一、初中物理声现象问题求解方法
1.下列关于声音的说法中不正确的是
A.“隔墙有耳”说明固体也能传声
B.“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的
C.“震耳欲聋”说明声音的音调高
D.引吭高歌说明声音的响度大
【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查声音的有关知识。
【详解】
A.声音可以在固体、液体和气体中传播,“隔墙有耳说”明固体可以传播声音,故A正确,不符合题意;
B.不同的人发出声音的音色不同,“闻其声而知其人”主要根据音色来判断的,故B正确,不符合题意;
C.“震耳欲聋”说明声音的响度大,而不是音调高,故C错误,符合题意;
D.“引吭高歌”中的“高”是指声音的响度大,故D正确,不符合题意。
2.随着生活水平的日益提高,人们对生存环境越来越重视.下列有关声音的认识正确的是()
A.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高声”是指音调高
B.声音在真空中传器速度为340m/s
C.风吹树枝发出声音,说明声音是由物体振动产生的
D.汽车安装倒车雷达,是利用声音传递能量
【答案】C
【解析】
【分析】
声音是由物体的振动产生的,声音在不同的介质中的传播速度不同,声音不能在真空中传播,声音在空气中的传播速度是340m/s;响度是指声音的强弱;音调是指声音的高低。声音能够传递信息,也能传递能量。
【详解】
A.“不敢高声语,恐惊天上人”中的“高”是指声音的响度大,故A错误;
B.声音的传播需要介质,真空不能传声,因此声音在真空中传播速度为0m/s,故B错误;
C.声音是由物体的振动产生的,风吹树叶发出声音,这是由树叶的振动发出的声音,故C 正确;
D.声音能够传递信息,也能传递能量,汽车安装倒车雷达,是利用声音传递信息,故D 错误。
故选C。
【点睛】
本题考查的是声现象的基础知识,同时在学习物理的时候,中国的古诗词也含有很丰富的物理知识,所以学习物理是一个很综合性的知识。解决此类问题要结合声音产生的条件、声音的传播是需要介质和传播速度几个方面去分析同时还考查了声音三个特性的区分。
3.中华古诗词、俗语中蕴含着丰富的声学知识,下列有关理解正确的是()A.“柴门闻犬吠,风雪夜归人”说明声音可传递信息
B.“响鼓还需重锤敲”说明声音的音调与振幅有关
C.“谁家玉笛暗飞声”中的笛声由笛管的振动产生
D.“闻其声而知其人”是根据声音的响度来辨别的
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】
A.诗人根据听到的犬吠声,猜想大概是芙蓉山主人披风戴雪归来了,说明声音可以传递信息,故A正确;
B.重锤敲鼓时,鼓面振动幅度大,声音的响度大,所以“响鼓还要重锤敲”说明声音的响度与振幅有关,故B错误;
C.声音是由物体振动产生的,笛声是由笛管内空气柱振动产生的,故C错误;
D.不同发声体的材料、结构不同,发出声音的音色不同,所以“闻其声而知其人”是根据声音的音色来辨别的,故D错误。
故选A。
4.我们知道,声音在不同介质中传播的速度不同。阅读下表,回答问题。已知在长为
0.85km的空金属管一端敲击一下,在另一端先后听到两个声音,两声相隔2.33s(此时气温约为15℃)。问:
(1)第二次听到的声音是通过哪种介质传来的?
(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要多长时间?
