9物竞冬2讲.docx
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9物竞冬2讲
第二讲生活中的物理知识
(二)
五、厨房中的物理知识
(三)与热学知识有关的现象
1.与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
(1)使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
(2)锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
(3)炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间。
(4)滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。
这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
(5)往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。
因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
(6)炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。
(7)冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。
这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
(8)冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
(9)冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
(10)煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。
因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
2.与物体状态变化有关的现象
(1)液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的;使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧。
(2)用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏,若不装水,把它放在火上一会儿就烧坏了。
这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点,更达不到铁的熔点,故壶烧不坏。
若不装水在火上烧,不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点,焊锡熔化,壶就烧坏了。
(3)烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。
因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量(液化热)。
(4)用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿。
这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止。
(5)用高压锅煮食物熟得快些。
主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度。
(6)夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。
自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。
如果管壁大量“出汗”,说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,这正是下雨的前兆。
(7)煮食物并不是火越旺越快。
因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料。
正确方法是用大火把锅内水烧开后,用小火保持水沸腾就行了。
(8)冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。
这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低;壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”。
(9)油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。
这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。
(10)当锅烧得温度较高时,洒点水在锅内,就发出“吱、吱”的声音,并冒出大量的“白气”。
这是因为水先迅速汽化后又液化,并发出“吱、吱”的响声。
(11)当汤煮沸要溢出锅时,迅速向锅内加冷水或扬(舀)起汤,可使汤的温度降至沸点以下。
加冷水,冷水温度低于沸腾的汤的温度,混合后,冷水吸热,汤放热。
把汤扬起的过程中,由于空气比汤温度低,汤放出热,温度降低,倒入锅内后,它又从沸汤中吸热,使锅中汤温度降低。
3.与热学中的分子热运动有关的现象
(1)腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故。
(2)长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。
在厨房里,若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象,定会发现很多处要用到物理知识。
(3)热凉粥或冷饭时,锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音,并不断冒出气泡来,但一尝,粥或饭并不热,这是为什么?
答:
把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。
虽然水是热的不良身体,对热的传导速度很慢,但水具有很好的流动性。
当锅底的水受热时,它就要膨胀,密度减小就上浮,周围的凉水就流过来填补,通过这种对流,就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。
而凉粥或饭,既流动性差又不易传导热。
所以,当锅底的粥或饭吸热后,温度就很快上升,但却不能很快地向上或四周流动,大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。
因热很难传到粥的上面,所以上面的粥依然是凉的。
加热凉粥或饭时,要在锅里多加一些水,使粥变稀,增强它的流动性。
此外,还要勤搅拌,强制进行对流,这样可将粥进行均匀加热。
(4)用砂锅煮肉或烧汤时,当汤水沸腾后从炉子上拿下来,则汤水仍会继续沸腾一段时间,而铁、铝锅却没这种现象,这是为什么?
答:
因为砂锅是陶土烧制成的,而非金属的比热比金属大得多,传热能力比金属差得多。
当砂锅在炉子上加热时,锅外层的温度大大超过100℃,内层温度略高于100℃。
此时,锅吸收了很多热量,储存了很多热能。
将砂锅从炉子上拿下来后,远高于100℃的锅的外层就继续向内层传递热量,使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间,铁、铝锅就不会出现这种现象(其原因请同学们自己分析)。
(5)炒肉中的“见面熟”。
逢年过节,人们总要炒上几个肉菜,那么怎样爆炒肉片呢?
答:
若将肉片直接放入热油锅里去爆炒,则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发,致使肉片变得干硬,甚至于会将肉炒焦炒糊,大大失去鲜味。
为把肉片爆炒得好吃,师傅们往往预先将肉片拌入适量的淀粉,则肉片放到热油锅里后,附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发,而肉片里的水分难以蒸发,仍保持了原来肉的鲜嫩,还减少了营养的损失,肉又熟得快即“见面熟”。
用这种方法炒的肉片,既鲜嫩味美,又营养丰富。
(6)冻肉解冻用什么方法最好?
从冰箱里取出冻肉、冻鸡,如何将其解冻呢?
答:
用接近0℃的冷水最好。
因为冻肉温度是在0℃以下,若放在热水里解冻,冻肉从热水中吸收热量,其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上,此的肉层之间便有了空隙,传递热的本领也就下降,使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。
若将冻肉放在冷水中,则因冻肉、冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。
因1克水结成冰可放出80卡热量(而1克水降低1℃只放出1卡热量),放出的如此之多的热量被冻肉吸收后,使肉外层的温度较快升高,而内层又容易吸收热量,这样,整块肉的温度也就较快升到0℃。
如此反复几次,冻肉就可解冻。
从营养角度分析,这种均匀缓慢升温的方法也是科学的。
全国初中应用物理知识竞赛试题
(一)
一、选择题(共42分,每小题3分)
下列各题所列答案中只有一个是正确的。
把正确答案前面的字母填在题后的括号内。
1.30牛顿可能是下列哪个物体所受的重力?
