19.(荆门)在一次课外活动中，小华同学对家里的电磁炉进行了相关的观察和研究，并记录了电磁炉及她家电能表的有关数据，如右表所示。(水的比热容为c= 4.2×10³J/(kg·℃)。请你根据小华同学在活动中获得的有关资料，求解在这段时间内：

(1)水所吸收的热量；

(2)电磁炉的实际功率；

(3)电磁炉烧水的效率。

答案：19.(1) (2分)

　 (2)5min消耗的电能 　　　　　　　　　(1分)

　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1分)

　　 或

　　　　　　　　　　　　　 (2分)

　 (3)　　　　　　　　　　　　　　　　 (2分)

评分说明：无公式或公式引用、推导错误不能得分，公式正确但计算结果不正确只得一半分，没有书写必要单位扣一半分。

30．(镇江)(10分)6月5日是世界环境日，今年我国的主题是 “低碳减排，绿色生活”． 人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

(1)图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　( A 　)　　　　　

A．显著增长　　　 　B．平稳增长　　　 　C．稳中有降　　　 D．显著减少

　　　　　　　 甲　　　　　　　　　　　　　 乙 　　　　　　　　　　　　　　丙

(2)在众多的未来能源中，风能、太阳能、水能都同属于 可再生　 (选填“可再生”或“不可再生”)能源，它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏．

(3)为实现减排目标，国家大力推广风力发电．我省沿海地区风力发电项目已全面启动，沿海壮观的风电场走廊即将形成(如图乙)．假如1.2×10⁶ kW的风电场项目全面建成之后，所有机组发电1h，可提供多少kW·h的电能？这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量？(煤的热值为3.0×10⁷J/kg,　 1kW·h=3.6×10⁶J)

　　 解：W=Pt=1.2×10⁶ kW×1h=1.2×10⁶ kW·h=4.32×10¹² J

　　　　 Q=W=4.32×10¹² J

　　　　 m=Q/q=4.32×10¹² J/3.0×10⁷ J/kg=1.44×10⁵ kg

(4)充分利用太阳能，符合节能减排的理念．太阳能热水器(如图丙)已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m²，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×10⁶ J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg·℃).

　 　解：Q1=2.52×10⁶ J×2×3=1.512×10⁷J

　　　　 Q2=50%Q1=1.512×10⁷J×50%=7.56×10⁶J

　　　 　⊿t=Q2/cm=7.56×10⁶J/[4.2×10³ J/(kg·℃)×100kg]=18℃

19．(毕节)为缓解用电高峰电力紧张的矛盾，降低居民的用电费用。部分地区使用了分时电能表，电费价如下：

小明家每天要用电水壶将质量为5kg，初温为20℃的水烧开(大标准大气压下)，C_水=4.2×10³J/(kg·℃)

(1)小明家烧开这些水需要吸收多少热量？

　Q=cm⊿t=4.2×10³J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×10⁶J

(2)使用分时电表后，小明家烧水在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，1个月(30天)，比原来节省多少元电费？

W=Q=1.68×10⁶J=0.47kwh

节约电费为(0.55-0.30)元×0.47×30=3.53元

25.(楚雄) (8分)随着社会和科技的发展，小汽车已进入寻常百姓家。如图14所示是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图，它主要由压力传感器R(电阻值随所受压力变化而变化)、油量表A(由电阻可忽略不计的电流表改装而成)、电源等组成电路。压力传感器R在一定范围内的电阻与所受压力的关系如下表所示，油箱位于压力传感器上，压力传感器R的上表面面积为5cm2,电源电压为6v

(1)　　　 当油箱和油总重为500N时，压力传感器R上搜到的压强为多大？

(2)　　　 若油箱的质量为8.7kg，当油量表示数为3×10^-2m³时，电路中的电流是多大？

( ρ_汽油=0.71×103㎏/m³)

