2022版全国版中考物理5 3中考总复习10-10-专题十　机械能和内能

专题十机械能和内能五年中考考点1机械能1.(2021安徽,13,2分)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中 ()A.动能减小B.重力势能不变C.机械能增大D.机械能不变答案C在乘坐摩天轮时,速度大小保持不变,动能不变;从最低点上升到最高点,高度在增加,所以重力势能在增大,机械能是动能与重力势能之和,所以机械能在增大,故C正确。2.(2021江苏南京,8,2分)2021年4月,中国女足通过奋勇拼搏,晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图。分析可知,足球 ()A.在B点时受力平衡B.在A、D两点动能可能相等C.在C点时,若所受力全部消失,其运动状态将不断改变D.在运动过程中,只存在动能和势能的相互转化答案B足球在B点既不是静止,也不是匀速直线运动状态,故受力不平衡,A错误;动能和足球的质量、速度有关,由于摩擦力的存在,在A点和D点时足球速度可能相等,故B正确;当足球在C点时,若所受力全部消失,足球将处于匀速直线运动状态,运动状态不变,故C错误;足球在运动时,受到摩擦力的作用,故也存在动能转化为内能,D错误。易错警示足球在地面弹起后运动的最高点的高度慢慢减小,说明存在阻力,故存在机械能转化为内能,且足球在A点速度大于在C点速度,故足球在A点与在D点的速度可能相等。3.(2019福建,15,2分)踢毽子是一项有益的体育活动。如图,毽子某次被踢出后,竖直上升经过某一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek1和Ep1,下落经过同一位置时,毽子的动能和重力势能分别为Ek2和Ep2,则()A.Ek2>Ek1B.Ek2<Ek1C.Ep2>Ep1D.Ep2<Ep1答案B下落经过同一位置时,毽子的质量、高度均相同,故毽子的重力势能不变,C、D错误;由毽子的形状可知,毽子在运动过程中,空气的阻力不可忽略,因此,毽子在上升与下落过程中,克服空气阻力做功,部分机械能转化为内能,故其动能会减少,因此Ek2<Ek1,A错误,B正确。故选B。知识拓展掌握动能和重力势能大小的影响因素及机械能与内能的转化是解决本题的关键。4.(2020江苏连云港,13,2分)在水平地面上铺一张纸,将两个弹性相同、质量分别为mA和mB的皮球A和B表面涂黑,让它们从相同高度由静止下落,在纸上留下黑色圆斑如图所示,分析图中两个圆斑大小,可推断:mAmB(选填“大于”、“小于”或“等于”)。皮球落地后反弹高度比原来下落时高度低,由此判断,皮球的机械能总量(选填“不变”、“减少”或“增大”)。

答案小于减少解析皮球下落反弹过程中能量转化情况为重力势能→动能→弹性势能→动能,A留下的圆斑比B小,说明其弹性形变小,弹性势能较小,则转化前的动能较小,最初的重力势能较小,又由于从同样高度下落,因此A的质量较小。皮球反弹高度降低,说明皮球机械能在减少。5.(2021河北,24,3分)如图所示是一幅撑竿跳高的图片。关于撑竿跳高运动涉及的物理知识,回答下列问题。(1)问题:运动员对竿的力的作用效果是什么?回答:。

(2)请从机械能角度提出一个问题并回答。问题:?

回答:。

答案(1)使竿发生了形变(2)被压弯的竿具有什么能弹性势能(答案合理即可)解析力的作用效果有两个:改变物体的运动状态,使物体发生形变。运动员对竿的作用力使竿发生了弯曲(形变),竿具有弹性势能。在人上升的过程中竿的弹性势能转化为人的机械能,故竿的弹性势能变小,人的机械能变大。6.(2021天津,22,6分)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟有关。

【进行实验】他们做了如图所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离。物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越。

【分析论证】分析甲、丙两图的实验现象,可以初步得到的结论是:

。

【实践应用】用甲、乙两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车(选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因。

