高考物理熱點分析——關注生活的變化

1、2009年高考物理熱點分析關注生活的變化一、背景材料“柴米油鹽醬醋茶”，百姓細微生活的變化，如同陽光下的一滴水珠，閃爍著“赤橙黃綠青藍紫”七彩幸福指數，折射出我國經濟社會翻天覆地的變化.一位老漢頗有感慨地說:“要說變化，生火做飯是我們這代人感觸最深的。那時的伙房就是在院子里搭一個小房，蓋一個土爐，燒不起煤，都用柴.至今，我的小兒子還記得他和姐姐撿鋸末的日子.后來別人打起了“煤糕”，算是先進了一步“蜂窩煤”的出現，人們當時感覺要是一輩子用它燒火做飯是多美的事情，既省錢，又干凈.沒有想到，現在有更干凈的煤氣出現.改革開放以來，生活真是發(fā)生了翻天覆地的變化”.隨著經濟社會的發(fā)展、經濟收入的提高，人們

2、在解決了衣、食、住的問題后，電磁爐、太陽能熱水器、抽煙機、洗衣機、微波爐、電冰箱等一大批現代高科技電器進入我國百姓之家; 在出行上有了更高的追求，代步工具由自行車到摩托車、電動自行再到車汽車的人比比皆是,我國的私人汽車擁有量成倍增加二、考點鏈接新課程將“從生活走向物理，從物理走向社會”定位于課程理念，聯系生活實際不僅可以使學生深刻地理解物理規(guī)律，同時也可以引起學生興趣，擴大學生的知識面，也是近幾年高考命題的熱點高考的許多物理問題多是以“粗糙”的生活原型中的物理現象為背景，尤其是家用電器涉及到力學、熱學、電磁學等各個方面的知識，廣泛地考查學生的推理能力、分析和綜合能力、幾何作圖和空間想象能力，因

3、而倍受命題專家青睞三、例題分析例1家用微波爐是一種利用微波的電磁能加熱食物的新型灶具，主要由磁控管、波導管、微波加熱器、爐門、直流電源、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、外殼等組成。接通電源后，220V交流變壓器，一方面在次級產生3.4V交流電對磁控管加熱，同時在次級產生2000V高壓電經整流加熱到磁控管的陰陽兩極之間，使磁控管產生頻率為2450MHz的微波，微波輸送至金屬制成的加熱器（爐腔），被來回反射，微波的電磁作用，使食物內分子高頻地運動而內外同時受熱，并能最大限度地保存食物中的微生素。（1）微波產生的微觀機理是A.振蕩電路中自由電子的運動而產生 B.原子外層電子受到激發(fā)而產生C.原子內層電子受到激發(fā)

4、而產生 D.原子核受到激發(fā)而產生（2）試計算微波輸出功率為700W的磁控管每秒產生的光子數。（3）試計算微波爐變壓器的高壓變壓比。（4）導體能反射微波，絕緣體可使用權微波透射，而食物通常含有的成份是，較易吸收微波能轉換成熱，故在使用微波爐時應。A.用金屬容器盛放食物后放入爐內加熱。B.用陶瓷容器盛放食物后放入爐內加熱器加熱。C.將微波爐置于磁性材料周圍。D.將微波爐遠離磁性材料周圍。解析：（1）根據電磁波譜內容可知，微波系振蕩電路中自由電子的運動而產生的，故本題答案為A。（2）由光量子理論可知，光子的能量與光子的頻率成正比，即Enh又EPt由上兩式可得：n將t1s,2.45×109H

