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初中物理

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    小明同学家想购买一台热水器.为此,小明通过调查得到有关太阳能热水器和电热水器的相关资料和数据如下:某型号的太阳能热水器:水箱的容积为100L,热水器集热管的采光面积为1.5m2,热效率为40%.太阳光的日照强度为1.0×103J/(m2•s).(日照强度表示每平方米面积上1秒钟得到的太阳光的能量.)某型号的电热水器的功率为1.5kw,水箱容积为100L,效率为80%.
    如果要将100Kg的水从20℃加热到40℃,已知水的比热容为4.2×103J/(Kg•℃).请问:
    (1)用上述型号的电热水器来加热,需要消耗多少电能?加热多长时间?
    (2)用上述型号的太阳能热水器来加热,需要多长时间?
    (3)根据(1)和(2)的计算分析说明太阳能热水器和电热水器各有哪些优点?
    本题信息:2003年宜昌物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “小明同学家想购买一台热水器.为此,小明通过调查得到有关太阳能热水器和电热水器的相关资料和数据如下:某型号的太阳能热水器:水箱的容积为100L,热水器集...” 主要考查您对

密度公式的应用

能源家族:化石能源,一次能源,二次能源,生物质能,不可再生能源,可再生能源

太阳能

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  • 密度公式的应用
  • 能源家族:化石能源,一次能源,二次能源,生物质能,不可再生能源,可再生能源
  • 太阳能

密度公式的应用:
(1)利用m=ρV求质量;利用V=m/ρ求体积

(2)对于密度公式,还要从以下四个方面理解
①同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的。因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
②具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;
③具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比

④具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比


密度公式的应用:
1. 有关密度的图像问题
此问题一般是给出质量一体积图像,判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值,然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值,进行分析比较。
 例1如图所示,是甲、乙两种物质的m一V图像,由图像可知(   )
A.ρ
B.ρ
C.ρ
D.无法确定甲、乙密度的大小

解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到,我们要先借助图像,根据公式ρ =总结规律后方可。
如图所示,在横轴上任取一点V0,由V0作横轴的垂线V0B,分别交甲、乙两图线于A、B两点,再分别从A、B两点作纵轴垂线,分别交纵轴于m、m两点。则甲、乙两种物质的密度分别为,ρ= ,因为m<m,所以ρ甲<ρ乙,故C正确。

2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用:
密度的公式是ρ =,可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量,就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的,什么量是变化的。
例2某瓶氧气的密度是5kg/m3,给人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是_____;容积是10L的瓶子装满了煤油,已知煤油的密度是 0.8×103kg/m3,则瓶内煤油的质量是_____,将煤油倒去4kg后,瓶内剩余煤油的密度是______。
 解析:氧气用去一半,剩余部分仍然充满整个氧气瓶,即质量减半体积不变,所以氧气的密度变为 2.5kg/m3。煤油倒去一半后,体积质量同时减半,密度不变。
答案:2.5kg/m3;8kg;0.8×10kg/m3

3. 比例法求解物质的密度
   利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是:题目所描述的物理现象,由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变,这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁,我们称之为“中介量”。
例3甲、乙丽个物体的质量之比为3:2,体积之比为l:3,那么它们的密度之比为(   )
A.1:2B.2:1C.2:9D.9:2
解析:(1)写出所求物理量的表达式:
(2)写出该物理量比的表达式:

(3)化简:代入已知比值的求解:


密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题:
  很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定,这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例,密度计算题形式多样,变化灵活,但其中有一些题具有这样的特点:即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变,抓住这一特点,就掌握了求解这类题的规律。

1.隐含体积不变
例1一个瓶子最多能装0.5kg的水,它最多能装_____kg的水银,最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13.6×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精= 0.8×103kg/m3)
解析:最多能装即装满瓶子,由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3,则装水银为m水银=13.6×103kg/m3×5×10-4m3=6.8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
答案6.8;5×10-4

2. 隐含密度不变
例2一块石碑的体积为V=30m3,为测石碑的质量,先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品,其质量是m=140g,将它放入V1=100cm3的水中后水面升高,总体积增大到V2=150cm3,求这块石碑的质量m
解析:此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质,密度相同,而不同的是它们的体积和质量。依题意可知,样品体积为:
V=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5.0×10-5m3
=84t
答案:84t

3. 隐含质量不变
例3质量为450g的水结成冰后,其体积变化了 ____m3。(ρ水=0.9×103kg/m3)
解析:水结成冰后,密度减小,450g水的体积为,水结成冰后,质量不变,因此冰的体积为=500cm3=5.0×10-4m3=5.0× 10-4m3一4.5×10-4m3=5×10-5m3

