(2009全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)在一些農(nóng)村地區(qū)建造的沼氣池，通過將農(nóng)村大量的秸稈、人畜糞便發(fā)酵來獲取沼氣，利用沼氣來燒火做飯，點(diǎn)燈照明。沼氣池的應(yīng)用，不僅使上述資源得以更好的利用，同時(shí)也給生活帶來了諸多便利，使環(huán)境得以改善。這是一個(gè)一舉多得的惠民工程。圖9所示為一農(nóng)戶的水壓式沼氣池的剖面簡圖。

說明：1．沼氣池 2．水壓池 3．進(jìn)料口 4．密封蓋 5．輸氣管 6．貯氣室 7．沼氣壓力顯示器 8．總閥門 9．U形管壓強(qiáng)計(jì)(里面裝有染成紅色的水) l0．出料口蓋板(不密封水壓池，水壓池仍與外面大氣相通) 11．閥門

已知該農(nóng)戶家燃?xì)庠畹南嚓P(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下：

取g=10 N／kg，水的比熱容c_水=4.2×l0³J／(kg·℃)

（1）．根據(jù)圖9所示，通過計(jì)算說明，該農(nóng)戶此時(shí)能否使用這個(gè)沼氣池中的沼氣來正常燒火做飯?

（2）．有一天，該農(nóng)戶發(fā)現(xiàn)，沼氣壓強(qiáng)小于燃?xì)庠畹囊�求。為了能盡快利用沼氣生火做飯，從物理學(xué)的角度看，可采取哪些措施?

（3）．若該農(nóng)戶所用的燃?xì)庠钍瞧胀�爐，通常情況下，普通爐中的右爐單獨(dú)正常工作時(shí)，將一壺質(zhì)量為2.5 kg、溫度為20℃的水燒開，耗時(shí)約10 min。試估算右爐燒水的效率。

（4）．請你就如何提高燃?xì)庠畹男�率問題談淡你的設(shè)想。

(2009全國初中應(yīng)用物理知識競賽題)為了緩解用電高峰電力緊張的矛盾，我國一些地區(qū)使用了“分時(shí)電（能）表”。下表是采用分時(shí)計(jì)費(fèi)前、后電費(fèi)價(jià)目表：

    小明家每天要用電水壺將質(zhì)量為3 kg、初溫為20℃的水燒開，已知?dú)鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，水的比熱容為4.2×10³J／(kg·℃)。求：

    （1）．這些水被燒開需要吸收多少熱量?

（2）．使用分時(shí)電表后，小明家把燒水時(shí)間安排在低谷期，若不計(jì)熱量損失，僅此一項(xiàng)，一個(gè)月(以30天計(jì))比原來節(jié)省多少元電費(fèi)?

(2009上海初中物理知識競賽復(fù)賽題)如圖所示的裝置，可以測定每千克I00 ℃的水，在大氣壓下汽化成100 ℃ 的水蒸氣所需吸收的熱量Q。該裝置的測量原理是：用加熱器使水沸騰，汽化的水蒸氣通過凝聚器液化后被收集在量杯中；測量加熱器的發(fā)熱功率及一段時(shí)間內(nèi)在量杯中收集到的水的質(zhì)量，根據(jù)能量守恒關(guān)系即可求出Q的值。這個(gè)汽化裝置工作時(shí)的散熱功率恒定不變，但散熱功率的值未知。測得加熱器的功率為285.0瓦時(shí)，在300秒時(shí)間內(nèi)被冷凝和收集的液體質(zhì)量為28.0克；加熱器的功率為100.0瓦時(shí)，在300秒時(shí)間內(nèi)被冷凝和收集的液體質(zhì)量為4.0克。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求每千克100℃的水在大氣壓下汽化成100 ℃的水蒸氣所需吸收的熱量Q。

2009上海初中物理知識競賽復(fù)賽題)在一攪拌機(jī)的容器內(nèi)裝有質(zhì)量m為0.5千克的水，把水加熱到70℃后讓其在室溫下自動冷卻。其溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示�，F(xiàn)開動電動攪拌機(jī)對該冷卻的水不停地?cái)嚢�，電動機(jī)的功率P為900瓦，其做的功有80%轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能。若不考慮容器的內(nèi)能變化，水最終的溫度是多少℃？

(2010全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽題)小亮家有一輛家用轎車，爸爸在給他說車的性能時(shí)，總是說“2．0的排量”，卻很少說“功率”，為此小亮特地從網(wǎng)上查到了排量的定義：活塞從上止點(diǎn)移動到下止點(diǎn)所通過的空間容積稱為汽缸排量。如果發(fā)動機(jī)有若干個(gè)氣缸，所有氣缸工作容積之和稱為發(fā)動機(jī)排量。從說明書上查到：小亮家的汽車采用的是LFX直列四缸發(fā)動機(jī)，排量為2.0L；從網(wǎng)上查找到了其輸出特性曲線（如圖8所示）；小亮又向爸爸詢問了一些實(shí)測數(shù)據(jù)：由于汽車行駛的路況很好，所以平均車速為90km／h，此時(shí)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min，平均行駛百公里油耗為9L；從物理書上查得汽油的熱值為4．6×10⁷J/kg，密度為0．71×10³kg/m³

