【答案】 固 固、液混合 5 吸热但温度不变
80℃ 【解析】 【分析】
(1)按表中数据在坐标格中先画点,再描线。
(2)晶体在熔化前为固态,熔化时为固液共存态,熔化完为液态。 (3)熔化过程是指物质开始熔化到完全熔化完,据此判断熔化时间。
(4)分析数据及图像得出物质在熔化过程中的特点:不断吸热,但温度保持不变。 (5)物质在熔化过程中的温度,叫做熔点。 【详解】
(1)[1]根据表格中的实验数据,在坐标格中以横坐标为时间,纵坐标为温度,然后通过描点法在坐标格中描出对应时间的温度,最后将各点用平滑曲线连接起来,得到温度随时间的变化的图像:
;
(2)[2]由图像知,该物质在2.5min时,还没有开始熔化,所以为固态。 [3]在第6min时,处于熔化过程当中,所以为固、液混合态。
(3)[4]由表格中数据及图像可知,该物质从第5min开始熔化,到第10min完全熔化完,所以熔化过程经历了
10min-5min=5min
(4)[5]由图像及数据知,该物质在熔化过程不断吸热,但温度保持不变。
(5)[6]由数据知,该物质在熔化过程温度保持80℃不变,是晶体,所以熔点为80℃。
7.如图甲是一款便携式电火锅,图乙是其简化电路图。R1、R2均为电热丝,电火锅有加热
和保温两个档,加热功率为440W,保温功率为110 W。求:
(1)加热档工作时,电路中的电流是多少? (2)电热丝R2的阻值是多少?
(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg、初温为20℃的水加热到100℃,需要多少秒?[c水?4.2?10J/?kg?℃?]
3【答案】(1)2A;(2)330Ω;(3)420s 【解析】 【分析】 【详解】
U2(1)根据P?可知,当电阻较小时,电功率较大,这是加热档,从图乙可以看到,开关
R连接1,电路中的电流是
I加热?P加热440W??2A U220VU2(2)根据P?可知,电热丝R1阻值大小是
R?220V??110ΩU2R1??
P加热440WU2当开关连接2时,R1、R2串联接在电路,这是保温档,根据P?可知,电路中的总电
R阻是
2?220V??440ΩU2R总??
P保温110W可知电热丝R2的阻值是
2R2?R总-R1?440Ω-110Ω?330Ω
(3)根据Q?cmΔt可知,水吸收的热量是
Q吸?c水m?t?4.2?103J/?kg?℃??0.55kg??100℃-20℃??1.848?105J
不计热量损失,那么Q放?Q吸,该电火锅正常工作需要的时间是
t?Q放P加热1.848?105J??420s
440W答:(1)加热档工作时,电路中的电流是2A;(2)电热丝R2的阻值是330Ω;(3)若不计热量损失,该电火锅正常工作,把质量为0.55 kg、初温为20℃的水加热到100℃,需要时间是
420s。
8.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为Sm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是Lm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为PkPa,飞轮1s转动N周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦与机器散热),1h消耗汽油VL(汽油密度为ρkg/m3,汽油热值为qJ/kg)求: (1)汽油机的功率; (2)汽油机的效率.