5、z，h6.63×10-34J·s代入上式可得n4.3×1026(個)（3）由理想變壓器的變壓比關系可知，（4）因食物通常含有的成份是蛋白質、水、脂肪等，屬于絕緣體較易吸收微波能而轉化成熱，故在作用微波爐時應用陶瓷容器盛放食物后，放入爐內加熱器，并將微波爐遠離磁性材料周圍。故本題答案為：絕緣體，B、D。例2電冰箱是一種類型的制冷機，是用機械的方式制造人工低溫的裝置。圖1為電冰箱的原理圖，一般電冰箱使用氟里昂12，即二氯二氟甲烷（CCl2F2）作為制冷劑。試回答下列問題：（1）敘述電冰箱的工作原理。（2）一小孩看到電冰箱能制冷，便打開電冰箱使室內涼快些，試問此方法是否

6、可行？壓縮機 蒸發(fā)器 毛細管 冷凝器 圖1（3）壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環(huán)，那么下列說法中正確的是A在電冰箱的內管道中，制冷劑迅速膨脹并吸收熱量。B在電冰箱的外管道中，制冷劑迅速膨脹并放出熱量。C在電冰箱的內管道中，制冷劑劇烈壓縮吸收熱量。D在電冰箱的外管道中，制冷劑被劇烈壓縮放出熱量。解析：（1）熱量不會自發(fā)地從低溫熱源移向高溫熱源，要實現這種逆向傳熱，需要外界做功。氣態(tài)的制冷劑二氯二氟因壓縮機中經壓縮成高溫氣體，送入冷凝器，將熱量傳給空氣或水，同時制冷劑液化成液態(tài)氟里昂，再通過膨脹閥或毛細管進行節(jié)流減壓膨脹后，進入箱內蒸發(fā)器，液態(tài)氟里昂在低壓下可以在較低的溫度下蒸發(fā)

7、為氣體，在蒸發(fā)過程中制冷劑吸熱，使周圍溫度降低，產生低溫環(huán)境，蒸發(fā)后汽態(tài)的制冷劑再送入壓縮機，這樣周而復始，由外界（壓縮機）做功，系統(tǒng)（制冷劑）從低溫熱源（蒸發(fā)器）吸熱，把熱量傳到高溫熱源（冷凝器），從而在冰箱內產生低于室溫的溫度。（2）因為電冰箱的吸熱裝置（蒸發(fā)器）和散熱器（冷凝器）同處室內，因此無法使室內溫度降低，由于壓縮機不斷消耗電能做功轉化為內能，室內溫度還會升高。（3）根據前面的分析可知，本題正確答案為：A、D例3有一種太陽能、電能兩用熱水器，它接收太陽能的真空鍍膜管的總有效面積約為1.25m2，能將接收的太陽能中的40%轉化為水的內能。該電熱水器銘牌見下表：（1）晴天時，用太陽能加

8、熱，每年6月份，梅州地區(qū)向著陽光的地方平均每1m2的面積在1h內得到的太陽能為4.2×106J，如果每天接收太陽能的時間以10h計算，可以將125kg、初溫為30的水加熱到多少攝氏度？水的比熱容為c=4.2×103J/(kg·)（2）如果遇到雨天用電加熱，熱水器在額定電壓下工作時，將上述同樣質量、初溫的水加熱到同樣的溫度需多長時間？（假定所消耗的電能全部轉化為水的內能）解析：（1）依題意可知：例4下表是一輛電動自行車的部分技術指標，其中額定車速是指電動車滿載情況下在水平平直道路上以額定功率勻速行駛的速度。額定車速整車質量載重電源電源輸出電壓充電時間額定輸出功率電動

9、機額定工作電壓和電流18km/h40kg80kg36V/12Ah36V68h180W36V/6A 請參考表中數據，完成下列問題（g取10 m/s2）：（1）此車所配電動機正常工作時，內部損耗的功率是多少？（2）在行駛過程中電動車受阻力是車重（包括載重）的K倍，試計算K的大小。（3）若電動車滿載時以額定功率行駛，當車速為3m/s時的加速度為多少？解析：（1）從表中可知，輸出功率P出= 180W，輸入功率P入=UI=36×6W=216W P損=P入-P出 =36W（2）P額=f=K(M+m)g K=(3) P額=FF-K（M+m）g=（M+m）a a=0.2米/秒2 例5電熱毯、電飯鍋等

