机械能与内能一、选择题1.冬天用手去摸铁棍和木棍。觉得铁棍比木棍凉这是因为 （ ）。A铁棍比木棍的温度低。 B铁棍比木棍的热能少。C铁棍比木棍的导热能力强。D. 铁棍比木棍比热容大答案：C6当手扶拖拉机上的柴油机出现故障而使转速急剧增加时，正常的操作已经不能使它停转(这种故障叫做“飞车”)。下列应急措施中，可行的是 ( )A用手捂住进气口 B立即找一个隔热的东西，捂住排气口。C脚踏刹车板，同时手拉制动器。答案：A2人

2、们常说井水冬暖夏凉，这是因为 A井内冬夏温度变化小，地面冬夏温度变化大，所谓 “冬暖夏凉”是井水温度与地面温度比较而言的B井水受地热的作用而有较多的热能C井水远离地面，不受空气流动的影响，因而具有较多的热能D井水暴露在空气中，夏天气温高，蒸发得快，吸收了较多的热量，因而温度较低答案：A3有四种器材：(1)自行车座；(2)机械手表；(3) 衣服夹子；(4) 发令手抢。其中利用弹簧形变的势能转化为动能工作的有 A(1)和(2)。 B(2)和(3)。 C(1)和(4)。 D(2)和(4)。答案：D6我国农村使用的一种钢架水泥壳抛物面太阳灶，用30分钟刚好可将4与气温（26.5）相同的水烧开。若不计热

3、损失，此时这个太阳灶的功率为 A163 瓦 B686 瓦 C933 瓦 D41160 瓦答案：B9用一重锤从相同的高度落下敲击质量和温度分别相同的钢块和铅块，重锤打在钢块上时，重锤会跳起，打在铅块上时，重锤没有弹起，这时： A钢块的温度比铅块高 B铅块的温度比钢块高C钢块与铅块的温度一样高 D无法判断谁的温度高答案：B3下列哪种器材在工作中利用了由弹簧形变的势能转化成的动能？ A自行车座 B机械手表 C弹簧秤 D衣服夹答案：B8骑自行车上坡前往往要加紧蹬几下，这样做是为了： A增大车的惯性 B增大车的冲力 C增大车的动能 D增大车的势能。答案：C5“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目。如

4、图 1 所示，一端系住人的腰部、另一端系于跳台的是一根弹性橡皮绳。当人下落至图中 Q 点时，橡皮绳刚好被拉直。那么，在人越过 Q 点继续向下的过程中，人的动能变化情况是( )A不变 B变大 C变小 D先变大后变小教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。答案：D2有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件，当对它挤压或拉伸时，它的两端就会形成一定的电压，这种现象称为压电效应。一种燃气打火机，就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮，压电陶瓷片就会产生10kV20kV的高

5、压，形成火花放电，从而点燃可燃气体。在上述过程中，压电陶瓷片完成的能量转化是 A化学能转化为电能 B内能转化为电能 C光能转化为内能 D机械能转化为电能答案：D4我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，己越来越引起人们的关注。现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染。小明家的住房面积约110m 2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10，已知柴油的热值为4310 7Jkg，空气的密度约为13kgm 3，空气的比热容为1Ol0 3 J(kg.)，所需的柴油约为 A001kg B01kg C1kg D10kg答案：B6小新同学家中的墙壁上竖直悬挂着一指针式电子钟，当其

6、因电池电能不足而停止时。指针最可能停在如图 4 所示的哪个位置附近 （ ）答案：A二、填空题3炒菜时利用的热传递方式主要是_。答案：传导16用太阳能热水器给 40 千克的水加热，水温由 18升高到 36，水吸收的热量是_焦耳。若用燃烧值为 3.0107 焦耳/千克的煤给水加热，其效率为 20，则需要燃烧约_千克煤。答案：3.02410 6，0.54(6 分) 右图为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮 W 和皮带 B 的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3 三堆，达到分离的目的。其中 1 是 ，2 是 。从能量的角度看，它们在运

7、动过程中能够分离，是因为 教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。答案：糠皮、谷粒。它们以同样的速度被抛出,碎石的质量最大,动能最大,所以克服空气阻力运动的距离最大,糠的质量最小,运动的距离最小。4（5 分）2003 年 10 月 16 日 6 时 54 分，“神舟”五号飞船成功完成了我国第一次载人航天飞行，返回舱在内蒙古主着陆场地安全着陆。（1）火箭发射时发生的能量转化主要是_能转化为_能。（2）在飞船关闭发动机后绕地球飞行时，如果在舱内进行下列实验，与在地面相比，其中最难完成的是

