(9分)阅读短文,回答问题.
在我国随着人民生活水平的提高,加上“汽车下乡”政策的实施,不少农村家庭都购买了汽车,汽车开始进入普通百姓家庭。家住农村的小明同学家买了一辆崭新的奇瑞风云2三厢汽车(如图甲)。他高兴极了,把车的里里外外都观察了个够。通过观察,小明发现汽车上的许多部件都用到了物理知识。
(1)汽车的发动机是四冲程汽油机,其中 冲程将内能转化为机械能。
(2)汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的___________较大的性质,如果散热器中装有5kg的水,在温度从20℃升高30℃的过程中,水吸收的热量是 J.[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)图乙是该车自动测定汽车油箱内油面高度的装置原理图,图中的油量表实质是_______表改装而成的,定值电阻R0的作用是___________ ,在加油的过程中,油量表的示数__________。(选填“变大、变小、不变”)
(4)(1分)如果小明家的汽车正常行驶100km 要消耗6 kg的汽油,这些汽油完全燃烧时所产生的热量是____________J。(已知:汽油的热值为4.6×l07J/kg)。
(5)(2分)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图丙所示.则在0-5s时间内,轿车发动机做功______ J;轿车运动过程中受到的阻力是______N。
(5分)实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图象如图示,已知物质在固态下的比热容为C1=2.1×103J/(kg℃).假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初的 2min内,物质吸收的热量为多少?(1分)
(2)求该物质在液态下的比热容C2。
(3)若规定“质量为1Kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做这种物质的熔化热” 用“λ”表示,根据图像信息,计算该物质的熔化热。
阅读短文,回答文后的问题(改动)
风寒温度
人们都有这样的体验:走在街上,穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜,这时突然起了一阵大风,顿时感觉周身寒冷,这就是风寒效应。风寒效应会影响人们对冷的感觉,导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别。原来,人体的主要散热部位是皮肤,通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热。当无风时,在人体皮肤和周围空气之间,有一个比较稳定的空气层,由于空气是热的不良导体,可以起到保温作用;当刮风时,稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走。风速越大,人体散失的热量越快、越多,人也就感觉越寒冷。科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度。并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系,下表是在气温为5℃时,风寒温度和风速的关系。
风速(km/h) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
风寒温度(℃) |
5 |
3 |
1 |
-1 |
-3 |
(1)风会使人感觉更寒冷的原因主要是加强了下列哪种散热方式( )
A.辐射 B.传导 C.对流 D.汗液蒸发
(2)一个质量为50kg的人散失热量4.2×105J,如果人体没有产生相应的热量,则体温将下降 ℃。[人体的比热容取4.2×103J/(kg·℃)]
(3)当气温为5℃,风速为35km/h时,地面的水会结冰吗?
答: 。
(4)根据所给数据,用T表示风寒温度,t表示气温,v表示风速,请你写出三者关系的表达式: 。
随着经济水平的不断提高,小汽车越来越多地走进了我市普通家庭.如表为小明家小汽车的相关数据:
总质量:1600kg |
额定功率:100kW |
车轮与地面的总接触面积:8.0×10﹣2m2 |
水箱容量:5L |
①汽车发动机是汽油机,从能源可否再生角度来看,汽油是 能源;发动机工作时, 冲程将内能转化为机械能.
②小车在高速公路上行驶过程中,车上每个人都要系上安全带,这是为了防止汽车紧急刹车时,车上的人由于具有 而造成伤害,细心的小明还发现路旁的标志牌上标有100的数字,以司机为参照物,路边的标志牌 (运动或静止)的.
标志牌上标有的数字100,指的车的 (平均速度或最大速度)不得超过100km/h.
③汽车上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的 较大的性质,当水箱装满水,水温升高20℃时,需要吸收的热量为 J.(c水=4.2×103J/(kg℃))
④该车静止在水平地面上时,对地面的压强为 Pa.(g=10N/kg)
⑤汽车启动时,需将钥匙插入钥匙孔内并旋转(相当于闭合开关),请你用笔画线代替导线将轿车的启动原理如图所示连接完整.
阅读短文,回答文后的问题
风寒温度
人们都有这样的体验:走在街上,穿着的衣服感觉冷暖刚好适宜,这时突然起了一阵大风,顿时感觉周身寒冷,这就是风寒效应.风寒效应会影响人们对冷的感觉,导致人体感觉的温度与温度计的示数有明显的差别.原来,人体的主要散热部位是皮肤,通过皮肤红外辐射、接触传导热量、冷热空气对流和汗液蒸发等方式散热.当无风时,在人体皮肤和周围空气之间,有一个比较稳定的空气层,由于空气是热的不良导体,可以起到保温作用;当刮风时,稳定的空气保温层不断被新来的冷空气所代替,并把热量带走.风速越大,人体散失的热量越快、越多,人也就感觉越寒冷.科学家提出用风寒温度描述刮风时人体皮肤感觉的温度.并通过大量实验找出了风寒温度和风速的关系,下表是在气温为5℃时,风寒温度和风速的关系.