　　 (3)请指出该电路设计中的不足，并提出你的改进意见。

答案：

解：1)P=F/S=500N/5×10^-4m²=1×10⁶pa

2)m油=ρ油×V油=0.71×10³㎏/m³×3×10^-2m³=21.3kg

F=G总=(m油+m箱)g=(8.7kg+21.3kg)*10N/kg=300N

由上表可知此时R的电阻为R=150Ω

I=U/R=6V/150Ω=0.04A

3)当油箱内油量增多，压力达到一定值时，压力传感器的电阻很小，使得电路中电流较大，会超过电流表(油量表)的量程，甚至发生短路而烧毁电流表(油量表)。

改进方法：应在电路中串联一个阻值合适的定值电阻。

19、(武汉)高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。

⑴高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度　　　 ，内能　　　 。如果高压起重气垫在5s内可将10⁵N的物体举高0.1m，则其功率为　　　 W。

⑵图乙中，质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×10⁴N。当气垫内最高气压比外界高10⁶Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是连长为20cm的正方形。

①请在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l₂。

②气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点O多远？

答案：19、⑴降低　减少　2×10³

⑵①气垫刚好顶起石板时的阻力臂l₂如图所示：

②F₁＝pS＝10⁶Pa×0.2m×0.2m＝4×10⁴N

根据F₁l₁＝F₂l₂得：

l₁＝＝＝＝1.5m

　(宜昌)　37．以“低碳世博”为理念的上海世博园区，有很多新能源汽车在示范运行，其中包括120辆纯电动客车，实现了公共交通的零排放。下表是某纯电动汽车与燃油汽车进行测试时的部分数据：请根据上表提供的有关数据计算：(1)电动汽车行驶100km比燃油汽车节约多少费用？(2)燃油汽车每行驶100km向空气排放多少千克的二氧化碳？(3)电动汽车和燃油汽车的能量转换效率分别是多少？

答案：　37．(1)电动汽车耗能费用为1.0元/kW·h×20kW·h=20元燃油汽车耗能费用为6.5元/L×8L=52元电动车节省52元－20元=32元　(1分) 　　(2)燃油汽车100公里耗油质量m=ρV=0.7×103kg/m3×8×10-3m3=5.6kg(1分) 　　排放二氧化碳的质量为2.2kg×5.6=12.32kg　(1分) 　　(3)两种汽车分别行驶100公里做的有用功W有 =Fs=600N×105m=6×107J(1分)电动汽车的能量转换效率η=W有/W总 =6×107J20×3.6×106J=83.3%　(1分) 燃油汽车的能量转换效率　η=W有/Q= 　　6×107J4.5×107J/kg×5.6kg=23.8%(2分) 　　评分说明：第(3)问计算结果四舍五入为83%和24%，或保留了多位小数不扣分，其它严格按评分要点给分。 　　计算题评分说明：解答所有的计算题必须先写公式，再代数据，公式正确，计算结果不正确的扣1分，不连续扣分；需要写公式而没有写的不给分。

18．(武汉)(7分)下图是一种煲汤用的电热锅工作原理图，其中温控器的作用是每当水沸腾后能自动断电一段时间。电热锅的部分参数如下表所示。

⑴三脚插头上标着E的导线和　　 　　相连，插座上相应的导线和　　　 相连。

⑵调节切换开关可以使电热锅处于“关、高温、自动、保温”四种工作状态，则原理图中的切换开关连接触点“　　　 ”时为保温档。小明发现，当电热锅处于保温档正常工作时，不论加热多长时间，都不能使锅内的汤水沸腾，原因可能是　　　　　　　 。

⑶该电热锅处于高温档正常工作时，使4.5L的水温度升高54℃需要42min，那么电热锅的效率为多少？[c_水＝4.2×10³J/(kg·℃)]

答案：18、⑴用电器的金属外壳　大地　⑵3　保温功率小于(或等于)散热功率

⑶η＝＝＝＝＝81%

(河池)第41届世界博览会于2010年5月1日至10月31日在我国上海举行，世博会的主题是“城市，让生活更美好” ．在场馆和楼房建设工地上，“塔吊”是常见的一种起重设备，如图19所示是“塔吊”的示意图.假设某塔吊配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V， 额定功率38kW，线圈电阻0.4Ω．在一次吊起重物时，电动机正常工作20s，把重物吊起20m．求：

(1)该电动机在这次吊起重物的过程中消耗的电能．

(2)电动机工作过程中，线圈产生的热量．

(3)在该起重设备中，如果这次吊起重物的机械效率为80%，则被吊重物的质量为多少t？

答案：32.解:(1)由于电动机正常工作，消耗的功率等于额定功率，即P=38kW=3.8×10⁴W，工作时间t=20s，所以电动机消耗的电能为：

W=Pt　　　 ……………. (1分)

