第5周培优题.doc

第5周培优题
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一、选择填空题：
1.在观察水沸腾的实验中，不同时刻观察到水中气泡产生情况如图。其中表示水沸腾现象的是( )

2．家用电器中大功率电子元件在工作时会产生较多热量，为了尽快散热，通常在大功率元件上加装金属散热片．下表是四种材料的比热容，选作散热片最好的材料是( )
物质
比热容c/×103J·kg-3·℃-1
铝
0.8
铁
0.46
锌
0.39
铅
0.13
A．铝 B．铁 C锌 D．铅
3.如图所示，幼年的瓦特看到炉子上水壶的盖子不停地上下跳动，并有大量
“白气”产生．请利用所学物理知识对他观察到的两个现象作出解释．

① ______________________________________________ _______；

② 。
4.将一平面镜斜放在装有水的水槽中，有一束光线垂直射向水面，如图所示，请画出这束光线在水中行进最后射出水面的光路图。

二、实验题：
1.为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
物质
质量/g
温度升高10℃所需要的时间/s
温度升高20℃所需要的时间/s
温度升高30℃所需要的时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 ；
(2)分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量·

(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高．
(4)实验中，有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原是 。

2.赵越同学为了探究物体温度升高与吸收热量的关系，进行了如下实验：
器 材：两个相同的烧杯、两支温度汁，相同质量的水和煤油、酒精灯两个、铁架台等．
探究过程：将分别盛有相同质量的水和煤油的烧杯在铁架台上组装好．用相同的酒精灯加热， 用温度计分别测量水和煤油的温度．得到如下实验数据：
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
……
水的温度/℃
25
26
27
28
29
30
31
……
煤油的温度/℃
25
27
29
31
33
35
37
……
分析实验数据你能得到哪些结论?(写出两条即可)

(1) ；

(2) 。
三、计算题：
1．王老师家离学校约为9 km，为了便于上下班，他购买了一辆轻便摩托车，所用燃料为93#汽油，有关参数如下表所示．其中汽
轻便摩托车
90＃汽油
燃料
汽油
密度
0.6×103kg/m3
油箱容量
7L
热值
4.5×107J/kg
功率
6kW
价格
6元/L
油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107J，若王老师骑车的平均速度为36 km/h，请计算他从家到学校(不计能量损失)：
(1)大约需要的时间； (2)摩托车需要消耗汽油的质量；

(3)所需要的油费？

2．如图是啸宇家新买的一台快速电水壶，这台电水壶的铭牌如下表。为了测量该电水壶烧水时的实际功率，啸宇用所学知识和爸爸合作进行了如下实验：关掉家里所有用电器，将该电水壶装满水，接入家庭电路中，测得壶中水从25℃上升到35℃所用的时间是50s,同时观察到家中“220V 10A（40A） 3200转/(kw.h)”的电子式电能表耗电指示灯闪烁了80转。请根据相关信息解答下列问题：〔C水=4.2×103J/(kg. ℃)〕
（1）电水壶中水的质量是多少kg？

（2）电水壶烧水时的消耗的电能是多少J？

（3）电水壶加热的效率是多少？

3.小王学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)．
(1)如果小王用燃气灶将质量为5 kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量?

(2)若小工烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20％，则实际消耗的煤气为多少千克?

(3)为了节约能源，小王为燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高，若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04 kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少?

**挑战你：
1．经验表明，自制家用太阳能热水器——晒水箱的效率在夏天可达50%，已知在地球表面，晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.008×103J/(m2·s)。如果晒水箱内的水有40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是2m2，请计算，要使水温上升30℃需多长时间？

2．某校自然科学兴趣小组，根据生活经验提出了这样的猜想，“保温瓶内的水温下降快慢可能与保温瓶中盛热水的多少有关”？
为了研究这个问题，兴趣小组的同学从总务处借来了8个同样容量的保温瓶做实验，在8个保温瓶中分别装入初温相等，质量不同的热水，在同一环境中同时测量，以保证环境温度相同。8个小时后再测量水温，以下是同学们的实验结果：
保温瓶编号
1
2
3
4
5
6
7
8
装入水的质量（kg）
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
水温
初温（℃）
98
98
98
98
98
98
98
98
末温（℃）
84.5
84
83
81.5
79
48
76.5
74
8小时后的温差（℃）
13.5
14
15
16.5
19
50
21.5
24
（1）同学们回顾实验的过程，确认读数均正确无误，但他们发现6号保温瓶中水的温差与其它各保温瓶中的水的温差趋势明显不一致，你认为实验的时候，在器材选择上还有在什么问题？ 。
由此可知，这个实验还存在缺陷，你认为应作怎样的改进？
。
（2）分析表中数据后，你觉得保温瓶中水温下降的快慢与保温瓶中水的质量关系是
。

一、选择填空：
1、D 2、A 3、①“跳动”是水蒸气内能转化为盖子的机械能(或水蒸气对盖子做功)
②“白气”是水蒸气液化形成的
(或水蒸气对盖子做功，内能减少，温度降低，液化成小水滴)
4、

