保送生试题光热篇.doc

光热篇训练1光现象的识别与应用【精选例题1】把微小放大以利于观察，这是物理学中一种重要的方法。如图是一种显示微小形变的装置，A为激光笔，B、C是平面镜，P为台面，未放重物时，激光束反射在屏上的光斑为点D，当把重物M放在台面P上时，台面将发生微小形变，以下说法正确的是 (C)A平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的左侧移动B平面镜B上的入射角变小，光斑向D点的右侧移动 C平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的右侧移动 D平面镜B上的入射角变大，光斑向D点的左侧移动【精选例题2】小雨暑假在体育馆参加跳水活动，她站在水池上方的跳板上向清澈的池水中观察时发现，原本水平的池底看起来却呈“锅”形，正下方的水最深，四周的水逐渐变浅。这是什么原因呢?小雨通过光学作图分析，明白了其中的道理。如图，A为小雨眼睛的位置，B为小雨正下方池底上的某一点，C. D是池底上B点周围的某两点，请用光学作图画出小雨看到池底B. C. D点的光路图，并画出她看到池底的大致形状。【精练强化1】如图，在注有清水的试管内留有一稍大的空气泡，使太阳光从试管的正上方向下照，观察试管下方的白纸，可以发现白纸上与空气泡相对应的位置上，有一椭圆黑影，而其它部分竟是一条与试管平行的亮线。这是因为试管充满水的地方相当于凸透镜，而气泡与周边的水组成凹透镜。如果把白纸从靠近试管向下移动到较远处，亮线的粗细将如何变化? 先变细再变粗。【精练强化2】如图甲所示，小丽同学在进行“探究平面镜成像特点”的实验时，将玻玻板竖直放在水平桌面上。再取两段相同的蜡烛A和B竖直地放于玻璃板前后，点燃玻璃板前的蜡烛A，移动蜡烛B，直到看上去蜡烛B与蜡烛A的像完全重合。在此实验中：(1)如果有5mm厚和2mm厚的两块玻璃板，应选择2mm厚的玻璃板做实验，用两段相同的蜡烛是为了比较像与物大小的关系。(2)小丽将光屏放在蜡烛B的位置上。发现光屏上不能(选填“能”或“不能”)承接到蜡烛A的像。这是因为平面镜所成的像是虚像。(3)如果玻璃板没有竖直放置(如图乙所示)，在实验过程中会出现的情况是蜡烛B与蜡烛A的像不能重合。训练2凸透镜成像规律及其应用【精选例题1】凸透镜的成像规律可以通过画光路图去理解。在光路图中凸透镜用图a表示，O点为光心，F为焦点。图b中AB是物体AB经透镜所成的像。(1) 请画出图b中两条入射光线的出射光线，完成成像光路图；(2)在图b中，物距用u表示，即uBO；像距用v表示，即vOB；焦距用f表示，即fOF。请运用几何知识证明：。设经过光心光线，左段AO为a，右段OA为b，根据几何知识可知：OAFAAC；ABOABO则OF/ACOA/AAAO/OABO/BO即：f/ub/(ab)a/bu/v两式联立消去a、b即得1/u1/v1/f【精练强化1】如图所示，一根粗细均匀的木棒AB放在主光轴的一倍焦距到两倍焦距之间，它经凸透镜所成的像为AB，则(A)A. A在B的左端，B端较粗B. A在B的右端，A端较细C. A在B的右端，A端较粗D. A在B的左端，B端较细【精练强化2】如图，把一个凹透镜A放在一个凸透镜B的前10cm处，能使一束平行于主光轴的光能过这两个透镜后，会聚在P上一点S；已知光屏距凸透镜30cm，现保持光屏和凸透镜的位置不动，把凹透镜拿走，将一点光源C放在凸透镜的主光轴上距凸透镜30cm处，也能使C点的像成在光屏上的S点，则凹透镜的焦距是20cm，凸透镜的焦距是15cm。训练3物态变化的识别和应用【精选例题】小华同学利用图甲所示装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度时间图象，根据图象可知：冰属于晶体(选填“晶体”或“非晶体”)；在BC阶段物质处于固液混合状态(选填“固体”、“液体”或“固液共存”)；设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC阶段物质共吸收了4.2103J的热量(c冰2.1103J/kg,c水4.2103J/kg)；图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度时间图象，老师认为他的C段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是水的比热容较大，质量相同的冰和水吸收相同的热量，水升温应较慢。【精选例题】如图所示为家用冰箱的工作原理图,环戊烷作为绿色冰箱的制冷剂,比较容易汽化和液化,把冰箱里的“热”“搬运”到冰箱外面,有关这种电冰箱工作过程的下列说法,正确的是(B)A. 制冷剂进入冷冻室的管子里迅速液化、吸热B. 制冷剂进入冷冻室的管子里迅速汽化、吸热C. 制冷剂被压缩机压入冷凝器后，通过降温使蒸气液化、放热D. 