3.利用内能可以加热.也可以做功. 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

(1)小丽拿了两瓶饮料,一瓶热的,一瓶凉的,当她打开汽水瓶时,随着“嘭”一声响,往往可以看到瓶口处冒“白气”,为什么?

答:这是因为突然打开瓶盖时,瓶内的气体迅速膨胀,对外          ,内能         ,温度     ,瓶口附近的水蒸气遇冷        形成大量的小水珠,也就是我们看到的“白气”。

(2)用锯锯木头时,过一会锯条会热得烫手,这是因为锯木头时,锯条要克服摩擦做功,使锯条的内能      ,温度      ,在此过程中,将        能转化为      能,这是利用       的方式改变了锯条的内能,因此热得烫手。

(3)夏天烈日下,小明同学光着脚在海边玩,踩在沙滩上感到烫脚,是由于水的比热容比沙子的

       ,在同样受热时,吸收的热量        ,因此在相同情况下,沙子的       比海水的大.

(4)对100g的水加热,水的沸腾图像如图,请你计算从开始计时到加热3min内吸收的热量(请写出计算过程)。


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第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险,急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船,船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

    (2)通过分析、计算,找出最佳方案。(钢材的密度为7.9×103kg/m3)

    

二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时,被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。

  (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尘,无废气,清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容,不少于10个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

____能转化为__________能;若用该电磁炉1次蒸熟

5个馒头需用时间25min,那么,1次只蒸熟1个同样

大小的馒头大约需要________min。

(3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

型号

额定电压

额定功率

功率调节范围

温度调节范围

热效率

SC---16

220V50Hz

1600W

450W--1600W

70℃--2400℃

(大于)90%

    根据上表数据,若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线,电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下,烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

    

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源,而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小。也就是说,太阳光垂直照射地球表面时,地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示,晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层,上面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清,透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙上的同一个地方,他们发现,两块反射光斑重叠处的强度,和太阳光直接射到地上的强度差不多。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们设计实验方案,并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价。

    

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零,电压表的内电阻为无限大。实际上,电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻。这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。

    1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理由。若能,请说明用它能测量的最大电压值。

    2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材。

    ·电流表A1:量程100mA,内电阻r1=4Ω

    ·电流表A2:量程500mA,内电阻r2=750Ω

    ·电压表V:量程10V,内电阻r3=10kΩ

    ·变阻器R0:阻值约10Ω·定值电阻R1:阻值为10kΩ

    ·电池E:两端电压约l.5V

    ·开关s、导线若干个

(1)选出你测量时所需的适当器材,并在虚线方框中画出电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式。

    

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求:

    (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力。

    

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨。

  按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉,取出饭锅,发现电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动,能被磁铁吸引。王宁同学通过用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况,请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线,这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

    (2)将三脚插头插入电源插座,不用按开关,指示灯就发亮,按下开关后,指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

    (3)电饭煲工作了15min,会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

    (4)电饭煲工作了25min,听到“啪”的一声,指示灯不亮了。以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

    (5)听到“啪”的一声后又过了l0min,指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

    (6)要想获得恒温的温水,你可以怎样做?

    (7)电饭煲使用较长一段时间后,常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”,请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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第十四届全国初中应用物理知识竞赛复赛试题

一、(14分)1998年某地区遭受特大洪涝灾害。为了抗洪抢险,急需在20h内从甲地调运65t钢材到乙地。现仅剩下一艘满载时排水量为80t的货船,船身(包括船员)质量约17t,已知甲、乙两地的水路距离为80km,船行驶的平均速度为lOkm/h(不计水流速度)。

    (1)请你设计一个完成此项任务的可行性方案;

    (2)通过分析、计算,找出最佳方案。(钢材的密度为7.9×103kg/m3)

    

二、(18分)图l为一种电磁炉的原理示意图。它是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,磁化铁磁材料制成的烹饪锅,在锅体形成无数小的涡流(感应电流)而产生焦耳热。同时,被磁化的铁磁材料分子因摩擦、碰撞而发热。从而使锅体自身发热达到加热食物的目的。

  (1)使用电磁炉加热食物时,不产生明火,无烟尘,无废气,清洁、安全、高效、节能。请写出电磁炉在使用中可能涉及的物理知识(只写名称不写内容,不少于10个可得满分)。