(3)声音在金属管中的传播速度是多大?该金属管可能是由什么材料制成的? 【答案】(1)空气;(2) 2.5s ;(3)5000m/s ,铝。 【解析】 【分析】
(1)根据表格中的数据进行分析可知,不同介质中声音传播速度是不一样的;则传播相同的距离,速度小的介质中需要的时间多;
(2)利用s
t v
=
计算声音在空气中传播的时间; (3)结合时间差计算声音在金属管内的传播速度,对应数据表找出金属管的材料。 【详解】
(1) 根据表格中的数据进行分析可知,声音在金属中的传播速度比在空气中的速度大,故第二次听到的声音是通过空气传来的; (2)声音在空气中传播的时间:
850m 2.5s 340m/s
s t v =
==空空; (3)声音在金属管中传播的时间:
2.5s 2.33s 0.17s t t t =-?=-=空金属,
则声音在金属管中传播的速度:
850m
5000m/s 0.17s
s v t =
=
=金属
金属, 查表知:金属管是由铝制材料制成的。
答:(1)第二次听到的声音是通过空气传来的;(2)敲击后声音通过空气传到另一端需要2.5s ;(3)声音在金属管内传播的速度为5000m/s ;该金属管是由铝制成的。
5.一列动车长200m ,以一定的速度沿直线匀速行驶,在进入七扇岩隧道前800m 处鸣笛,司机在鸣笛4s 后听到隧道口处山崖反射的回声已知声音在空气中的传播速度为340m/s .求:
(1)当司机听到反射的回声时,动车行驶了多少米? (2)该动车行驶的速度是多少m/s ?
(3)若该列动车以这个速度匀速通过一个长820m 的隧道,则动车完全穿过隧道的时间为多少?
【答案】(1) 240;(2) 60(3) 17s . 【解析】 【分析】 【详解】
(1) 根据v=
s
t
得声音传播的距离:
s声=v声t=340m/s×4s=1360m;
动车和声音的运动示意图如下:
由图知,司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离:
s=s声?s0=1360m?800m=560m;
由题意知,动车行驶的距离为:
s车=s0?s=800m?560m=240m;
(2)动车的速度:
v车=
s
t
车
车
=
240m
4s
=60m/s.
(3) 动车完全通过隧道的时间是:
t'=
s
v
'
车
=
200m820m
60m/s
+
=17s.
答:(1)当司机听到反射的回声时,他离隧道口的距离是240m;
(2)动车行驶的速度是216km/h.
(3)动车完全穿过隧道的时间为17s.
6.某中学物理活动小组同学查阅资料,得到在20℃时声音在某些物质中的传播速度(见下表)。一根足够长且裸露在地面的铁管,管中充满水。当气温为20℃时,小组中的小王同学在铁管的一端敲击一下,小李同学在管子另一端听。
温度(℃)物质速度(m/s)
20
空气340
水1450
铜3750
铁4800
(1)小李同学能听到几次敲击声(要求说明判断理由)?
(2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s,则这根直铁管长约为多少米?
【答案】(1)见解析;(2)1392m
【解析】
【分析】 【详解】
(1)小李同学能听到3次敲击声;理由:声音在不同介质中传播速度不同。第一次听到的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的。
(2)设这根直铁管长约是L ,由题意可知,听到的第一次敲击声是由铁管传来的,第二次敲击声是由水传来的,水传播需要的时间等于铁管传播需要的时间加上0.67s ,可得到
0.67s 4800m/s 1450m/s
L L
+=
解得1392m L ≈。
答:(1)小李同学能听到3次敲击声;理由:声音在不同介质中传播速度不同。第一次听到的敲击声是通过铁管传来的;第二次听到的敲击声是通过水传来的;第三次听到的敲击声是通过空气传来的;(2)如果听到的第一次敲击声和听到第二次之间的时间间隔为0.67s ,则这根直铁管长约1392m 。
7.我国一艘潜艇在执行任务时在水面下某处静止不动,声呐系统发现在正前方3.8 km 处有一艘不明潜艇匀速驶来。声呐系统立刻再次发出超声波,经过5.0s 后接收到反射回来的声波。声呐系统接收到声波后立刻向不明潜艇发射直线运动的鱼雷,已知超声波在海水中的传播速度是1500 m/s ,鱼雷的平均速度是80 m/s 。求: (1)不明潜艇行驶的速度; (2)鱼雷命中不明潜艇的时间。 【答案】(1)20m/s ;(2)37s 【解析】 【分析】 【详解】
(1)不明潜艇第二次接收到超声波时据我方潜艇的距离为
1115s
1500 m /s =3750m 2
s v t ==?
