【答案】(1)5.04?105J;(2)70%;(3)1.02?106J;(4)198V 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由题意可知,足浴器装入最大容量的水后,质量是
m水??水V水?1.0?103kg/m3?5?10-3m3?5kg
水吸收的热量是
Q?c水m水?t-t0??4.2?103J/?kg?℃??5kg??45℃-21℃??5.04?105J
水吸收的热量是5.04?105J。 (2)由题意可知,该足浴器做的总功是
W总?Pt?800W?15?60s?7.2?105J
那么该足浴器的热效率是
Q5.04?105J???100%??100%?70%
W总7.2?105J该足浴器的热效率是70%。
(3)由上述可知,水温从21℃加热到45 ℃时,温度的变化量是24℃,需要的加热时间是15 min,则水温从40℃加热到45℃时,温度的变化量是5℃,需要的加热时间是
t1?5℃?15min?3.125min 24℃由图丙可知,足浴时一个加热循环的时间是
10min?3.125min?13.125min
足浴30min内加热循环的个数是
30minn??2.3 13.125min即30min内2个循环后剩余3.75min,剩余的3.75min不需要加热,需要加热的时间是
t2?2?3.125min?6.25min
所以这次足浴给水加热的总时间是
t总?15min?6.25min?21.25min?1275s
那么这次足浴给水加热消耗的电能是
W?Pt总?800W?1275s?1.02?106J
U2(4)由P?可得,足浴器的电阻是
RU2?220V?R???60.5Ω P800W足浴器在高档工作时,电能表转盘在10min内转了216r,那么足浴器消耗的电能是
2W实?实际功率是
216r?0.108kW?h?0.108?3.6?106J?3.888?105J
2000r/kW?h3.888?105JP实?'??648W
t10?60sU2同理由P?可得,电路的实际电压是
RW实U实?PR?648W?60.5Ω?198V 实答:(1)水所吸收的热量是5.04?105J;(2)该足浴器的热效率是70%;(3)这次足浴给水加热消耗的电能是1.02?106J;(4)他家电路的实际电压是198V。
11.在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水,将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃,若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( ) A.9℃ 【答案】C 【解析】 【详解】
设一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,因不计热损失,所以,由Q=cm△t可得:Q放=Q吸,即:
c
解得:
△t热=2△t冷=2×21℃=42℃,
据此可设t冷=0℃,则t=21℃,
t热=21℃+42℃=63℃,
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒则:
c
B. 8℃
C. 6℃
D. 5℃
1m△t热=cm△t冷, 23杯热水,43m(t热-t′)=cm(t′-t冷) 4即
3(63℃-t′)=t′-0 4t′=27℃,
解得:
所以,冷水温度将再升高:
△t=t′-t=27℃-21℃=6℃。
故C符合题意。
12.国家“学生饮用奶计划”交流会在福建省福州市召开,如所示是一种学生饮用奶,它℃),冬天饮的净含量为200 mL,若它的密度为1.25×103 kg/m3,比热容为4.0×103 J/(kg·
用时把它从10 ℃加热到40 ℃需要吸收_____J 的热量;在加热过程中,温度升高,内能_____(选填“增加”或“降低”)。 【答案】3×104 增加 【解析】 【分析】 【详解】 [1]牛奶的体积为
V=200mL=2?10-4m3
牛奶的质量为
m??V=1.25?103kg/m3?2?10-4m3=0.25kg
牛奶吸收的热量
Q吸?cm?t=4?103J/?kg?℃??0.25kg??40 ℃-10 ℃?=3?104J
则牛奶吸收的热量为3×104J。
[2]在加热牛奶的过程中,牛奶因为吸收热量,所以内能增加。
13.炎热的夏天,开了空调的房间窗户玻璃上常常会结一层水雾,则水雾是水蒸气_____(填物态变化)成小水珠附着在玻璃窗____侧,使玻璃变模糊,水蒸气变成水珠会____热量。东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气______(填物态变化)形成的小冰晶附着在玻璃窗_____侧。 【答案】液化 外 放出 凝华 内 【解析】 【详解】
[1][2][3]水雾是水蒸气液化成小水珠附着在玻璃窗的;这是因为玻璃窗外侧的水蒸气遇上冰冷的玻璃窗,液化成小水珠,是附着在玻璃窗外侧的;水蒸气变成水珠会放出热量; [4][5]东北地区寒冷的冬天,房间窗户上会结一层美丽的冰花,这是水蒸气凝华形成的;这是房间内温度较高的水蒸气遇上冰冷的窗,凝华形成的,这是附着在玻璃窗内侧。
14.如图所示,某单缸四冲程汽油机工作状态如图所示,此时的能量转化是__________;若飞轮的转速为1800r/min,该汽油机每秒共经历了______________个冲程;汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明_____________。
【答案】机械能转化为内能 60 能量的转移具有方向性 【解析】 【分析】 【详解】
[1]从图中可看到,进气门、排气门都关闭,活塞向上运动,这是压缩冲程,能量转化是机械能转化为内能。
[2]由题意可知,飞轮每秒转数是
1800r1800r??30r/s 1min60s飞轮转两转,汽油机经历一个工作循环,即经历4个冲程,1s内转30r,经历的冲程数量是
n?30?4?60 2[3]热量能够从高温的物体转移到低温的物体,汽油机工作时利用水循环将热量从高温的发动机自发转移到低温的水,这一现象说明能量的转移具有方向性。
15.如图所示,在大烧杯中装有大量的碎冰块,把装有少量碎冰块的试管插在大烧杯的冰块中,在烧杯底部用酒精灯加热.下列说法正确的是
A.大烧杯和小试管中的冰同时熔化
B.小试管中的冰先熔化,大烧杯中的冰后熔化 C.大烧杯中的冰完全熔化后,小试管中冰才开始熔化 D.小试管中冰始终不能熔化 【答案】C 【解析】
冰是晶体,若给烧杯中的冰加热时,烧杯中的冰会熔化,但完全熔化前温度保持不变,所以试管中的冰达到熔点,但由于温度相同没有热传递,则不能从烧杯中继续吸热,所以不
能熔化;
若烧杯中的冰完全熔化后,继续吸热,温度将升高,所以试管中的冰达到熔点,继续吸热,所以能熔化.故C正确. 故选C.
16.假设我们手里现有一支刻度均匀,但读数不准的温度计,标准大气压下,在冰水混合物中的示数为4℃,在沸水中的示数为96℃,用此温度计测得某液体的温度是27℃,则所测液体的实际温度应该是( ) A.24℃ 【答案】B 【解析】 【详解】
由题意可知,不准的温度计上一个小格表示的实际温度为:
B.25℃
C.26℃
D.27℃
100℃25=;
96℃-4℃23用此温度计测得液体的温度是27℃,则这种液体的实际温度为:
t?故ACD错误,B正确。
25??27℃?4℃??25℃。 23
17.用相同热源、相同的加热装置,对质量相等的甲、乙两种固态物质加热时,得到的温度随时间变化的图像。根据图像分析,下列说法中正确的是( )
A.甲、乙两种物质可能是松香和萘 B.甲物质在a、b两点时,温度和内能都相同 C.甲、乙两种物质在熔化时乙吸收的热量比甲多 D.甲、乙两种物质在固态时,甲的比热容小于乙的比热容 【答案】D 【解析】 【分析】
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