合金物体密度的相关计算:
     首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征,然后根据具体问题,灵活求解。
例两种不同的金属,密度分别为ρ1、ρ2:
(1)若墩质量相等的金属混合后制成合金,则合金的密度为____。
(2)若取体积相等的金属混合后制成合金,则合金的密度为_____。
解析:这道题的关键是抓住“两总”不变,即总质量和总体积不变。在(1)中,两种金属的质量相等,设为m1=m2=m,合金的质量m=2m,则密度为ρ1的金属的体积V1=,密度为ρ2的金属的体积V2=,合金的体积,则合金的密度
在(2)中两种金属的体积相等,设为,合金的体积,密度为ρ1的金属的质量m1=,密度为ρ2的金属的质量为,合金的质量m总,合金的密度为
答案:
注意:上述规律也适用于两种液体的混合,只要混合液的总质量和总体积不变即可。
能源
1. 定义:
 凡是能够提供能量的物质资源都叫做能源。石油、天然气在燃烧时可以提供能量,它们是能源。水流和风可以提供能量,它们也是能源。
说明:能源的利用过程,实质上是能量的转化与转移过程,但不能说能源就是能量
2. 能源分类
类别 常规能源新能源 新能源
一次能源 可再生能源 水能,生物质能 太阳能、风能、地热能、潮汐能
不可再生能源 煤、石油、天然气 核能
二次能源 煤气,电力,酒精、汽油、柴油、液化石油气、沼气
说明:同一种能源可属于不同的能源类型,例如水能既属于一次能源,也属于可再生能源,还可以是常规能源,这是因为从不同的角度划分的。
(1)从其产生的方式可分为一次能源和二次能源。
①一次能源:从自然界直接获取的能源叫一次能源,如水能,风能,太阳能。
②二次能源:无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源,如电能。
(2)从能源是否可再生的角度可分为可再生能源和不可再生能源
①可再生能源:可以在自然界里源源不断地得到的能源,如水能、风能、生物质能。
②不可再生能源:越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充的能源,如化石能源、核能。
(3)根据能源利用的早晚,又可把能源分为常规能源和新能源。
①常规能源:如煤、石油、天然气等人类已经利用了多年的能源叫常规能源。
②新能源:核能、太阳能、地热能是人类近期利用的能源,称为新能源。
(4)按生成年代分为化石能源和生物质能。
①化石能源:像煤、石油、天然气,是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,所以称为化石能源。
②生物质能:南生命物质提供的能量称为生物质能。如木材、草类、肉类等
 定义:
     太阳能,一般是指太阳光的辐射能量,在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存,而自古人类也懂得以阳光晒干物件,并作为保存食物的方法,如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下,才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用(光热转换)和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源,如风能、化学能、水的势能等等。


太阳能的利用及其优、缺点:
利用太阳能的三种方式 太阳能转化为内能 太阳能热水器
太阳能转化为电能 太阳能电池
太阳能转化为化学能 植物进行光合作用
太阳能的优点 完全清洁、无污染,并且取之不尽,用之不竭
太阳能的缺点 太阳能太分散,收集和转换系统过于庞大,因而造价高;随气候、季节变化,不稳定,转换效率低
在利用太阳能的三种方式中,有的间接利用太阳能,有的直接利用。
间接利用太阳能:化石能源(光能→化学能)、生物质能(光能→化学能)
直接利用太阳能:集热器(有平板型集热器、聚光式集热器)(光能→内能),太阳能电池(光能→电能)一般应用在人造卫星、宁宙飞船、打火机、手表等方面。

 能源之母——太阳能
      太阳主要由最轻的元素——氢构成,其表面的温度高达6000℃,中心的温度高达1500万~2000万摄氏度。数十亿年来,太阳一直不知疲倦地向太空辐射着巨量的光和热。在它内部不停地进行着核聚变反应氧不断地发生核聚变反应,生成氦,同时释放出巨大核能,发出光和热。令人称奇的是,太阳不断地向四面八方的宇宙空间辐射能量,到达地球上的光和热不过是辐射出总能量的22亿分之一,即便如此,地球每秒钟也能接收到173万亿下瓦的能量。这个数字相当于目前全世界能源总消费量的几万倍。现在,太阳光已经照耀我们的地球50亿年了,地球在这50亿年中积累的太阳能是我们所用大部分能量的源泉。地球上的能量除地热能、潮汐能和核能外,绝大多数都是直接或间接地来源于太阳,因此太阳能也被誉为人类的能源之母。


发现相似题
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