（1）．由這臺發(fā)動機(jī)輸出特性曲線可以看出，在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為1000~5000 r/min范圍內(nèi)，它的輸出功率與轉(zhuǎn)速大致有什么關(guān)系？

（2）．試通過公式推導(dǎo)出在其他參數(shù)相同時(shí)，發(fā)動機(jī)的輸出功率與其排量的關(guān)系。

（3）．這輛汽車以90km／h行駛時(shí)，發(fā)動機(jī)的效率約為多少？每個(gè)做功沖程汽缸內(nèi)的平均壓強(qiáng)是約為多少？

閱讀下面的短文，回答問題。

空氣能熱水器

空氣能熱水器(如圖24甲)是吸收空氣的熱能來制造熱水的裝置。其耗能約為電熱水器的四分之一。空氣能屬于可再生的新能源，擁有先天的節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢。

圖24乙是空氣能熱水器的工作原理示意圖，它主要由儲水箱、毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器等部件組成。制冷劑在毛細(xì)管、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器之間循環(huán)過程與我們所熟悉的電冰箱的制冷循環(huán)過程相同，其工作過程如下：

A．液態(tài)制冷劑經(jīng)過一段很細(xì)的毛細(xì)管緩慢地進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器迅速汽化，并從空氣中吸收熱能。

B．制冷劑汽化生成的蒸氣被壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的蒸氣進(jìn)入冷凝器。

C．在冷凝器中，高溫高壓的蒸氣將熱能傳遞給冷水并發(fā)生液化。

制冷劑依此不斷循環(huán)流動，使水的溫度不斷上升。

空氣能熱水器有一個(gè)很重要的指標(biāo)是能效比，它是指水箱中的水吸收的熱能(Q)與壓縮機(jī)等電器消耗的電能（W）的比值。能效比越高，說明熱水器的制熱效果越好。

請回答下列問題：

（1）制冷劑在 中汽化，在 中液化。

（2）制冷劑在工作循環(huán)過程中，將 中的熱能不斷地“搬運(yùn)”至 中。

（3）某品牌空氣能熱水器正常工作時(shí)的參數(shù)如下：

從表格中的數(shù)據(jù)可知，該空氣能熱水器正常工作1h可產(chǎn)生的熱水的體積為 L。[水的比熱容為4.2×10³J/(kg·℃)；水的密度為1.0×10³kg/m³]

甲柴油機(jī)的效率比乙柴油的效率低，這表明（   ）

A.甲的功率比乙小     B.甲做的功比乙小

C.甲消耗的柴油多     D.甲柴油機(jī)內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的百分比小

受高空落物傷人的啟示，美軍正在研制一種名為“上帝之杖”的太空武器．“上帝之杖”實(shí)質(zhì)就是高密度、耐高溫的金屬棒，它要依托太空平臺的搭載，借助小型火箭助推和高空下落產(chǎn)生的巨大動能，對地球戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施打擊，破壞力巨大．它攻擊目標(biāo)的巨大能量主要來源于（　�。�

A．小型火箭助推動能

B．與大氣摩擦產(chǎn)生的能量

C．“上帝之杖”本身的內(nèi)能

D．下落過程重力勢能轉(zhuǎn)化的動能

在四沖程汽油機(jī)的工作過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是    （    ）

A．吸氣沖程         B．壓縮沖程        

C．做功沖程          D．排氣沖程

(2006年全國初中應(yīng)用物理知識競賽題）為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計(jì)并進(jìn)行了河水含沙量的研究。

第一階段是理論分析：分別以ρ_水、ρ_沙、ρ_泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量〔稱做含沙量），導(dǎo)出了ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ_泥水、水隨含沙量x變化的圖象。

第二階段是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：在一個(gè)量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計(jì)算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ_泥水；接著再多次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計(jì)算和測量，由此得出ρ_泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ_泥水一x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析是一致的。

第三階段是實(shí)際測量：在一次山洪沖刷地面時(shí)，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56kg。.此前己經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ_沙=2.4×10³ kg/m³，于是求出了洪水中的平均含沙量。

（1)請你參與環(huán)保小組第一階段的工作，與他們一起導(dǎo)出ρ_泥水與ρ_水、ρ_沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ_泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。

 (2）請你參與環(huán)保小組第三階段的計(jì)算工作，求出洪水中的平均含沙量。