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人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页.钻木取火的一种方法如图所示,将削尖...

人类的祖先钻木取火,为人类文明揭开了新的一页.钻木取火的一种方法如图所示,将削尖的木棒伸到木板的洞里,用力压住木棒来回拉动钻弓.木棒在木板的洞里转动时,板与棒互相摩擦,机械能转化为内能,而热集中在洞内,不易散发,提高了木棒尖端的温度,当达到约260℃时木棒便开始燃烧.因木头是热的不良导体,故受热厚度很薄,木棒受热部分的质量只有0.25克.已知:来回拉一次钻弓需1.0秒,弓长为s=0.25米,人拉弓的力为16牛顿,木头比热C=2×103焦/,室温为20℃.问:
(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为多少?
(2)人克服摩擦力做功使机械能转化为内能,若其中有25%被木棒尖端吸收,则1秒内可使木棒尖端温度提高多少℃?
(3)请你估算用多长时间才能使木棒燃烧起来?

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(1)知道弓长s,可以求人来回拉一次钻弓移动的距离s′=2s,又知道人拉弓的力F,利用W=Fs′求人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功; (2)克服摩擦做功消耗机械能转化为内能,做了多少功就有多少机械能转化为内能,由题知,Q吸=W×25%,求出木棒吸收的热量;又知道木棒受热部分的质量、木棒的比热容,利用吸热公式求木棒升高的温度; (3)通过计算知道每秒升高的温度值,又知道室温距着火点的温度差,据此估算使木棒燃烧起来的时间. 【解析】 (1)人来回拉一次钻弓移动的距离 s′=2s=2×0.25m=0.5m, 人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功: W=Fs′=16N×0.5m=8J; (2)由题知,Q吸=W×25%=8J×25%=2J; ∵Q吸=cm△t,m=0.25g=0.25×10-3kg, ∴木棒升高的温度: △t===4℃; (3)由(2)可知,木棒吸热每秒温度升高4℃, 要升高260℃-20℃=240℃的温度需要的时间: t==60s. 答:(1)人来回拉一次钻弓克服摩擦力所做的功为8J; (2)1秒内可使木棒尖端温度提高4℃; (3)大约用60s时间才能使木棒燃烧起来.
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考点分析:
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上海世博会的主题是“城市,让生活更美好”.为了倡导低碳生活,太阳能热水器被广泛应用于现代生活.
下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
太阳照射时间/h太阳能转换为水的内能的效率热水器最大水容量/L
1050%100
水升高的温度/℃水的比热容[J•-1]水的密度/
604.2×1031.0×103
注:1L=10-3m3
请根据上表信息,通过计算回答问题.
(1)热水器中水的质量为______kg;
(2)热水器中的水需吸收的热量为______J;
(3)热水器平均1h所接收的太阳能约为______J.
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阅读下面短文
内能
内能是指物体内部所包含的总能量,包括分子的动能(即分子无规则热运动动能)、分子的势能(即分子间相互作用能)、分子内的能量、原子内的能量、原子核内的能量等.在热学中,由于在热运动中上述后三项能量不发生变化,所以内能一般指前两项.由于分子的动能跟温度有关,分子的势能跟分子间的距离有关,所以物体的内能跟温度、体积都有关系.
请回答下列问题:
(1)慢慢压缩针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答:______
(2)加热针筒里的气体,气体内能中哪部分发生变化?
答:______
(3)金属块在受热膨胀时,金属块内能中哪些部分发生变化?
答:______
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实验探究和推理都是科学研究的基本方法比如科学猜想,往往是以一定的事实和已有知识为依据,通过推理而提出来的.
(1)用放大镜观察素描炭笔的笔迹,观察到微小的颗粒;麦粒碾成面粉,面粉揉成面团…大量类似事实,为我们想象物质的结构模型提供了依据,终于认识到:______是由大量分子构成的.向冷、热不同的清水中各滴一滴墨水.观察到墨水扩散的快慢不一样…大量类似现象使我们推想到:分子无规则运动的快慢与______有关.
(2)物理学把“物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能”,请你根据这个意思,结合所学知识,就“影响物体内能大小的因素”提出合理猜想、给出推理性结论、说明推理依据(参照示例):
示例:①物体内能的大小可能与物体的温度有关.推理性结论:一个物体的温度越高,内能越大.推理依据:温度越高,分子运动越快,分子动能越大
②物体内能的大小还可能与物体的______有关.
推理性结论:______
推理依据:______
(3)由于推理性结论具有一定的事实和理论依据,所以在科学研究中,有时就运用它来初步解释相关问题--同学们也来尝试一下:
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在图中,(a)杯中水量较少、(b)(c)(d)的水量相同.根据问题(2)中所得的推理性结论,比较各杯中水的内能的大小:
______杯中水的内能最大,因为______
______两杯中水的内能不好比较,因为______
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两个同样的烧杯,内装温度、质量相同的水和某种液体,用同样的酒精灯加热,每隔1min记录一次它们的温度,测得如下数据:
时间/min12345
水的温度/℃202224262830
某种液体的
温度/℃
202326293235
回答下列问题:
(1)在加热时间相同的条件下,升温快的是______
(2)如果它们升高相同的温度,______吸收的热量多;
(3)由此可根据公式______,推出C______C(填“>”“<”或“=”)
(4)根据以上数据可算出C=______
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你知道吗?使两个钢块牢固的成一个整体,工业上有两种方法:一种是“热焊”法,也就是我们通常看见的用电焊条将两个钢块焊在一起;另一种方法是“冷焊”法,就是将两块钢表面处理的很光滑,然后在外界(如爆炸)产生巨大的压力作用下,将两块钢紧紧的压在一起.上述两种方法都能将两块钢牢牢连成一个整体,请你分别说说其中的道理.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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