风速(km/h) |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
风寒温度(℃) |
5 |
3 |
1 |
-1 |
-3 |
(1)风会使人感觉更寒冷的原因主要是加强了下列哪种散热方式( )
A.辐射 B.传导 C.对流 D.汗液蒸发
(2)一个质量为50kg的人散失热量4.2×105J,如果人体没有产生相应的热量,则体温将下降______℃.[人体的比热容取4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)利用表格给出的数据作出风寒温度—风速图像.
(4)当气温为5℃,风速为35km/h时,地面的水会结冰吗?
答:_______.
(5)根据所给数据,用T表示风寒温度,t表示气温,v表示风速,请你写出三者关系的表达式:______________.
电热加湿器工作原理:加湿器水箱中部分水通过进水阀门进入电热槽中受热至沸腾,产生的水蒸气通过蒸汽扩散装置喷入空气中,从而提高空气湿度。下表是某同学设计的电热加湿器部分参数,其发热电路如图所示,R1、R2为阻值相同的发热电阻,1、2、3、4为触点,S为旋转型开关,实现关、低、高档的转换。
额定电压 |
220V |
额定最大发热功 率 |
400W |
水箱容积 |
4L |
适用面积 |
40~60m2 |
(1)若加热前水温为20℃,电热槽内气压为标准大气压,从加热到沸腾最短时间为3分钟,则电热槽中水的质量是多少千克?(不计热损失,c水=4.2×103J/( kg·℃),结果保留两位小数)
(2)加湿器在低档时的发热功率;
(3)对于需要制冷的室内,电热加湿器会使其气温升高,请提出一条改进的建议。
阅读短文,回答问题:
如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗,其说明书的部分内容如下:
产品特点:
具有干湿两用功能.干用功能是指在无水状态下,通过电加热管加热底板,底板温度上升,直接压烫衣物;湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫.
自动恒温设置.针对不同面料可调节底板温度.
技术参数:
自身质量:1.3kg 额定功率:1000W 额定电压:220V
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量:15g/min
(1)某师傅在用熨斗干烫衣服时,用了19N向下的力压熨斗,如果熨斗底板与衣服接触的面积为160 cm2,在此过程中,衣服受到的压强为 Pa.(g取10 N/kg)
(2)用熨斗汽烫前先预热,使金属底板的温度从20℃升高到220℃,温控开关自动断开.已知金属底板的质量为1kg,金属底板的比热容为0.46×103J/(kg•℃).则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为 J.
(3)设计生产电熨斗时,技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料.“水位观察窗”选用的材料应具有很好的 (选填“硬度”、“延展性”或“透明度”);用熨斗汽烫时,可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”,这是因为水先 后 (上两格均填物态变化名称)形成的小水珠;某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”,请你猜想可能的原因是 .
(4)若某次使用中,该电熨斗(额定电压下)在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收,则该状态下每克水喷出前吸收的热量是 J.
(5)如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图.右下方为温控部分,A为双金属片,由两层不同金属粘合而成,受热时二者膨胀的快慢不同.在未通电和低于预定温度时,双金属片A和静片B上的触点接通,指示灯L亮,电热丝R发热,当温度达到预定温度时,由于双金属片的金属层 (填“a”或“b”)膨胀较快,向左弯曲,电路断开,如图丙所示.调节调温旋钮C,使静片向左时,调温电熨斗的预定温度值将变______(选填“高”、“低”).
随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)小汽车的外形设计成流线型(如图14所示),当小汽车
在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时
(选填“增大”、“减小”或“不变”),其原因是 。
(2)汽车发动机工作时,缸体的温度很高,为确保发动机正常工作,需对缸体进行冷却。汽车发动机常用水作为冷却剂,这主要利用了水的 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水,当水温升高50℃时吸收的热量是 J[ c水=4.2×103J/(kg·oC)]。
(3)你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关?试举一例(要求写出设计或现象,以及所涉及的物理知识)。
示例:设计或现象:汽车的轮胎表明有花纹。
涉及的物理知识:接触表明越粗糙,摩擦力越大。
设计或现象: 。涉及的物理知识: 。
为应对全球金融危机,我国政府出台了家电下乡政策,空气源热泵热水器被列入家电下乡的商品目录,它的基本工作原理如下:
热媒在热泵的作用下在系统内循环流动,它在热泵内完成气态的升压升温过程(温度高达100℃),它进入散热器后释放出高温热量加热水,同时自己被冷却并转化为液态①;当它运行到吸热器后,液态热媒迅速吸热再次转化为气态②,同时温度下降至零下20℃左右,这时吸热器周边的空气就会源源不断地将低温热量传递给热媒。热媒不断循环就实现了空气中的低温热量转变为高温热量并加热冷水的过程。
空气源热泵热水器所消耗的电能仅是带动热泵工作,由于大量空气中的热能量进入系统,使热水得到的能量远远大于热泵消耗的电能,空气能热水器最主要的性能指标是“制热系数”,制热系数就是指用户获得的热能同热水器消耗的电能的比值,它可高达300%以上。
(1)试写出文中划线部分的两个物态变化的名称:① ,② 。
(2)家庭每天需用60℃热水200kg,若水的初温是15℃,则水吸收的热量为 。
(水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃))
(3)若该家庭使用空气源热泵热水器提供热水,空气源热泵热水器的“制热系数”315%,每天需消耗的电能是 J,合 千瓦时。
(4)热泵热水器中水增加的内能是能量的 (选填“转化”或“转移”)
王聪是班里有名的“物理迷”,他爱观察、勤思考。一天,妈妈到超市购买了一台家用豆浆机,他仔细观察了豆浆机的结构、名牌和制作豆浆的过程,发现其中用到了许多物理知识。
(1)机座底部安装有三个小橡皮碗,相当于吸盘,可以防止豆浆机在打豆浆时的位置移动。吸盘是利用 起固定作用的。
(2)豆浆机电源线的插头有三个脚,其中稍长的脚是把豆浆机的金属部分与 相连接。
(3)豆浆机的机头主要由电热器(电热丝)和一个电动机带动的打浆机构成。制作豆浆的过程是先加热再打浆再加热煮熟,即加热和打浆是交替进行的。由此可知,豆浆机中的电动机电热器的连接方式是 。
(4)豆浆机铭牌上的部分技术参数如下表。豆浆机在额定电压下打浆时,通过电动机的电流是多少?