不明潜艇行驶的速度为
1
3800m 3750m
=
=20m/s
5s
2
s v t -=
不明潜艇
不明潜艇 不明潜艇行驶的速度20m/s 。
(2)鱼雷与不明潜艇相向而行,其相对速度为
20m/s+80m/s=100m/s
从第二次超声波接触到不明潜艇,至第二次超声波返回我方潜艇,不明潜艇前进的距离为
2220m/s 2.5s=50m s v t ==?不明潜艇
发射鱼雷时两艇的相对距离为
3750m-50m=3700m
鱼雷命中不明潜艇的时间为
3
3
3
3700m
==37s
100m/s
s
t
v
=
鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
答:(1)不明潜艇行驶的速度20m/s;
(2)鱼雷命中不明潜艇的时间为37s。
8.长沙市为了督促司机遵守限速规定,交管部门在公路上设置了固定测速仪。如图所示,汽车向放置在路中的测速仪匀速驶来,测速仪向汽车发出两次超声波信号,第一次发出信号到接收到反射回来的信号用时0.5s,第二次发出信号到接收到反射回来的信号用时
0.4s。若测速仪发出两次信号的时间间隔是0.9s,超声波的速度是340m/s,求:
(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪多少米?
(2)汽车两次接收到信号时位置相距多少米?
(3)在该测速区内,汽车的速度是多少?
【答案】(1)85m;(2)17m;(3)20m/s
【解析】
【详解】
(1)第一次发出信号到测速仪接收到信号用时0.5s,所以第一次信号到达汽车的时间为
0.25s,
由v=
s
t
可得汽车接收到第一次信号时,汽车距测速仪:
s1=v声t1=340m/s×0.25s=85m;
(2)第二次发出信号到测速仪接收到信号用时0.4s,所以第二次信号到达汽车的时间为
0.2s,
汽车接收到第二次信号时,汽车距测速仪:
s2=v声t2=340m/s×0.2s=68m;
汽车两次接收到信号时位置相距(即汽车行驶的距离):
s′=s1?s2=85m?68m=17m;
(3)汽车行驶这17m共用的时间:
t′=△t?t1+t2=0.9s?0.25s+0.2s=0.85s,
所以汽车的车速为:
v′=
s
t
'
'
=
17m
0.85s
=20m/s。
答:(1)汽车接收到第一次信号时,距测速仪85米;
(2)汽车两次接收到信号时位置相距17米;
(3)在该测速区内,汽车的速度是20m/s。
9.在探究声音的产生和传播的条件时,同学们做了以下实验.
(1)小华同学将一只通电的小电铃放在连通了抽气机的玻璃罩内,如图1所示,用抽气机把玻璃罩内的空气逐渐抽出,会发现声音的响度逐渐减小。如果把空气又逐渐通入玻璃罩内,将会发现_________,此实验说明_______。
(2)小丽等同学利用如图2所示的实验装置进行探究,将系在细线上的乒乓球靠近音叉。
①当小丽同学用小锤敲击音叉的时候,既能听到音叉发出的声音,又能观察到________,通过实验现象得到的结论是__________。
②乒乓球在实验中起到什么作用?_________。
③在实验操作过程中,小丽同学采用:先将音叉离开乒乓球一定距离后敲击音叉,然后再靠近乒乓球,观察现象;小刚同学采用:先将音叉贴紧乒乓球,然后再敲击音叉,观察现象。你认为哪位同学的操作合理?________。理由是______。
【答案】声音的响度逐渐增大声音的传播需要介质乒乓球被弹起跳动发声的音叉在振动将不易观察到的音叉的振动转化为乒乓球的弹起小丽小刚的做法分不清是音叉振动让乒乓球跳动起来,还是敲击音叉的人的动作让乒乓球跳动起来
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1][2]随着玻璃罩内空气的逐渐减少,声音响度逐渐减小,如果把空气逐渐通入玻璃罩,声音响度会逐渐增大。说明声音的传播需要介质;
(2)[3][4]用小锤敲击音叉时,既能听到声音又能观察到乒乓球被弹起跳动,说明发声的音叉在振动;
[5]实验中利用乒乓球把音叉不易观察的微小振动转化为乒乓球的明显振动;
[6][7]小丽同学先敲击音叉,然后将音叉再靠近乒乓球,若乒乓球振动,则能证明发声的音叉在振动;小刚先将音叉贴紧乒乓球,然后敲击音叉,若乒乓球振动,则分不清是因为人敲击使球振动,还是音叉引起球的振动。所以小刚的操作不合理。
10.在学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦,因为音调高低取决于声源振动的频率,于是借来一个能够测量振动频率的仪器进行实验。