答案【猜想假设】速度质量【进行实验】大【分析论证】质量相同时,汽车(物体)的速度越大,动能越大【实践应用】超载解析【进行实验】实验中动能的大小是通过比较物块被球撞击后滑行的距离大小来衡量的,这种方法叫转换法。物块被撞击距离越远,说明金属球动能越大。【分析论证】分析甲、丙两图可知,质量相同的球以不同速度撞击物块时,金属球速度越大,物块被撞击的距离越远,金属球动能越大。【实践应用】分析甲、乙两图可知,质量不同的球用相同速度撞击物块时,金属球质量越大,物块被撞击的距离越远,金属球动能越大,说明超载行驶危险性很大。考点2内能及其应用1.(2021福建,3,2分)小华在家学做菜,厨房里菜香四溢,这个现象说明 ()A.分子间存在空隙B.分子间存在引力C.分子间存在斥力D.分子不停地做无规则运动答案D菜香四溢说明了有菜香的分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,D正确。2.(2021重庆A,3,3分)如图所示,是载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景,下列描述正确的是 ()A.火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象B.火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能C.火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓D.燃气主要通过热传递使周围的空气内能增大答案DA.火箭发射时出现的大量“白气”是水汽化后再液化形成的小水滴。B.火箭点火升空过程中燃料的内能转化为火箭的机械能。C.火箭喷出燃气后周围空气的温度急剧升高,所以火箭周围空气分子的热运动加剧。D.燃料燃烧将自身的一部分内能传递给周围的空气,使之内能增大,所以此方式是“热传递”,D正确。3.(2021云南,4,3分)据悉,联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将于2021年10月在云南省昆明市召开,届时远方的宾客将有机会品尝云南特色小吃“过桥米线”。以下说法正确的是 ()A.热汤表面的油层加快了汤汁的蒸发B.加入米线后,热汤从米线吸收热量C.放入热汤中的肉片很快熟了,是通过做功的方式增加了内能D.汤的香气扑鼻,说明分子在不停地做无规则运动答案D热汤表面的油层减小了汤汁与空气接触的面积,从而减慢了汤汁的蒸发,A项错。热量只能自发地从高温物体传向低温物体,米线温度低,所以热汤不能从米线吸收热量,只能是米线吸收热汤的热量,B项错。肉片遇到热汤变熟是通过热传递的方式增加了内能,C项错。汤的香气扑鼻是因为发生了扩散现象,扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动,D项正确。4.(2020海南,10,3分)如图所示,用酒精灯加热试管里的水,产生的水蒸气将试管塞冲向空中。在这个过程中,能量转化的顺序为 ()A.内能——机械能——化学能B.化学能——内能——机械能C.机械能——内能——化学能D.内能——化学能——机械能答案B酒精燃烧产生的内能是由化学能转化而来;水蒸气膨胀做功把内能转化为机械能,故选B。5.(2020广东广州,5,3分)图为注射器,小芳迅速下压活塞,注射器内密封的气体温度升高。此过程密封气体的 ()A.内能增加B.分子动能减小C.分子热运动速度减小D.内能转化为活塞动能答案A本题考查的是能量转化、改变内能的方法、分子热运动的相关概念规律。活塞下压过程中,活塞对注射器内密封的气体做功,活塞的机械能转化为气体的内能,气体内能增大,温度升高,分子热运动变剧烈,分子热运动的速度增大,故A正确,B、C、D错误。6.(2021广东,10,3分)如图为火箭发射的场景。火箭的燃料使用了液态氢,主要是因为它的大,火箭发射升空时,燃料的化学能转化为能,再转化为火箭的机械能。这个过程中火箭的机械能(选填“守恒”或“不守恒”)。

答案热值内不守恒解析火箭燃料使用液态氢主要是因为它的热值大,火箭发射升空时,燃料的化学能通过燃烧转化为内能,再转化为火箭的机械能,火箭的机械能增加,不守恒。7.(2020浙江杭州,25,4分)如图一只瓶子,内装一些铁屑。我们既可以通过振荡,也可以通过加热,使铁屑的温度升高,内能增大。从改变物体内能的方法来看,前者是通过方法,后者是通过方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能?(选填“能”或“不能”),这是因为。

