则轿车静止时对水平地面的压强
F2?104Np??=1?105Pa 2S0.2m(2)由题意可知,轿车匀速行驶时所受阻力
f?0.2G?0.2?2?104N?4?103N
因为轿车沿平直公路匀速行驶,所以轿车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,即
F牵?f?4?103N;
轿车在5min内牵引力做的功
W?F牵s?4?103N?3000m?1.2?107J;
则轿车的实际功率
W1.2?107JP???4?104W。
t5?60s(3)该车以最大输出功率行驶10min,做的有用功
37?W有用?P最大t?120?10W?10?60s?7.2?10J,
由??W有用Q放?100%得,汽油完全燃烧放出的热量
Q放?W有用7.2?107J??2.4?108J,
30%?由Q放?mq得,需要完全燃烧汽油的质量
m汽油?Q放q汽油2.4?108J??6kg 74?10J/kg答:(1)静止时轿车对水平地面的压强为1×105Pa。 (2)此时轿车的实际功率为4×104W。
(3)那么当轿车以最大功率行驶10min消耗汽油的质量为6kg。
11.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
12.某款电磁炉广告称该款电磁炉的热效率可达65%以上,具有节能、高效的特点。在一次综合实践活动中,“好奇”小组想测量该款电磁炉的加热效率以验证其广告的准确性,于是他们找来一台全新的电磁炉,包装盒中产品参数数据如下表所示:
(1)若电磁炉正常工作20min,刚好将锅内5kg、20℃的水,加热到80℃,求此电磁炉烧水时的效率[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)];
(2)小明家装有如图乙所示的电能表,某个时间段,仅有此电磁炉工作,在3min内电能表表盘转了210圈,求此时电磁炉的实际功率。 【答案】(1)70%;(2)1400W 【解析】 【分析】
(1)知道水的质量、水的比热容、水温度的变化,利用吸热公式求水吸收的热量;已知电磁炉正常工作时的功率和通电时间,利用W?Pt计算消耗的电能;水吸热为有用的能量,
电流消耗的电能为总的能量,据此求电磁炉的效率。
(2)若仅有此电磁炉工作时观察电能表,在3min内电能表表盘要转了210圈,利用电能表h)”求电磁炉工作3min消耗的电能;利用P?的参数“3000r/(kW·率。 【详解】 (1)水吸收的热量
W求电磁炉的实际功tQ吸?cm(t?t0)?4.2?103J/(kg?℃)?5kg?(80℃?20℃)?1.26?106J
电磁炉正常工作20min,消耗的电能
W?Pt?1500W?20?60s?1.8?106J
则此电磁炉烧水时的效率
Q吸1.26?106J???100%??100%?70% 6W1.8?10J(2)3min内电路中消耗的电能
W??210r?0.07kW?h
3000r/(kW?h)电磁炉的实际功率
P实?W?0.07kW?h??1.4kW?1400W3 t?h60答:(1)此电磁炉烧水时的效率是70%;(2)此时电磁炉的功率为1400W。
13.甲、乙两物质比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20℃,则乙物体的温度升高了______℃。由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4∶1,升高温度之比是3∶1,则两物体吸收热量之比为______。 【答案】80 12:1 【解析】 【分析】 【详解】
[1]∵Q吸=cmΔt,甲、乙两物体吸收相同的热量
c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙
Δt甲:Δt乙= c乙m乙: c甲m甲==(1×1):(2×2)=1:4
∵Δt甲=20℃,∴Δt乙=80℃。
[2]∵Q吸=cmΔt,且丙、丁两物体由同种材料做成
c丙=c乙,m丙:m丁=4:1,Δt丙:Δt丁=3:1
∴两物体吸收热量
Q丙:Q丁= c丙m丙Δt丙:c丁m丁Δt丁=12:1
14.将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了10 ℃,这是通过______的方式改变了冷水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样三杯热水,则冷水温度可再升高______℃(不计热量损失)。 【答案】热传递 9 【解析】 【分析】 【详解】
[1]热水倒入冷水中,热水放出热量,冷水吸收热量,冷水温度升高,是通过热传递的方式改变冷水的内能。
[2]热水倒入冷水中,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,设一杯的热水质量为m,初温为t,冷水的质量为m0,由热平衡方程可得第一次加入热水时
cm(t?10℃)?cm0?10℃
第二次加入热水时
cm(t?16℃)?c(m0?m)?6℃
两式相减得m0?3m,代入解得t?40℃。若再加入同样三杯热水,设升高的温度为?t,
则
3cm(40℃?16℃??t)=c(m0?2m)?t
解得?t?9℃。
15.旅游时,小华用“小米8”手机与同学联络,通话时声音信息在空中的传播速度是_______m/s;同学帮小华拍了一张照片,小华在水中的“倒影”清晰可见,拍照时水中的“倒影”是由于光的_________形成的, 照片中小华的倒影部分____________(选填“是”或“不是”)实际光线进入手机镜头形成的;“小米8”手机的散热材料是石墨烯晶体,石墨烯________(选填“有”或“没有”)固定的熔点;石墨烯的比热容为
1.4?103J/?kg?℃?, 则200g的石墨烯温度升高10℃,吸收的热量是__________J。
3【答案】3?108 反射 是 有 2.8?10
【解析】 【分析】 【详解】
[1]通话时声音信息是通过电磁波传播的,不是声波,所以它的传播速度是3?108m/s。 [2][3]拍照时水中的“倒影”是由于光的反射形成的;照片中小华的倒影部分是由水面反射的光线进入手机镜头形成的,这是实际光线。 [4]石墨烯晶体是晶体,有固定的熔点。
[5]根据热量的计算公式可知,200g的石墨烯温度升高10℃,吸收的热量是
Q?cm?t?1.4?103J/?kg?℃??0.2kg?10℃?2.8?103J
16.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。
17.如图所示,某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为Scm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是L mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为p Pa,飞轮转速为N r/min,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),汽油机的功率为_____________W;若1h消耗的汽油为V L,汽油的热值为q J/m3,则汽油机的效率为_____________%。
5?10?9pSLN0.3pSLN 【答案】
Vq6【解析】 【分析】
知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F?pS计算出平均压力的大小;知道活塞在气缸中移动的距离,可利用公式W?Fs计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功;飞轮(曲轴)每转两圈对外做功一次,计算出飞轮转动N周对外做功的次数,已经计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功,从而可以计算出燃气对活塞做的总功,又知道做功的时间,可利用公式P?W计算出汽油机的功率;根据W?tPt求出汽油机的总功,根据
Q?Vq求出燃料放出的热量,根据效率公式求出效率。
【详解】
[1]根据题意知道,燃气对活塞的平均压力
F?pS?pPa?S?10?4m2?pS?10?4N
一个做功冲程中燃气对活塞做的功
W?Fs?pS?10?4N?L?10?3m?pSL?10?7J
飞轮每转两圈对外做功一次,所以飞轮转动N周,要对外做功功
N次,燃气对活塞做的总2W总?W?汽油机的功率
NN?pSL?10?7J??pSLN?5?10?8J 22W总pSLN?5?10?8J5?10?9pSLNP???W
t60s6[2]汽油机1h做的功
5?10?9pSLNW??Pt??W?3600s?3pSLN?10?6J
6汽油机的效率