例9 为了研究物质的某种特性,某小组的同学先做了如下实验:他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100克和200克的温水,实验时,让它们自然冷却,并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况。记录数据分别如表4、表5所示。(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)
表4 m1=100克
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时间/min |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
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温度/℃ |
36 |
35 |
34 |
33 |
32 |
31 |
30 |
30 |
30 |
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降低温度/℃ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
6 |
6 |
表5 m2=200克
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时间/min |
0 |
2 |
4 |
12 |
14 |
20 |
24 |
28 |
32 |
36 |
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温度/℃ |
36 |
35 |
34 |
33 |
32 |
31 |
30 |
29 |
28 |
28 |
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降低温度/℃ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
8 |
(1)分析比较表4和表5中的数据可知,实验时,两杯水所处环境的温度是 的。(填“相同”或“不相同”)
(2)分析比较表4(或表5)中第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ,放出的热量与降低的温度成正比。
(3)分析表4和表5中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件,可得出的初步结论是: 。
(4)进一步综合分析比较表4和表5中的数据及相关条件,还可得出的初步结论是: 。
解析:本题考查比热的概念,通过设计一个实验情境,分析数据,归纳得出结论,培养处理信息、分析数据、归纳总结的能力。本题可以从热量的计算公式Q=cm△t对实验数据进行分析,c一定,当m一定时,Q与△t成正比;△t一定时,Q与m成正比;c=Q/m△t为一定值。本题参考答案为:(1)不同;(2)相同质量的水(同种物质);(3)水(同种物质);降低相同温度时,质量大的放出热量多;(4)水(同种物质)放出的热量与质量、降低的温度的比值是定值。
例10 在我国大部分地区,打开冰箱时常能看到“白雾”的季节是夏天,而看到口中呼出的“白气”的季节却是冬天。对此,下列说法错误的是( )
(A)夏季潮湿,空气中含有大量水蒸气,是产生前者的条件
(B)夏季干旱,燥热是产生前者的条件之一
(C)口中呼出的气体里含有大量水蒸气,是产生后者的条件之一
(D)冬季干燥、寒冷是产生后者的条件之一
例11 被誉为“天下第一瀑”的雁荡大龙湫瀑布,水从崖壁中凌空腾飞而下,落差197米。如果水在下落过程中重力做的功是50%转化为水的热能,则水落下后温度能升高多少?
例6 给你下列器材:一个低压电池组、一只小灯泡、一只开关、一只电铃和若干细导线,请设计一个自动放养奶牛的装置图。要求:用细导线将牛群围住,合上开关后,当牛在圈内吃草时,小屋内只有电灯亮而电铃不响;当有牛碰断了圈住的细导线到圈外时,电铃便会响起来,放牛的人能及时发现。
解析:这是一道实验设计题,它把情景设计在放牧奶牛上,其实其意思是电灯、电铃和导线的怎样联结的问题。题中电灯无论细导线是否被牛碰断都是亮的,说明电灯、电铃和电源相串联;电铃当细导线未碰断时不响,细导线断了就响,说明电铃被细导线短路了,也就是电铃和细导线并联,根据以上分析,画出电路图2。
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例7 对农民来说,农作物的种子中混有杂草的种子是一件很头痛的事情。但是这两种种子在外表上是不同的:农作物的种子粗糙程度很小,不易吸附小颗粒;而杂草种子表面有许多绒毛,能够吸附靠近它的小颗粒,当然也能粘在走过的动物身上,因此它可以广为传播。现在,给你一些混有杂草种子的农作物种子,给你一块磁铁和一些铁屑。请你替农民将其中的杂草种子从农作物种子中分离出来,说出你的办法和道理。
例8 明明和妈妈到商场去购买电饭锅。他从品种繁多的电饭锅说明书中取出了一份,表3中所示即为该说明书中的一部分。明明与妈妈商议后,购买了型号为MG-TD35型的电饭锅。回家后明明想,此电饭锅将电能转化为锅中水热能的效率如何呢?于是他在锅内装入1.5升温度为20℃的水,接在220伏的照明电路中通电16分钟后水开始沸腾。根据以上实验他估测出了该电饭锅的烧水效率。请你帮他算一下该电饭锅的烧水效率是什么?(液面气压设为1标准大气压)
表 3
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型号 |
MG-TD35 |
MG-TD45 |
MG-TD55 |
MG-TD65 |
|
电源 |
220V-50Hz |
220V-50Hz |
220V-50Hz |
220V-50Hz |
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额定功率/W |
600 |
700 |
900 |
1100 |
|
煮米量/杯 |
2-7 |
3-9 |
4-12 |
5-15 |
|
长×宽×高/mm |
334×266×307.6 |
334×266×323.6 |
354×286×350.6 |
354×286×364.6 |
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煮饭方式 |
直接加热 |
直接加热 |
直接加热 |
直接加热 |
例1 自行车是中国老百姓最常用的交通工具。从自行车的结构和使用来看,它涉及了许多物理知识。请你填写表1中的“应用举例”和“物理原理”(填写时尽可能言简意明)。
表1
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应用举例 |
物理原理 |
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如 |
脚蹬半径大于传动齿轮半径 |
相当于省力杠杆 |
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① |
急刹车时,紧捏制动把手 |
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② |
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减少转动轴的摩擦和能耗 |
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③ |
骑快车易出危险事故 |
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|
④ |
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解析:想必每个同学都骑过自行车,自行车中包含了很多我们所学的知识,如何把知识与应用联系起来,是我们学习的一个根本。本题就是考查知识与应用的联系能力,需要我们根据自行车的特点和所学的知识有机建构,充分联系学习的知识,解决自行车中的问题。本题参考答案为:① 增大刹车橡皮对钢圈的压力,增大有益摩擦;②对转动轴添润滑油或用滚动轴承;③由于惯性,人与车难以及时停止;④轮胎上有花纹--增大轮胎与地面的摩擦等。
例2 长江三峡工程是一座集防洪、发电、航运和供水等综合功能的巨大水利水电工程,其主要技术数据如表2所示:
表2
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大坝高度/m |
大坝长度/m |
最高蓄水位/m |
总库容量/m3 |
平均流量/m3·min-1 |
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185 |
2335 |
175 |
4×1010 |
8.5×105 |
(流量:单位时间内通过水轮机的水的体积。)
根据上述数据计算:(1)蓄满水时大坝底部受到水的压强多大?
(2)每小时水流对水轮机所做的最大功是多少?
(3)若利用水流发电的效率为40%,发电机所能达到的最大功率是多少?
解析:本题是求压强、功、功率的综合题,情景设计在长江三峡工程中,因为长江三峡工程是举世瞩目的伟大工程,既要我们的精神参与,又要我们了解她、爱护她,因此,作为知识考查,正好成为考试平台。考虑到各小题的问题,可用相关的知识点即能解决:(1)求大坝底部压强,可根据液体内部压强公式:p=ρgh求得,即p=ρgh=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×175米=1.68×109帕;
(2)水流对水轮机所做的最大功,即假设水从最高处冲到底部,可根据W=Fs=Gh求得,1小时内水做的功为W=Gh=(8.5×105×60)米3×1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×175米=8.7×1013焦。
(3)P=40%W/t=40%×8.7×1013焦/3600秒=9.7×109瓦。
答:(略)。
例3 唐诗中有“黄河远上白云间”,“不尽长江滚滚来”的诗句,前一句生动形象地表明黄河水蕴藏着大量的 能,后一句表明长江水具有大量的 能。