答案做功热传递不能做功与热传递两种方法对改变物体内能是等效的解析使铁屑内能增加的方法:①用力晃动瓶子,对瓶中铁屑做功,使机械能转化为内能,铁屑的内能增加,温度升高;②对铁屑加热,铁屑的温度升高,这是通过热传递的方式改变铁屑的内能。如果没有看到内能改变的过程,仅凭铁屑温度的改变,不能判断出具体改变铁屑内能的方法,这是因为做功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。考点3物质的比热容及热量的计算1.(2020北京,13,2分)依据表格中的数据,下列说法正确的是 ()物质比热容c/[J·(kg·℃)-1]水4.2×103煤油2.1×103砂石约0.92×103A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多C.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103JD.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多答案D物质的比热容与质量无关,A错误;由Q放=cmΔt可知,水和砂石的质量关系不确定,温度降低的多少就无法确定,B错误;水的比热容表示质量为1千克的水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J,C错误;由Q吸=cmΔt可知,水和煤油质量相等时,吸收相等热量,煤油的比热容较小,温度升高较多,D正确。2.(2019江苏苏州,20,2分)如图所示,在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花被点燃。此过程的能量转化方式与汽油机的冲程相同。某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了4kg汽油,该汽油机对外做的机械功为J。(汽油热值为4.6×107J/kg)

答案压缩4.6×107解析用力将活塞迅速下压,棉花被点燃,此过程对玻璃筒内的空气做功,空气内能增加,温度升高,通过热传递,使棉花燃烧,此过程中机械能转化为内能,相当于汽油机的压缩冲程;燃烧4kg的汽油释放的热量为Q放=qm=4.6×107J/kg×4kg=1.84×108J,汽油机的热效率为25%,所以汽油机对外做的机械功W=1.84×108J×25%=4.6×107J。3.(2021河北,26,3分)小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度-时间图像如图所示,由图可知,甲物质比热容(选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容。用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过方式实现的,实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值(选填“变大”“变小”或“不变”)。

答案<热传递不变解析根据Q=cmΔt可知c=QΔtm,即相同质量的不同物质,吸收(或放出)相同的热量时,温度变化大的比热容小。用酒精灯加热,是通过热传递的方式使物体内能增大。燃料的热值只与燃料的种类有关4.(2018河北,26,3分)有如图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧,转化为内能,用比热容的液体可以使实验现象更明显。(实验中液体没有沸腾)

答案全部燃烧化学能较小解析根据热值的定义可知,应通过比较质量相同的不同燃料完全燃烧后温度计示数的变化,来判断热值的大小;燃料燃烧时将化学能转化为内能;质量相同的不同液体,吸收相同的热量时,比热容越小,温度升高越多,实验现象越明显。5.(2021江苏南京,16,5分)小明一家驾车旅行。(1)加油时,闻到汽油味,说明分子在;(2)图示为车发动机的一个冲程,其能量转化情况是;(3)若车的总质量为1.5t,匀速直线行驶9km,所受阻力为车重的0.1倍,完全燃烧汽油1L。则1L汽油完全燃烧放出的热量是J,车所受牵引力是N,车的工作效率是%。(ρ汽油=0.8×103kg/m3;q汽油=4.5×107J/kg;g取10N/kg)

答案(1)永不停息地做无规则运动(2)机械能转化为内能(3)3.6×1071.5×10337.5解析(1)闻到汽油味属于扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。(2)此图中发动机处于压缩冲程,此冲程中机械能转化为内能。(3)Q放=q汽油m汽油=q汽油Vρ汽油=4.5×107J/kg×0.001m3×0.8×103kg/m3=3.6×107J;F牵=F阻=0.1G=0.1m车g=0.1×1500kg×10N/kg=1500N;W=F牵s=1500N×9000m=1.35×107J;η=WQ放×100%=1.35×107知识归纳压缩冲程中,机械能转化为内能;做功冲程中,内能转化为机械能。6.(2021青海,25,4分)“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后,猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大,为了验证这一结论,他设计了如下探究实验:(1)取两个相同的试管,分别装入相等、初温相同的水和食用油。

(2)将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内,并将实验装置固定在铁架台上,如图甲所示。打开加热开关,对盛有水和食用油的试管进行加热,实验过程中,其中一支温度计的示数如图乙所示,其读数是℃。

(3)小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示,通过分析可知,在相同时间内的温度变化大,可得出的吸热本领大。

