题目内容
17．
某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是200g的沙子和水加热．他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象分别如图a、图b所示．已知酒精的热值q=3.0×107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精．已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），求：（1）加热2min时间内水吸收的热量Q吸水；
（2）这2min时间内酒精灯的加热效率η；
（3）沙子的比热容c沙．
分析 （1）用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，利用公式△t=$\frac{Q}{cm}$分析图a、图b哪个图是表示水的温度随加热时间变化的图象；从图象可知，加热2min，水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式Q吸=cm△t计算水吸收的热量．
（2）已知酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，便可以计算出给水加热2min时间消耗的酒精，已知酒精的热值，可利用公式Q放=mq计算热量；利用效率公式求加热效率；
（3）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，从（1）可知，加热2min水吸收的热量，可求沙子吸收的热量，已知沙子的质量和加热2min沙子的温度变化，可利用公式c=$\frac{Q}{m△t}$计算沙子的比热容．
解答 解：
（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由△t=$\frac{Q}{cm}$可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程．
由图b可知，加热2min水温度升高△t水=70℃-20℃=50℃，
则加热2min时间内水吸收的热量：
Q水吸=c水m水△t水=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）=4.2×104J；
（2）因为酒精灯平均每分钟消耗2.8g酒精，
加热2min时间内消耗酒精的质量：m=2.8g/min×2min=5.6g=5.6×10-3kg，
则酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=5.6×10-3kg×3.0×107J/kg=1.68×105J．
酒精灯的加热效率：
η=$\frac{{Q}_{水吸}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{1.68×1{0}^{5}J}$×100%=25%；
（3）因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，
则在2min的时间内，沙子吸收的热量：
Q沙吸=Q水吸=4.2×104J，
由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，
△t沙=250℃-20℃=230℃，m沙=200g=0.2kg．
由Q吸=cm△t可得，沙子的比热容：
c沙=$\frac{{Q}_{沙吸}}{{m}_{沙}△{t}_{沙}}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{0.2kg×230℃}$≈0.91×103J/（kg•℃）．
答：（1）加热2min时间内水吸收的热量为4.2×104J；
（2）这2min时间内酒精灯的加热效率为25%；
（3）沙子的比热容为0.91×103J/（kg•℃）．
点评 本题考查了学生对吸热公式、效率公式、热值公式的掌握和运用，能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键．
如图所示，在做“研究光的反射实验”时，
如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“′0～3V”，电流表量程为“0～0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变）．在保证小灯泡L中的电流不超出额定电流的情况下，移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是（ ）| A． | 小灯泡的额定电流是0.6A | |
| B． | 滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是4Ω～10Ω | |
| C． | 电压表示数变化范围是0～3V | |
| D． | 电流表示数变化范围是 0.3～0.9A |
| A． | 航天器在月球表面利用声呐测绘地貌 | |
| B． | 机场的安检机利用红外线透视检查旅客的行李 | |
| C． | 远距离输电线路若利用超导材料制作能有效节约电能 | |
| D． | 纳米陶瓷的晶粒尺寸约为1.50×10-6m，具有极高强度、韧性以及延展性 |
如图所示，在一起交通事故中，车头受到所载水泥管的冲击，严重挤压变形，这起事故发生在汽车突然减速（加速/减速）时，水泥管由于惯性保持原来运动状态所致，水泥管的惯性如此之大是因为它的质量（质量/速度）大．
