题目内容
(2008年上海初中物理知识竞赛题)(1)小王同学为了测量积雪的厚度,设计了“根据雪地上的脚印深度进行估测”的方法。他采用的方法是:利用一块平整地面上的积雪,用脚竖直向下用力踩在雪上,形成一个下凹的脚印。然后通过测量积雪原来的厚度H,用脚踩后在雪上形成脚印的深度h,就可以估测雪的密度。请通过推导得出雪的密度的计算表达式。
(2)大雪过后,会造成路面积雪和结冰,危及交通安全。为了尽快消除路面积冰,可以通过撒盐和铺设防滑物以及组织扫雪等措施。
下表反映的是盐的浓度与凝固温度之间的关系,利用这一表格,请你估计当桥面上积冰的厚度达到2cm、环境温度为-3℃时,撒盐车应在每平方米的冰面上撒多少盐才能去除桥面上的积冰?
| 盐的浓度(%) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
| 凝固温度(℃) | 0 | -3 | -7.5 | -12 | -17 |
解析:(1)脚竖直向下用力踩在雪上,被踩的雪在脚底下形成冰,若已知冰的密度ρ冰,则有 ρ冰(H- h)=ρ雪H,解得雪的密度的计算表达式ρ雪=ρ冰(H- h)/H。
(2)环境温度为-3℃时盐的浓度要达到5%。当桥面上积冰的厚度达到2cm,在每平方米的冰面上冰的质量m=ρ冰h=0.9×103kg/m3×0.02m=18kg,
由M/(M+m)×100%=5%得撒盐质量M=m×0.05/0.95kg=0.95kg。
点评:测量雪的密度利用了脚下的雪踩成冰的过程中质量不变原理。
(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在一些农村地区建造的沼气池,通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气,利用沼气来烧火做饭,点灯照明。沼气池的应用,不仅使上述资源得以更好的利用,同时也给生活带来了诸多便利,使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
说明:1.沼气池 2.水压池 3.进料口 4.密封盖 5.输气管 6.贮气室 7.沼气压力显示器 8.总阀门 9.U形管压强计(里面装有染成红色的水) l0.出料口盖板(不密封水压池,水压池仍与外面大气相通) 11.阀门
已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下:
使用燃料 | 液化石油气 | 天然气 | 人工煤气 | 人工沼气 |
灶前压强(kPa) | 2.8 | 2.0 | 1.0 | 0.5 |
额定热流量(kW) | 普通炉 | 左:3.6 | 组合炉 | 左:3.6 |
右:4.0 | 右:3.6 | |||
单炉 | 4.0 |
取g=10 N/kg,水的比热容c水=4.2×l03J/(kg·℃)
(1).根据图9所示,通过计算说明,该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
(2).有一天,该农户发现,沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭,从物理学的角度看,可采取哪些措施?
(3).若该农户所用的燃气灶是普通炉,通常情况下,普通炉中的右炉单独正常工作时,将一壶质量为2.5 kg、温度为20℃的水烧开,耗时约10 min。试估算右炉烧水的效率。
(4).请你就如何提高燃气灶的效率问题谈淡你的设想。
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