比热容实验计算题.docx
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比热容实验计算题
2013-9-8
三、实验探究题（共15小题。
）
14.小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。
他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
（1）为保证实验的准确性，实验前除了取大小.厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其它因素，即保持烧瓶相同.水的初温相同.环境因素相同和相同。
（2）按照计划操作，小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中：
时间
t/min
0
10
20
30
40
…
150
180
泡沫塑料组水温
T1/℃
80
64
55
50
41
…
21
20
棉絮组水温
T2/℃
80
56
43
32
28
…
20
20
分析上表数据可知：
他们实验时的室内温度是______℃。
经过40min后，泡沫塑料包的烧瓶水温降低了_______℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了_____℃，由此可以得出的实验结论是：
。
（3）除了采用相同的时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用_________________________方法来比较这两种材料的保温性能。
15.为了探究物体吸收的热量与哪些因素有关，物理兴趣小组的同学们进行了种种的猜想。
（1）经过实验探究，证实了他们的三种猜想是正确的：
即物体吸收的热量除了与物体的种类有关，还与物体的质量和______________有关。
（2）为了验证吸收热量的多少与物质的种类有关，他们设计了如图17所示的实验，小明同学针对此实验列出了以下四点注意事项：
A.两个烧杯及杯中的电加热器必须是相同的；
B.杯中装的煤油和水的质量必须相等；
C.煤油和水的吸热时间必须相同；
D.煤油和水的温度变化必须相同
图17
为了验证吸收热量的多少与物质种类的关系，以上注意事项中，你认为____________点（填“A”、“B”、“C”或“D”）是必须去掉的。
（3）物理兴趣小组的同学们是通过在煤油和水的质量、温度变化相同的情况下比较______________得知水和煤油吸收的热量是不同的。
16.晚上小吴在家中正欣赏着音响里传出的交响乐，忽然停电了.他将蜡烛点亮后放在音箱前面.过了一会儿来电了，交响乐又响起来.小吴从挂在墙上的镜子里发现音箱前面的烛焰在摇曳，仔细观察还发现当音箱音量突然变大时，烛焰摇曳得更明显.
（1）烛焰没有受风的影响.进一步研究，发现蜡烛越靠近音箱，烛焰摇曳得越明显，由此可确定烛焰的摇曳是受__________的影响所致.
（2）他在镜子中看见的蜡烛是通过__________后形成的__________（填“实”或“虚”）像.
（3）当蜡烛越靠近音箱时，蜡烛在镜中像的大小将__________（填“变大”、“变小”或“不变”）.
（4）上述现象中，除与响度知识有关外，相关的声的知识还有（写出两例）：
______________________________________________________________________
17.小组成员想到：
质量相同的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是否相同呢?
他们在相同的烧杯中分别装上了100g的冰和萘，用同样的酒精灯加热，并用表测出它们熔化过程所用的时间，记录的数据如表所示。
物质
熔化时间/min
冰
12
萘
5
（1）分析实验数据，可以得出结论：
质量___________的不同晶体熔化成液体时吸收的热量是___________的.
（2）通过查找资料，他们知道为了表示晶体的这种性质，物理学中引入了熔化热这个物理量.仿照比热容的定义，可知：
___________的某种晶体熔化成同温度的液体时___________的热量，叫做这种晶体的熔化热.用字母
表示.
（3）他们还查得：
冰的熔化热为3.35×105J／kg，请你算出：
烧杯中的冰从图中的B点加热到D点共吸收了多少热量?
18.如图所示，在一个厚壁玻璃筒里放一块浸过乙醚的棉花，把活塞迅速地压下去，棉花会燃烧，这是因为压缩筒内空气______，空气的______增加，______升高，达到了乙醚的着火点，棉花才燃烧起来，此实验说明了______。
19.课堂上，杨老师将断成两段的均匀圆柱形铅块A、B的两端面磨平.将磨平的端面相对，用力压紧，两段铅块合在了一起，就象没有断开过一样。
接着杨老师按图02的方式把合在一起的铅块竖直悬挂于铁架台上，然后在铅块下面悬吊了多个钩码.两铅块仍未分离。
面对出乎意料的现象，同学们议论纷纷。
（1）上述实验说明了什么呢？
同桌的小李、小赵同学分别谈了自己的看法（见图21）。
你的看法是________.
