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当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t杯),其中k散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
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(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做______ ;
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是______ ;
A.密度 B.功率 C.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为______ ;
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为______ J/(kg·℃)。
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t杯),其中k散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
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(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是
A.密度 B.功率 C.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示,已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为
更新时间:2023-11-17 13:59:46
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【推荐1】如图为某种电热水器的原理图,包括控制电路和工作电路两部分,其工作模式和相关参数如下表。通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的档位变换。R0、R1为电热丝,R2为滑动变阻器,R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯,忽略指示灯对电路的影响。
(1)工作电路中的A线应接______ 线(火/零/地);当______ 灯亮时,电热水器处于保温状态。
(2)R1工作时的电阻是多大?( )
(3)电热水器处于加热状态时,工作6.3min,可使1L的水温度升高60℃,计算该电热水器的效率。( ) [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)工作电路中的A线应接
(2)R1工作时的电阻是多大?
(3)电热水器处于加热状态时,工作6.3min,可使1L的水温度升高60℃,计算该电热水器的效率。
电源 | 220V |
加热功率 | 800W |
保温功率 | 40W |
水容量 | 1.0L |
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【推荐2】自行车是环保、便利的交通工具。下表是制造自行车的各种材料的技术指标。
(1)为了夜晚行驶安全,自行车安装了尾灯。当有汽车灯光照射到尾灯时可起到警示作用,其原理是光的______ ,自行车尾灯________ (选填“是”或“不是”)光源。
(2)一辆自行车的车架由铝合金材料制成,质量为7.25kg,该车架的体积是多大________ ?
(3)采用表中的一种材料制造上述自行车的车架,则该车车架的最小质量是多大________ ?
(4)若上述自行车车架由钛合金材料和表中另外一种材料制造而成,车架的质量为6.7kg,其中钛合金材料的体积为1.0×10-3m3,则另一种材料是什么材料________ ?
技术指标 材料 | 铬铝钢 | 铝合金 | 钛合金 | 碳纤维 |
性能(强度) | 强 | 较弱 | 较强 | 强 |
密度/(kg·m-3) | 7.9×103 | 2.9×103 | 4.3×103 | 1.6×103 |
(2)一辆自行车的车架由铝合金材料制成,质量为7.25kg,该车架的体积是多大
(3)采用表中的一种材料制造上述自行车的车架,则该车车架的最小质量是多大
(4)若上述自行车车架由钛合金材料和表中另外一种材料制造而成,车架的质量为6.7kg,其中钛合金材料的体积为1.0×10-3m3,则另一种材料是什么材料
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【推荐1】早期的风光互补发电巧妙利用太阳光强时风速小,光弱时风速大的自然特点,使风能、光能互补,从而基本保证发电功率稳定。
(1)风机功率和风速的三次方成正比,风速加倍,其功率增加到原来的_______ 倍。光伏功率和光的辐射量有关,单位面积光能的功率叫光的辐射量, 其单位是_______ ;
(2)用风光互补发的电对额定功率P的用电器供电,风机功率为P1,光伏功率为 P2,当 P1+P2=_______ 时, 用电器正常工作。如图是某风光互补发电系统一段时间内功率变化的图线,在_______ (选填“9”或“11”) 点钟左右,光伏功率最大。对于额定功率为 1kW的用电器,在13点~ 16点这段时间里,风光互补发的电 _______ (选填“能”或“不能”)满足其工作。
(1)风机功率和风速的三次方成正比,风速加倍,其功率增加到原来的
