【題目】如圖甲所示,1標準大氣壓下,普通煤爐把壺內20℃,5kg水燒開需完全燃燒一定質量的煤,此過程中,燒水效率為28%,為提高煤爐效率,浙江大學創意小組設計了雙加熱煤爐,如圖乙所示,在消耗等量煤燒開壺內初溫相同,等量水的過程中,還可額外把爐壁間10kg水從20℃加熱至40℃,q煤=3×107J/g,c水=4.2×103J/(kg℃),以上過程中,問:
(1)普通煤爐完全燃燒煤的質量有多大?
(2)雙加熱煤爐的燒水效率有多大?
【答案】
(1)解:1標準大氣壓下水的沸點為100℃,
把壺內20℃,5kg水燒開,水吸收的熱量:
Q吸=c水m水△t1=4.2×103J/(kg℃)×5kg×(100℃﹣20℃)=1.68×106J;
普通煤爐的燒水效率為28%,由η= 可得煤完全燃燒放出的熱量:
Q放= =
=6×106J,
由Q放=mq可得普通煤爐完全燃燒煤的質量:
m煤= =
=0.2kg;
答:普通煤爐完全燃燒煤的質量為0.2kg;
(2)解:由題可知,雙加熱煤爐還可額外把爐壁間10kg水從20℃加熱至40℃,
則爐壁間水吸收的熱量:
Q吸′=c水m水′△t2=4.2×103J/(kg℃)×10kg×(40℃﹣20℃)=8.4×105J,
而壺內水的初溫、末溫以及質量均不變,則壺內水吸收熱量不變,
所以,雙加熱煤爐中水吸收的總熱量:
Q吸總=Q吸+Q吸′=1.68×106J+8.4×105J=2.52×106J;
由題意可知,雙加熱煤爐與普通煤爐消耗煤的質量相等,則這些煤完全燃燒放出的熱量不變,
所以,雙加熱煤爐的燒水效率:
η′= ×100%=
×100%=42%.
答:雙加熱煤爐的燒水效率為42%.
【解析】(1)知道水的質量、水的初溫和末溫、水的比熱容,利用吸熱公式求水吸收的熱量;知道普通煤爐的燒水效率,利用η= 可得煤完全燃燒放出的熱量;已知煤的熱值,利用Q放=mq可得普通煤爐完全燃燒煤的質量.(2)由題知,雙加熱煤爐還可額外把爐壁間10kg水從20℃加熱至40℃,根據吸熱公式求出爐壁間水吸收的熱量;由題意可知,壺內水吸收熱量不變,則可求出雙加熱煤爐中水吸收的總熱量(有用能量);由題意可知,雙加熱煤爐中煤完全燃燒放出的熱量不變,根據η′=
求出雙加熱煤爐的燒水效率.
【考點精析】通過靈活運用熱量的計算,掌握熱量的計算: ① Q吸 = cm△t升=cm(t-t0) (Q吸是吸收熱量,單位是焦耳;c 是物體比熱,單位是:焦/(千克?℃);m是質量;t0 是初始溫度;t 是后來的溫度. )② Q放 =cm△t降=cm(t0-t) ③ Q吸 = Q放即可以解答此題.
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【題目】在探究“光的反射定律”實驗時,進行如圖所示的實驗操作:
(1)讓光線貼著紙板沿AO方向射向鏡面,反射光沿OB方向射出,如圖甲所示,反射角____入射角。若將一束光貼著紙板沿BO射到O點,光將沿圖中的______方向射出,因為在光的反射現象中光路是______的。
(2)在實驗過程中,若將紙板傾斜,如圖乙所示,讓光線仍貼著紙板沿AO方向射向鏡面,此時反射光線與入射光線________(選填“在”或“不在”)同一平面內。
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【題目】在學習物理的過程中,我們不僅要知道物理概念的來源,經歷_____物理規律的過程,還要學習用科學的方法進行_____;在此基礎上,進一步弄清物理概念和規律的含義,并會運用它們_____。
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【題目】《龜兔賽跑》的寓言故事大家都非常熟悉.烏龜和兔子同時從起點跑出,驕傲的兔子在遙遙領先的情況下,睡起了大覺,醒來后跑到終點,發現堅持不懈的烏龜獲得了冠軍.對整個賽跑過程而言,下列運動圖象正確的是(其中實線表示兔子,虛線表示烏龜)( )
A. B.
C. D.
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【題目】 沙漠集水器
(1)有些沙漠緊鄰大海,(白天/晚上)風通常從大海吹向沙漠,導致空氣中富含水蒸氣.
(2)伯克利分校的團隊設計出一款沙漠集水器﹣WaterSeer,如圖所示,利用風能這種(可再生/不可再生)能源,借助風力驅動風輪旋轉,帶動螺旋槳將講空氣輸入金屬管中部.
(3)深埋在土壤深處的金屬管底部溫度較低,由于金屬的(填物理屬性)好使得金屬管中部溫度也降低.
(4)空氣中的水蒸氣在金屬管中部(吸/放熱),液化成水滴,水滴在力的作用下,沿管壁下落,匯集于金屬管底部容器.
(5)WaterSeer每天可以收集約37L飲用水,合kg,應用前景十分樂觀.(ρ水=1.0×103kg/m3)
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【題目】如圖所示的電路中,電源兩端電壓恒定,將滑片置于滑動變阻器的中點,當開關S1閉合,S2斷開時,電壓表和電流表的示數分別為U1、I1;當開關S1、S2都閉合時,電壓表和電流表的示數分別為U2、I2 , 則( )
A.U1>U2
B.U1=U2
C.I1<I2
D.I1>I2
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【題目】觀察電冰箱你會發現很多現象.例如:打開電冰箱上冷凍室的門,立即見到門口“冒出”一股“白氣”,這是空氣中的水蒸氣遇冷液化而成的霧狀水珠.冷凍室內的魚、肉等都變得硬邦邦的,冰格子里裝著一些冰塊,隔幾星期后冰塊變少了.除此之外,冷凍室的內壁上還附著一層白色的霜,再打開電冰箱下邊冷藏室的門,見到里面的蔬菜、水果有的變得干癟了,冷藏室的底部有少量的水,這些水正流到冰箱底部的容器內,請你根據觀察到的現象,分析電冰箱內發生了哪些物態變化,并在表中記錄下結果.
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【題目】如圖所示,電源電壓為6V且保持不變,R0=30Ω,滑動變阻器的規格為“20Ω 1A”,電流表的量程為“0~0.6A”,小燈泡上標有“3V 1.5W”字樣.不考慮燈絲電阻變化,并保證電路安全,則( )
A.當S閉合,S1、S2都斷開時,滑動變阻器接入電路的阻值范圍是4Ω~20Ω
B.當S閉合,S1、S2都斷開時,電路消耗最大功率是3.6W
C.當S、S1、S2都閉合時,電路消耗的總功率最小值為2.4W
D.當S、S1、S2都閉合時,滑動變阻器接入電路的最小阻值是15Ω
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