　　　 =3.8×10⁴W×20s

　　　 =7.6×10⁵J　　　 ………(1分)

(2) 电动机正常工作时的电流：

I== =100A　　 ……….. (1分)

线圈产生的热量：Q=I²Rt=(100A)²×0.4Ω×20s =8×10⁴J　 ………. (1分)

(3)电流产生热量消耗的电能W₁=Q=8×10⁴J，电能转化为机械能的总量为

W_总=W-W₁

 =7.6×10⁵J-8×10⁴J

　　　　 =6.8×10⁵J　　　 ………….. (1分)

因为η==　　　　 …………. (1分)

　 即 80%=

　 解得G＝2.72×10⁴N　　 ……….. (1分)

所以，重物的质量为：

m===2.72×10³kg=2.72t　　 ……. (1分)

24．(玉林)(8分)如图19是太阳能热水器的装置图。它主要由太阳能吸热板和补水箱等组成，它利用水的对流与循环把水加热。补水箱内装40kg水，如果每分钟吸收太阳辐射的能量为8.410⁴J，其中60%被水吸收。求：

　 (1) 请说出太阳能热水器的工作原理。

　 (2) 将补水箱里20℃的水经吸热板加热1小时水温为多少度？(C_水=4.2×10³J／(kg.℃)

(3) 若改用电热器加热，需耗电多少度？(不计热量损失)

(1)利用太阳辐射的能量和水的对流与循环把水加热 …(2分)

(2)　　 ………………(1分)

　 ………(1分)

由得　　 …………………………………(1分)　　　　　　　　　 　　　　　　　　　

…(2分)　　

(3)　 ……………(1分)

32．(鸡西)某同学完成作业后，对手中的碳素笔发生了浓厚的兴趣(如图所示)。你能说出它的哪些结构或使用方面涉及到什么物理知识吗？试着说出四个来。

[答案举例]：碳素水的上表面覆盖有一层油状物--减慢蒸发

答案：32、握笔处粗糙　　 增大接触面的粗糙程度增大摩擦；

　　 圆弧形上表面面积大　 增大受力面积减小对手指压强；

　　 弹簧被压缩　　　　　 有弹性势能；

　　 弹簧弹起过程中　　　 弹性势能转化为动能；

　　 弹簧被压缩　　　　 力可以改变物体的形状

　　 笔尖处有滚珠　　　 滚动摩擦力小；

笔芯上方不密封　　　　 内外气压相等，便于液体流出；

　　 质量小　　　　　　　　　　　　　 选用密度小的材料；

笔体采用塑料　　　　　　　　　　 可塑性强，便于加工

………………………………

答出其中四条即可，每条1分。其他合理答案亦可得分

37．(宁夏)(6分)2010年上海世博会使用了一种纯电动节能环保车。这种车使用电池作动力源，走起来比燃油车的响声小得多，同时也不会排放气体。下表是一款纯电动汽车与同型号内燃机汽车对比的测试数据(测试过程可视为匀速直线运动)。

车型	能源	测试距离	牵引力	有用功	百公里耗能	效率
纯电动汽车	电能		N			83.3%
内燃机汽车	汽油		N

(1)(4分)请通过计算，在表格内填写汽车牵引力做的有用功及内燃机汽车的效率；

(2)(2分)根据题目信息，说出这种纯电动汽车节能、环保主要体现在哪几个方面？

答案：37、(1)(每空2分、共4分)6×10⁷J、20%

(2)(2分)答：节能体现在该电动车的效率高(1分)；环保体现在噪音小、无废气排放(1分)

注：学生若有其它合理答案，同样得分。

(南昌)21在南昌市红谷滩新区人们可免费租借自行车出行，这是当今倡导低碳生活的一种具体体现.低碳生活是指生活作息时所耗用的能量要减少，从而减低碳特别是二氧化碳的排放.低碳生活，对于我们普通人来说，是一种态度，而不是一种能力，我们应该积极倡导并践行.请你从物理学的角度再列举三个低碳生活的事例.

答案：21. 答：①随手关灯；②使用空调时关紧门窗；③电视机音量不要开得太大等.