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
为了验证猜想二,应选用编号为_______、_______、_______的琴弦进行实验。
(2)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据_______、_______。
(3)本探究实验中研究方法是:__________________
【答案】A B C A D F80 1.02控制变量法
【解析】
【详解】
(1)[1][2][3]为了验证猜想一,即音调高低可能与横截面积有关,需要保持琴弦的长短和琴弦的材料不变,从表格的数据可以看出,编号A、B、C符合要求,它们的材料相同,都是铜,长度相同,都是60cm,只是横截面积不同;
[4][5][6]为了验证猜想二,即音调高低可能与长短有关,需要保持琴弦的材料和琴弦的横截面积不变,从表格的数据可以看出,编号A、D、F符合要求,它们的材料相同,都是铜,横截面积也相同,长短不同;
(2)[7]为了验证猜想三,即音调高低可能与琴弦的材料有关,从表格的数据可以看出,编号
G、H的长度和横截面积都相同,只是材料不同,和J作对比,只需要长度也是80cm、横截面积也是1.02mm2即可;
(3)[8]本探究实验过程中,三个变量,保持其中两个量不变,对比第三个量的变化与音调高低的关系,这是用到了控制变量法。
11.学习吉他演奏的过程中,小华发现琴弦发出声音的音调高低是受各种因素影响的,他
决定对此进行研究。经过和同学们讨论,提出了以下猜想:
猜想一:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的横截面积有关。
猜想二:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的长短有关。
猜想三:琴弦发出声音的音调高低,可能与琴弦的材料有关。
为了验证上述猜想是否正确,他们找到了下表所列9种规格的琴弦进行实验。
(1)为了验证猜想一,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。
(2)为了验证猜想二,应选用编号为_______________的琴弦进行实验。
(3)表中有的材料规格还没填全,为了验证猜想三,必须知道该项内容。请在表中填上所缺数据_____,___。
(4)随着实验的进行,小华又觉得琴弦音调的高低,可能还与琴弦的松紧程度有关,为了验证这一猜想他还需进行操作是__________________。
【答案】ABC ADF 80 1.02 选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化【解析】
【详解】
(1)[1]为了验证猜想一,即要保证材料和长度相同,横截面积不同,观察编号A、B、C的数据,它们的材料都是铜,长度都是60cm,横截面积不同,这三种规格的琴弦符合要求;(2)[2]为了验证猜想二,即要保证材料和横截面积相同,长度不铜,观察编号A、D、F的数据,它们的材料都是铜,横截面积都是0.76 mm2,长度不铜,这三种规格的琴弦符合要求;
(3)[3][4]为了验证猜想三,即要保证长度和横截面积相同,材料不同,观察G、H可知,它们长度都是80cm,横截面积都是1.02 mm2,一个是钢材料,另一个是尼龙材料,此时编
号E材料是铜,只要长度也是80cm,横截面积也是1.02 mm2即可验证猜想三;
(4)[5]为了验证这一猜想,他需要选定某一根琴弦,调节它的松紧程度,比较音调是否变化。
12.阅读下面一段短文后,认真思考并回答以下问题.如图 1 所示,小明和小刚用细棉线连接两个纸杯制成了一个“土电话”.
(1)他们用土电话能实现 10m 间的通话,说明了_____.
(2)相距同样远,讲话者以相同的响度讲话,如果改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明:_____.
(3)如果在用土电话时,棉线没有拉直而处于松驰状态,则听的一方通过棉线_____(选填“能”或“不能”)听到对方的讲话声.
(4)某研究小组利用以上两个纸杯和一些长短、粗细不同的琴弦,又进行了探究“音调和哪些因素有关”的活动.他们选用的琴弦长度、材料在图 2 中已标出(其中琴弦的直径关系:a=c=d<b),并且每根琴弦固定在“音箱”上的松紧程度一致.