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【推荐1】如图所示,是汽车安全气囊系统的简易结构图。当汽车受到猛烈撞击时,安全气囊系统开始工作,安全气囊里的气体发生剂温度会迅速升高到150℃并发生可控爆炸,瞬间产生大量气体填充安全气囊,从而缓冲驾驶员及乘客头颈部及胸部受到的撞击力。请仔细观察图中的信息,描述完整汽车安全气囊系统某部分的工作过程及其所用到的物理知识。
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(1)汽车正常行驶时,铁球不会误触金属触片导致电路接通,是利用了“______ ”的知识。
(2)汽车行驶过程中,当车前部受到猛烈撞击停止运动时,铁球会继续向前运动从而碰触金属触片接通电路,是利用了物体的“______ ”。
(3)______ ,是利用了“______ ”的知识。
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(2)汽车行驶过程中,当车前部受到猛烈撞击停止运动时,铁球会继续向前运动从而碰触金属触片接通电路,是利用了物体的“
(3)
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【推荐2】阅读短文,回答问题。
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块,依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间,由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离,然后脱钩并沿导向架自由下落而打桩。如图为某型号的打桩机,所需动力由四冲程内燃机提供,竖向导轨可伸缩折叠,其正常工作时部分技术参数如表所示。其中,冲击频率是指单位时间内桩锤击打桩的次数。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/27/13691437-03fa-4ffd-a332-3a477f99a8d5.png?resizew=181)
(1)工作过程中,内燃机采用循环流动的水进行冷却,这是通过______ 的方式改变了水的内能;若该内燃机正常工作时的转速为1800r/min,则其每秒对外做功______ 次;
(2)关于打桩机,下列说法中错误的是______ ;
A.定滑轮的作用是改变施力的方向
B.内燃机用水冷却,是利用水比热容大的特性
C.桩锤自由下落过程中其重力势能转化为动能
D.支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
(3)若打桩机提升重物的机械效率为80%,内燃机的效率为50%,则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油______ g[燃油的热值q=4.0
107J/kg]。
打桩机
打桩机是利用冲击力将桩打入地层的机械。由桩锤、桩架及附属设备等组成。桩锤是一钢质重块,依附在桩架前部两根平行的竖直导杆之间,由跨过定滑轮的吊钩将其匀速提升相同的距离,然后脱钩并沿导向架自由下落而打桩。如图为某型号的打桩机,所需动力由四冲程内燃机提供,竖向导轨可伸缩折叠,其正常工作时部分技术参数如表所示。其中,冲击频率是指单位时间内桩锤击打桩的次数。
桩锤重力 | 1000N |
桩锤每次提升距离 | 2.4m |
冲击频率 | 20次/min |
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(1)工作过程中,内燃机采用循环流动的水进行冷却,这是通过
(2)关于打桩机,下列说法中错误的是
A.定滑轮的作用是改变施力的方向
B.内燃机用水冷却,是利用水比热容大的特性
C.桩锤自由下落过程中其重力势能转化为动能
D.支撑竖向导轨的是一个可以省功的杠杆
(3)若打桩机提升重物的机械效率为80%,内燃机的效率为50%,则打桩机正常工作10min需要完全燃烧燃油
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(0.4)
解题方法
【推荐3】如图甲所示为一款可调温即热饮水机的部分结构示意图。该饮水机由供水箱、煮水箱和冷水箱三部分组成,调电热丝R1的阻值可设定所需水温。取水时,闭合开关S并设定好水温,阀门打开,供水箱将50毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中(如下表)。7秒后,电热丝R1、R2将煮水箱中的水加热至100℃,此时,K1、K2打开,即可从出水口获得相应温度的水,已知预设出水温度和煮水、冷水箱内水量的关系如下列表格所示。设供水箱中水的温度恒为25℃,电源电压为220伏,电热丝R2的阻值为19.36欧。
(1)煮水箱内的水加热后温度升高过程中,其内能改变是通过______ 的方式;
(2)若设定取水温度为40℃,加热过程中的能量转化效率为90%,请你根据题中信息计算该过程中消耗的电能是多少________ ?(ρ水=1.0×103kg/m3)
(3)请你根据上一问的信息计算,需调节电热丝R1的阻值为多少欧__________ ?[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(4)为了方便取水,小明在电热丝R1的不同位置上标定了不同的温度,结果如图乙所示。若小明的取水温度为85℃,但他却把取水量设置成了25mL,已知取水量为25毫升时,供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请你在图乙中重新标定R1的大致位置__________ 。
设定水温/℃ | 40 | 55 | 70 | 85 | 100 |
煮水箱中水的体积/毫升 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
冷水箱中水的体积/毫升 | 40 | 30 | 20 | 10 | 0 |
(2)若设定取水温度为40℃,加热过程中的能量转化效率为90%,请你根据题中信息计算该过程中消耗的电能是多少
