题目内容
【题目】质量相等,温度分别为28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到热平衡时(金属球的温度和水的温度相同),甲容器中水升高到40℃,然后,迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到热平衡,乙容器中水的温度是(不计热量损失和水的质量损失)( )
A. 60℃ B. 70℃ C. 88℃ D. 90℃
【答案】D
【解析】
利用金属球放入28℃的水中时,两者发生热传递,根据两者温度的变化,利用热平衡方程确定水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系。利用推导出的水的质量与比热容的乘积和金属球的质量与比热容的乘积的比值关系,结合第二次热传递求出乙容器中水的温度。
当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q金=Q水。设金属球的质量为m金,比热容为c金,水的质量为m水,水的比热容为c水,则:Q金=m金×c金(100℃-40℃),Q水=m水×c水(40℃-28℃)因为:Q金=Q水,所以:m金×c金(100℃-40℃)=m水×c水(40℃-28℃),化简得:
,
当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q水=Q金。由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m金 比热容为c金,水的质量为m水,水的比热容为c水,此时两者共同的温度为t℃,则:Q水=m水×c水(100℃-t℃),Q金=m金×c金(t℃-40℃),因为:Q水=Q金,即:m水×c水(100℃-t℃)=m金×c金(t℃-40℃),
,5(100℃-t℃)=t℃-40℃,解得:t=90℃。
故选D。
【题目】小明和同学取两张等大的同型号圆形纸,分别剪去两个大小不等的扇形如图甲所示,再将它们做成图乙所示的两个锥角不同的大小纸锥,进行纸锥下落快慢的研究。
运动物体 | ① | ② | 速度v/ms-1 |
大纸锥 | |||
小纸锥 |
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(1)为了比较纸锥下落得快慢,把两个纸锥拿至图乙选“A”所示的位置释放,是为了_________,同时记录纸锥下落至地面的时间,就可比较纸锥下落的快慢。
(2)如果要测量两个纸锥的下落速度,需要的测量工具有刻度尺和秒表,参照速度格式,实验表格中①和②两处应填写________和__________。
(3)观察纸锥下落的快慢时,小明比较纸锥从同一高度下落到地面的先后;你也可以比较纸锥从同一高度下落_________所运动的距离;
(4)在接下来的“测量纸锥下落的速度”活动中,发现_________(下落的时间/下落的路程)较难测出,于是我们可采用增加_________进行实验。
(5)晓华的同学猜想纸锥从同一高度下落的快慢可能与纸锥的锥角、纸锥的轻重(即质量)有关,并打算用第(1)题中的两个纸锥,研究纸锥下落快慢与锥角的关系,晓华认为不科学,你认为原因可能是________。
【题目】请阅读《物体的收尾速度》并回答问题。
日常生活中存在这样的现象:飞机、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大,这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力。流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小。物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,但只要空气阻力仍小于重力,物体仍会继续加速下落,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,物体将以此时的速度做匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度。
某研究小组做了“相同环境下,球形物体收尾速度的大小与质量是否有关”的实验,测量数据见下表。
小球编号 | A | B |
小球质量(g) | 2 | 5 |
小球半径(×10-3m) | 5 | 5 |
小球的收尾速度(m/s) | 16 | 40 |
(1)飞机机身的外形常做成______型,其目的是______;
(2)分析表格中记录的实验数据可知:
①球形物体的收尾速度的大小与其______(选填“质量”或“半径”)有关;
②A小球下落时受到的最大阻力为______N。(g取10 N/kg)