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25. (8 分)南京首条氢能源公交示范线在高淳科技新城启用,氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点,其热值$ q = 1.4×10^8 J/kg.$则:
(1)质量为 0.6 kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为 400 kg、初温为 20°C 的水加热,不计热量损失,水升高的温度是多少?[已知$ cₚ₌_4.2×10^3 J/(kg·°C)]$
(3)某氢能源汽车以$ 1.4×10^5 W $的恒定功率匀速行驶,若这些热量的 50%用来做有用功,则该汽车匀速行驶多少秒?
(1)质量为 0.6 kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
(2)用这些热量给质量为 400 kg、初温为 20°C 的水加热,不计热量损失,水升高的温度是多少?[已知$ cₚ₌_4.2×10^3 J/(kg·°C)]$
(3)某氢能源汽车以$ 1.4×10^5 W $的恒定功率匀速行驶,若这些热量的 50%用来做有用功,则该汽车匀速行驶多少秒?
答案:
(1)$8.4×10^{7}J$
(2)$50^{\circ}C$
(3)300s 解析:
(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq = 0.6kg×1.4×10^{8}J/kg = 8.4×10^{7}J$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^{7}J$,由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得,水升高的温度$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac{8.4×10^{7}J}{4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×400kg}=50^{\circ}C$。
(3)氢能源汽车做的有用功$W = \eta Q_{放}=50\%×8.4×10^{7}J = 4.2×10^{7}J$,由$P=\frac{W}{t}$可得,该汽车匀速行驶的时间$t=\frac{W}{P}=\frac{4.2×10^{7}J}{1.4×10^{5}W}=300s$。
(1)$8.4×10^{7}J$
(2)$50^{\circ}C$
(3)300s 解析:
(1)0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq = 0.6kg×1.4×10^{8}J/kg = 8.4×10^{7}J$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^{7}J$,由$Q_{吸}=cm\Delta t$可得,水升高的温度$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}=\frac{8.4×10^{7}J}{4.2×10^{3}J/(kg·^{\circ}C)×400kg}=50^{\circ}C$。
(3)氢能源汽车做的有用功$W = \eta Q_{放}=50\%×8.4×10^{7}J = 4.2×10^{7}J$,由$P=\frac{W}{t}$可得,该汽车匀速行驶的时间$t=\frac{W}{P}=\frac{4.2×10^{7}J}{1.4×10^{5}W}=300s$。
26. (10 分)图甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,已知 R₀ 阻值是 20 Ω,R 的阻值随温度变化的规律如图丙所示,通过电压表的示数可反映环境的温度.

甲
乙
丙
(1)若可调电源提供恒定电压.
① 当某次环境温度为 0°C 时,电压表示数为 0.5 V,则电源电压为多少伏?
② 若将电压表刻度改成相应的温度刻度,则温度刻度值 (选填“均匀”或“不均匀”).
(2)若可调电源提供恒定电流,即当 R 变化时,电路中电流大小保持不变.
① 某次环境温度从 20°C 上升到 40°C,电压表的示数变化了 0.016 V,则关于电压表的示数 U 和环境温度 t 的表达式为 U = (表达式中不含单位);
② 当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高.若要增大该测温装置的灵敏度,可 (选填“增大”或“减小”)可调电源的输出电流.
甲
乙
丙
(1)若可调电源提供恒定电压.
① 当某次环境温度为 0°C 时,电压表示数为 0.5 V,则电源电压为多少伏?
② 若将电压表刻度改成相应的温度刻度,则温度刻度值 (选填“均匀”或“不均匀”).
(2)若可调电源提供恒定电流,即当 R 变化时,电路中电流大小保持不变.
① 某次环境温度从 20°C 上升到 40°C,电压表的示数变化了 0.016 V,则关于电压表的示数 U 和环境温度 t 的表达式为 U = (表达式中不含单位);
② 当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高.若要增大该测温装置的灵敏度,可 (选填“增大”或“减小”)可调电源的输出电流.
