该次滑轮组的机械效率 。
当滑轮组的机械效率为 时,运送的建材为300N。
【解析】 首先确定滑轮组绳子有效股数,然后利用 求出绳子自由端移动的距离,再利用 求出拉力做的功,再利用 可求得拉力的功率;
摩擦力及绳重忽略不计,由 物 动 可求物体重力,然后利用 计算有用功,再利用
有用 总
利用 求这段时间内公交车牵引力所做功,再利用效率公式 求这段时间内公交车发
放
计算滑轮组的机械效率;
有用 总 摩擦力及绳重忽略不计,则
有用有用 额
物 动
物
物 动,代入数值,可求物体重力。
动机的效率。
本题为力学、热学的综合计算题,考查了功的公式、功率公式、吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式以及二力平衡条件的应用,要求灵活选用相关公式。
五、作图题(本大题共1小题,共4.0分)
20. 如图所示,用螺丝刀撬起图钉。清在图上画出作用在A点的最小动力 的示意图及阻力 的力臂。
在探究并联电路特点时,图为小明连接的实物图,请在图中错误之处打上“ ”,并用笔画线代替导线加以改正 要求两灯并联,开关控制两盏灯
物此题考查重力、功和功率、滑轮组的机械效率的计算,有一定难度,关键是滑轮组绳子有效股数的确定和 、 的应用。
动
四、综合题(本大题共1小题,共7.0分)
19. 为减少空气污染,我市准备采购某种型号的气电混合公交车,其所烧天然气的主要成分就是甲烷,热
值为 经测试该公交车满载时匀速行驶受到的平均阻力为 , 甲烷气体完全燃烧可供该公交车以 的速度匀速行驶100min。求: 在标准状况下,若 的甲烷完全燃烧能够放出多少热量? 公交车以 的速度匀速行驶时牵引力所做功的功率多大? 公交车发动机的效率是多大?
【答案】解: 的甲烷气体完全燃烧所产生的热量: 放 ;
因公交车匀速行驶时处于平衡状态是,受到的牵引力和阻力是一对平衡力, 所以,公交车受到的牵引力: ,
公交车匀速行驶的速度: ,
这段时间内公交车牵引力所做功的功率:
【答案】解: 反向延长阻力的作用线,过支点O做阻力 的垂线段,即为其力臂 ;
根据杠杆平衡条件可知,以OA为动力臂时,力臂最长,动力越小,过A点沿垂直于力臂 向下的方向作出最小动力,用 表示;如图所示:
两灯泡并联应该首首相连,尾尾相连,最后一起回到负极,原图中两灯泡被短路,正确电路如下图:
;
由 可得,这段时间内公交车牵引力所做的功: , 这段时间内公交车发动机的效率: 。
放
答: 在标准状况下,若 的甲烷完全燃烧能够放出 的热量; 公交车以 的速度匀速行驶时牵引力所做功的功率是 ; 公交车发动机的效率是 。
【解析】 利用 放 求 的甲烷气体完全燃烧所产生的热量;
公交车匀速行驶时处于平衡状态是,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,二力大小相等,又知道公交车行驶的速度,利用
求这段时间内公交车牵引力所做功的功率;
【解析】 已知支点和阻力作用线,过支点作垂直于力的作用线的垂线段;根据力臂越长,作用力越小的思路确定最长的力臂,然后根据力与力臂垂直的关系确定最小力的方向。 两灯泡并联应该首首相连,尾尾相连,最后一起回到负极。
本题考查了杠杆上最小力的判断以及力臂的画法,其中力臂的画法应始终遵循从支点到力的作用线画垂线这一原则,找最小的力时则一定要遵循找最长的力臂这一原则,明确了这些才能按一定的作图规则将力或力臂表示出来。
六、实验探究题(本大题共2小题,共22.0分)
21. 学习了燃料的热值后,一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时,他
组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。 为了保证实验结论的可靠性,该实验还需要的测量器材是______,在本实验中使用该器材的目的有: ______; ______。
当油料都燃尽时,发现甲杯中水的温度较高,则煤油和菜籽油两种油料中,______的热值较大。 该同学利用测量得到的数据计算出水吸收的热量,他认为通过这些数据就能准确计算出煤油和菜籽