8、_（填字母）：A 用温度计测温度；B用显微镜观察洋葱表皮；C用漏斗、滤纸过滤，除去水中的泥沙。（3）如果将农作物种子携带到太空，然后再带回来进行种植实验。这样做的目的是_。答案：（1）化学，机械（或动能和势能），（2）C，（3）在失重状态下看种子的基因是否发生变化5油库里的储油罐如图 6 所示，它浑身银白，直径较大，高度较矮(相对于直径而言) ，像个短胖子。请回答：(1)在储油罐的这些设计中，“浑身呈银白色”是为了_；“直径较大，高度较矮”是为了_(2)在储油罐旁还安装有自动喷头，每到夏天，特别是白天的中午，常用喷头向储油罐喷水，这主要是利用水的_较大的特性，以及水蒸发时要吸热的特性来给储油罐

9、_，以防止油的自燃。答案：(1)尽可能地反射阳光 稳固油罐，增大容积 (2)比热容 降温三、实验题4.（7 分）扬场机能把谷粒、谷糠和小石块分开。这三种东西中哪一种的落地点距扬场机最近？哪一种最远？同样大小的谷粒和小石块，为什么落地点的远近不同？答案：谷糠的落地点距扬场机最近。小石块最远。同样大小的谷粒和小石块，虽然飞出时的速度相同，但是由于质量不同，所以动能不同，小石块的质量较大，动能也比较大，所以能够克服空气的阻力飞到更远的地方。1(6 分)刚倒在杯子里的开水很烫，人们习惯上是先吹几下再喝；冬天写作业教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万

10、套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。手冷，同学们习惯上是不时地向手上哈哈气再写。分别说明这两种做法的道理?答案：吹气使水面上空气流动，加快蒸发，而蒸发吸热使水温降低；向手上哈气，温度较高的水蒸气遇冷手液化，而液化放热使手暖和些。答案：3(6 分)随着人类能量消耗的迅速增加，如何有效地提高能量利用率是人类所面临的一项重要任务。图 8 是上海“明珠线“某轻轨车站的设计方案，与站台连接的轨道为一个小的坡度，请你从节能的角度，分析这种设计的优点。答案：车子进站走上坡，可关闭发动机，利用惯性上滑，节能；车子出站走下坡，可利用重力势能转化为动能下滑，节能。1、（4 分）某城市铁路

11、车站的设计方案如图 4 所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从能量利用的角度看，这种设计的优点是什么？答案：车进站时的部分动能转化为重力势能，减少因刹车损耗的机械能；车出站时储存的重力势能又转化为动能，起到节能作用。（4 分）小明用打气筒给自行车轮胎打气后，发现气筒壁的温度明显高于打气前的温度。对于这个现象，你做怎样的解释？答案：压缩气体做功和克服磨擦做功使筒壁的内能增大。（5 分）如图 6 甲、乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图，从节能角度看，你认为那一种更合理？请简要说明理由。答案：乙的较合理。燃烧室全部浸在水中，有利于热的充分传递；有鼓风机输送空气，有利于燃料充分燃烧；锅炉壁有

12、绝热材料，可防止热的散失。4据报道：2005 年 4 月 20 日上午 8 时 38 分，由重庆飞往上海的 CA454l 航班在重庆江北机场起飞后撞上一群鸽子，飞机多处破损，左发动机停止工作，直接经济损失达 295 万元人民币。所幸机长沉着冷静依靠右发动机单机工作，在空中盘旋 59 min 后成功迫降，机上所有人员安然无恙。小小的鸽子怎能把结实的飞机撞坏呢?请你应用学过的知识解释鸽子撞坏飞机的原因。答案：（）物体动能的大小是由速度和质量决定的，所以在质量一定时，速度越大动能教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课

13、都能在这里找到合适的教学资源。越大。 （）虽然鸽子飞行速度不大，但飞机起飞后的速度很大所以飞机与鸽子之间的相对速度很大。 （）鸽子相对于飞机所具有的动能很大，它对飞机的破坏力也就很大。说明：要点（）、（）各分，要点（）2 分共 4 分四、计算题七、（7分）有一种型号的单缸四冲程柴油机，其部分技术规格如下：试计算这种柴油机的功率。答案：作用在活塞表面上的压力：做功冲程每次的功：W=FL=35325 0.4=14130（焦耳）柴油机每分钟转360转，即每秒转6转，对外做功3次。答：这台柴油机的功率约为 58 马力。七、（30分）下表列出的是北京煤气用具厂生产的JS系列家用燃气热水器的参数，其中各物

