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神奇的飲水鳥
如圖所示是一種古老的中國(guó)玩具——飲水鳥,它的神奇之處在于:它看上去沒有任何外來的動(dòng)力,卻能不停地點(diǎn)頭“喝”水,猶如一臺(tái)永動(dòng)機(jī)。就連愛因斯坦看后都十分驚嘆飲水鳥的設(shè)計(jì)。
飲水鳥的結(jié)構(gòu)如圖甲所示,它是一個(gè)由“頭泡”和“尾泡” 構(gòu)成的密閉容器,容器內(nèi)裝有易揮發(fā)的乙醚液體,乙醚液體在溫度升高或液表氣壓減小時(shí)易汽化;汽室1和汽室2中充滿乙醚的飽和蒸氣,乙醚蒸汽在溫度降低時(shí)易液化。
平時(shí),鳥身略向前傾。啟動(dòng)時(shí)給吸濕層滴足夠的水,吸濕層中的水因蒸發(fā)而吸熱,使汽室2中的溫度降低,導(dǎo)致汽室2中的氣壓小于汽室1中的氣壓,尾泡中的乙醚液體在汽室1中氣壓的作用下沿玻璃管往上升,于是整個(gè)鳥的重心上移(如圖乙所示),鳥身逐漸前傾,直至鳥嘴接觸水面“喝”水,此時(shí)頭泡和尾泡剛好通過玻璃管連通(如圖丙所示),兩汽室中的乙醚蒸汽混合,液態(tài)乙醚在自身重力的作用下流回尾泡,飲水鳥的重心下移,于是漸漸直立起來,在支架上來回?cái)[動(dòng)。由于“喝”水時(shí),鳥嘴接觸水面,沾濕了吸濕層,于是它又開始循環(huán)工作。
(1)因吸濕層上的水會(huì)蒸發(fā)使汽室2中乙醚飽和氣的溫度降低時(shí),部分飽和氣會(huì)發(fā)生_______現(xiàn)象;在乙醚液體沿玻璃管往上升時(shí),汽室1中氣壓會(huì)減小,此時(shí)尾泡中的乙醚液體會(huì)吸收外界空氣的熱量發(fā)生______現(xiàn)象,以保持汽室1中乙醚蒸汽的飽和狀態(tài)(兩空均填物態(tài)變化名稱);
(2)飲水鳥“喝”完水后會(huì)在支架上來回?cái)[動(dòng),擺動(dòng)時(shí),以頭泡為參照物,空氣是_______(選填“運(yùn)動(dòng)”或“靜止”),這樣能加快吸濕層中水分的蒸發(fā);若冬天氣溫太低,吸濕層上的水蒸發(fā)過慢,飲水鳥會(huì)漸漸停止擺動(dòng),這是因?yàn)開____________;
(3)飲水鳥“喝”水的頻率受吸濕層上水的蒸發(fā)速度影響,水的蒸發(fā)越快飲水鳥工作越勤快,要想使飲水鳥工作更勤快,你的做法是_______________________________________;
(4)從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,飲水鳥工作時(shí)可以把空氣的_____能轉(zhuǎn)化機(jī)械能,但在實(shí)際生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發(fā)動(dòng)機(jī),你認(rèn)為可能的原因是:________________。
(1)液化;汽化(2)運(yùn)動(dòng);飲水鳥受到阻力的作用;(3)把飲水鳥放在溫度高環(huán)境,把飲水鳥放在濕度低環(huán)境,增大吸濕層的面積,增大吸濕層表的空氣流速,把水換成酒精等(答案合理均給分)。(4)內(nèi);無法大型化,輸出功率較低,能源收集利用效率較低,輸出功率不穩(wěn)定,受到相對(duì)濕度、溫度等環(huán)境因素影響較大,低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑易泄漏造成事故,高溫易爆炸或泄露等(答案合理均給分)。
【解析】