(3)请你根据上一问的信息计算,需调节电热丝R1的阻值为多少欧
(4)为了方便取水,小明在电热丝R1的不同位置上标定了不同的温度,结果如图乙所示。若小明的取水温度为85℃,但他却把取水量设置成了25mL,已知取水量为25毫升时,供水箱仅将25毫升水按不同比例分别注入煮水箱和冷水箱中。请你在图乙中重新标定R1的大致位置
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(0.4)
解题方法
【推荐1】如图甲是某品牌家用电吹风,其电路如图乙所示,R1、R2为电阻丝,M为电动机。通过调节开关,可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。
(1)要使电吹风正常工作,图甲中的B处应安装___________ ;(选填“电动机”或“电阻丝”)
(2)如图乙,要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关___________ ;
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1∶R2=___________ ;
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会___________ (选填“变大”、“变小”或“不变”);
(5)电动机的内阻为220Ω,电动机正常工作,电流表示数为0.5A,电动机正常工作时的效率为___________ 。
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(1)要使电吹风正常工作,图甲中的B处应安装
(2)如图乙,要使电吹风处于“暖风”状态,应闭合开关
(3)已知电吹风处于“暖风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了20℃;处于“热风”状态时,从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种状态下的热效率相同,相同时间内吹出的空气质量相同,则R1∶R2=
(4)电吹风用了几年后,由于电阻丝的升华,实际发热功率会
(5)电动机的内阻为220Ω,电动机正常工作,电流表示数为0.5A,电动机正常工作时的效率为
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【推荐2】如图甲是小华同学家的水族箱,箱内盛水量为45L,为了让热带鱼有一个舒适的生活环境,箱内装有一个“220V 220W”的电加热棒给水加热,内部电路图如乙图所示,当水温升到设定值时加热棒便自动停止工作,待水温自然冷却到一定温度后再次加热,使箱内水温稳定在一定范围之内,水温随时间变化图像如图丙所示.求:(g=10N/kg,计算结果保留一位小数)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/11/4/0f657c11-3e2f-41dc-a568-57fa8323e674.png?resizew=583)
(1)水族箱内水的质量;水族箱正常工作时,通过电加热棒的电流;
(2)电加热棒正常工作给水加热时,0-400min内水族箱内的水吸收的热量及电加热棒加热时的工作效率;
(3)为了延长水温升高的时间,需在电路中串联一个200Ω的限流保护电阻,请计算加热棒在加热过程中的实际功率.
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(1)水族箱内水的质量;水族箱正常工作时,通过电加热棒的电流;
(2)电加热棒正常工作给水加热时,0-400min内水族箱内的水吸收的热量及电加热棒加热时的工作效率;
(3)为了延长水温升高的时间,需在电路中串联一个200Ω的限流保护电阻,请计算加热棒在加热过程中的实际功率.
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解题方法
【推荐3】小林家某日在17∶00~18∶00时间段有三个用电器在同时正常工作:空调、电视机和电热水器。图1是电热水器的电路示意图,其中
、
为电热丝(阻值不变),红灯、绿灯是电热水器工作状态的指示灯(忽略指示灯对电路的影响),电热水器的额定加热功率为800W,额定保温功率为40W。电能表记录了这1h内的用电情况(如图2所示)。
(1)空调、电视机和电热水器的连接方式为___________ (选填“串联”或“并联”);这1h内,小林家的干路电流为多大?___________
(2)当绿灯亮时,电热水器处于___________ (选填“加热”或“保温”)状态。求电热丝
的阻值;___________
(3)电热水器处于加热状态时,正常工作4min,可使1L水的温度升高40℃,则该电热水器的效率是多少?[
,
]___________
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9efc18a5bb2e53586331b2a58538a48b.png)
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(1)空调、电视机和电热水器的连接方式为
(2)当绿灯亮时,电热水器处于
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(3)电热水器处于加热状态时,正常工作4min,可使1L水的温度升高40℃,则该电热水器的效率是多少?[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5edcc9de67794614a10cd9c68f66a4b9.png)
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