14、理量的单位用的是国际通用的符号，说明如下：Pa一帕斯卡mmH 2O毫米水柱J焦耳h小时M3立方米l升，即分米 3kgf千克力，即质量为1千克的物体所受的重力min分（时间单位）单位前面的字母M表示系数10 6，字母H表示系数10 21分别计算燃烧1米 3液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量（单位：焦耳）。2王秋生同学说，热水产率一栏中，5、3、2后面的符号印得不清楚，好像是数字“l”，但在“min”的前面又丢掉了什么，请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。3“热效率”一栏给的是参考值；“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升25和55时的热效率，并解释这两种情况

15、下热效率不同的原因。教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。答案：1查表可知：燃气热水器额定热负荷为：3710 6Jh。石油气、人工煤气、天然气的额定燃气耗量分别是：0.36810 2m3h、1.96410 2m3/h和1.04102m3h。因此，石油液化气：人工煤气：天然气：2以温升40为例，根据表中其他参数计算热产生率。设每分钟热水产生率为m，则水在1分钟内吸收的热量可表示为Q 收 =cmt=4.210 3mt(J)。又根据表中所给参数，按热水率80%计算时，燃气在1分钟内放出的

16、能被水吸收的热量：教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。Q 吸 =Q放 即4.210mt=Q 放由此判断：3和“min”之间的符号如果是代表质量，它的意义应该是千克（符号 kg），考虑到1千克水的体积是1升，所以，这个符号一定是字母L的小写“l”，而不是数字“1”。因此正确的数字和单位是3升分（3Lmin）。分析温升25和55两种情况可以印证这个结论。3由关系式Q 放 =cmt和热水产生率表可知升温25时水每分钟吸收的热量和燃气放出的热量：同理，升温55时水吸收的热量：Q吸 =4.

17、2103255=4.62105(J)燃气每分钟放出的热量：Q放 =6.17105J答：升温25和55时的热效率分别是85%和75% ；因为温升较高时，热量损失多，所以热效率较低。七、（7 分）经验表明，自制家用太阳能热水器的效率在夏天可达 50；从太阳能手册中查到，在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为 1.26103 焦米 2秒。如果晒水箱内的水大约有 40 千克，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是 1.5 米 2，请计算，要使水温上升 30需要多长时间。答案：代表物理量的符号：热水器效率，m 水的质量，R 单位面积，单位时间，地面接收的热量，S 晒水箱面积，T水的温升，C 水的

18、比热，t 所用时间。在t时间内水所接收的辐射热教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。使水温上升T所需热量由 Q=Q (3)把数值代入，得 t=5333 秒 (5) t=1 小时 29 分六、（9分）国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65毫米，活塞冲程长55毫米，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.5810 5帕，飞轮的转速是1500转/分。（1）求这种汽油机满负荷工作时做功的功率（不计摩擦损失）；（2）如果满负荷工作时每分钟消耗 15 克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能

19、的效率是多少？（汽油的燃烧值为 4.6107 焦/千克）答案：（1）转速 n=25 转/分（1） 0.5 分 活塞面积 S= (2)作用在活塞上的平均压力 F=pS (3) 一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W=FL (4)所求的功率 P= (5)将（2）、（3）、（4）式代入（5）式 PnpLd(6) 代入数值 P=2.2 千瓦 (7)（2）汽油燃烧时每分钟产生的热量 Q=mq (8) 汽油机每分钟做的功 W=Pt (9)汽油机的效率 WQ(10) 把（8）、（9）代入（10） ptmq(11)代入数值 10% 五、（8 分） 有一堆从河中捞出的温砂子，测得其比热容为 1.2103 焦/（千克

20、）。已知 干 砂 子 的 比 热 容 为 0.9103 焦/ （千克），则 按 质 量 说 ， 这 堆 砂 子 含 水 的 百 分 比 是 多 少？答案：解答中各字母所代表的意义如下：m1干砂子的质量，m 2水的质量，m砂子和水的混合物的质量；c1干砂子的比热容，c 2水的比热容，c 砂子和水的混合物的比热容；Q1干砂子吸收的热量，Q 2水吸收的热量，Q砂子和水的混合物吸收的热量；t温度差。砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的热量可以表示为：Q=c(m1+m2)t (1)nWd教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一