答案(1)质量(2)67(3)食用油水解析(1)实验中,使水和食用油加热相同的时间,吸收相同的热量,根据控制变量法,要比较水和食用油的吸热本领的大小,应控制水和食用油的质量相等;(2)由图乙知温度计的分度值为1℃,示数为67℃;(3)质量相等的水和食用油在相同时间内吸收相同的热量,水的温度变化小,食用油的温度变化大,说明水的吸热本领大。7.(2021云南,24,9分)中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射,是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景,目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示,表2是一些燃料的热值。表1第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲肼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油4.6×107J/kg煤油4.6×107J/kg柴油4.3×107J/kg氢1.4×108J/kg(1)使用氢作为燃料的主要优点是:和。

(2)某火箭发射时携带了3×104kg液态氢燃料,这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾?[c水=4.2×103J/(kg·℃),当地大气压为1标准大气压](3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧,某次测试中,一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h,消耗了2kg燃料,求该发动机的效率。答案解:(1)氢的热值大氢燃料清洁环保(合理即可)(2分)(2)燃料燃烧释放的热量Q=mq=3×104kg×1.4×108J/kg=4.2×1012J(1分)水的质量m水=Qc水·Δt=4.2×1(3)有用功W=Pt=70×103W×0.5×3600s=1.26×108J(2分)燃料完全燃烧放出的热量Q放=m1q=2kg×1.4×108J/kg=2.8×108J(1分)发动机的效率η=WQ放×100%=1.26×108J三年模拟A组基础题组一、选择题(每题3分,共12分)1.(2021山东淄博张店区一模,13)高空抛物被称为“悬在城市上空的痛”,会给社会带来很大的危害。一个50g的鸡蛋从高空落下,可以使人头皮破损,甚至危及人的生命。因此我们应该遵守公共道德,严禁高空抛物,对高空金属坠落的物体(不计空气阻力),下列说法正确的是 ()A.物体重力势能不变B.物体动能增大C.物体机械能减小D.物体的动能转化成重力势能答案B高空坠落的物体,质量不变,高度降低,则物体的重力势能减小,速度增大,动能增大,物体的重力势能逐渐转化为动能,故A、D错误,B正确;不计空气阻力,高空加速坠落下的物体机械能没有损耗,物体机械能不变,故C错误。故选B。2.(2021四川成都高新区一模,13)2020年7月23日12时41分,我国用长征五号遥四运载火箭成功发射火星探测任务的“天问一号”探测器,迈出了我国行星探测的第一步。火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的“天问一号”探测器,下列叙述正确的是 ()A.探测器的机械能总量不变B.探测器的机械能总量增加C.探测器的动能增加,重力势能不变D.探测器的动能不变,重力势能增加答案B当火箭推动探测器加速上升时,探测器的质量不变,其速度与高度都增大,所以探测器的动能和重力势能都增加;因机械能等于动能与势能之和,所以探测器的机械能也增加。故选B。知识拓展(1)探测器的机械能增加是由于燃烧燃料,产生高温高压的燃气;(2)高温高压燃气向后喷出产生了反作用力;(3)反作用力对探测器做功,把燃料的内能转化为探测器的机械能;(4)探测器运动状态改变,是因为力改变了它的运动状态。3.(2021江苏常州一模,6)在泸州市中考体育考试中,小彤同学进行了实心球测试,对球运动的几个阶段,下列说法正确的是 ()A.小彤捡起实心球,并缓慢举高的过程中,小彤对球做功,球的重力势能增加B.小彤将球用力投出后,球在空中运动过程中小彤对球做功,球的机械能增加C.小彤将球用力投出后,球在空中最高点时所受的合力为零D.球落地后在水平地面滚动一段距离停止,球在地面滚动阶段,球的机械能不变答案A缓慢举高的过程中,球在力的方向上通过了距离,小彤对球做功,球的高度增大,则球的重力势能增加,故A正确。球在空中运动过程中小彤没有对球施加力,对球没有做功,球在运动时克服摩擦做功,机械能减小,故B错误。球在空中最高点时受到重力和空气阻力的作用,这两个力不是平衡力,故所受的合力不为零,故C错误。球落地后在水平地面滚动一段距离停止,是因为球受到了阻力,机械能转化为内能,球的机械能减少,故D错误。4.(2021北京延庆一模,4)下列实例中,通过做功的方式改变物体内能的是 ()A.两手相互摩擦,手的温度升高B.用煤气炉给水加热,水的温度升高C.把蔬菜放进冰箱,蔬菜的温度降低D.在阳光照射下,公园里石凳的温度升高答案AA.两手相互摩擦,手的温度升高,是克服摩擦力做功,机械能转化成内能,属于做功增加物体的内能;B、C、D选项属于热传递增加物体的内能。二、填空题(每空1分,共5分)5.(2021河南洛阳涧西区一模,4)如图所示,是汽油机的冲程,发生的能量转化是(选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”);若0.42kg的汽油完全燃烧放出的热量被质量为100kg,初温为20℃的水完全吸收,则可以使水的温度升高到。[q汽油=4.6×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]