答案:
(1)①0.6V ②不均匀
(2)①$8×10^{-4}t + 0.2$ ②增大 解析:
(1)①由图乙可知,$R_{0}$与R串联,电压表测R两端的电压。由图丙可知,当环境温度为$0^{\circ}C$时,R的阻值为100Ω,此时电压表示数为0.5V,电路中的电流$I_{R}=\frac{U_{R}}{R}=\frac{0.5V}{100Ω}=0.005A$,则电源电压$U_{总}=I_{R}(R + R_{0})=0.005A×(100Ω + 20Ω)=0.6V$;②由图丙可知,环境温度从$20^{\circ}C$上升到$40^{\circ}C$,R的阻值由108Ω增大到116Ω,增大了8Ω,可得R的值与温度的关系式$R=\frac{\Delta R}{\Delta t}t + 100Ω=\frac{8Ω}{40^{\circ}C - 20^{\circ}C}t + 100Ω = 0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω$,由串联分压可知,电压表的示数$U_{R}=\frac{R}{R + R_{0}}U_{总}=\frac{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω}{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω + 20Ω}×0.6V=\frac{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω}{0.4Ω/^{\circ}C×t + 120Ω}×0.6V$,由上式可知,若将电压表刻度改成相应的温度刻度,则温度刻度值是不均匀的。
(2)①某次环境温度从$20^{\circ}C$上升到$40^{\circ}C$,电阻增大了8Ω,电压表的示数变化了0.016V,电路中的电流恒为$I=\frac{\Delta U}{\Delta R}=\frac{0.016V}{8Ω}=0.002A$,则电压表的示数$U = IR = 0.002A×(0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω)=8×10^{-4}V/^{\circ}C×t + 0.2V$,不含单位的表达式为$U = 8×10^{-4}t + 0.2$。②当温度的变化值相同时,R的阻值变化相同,由$U = IR$可知,要使电压表示数变化值越大,即增大该测温装置的灵敏度,可增大可调电源的输出电流。
(1)①0.6V ②不均匀
(2)①$8×10^{-4}t + 0.2$ ②增大 解析:
(1)①由图乙可知,$R_{0}$与R串联,电压表测R两端的电压。由图丙可知,当环境温度为$0^{\circ}C$时,R的阻值为100Ω,此时电压表示数为0.5V,电路中的电流$I_{R}=\frac{U_{R}}{R}=\frac{0.5V}{100Ω}=0.005A$,则电源电压$U_{总}=I_{R}(R + R_{0})=0.005A×(100Ω + 20Ω)=0.6V$;②由图丙可知,环境温度从$20^{\circ}C$上升到$40^{\circ}C$,R的阻值由108Ω增大到116Ω,增大了8Ω,可得R的值与温度的关系式$R=\frac{\Delta R}{\Delta t}t + 100Ω=\frac{8Ω}{40^{\circ}C - 20^{\circ}C}t + 100Ω = 0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω$,由串联分压可知,电压表的示数$U_{R}=\frac{R}{R + R_{0}}U_{总}=\frac{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω}{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω + 20Ω}×0.6V=\frac{0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω}{0.4Ω/^{\circ}C×t + 120Ω}×0.6V$,由上式可知,若将电压表刻度改成相应的温度刻度,则温度刻度值是不均匀的。
(2)①某次环境温度从$20^{\circ}C$上升到$40^{\circ}C$,电阻增大了8Ω,电压表的示数变化了0.016V,电路中的电流恒为$I=\frac{\Delta U}{\Delta R}=\frac{0.016V}{8Ω}=0.002A$,则电压表的示数$U = IR = 0.002A×(0.4Ω/^{\circ}C×t + 100Ω)=8×10^{-4}V/^{\circ}C×t + 0.2V$,不含单位的表达式为$U = 8×10^{-4}t + 0.2$。②当温度的变化值相同时,R的阻值变化相同,由$U = IR$可知,要使电压表示数变化值越大,即增大该测温装置的灵敏度,可增大可调电源的输出电流。
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