4（10分）(2009上海初中物理知识竞赛复赛题)如图所示的装置，可以测定每千克I00 ℃的水，在大气压下汽化成100 ℃ 的水蒸气所需吸收的热量Q。该装置的测量原理是：用加热器使水沸腾，汽化的水蒸气通过凝聚器液化后被收集在量杯中；测量加热器的发热功率及一段时间内在量杯中收集到的水的质量，根据能量守恒关系即可求出Q的值。这个汽化装置工作时的散热功率恒定不变，但散热功率的值未知。测得加热器的功率为285.0瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为28.0克；加热器的功率为100.0瓦时，在300秒时间内被冷凝和收集的液体质量为4.0克。根据以上数据，求每千克100℃的水在大气压下汽化成100 ℃的水蒸气所需吸收的热量Q。
解析：由能量守恒定律知加热系统产生的功率P=
mQ+P0. t其中m为300秒内收集到的水的质量，Q为每千克l00摄氏度的水汽化所需吸收的热量，P0为损失的功率。利用表中数据可以得到两个方程：285×
28?10-310=Q+P0.
300-3
4?10-3100×10=Q+P0.
300-3
联立解得Q=2.3125×106J。
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5．(10分) (2009全国初中应用物理知识竞赛题)为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾，我国一些地区使用了“分时电（能）表”。下表是采用分时计费前、后电费价目表：
时间范围 原电表计费方法 全天 分时电表计费方法 高峰期 6：00~22：00 单价(元／度) 0．48 0．50 低谷期 22：00~次日6：00 0．30 小明家每天要用电水壶将质量为3 kg、初温为20℃的水烧开，已知气压为1标准大气压，水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)。求： （1）．这些水被烧开需要吸收多少热量?
（2）．使用分时电表后，小明家把烧水时间安排在低谷期，若不计热量损失，仅此一项，一个月(以30天计)比原来节省多少元电费?
解析：（1）.这些水需要吸收热量：Q=cm(t2—t1)= 4.2×103×3×(100—20)J=1.0×106J。
（2）. 1.0×106J=0.28度，
可以节省电费：0.28×(0.48—0.30)×30元=1.5元。
6(2009全国初中应用物理知识竞赛题)在一些农村地区建造的沼气池，通过将农村大量的秸秆、人畜粪便发酵来获取沼气，利用沼气来烧火做饭，点灯照明。沼气池的应用，不仅使上述资源得以更好的利用，同时也给生活带来了诸多便利，使环境得以改善。这是一个一举多得的惠民工程。图9所示为一农户的水压式沼气池的剖面简图。
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说明：1．沼气池 2．水压池 3．进料口 4．密封盖 5．输气管 6．贮气室 7．沼气压力显示器 8．总阀门 9．U形管压强计(里面装有染成红色的水) l0．出料口盖板(不密封水压池，水压池仍与外面大气相通) 11．阀门
已知该农户家燃气灶的相关技术数据如下： 使用燃料 灶前压强(kPa) 额定热流量（kW) 液化石油气 2.8 普通炉 单炉 天然气 2.0 左：3.6 右：4.0 4.0 组合炉 右：3.6 人工煤气 1.0 人工沼气 0.5 左：3.6 取g=10 N／kg，水的比热容c水=4.2×l03J／(kg·℃)
（1）．根据图9所示，通过计算说明，该农户此时能否使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭?
（2）．有一天，该农户发现，沼气压强小于燃气灶的要求。为了能尽快利用沼气生火做饭，从物理学的角度看，可采取哪些措施?
（3）．若该农户所用的燃气灶是普通炉，通常情况下，普通炉中的右炉单独正常工作时，将一壶质量为2.5 kg、温度为20℃的水烧开，耗时约10 min。试估算右炉烧水的效率。
（4）．请你就如何提高燃气灶的效率问题谈淡你的设想。 解析：（1）.灶前沼气的压强p=ρ×102Pa=0.6kPa
因为p>0.5kPa，因此可以使用这个沼气池中的沼气来正常烧火做饭。 （2）.可采取的措施有：通过进料口向沼气池中加水、加料或向水压池中加
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水
gh水=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m=6.0
水等。如果通过进料口向沼气池中加适量的热水，则效果更佳。
(3).一般说来，燃气灶正常工作时，燃气的燃烧是很充分的，我们可以视为燃气完全燃烧；再把当时的大气压看作是1标准大气压。
水吸收的热量 Q吸=c水m水△t水=4.2×103×2.5×（100—20）J=8.4×105J. 燃气灶所放出的热量 Q放=Pt=4.0×103×10×60J=2.4×106
8.4?105 右炉烧水的效率η=×100%=×100%=35%。 62.4?10Q放Q吸(4.)提高燃气灶热效率的设想如下：适当选用额定流量较大的炉具以缩短加热时间，从而缩短向环境散热时间，以减少热损失；及时清除水壶底部的水垢，以加快热传递；烧水时，水壶最好加盖。
7、（18分）(2009全国初中应用物理知识竞赛复赛题)
阅读资料并回答问题：
干湿温度计是一种既能测量空气温度，又能测量空气相对湿度的常用测量仪器(某一温度下，空气中水蒸气量与该温度下饱和水蒸气量的比值叫做该温度下的空气相对湿度，以百分数表示；饱和气是指一定温度下，一定数量空气中所能最大限度容纳的水蒸气量)。如图4甲所示，仪器上有两支相同的温度计并列地安装在同一刻度板上(图4乙为其背面)，其中一支温度计的测温泡外面裹有被水浸湿的棉纱，这一支温度计即为“湿”温度计；另一支温度计的测温泡直接裸露在空气中，这一支温度计即为“干”温度计。还有一个可根据干、湿温度计的示数来确定空气相对湿度的转盘式标尺。
(1)．通常情况下，湿温度计的示数比干温度计的示数稍低一些，这是为什么? (2)．转盘式标尺由两个同轴的圆盘组成，其中外盘是固定的，上面标有对应“湿温度计”温度值的0～40刻度线及表示相对湿度值的10～100刻度线；内盘可以绕轴转动，上面标有对应“干温度计”温度值的0～40刻度线及“相对湿度％”字样。转动内盘，当内、外盘上的相同温度值对准时，“相对湿度”的箭头正好指向100，表明空气的相对湿度为100％，如图4丙所示。
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请你根据以上信息，说明如何根据干、湿温度计的示数，使用这个转盘式标尺来确定出空气的相对湿度。
(3)．中午，小宏看到干温度计的示数为26.0℃，湿温度计示数为22.0℃。到了晚上，小宏看到干温度计的示数为16.0℃，湿温度计示数为12.0℃。请思考并回答：
①关于中午和晚上空气的相对湿度，以下说法正确的是( ) A．中午和晚上空气的相对湿度相同
B．因为中午和晚上气温不同，所以无法比较中午和晚上空气相对湿度的大小
C．中午空气的相对湿度大。 D．晚上空气的相对湿度大。
②请你简要地说明选择该答案的理由。 解答：
(1)．通常情况下，由于湿棉纱上的水蒸发吸热，使湿温度计的测温泡温度低于周围大气温度，进而湿温度计的示数比干温度计的示数稍低。
（2）．先分别读取干、湿两支温度计的示数t1、t2，
然后转动内盘，当内盘上的温度值t1与外盘上的温度值t2对准时，“相对湿度”的箭头所指数值即为相对湿度值。
（3）①C
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