（2）为了粗略地测出图20所示状态下铅块A、B的接触面单位面积上A对B的分子作用力大小，小李、小赵同学找来了以下器材：
A.刻度尺B.停表C.弹簧测力计D.温度计E.量筒
①他们应该选择的器材是其中的________（填器材的字母代号）；
②他们应该直接测量的物理量是________（填所测物理量的名称和符号）；
③用测得的物理量表示出的单位面积上A对B的分予作用力大小是________.
20.为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：
A.在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；
B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温；
C.在烧杯中，分别放人功率相同的电热器，加热时间相同；
D.用温度计分别测出水和煤油的末温。
小聪认为：
（1）步骤A存在的错误是：
_________________________________________,
应改为____________________________________________________;
（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油_____________________________.
（3）步骤B和D是为了得出水和煤油的_________________________________.
21.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
他得到如下数据
物质
次数
质量m/kg
升高的温度Δt/℃
加热的时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
（1）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的有关。
（2）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
。
22.为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图16所示的实验：
在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
（1）在此实验中用表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：
质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的
热量（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，（选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。
质量
/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
23.为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了下图所示的实验：
在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
（１）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______.
（２）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量______（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量.
（３）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，______（选填“沙子”或“水”）升高的温度更高.
（４）实验中有些同学发现：
刚开始加热时，情况与（3）结论不符，你认为可能的原因是：
_________________________________________.
24.如图甲所示是教科书上提供的“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
实验方法是：
用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热，在吸收热量相同时，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。
小雨经过分析思考，将实验装置加以改进，如图乙所示。
（1）与图甲的实验装置相比，图乙的优点是：
更容易控制___________相同。
（2）图乙的实验操作中存在一处错误：
没有控制________相同。
25.
两个实验小组分别探究“冰熔化时温度的变化规律”和“蜡熔化时温度的变化规律”。
（1）其中一个实验小组安装的实验装置如图。
该装置存在的不足是_______。
（2）改正实验后，两实验小组记录数据汇总如下表：
时间／min
0
1
2
3
4
5
6
7
…
冰的温度／℃
-20
0
0
0
0
10
20
30
…
冰的状态
固态
固、液
固、液
固、液
固、液
液态
液态
液态
…
蜡的温度／℃
35.0
40.0
45.0
49.5
54.0
58.3
62.5
66.6
…
蜡的状态
固态
固态
固态
粘稠
变稀
液态
液态
液态
…
分析表格中的数据，你发现冰与蜡在熔化过程中的不同点是：
______________
（3）在上表所示实验中的第1分钟末至第3分钟末的时间内，下列说法正确的是_______。
A.冰不断吸收热量，内能不变B.冰不断吸收热量，内能增加
C.蜡不断吸收热量，内能不变
（4）下图是其中一个实验小组画出的冰熔化时温度随时间变化的图象，请你利用图象分析说明冰的比热容小于水的比热容（假定每分钟受热物质吸收热量相等）。
26.
用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”.在两个相同烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾.
（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水
高.其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的
沸点为__________℃.
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收
的热量比水__________（选填“多”或“少”）.
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水
比热容大的结论？
答：
________________；其原因是：
_____________________
27.图18所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置.
①加热过程中，用搅棒搅动的目的是_________________；水和煤油吸热的多少是通过_______________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是______________（填字母）
A.采用相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等）
B.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
C.使用相同的烧杯
28.为了比较甲、乙两种液体的比热容，小红进行了如下的实验：
（1）在两个相同的烧杯中分别装入甲、乙两种液体，先用天平称出甲液体的质量，当天平平衡时，天平右盘中的砝码数和游码的位置如图8所示，每个烧杯的质量为100g，则甲液体的质量为______________g；然后同样称出相等质量的乙液体。
（2）用温度计分别测出甲、乙两种液体的初温，其示数都如图9所示，则两种液体的初温均为℃。
（3）用两个相同的酒精灯分别给甲、乙两种液体加热，当它们升高相同的温度时，甲所用的时间为t1，乙所用的时间为t2。
若t1>t2，则吸收热量较多的液体是_____________，比热容较大的液体是（选填“甲”或“乙”）。
参考答案（
14.①热水质量相同； ②20；39；52；泡沫塑料的保温性能比棉絮要好； ③降低相同的温度时，比较所用时间的长短
15.