①若他们想研究“音调的高低与琴弦长度”的关系应选择琴弦_____(选填符号 a、b、c或d).
②若选择琴弦 a 和 b,则是为了研究_____.
③若有同学选择 c 和 d 进行研究,并推理得出:琴弦长度越长,振动越慢,音调就越低的结论.该同学探究过程中存在什么问题?_____
④两位同学还可以选择琴弦_____(选填符号 a、b、c 或 d),研究“琴弦音调高低与材料的关系”.
【答案】固体能传播声音金属丝的传声效果更好不能 ad 音调的高低与琴弦粗细的关系因为琴弦的材料、长度都不相同,没有控制变量 ac
【解析】
【分析】
【详解】
(1)土电话通过细绳连接,所以能说明固体能够传声.
(2)改用细金属丝连接“土电话”,则听到的声音就大些,这一实验表明金属丝的传声效果更好.
(3)棉线没有拉直而处于松驰状态时,声音就不能传到听者耳朵里.
(4)研究“音调的高低与琴弦长度”的关系时,应选择只有长度不同的两根线,所以选ad.琴弦 a 和 b只有粗细不同,所以研究的是音调的高低与琴弦粗细的关系.
选择 c 和 d 进行研究时,因为琴弦的材料、长度都不相同,无法控制变量.
研究“琴弦音调高低与材料的关系”可以选择琴弦ac.
13.如图所示的是探究声现象的三个实验情景,请回答下列问题:
(1)如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象说明_____;乒乓球在实验中的作用是_____;如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明_____.
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明_____;若把甲、乙两个实验移到月球上去做,不能看到泡沫塑料球被弹起的图是_____(选填“甲”或“乙”).
(3)如图丙所示,将一把钢尺紧按在桌面上,先让一端伸出桌边短一些,拨动钢尺,听它振动发出的声音,然后一端伸出桌边长一些,再拨动钢尺,听它振动发出的声音,使钢尺两次振动幅度大致相同.比较两种情况下,第_____次钢尺振动得快,它的音调_____(填“高”或“低”),这说明音调与_____有关.
【答案】发声体在振动把音叉的振动放大振幅越大,响度越大空气能传声乙一高频率
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音由振动产生,为了表示发声体的振动,采用放大法,所以如图甲所示,用竖直悬挂的乒乓球接触发声的音叉时,乒乓球被弹起,这个现象就说明发声体在振动;
音叉的振动是不容易直接看到的,而乒乓球的跳动很容易看到,所以乒乓球在实验中的作用就是将音叉的振动放大;
如果加大力度敲击音叉,发现乒乓球被弹得越远,听到的声音的响度也越大,这个现象说明振幅越大,响度越大.
(2)如图乙所示,敲击右边的音叉,左边完全相同的音叉把乒乓球弹起,这个现象说明右边音叉的振动能通过空气传递到左边的音叉,即空气能传声;
因为声音的传播需要介质,真空不能传声,所以把甲、乙两个实验移到月球上去做,不能看到泡沫塑料球被弹起的是乙图,因为声波不能从右边传递到左边,而敲击甲图的音叉是仍然能够振动的,泡沫塑料球会被弹起.
(3)使钢尺两次振动幅度大致相同,即保证振幅相同,而两次伸出桌面的长度不同,振动的频率不同,可以比较音调与频率的关系.
比较两种情况,第一次钢尺伸出短,振动得快,它的音调高,这说明音调与频率有关.14.如图所示,用手拨动塑料尺
(1)发出的声音是由塑料尺_____产生的
(2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺.从a到b,塑料尺发出声音的_____变大
(3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×10■,d图实验声音为1.2×102■,两个数据的单位是_____可见随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的_____变小
(4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示.可见结构的不同,会导致发出声音的_____改变.
