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（I）小宜学习了热学的知识后，知道水的比热为4.2×103J/（kg?℃），他想估算一下自己家中每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录了家中每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间”，并把-物理
[db:作者]  2020-05-27 00:00:00  互联网

题文

（I）小宜学习了热学的知识后，知道水的比热为4.2×103J/（kg?℃），他想估算一下自己家中每天烧水、做饭需要的热量，于是他仔细记录了家中每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间”，并把它折算成烧水时间，相当于每天将40kg的20℃水烧开（加热到100℃）．请计算：
（1）小宜家每天烧水做饭需要多少热量？
（2）如果木柴的热值 q为1.2×107J/kg，从理论上讲小宜家中每天烧水做饭需要多少千克的木柴？
（II）重为200N的物体在水平拉力的作用下，运动了一段路程，做了50J的功．请补充一个适当的条件，提出相应的问题并解答．（至少选择两种解法，但要求每次补充不同类型的条件，提出不同问题）
（上述两题，均取g=10N/kg）
题型：问答题  难度：中档

答案


（I）（1）∵C水=4.2×103J/（kg?℃），m=40kg，△t=t-t0=100℃-20℃=80℃，
∴Q吸=C水m△t=4.2×103J/（kg?℃）×40kg×80℃=1.344×107J．
（2）∵Q放=Q吸=1.344×107J，q=1.2×107J/kg，
∴m木=
Q放
q
=
1.344×107J
1.2×107J/kg
=1.12kg．
答：（1）小宜家每天烧水做饭需要的热量为1.344×107J．
（2）小宜家中每天烧水做饭需要1.12kg的木柴．
（II）（1）补充的条件为：物体与地面的接触面积为S=0.1m2，
提出的问题为：物体对地面的压强为多少？
∵F=G=200N，
∴P=
F
S
=
200N
0.1m2
=2000Pa，
（2）补充的条件为：物体的运动时间为t=5s，
提出的问题为：物体做功的功率为多少？
∵W=50J，
∴P=
W
t
=
50J
5s
=10W．
答：（1）物体对地面的压强为2000Pa．
（2）物体做功的功率为10W．

据专家权威分析，试题“（I）小宜学习了热学的知识后，知道水的比热为4.2×103J/（kg?℃），他..”主要考查你对  压强的大小及其计算，功率的计算，热值，热量的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算功率的计算热值热量的计算

考点名称：压强的大小及其计算

  • 计算公式：
    P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2。

  • 对压强公式的理解：
    1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

    2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。

    3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 104N。

    4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。

    5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。

    6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

    巧用求柱体压强：
      将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
    例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）

    A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
    解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
    答案：C

考点名称：功率的计算

  • 功率的计算公式：
    （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
    （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

  • 公式法计算功率：
         运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
    例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：

    (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
    (2)铁明克服重力做功是多少?
    (3)铁明做功的总功率多大?
    解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
    （1）0.24m/s
    （2）
    （3）

    例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ海水=1．03×103kg／m3。
    (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
    (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m3，密度为2.7×103kg/m3的物体静止不动，求该力的大小。
    (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。

    解析：（1）由液体压强公式得，，
    （2）物体在水下受平衡力的作用，则
    则
    （3）由题图可知，海水阻力与机器人的运动速度成正比，当机器人运动速度为0．5m/s时，f=175N 机器人匀速前进时，机器人水平推进力F=f
    P=Fv=175N×0．5m/s=87．5W
    答案：（1）7.21×105Pa（2）334N（3）87.5W

考点名称：热值

  • 燃料的热值：
    定义 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
    物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量
    单位 J／kg或J／m3(气体)
    单位意义 例：干木柴热值1．2×107J／kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1．2×107J
    性质 热值是燃料的一种特性
    燃料燃烧放热公式 Q放=mq 或Q放=v·q
    m代表质量，单位kg
    q代表热值，单位J／kg
    V代表体积，单位m3
    Q放代表放出的热量，单位J

