学年九年级物理期末考试计算题题库及答案解析文档格式.docx
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5.如图所示,用滑轮组提起一个重为10N的物体,在拉力F=6N的作用下,10s内物体沿竖直方向匀速升高了2m(不计绳重和摩擦)。
计算
(1)动滑轮的重力;
(2)此滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率。
6.冬天即将来临,学校积极创造条件为学生供应开水。
在这个过程中,若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃,燃烧了11.2kg的煤[c水=4.2×
103J/(kg•℃),煤的热值为3×
107J/kg],则:
(1)锅炉内300kg的水吸收的热量是多少?
(2)此锅炉的效率是多少?
(3)某同学从开水房打了3kg的100℃的开水,为了便于使用,他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合,若不计混合过程的热损失,则混合后温水的温度为多少?
7.与煤气相比,天然气相对较为安全、环保,所以大连市将在5年内完成天然气置换工程,若某种天然气的热值为3.6×
107J/m3,某次使用天然气烧水,将2kg水从20℃恰好加热到70℃,消耗了0.02m3的天然气。
已知水的比热容为4.2×
103J/(kg•℃),试求:
(1)2kg的水吸收的热量是多少?
(2)0.02m3的天然气完全燃烧放出的热量是多少?
8.2017年5月18日,我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。
已知可燃冰的热值q可燃冰=3.15×
l09J/m3,水的比热容c水=4.2×
l03J/(kg•℃)。
(1)求5m3可燃冰完全燃烧放出的热量;
(2)若上述可燃冰完全燃烧放出的热量全部被水吸收,可将多少kg的水从15℃加热至90℃?
参考答案与试题解析
一.计算题(共8小题)
【分析】
(1)知道工人做的有用功、物体升高的高度,利用W有用=Gh求物体重力;
(2)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h,利用W=Fs求工人做的总功,再利用P=
求工人做功的功率;
(3)滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比。
【解答】解:
(1)由W有用=Gh得,物体重力:
G=
=
=450N;
(2)由图知,n=2,拉力端移动距离s=2h=2×
2m=4m,
工人做的总功:
W总=Fs=300N×
4m=1200J,
工人做功的功率:
P=
=80W;
(3)滑轮组的机械效率:
η=
×
100%=75%。
答:
(1)该物体的重力为450N;
(2)工人做功的功率为80W;
(3)该滑轮组的机械效率为75%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时提升物体重力、总功、功率、机械效率的计算,明确有用功、总功的含义是关键。
(1)由于绳重和摩擦不计,根据F=
(G+G动)即可求出动滑轮的自重;
(2)根据功的计算公式W=Fs可求出拉力做的功,即总功;
根据P=
求出拉力所做功的功率;
(3)根据W=Gh求出有用功;
根据η=
求出该滑轮组的机械效率。
(1)由图可知:
滑轮组的绳子股数n=2,由于绳重和摩擦不计,根据F=
(G+G动)可得:
动滑轮的自重G动=nF﹣G=2×
125N﹣200N=50N;
(2)绳子移动距离为s=2h=2×
2m=4m;
拉力做功为:
W总=Fs=125N×
4m=500J;
拉力所做功的功率为:
=100W;
(3)有用功为:
W有=Gh=200N×
2m=400J;
则:
该滑轮组的机械效率η=
100%=
100%=80%。
(1)动滑轮的自重为50N;
(2)拉力所做功的功率为100W;
(3)该滑轮组的机械效率为80%。
【点评】本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率、功率的计算方法,由图得出n的值(直接从动滑轮上引出的绳子股数),利用好s=nh是本题的关键。