(2)在使用电磁炉时,炉和锅之间的热是由_______传

递给_______的。电磁炉加热食物的过程中消耗______

____能转化为__________能;若用该电磁炉1次蒸熟

5个馒头需用时间25min,那么,1次只蒸熟1个同样

大小的馒头大约需要________min。

(3)某款电磁炉性能参数如下表所示:

型号

额定电压

额定功率

功率调节范围

温度调节范围

热效率

SC---16

220V50Hz

1600W

450W--1600W

70℃--2400℃

(大于)90%

    根据上表数据,若电磁炉在功率调节和温度调节的范围内,加热温度随功率调节的变化图象是一直线,电磁炉工作电压正常,在1个标准大气压下,烧开一锅质量为3kg、温度为22℃的水最多需要多少时间(不计锅吸热及热散失)?

    

三、(18分)有人在夏季用简易晒水箱给水加热用来淋浴,这不仅能节省能源,而且很方便。李明和张华想利用这样的装置估测太阳光对地球表面辐射的强度的大小。也就是说,太阳光垂直照射地球表面时,地球表面单位时间单位面积所获得的能量是多少。实验装置如图2所示,晒水箱内部是被涂黑的,箱体外加了保温层,上面开口并盖有透明玻璃板。

    在估测之前要首先弄清,透过玻璃板的太阳光能量究竟占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?李明和张华各拿一块实验用的玻璃板,把阳光反射到墙上的同一个地方,他们发现,两块反射光斑重叠处的强度,和太阳光直接射到地上的强度差不多。

    (1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做了什么假设?假设的根据是什么?

    (2)请你帮助他们设计实验方案,并写出具体的实验步骤。

    (3)请你对这个实验方案的可行性做出评价。

    

四、(18分)用电流表和电压表测电流和电压时,通常并不考虑仪表本身电阻对待测电路的影响,而将其视为“理想仪表”,即认为电流表的内电阻为零,电压表的内电阻为无限大。实际上,电流表和电压表都有一定电阻值,因而我们可以把电流表看成一个能显示通过自身电流大小的其阻值很小的电阻;可以把电压表看成一个能显示自身两端电压大小的其阻值很大的电阻。所以,把电流表或电压表接入待测电路时,就相当于在待测电路中串联一个电阻,或并联一个电阻。这样,电流表两端就要有一定的电压,电压表中就要通过一定的电流,因此实际上很难同时精确地测出待测电阻两端的电压和通过待测电阻的电流。

    1.现有一个量程为0.6A,内电阻为0.13Ω的电流表,能否用它测量某电路两端的电压?若不能,请说明理由。若能,请说明用它能测量的最大电压值。

    2.现要精确测量一个阻值约为8Ω的电阻Rx,实验室提供下列器材。

    ·电流表A1:量程100mA,内电阻r1=4Ω

    ·电流表A2:量程500mA,内电阻r2=750Ω

    ·电压表V:量程10V,内电阻r3=10kΩ

    ·变阻器R0:阻值约10Ω·定值电阻R1:阻值为10kΩ

    ·电池E:两端电压约l.5V

    ·开关s、导线若干个

(1)选出你测量时所需的适当器材,并在虚线方框中画出电路图。

(2)需要测量哪些物理量?根据所测物理量,写出被测电阻Rx的表达式。

    

五、(16分)图3甲是使用汽车打捞水下重物的示意图。汽车通过定滑轮牵引水下一个圆柱形重物,在整个打捞过程中,汽车以恒定的速度v=0.2m/s向右运动。图3乙是此过程中汽车拉动重物的功率P随时间t变化的图象。设t=0时汽车开始提升重物,忽略水的阻力和滑轮的摩擦,g取10N/kg。求:

    (1)圆柱形重物的质量;(2)圆柱形重物的密度;(3)打捞前,圆柱形重物上表面所受的水的压力。

    

六、(16分)图4为一种电饭煲的工作原理图。下面是王宁同学对电饭煲工作原理的研究,请你也参与共同探讨。

  按下、扳起电饭煲的开关,有一种“粘连”“吸引”的感觉,取出饭锅,发现电饭煲的底部有一个凸起物.它可以上下弹动,能被磁铁吸引。王宁同学通过用

这个电饭煲做米饭和烧水来研究它的工作情况,请回答他在使用过程中发现的如下问题。

    (1)图4中只有两根外接导线,这样的用电器有什么危害?应当怎样加以完善?