[]
A.一个小学生B.一辆汽车
C.一支铅笔D.一个装满书本的书包
2.夏天,打开冰箱门,常可看到白雾。
这是[]
A.冰箱内原有的水蒸气
B.冰箱内食物中的水分遇到高温空气后,蒸发形成的水蒸气
C.空气中的水蒸气降温形成的小冰晶
D.空气中的水蒸气降温形成的小水滴
3.白炽灯的灯丝断了之后,如果再搭接上,还会发光。
这时的耗电功率与原来相比。
[]
A.增加
B.减少
C.不变
D.耗电功率比原来增加或减少由灯丝搭接的位置决定
4.为了比较准确地测出一堆相同规格的小橡胶垫圈的数量(估计为1000个),最好采用下列哪种方法[]
A.将这些垫圈叠在一起,用刻度尺量出总厚度L,再量出一个垫圈
B.将这些垫圈叠在一起,用刻度尺量出总厚度L,再量出10个垫
C.用天平测出这些垫圈的总质量M,再测出一个垫圈的质量M1,
D.用天平测出这些垫圈的总质量M,再测出10个垫圈的质量M10。
5.白炽灯泡的灯丝常制成螺旋状,这样做的目的是[]
A.便于灯丝散热,防止灯丝熔断
B.尽量减少灯丝的电阻
C.减少灯丝散热,提高灯丝的温度
D.减少灯丝在高温时的升华
6.拖拉机的履带是由一块块金属板做成的,每块板上都有一、二条凸起的棱[]
A.金属板和它上面的棱都是为了减小对地面的压强
B.金属板和它上面的棱都是为了增大对地面的压强
C.金属板是为了减小对地面的压强;棱是为了增大对地面的压强
D.金属板是为了增大对地面的压强;棱是为了减小对地面的压强
7.冬天,把自来水笔从室外带到室内,有时会有墨水流出。
这主要是因为[]
A.墨水受热膨胀,流出来了
B.笔囊受热膨胀,把墨水挤出来了
C.笔囊中的空气受热膨胀,把墨水挤出来了。
D.笔尖处的缝隙受热膨胀,使墨水漏出来了。
8.图为一个白炽灯泡。
正常工作时的电流约是[]
A.0.27毫安B.270毫安
C.0.41安培D.0.11安培
9.小明两次煮鸡蛋。
第一次在水开后继续用急火煮,直到煮熟;第二次在水开后将火焰调小,但仍保持锅中的水沸腾,直到煮熟。
两次比较发现[]
A.第一种方法比第二种方法省燃料又省时间
B.第一种方法费燃料但省时间
C.第二种方法比第一种方法省燃料但费时间
D.第二种方法比第一种方法省燃料,两种方法所用时间相近
10.有一种自行车尾灯设计得很巧妙。
当后面汽车的灯光以任何方向射到尾灯时,它都能把光钱“反向射回”。
下图是4种尾灯的剖面示意图,其中用于反光的镜面具有不同的形状。
能产生上述效果的镜面是[]
11.化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它[]
A.容易积累静电荷B.具有一定的粘性
C.具有大量微孔D.质地柔软
12.有些电工仪表的刻度盘上有一个弧形缺口,缺口下面有一面镜子,它的作用是[]
A.读数时使眼睛处于正确位置
B.增加刻度盘的亮度
C.检验仪表是否水平
D.便于观察仪表的内部结构
13.汽车刹车时站在车内的人会向前倾倒。
在解释这个现象时要用到以下4句话
①刹车时人脚和汽车一起减慢了速度;
②汽车行驶时人和车以相同的速度前进;
③人的身体由于惯性还在以原来的速度向前运动;
④人会向前倾倒。
按照下列哪个顺序排列这4句话可以把这个现象解释得最清楚?
