(2011?株洲模擬)小麗同學(xué)用如圖1所示裝置探究水沸騰的有關(guān)特點,他用一臺功率為420W恒定的電加熱器給質(zhì)量為0.75kg的水加熱,假設(shè)電加熱器產(chǎn)生的熱量全部被水吸收,得到了水的溫度隨時間變化的關(guān)系如圖2.

(1)由圖2可知,水的沸點是
100
100
℃,此時的大氣壓
等于
等于
一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(填“大于”“小于”或“等于”),水從加熱到沸騰所需的時間為
10
10
min;
(2)水沸騰前所吸收的熱量為多少?(c=4.2×103J/(kg?℃));
(3)水沸騰前電加熱器消耗的電能為
2.52×105
2.52×105
J.
(4)小麗通過查找資料知道,不同液體汽化時所吸收的熱量不同.物理學(xué)規(guī)定:單位質(zhì)量的某種液體,汽化成同溫度的氣體時吸收的熱量叫這種液體的汽化熱,用字母L表示.
她想利用該裝置來測量水的汽化熱.
①原理探究:若質(zhì)量為m的液體在T℃時全部汽化成T℃的氣體時,吸收的熱量為Q,請寫出該液體的汽化熱的表達(dá)式:L=
Q
m
Q
m

②數(shù)據(jù)記錄和處理:
電加熱器的功率/W 420
水剛開始沸騰時裝置的初質(zhì)量/g 950
停止加熱時裝置的末質(zhì)量/g 710
從開始沸騰到停止加熱的時間/min 20
汽化成水蒸氣的水的質(zhì)量m=
0.24
0.24
kg;汽化成水蒸氣的水所吸收的熱量是
5.04×105
5.04×105
J(不計熱損失);則水的汽化熱L=
2.1×106
2.1×106
J/kg.
分析:(1)從圖象看,當(dāng)水吸熱但不再升溫時,說明此時對應(yīng)的溫度就是水的沸點,水在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的沸點是100℃,水從加熱到沸騰的時間,就是圖象中溫度上升的一段所對應(yīng)的時間;
(2)根據(jù)吸熱公式Q=cm(t-t0),可求出水沸騰前吸收的熱量;
(3)水沸騰前電加熱器消耗的電能可利用公式W=Pt求出;
(4)①根據(jù)汽化時溫度不變這一特點可知,結(jié)合汽化熱的概念,可得出它的定義式;
②汽化成水蒸氣的質(zhì)量可用初質(zhì)量減去末質(zhì)量求出;汽化成水蒸氣的水所吸收的熱量則利用W=Pt求出;最后利用汽化熱的公式求計算出水的汽化熱.
解答:解:(1)讀圖可知,當(dāng)水達(dá)到100℃時,繼續(xù)加熱,溫度不再升高,這就是水的沸點,此時的大氣壓等于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;圖象中顯示,水從開始加熱計時,到達(dá)到沸點共歷時10分鐘;
(2)水沸騰前所吸收的熱量:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.75kg×(100℃-20℃)=2.52×105J;
(3)電加熱器消耗的電能:W=Pt=420W×10×60s=2.52×105J;
(4)①根據(jù)汽化熱的定義可得,汽化熱的表達(dá)式為L=
Q
m
;
②汽化成水蒸氣的水的質(zhì)量:m=950g-710g=240g=0.24kg;
汽化成水蒸氣的水所吸收的熱量:W′=Pt′=420W×20×60s=5.04×105J;
水的汽化熱:L=
Q
m
=
5.04×105J
0.24kg
=2.1×106J/kg.
故答案為:(1)100,等于,10;(2)水沸騰前所吸收的熱量為2.52×105J;(3)2.52×105;(4)①
Q
m
; ②0.24,5.04×105,2.1×106
點評:(1)考查了水沸騰圖象的分析,氣壓與水的沸點的關(guān)系;
(2)重點考查吸熱公式的計算;
(3)重點考查電功公式的計算,雖然與吸熱的數(shù)值相同,但這只是在理想狀態(tài)下,即放出的熱量全部被水吸收;
(4)①根據(jù)物理量的定義得出定義式,這也是我們在學(xué)習(xí)物理概念時經(jīng)常用到的;②利用表格中的數(shù)據(jù),選對公式或方法是解決此問題的關(guān)鍵.
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(1)用體重計測量自己的質(zhì)量m;
(2)估測自己平均每次跳起的高度h(人的重心上升的高度);
(3)用
秒表
秒表
(填測量器材)記錄跳n次所用的
時間t
時間t
(填物理量與其對應(yīng)字母).
(4)數(shù)據(jù)處理:
①自己所受的重力G=
mg
mg
;
②每次克服重力所做的功W=Gh=
mgh
mgh
,則跳n次所做的總功W=nW=
nmgh
nmgh
;
③則平均功率P=
nmgh/t
nmgh/t

(5)兩人想比較跳繩的平均功率(假設(shè)兩人跳起的平均高度相同),則
A
A

A.頻率相同,體重大的功率大    
B.頻率相同,跳的時間長的功率大
C.體重相同,頻率高的功率小    
D.體重相同,跳的時間長的功率大
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降低跳起高度、減肥等
降低跳起高度、減肥等

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