【答案】振动响度 Hz 音调音色
【解析】
【分析】
【详解】
(1)声音由振动产生,所以塑料尺发出的声音是由塑料尺振动产生的;
(2)如图a所示,用较小的力轻拨塑料尺;如图b所示,用较大的力重拨塑料尺,即两次尺子伸出桌面的长度相同,尺子的振动幅度不同,振幅决定响度,所以从a到b,塑料尺发出声音的响度变大;
(3)如图c到图d,拨塑料尺的力不变,使塑料尺伸出桌面的长度变长,用仪器测得c图实验声音为1.3×102,d图实验声音为1.2×102,两个数据的单位是Hz,即声音振动的频率,频率决定音调,所以可知随着塑料尺伸出桌面的长度变长,发出声音的音调变低;(4)如图c到图f,拨塑料尺的力不变,塑料尺伸出桌面的长度不变,在塑料尺右端开小孔,开孔前后、两次发声的波形图象如图所示,产生的声音波形发生了细微的变化,这些波形的细微变化,决定的是声音的音色,所以可知结构的不同,会导致发出声音的音色改变.
15.往7个相同的透明玻璃瓶中灌入不同高度的水,用同样大小的力敲击时可发出“1、2、3、4、5、6、7”的音,发出声音的响度_____(填“相同”或“不同”),最右边瓶发出的是_____(填“1”“2”“3”“4”“5”“6”“7”)音。
【答案】相同 “1” 【解析】 【分析】 【详解】
[1]用同样大小的力敲击时,瓶子的振幅相同,响度相同。
[2]最右边瓶子装水最多,瓶子和水的质量最大,最难振动,振动最慢,音调最低,所以最右边瓶发出的是“1”音。
二、初中物理热学问题求解方法
16.向一大桶温度为1t 的冷水中倒入一小桶温度为2t 的热水,混合后的温度为t ,下面关于温度的关系式中正确的是( )
A .12
2
t t t +=
B .12
2
t t t +<
C .12
2
t t t +>
D .21
2
t t t -=
【答案】B 【解析】 【详解】
冷水吸收的热量:
11
Q cm t t =-吸() 热水放出的热量:
22Q cm t t =-放()
由题意知,Q Q =吸放;则有:
1122cm t t cm t t -=-()()
解得:
1221
m t t
m t t --= 因为冷水是一大桶,热水是一小桶,所以12m m >,即21t t t t -->,所以12
2
t t t +<;故B 项正确、ACD 项错误;
17.质量相等的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,达到温度相同时,甲容器中水温升高到 40℃,然后迅速取出金属球放入乙容
器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设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】 【分析】 【详解】
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,则: Q 金=m 金×c 金(100℃-40℃), Q 水=m 水×c 水(40℃-28℃), 所以:
m 金×c 金(100℃-40℃)=m 水×c 水(40℃-28℃) 化简得:
c m c m 水水金金
=5:1;
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,设两者共同的温度为t ℃, 则:
Q 水=m 水×c 水(100℃-t ℃), Q 金=m 金×c 金(t ℃-40℃), 即:
m 水×c 水(100℃-t ℃)=m 金×c 金(t ℃-40℃), t=90℃.综上分析故选D .