[]
A.①②③④B.②①③④
C.①③②④D.②③①④
14.为了避免秤杆损坏,制秤时在秤杆两端各包上质量相等或相近的两块小铜片。
现在秤杆一端的铜片脱落丢失,主人怕影响秤的准确性,把另一端的铜片也取了下来。
用这样的杆秤来称量,结果是[]
A.称量时的读数比实际质量大B.称量时的读数比实际质量小
C.不论两铜片的质量是否完全相等,都可以恢复秤的准确性
D.只有在两铜片的质量完全相等的情况下,才能恢复秤的准确性
二、填空题(共18分,每小题3分)
1.用放大镜观看彩色电视机荧光屏上的白色区域,会发现它是由_______种颜色的亮点或亮条组成的。
2.弹簧拉力器的说明书上写着,把每一根弹簧拉长10厘米需要要10牛顿的力。
王刚把图中的拉力器拉长0.4米,他的拉力是______牛顿。
3.炒菜时利用的热传递方式主要是________。
4.检查视力时人与视力表间的距离应为5米。
现在由于屋子太小而使用一个平面镜,视力表到镜子的距离为3米(如图),那么人到镜子的距离应为米。
5.医生测量血压时将逐渐以国际单位于帕(l千帕=1000帕斯卡)取代旧单位毫米汞柱。
已知水银的密度是13.6×103千克/米3,还知道1帕斯卡=________牛顿/米3,这样就能得出1毫米汞柱=_______帕斯卡。
1991年的高等学校招生体检标准规定,肱动脉舒张压超过11.46千帕的考生不能报考地质勘探等专业,这里11.46千帕=________毫米汞柱。
6.有一个标着“2.5V0.3A”的小灯泡。
李红算出它的灯丝电阻是8.3欧姆,但用欧姆表(测量电阻的仪表)测得的结果是2.5欧姆。
关于这种差异,最合理的解释是:
金属的电阻随______而改变。
三、画图题(4分)
下图为一种手电筒的结构图。
它有两种接通方式。
短时间使用时按下按钮。
长时间使用时向前推动滑键。
请对照实物剖面图画出这种手电筒的电路图。
四、解答题(6分)
一种厕所便桶水箱结构如图(图中略去了向水箱中注水的装置)。
出水口上的橡胶盖是空心的,放水时它漂浮在水面上,水从出水口流出,如图(a)。
随着水的流出,水面降低,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束。
注水过程中和注满水后,橡胶盖都盖住出水口,如图(b)。
1.请你判断,图(a)中空心橡胶盖所受的重力与它所受的浮力大小有什么关系。
2.请你说明,图(b)中为什么橡胶盖能紧紧地盖在出水口而不浮起。
3.这种装置的一个重要缺点是,每次冲便桶都要用掉一箱水。
为节约用水,请你对橡胶盖做些改造,使得按下手柄时橡胶盖抬起放水,放开手柄后橡胶盖能立即盖上出水口,停止放水。
五、实验题(6分)
有一个理发用的电吹风机,由于说明书遗失,只知道它的额定电压是220伏特,没有其它数据。
请你利用一般家庭用的电度表(铭牌上的数据如图所示)和一只钟表,设计一种简便方法,测定这个电吹风机的功率。
要求:
1.写明测量步骤;
2.用字母代表所涉及的物理量,导出计算电功率的公式。
六、解答题(8分)
液压电梯(如图)是一项新枝术,它可以为十层以下的旧楼加设电梯而无需在楼顶增建悬挂轿箱用的机房。
1.液压机的柱塞通过滑轮和钢索带动轿箱上升,如图。
为使轿箱上升18米,液压机柱塞要上升多少米?
2.有一种液压电梯,轿箱本身质量是1300千克,油泵最大油压是2.3×106帕斯卡,厂家所能提供的油压机柱塞直径为(单位:
毫米)60、85、105、140、184、238六种。
通过计算说明应该选用哪种直径的柱塞。
(由于柱塞本身受到重力作用及轿箱加速上升时需要较大的牵引力,厂家要求将柱塞直径扩大到计算值的1.4倍,然后从所给的六种规格中选取。
)
七、实验题(8分)
不同品种,不同产地的小麦,即使麦粒都很饱满,其中各种成分的比例及麦粒的坚实度也不一样,因此麦粒的密度也略有不同。
请你利用实验课上用过的仪器,设计一个测定饱满麦粒密度的实验方案,要求:
1.写明所需器材、测量步骤及操作中为减小误差而需要注意的事项;
2.用字母代表物理量,写出计算麦粒密度的公式。
八、解答题(8分)
电热淋浴器分为储水式和无水箱式两种。
储水式淋浴器要用较长时间把水箱中的水加热,待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴。
无水箱式淋浴器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。
请你利用以下数据通过计算说明,家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器。
冷水温度16℃
淋浴所需热水温度38℃
淋浴所需热水流量4×10-3米3/分
水的比热容4.2×103焦耳/千克·度
家庭照明电路允许通过的最大电流约5安培
全国初中应用物理知识竞赛试题
(一)参考解答和评分标准
说明:
1.提供的答案除选择题外,不一定都是唯一正确的。
对于那些与此答案不同的答卷,正确的,同样给分。
2.评分标准只是按一种思路与方法给出的。
在阅卷过程中会出现各种不同情况,可按照本评分标准的精神定出具体处理办法,但不得与评分标准有较大偏离。
3.分析设计题是按照分步方法给分的。
在评分标准中常常写出
(1)式几分,
(2)式几分……这里的式子是用来代表步骤的。
若考生并未写出这个式子,而用文字表达或在以后的解题过程中反映或概括了这一步骤,同样给分。
但什么式子都不写,也没有说明性的文字叙述,只给出最后结果的,不能给分。
4.参考答案中的数字结果,是按有效数字的要求给出的,但对考生不做要求。
不要因为有效数字的错误而扣分。
5.在最后定奖时,得同样分数的人数超过获奖名额,从而难于选拔时,可将待选试卷进行加分评判。
加分评判的基本依据是:
(1)所用方法或原理不是课本所讲的,具有创造性,应加分;
(2)方法简便,应加分;
(3)提出多种正确解法,应加分;
(4)试卷表述规范,条理清楚,能充分利用数学工具,应加分。
上述各项的执行都需由竞赛领导小组做出规定(省统一分配奖励名额的由省决定,地市分配奖励名额的由地、市决定)。
一、答案
1D,2D,3A,4D,5C,6C,7C,
8B,9D,10B,11A,12A,13B,14A
评分标准
全题42分,每小题3分。
二、答案
1.3,2.160,3.传导,4.2,
5.113386,6.温度
评分标准
全题18分。
每小题3分,第5小题每空1分。
三、参考解答
评分标准
全题4分。
画出两个并联开关者,照样给分。
电灯不能亮,开关不能控制电灯;电源短路者不给分。
由于作图不规范而使线路中断者,扣1分。
只画1个电池者,扣1分。
四、参考解答
1.相等
2.图(b)中橡胶盖受到注水从上向下的压力却几乎不受水从下向上的压力,所以橡胶盖不受浮力,不会浮起。
3.在橡胶盖上打孔,填入砂粒或在橡胶盖上加重物使它们所受的总重力大于它们完全浸没水中时所受的浮力。
评分标准
全题6分。
第1小题1分。
第2小题只要答出橡胶盖不受浮力或橡胶盖的下面不受水的的压力即给2分。
第3小题3分,答出可行的方法即给2分,点明须使重力大于浮力再给1分。
除橡胶盖外改动水箱其它部分的,不给分。
五、参考解答
1.测量步骤
(l)将电度表所接其它用电器关闭,只接电吹风机。
(2)利用钟表测量电吹风机工作时电度表的圆盘转过N转所用的时间t(秒)。
2.导出计算电功率的公式
以n表示每千瓦时的电表盘转数,电吹风机所耗电能W(焦耳)就是
评分标准
全题6分。
答出测量步骤
(1)的给1分。
(2)的给2分。
(1)式给2分。
(2)式给1分。
运算中没有出现系数1000和3600,而单位又未作特别说明者,全题最多给4分。
六、参考解答
1.9米
2.m——轿箱与负荷的总质量,P——最大油压,D—一柱塞直径
钢索拉力F1=mg………………………
(1)
柱塞举力F2=2mg……………………
(2)
代入数值,得D=0.119米……………………(4)
0.119米×1.4=0.167米………………………(5)
应该选用柱塞直径为184毫米的液压机。
评分标准
全题8分,第1问l分,不要求计算过程。
第2问共7分。
(1)、
(2)两式各1分。
(3)式2分。
(4)、(5)两式各l分。
结论1分。
没有计算而直接写出结论的,不给分。
七、参考解答
器材:
天平、量筒、水
步骤
(1)量筒中装入适量的水,记下水的体积V1;
(2)取一些麦粒,数量以倒入量筒不使水面超过最大刻度为限,用天平称出质量m;
(3)把麦粒倒入量筒,记下这时的量筒读数V2。
为减小误差需注意的事项:
除去瘪粒,选用的麦粒要干净,(不带泥土杂物);把麦粒倒入量筒的水中以后要适当摇晃,排出气泡;麦粒不可在水中浸泡时间太长,测量失败重作时要用新粒。
评分标准
全题8分。
器材正确(答出天平、量筒即可)给1分。
说出用天平测质量给1分。
会用量筒求麦粒体积给2分。
写出密度计算式给2分。
为减小误差而需注意的事项,每说出一条,合理的,给1分,最多给2分。
八、参考解答
每秒钟需加热的水的质量
m=1×103千克/米3×4×10-3米3/分=6.67×10-2千克/秒…………………………………………………
(1)
每秒钟烧水所需热量
Q=cm(t2-t1)………………………………
(2)
电热器需消耗的功率
P=cm(t2-t1)………………………………(3)
所需电流
家庭照明电路电压
U=220伏特………………………………(5)
所以I=28安培……………………………(6)
此值远大于题给的5安培的限制,所以家庭不宜使用无水箱式电热淋浴器。
评分标准
全题8分。
(2)式2分。
(1)、(3)、(4)、(5)、(6)式及最后说明各1分。
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- 物竞冬