题目内容
【题目】阅读短文,回答问题。
智能洁具
智能洁具(智能马桶、全自动洗碗机、智能浴缸等),具有温水洗净、暖风烘干、杀菌等功能,已进入百姓家庭。
某智能洁具为确保安全,插头带漏电保护装置,工作原理如图,连接洁具的火线与零线穿过环形铁芯,正常工作时,两线中的电流相等;若火线与零线中的电流不等,绕在铁芯上的线圈会产生电流,经放大后通过电磁铁吸起铁质开关S切断电源。
这种洁具装有红外线感应装置,当人靠近时,感应装置自动升起洁具盖子;启动洗净功能,加热器将水快速加热至温控装置预设的温度,水泵喷水实施清洗,喷水杆采用纳米银(直径为纳米级的银单质)材料,杀菌效果好;清洗结束,暖风烘干机自动开启烘干功能。表一为该洁具的部分参数,表二为水泵的性能测试参数(表中流量指单位时间内水泵抽送水的体积;扬程指水泵能将水提升的高度)。
表一
额定电压 | 220V | 清洗喷水量 | 0.8L/min~1.2L/min |
烘干机额定功率 | 180W | 加热器额定功率 | 2100W |
表二
流量Q/(×10-4m3·s-1) | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
扬程H/m | 1.25 | 1.80 | 5.00 | 7.20 |
(1)该智能洁具应选用 线插头。当上图电磁铁线圈中电流从a流向b时,电磁铁下端是 极。
(2)下列说法正确的是 。
A.红外线感应装置利用超声波进行工作
B.暖风烘干是靠增大面积来加快水的汽化
C.纳米银是银分子,喷水杆材料具有良好的导电性
D.漏电保护装置内的火线与零线短路时,开关S不会被吸起
(3)洁具正常工作,按最大喷水量用设定为38℃的温水清洗,加热器的效率为 %;清洗结束,暖风烘干机工作40s,消耗的电能会使标有“3000imp/(kW·h)”的电能表指示灯闪烁 次。[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃),室温为18℃]
(4)分析表二数据可得,当该水泵的流量为0.8×10-4m3/s时,其扬程为 m;当水泵的流量为1.0×10-4m3/s时,输出的水达到对应的扬程,次过程中水泵克服水重力做功的功率P= W。(g取10N/kg)
【答案】(1)两 N (2)D (3)80% 6 (4)3.2 5
【解析】试题分析:(1)由于插头带有漏电保护装置,所以应选用两线插头;根据右手螺线定则,可知电磁铁的下端为N极;(2)红外线属于电磁波,不是超声波,故A错;暖风干手机是通过提高温度和加快空气流动来加快水的蒸发的,故B错;纳米银属于银单质,而不是银分子,故C错;当火线与零短路时,电路断电,电磁铁失去磁性,开关不会被吸起,故D正确;应选D;(3)最大喷水量为1.2L/min,加热这此水所需的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×20℃=1.008×105J,需消耗的电能为W=Pt=2100W×60s=1.26×105J,所以加热器的效率η=Q/W=1.008×105J/1.26×105J=80%;烘干机的电功率为180W=0.18kW,通电40s=1/90h,所以烘干机消耗的电能为W=Pt=0.18kW×(1/90h)=0.002kWh,所以电能表闪烁的次数为0.002×3000=6次;(4)分析表二中的数据可知,水流量每增加0.1,则扬程与流量的比值就增加0.5,可得出当该水泵的流量为0.8×10-4m3/s时,其扬程为3.2m;当水泵的流量为1.0×10-4m3/s时,输出的水的扬程为5m,次过程中水泵克服水重力做功的功率P=1.0×10-4m3×1.0×103kg/m3×10N/kg×5m=5W。
【题目】夏天,小华发现爸爸将水和防冻液(主要成分是不易蒸发、密度为1.11g/cm3的乙二醇)混合后加入汽车水箱,他很不解:夏天为什么还要加防冻液?他思考后认为,加防冻液后,混合液的比热容和沸点都可能发生变化。
(1)小华对混合液比热容的变化情况作了进一步思考,觉得混合液的比热容应随含水量(水在混合液中所占体积之比)的增大而增大。为此,他在图甲装置的两支相同试管中分别加入体积相同、含水量不同的混合液,通过实验进行验证。
①实验中存在的问题是 。
②纠正后,实验通过 来比较不同混合液的比热容的大小。
(2)小华继续探究混合液沸点与含水量的关系,测得数据如下:
含水量W/% | 50 | 40 | 30 | 20 | 10 | 5 |
混合液沸点t/℃ | 107 | 110 | 116 | 124 | 141 | 160 |
①请在图乙中,描点作出含水量W与混合液沸点t的关系图线。
②混合液的含水量为15%时,沸点是 ℃。
(3)混合液沸腾后冷却,小华测出其密度,发现混合液的密度比混合前利用水和防冻液的质量、体积算出的密度要大。对于混合液沸腾冷却后密度变大的原因,他提出如下猜想:
猜想1:防冻液与水混合时总体积变小;
猜想2:混合液沸腾过程中水大量汽化。
①若猜想1正确,则混合液总体积变小的原因是 。
②为验证猜想2是否正确,他设计了以下方案:将混合液加热至沸腾,分别测出沸腾过程中不同时刻的温度,若猜想正确,实验时可观察到 ;混合液密度变大的原因是 。