18.甲、乙是两个质量相等的空心球,它们的空心部分体积完全相同,甲球恰好能在水中
悬浮,33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙,则甲、乙两球的体积之比为____。当把
乙球放入水中时,乙球露出水面的体积占乙球体积的____。 【答案】6:7 17
【解析】 【详解】
[1]设两个球空心部分的体积为0V ,已知甲乙两个球质量相等,由m
V
ρ=
得: 00V V V V ρρ-=-甲甲乙乙()()
把33310kg/m ρ?甲=,33
210kg/m ρ=?乙代入,并化简得:
0032V V V V -=-甲乙()()①
由于甲球在水中悬浮,所以重力与浮力相等:
=F G 甲浮甲
即:
0g g V V V ρρ=-甲甲甲
水()
所以:
03V V V =-甲甲()②
由①②解得:03
2V V =甲,074
V V =乙。所以甲、乙两球的体积之比为:
00677
=3
24
V V V V =甲乙 [2]已知甲乙两球质量相同,甲球悬浮,乙球密度小于甲球,所以乙球漂浮。所以乙球受到的浮力等于重力:
=F G 乙浮乙
即:
0g g V V V V ρρ-=-乙乙乙露水()()
解得014V V =
露。又因为07
4
V V =乙,所以: 01141
==4477
V V V V ?=乙乙露
所以乙球露出水面的体积占乙球体积的
1
7
。
19.如图甲所示为超市一款电饭煲,在额定电压为220V 的电路中能正常工作,工作原理如图乙所示,R 2=160Ω,其加热功率与保温功率之间的关系为P 加热=5P 保温,试求:
(1)电阻R 1的阻值;
(2)用电高峰时段,电源电压变为200V ,此时电饭煲的保温功率为多少;
(3)电源电压为200V 时,标准气压下将3L 的汤从20℃加热至100℃,需要20min ,电饭煲
的加热效率是多少。(3
1.010ρ=?汤kg/m 3,34.010c =?汤J/(kg ·℃))
【答案】(1)40?;(2)200W ;(3)80% 【解析】 【分析】 【详解】
(1)由图乙可知,当闭合S 、1S 拨至2时,电路为1R 的简单电路,当闭合S 、1S 拨至1时,
电阻1R 与2R 串联,根据P =2
U R
可知,电阻越小,功率越大,可知当闭合S 、1S 拨至2
时,是加热档位,当闭合S 、1S 拨至1时,是保温档位,由P =UI 、I =
U R
得 P 加热=21U R ,P 保温=2
12
U R R +
则加热功率与保温功率之比为
P P 加热保温=121R R R +=51
电阻R 1的阻值
R 1=
14R 2=1
4
×160Ω=40Ω (2)电源电压变为200V ,此时电饭煲的保温功率为
P '保温=
212U R R +=()2
200V 40Ω160Ω
+=200W (3)加热功率
P '加热=21U R =()2
200V 40Ω
=1000W 由P =
W
t
得,20min 电饭煲消耗的电能 W 电=P '加热t =1000W ×20×60s =1.2×106J
由ρ=
m
V
得水的质量 m =ρV =1.0×103kg/m 3×3×10-3m 3=3 kg
水吸收的热量
Q 吸=cm (t -t 0)=4.0×103J/(kg ℃)?3kg (?100-℃20℃)=9.6×105J
电饭煲的加热效率
η=Q W 吸电=569.610J 1.210J
??=80% 答:(1)电阻R 1的阻值为40Ω。 (2)电饭煲的保温功率为200W 。
(3)电饭煲的加热效率为80%。
20.李明有一只温度计,虽然它的玻璃管的内径和刻度都是均匀的,但标度却不准确,它在冰水混合物中的读数是﹣7℃,在沸水中的读数是103℃。 (1)这只温度计1格表示的温度是是多少?(保留一位小数) (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是多少? (3)当它实际气温是45℃时指示温度是多少? 【答案】(1)0.9℃;(2)20℃;(3)42.5℃ 【解析】 【详解】
(1)该温度计的分度值1t 是:
11000.9103-0-(-7)
t =
=℃℃
℃℃℃
(2)当它指示温度是15℃时,实际温度t 实是:
10
-(-7)=]=[011
125t ?
实℃℃℃℃ (3)当它实际气温是45℃时,指示温度t 时,则有:
10
=
[t -(-7)45]11
?℃℃℃℃ 解得=42.5t ℃
答:(1)这只温度计1格表示的温度是0.9℃ (2)当它指示温度是15℃时,实际温度是20℃ (3)当它实际气温是45℃时指示温度是42.5℃
21.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,实验数据记录如下:
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定另一个的位置(选填“A”或“B”);
(2)为保证实验结论的可靠,关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中,不必要的是______
A .食用油和水的质量相等
B .两套装置中的烧杯相同
C .两酒精灯的火焰大小相同
D .两酒精灯内酒精的质量相等
(3)实验中食用油和水从20℃升温至45℃,______(水/食用油)所需时间较长,_____
(水/食用油)吸收的热量较多,由此可见, _____(水/食用油)吸热能力较强.
(4)实验中,加热相同的时间,水吸收的热量______(大于/小于/等于)食用油吸收的热量,______(水/食用油)升高的温度较多,______(水/食用油)吸热能力较强.
