機(jī)械能、核能和內(nèi)能教師版

機(jī)械能、核能和內(nèi)能1.(2022嘉興、舟山,11,4分)白鶴灘水電站裝機(jī)容量位列全球第二,年平均發(fā)電量達(dá)624億千瓦時,這些能量來自大壩攔截的水所具有的(A)A.機(jī)械能B.內(nèi)能C.化學(xué)能D.電能解析水力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,A正確,B、C、D錯誤。故本題應(yīng)選A。2.(2021嘉興,12,3分)如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關(guān)系圖。雨滴在t1、t2、t3三個時刻中具有的動能分別是E1、E2、E3,不考慮下落過程中雨滴的質(zhì)量變化,則動能的大小關(guān)系是(C)A.E1<E2<E3B.E1>E2>E3C.E1<E2=E3D.E1=E2<E3解析由圖可得,t1~t2時間內(nèi)雨滴加速,t2~t3時間內(nèi)雨滴勻速,所以v1<v2=v3;動能大小與質(zhì)量和速度有關(guān),雨滴質(zhì)量不變,故速度大動能大,所以E1<E2=E3。A、B、D錯誤,C正確。故選C。3.(2022寧波,13,3分)核酸檢測采樣時使用的“采樣拭子”,其頂端是如圖所示的植絨拭子,安全、無毒。有一種植絨方式是:植絨機(jī)產(chǎn)生數(shù)萬伏的高壓靜電,通過電子轉(zhuǎn)移讓噴頭中的絨毛帶上負(fù)電荷,然后在被植絨物體表面噴涂上膠粘劑,移動噴頭靠近被植絨物體,絨毛在高壓靜電作用下從噴頭中飛升到被植絨物體表面,呈垂直狀植在涂有膠粘劑的物體表面。上述植絨過程中蘊(yùn)含了許多科學(xué)知識,下列描述不合理的是(C)A.噴頭中的絨毛帶上負(fù)電荷,是由于絨毛得到了電子B.以移動的噴頭為參照物,被植絨物體是運(yùn)動的C.絨毛能在高壓靜電作用下運(yùn)動,是由于能量可以創(chuàng)生D.絨毛從噴頭中飛升到被植絨物體表面,是由于力能改變物體的運(yùn)動狀態(tài)解析根據(jù)能量守恒定律得:能量只發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化,不能創(chuàng)生,C錯誤。故本題應(yīng)選C。4.(2022湖州,22,4分)你一定剪過指甲吧!為什么指甲被剪斷之后不是原地掉下來,而是“飛”出去?原來,指甲受到指甲鉗的擠壓,改變了形狀,當(dāng)指甲被指甲鉗剪斷后,指甲的彈性勢能轉(zhuǎn)化為指甲的動能,讓指甲“飛”出去。

解析力可以改變物體的形狀,指甲受到指甲鉗的擠壓形狀發(fā)生了改變;指甲發(fā)生了形變,彈性勢能變大,指甲斷后,轉(zhuǎn)化為指甲的動能。5.(2022杭州,26,6分)如圖所示為蹦極運(yùn)動的簡化示意圖,彈性繩一端系在運(yùn)動員雙腳上,另一端固定在跳臺O點(diǎn)。運(yùn)動員由靜止開始自由下落,A點(diǎn)處彈性繩正好處于原長;B點(diǎn)處運(yùn)動員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動員的拉力大小相等;C點(diǎn)處是蹦極運(yùn)動員到達(dá)的最低點(diǎn)。(整個過程忽略空氣阻力,彈性繩的自重不計(jì))(1)從O點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,運(yùn)動員的機(jī)械能不變(選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”)。

(2)從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中,彈性繩的彈性勢能增大(選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”,下同);運(yùn)動員的動能先增大后減小。

解析(1)從O點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,彈性繩沒有被拉長,運(yùn)動員只受重力作用,機(jī)械能守恒,故運(yùn)動員機(jī)械能不變。(2)從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中,彈性繩被拉長,彈性繩的彈性勢能增大;A到B的過程中,彈性繩對運(yùn)動員的拉力小于運(yùn)動員受到的重力,運(yùn)動員做加速運(yùn)動,速度增大,動能增大;B點(diǎn)處運(yùn)動員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動員的拉力大小相等,速度達(dá)到最大,動能最大;B到C彈性繩拉力大于重力,運(yùn)動員做減速運(yùn)動,速度減小,動能減小;所以A到C過程運(yùn)動員動能先增大后減小。6.(2020溫州,25,9分)在做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時,小明想:小球從相同高度滾下,若小球材質(zhì)和斜面傾角不同,到達(dá)水平位置時的速度會相同嗎?(1)圖甲是用擋板控制大小不同的兩個小球在斜面上起始位置的兩種方案,小明實(shí)驗(yàn)時選擇A方案而不能選擇B方案的原因是B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同。

甲(2)小明選擇大鋼球、小鋼球、木球以及可調(diào)整傾角的斜面進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分別讓球從斜面同一高度由靜止開始釋放,利用測速儀測出球到達(dá)水平位置時的速度如表所示。斜面傾角速度/(米/秒)球的類別

10°20°30°40°50°60°大鋼球2.672.672.672.752.882.97小鋼球2.672.672.672.752.882.97木球2.672.672.672.672.742.89分析表中數(shù)據(jù)可知:要使球到達(dá)水平位置時的速度與球是鋼質(zhì)或木質(zhì)無關(guān),則斜面傾角不可能是D。