答案做功内能转化为机械能66℃解析图中两个气门关闭,火花塞喷出电火花,活塞向下运动,因此是做功冲程;做功冲程中,燃料燃烧,化学能转化为内能再转化为机械能;完全燃烧0.42kg汽油放出的热量:Q放=m汽油q汽油因为放出的热量被水完全吸收,根据公式:Q吸=Q放=cm(t2-t1)可得水升高到温度为:t2=Q吸c水m+t6.(2020江苏无锡新吴一模,17)如图为一种“跳跳人”玩具,用手指将“跳跳人”下压一段距离,松手后,“跳跳人”会弹至一定的高度,此过程中主要发生的能量转化是弹性势能转化为。增加“跳跳人”下压的距离,发现“跳跳人”弹起的高度增加,说明物体的越大,弹性势能越大。

答案重力势能弹性形变解析用手指将“跳跳人”下压一段距离,松手后,“跳跳人”弹至一定的高度,重力势能增加,所以此过程中主要发生的能量转化是弹性势能转化为重力势能。增加“跳跳人”下压的距离,“跳跳人”的弹性形变变大,“跳跳人”弹起的高度增加,说明物体的弹性形变越大,弹性势能越大。B组提升题组一、选择题(每题3分,共18分)1.(2021辽宁鞍山质检,8)如图所示,飞行员驾驶我国自主研制的歼-20隐形歼击机正在进行日常训练,在飞机飞行过程中,下列说法正确的是 ()A.歼击机匀速向下飞行时,动能将保持不变B.歼击机加速上升时,动能增大,机械能守恒C.歼击机匀速向上飞行时,动能转化为重力势能D.歼击机升空时,受到的浮力大于自身的重力答案A歼击机匀速向下飞行时,质量不变,速度不变,则动能保持不变,故A正确。歼击机加速上升时,质量不变,速度增大,则动能增大。高度增加,则重力势能增大,故机械能在增大,即机械能不守恒,故B错误。歼击机匀速向上飞行时,质量不变,速度不变,则动能不变,C错误;歼击机升空时受到的向上压力大于自身重力,受到的浮力很小,D错误。2.(2021四川成都高新区一模,17)如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像,其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是()A.t1~t2时间内物质a的温度不变,内能不变B.b的比热容大于c的比热容C.a物质的沸点高于c物质的沸点D.如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量答案Dt1~t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,如果a是晶体,则正在熔化,则其内能增加,故A错误;不知道b、c的质量大小,所以无法判断b、c比热容大小,故B错误;不知道是处于熔化还是沸腾过程,所以无法判断沸点,故C错误;如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cmΔt知b的质量大于a的质量,故D正确。3.(2021四川成都青羊二模,18)用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热(不计热量损失)。如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图像,已知t2=2t1,c甲=2.4×103J/(kg·℃),下列说法正确的是()A.甲的比热容表示甲的温度升高1℃吸收的热量是2.4×103JB.乙的比热容为1.2×103J/(kg·℃)C.都加热时间t1,乙吸收热量比甲吸收热量多D.因甲和乙的沸点相同,故甲和乙的吸热能力相同答案B甲的比热容表示1kg的甲的温度升高(或者降低)1℃吸收(或者放出)的热量是2.4×103J,故A错误;质量相等的甲和乙,升高相同温度,乙所用时间是甲的一半,即吸收的热量是甲的一半,根据Q=cmΔt可知,乙的比热容是甲的一半,即1.2×103J/(kg·℃),故B正确;用相同的加热器进行加热,都加热时间t1,乙吸收热量和甲吸收热量一样多,故C错误;沸点不能反映物质的吸热能力,比热容是用来反映物质吸热能力的物理量,故D错误。