(1)动力(拉力)做的功为总功,利用W=Fs计算;
(2)利用滑轮组做功时,对物体所做的功为有用功,利用W=Gh计算再利用效率公式求滑轮组的机械效率;
(3)首先求出额外功,由于此过程中克服绳重和摩擦力做功500J,据此求出克服动滑轮的重力做的功,根据W=G动h求得动滑轮的重力。
(1)由图可知,n=2,则绳子自由端移动的距离:
s=2h=2×
5m=10m,
拉力做的总功:
W总=Fs=1000N×
10m=1×
104J;
(2)有用功:
W有=Gh=1600N×
5m=8×
103J,
滑轮组的机械效率:
100%=80%;
(3)额外功:
W额=W总﹣W有=1×
104J﹣8×
103J=2×
克服动滑轮重力做的功:
W1=W额﹣W2=2×
103J﹣500J=1.5×
根据W1=G动h可得动滑轮的重力:
G动=
=300N。
(1)拉力F做的功为1×
(2)该滑轮组的机械效率为80%;
(3)动滑轮的重力为300N。
【点评】本意综合考查了有用功、总功、功率、机械效率的计算,本题关键是确定滑轮组承担物重绳子股数n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数)。
(1)先根据W=Fs求出人做的功,然后根据P=
求出人做过的功率;
(2)根据η=
的变形公式求出有用功,再根据W有=Gh求出物体的重力,最后根据G=mg求出物体的质量;
(3)先根据W总=W有+W额求出额外功,再根据W额=G动h求出动滑轮的重力。
(1)人做的功:
W总=Fs=600N×
1.5m=900J,
人做功的功率:
=90W;
(2)由η=
可得,W有=ηW总=80%×
900J=720J,
由W有=Gh可得,G=
=1440N,
由G=mg可得,m=
=144kg;
(3)由W总=W有+W额可得,W额=W总﹣W有用=900J﹣720J=180J,
由W额=G动h可得,G动=
=360N。
(1)人做功的功率为90W;
(2)被吊起的重物质量是144kg;
(3)若不计摩擦,动滑轮的重为360N。
【点评】此题属于力学综合题,考查了功的计算、功率的计算、机械效率计算公式的应用以及重力与质量的关系,考查的知识点较多,并且非常重要,需要熟练掌握相应的公式或规律,根据需要灵活进行公式变形。
滑轮组承担物重绳子段数n=2,不计绳重和摩擦,拉力F=
(G+G轮),据此求动滑轮重力;
(2)绳子自由端移动的距离s=2h,利用W=Fs求拉力做的总功,利用W=Gh求拉力做的有用功,滑轮组的机械效率等于有用功与总功之比;
(3)拉力做功功率P=
。
(G+G轮),则动滑轮重力:
G轮=2F﹣G=2×
6N﹣10N=2N;
(2)绳子自由端移动的距离:
W总=Fs=6N×
4m=24J,
拉力做的有用功:
W有用=Gh=10N×
2m=20J,
100%≈83.3%;
(3)拉力做功功率:
=2.4W。
(1)动滑轮的重力为2N;
(2)此滑轮组的机械效率为83.3%;
(3)拉力F的功率为2.4W。
【点评】本题为机械效率的题目,要准确计算出有用功、总功,再计算机械效率,知道时间再求出功率。
(1)已知水的质量、比热容和温度变化值,利用公式Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量(有用能量);
(2)已知煤的质量和热值,可利用公式Q放=mq求煤完全燃烧放出的热量(总能量);
利用效率公式η=
求锅炉的效率;
(3)知道热水的质量和初温、冷水的质量和初温,又知道水的比热容,利用热平衡方程Q吸=Q放求水混合后的温度。
(1)锅炉内300kg的水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×
103J/(kg•℃)×
300kg×
(100℃﹣20℃)=1.008×
108J;
(2)煤完全燃烧放出的热量:
Q放=qm煤=3×
107J/kg×
11.2kg=3.36×
此锅炉的效率:
100%=30%。
(3)不计热损失,Q吸=Q放,
即:
cm1(t﹣t01)=cm2(t02﹣t),
4.2×
5kg×
(t﹣20℃)=4.2×
3kg×
(100℃﹣t)
解得:
t=50℃。
(1)锅炉内300kg的水吸收的热量是1.008×
(2)此锅炉的效率是30%;
(3)混合后温水的温度为50℃。
【