(5)王聪粗略想测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少。于是,他把80g大豆和1500g清水放入豆浆机中,测出其初温为20℃。豆浆机在额定电压下工作,当电热器加热的总时间约12min时豆浆沸腾,测其温度为100℃。设豆浆的比热容大约等于水的比热容,请你帮他计算豆浆吸收了多少热量?豆浆机电热器的加热效率大约是多少?(C水=4.2×103J/kg·℃)
人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日,2010年我国的主题是“低碳减排,绿色生活”。目前,我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处?
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的,它能直接把太阳能转化成电能,其主要材料是 ( )
A.磁性材料 | B.纳米材料 | C.半导体 | D.超导体 |
(3) 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2。若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J,每天接收太阳能的时间以8h计算,热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能,则正常情况下,该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃?
(4)为了进一步利用太阳能,人们正在研发太阳能电动车。图是人们研制的太阳能电动三轮车,车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中,电池再给三轮车的电动机供电。
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示,若太阳能电池的电压保持不变,调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S,当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大,此时电流表示数5A,电动机电功率最大为1kW;当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,此时电流表示数为1A,求这时电动机的电功率是多少?
②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料,部分材料的技术指标如下表所示:
材料 技术指标 |
锰钢 |
铝合金 |
钛合金 |
碳纤维 |
性能(强度) |
强 |
较弱 |
较强 |
强 |
密度(kg·m-3) |
7.9103 |
3.0103 |
4.5103 |
1.6103 |
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车,你选择表中的哪种材料?若车架的体积约为5×10-3m3,车架的质量是多大?
(5)今年的世界环境日,我国的主题是:“绿色消费,你行动了吗?”。联系生活实际,谈谈你应如何做?
一家用电热水器的铭牌如右图所示:
根据铭牌所提供的信息,解答下列问题:
(1)为安全起见,该电热水器使用的插座选用图中哪一个?答: .
(2)求该电热水器正常工作时电热丝的电阻.
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李明家的太阳能热水器,可以贮水50㎏,天气好时,吸收的太阳辐射能可以使水温升得足够高;阴雨天可用电辅助加热,其电加热棒的额定电压是220V,额定功率是1.5kW。
(1)若在阳光的照射下,50㎏的水温度从20℃上升到60℃,吸收太阳的热量是多少?(水的比热容c=4.2×103J/(㎏·℃))
(2)若在阴雨天仅用电加热棒在额定电压下将这些水加热,使之升高相同的温度,需要多长的时间?(假设消耗的电能全部转化为水吸收的内能)
水是地球上一切生命得以生存的物质基础.地球上水的总储量约为1.4×1018m3,其中海洋水体积约为1.3×1018m3.太阳光照在地球上,地球获得它的能量.在靠近赤道的地区,阳光直射,接受的太阳能多;在靠近两极的地区,阳光斜射,接受的太阳能少.地球接收的太阳能大部分变为热,储存在海洋水里.
(1)读图,你会发现某个区域海洋表层温度与纬度的关系是________________________
______________.
(2)如果有1%的海洋水温度升高0.1℃,那么吸收的太阳能是________________J[海水密度取1.0×103kg/m3,比热容取4.2×103J/(kg·℃)]
学习了热学知识后,小宇通过实验得知,用电热壶将20℃、15Kg的水加热到100℃,需要1.05元电费;用液化气灶做同样的实验,则需要消耗0.42元的液化气。已知水的比热C水=4.2×103J/Kg℃。
(1)如果使用煤炉做同样的实验,已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为3.4×107J/Kg,假设煤炉的热能利用率为20%,无烟煤的价格是0.34元/Kg,则需花费多少钱?
(2)煤炉的热能利用率仅为20%,请分析无烟煤炉效率低的原因是什么?
(3)如果某地区可以同时提供电、液化气和煤,从经济和环保等角度综合分析,你会建议使用哪种燃料?请阐明理由。