    (2)将三脚插头插入电源插座,不用按开关,指示灯就发亮,按下开关后,指示灯亮度不变。此时为什么开关对指示灯的亮度没有影响?

    (3)电饭煲工作了15min,会出现大量“白气”,这些“白气”是怎样形成的?

    (4)电饭煲工作了25min,听到“啪”的一声,指示灯不亮了。以此推测,感温软磁体的磁性可能受什么因素影响?怎样影响?

    (5)听到“啪”的一声后又过了l0min,指示灯又发光,一会儿指示灯又熄灭了。分析在相同条件下,不同种类金属的热胀冷缩程度是否一样?

    (6)要想获得恒温的温水,你可以怎样做?

    (7)电饭煲使用较长一段时间后,常常在饭未完全熟透时就“跳闸”,这样就会出现“夹生饭”,请问这种情况电饭煲可能在什么地方出现了故障?为什么?

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第十三届全国初中应用物理知识竞赛复赛交流试题

  一、(15分+4分)现在许多平房和多层建筑的屋顶都安装了太阳能热水器,用于家庭洗浴。试分析热水器对供水压力、水管强度两方面的要求。

二、(15分+4分)采取什么方法可以把大块马铃薯尽快煮熟?尽可能多地写出可行的方法,并说明其中的物理原理和这种方法的优缺点或适用场合。

三、(25分+4分)当你背对着路灯向前匀速行走时,定量分析你的身影长度变化的规律。

四、(25分+4分)利用空的塑料瓶如矿泉水瓶能做哪些物理实验?尽可能多地写出来。要求写出实验的装置和制作要点(必要时画出简图)、简明操作步骤、所根据的物理原理。

    五、(20分+4分)为了交通安全,机动车转弯时,要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号,同时车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。具体地说,当机动车要向右转弯时,前、后两只转向灯D1、D2均正常发光,车内的转向指示灯同时也闪亮,而两只左转向灯D1、D2不发光。左转弯与右转弯的情况类似。

    如图所示,机动车转向灯电路的四只转向灯D1、D2、Dl、D2以及转向指示灯D尚未接入电路。已知四只转向灯均为标有“6V,10W”字样的灯泡,转向指示灯D标有“6V,1.5W”字样,电源电压为6V,图中中RJ为闪光器,它可以使电路间歇地通、断。请回答:

    (1)按题目要求将四只转向灯D1、D2、D1、D2及转向指示灯D接入电路,完成机动车转向灯电路图。

    (2)四只转向灯的额定功率相同,为什么转向灯电路工作时,总是两只转向灯发光,另外两只转向灯不发光?请运用你学过的电学知识加以分析、论证。

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焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

  焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

  从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系。他做了许多实验。例如,他把带铁芯的线圈放入封闭的水容器中,将线圈与灵敏电流计相连,线圈可在强电磁铁的磁场间旋转。电磁铁由蓄电池供电。实验时电磁铁交替通断电流各15分钟,线圈转速达每分钟600次。这样,就可将摩擦生热与电流生热两种情况进行比较,焦耳由此证明热量与电流二次方成正比,他还用手摇、砝码下落等共13种方法进行实验,最后得出:“使1磅水升高1°F的热量,等于且可能转化为把838磅重物举高1英尺的机械力(功)”(合460千克重米每千卡)。总结这些结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。这对于热的动力说是极好的证明与支持。因此引起轰动和热烈的争议。

  为了进一步说服那些受热质说影响的科学家,他表示:“我打算利用更有效和更精确的装置重做这些实验。”以后他改变测量方法,例如,将压缩一定量空气所需的功与压缩产生的热量作比较确定热功当量;利用水通过细管运动放出的热量来确定热功当量;其中特别著名的也是今天仍可认为是最准确的桨叶轮实验。通过下降重物带动量热器中的叶片旋转,叶片与水的摩擦所生的热量由水的温升可准确测出。他还用其他液体(如鲸油、水银)代替水。不同的方法和材料得出的热功当量都是423.9千克重·米每千卡或趋近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重·米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

  1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现(迈尔、焦耳和柯尔丁)所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。

选自:《物理教师手册》

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