二、实验题：
1答案：(1)吸收的热量(的多少) (2)大于 (3)沙子
(4)水的导热性能好(或沙子中的温度计玻璃泡插入比较浅，或没有用搅拌棒搅动)
解析：刚开始加热时与结论不符的原因可能是水的导热性能好、沙子中温度计玻璃泡插入比较浅或没有用搅拌棒搅拌，也可能沙子不干燥，内部含有水分(水蒸发吸热)等．
2答案：(1)相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是相同的；
(2)相同质量的不同种物质；升高相同的温度，吸收的热量是不同的；
(3)相同质量的同种物质，温度升高得越高，吸收的热量越多；
(4)不同物质，吸收相同热量，比热容大的温度变化小，比热容小的温度变化大；
(5)同种物质，吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值为定值．
三、计算题：

1、答案：(1)因为v＝s/t，所以需要的时间：t＝s/v＝6km/36km/h=0.25 h．
(2)摩托车做的功W＝Pt＝6 kW×0.25 h＝6 000 W×0.25× 3 600 s＝5.4×106J
因为不计能量损失，所以Q＝W＝5.4×106J
消耗汽油的质量m=0.12kg．
(3)因为ρ＝m/v，所以汽油的体积v＝m/ρ＝0.12kg/0.6×103kg/m3=2×10-4m3=0.2L
需要的油费为0.2 L×6元/L＝1.2元．
2、答案：（1）m=ρV=103 kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg
（2）W=80/3200kwh=0.025kwh=0.025×3.6×106J=9×104J
(3)Q水吸= cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃) ×1.8 kg×(35℃一25℃)=7.56×104J
η＝Q水吸/W=7.56×104J/9×104J=84%

3答案：(1)Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃) ×5 kg×(100℃一20℃)＝1.68×106J．
(2)由公式Q放＝mq，η＝Q吸/Q放，得 m＝Q吸/ηq＝0.2 kg．
(3)由公式η＝Q吸/Q放＝25％．
提高题：
1．5000秒
2．（1）6号保温瓶保温性能特别差（或6号保温瓶与其它保温瓶的保温性能不同；
或选用的保温瓶性能存在差异）；把6号保温瓶换掉（或选用保温性能相同的保温瓶）；
（2）保温瓶中水的质量越大，保温瓶中水温下降越慢。

一、选择填空：
1、D 2、A 3、①“跳动”是水蒸气内能转化为盖子的机械能(或水蒸气对盖子做功)
②“白气”是水蒸气液化形成的
(或水蒸气对盖子做功，内能减少，温度降低，液化成小水滴)
4、

二、实验题：
1答案：(1)吸收的热量(的多少) (2)大于 (3)沙子
(4)水的导热性能好(或沙子中的温度计玻璃泡插入比较浅，或没有用搅拌棒搅动)
解析：刚开始加热时与结论不符的原因可能是水的导热性能好、沙子中温度计玻璃泡插入比较浅或没有用搅拌棒搅拌，也可能沙子不干燥，内部含有水分(水蒸发吸热)等．
2答案：(1)相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是相同的；
(2)相同质量的不同种物质；升高相同的温度，吸收的热量是不同的；
(3)相同质量的同种物质，温度升高得越高，吸收的热量越多；
(4)不同物质，吸收相同热量，比热容大的温度变化小，比热容小的温度变化大；
(5)同种物质，吸收的热量与质量和升高温度乘积的比值为定值．
三、计算题：

1、答案：(1)因为v＝s/t，所以需要的时间：t＝s/v＝6km/36km/h=0.25 h．
(2)摩托车做的功W＝Pt＝6 kW×0.25 h＝6 000 W×0.25× 3 600 s＝5.4×106J
因为不计能量损失，所以Q＝W＝5.4×106J
消耗汽油的质量m=0.12kg．
(3)因为ρ＝m/v，所以汽油的体积v＝m/ρ＝0.12kg/0.6×103kg/m3=2×10-4m3=0.2L
需要的油费为0.2 L×6元/L＝1.2元．
2、答案：（1）m=ρV=103 kg/m3×1.8×10-3m3=1.8kg
（2）W=80/3200kwh=0.025kwh=0.025×3.6×106J=9×104J
(3)Q水吸= cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg·℃) ×1.8 kg×(35℃一25℃)=7.56×104J
η＝Q水吸/W=7.56×104J/9×104J=84%

3答案：(1)Q吸＝cm(t-t0)＝4.2×103J/(kg·℃) ×5 kg×(100℃一20℃)＝1.68×106J．
(2)由公式Q放＝mq，η＝Q吸/Q放，得 m＝Q吸/ηq＝0.2 kg．
(3)由公式η＝Q吸/Q放＝25％．
提高题：
1．5000秒
2．（1）6号保温瓶保温性能特别差（或6号保温瓶与其它保温瓶的保温性能不同；
或选用的保温瓶性能存在差异）；把6号保温瓶换掉（或选用保温性能相同的保温瓶）；
（2）保温瓶中水的质量越大，保温瓶中水温下降越慢。