21、节课都能在这里找到合适的教学资源。Q1=c1m1t (2)Q2=c2m2t (3)由这三个式子可以解出代入数值后，得五、（8 分）水在热电厂的锅炉中变为水蒸汽，通过涡轮机带动发电机发电，用过的水蒸汽在液化器中凝结成水，再到锅炉，循环使用。液化器中的冷却水则流到冷却塔中降温，如图。水的比热为 4.2103 焦/（千克），求：夏天，来自冷却塔的水温为 16，而回到冷却塔的水温为 30。若冷却塔和液化器间水的流量为 15 米 3/秒，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。如果发电机的发电功率是 56 万千瓦，发电机把机械能转化为电能的效率为 80%，不计水蒸汽通过涡轮机过程中由于热传递赞成的能量损失及涡

22、轮机的摩擦，试求水蒸汽的能量转化为电能的效率。答案：1水蒸汽冷却时所放的热量为冷却水所吸收，所以冷却所丢失的功率（即散热功率）为P 散 Q 吸 /t tmc4.210 3 焦/（千克）1510 3 千克/ 秒（3016）8.8210 8瓦2水蒸汽的能量转化为电能的效率P 用 /P 总 P 电 /（P 机 +P 散 ）100%P 机 56010 6W/0.870010 6W所以 %4.351082107566 六、（10 分）学校淋浴用的简易太阳晒水箱内装水 60 kg，水箱玻璃盖的面积为 0.84 m2。从手册中查得，地球上与太阳光线垂直的表面接收的太阳辐射能为 7.56104J/(minm2

23、)；这类水箱吸收太阳能的效率约为 50；散热损失约为 20。假设使用中能够及时调整水箱朝向，使阳光总能垂直射入玻璃盖，计算 4 小时后箱中的水升高的温度。水的比热容为 4.2 103 J/（kg）。答案：24C二、（12 分）洗浴用的电热水器的电功率是 1.2 kW，热水器内筒的直径是 30cm，高是50cm。如果加热过程中的热量散失率为 10， 则把水从 20 加热到 70 需要多长时间？教育部重点推荐学科网站、初中物理新课标教学专业性网站-初中物理在线。一万余个精品课件、几万套精品教案、试卷，让您的每一节课都能在这里找到合适的教学资源。答案：19h解析：水的质量 m=V=r 2h水升温吸收

24、的热量 Q 吸 =cm(t-t0)=cr 2h(t-t 0)电热器放出的热量 Q 放 =PT Q 有 =PTQ 吸 =Q 有cr2h=(t-t0)=PT加热的时间 T=114min=19h 七、（16 分）下表列出的是某厂生产的家用燃气热水器的参数。表中“额定热负荷”指的是满负荷使用时，1h 内燃料燃烧产生的热量。产品名称 燃气快速热水器产品型号 JSY5-C JSR5-C JST5-C适用燃气 液化石油气 人工煤气 天然气额定燃气压力 28003000Pa280300mmH2O800-1000Pa80-100 mmH2O2000-2500Pa200-250 mmH2O额定热负荷 37MJ/h

25、额定燃气耗量 0.368102m3/h 1.964102m3/h 1.04102m3/h热效率 80适用水压 0.041.0MPa（0.410kgf/cm 2）温升 25 5l/min温升 40 3l/min热水产率 温升 55 2l/min燃气入口 G1/2冷水入口 G1/2接口尺寸 热水入口 G1/2外形尺寸 406mm（高）293mm（宽）230mm（厚）重量 6.2kg（1）分别计算燃烧 1m3 液化石油气、人工煤气和天然气所产生的热量。（2）根据表中数值和你已有的知识，讨论“额定燃气压力”一行中，“mmH 2O”的含义。（3）王保成同学说，“热水产率”一栏中，5、3、2 后面的好像是数字“1”但是在“/min”的前面又好像丢掉了什么。请你通过计算判断这个栏目中三个参数的正确数值和单位。（4）“热效率”一栏给的是参考值，“热水产率”一栏给的是厂家对样品的实测值。分别计算温升 25和 55时的热效率，并解释这两个情况下热效率不同的原因。答案：（1）液化石油气=1.0106J/m3 （1 分）37106J0.368102m3