【答案】(1)0.62N;6.2×10-5m3;(2)第1天受到的浮力大;见详解;(3)见详解。 【解析】 【详解】
(1)由图可知,鸡蛋在第57天时处于悬浮状态,悬浮时浮力等于重力:
F浮?G?mg?0.062kg?10N/kg?0.62N
根据阿基米德原理可知,鸡蛋的体积为:
V?V排?F浮0.62N??6.2?10?5m3 33?水g1.0?10kg/m?10N/kg(2)鸡蛋的质量减小,但鸡蛋的体积不变,第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理F浮??水gV排可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大; (3)由表格中的数据和鸡蛋的状态可知,当鸡蛋在水中下沉时,鸡蛋的放置时间不超过29天;鸡蛋悬浮时,鸡蛋的放置时间不超过57天;鸡蛋在水中漂浮时,鸡蛋的放置时间为58天以上。
答:(1)第57天鸡蛋所受浮力为0.62N;鸡蛋的体积为6.2×10-5m3;
(2)第1天受到的浮力大;第1天和第70天相比,在第一天排开的水的体积较大,根据阿基米德原理F浮??水gV排可知,鸡蛋在第一天中受到的浮力大; (3)见详解。
13.如图所示,四个相同的玻璃杯瓶内装有深度不同的水。用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,其中音调最高是图________。用小棒敲击瓶子时,发出的声音音调最高的是图 ________。
【答案】甲 丁 【解析】 【详解】
[1]用嘴贴着瓶口吹气,会发出不同的声音,这是空气柱的振动发出的声音,空气柱越短,振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图甲的空气柱最短,那么它的音调最高; [2]用小棒敲击瓶子时,振动的是瓶子和瓶子里面的水,水越少,声音振动的频率越高,音调越高,从图中可以看到,图丁的水最少,那么它的音调最高。
14.超声清洗及超声碎石是利用声能_____的性质工作的,而回声定位则利用了声能_____的性质。
【答案】传递能量 传递信息
【解析】 【分析】 【详解】
[1][2]声既能传递信息,也能传递能量,超声清洗是利用声能传递能量的性质工作的,回声定位是利用了声能传递信息的性质。 【点睛】
声音可以传递信息,如:隆隆的雷声预示着一场可能的大雨,“声呐”的利用、医用“B超”等;声音能够传递能量,如:利用声波来清洗钟表等精细的机械,“超声波碎石”等。
15.一个同学迟到了,走到门外听到上课老师的声音,就知道正在上物理课.他除了根据讲课内容外还可以根据声音的 ________来判断.教室外面出现嘈杂的声音,关上门窗是为了在 ________减弱噪声. 【答案】音色 传播的过程中 【解析】 【详解】
我们区别声音靠的就是音色,与音调和响度无关.关上门窗是在传播的过程中减弱噪声。
二、初中物理热学问题求解方法
16.甲、乙两容器中装有质量相等的水,水温分别为20℃和70℃,现将一温度为80℃的金属球放入甲容器中,热平衡后水温升高到40℃,然后迅速取出金属球并放入乙容器中,热平衡后以容器中水温为(不计热量散失和水的质量的变化): A.65℃ 【答案】B 【解析】 【详解】
当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:
Q金=Q水
设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水,则:
Q金=c金m金(80℃-40℃) Q水=c水m水(40℃-20℃)
因为Q金=Q水,所以
c金m金(80℃-40℃)=c水m水(40℃-20℃)
化简得:
B.60℃
C.55℃
D.50℃
2=; c金m金1当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:
Q水′=Q金′
由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m金、比热容为c金、水的质量为m水、水的比热容为c水,此时两者共同的温度为t℃,则:
Q水′=m水c水(70℃-t℃) Q金′=m金c金(t℃-40℃)
因为:Q水′=Q金′所以
m水c水(70℃-t℃)=m金c金(t℃-40℃)
由于:
c水m水2= c金m金1可得:
2(70℃-t℃)=t℃-40℃
解得t=60℃,故选B.