【答案】B D水水水等于食用油水
【解析】
(1)在安装、调整如图(甲)的实验器材时,应先固定B,再调整固定A,因为底部的距离应是固定的,而上部可以根据下部的情况进行灵活调节;(2)为保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中相同的量有:酒精灯中火焰的大小、水和食用油(ρ水>ρ食用油)的质量和初温度、烧杯等,酒精灯中的酒精多少不一定相同,D错误;(3)食用油和水从20℃升温至45℃,水所需时间较长,说明水吸收的热量较多,由此可见,水吸热能力较强.(4)加热相同的时间,水吸收的热量等于食用油吸收的热量,食用油升高的温度较多,说明水吸热能力较强.
22.如图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)如图乙所示温度计的示数为_________℃;
(2)如图丙所示是根据实验数据描绘出的海波温度随时间变化的图像。海波熔化过程对应图像中的__________段(选填“AB”或“BC”),其熔点为_______℃;
(3)用质量为m1的海波做实验,绘制出海波的温度随时间变化的图像如图丁中的a所示。若用相同的热源,用质量为m2(m2>m1)的海波做这个实验,得到的图像可能是图丁中的_______(选填“b”“c”或“d”);
(4)利用上述实验中的器材来“探究水的沸腾”,还需要一个中间有孔的硬纸板,它的作用是_________。若正确操作实验,根据实验数据绘出水的温度随时间变化的图像如图戊所示。分析图像可获得的信息是_________________________(写出一条即可)。
【答案】46 BC 48 c 减少热量的散失水的沸点是98℃
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图乙可以看到,该温度计的分度值是1℃,它的读数是46℃。
(2)[2][3]海波是晶体,熔化过程温度不变,所以熔化过程对应图像中的BC段,其熔点是48℃。
(3)[4]海波的质量变大,但是熔点是不变的,从图丁可看到,得到的图像可能是图丁中的c。
(4)[5]这个硬纸板,它的作用是减少热量的散失。
[6]从图戊可看到,水在第4min开始温度保持不变,可知水的沸点是98℃;并且知道水沸腾时,温度是不变的。
23.为了比较“沙子和水的吸热本领的大小”,小明做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中分别装好沙子和水,并在上方盖好玻璃片,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表所示:
质量/g 温度升高10℃
所需的时间/s
温度升高20℃
所需的时间/s
温度升高30℃
所需的时间/s
沙子306489124
水3096163220
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质_________________;
(2)实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌,目的是______________________;
(3)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量
__________(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(4)如果加热相同的时间,对于质量相同的水和沙子,__________(选填“沙子”或“水”)升高的温度更高;
(5)实验过程中,观察到装水的烧杯上方的玻璃片上有水珠出现,_______(选填“沙子”或“水”)上方的玻璃片温度更高,原因是______________;
(6)实验中有些同学发现,刚开始加热时,出现了沙子的温度反而比较低的情况,你认为可能的原因是:______________。
【答案】吸收热量的多少物质受热均匀大于沙子水水蒸气液化放热水的导热性能比沙子的导热性能好
【解析】
【分析】
(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法;
(2)为使受热均匀,实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌;
(3)由表中数据分析回答;
(4)由(3)推理回答;
(5)分析装水烧杯上方的玻璃片内侧水珠的形成原因,利用液化放热的原理进行解释;
(6)从水和沙子导热性能不同分析。
【详解】
(1)[1]根据转换法,在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少;
(2)[2]实验过程中要不断的用玻璃棒搅拌,目的是物质受热均匀;
(3)[3]分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水加热的时间长,根据转换法,即水吸收的热量大于沙子吸收的热量;
(4)[4]由(3)的结论:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水加热的时间长,推理有:如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更高;
(5)[5][6]装水烧杯上方的玻璃片内侧的小水珠是由于水蒸发形成的水蒸气遇冷液化形成的,而液化时要放热,所以烧杯上方的玻璃片温度比较高;
(6[7])实验中有些同学发现,刚开始加热时,出现了沙子的温度反而比较低的情况,可能的原因是:由于水的导热性能比沙子的导热性能好,所以刚开始加热时,水升温快。