10、是人們常用的電熱式家用電器，他們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同。圖2為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要遠件有電阻絲R1、R2和自動開關S。（1）當自動開關 S閉合和斷開時，用電器分別處于什么狀態(tài)？（2）用電器由照明電路供電(U=220V )，設加熱時用電器的電功率為400W，保溫時用電器的電動功率為40W，則R1和R2分雖為多大？（3）若將圖2中的自動開關S換成理想的晶體二極管D， 圖2如圖所示，其它條件不變，求該用電器工作1小時消耗的電能。解析: 電熱式電器在人們的日常生活中有其重要應用，本題以此為背景，主要考查電路圖的識別能力與電路計算能力。（1）S閉合，處于加熱狀態(tài)；S斷開，

11、處于保溫狀態(tài)。（2）由電功率公式得 聯立解得（3）例6煤氣泄漏到不通風的廚房是很危險的。當泄漏的煤氣與廚房的空氣混合，使得混合后廚房內氣體的壓強達到1.05atm(設廚房原來的空氣壓強為1.00atm)，如果此時遇到火星就會發(fā)生爆炸。設某居民家廚房的長高寬為4m×2m×3m,且門窗封閉。煤氣管道內的壓強為4.00 atm，且在發(fā)生煤氣泄漏時管內壓強保持不變。(1)管道內多少升煤氣泄漏到該居民的廚房，遇到火星就會姓爆炸？(2)設煤氣泄漏使得廚房內的氣體壓強恰好達到1.05 atm時遇到了火星并發(fā)生了爆炸。爆炸時廚房的溫度由常溫迅速上升至2000，估算此時產生的氣體壓強是標準大

12、氣壓的多少倍？(3)從能量的角度分析爆炸前后能量轉化或轉移的情況。解析：此題以煤氣泄漏到不通風的廚房是很危險的進行設問，巧妙考查熱學中理想氣體的等溫、等容規(guī)律，以及改變內能的兩種方式。(1)居民廚房的體積為V2=24m3=24000L設有V-1升煤氣泄漏出來，將其作為研究對象，它經歷等溫過程，泄漏前后的氣壓為P1和P2。由P1V1=P2V2達到發(fā)生爆炸的氣壓條件是：P2=0.05atmV1=P2V2/P1代入數值，得V1=0.05×24000/4.00=300L(2)爆炸瞬間氣體來不及外泄，經歷的是一個等容過程。爆炸前的溫度和壓強力：T1=(27+273)K=300K P1=1.05

13、atm爆炸后的溫度和壓強為：T2=(200+273)K=2273KP2=？由等容過程P1/T1=P2/T2得 P2=(T2/T1)P1代入數值，得P2=(2273/300)×1.05atm=7.96atm8 atm(3)爆炸時，煤氣將其化學能轉化為氣體的內能，爆炸后的氣體將其內能通過發(fā)光、推動周圍的空氣膨脹產生聲波、作用于墻壁等方式轉移。四、相關練習及參考答案1有一只電熨斗，內部電路如圖3甲所示，其中M為旋鈕的內部接線端子，旋鈕有“高”“中”“低”“關”四個擋，每個擋內部接線有如圖3乙中所示的四種方式，下列判斷中正確的是圖3A.a方式為“高”擋B.b方式為“低”擋C.c方式為“關”擋

14、D.d方式為“中”擋2圖4為電冰箱的工作原理示意圖。壓縮機工作時，強迫致冷劑在冰箱內外的管道中不斷循環(huán)。在蒸發(fā)器中致冷劑汽化吸收箱體內的熱量，經過冷凝器時致冷劑液化，放出熱量到箱體外。下列說法正確的是（）A熱量可以自發(fā)地從冰箱內傳到冰箱外B電冰箱的致冷系統(tǒng)能夠不斷地把冰箱內的熱量傳到外界，是因為其消耗了電能C電冰箱的工作原理不違反熱力學第一定律 圖4D電冰箱的工作原理違反熱力學第一定律 3飲水機是一種常見的家用電器，其工作電路可簡化為如圖1412所示的電路，其中S是一溫度控制開關，當水溫升高到一定溫度時，它會自動切換，使飲水機處于保溫狀態(tài)；R0是飲水機加熱管的電阻，R是與加熱管串聯的電阻下表是