4.(2021江苏苏州吴江一模,9)如图所示,光滑桌面上一小球被弹出后,经过A点水平运动到B点,然后落到地面弹起,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。则小球 ()A.从A点到B点的过程中速度增大B.在D点速度大于在E点速度C.从C点到D点重力势能转化为动能D.在D点的机械能等于在E点的机械能答案B桌面光滑,小球水平方向不受力,因此从A点到B点的过程中速度不变,做匀速直线运动,故A不符合题意;从运动轨迹来看,速度为零的高度越来越低,所以机械能不守恒,D点的机械能大于E点的机械能,而D、E等高,重力势能相同,因此在D点动能大于E点动能,因此在D点速度大于在E点速度,故B符合题意;从C点到D点,高度增加,速度减小,动能转化为重力势能,故C不符合题意;从运动轨迹来看,机械能不守恒,运动过程中存在阻力,在D点的机械能大于在E点的机械能,故D不符合题意。5.(2021河南郑州37中一模,13)(多选)如甲图所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短,从a至c处的过程中,小球在b处速度最大,小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如乙图所示,不计空气阻力,则从a至c处的过程中,下列说法中正确的是()A.小球在ab段所受弹力大于重力,处于加速运动阶段B.小球在b点时受到的弹力等于自身重力,速度最大C.小球在bc段所受弹力大于重力,处于减速运动阶段D.小球在c点速度为零,处于平衡状态答案BC小球由a到b时,弹簧的形变量由0逐渐增加,小球受到竖直向上的弹力小于自身竖直向下的重力,合力向下,所以小球做向下的加速运动,故A错误;在b点时,小球受到竖直向上的弹力等于自身竖直向下的重力,合力为零,此时小球的速度最大,故B正确;小球由b到c时,弹簧的形变量继续增大,小球受到竖直向上的弹力大于自身竖直向下的重力,合力向上,所以小球做向下的减速运动,故C正确;小球在c点时,弹簧的形变量最大,小球受到竖直向上的弹力大于自身竖直向下的重力,合力向上,所以小球在c点时受到的弹力和小球自身重力不是一对平衡力,处于非平衡状态,故D错误。故选B、C。思路分析(1)小球是加速还是减速由受到的重力与弹力的大小关系决定;(2)弹力的大小与弹簧的形变量有关,在弹性限度内,弹簧形变量越大,弹力也越大;(3)动能最大的位置是弹力和重力相等的b处;弹性势能最大的位置是弹性形变最大的c处;重力势能最大的位置是最高点。6.(2020江西宜春一模,17)(多选)投掷实心球是宜春市体育中考选考项目之一。投球过程中,若不计空气阻力,球从离手到落地前的过程中,如图所示,关于其动能、势能和机械能的大小分别随时间变化的曲线,正确的是 ()答案BCD球上升过程中,速度越来越小,动能越来越小,当上升到最高点时,速度最小,但不为零,动能最小;下落过程中,速度越来越大,动能越来越大,所以动能是先减小,上升到最高点动能最小但不为零,后又增大,故A错误,B正确。球上升的过程中,高度越来越大,重力势能越来越大,当上升到最高点时,高度最高,重力势能最大;下落的过程中,高度越来越小,最后落地,重力势能越来越小,直到为零,故C正确。由于不计空气阻力,所以机械能守恒,故D正确。二、填空题(每空1分,共7分)7.(2021江苏南京玄武区一模,15)如图所示为汽油机的四个冲程,其中机械能转化为内能的冲程是图。1min内汽油机完成2400个工作循环,飞轮的转速为r/s。汽油机完成一个工作循环时,需要吸入2L的燃料,其质量为kg,这些燃料完全燃烧放出的热量为J。(ρ燃料=1.4kg/m3,q燃料=4.6×107J/kg)