______ 选填“正确”或“错误” 的。油的热值。你认为他的想法是:理由是: ______, ______。
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根据杠杆的平衡条件, 阻 阻 动,即 , ,
越来越大,根据数学知识,当测力计和杠杆的角度从0度逐渐增加到90度的过程中,动力臂越来越大,
故动力F越来越小;当测力计和杠杆垂直时,此时动力臂最大,动力最小;
当测力计和杠杆的角度从90度逐渐增加到180度时, 越来越小,动力臂越来越小,动力F越大;由于 不能达到 ,所以拉力不可能减小到零,故B正确; 由上分析,力F改变的原因是力臂在改变。 故选:C。
故答案为: 右;水平; ;不正确;
; 力臂在改变。
根据图 甲 ,杠杆的重心在支点的左侧,据此确定平衡螺母的调节;
根据杠杆的平衡条件求出他应在右側第3格上挂几个相同的钩码才能使杠杆水平平衡; 为得出普遍性的结论,要多次测量,据此分析;
根据杠杆的平衡条件, 阻 阻 动,结合数学知识分析。
本题探究杠杆平衡条件,考查器材的调试、杠杆平衡条件及归纳法的运用,体现了数学知识在物理中的应用。
【答案】天平 确保水的质量相等 确保煤油、菜籽油的质量相等 煤油 错误 燃料不能充分燃烧 放出的热量不能完全被水吸收 【解析】解:
要比较酒精和菜籽油的热值,需要燃烧相同质量的酒精和菜籽油,也需要控制烧杯中水的质量相同,所以还需要的测量器材是天平;
此实验中使用天平的目的是: 确保两烧杯中水的质量相等; 确保煤油和菜籽油的质量相等; 当油料都燃尽时,发现甲杯中水的温度较高,即煤油燃烧产生的热量多,所以其热值大;
因为燃料不可能完全燃烧,燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小,因此测得的结果是错误的。
故答案为: 天平;确保水的质量相等;确保煤油、菜籽油的质量相等; 煤油; 错误;燃料不能充分燃烧;放出的热量不能完全被水吸收。
要比较酒精和菜籽油的热值,需要燃烧相同质量的酒精和菜籽油,据此进行分析需要的测量工具; 由表格数据可知,在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲酒精灯燃烧产生的热量多,所以其热值大;
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。 此类实验问题,要结合控制变量法进行分析研究,通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
22. 小明用图示装置做探究杠杆平衡条件的实验,图中杠杆质地均匀,刻度均匀。
图 甲 为安装后的杠杆,应把平衡螺母向______调节,使杠杆在______位置平衡。
杠杆平衡后,小明在左侧第2格上挂3个相冋的钩码,则他应在右侧第3格上挂______个相同的钩码才能使杠杆水平平衡。得到该组数据后,小明于是分析得出了杠杆的平衡条件,你认为他这样做是______ 选填“正确”或“不正确” 的。
如图乙所示,小明又做了保持左边的钩码个数和位置不变,在右侧用弹簧测力计向下拉的实验,弹簧测力计的作用点固定,只改变测力计与水平方向的角度 ,则测力计示数F与 关系的图象应是图丙中的______。你认为力F改变的原因是______。
【答案】右 水平 2 不正确 B 力臂在改变
【解析】解: 图 甲 为安装后的杠杆,在端下沉,说明杠杆的重心在支点的左侧,故应把平衡螺母向右调节,使杠杆在水平位置平衡,消除杠杆自重的影响;
杠杆平衡后,小明在左侧第2格上挂3个相冋的钩码,设一个钩码重为G,一个格为L,根据杠杆的平衡条件,: , ,即他应在右側第3格上挂2个相同的钩码才能使杠杆水平平衡; 为得出普遍性的结论,要多次测量,小明只根据一组测量数据得出的结论有偶然性,故他这样做是不正确的;
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