c水m水
17.如图所示的装置是我国古代劳动人民发明的提物工具——“差动滑轮”,俗称“神仙葫芦”。它的上半部分是由固定在一起的半径分别为r和R的两个齿轮组成, 能绕中心轴 O 转动,下半部分是一个动滑轮。封闭的链条绕过滑轮,动滑轮下面悬挂着质量为 M 的重物,已知 r:R=1:4。悬挂动滑轮的链条处于竖直状态,滑轮与链条的重力及轴 O 处的摩擦均忽略不计。现用大小为 F的拉力以速率 v 匀速拉动链条。则错误的判断是( )
A.悬挂动滑轮的链条每根弹力大小都为B.拉力F的大小为
1Mg 21Mg 3v 3C.重物上升的速率为D.拉力F的功率为【答案】D
1Mgv 4
【解析】 【详解】
A.由于有两条链条悬挂动滑轮,滑轮与链条的重力及轴O处的摩擦均忽略不计,重物的重力为Mg,那么链条每根弹力大小都为
1Mg,A正确,不合题意; 2B.可知拉力F做的功转化为重物的重力势能,物体上升h,那么力F的作用端移动的距离为3h,可以知道拉力做的功为WF?F?3h,重物增加的重力势能为Mgh,即
F?3h?Mgh
拉力F?1Mg,B正确,不合题意; 313C.以速率 v 匀速拉动链条,那么重物上升的速度为v,C正确,不合题意; D.拉力F的功率
1P?Fv?Mg?v
3D错误,符合题意。
18.下表为现在家庭、宾馆常用的无线电水壶(一种在倒水时导线脱离,用电加热的方便水壶)的铭牌,某同学用这种电水壶烧开水,他将水放至最大容量,测得水的初温是
20?C,通电6分钟后水恰好沸腾(在一个标准大气压下),试通过计算,回答下列问题:
额定电压 额定功率 最大容量 220V 1210W 1L
(1)该电水壶是利用电流的_____效应工作的; (2)该电水壶正常工作时的电流及电热丝的电阻;
(3)这段时间水吸收的热量;[水的比热容c?4.2?103J/(kg??C)]
(4)现测得电源电压为200V,求此时电水壶的工作效率。(计算结果保留两位有效数字) 【答案】(1)热;(2)5.5A,40Ω;(3)3.36?105J;(4) 93% 【解析】 【详解】
解:(1)电水壶是利用电流通过导体时,使导体产生热量来工作的,是电流的热效应。 (2)根据P?UI可得,此电水壶正常工作时的电流
I?P1210W??5.5A U220V
U2由P?可得,电热水壶的电阻
RU2(220V)2R???40?
P1210W(3)水的质量
m水??水V水?1?103kg/m3?1?10?3m3?1kg
水在1个标准大气压下的沸点t?100℃,烧开时吸收的热量
Q吸?c水m水?t?t0??4.2?103J/(kg??C)?1kg?(100?C?20?C)?3.36?105J
(4)当电压U??200V时,消耗的电能
U?2(200V)2W?t??360s?3.6?105J
R40?此时电水壶工作的效率
Q吸3.36?105J???100%??100%?93%
W2.64?103J答:(2)该电水壶正常工作时的电流为5.5A,电热丝的电阻为40Ω; (3)这段时间水吸收的热量3.36?105J; (4)此时电水壶的工作效率93%。
19.如图甲所示是小敏同学在做“探究水的沸腾”实验时的装置,从85℃开始,每隔1 min记录一次温度计的示数,直到水沸腾一段时间为止。
(1)实验中小敏发现温度计示数上升较慢,为了使温度计示数上升得快些,她应_________。
(2)如图乙所示是3 min时小敏小组的温度计示数,则此时烧杯中水的温度为____℃。 (3)小敏的其他实验记录数据如下表: 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11