答案甲802.8×10-31.288×105解析汽油机机械能转化为内能的冲程是压缩冲程,图甲的两个气门均关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;图乙的进气门关闭,排气门打开,是排气冲程;图丙的两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程;图丁的进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程。所以应选图甲。由题意知,1s内汽油机完成的工作循环为2400个60秒=40一个工作循环飞轮转动两圈,那么飞轮转速2转×40个/秒=80转/秒2L燃料的质量m=ρ燃料V=1.4kg/m3×2×10-3m3=2.8×10-3kg完全燃烧这些燃料放出的热量Q放=mq燃料=2.8×10-3kg×4.6×107J/kg=1.288×105J8.(2020河南郑州一模,5,3分)如图所示是一款新型节能装置——空气能热水器,它的制热能效比(制热量和压缩机所耗电能之比)为3∶1。某同学洗一次澡用水40L,则所用水的质量为kg,这些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量为J,若这些热量分别由空气能热水器和效率为70%的电热水器提供,则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比,可节约电能J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

答案404.2×1064.6×106解析某同学洗一次澡用水的体积V=40L=40dm3=0.04m3由ρ=mVm=ρV=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg这些水温度由17℃升高到42℃吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(42℃-17℃)=4.2×106J因空气能热水器的制热能效比为3∶1,所以,由空气能热水器提供这些热量时,消耗的电能W1=13Q吸=13×4.2×106J=1.4×10已知电热水器的效率为70%,由η=Q吸W=70W2=Q吸70%=4则空气能热水器压缩机所耗电能与电热水器所耗电能相比可节约的电能ΔW=W2-W1=6×106J-1.4×106J=4.6×106J三、实验题(7分)9.(2021辽宁鞍山铁东一模,26)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量、初始温度都相同,当燃料燃烧完时(烧杯内的液体均未沸腾),立即读取相应温度计的读数,分别为T甲、T乙和T丙,且有T甲>T乙>T丙。(1)比较不同物质的比热容,应选择两图进行实验,液体a的比热容ca与液体b的比热容cb相比,有cacb(选填“>”“=”或“<”)。

(2)比较不同物质的热值,应选择两图进行实验,燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比,有q1q2(选填“>”“=”或“<”)。

(3)若在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数仍然为T甲>T乙>T丙,液体b没有沸腾,则cacb(选填“>”、“=”、“<”或“无法判断”)。

(4)在甲装置中,若燃料为酒精,烧杯内的液体是质量为200克的水,点燃燃料直至燃烧完,温度计的示数由20℃上升到70℃,再结合“10g”燃料这一数据,计算出燃料的热值,通过实验算出的热值与实际相比(填“偏大”或“偏小”),理由是。

答案(1)甲丙<(2)甲乙>(3)<(4)偏小存在热量损失解析(1)为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出温度升高多、少,进而判断两种物质比热容的大小关系,故应选择甲丙两图进行实验。甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同,燃料燃烧完所释放的热量相等,烧杯中的液体吸收的热量相等,又知甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T丙,则Δt甲>Δt丙,由Q=cmΔt可知ca<cb。(2)为了比较热值大小,要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断燃料热值大小,应选择甲、乙两图进行实验;由题意,甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等,末温T甲>T乙,则Δt甲>Δt乙,由图甲、乙所示实验可知,两烧杯中的液体种类以及比热容c、质量m都相等,由公式Q=cmΔt可知,Q甲>Q乙,燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收,则燃料释放的热量Q1>Q2,由于甲、乙两实验所使用的燃料质量相同而种类不同,由Q=mq可知,q1>q2。(3)由题意知,在燃料燃烧完前,甲图中的液体a已处于沸腾状态,且燃料燃烧完时温度计读数为T甲>T乙>T丙,液体b没有沸腾,甲、丙所示实验所用燃料相同,则吸收相等的热量时,a液体升高的温度大于b液体升高的温度,a、b两液体质量相同,由公式Q=cmΔt可知,液体a的比热容小于液体b的比热容。(4)因为存在热散失,燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收,所以测得的热值会偏小。一年创新1.(2021浙江温州,15,4分)一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一