試題分析:(1)乙醚飽和氣的溫度降低時(shí),發(fā)生液化現(xiàn)象;乙醚液體吸收外界空氣的熱量會(huì)發(fā)生汽化現(xiàn)象;(2)飲水鳥在支架上來回?cái)[動(dòng),頭泡與空氣的位置不斷發(fā)生變化,所以頭泡為參照物,空氣是運(yùn)動(dòng)的;飲水鳥擺動(dòng)過程中會(huì)受到阻力作用,冬天氣溫太低,吸濕層上的水蒸發(fā)過慢,使得動(dòng)力不足,速度減小,直到停止運(yùn)動(dòng);(3)根據(jù)題意飲水鳥“喝”水的頻率受吸濕層上水的蒸發(fā)速度影響,水的蒸發(fā)越快飲水鳥工作越勤快,要想使飲水鳥工作更勤快,可采用加快飲水鳥頭泡加濕層中液體蒸發(fā)速度,來加快擺動(dòng);具體做法把飲水鳥放在溫度高環(huán)境,把飲水鳥放在濕度低環(huán)境,增大吸濕層的面積,增大吸濕層表的空氣流速,把水換成酒精等,(4)該裝置利用乙醚的液化和汽化工作,所以工作時(shí)把空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;生活中并沒有利用飲水鳥的原理來制造發(fā)動(dòng)機(jī),你認(rèn)為可能的原因是:該裝置動(dòng)力大小受液體的蒸發(fā)速度影響;輸出功率不穩(wěn)定,受到相對(duì)濕度、溫度等環(huán)境因素影響較大等。
考點(diǎn):液化;汽化;影響蒸發(fā)快慢的因素; 參照物選擇
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年江蘇省南京市玄武區(qū)中考一模物理試卷(解析版) 題型:選擇題
如右圖所示,水平桌面上放置有甲、乙兩個(gè)完全相同的圓柱形燒杯,分別裝入適量的密度不同但質(zhì)量相等的鹽水,將同一個(gè)雞蛋先后放入甲、乙兩個(gè)燒杯中,雞蛋在甲燒杯中處于懸浮狀態(tài),在乙燒杯中處于漂浮狀態(tài)。下列判斷正確的是( )
A.甲杯中鹽水密度為ρ甲,乙杯中鹽水密度為ρ乙,則ρ甲>ρ乙
B.雞蛋在甲、乙兩燒杯中受到的浮力分別為F浮和F浮’,則F浮>F浮’
C.放入雞蛋后,甲、乙兩燒杯對(duì)桌面的壓力分別為F甲和F乙,則F甲>F乙
D.放入雞蛋后,甲、乙兩燒杯底部受到的壓強(qiáng)分別為p甲和p乙,則p甲=p乙
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年江蘇常熟市九年級(jí)4月調(diào)研測(cè)試物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題
(6分)地溝油中含有大量對(duì)人體有毒的物質(zhì),一些不法商人對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)單的脫水、脫雜、脫臭處理后,提供給無良餐館使用,假冒色拉油,嚴(yán)重傷害市民身體健康.小明學(xué)了密度后,想用測(cè)量密度的方法來鑒別色拉油和地溝油:他查得優(yōu)質(zhì)色拉油的密度在0.90g/cm3~0.93g/cm3之間,地溝油的密度在0.94g/cm3~0.96g/cm3之間.然后,他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)鑒別:
A.把天平放在水平桌面上,將游碼移至左端的零刻線處后,發(fā)現(xiàn)指針在分度盤上的位置如圖甲所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向 (選填“左”或“右”)調(diào)節(jié)使天平平衡;
B.取適量樣品油倒入燒杯,用天平測(cè)出燒杯和樣品油的總質(zhì)量m1,如圖乙所示m1= g;
C.然后將燒杯中部分樣品油倒入量筒中,測(cè)出燒杯和剩余樣品油的總質(zhì)量m2=26.2g,
則量筒中樣品油的質(zhì)量為 g;
D.讀出量筒中樣品油的體積V= mL;
E.利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),計(jì)算出樣品油的密度p= g/cm3;
F.根據(jù)測(cè)算出的密度,小明通過比對(duì),該樣品油 地溝油(選填“是”或“不是”).
