太阳能是一种理想的绿色能源．小华家最近安装了一台太阳能热水器.如图其室内进出水管的安装示意图.为进水阀.Ⅱ出水阀.Ⅲ为调温阀．在水箱接口处有一根进出水管.一根溢流管.一根排气管．给水箱上冷水或沐浴时用热水.均通过这根进出水管来完成．请完成下列问题:(1)给水箱上水时I.Ⅱ应处于何种状态?此时水塔.自来水管与热水器的水箱.排气管.溢� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

（2012?肇庆模拟）太阳能是一种理想的绿色能源．小华家最近安装了一台太阳能热水器，如图其室内进出水管的安装示意图，为进水阀，Ⅱ出水阀，Ⅲ为调温阀．在水箱接口处有一根进出水管，一根溢流管，一根排气管．给水箱上冷水或沐浴时用热水，均通过这根进出水管来完成．请完成下列问题：
（1）给水箱上水时I、Ⅱ应处于何种状态？此时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管它们共同构成的物理模型是什么？
（2）若水箱安装在七楼楼顶上，且距楼顶地面高1米，小华家住二楼，进水阀距二楼地面高1米，每层楼高3米，则在进水阀处水压至少为多大，才能顺利上水．
（3）设水箱容积为100升，在一般的光照条件下，一满箱15℃的水到傍晚时，水温可达到65℃，相当于多少米³的煤气完全燃烧放出的热量（C_水=4.2×10³J/（kg?℃），煤气的热值约4×10⁷J/m³）．
（4）水箱中的水温在冬天有时不够高，一般都预装了电加热器．若该电加热器的规格为“220V 2.4KW”，家里当时的实际电压只有200V，要把满箱水温度提高10℃，需加热多少分钟？

分析：（1）分析图，要上水，要闭合阀门Ⅱ、Ⅲ，打开阀门Ⅰ；洗澡时，热水从上面下来和冷水混合使用，要闭合阀门Ⅰ，打开阀门Ⅱ、Ⅲ；同时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管这几个底部相连通的容器构成连通器；
（2）先确定二楼进水阀处的深度，根据液体压强公式求此处水管内的水产生的压强，再加上大气压就是要求的在进水阀处的最小水压；
（3）首先通过公式m=ρV计算出水的质量，再通过公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出水吸收的热量，即为煤气完全燃烧放出的热量，再用Q_吸除以煤气的热值q求出所需煤气的体积．
（4）已知电加热器的规格可求其电阻，再根据P=

求出此时的实际功率；再利用Q_吸=cm△t求出把满箱水温度提高10℃需吸收的热量，因这些热量由电加热器来加热提供，根据公式t=

Q放

即可求需加热的时间．

解答：解：（1）由图可知，阀门Ⅰ打开，阀门Ⅱ、Ⅲ关闭，给水箱上水；阀门Ⅰ关闭，阀门Ⅱ、Ⅲ打开，上面来的热水和下面来的冷水混合，供热洗澡用；此时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管它们共同构成的物理模型是连通器；
（2）排水阀到太阳能热水器水面的高度：
h=3m×（7-1）-1m+1m=18m，
太阳能热水器的水在排水阀处产生的压强：
P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×18m=1.8×10⁵Pa，
进水口处最小水压：
P_小=P=1.8×10⁵Pa；
（3）水的体积V=100L=0.1m³，
水的质量m=ρV=1.0×10³kg/m³×0.1m³=100kg．
水箱内的水吸收的热量：
Q_吸=cm（t-t₀）=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×（65℃-15℃）=2.1×10⁷J．
如果靠煤气燃烧放出这些热量，需完全燃烧煤气的体积为：
V=

Q吸

2.1×107J

4×107J/m3

=0.525m³．
（4）电加热器的电阻R=

额

P额

(220V)2

2400W

121

Ω，
电热器200V实际功率为P=

实际

(200V)2

121Ω

≈1983.5W；
把满箱水温度提高10℃需吸收的热量为：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×100kg×10℃=4.2×10⁶J，
这些热量由电加热器来加热提供，所以W=Q_放=Q_吸=4.2×10⁶J，
需加热的时间t=

4.2×106J

1983.5W

≈2117.4s≈35.3min．
答：（1）I应打开，II应关闭；此时水塔、自来水管与热水器的水箱、排气管、溢流管它们共同构成的物理模型是连通器．
（2）进水阀处水压至少为1.8×105Pa时才能顺利上水．
（3）相当于0.525m³的煤气完全燃烧放出的热量．
（4）要把满箱水温度提高10℃，需加热的时间约为35.3min．

点评：本题是一道电学和热学的综合计算题，属于中考压轴题，对学生的公式应用能力和综合计算能力要求比较高．体现了物理来源于生活，服务于社会的新课程理念．

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（2012?肇庆模拟）小明同学做电学实验，通过改变滑动变阻器R₃电阻的大小，依次记录的电压表和电表的读数如表所示，对应的电路图正确的是（　　）

电压表读数U/V	0.60	0.70	0.80	0.90	1.00	1.10
电流表读数I/A	0.18	0.21	0.24	0.27	0.30	0.33

A．

B．

C．

D．

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熔化

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反射

（选填“反射”、“折射”或“色散”），导致辐射到地球表面的热量

减少

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影响．

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0.4W

．若他想测量小灯泡的额定功率，应将图1中变阻器滑片P向

端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V．
（3）另一组的小红同学在连线时，不小心将线接错了，使开关闭合后，移动变阻器滑片P，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，你分析一下产生这个现象的原因是

电压表并联在滑动变阻器的两端

．

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②将细线挂在皮碗的尾部，沿着垂直于玻璃的方向向外拉皮碗，当皮碗恰好掉下时记下测力计读数为F，则大气压强P₀=F/S=4F/πd²．
你认为此小组利用

二力平衡与压强的公式

原理测教室中的大气压，体现

转换

物理研究方法．
小组测出教室中的大气压P=0.8×10⁵Pa，向老师请教结果，老师用气压计测得的值为1.0×10⁵Pa，请你找出一处实验不妥之处并提出改进建议：不妥处之一：

皮碗与玻璃间可能有少量空气

．改进方法：

蘸点水再挤压在玻璃上（或换用柔软的皮碗）

．

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（2012?肇庆模拟）在探究“斜面的机械效率高低与斜面的倾斜程度有什么关系”的实验中，用沿斜面向上的力F拉动小车，使小车从斜面底端匀速运动到斜面顶端，如图所示．多次改变斜面倾斜程度，部分实验数据记录在下面的表格中，根据表格中数据回答下列问题：

斜面倾斜度	小车重量 G/N	斜面高度 h/m	沿斜面拉力F/N	斜面长 S/m	有用功 W_有/J	总功 W_总/J	斜面的机械效率
较缓	10	0.1	3	1	1	3	33.3%
较陡	10	0.2	4	1	2	4	50%
最陡	10	0.4		1		6

（1）当斜面“最陡”时，沿斜面拉力为

N；木块和斜面的内能共增加了

J；斜面的机械效率为

66.7

%．
（2）通过对上述实验数据的分析，你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是：斜面越陡，需要的拉力越

大

．
（3）根据上面实验数据，你可以获得该实验探究的初步结论是：

在其它条件一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高

．

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