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    2．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/（千克•℃），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？

    分析 （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．

    解答 解：（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η=$\frac{{Q}_{吸}}{W}$×100%可得，木棒尖端吸收的热量：
    Q吸=W×25%=8J×25%=2J；
    由Q吸=cm△t可得，木棒升高的温度：
    △t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{2J}{2×{10}^{3}J/（kg•℃）×0.25×{10}^{-3}kg\;}$=4℃；
    （3）由（2）可知，木棒尖端吸热每秒温度升高4℃，
    要使木棒燃烧起来，升高的温度为260℃-20℃=240℃；
    需要的时间：
    t=$\frac{240℃}{4℃}$=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．

    点评 本题考查了学生对功的公式、吸热公式的了解与掌握，涉及到钻木取火的实质，有意义！计算时注意单位统一．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    相关习题

    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    12．在“探究水沸腾时温度变化的特点”的实验中：
    （1）实验前，同学们就器材的选取进行了讨论，正方和反方提出了许多观点，小明把他们的观点整理记录如表2，其中合理的是：①和⑥．（填序号）
    正方反方



    观
    点    		①了解水的沸点，选择量程为-20℃-110℃的实验温度计
    ③为了节省加热时间，在烧杯中加入1cm深的水
    ⑤烧杯上加盖纸板，主要目的是防止水沸腾时溅出    		②选择体温计，因为它可以离开被测液体读数，用起来更方便
    ④为了便于观察，在烧杯中加满水
    ⑥烧杯上加盖纸板，主要目的是减少热量散失
    （2）小明安装的实验器材如图甲所示． 用酒精灯给水加热，当温度达到88℃时开始记录数据．在看到水沸腾现象后，小明就熄灭了酒精灯，然后根据实验数据绘制了水沸腾时温度与时间关系的图象，如图乙所示．由图可得水的沸点为98℃．
    （3）在评估与交流环节，同学们认为小明的实验仍存在不足，并对水沸腾后小明还应进行的实验操作提出了一些建议，其中正确的是D
    A．调大酒精灯火焰，继续加热直到水温达到100℃
    B．撤掉烧杯上的纸板，继续加热直到水温达到100℃
    C．撤去酒精灯，继续观察温度计的示数，记录数据
    D．继续用酒精灯加热几分钟，观察温度计的示数，记录数据．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    13．小明想利用所学的物理知识估测自己跳绳时克服重力的平均功率（不计绳重）．
    （1）实验需要测量的物理量：①用磅秤（填测量器材）测量自己的质量m；②测自己平均每次跳起的高度h（人的重心上升的高度）；③用秒表 （填测量器材）记录跳n次所用的时间t（填物理量与其对应字母）．
    （2）跳绳时平均功率表达式：P=$\frac{mgh}{t}$．
    （3）小明和小华两人想比较跳绳的平均功率（假设两人跳起的平均高度相同），则A
    A．频率相同，体重大的功率大        B．频率相同，跳的时间长的功率大
    C．体重相同，频率高的功率小        D．体重相同，跳的时间长的功率大
    （4）小华要想提高跳绳测试的成绩，请你从物理学角度为他提出一条合理：降低跳起高度．

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    科目：初中物理 来源： 题型：作图题

    10．在研究并联电路的电流规律时，某次实验所用的实验器材如图所示，请按电路图连接实物图：（L1通过电流为0.2A，L2通过的电流为0.5A）（导线不能交叉）．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    17．在探究“电流大小与什么因素有关”的实验中，同学们各抒己见，请完成以下问题．
    （1）小明认为电压是形成电流的原因，所以他猜想：电流大小可能与电压有关．
    小泽认为电阻是对电流的一种阻碍作用，所以他猜想：电流大小可能与电阻有关．
    （2）在探究“电流与电阻的关系”实验中：
    ①连接电路时，开关应当断开；
    ②小泽将实物连接成如图所示电路，其中有一处连线错误，请你在连接错误的导线上画“×”并用笔画线代替导线改正．
    ③将电路连接正确后，闭合开关，移动滑动变阻器滑片P，使定值电阻R两端电压为2V，电流表示数如图所示，则R的阻值为5Ω．
    ④换上10Ω的电阻后，闭合开关，电压表示数将变大，此时应将滑片P向A（选填“A”或“B”）端移动，使电阻两端电压为2V．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    7．在如图的电路中，如果将开关S1、S2都闭合时，则电压表示数为4.5V；如果将开关S1闭合、开关S2断开时，电压表示数为3V；则当S1和S2均断开时，灯泡L2两端的电压是1.5V．

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    科目：初中物理 来源： 题型：填空题

    14．在我国，家庭电路的电压是220V，一节干电池的电压为1.5V，对人体安全的电压不高于36V．每个用户之间的电路连接方式是并联；每年中考，临沂市使用金属探测仪防止考生作弊，金属是导体（填“导体”或“绝缘体”）

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    科目：初中物理 来源： 题型：计算题

    11．如图甲所示，电源电压保持不变，R1=10Ω，当闭合开关S，滑动变阻器滑片P从a端移到b端，两电表示数变化关系用图乙线段AB表示．求：

    （1）电源电压
    （2）滑片P滑到ab中点时电压表的示数．

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    科目：初中物理 来源： 题型：实验探究题

    12．在“测量小灯泡电功率”的实验中，电源电压为4.5V，小灯泡额定电压为2.5V．

    （1）图甲是小明同学已连接的部分电路，请你用笔画线代替导线将电路连接完整，使滑片P向左移动时灯变亮．
    （2）小明连接好电路后，闭合开关，逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，发现小灯泡始终不亮，电压表有示数，电流表指针几乎不偏转，出现此现象的原因可能是小灯泡断路．
    （3）排除故障后，闭合开关进行实验，并做好数据记录．图乙的U-I图象是小明根据多组实验数据绘制的，根据图象可得小灯泡额定功率是0.5W．
    （4）根据图象，小明还发现小灯泡的电阻是变化的，造成这一变化的原因是小灯泡的电阻随温度的变化而变化．
    （5）小明上网查阅资料发现，在相同的额定电压下工作时，LED灯比小灯泡亮，经研究得知，是因为LED灯工作时电能转化为光能能的效率比小灯泡高．

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