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年江蘇常熟市九年級(jí)4月調(diào)研測(cè)試物理試卷(解析版) 題型:選擇題
如圖所示的電路中,電源電壓不變,移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R1的滑片P,當(dāng)電流表的示數(shù)變化范圍當(dāng)電流表的示數(shù)1A~1.3A時(shí),電壓表的示數(shù)變化了3V,則該定值電阻R2所消耗功率的變化范圍是
A.3 W ~3.9W B.3W~5.07W
C.3.9W~10W D.10W~16.9W
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年江蘇常熟市九年級(jí)4月調(diào)研測(cè)試物理試卷(解析版) 題型:選擇題
自行車是非常方便的交通工具,它運(yùn)用了許多科學(xué)知識(shí).下列說法中錯(cuò)誤的是
A.車輪上刻有凹凸不平的花紋是為了增大摩擦力
B.用力蹬腳踏板,自行車前進(jìn)是因?yàn)槭艿降孛娴哪Σ亮?/span>
C.在水平地面上運(yùn)動(dòng)的自行車,不用踩也會(huì)前進(jìn)一段距離是因?yàn)樽孕熊嚨膽T性
D.上坡前用力猛踩幾下是為了增大自行車的慣性
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年廣東省汕頭市龍湖區(qū)中考模擬物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題
(7分)小明同學(xué)利用如圖甲所示電路來探究串聯(lián)電路中導(dǎo)體兩端電壓與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系,圖中R0的阻值為10Ω,電源電壓恒為3V;他分別用5Ω、10Ω、20Ω等三個(gè)電阻替換Rx接在ab之間,并讀出對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù),繪制成如圖乙所示的Ux-R圖像。
(1)請(qǐng)你用筆畫線代替導(dǎo)線,將圖甲中的電壓表接在Rx兩端;
(2)根據(jù)圖像信息可知:串聯(lián)電路中,其中一導(dǎo)體R0的電阻不變時(shí),另一導(dǎo)體Rx的電阻越大,Rx兩端電壓越______;由此規(guī)律可知在如圖所示電路中,當(dāng)變阻器的滑片P向左移動(dòng)時(shí),電壓表的示數(shù)將變______;
(3)如果用導(dǎo)線替換Rx接在ab之間,則電壓表的示數(shù)為接近_____V;若電阻Rx斷路,則電壓表的示數(shù)接近_____V;
(4)小明同學(xué)在ab間接入某一未知電阻Rx(定值)時(shí),電壓表的示數(shù)為0.5 V,則Rx的阻值是_____________Ω;若電壓表的示數(shù)為Ux ,則計(jì)算Rx的表達(dá)式為:Rx =__________。(用字母Ux、R0和電源電壓U表示)
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年廣東省汕頭市龍湖區(qū)中考模擬物理試卷(解析版) 題型:填空題
改變內(nèi)能有不同的方式,如圖7甲所示是向裝有少量水的瓶子內(nèi)不斷打氣,當(dāng)瓶塞跳起來時(shí),可以看到瓶?jī)?nèi)出現(xiàn)白霧,這是瓶?jī)?nèi)的水蒸氣通過______的方式使本身的_______減小,溫度降低,水蒸氣液化形成小水珠;如圖乙所示電熱棒是通過__________的方式對(duì)燒杯中的水進(jìn)行加熱的。
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年廣東省汕頭市澄海區(qū)中考模擬物理試卷(解析版) 題型:實(shí)驗(yàn)題
(7分)在探究物質(zhì)某些屬性的實(shí)驗(yàn)中,有如圖所示甲、乙、丙三套完全相同裝置,燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯內(nèi)的液體質(zhì)量也相同。
(1)比較不同燃料的熱值,應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);比較不同物質(zhì)的比熱容,應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn);
(2)實(shí)驗(yàn)中,甲與丙的加熱時(shí)間相同,目的是為了
最后發(fā)現(xiàn)丙圖中的溫度計(jì)示數(shù)較高,據(jù)此可得到的結(jié)論是
(3)該實(shí)驗(yàn)過程主要用到的兩種物理研究方法是 和
(4)已知酒精的熱值為3.0×107J/kg,完全燃燒10g酒精放出的熱量為 J。
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科目:初中物理 來源:2013-2014學(xué)年廣東省東莞市寮步信義學(xué)校九年級(jí)中考一模物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題
(7分)節(jié)約能源應(yīng)從點(diǎn)滴做起。不少家庭習(xí)慣用遙控器關(guān)電視而不斷開電源,這一方式雖然便捷,但電視在待機(jī)狀態(tài)下仍要消耗電能,洋洋家彩色電視機(jī)的侍機(jī)功率大約是5W,若他家平均每天看4h電視.看完后電視總處于待機(jī)態(tài)。試問:
(1)(2分)一個(gè)月中(按30天計(jì)),洋洋家的這臺(tái)電視因待機(jī)浪費(fèi)的電能是多少焦耳?
(2)(3分 )如果將這些浪費(fèi)的電能全部用來燒水.可以將多少質(zhì)量的水從15℃加熱到40℃?若洋洋洗—次澡需要40℃的水20kg.這些燒熱的水可供他洗澡多少次?【水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)】
(3)(2分)請(qǐng)你就如何降低彩電的電能消耗,提出兩條合理化建議:
① ____________
② ______________ 。
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