制冷剂被压缩机压入冷凝器后，通过压缩体积使蒸气汽化、放热【精练强化】某兴趣小组在研究冰熔化实验时，发现冰熔化时有快有慢，他们想知道影响冰熔化速度的因素，于是提出了以下两种猜想：猜想1：环境温度可能会影响冰熔化速度猜想2：冰的形状可能会影响冰熔化速度请你列举生活中一个实例说明“猜想1”是合理的：河里的冰(或雪)在气温高时熔化的较快小丽同学对“猜想2”有自己的想法，为了验证“猜想2”，小丽设计了如下实验方案：(a)量出50mL蒸馏水3份，分别倒入容积都为50mL的长方体、正方体和球体塑料模型盒中(b)倒入模型盒中时确保没有水溅出(c)把模型盒放到冰箱冷冻室里，冷冻足够长时间(d)用字母A、B、C分别给3个烧杯做标注(e)把模型盒从冰箱里拿出来，迅速将每个冰块放入对应的烧杯中(f)观察并记录三冰块熔化所用的时间请你回答下列问题(已知实验中的三冰块表面积从大到小依次是长方体、正方体和球体)：该实验方案步骤(a)、(b)的设计目的是：使冰的质量相同而形状不同小丽通过实验分析，验证了冰块的形状会影响冰块熔化速度，在这三种形状的冰块中，熔化最慢的是：球体的冰块，并说明理由：相同体积的正方体、长方体和球体，球体的表面积最小，受热面积最小。【精练强化】小明用甲图所示的装置探究“水沸腾规律”。请回答下列问题：(1)实验中观察到水沸腾的现象是水中有大量气泡产生，气泡在上升过程中体积变大，到水面破裂。(2)小明在水温升高到90时，开始记录数据于表格中。请根据数据在乙图中画出图象。回答水沸腾的规律是：吸热，温度不变。时间/s0306090120150180210温度/9092949698989898 (3)小明又创新了实验，他组装了如丙图所示的装置，左右两个盛装水的试管中间用一个玻璃导管相连通。请对比甲图所示实验，说出丙图所示实验的优势与不足。优势：既可以研究水沸腾的规律，还可以研究液化放热的知识并能把水蒸气带走的能量收集起来再利用，节能；不足：左侧试管上方有胶塞，水沸腾后可能使水上方的气压增大，导致胶塞会被冲出，不安全。训练4热量、热效率的计算【精选例题】科学兴趣小组的同学在研究“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分别给质量都是200g的沙子和水加热，他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。已知酒精的热值是3107J/kg，加热时酒精灯平均每分钟消耗1g酒精。那么请问：经分析：图a是沙子吸热升温的图象。加热满2min时，水吸收了多少热量？酒精完全燃烧过程中热量的利用率是多少？试求出沙子的比热容。解答：由图象知，水加热2分钟时的温度是70则Q吸cmt4.2103J/(kg)0.2kg(7020)4.2104J8min消耗的酒精：m8min1g/min8g，完全燃烧放出的热量：Q放m酒q8103kg3107J/kg2.4105J，热量的利用率：100%100%28%；水和沙子均加热2min，吸收相等的热量，则Q沙吸Q水吸，即c沙m水t沙c水m水t水，由图象可知，t020，t水70，t沙270，c沙c水4.2103J/(kg)0.84103J/(kg)【精练强化】我国北方地区冬季用燃煤取暖所造成的大气污染，已越来越引起人们的关注现在有些家庭已经改用燃油取暖，以降低对大气的污染小明家的住房面积约110m2，若将住房的门窗关闭好，用燃烧柴油来取暖，并使室温升高10，已知柴油的热值为4.3107J/kg，空气的密度约为1.3kg/m3，空气的比热容为1.0103J/(kg)所需的柴油约为(B)A0.0lkgB0.1kgC1kgD10kg【精练强化】随着人们生活水平的提高，越来越多的家庭采用“水地暖”进行取暖其原理是：在房间地面装饰层下铺设散热管道，通过管道内的热水散热提高室温当供水温度为45时，单位面积的散热功率与地面装饰层材料、散热管材料的对应关系见下表：散热管地面装饰层材料陶瓷塑料木地板聚乙烯(PERT)136.6W/m2103.5W/m293.5W/m2聚丁烯(PB)125.7W/m296.9W/m290.0W/m2若该地暖系统的总水量为2103kg，将全部的水从5加热至45，水至少需要吸收多少热量？c水4.2103J/(kg)解答：水吸收的热量：Q吸cm(tt0)4.2103J/(kg)2103kg(455)3.36108J；某家庭木地板的面积为80m2，散热管材料为聚丁烯(PB)，供水温度为45，则该供暖系统每小时的散热量为多少焦耳？解答：由题知，散热管材料为聚丁烯，用木地板，该家庭地面单位面积上的散热功率P90.0W/m2，该供暖系统每小时的散热量：QPSt90.0W/m280m23600s2.592107J；“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，你认为还与哪些因素有关？请至少写出两点解答：“水地暖”散热量除与散热时间、面积有关外，还与地面装饰层材料、散热管材料、装饰层厚度、供水温度、管间距离等有关训练5新能源、新材料【精选例题】在物联网中，传感器担负着信息采集的重要任务，可以实现“提醒”和“报警”功能其中热敏传感器主要运用了热敏电阻来测量温度的变化热敏电阻主要是由半导体材料制成的(选填“导体”、“半导体”、“超导体”或“绝缘体”)。