  • 热值概念的理解：
    (1)燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质，也就是说它是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

    (2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽，1kg的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等于这种燃料的热值，若该燃料在燃烧时没有完全燃烧，放出的热量就比对应的热值小。

  • 燃料及其燃烧
     能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质，叫做燃料。
     燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，这就是我们常说的释放能量，然后，转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用．
     说明：按照状态，燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。

考点名称：热量的计算

  • 计算公式：
    ①经某一过程温度变化为△t，它吸收(或放出)的热量．Q表示热量(J)，
    Q=c×m×△t．
    Q吸=c×m×（t－t0）
    Q放=c×m×（t0－t）
    （t0是初温；t是末温）
    其中c是与这个过程相关的比热容

    ②固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq　
    气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq　
    Q表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3）。
    q=Q放/m(固体）；q=Q放/v(气体） 
    Q———某种燃料完全燃烧后放出的热量———焦耳J
    m———表示某种燃料的质量———千克kg
    q———表示某种燃料的热值———焦耳每千克J/kg

    单位：
    热量的单位与功、能量的单位相同．在国际单位制中热量的单位为焦耳(简称焦，缩写为J)．历史上曾定义热量单位为卡路里(简称卡，缩写为cal)，只作为能量的辅助单位，1卡=4.184焦．
    注意：1千卡=1000卡=1000卡路里=4184焦耳=4.184千焦

  • 例题详解：
    例1 将100g水从20℃加热至90℃，要供给多少热量?一根铁钉的质量约10g，从1000℃的红热状态冷却至25℃，会放出多少热量?[c水=4．2× 103J／(kg·℃)；c铁=0．46×103J／(kg·℃)]

    解析：水吸收的热量Q吸=c水m1(t1-t01)=4．2 ×103J／(kg·℃)×0．1kg×(90℃一20℃)=2．94× 104J，铁钉放出的热量Q放=c铁m2(t02一t2)=0．46× 103J／(kg·℃)×0．01kg×(1000℃一25℃)=4．485 ×103J。

    答案：见解析

  • 水果热量：
    1、苹果100克/52大卡
    苹果是最多人会选的瘦身水果，因为它有丰富的果胶，可以帮助肠胃蠕动和排除体内毒素，最棒的是还可以降低热量吸收，再加上苹果的钾质很多，可以防止腿部水肿。当然啰，苹果的卡路里也不高，所以才有专吃苹果的苹果减肥餐产生。

    2、香蕉100克/125大卡
    很多水果减肥餐都少不了香蕉，因为香蕉含有丰富纤维质、维他命A、钾质和果胶等，所以可以有效地整肠，这样就能帮助排便。香蕉也有排除水分的效果，不但是最佳瘦身水果，也是吃了会让肌肤水当当的美颜圣品，不过香蕉的热量较高，吃多了，会有变胖的疑虑。

    3、葡萄柚100克/28大卡
    欧美人都爱吃葡萄柚等酸性水果来塑身，因为酸酸的水果可以促进肠道消化功能，葡萄柚含有丰富的维他命C，可以消除疲劳，还能让肌肤美美的呢!加上葡萄柚的热量和含糖量少，是最佳的明星减肥水果。

    4、凤梨100克/32大卡
    凤梨也是属于酸性水果，可以整肠和助消化，加上凤梨富含酵素能有益毒素分解，促进排水，所以也是想要瘦的人可以适量食用的水果，不过吃凤梨最好不要在餐前吃哦，因为它会伤胃，所以一定要先吃点东西垫垫胃才能食用，所以啰，虽然好吃，也不能吃过量。

    5、奇异果100克/50大卡
    奇异果甜美多汁，又含有丰富维生素C的特色，成为最受欢迎的美容和塑身水果。带点酸甜好滋味的奇异果，能防止便秘、帮助消化和美化肌肤，即使拿来当减肥餐，也会让人吃得津津有味，而它也一样是属于低热量高营养成分的优质水果。
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