1.8?109pSLN?100%. 【答案】(1) 500pSLN W;(2)
?Vq【解析】 【详解】
(1)燃气对活塞的平均压力
F=p×103Pa×Sm2=pS×103 N,
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W=FL=pSL×103 J,
飞轮每转两圈对外做功一次,所以1s内飞轮转N周,对外做功活塞做的总功
W总=W×
汽油机的功率
P=
(2)消耗VL汽油放出的热量
Q放=m汽油q汽油=ρ汽油V汽油q汽油=ρVq×10-3J,
汽油机1h做的功
W总1=P×3600s=1.8×106pSLN J,
汽油机的效率
N次,所以1s内,燃气对2NN= pSL×103×J= 500pSLN J, 22W总500pSLNJ=500pSLN W; ?t1sW总11.8?106pSLNJ1.8?109pSLN=?100%=?100%. η=?3Q放?Vq?10J?Vq答:(1)汽油机的功率是500pSLN W;
1.8?109pSLN?100%. (2)汽油机的效率是
?Vq
9.牛顿说自己是站在巨人的肩膀上,其实每一个育华学子都是如此。我们学习的每一个物理概念,背后都由科学家们辛勤探究而来,比如功和热量、电热等。在没有认识热的本质
以前,热量、功、能量的关系并不清楚,所以它们用不同的单位来表示。热量的单位用卡路里,简称卡。焦耳认为热量和功应当有一定的当量关系,即热量的单位卡和功的单位焦耳间有一定的数量关系。他从1840年开始,到1878年近40年的时间内,利用电热量热法进行了大量的实验,最终找出了热和功之间的当量关系。如果用W表示电功,用Q表示这一切所对应的热量,则功和热量之间的关系可写成W?JQ,J即为热功当量。利用如图1所示的装置,我们可以一起来重现历史,经历焦耳的探究过程——测量热功当量:
(1)除了图中所示器材,为完成实验,还需要的器材是__________。
(2)往量热器内筒倒入质量为m的水,按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻滑片位于最__________端(选填“左或右”)
(3)记录温度计初始读数t1,闭合开关,调节滑片得到合适的电流电压,并记录为I、
U。通电,并用搅拌器搅拌加速导热,一段时间后断电,记录通电时间t和末温t2。 (4)计算出热功当量J?__________(用题中所给字母表示,水比热容用c表示)热功当
量的测量,彻底否定了“热质说,为能量守恒和转化奠定了基础。
t/min 水 煤油 0 20℃ 20℃ 1 25℃ 30℃ 2 30℃ 40℃ 3 36℃ 50℃ 4 40℃ 60℃ 5 45℃ 71℃
(5)这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,应当选择图2的__________(选填“A或B”)装置中的电阻与图1装置中的电阻__________(选填“串联或并联”)。
(6)进行实验后,测得数据如表格所示。本实验中水和煤油吸收热量的多少是用__________(选填“温度计示数的变化或加热时间”)来反映的。 (7)由表格数据求得煤油的比热容为____________________。
【答案】秒表 右 【解析】 【分析】 【详解】
UIt3 A 串联 温度计示数的变化 2.1?10J/?kg??C?
cm?t2?t1?(1)[1]图中所示器材有电压表,电流表,温度计,为完成实验,需要求出电功,根据W=UIt还需要的器材是秒表。
(2)[2]往量热器内筒倒入质量为m的水,按图连接好电路。闭合开关前滑动变阻应位于阻值最大处,即滑片位于最右端。
(4)[3]根据W?UIt,Q?cm?t?cm?t2?t1?,W?JQ,则热功当量
J?WUIt? Qcm?t2?t1?(5)[4][5]这套装置还可以用来做“比较水和煤油比热容的大小”实验,为了控制变量相同,所以电阻丝阻值应该相同,即应当选择图2的A装置中的电阻与图1装置中的电阻串联。 (6)[6]根据转换法,实验中水和煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的。 (7)[7]由表格数据可知,1min内,水的温度变化了
25℃-20℃=5℃
煤油的温度变化了
30℃-20℃=10℃
相同时间内,电阻丝产生的热量相同,则
Q水?c水m?t水?Q煤油?c煤油m?t煤油
代入数据可得
c煤油?2.1?103J/?kg??C?
10.假期爸爸妈妈带着丽丽开车旅行,已知小轿车的总质量约为2t,最大功率为120kW,小轿车在牵引力的作用下沿水平公路做匀速直线运动,行驶时所受阻力为车总重的0.2倍。(g=10N/kg,汽油的热值取4×107J/kg)求:
(1)若轮胎与地面的总接触面积为0.2m2,静止时轿车对水平地面的压强为多少? (2)轿车在5min内匀速行驶了3km,此时轿车的实际功率为多少?
(3)若汽油机的效率为30%,那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为多少? 【答案】(1)1×105Pa;(2)4×104W;(3)6kg 【解析】 【详解】 (1)轿车的总重力
G?mg?2?103kg?10N/kg?2?104N
轿车静止时对水平地面的压力
F?G?2?104N