A.15°B.25°C.35°D.45°(3)小明利用圖乙裝置做“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時,通過觀察球撞擊相同塑料軟片的數(shù)目來比較球的動能大小(圖中未畫出固定塑料軟片的裝置)。老師指出此裝置不適合體積不同的兩個球做實(shí)驗(yàn),原因是塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同。

乙解析(1)A方案中擋板水平放置,兩小球從起始位置到水平位置的高度差相同,B方案中擋板與斜面垂直放置,因?yàn)閮尚∏虻拇笮〔煌?所以兩小球從起始位置到水平位置的高度差不同,為了控制大小不同的兩個小球在斜面上從起始位置到水平位置的高度差相同,實(shí)驗(yàn)時選擇A方案而不能選擇B方案;(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,斜面傾角為10°、20°、30°時,大鋼球、小鋼球、木球到達(dá)水平位置時的速度均相同,斜面傾角為40°、50°、60°時,大鋼球、小鋼球、木球到達(dá)水平位置時的速度不全都相同,由數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)傾角大于40°時,球到達(dá)水平位置的速度與球的材質(zhì)有關(guān),故D符合題意;(3)不同體積的小球從塑料軟片下面通過時受到的阻力不同,無法“探究動能大小與質(zhì)量關(guān)系”。解題關(guān)鍵控制變量法和轉(zhuǎn)換法,是中考探究實(shí)驗(yàn)考查的重點(diǎn),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時,要考慮到影響實(shí)驗(yàn)的因素。7.(2022紹興,23,9分)在“研究動能大小與速度關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,小敏利用圖甲中的裝置進(jìn)行研究,在水平面鋪上材料A制成的粗糙平板,同一小球從斜面不同高度靜止釋放,運(yùn)動一段距離后停止,位置如圖。甲乙(1)根據(jù)圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可得出的結(jié)論是:質(zhì)量相同時,物體的速度越大,具有的動能越大。

(2)圖乙中,水平面鋪上不同材料的平板,其中材料A、B、C粗糙程度依次減小。小敏先后三次將同一小球從同一高度靜止釋放,剛到底部時用頻閃相機(jī)(間隔相同時間自動拍攝)開始記錄小球在平板上的位置情況,請?jiān)诓牧螩平板上畫出第2、3次頻閃相機(jī)拍攝到小球的大致位置。(3)小敏調(diào)節(jié)圖甲中的平板呈不同角度,重現(xiàn)伽利略斜面實(shí)驗(yàn)。不考慮底部轉(zhuǎn)折處的能量損失,下列最符合實(shí)際的現(xiàn)象是B。

ABC答案(2)解析(1)甲圖同一小球從不同高度靜止釋放,到達(dá)水平面具有不同的初速度。越高位置釋放,到達(dá)水平面初速度越大,小球滾得越遠(yuǎn),動能越大;(2)見答案;(3)由于摩擦力做功,部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,達(dá)不到一開始靜止位置的高度,故B符合題意。8.(2022湖州,29,6分)2021年10月14日,“羲和號”探日衛(wèi)星順利升空,實(shí)現(xiàn)了我國太陽探測零的突破。(1)太陽是一顆恒星(選填“恒星”或“行星”)。

(2)太陽的巨大能量是內(nèi)部核聚變(選填“核聚變”或“核裂變”)產(chǎn)生的。

(3)“羲和號”運(yùn)行在距離地面大約517公里的太陽同步軌道上。如果你是“羲和號”的設(shè)計(jì)師,根據(jù)其工作環(huán)境,設(shè)計(jì)時需要考慮哪些方面?耐高溫、防輻射等

9.(2022寧波,16,4分)1964年10月16日,我國第一顆原子彈爆炸成功!2003年10月16日,我國首次載人航天飛行圓滿成功!2021年10月16日,神舟十三號發(fā)射圓滿成功!為此,人民日報(bào)發(fā)了一條微博——“跨越時空的同一天”。(1)如圖是地球公轉(zhuǎn)示意圖。10月16日,地球位于圖中C(填字母)點(diǎn)附近。

(2)核能的釋放有重核裂變和輕核聚變兩種途徑,其中原子彈爆炸時核能是通過重核裂變的途徑釋放。

解析(1)10月16日是秋分后,冬至前,故C滿足;(2)原子彈是重核裂變原理。10.(2021寧波,5,4分)在如圖所示的“汽油機(jī)模型”實(shí)驗(yàn)中,將少量的汽油噴入筒內(nèi),用軟木塞塞住筒口,搖動起電機(jī),觀察到放電針放電,汽油燃燒,軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實(shí)驗(yàn)可模擬四沖程汽油機(jī)工作時的(C)A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程D.排氣沖程解析汽油燃燒,軟木塞被氣體沖出,類似于汽油機(jī)中燃料燃燒,推動活塞,氣體對外做功,屬于做功沖程。A、B、D錯誤,C正確。故選C。11.(2022寧波,17,4分)單位質(zhì)量的氣體物質(zhì),在體積不變的條件下溫度升高1℃所吸收的熱量稱為該氣體的定容比熱,已知氦氣的定容比熱為3100J/(kg·℃)。如圖所示,質(zhì)量為0.02kg的氦氣被密封在圓柱形氣缸內(nèi),氣缸內(nèi)氦氣氣壓與外界大氣壓相同。用力把活塞AB固定,當(dāng)氦氣的溫度從20℃升高到30℃時,氦氣吸收的熱量是620J。撤去力,氦氣推動活塞做功,這一過程的能量轉(zhuǎn)化形式與四沖程汽油機(jī)的做功沖程相同。

解析Q=cmΔt=0.02kg×3100J/(kg·℃)×10℃=620J;推動活塞,將內(nèi)