热敏电阻阻值随温度变化的曲线如下图甲所示，图乙是由热敏电阻R1作为传感器制作的简单自动报警线路图，图中a、b为两个固定的金属片，d为铁片。为了使温度过高时发送报警信息，开关c应该接在a处(选填“a”或“b”)。若使报警的最低温度提高些，应将P点向左移动(选填“左”或“右”)。【精练强化】在渔船上安装“风光互补发电”装置，利用太阳能电池板和风力发电机发电，以节省燃油，在东南渔区成为现实某市将在1000艘渔船上安装“风光互补发电”装置。“风光互补发电”装置由风力发电机、太阳能电池板、充电器、蓄电池等组成，太阳能电池板、风力发电机的设计寿命为20年，蓄电池约4年更换一次，项目价格如下表：项目风力发电机太阳能电池板充电器蓄电池安装费价格(约)5000元4000元1000元2000元2000元“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据什么的原理来工作的；“风光互补发电”装置的发电功率为500瓦，正常工作1小时可产生多少电能？如图是不同发电方式的CO2排放量，若在1000艘渔船上安装这套“风光互补发电”装置，则与燃油发电相比，一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放多少千克？某同学想在自己家的屋顶上安装这套“风光互补发电”装置，若该装置平均每天正常工作8小时，目前电费价格约为0.54元/千瓦时，请你帮他通过计算决定是否安装这套装置解答：该题中的风力发电，即消耗风能，推动发电机的轮片转动，进而产生电能，故是将风能(机械能)转化为电能的过程，所以风力发电机是根据电磁感应的原理制成的；“风光互补发电”装置正常工作1小时可产生的电能：WPt0.5kw1h0.5kwh；由题意得，一天至少减少CO2排放量，应该是在无风的晴天时减少的排放量，所以，减少二氧化碳的排放量100080.5kwh(0.420.16)kg/kwh1040kg；二十年电费为：2036580.5kwh0.54元/kwh15768元；风光互补发电成本：5000元4000元1000元2000元52000元22000元；因为风光互补发电成本高于二十年电费，所以不经济，建议不安装该装置答：“风光互补发电”装置中的风力发电机是根据电磁感应的原理来工作的；一天(正常发电8小时)至少减少CO2排放1040kg；建议不安装该装置。训练6热力综合问题【精选例题】阅读以下材料，回答下列问题：我国瓦良格号航母于2012年1月8日进行了第四次出海试航并顺利返航瓦良格号航母的满载排水量为67500t，4台蒸汽轮机共提供约1.5105kW的动力，最大航速30节(1节1海里/小时)，航母上安装有卫星通讯天线、有源相控阵雷达等设备，配备近防武器系统和各型舰载机。蒸汽轮机利用重油(原油提取汽油、柴油后的剩余重质油)做燃料，通过锅炉把水加热成蒸汽，由蒸汽推动蒸汽轮机转动重油是不可再生(选填“可再生”或“不可再生”)能源；蒸汽轮机工作时将燃料燃烧获得的内能能转化为机械能。若航母以最大航速航行100海里，消耗120t重油，则行驶时间为3.33h；完全燃烧120t重油可产生4.81012J的热量，4台蒸汽轮机的效率约为37.5%。(重油的热值q4107J/kg) 某舰载机在静止的航母上，通过弹射装置获得一定的初速度后，在水平跑道上以6106W的恒定功率沿直线加速，行驶过程中所受阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图甲所示，飞机运动过程中受到的阻力是6104NN舰载机机翼的横截面设计成如图乙所示的形状，是利用了在气体中流速越大的地方压强越小的原理，为飞机提供升力。为了获得更大的升力，飞机起飞时应让飞机逆风(选填“逆风”或“顺风”)起飞。【精练强化】汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率某型号轿车的有关数据如下表(某标号汽油的热值约为4.5107J/kg、密度约为0.7103kg/m3)。发动机最大功率90kW百公里耗油(100km/h匀速行驶)6.0L(某标号汽油)最大车速170km/h求：若轿车以100km/h的速度匀速行驶1h，则轿车消耗了多少千克的汽油？若轿车发动机的效率是40%，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特？解答：(1)v轿车1h行驶的路程svt100km/h1h100km，根据题意可知，行驶100km耗油6L6103m3，耗油的质量为：mV0.7103kg/m36103m34.2 kg；(2)设汽车运行时间为：t1h消耗汽油的总热量Q总mq4.5107J/kg4.2 kg1.89108J，由得，轿车做的有用功为：W有Q总40%1.8910