15、從其說明書中摘錄下的一些技術數據（不考慮R0、R的阻值受溫度變化的影響，表中的功率均指加熱管的功率）額定電壓220V頻率50Hz加熱功率550W保溫功率22W（1）用你學過的物理知識推理、說明開關S閉合時，飲水機是處于加熱狀態(tài)，還是處于保溫狀態(tài)（要寫出必要的推導過程才能得分）（2）求R的阻值4.電視機的顯像管中，電子束的偏轉是用磁偏轉技術實現的。電子束經過電壓為U的加速電場后，進入一圓形勻強磁場區(qū)，如圖所示。磁場方向垂直于圓面。磁場區(qū)的圓心為O,半徑為r 。當不加磁場時，電子束將通過O點打到屏幕的中心M點，為了讓電子束射到屏幕邊緣的P點，需要加磁場，是電子束偏轉一已知角度，此時磁場的磁感應強度

16、B為多少？PMO- U +電子束圖55右表是LG微波爐的部分技術參數請根據表中信息完成下列問題：(計算結果保留二位小數)冷凍室容積86L冷藏室容積120L額定電壓220V額定頻率50Hz輸入總功率125W耗電量0.55kw·h/24h (1)求該微波爐在使用微波檔工作時的額定電流 (2)若使用微波檔工作時，做一道菜需用15min，則消耗的電能是多少KW·h? (3)該微波爐在使用燒烤檔工作時的效率是(4)使用微波檔和燒烤檔都可以用來加熱食物，但它們加熱的方式是不同的，前者采用微波加熱，后者采用熱傳遞的方式(紅外線)加熱請猜測“振蕩頻率”是針對微波爐哪種工作狀態(tài)而言的?6圖6

17、是電飯煲的電路圖，S1是一個控溫開關，手動閉合后，當此開關溫度達到居里點（103 ）時，會自動斷開，S2是一個自動控溫開關，當溫度低于70 時，會自動閉合；溫度高于80 時，會自動斷開.紅燈是加熱時的指示燈，黃燈是保溫時的指示燈.分流電阻R1=R2=500 ，加熱電阻絲R3=50 ，兩燈電阻不計.圖6（1）分析電飯煲的工作原理.（2）簡要回答，如果不閉合開關S1，能將飯煮熟嗎？（3）計算加熱和保溫兩種狀態(tài)下，電飯煲消耗的電功率之比.參考答案：1解析：在電壓一定的情況下，電阻越小，消耗的功率越大.所以選項B正確2解析：由熱力學第二定律知，熱量不能自發(fā)的有低溫物體傳到高溫物體，除非施加外部的影響和

18、幫助。電冰箱把熱量從低溫的內部傳到高溫外部，需要壓縮機的幫助并消耗電能。故答案為BC。3解析：（1）根據P = UI= U2/R可知，在電壓U=220V不變時，當溫度控制開關S接通時：P = U2/（R0R）電阻R被短接飲水機的功率：P加= U2/R0 所以飲水機處于加熱狀態(tài)當溫度控制開關S斷開時：P = U2/（R0R）電阻R、R0串聯飲水機的功率：P保= U2/（R0R） 所以飲水機處于保溫狀態(tài)（2）根據題目所給表中技術數據：飲水機處于加熱狀態(tài)時： P加=550W，U =220V得R0 = U2/R0=（220V）2/550W =88 飲水機處于保溫狀態(tài)時： P保=22WU =220V得P保= U2/（R0R）所以 （R0R）= U2/ P保 =（220V）2/22W （88R）=（220V）