5.(08全国竞赛)清洗机是利用高压水清洗车辆表面污垢的机器。有一种CC5020型清洗机的铭牌如下表所示。请回答:
1)从物理学的角度看,铭牌中有一个
型号 CC5020 额定压力 5MPa 物理量名称与单位不一致,请你指出并
电源 220V~/50Hz 额定流量 20L/min 说明如何更正。
额定功率 2.2kW 防护等级 IP25
2)清洗机正常工作时,通过清洗机的电流是 A。若清洗一辆汽车平均耗时
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10min,则清洗一辆汽车平均用水 m;平均耗电 kw·h。 3)清洗机正常工作10min,清洗机对水做多少功?
4)该清洗机正常工作时的效率是多少?
第四章 能的转化与能的守恒
一、选择题:1-12:DDDAC,DCCBC CB 提示:
1.D. 提示:卫星从近地点向远地点运动时,高度升高,速度减小; 2.D. 提示:A是把内能转化为机械能,B和C是热传递,;
3.D. 提示:A、B是由电能转化为其他形式的能,C是其它形式的能转化为电能; 4.A. 提示:略;
5.C. 提示:F甲=2F乙=3F丙; 6.D. 提示:略;
7.C. 提示:计算可得两灯电阻值相等均为20欧,串联电路电功率与电阻成正比,则两灯泡
实际功率一样大;
8.C. 提示:晶体融化过程中温度不变内能增大,所以A错; 9.B. 提示:省力杠杆是动力臂比阻力臂长的杠杆; 10.C.提示:C点力臂最长则用力最小;
11.C.提示: A选项的反例如摩擦力,B、D说法均错误; 12.B.提示:机械能转化为内能;
13.D. 提示:匀速运动动能不变,高度变大则势能增大,则总的机械能增大; 14.D. 提示:内能与温度和质量有关;
15.B. 提示:功率表示做功的快慢,机械效率是有用功与总功的比值; 16.C. 提示:省力杠杆是动力臂比阻力臂长的杠杆,只有C正确;
17.B. 提示:注意支点是不动的点,是杠杆旋转的中心点,a图动力臂更长; 18.C. 提示:秒针从“6”的位置走向“12”,的位置时,重力会阻碍它向上走动。当它到达
“9”的位置时,秒针重力的力臂最长,FL最大,因此秒针容易停在这个位置;
19. C.提示:设需要用力X牛,共四条绳子系在动滑轮上,根据受力分析有600 +400+50-X
=4X,X=210(N);
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二、填空题
1.增大,增大,增大;
2.热传递 3.9×107
J 分子在不停地做无规则运动;
3.低 968 2.6136×105
(提示:P=U2
/R,W=Pt); 4.内 机械 化学 化学;
5.(1)2(提示:由图可知F2:F1=L1:L2=6:3=2:1) (2)F1L1=F2L2 6. 37.5N,80% 三、作图题 1. 2.
图12
四、实验题
1.(1) ① (提示:随时间的变化温度下降较缓慢)
(2)大于 (提示:观察图像可知,随着时间的推移,温度下降趋势越来越缓和)(3)等于(提示:有图像可知水温变化量相同) 2.(1)水平,右,否
(2)不能,左,右,右,左(提示:利用杠杆平衡条件F1L1=F2L2) 3.(1)
(2)最大阻值
(3)滑动变阻器的电阻值较大,使灯泡的电流(或电压)太小 (4)0.75
五、计算题 1.提示:低
(1)F=pS=1.10×105帕×400×10-4米2
=4400牛
(2)RU2/P2
1=1=(220伏)/800瓦=60.5欧
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(3)并联电路电压一定,
则有P2 :P1=R1 :R 2=1 :2 所以P2= P1/2=400瓦 W=W1+W2=P1tl+P2t2
=800瓦×l800秒+400瓦×3600秒=2.88×106
焦 答:(1)压力是4400牛; (2)R1阻值为60.5欧;
(3)共消耗2.88×106
焦电能。 2.提示:(1)W=F·S=Gh=500N×7m=3500J (2)P=
wt=3500J10s=350W 3.提示:(1)W有=Gh=400N×0.6m=240J (2)W有总=
W??240J80%?300J (3)F=
W总S?300J5001.8m?3N 根据P=Fv有
v?PF?250w500J?1.5m/s
3 (4)
?F?13(G物?G轮)?3F?(G物?G轮)?3?5003N?400N?G
轮G轮?100N?F2?13(G物?G轮)?F2?13(500N?100N) F2?200N4.提示:(1)根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2
C离O点的距离LFL115?104N?10m2?F?4?40m 21.25?10N(2)G=1.25×104
N,W4
额=3×10J W44m=5×104
有用=Gh=1.25×10N×J PW有用有用??5?104Jt20s?2.5?103w
??W有用W?5?104J总5?104J?3?104J?100%?62.5% 13
5.提示:1)铭牌中的“额定压力”与单位“MPa”不一致,应改为“额定压强”,单位不变。 2)10,0.2,0.37
3)设恒力F作用在水上,使水移动了距离L,则F对水做的功 W=FL,
而F=pS,所以 W=FL=pSL=pV
清洗机正常工作10min,清洗机喷出的水的体积为
V=20L/min×10min=0.2m3
清洗机对水做功
W= pV =5MPa×0.2m3=1.0×106
J 4)清洗机消耗的电能
W6
电=Pt=2.2kW×10min=1.32×10J 该清洗机正常工作时的效率 η=W/W电×100%=75.8%
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1.了解动能和势能(重力势能和弹性势能)与哪些因素有关;知道动能和势能可以转化,知道机械能守恒是机械能总量保持不变
2.理解功的概念,认识简单机械的作用,知道做功伴随能的转化(或转移)
3.理解功率的概念,能区别功率和机械效率,从能的传递和转化认识功率和机械效率 4.知道内能改变的两种途径,知道在热传递过程中用热量来量度热能的变化,了解比热容和热值的概念
5.知道用电器消耗的电能可以用电功来量度,会计算用电器消耗的电能,理解电功率的含义,并能进行简单的计算,会测小灯泡的功率,能从说明书或铭牌了解家用电器的额定功率
备注:
1.不要求用机械能守恒条件解题
2.不要求用Q=mc(t2–t1)计算热量
【知识精讲】
一、功和能
1.功
(1)做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上通过的距离(缺一则不做功,如距离与力垂直不做功)。
(2)公式:W=FS(S:物体在力的方向上通过的距离)。 (3)单位: 1J=1N/m。
(4)做功过程的实质:是能量转化的过程,力对物体做了多少功,就有多少能量发生了转化(或转移)。 2.功率
(1)定义:单位时间里完成的功。功率描述做功的快慢,或能量转化的快慢。
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