（1）温度变化（升高温度）；
（2）C；（3）加热时间
16.
（1）声波（或交响乐音，或音箱）
（2）光的反射（或平面镜成像，或镜面反射）虚
（3）不变
（4）声音是由物体振动产生的；声音可以传递能量.（或声音引以在空气中传播）
17.
（1）相同不同
（2）单位质量吸收
（3）Q吸=Q1+Q2=
m+cm（t－t0）=3.35×103×0.1J+4.2×103×0.1×（100－0）J=7.55×104J.
18.做功，内能，温度，气体被压缩时内能增加。
19.
（1）（1分）上述实验说明分子之间存在相互作用的引力，或上述实验能够说明分子之间存在相互作用的引力，但不能说明分子之间不存在相互作用的斥力，或在图示状态下分子之间的相互作用力表现为引力等
（2）（5分）①AC（1分）②铅块B和所挂钩码的重力G，铅块A或B的横截面直径d（各1分，共2分）③4G/（
）（2分）说明：
本题各问中，只要解答合理，也给分。
20.
（1）装入等体积的水和煤油；装入等质量的水和煤油
（2）吸收相同的热量
（3）温度升高的度数或温度变化
21.⑴质量⑵质量相同的不同物质（或水和煤油）升高相同的温度，吸收的热量不相同（或加热的时间不相同）。
22.
（1）酒精灯加热时间
（2）大于（3）沙子
23.
（1）吸热多少；
（2）沙子；（4）未及时搅拌（开始时沙子是湿的）
24.
（1）食用油和水吸收的热量
（2）食用油和水的质量。
25.
（1）受热物质受热不均匀（1分）
（2）冰有一定的熔化温度，蜡没有一定的熔化温度（1分）
（3）B（1分）
（4）从图象看出，第1分钟内的冰和第5分钟内的水吸收了相同的热量，二者质量相等，但冰升高的温度高，根据
可知，冰的比热容小于水的比热容。
（1分）
26.（6分）
（1）98
（2）多（3）不 实验中没有保持二者质量和升高的温度相同
27.①使液体均匀受热加热时间②B
28.
（1）82（1分）
（2）19（1分）（3）甲（1分）；甲（1分）
2013-9-8
命题人：
学号________.姓名________.
请将卷Ⅰ中你认为正确的代号填在下面答题栏中）
四、计算题（共20小题。
）
1.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5PA.,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），求：
（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
（3）汽油机的功率
2.随着人们生活水平的提高.轿车已逐步进入我国普通百姓家中 已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油（1L＝10-3m3），汽油 的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg.则
（1）10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_________J.
（2）该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg.
（3）当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于________N.
3.有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如右表所示.将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水.
（1）若它的底部支架与水平台面的接触面积为0.3m2，求它对台面的压力和压强.（取g＝10N/kg）
（2）泰州地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×106J.若该热水器接受太阳能的有效面积为1.5m2，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？
若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？
[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]
（3）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气（热值q＝4.2×107J/kg）来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
（4）请你：
①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）
4.北方城乡冬天大都以煤炉.暖气等设备取暖。
若某家的一间房一昼夜需1.008×108J的热量来保持室内温度不降低。
（1）若以完全燃烧烟煤（热值q煤=3.0×107J/kg）来获得这些热量，需要多少kg的烟煤？
（2）若以热水流进流出暖气片降温10℃放出这些热量，则流过这些暖气片的热水质量是多少kg？
（水的比热容C水=4.2×103J/（kg·℃），）
5.质量相等.初温相同的水和某种液体，用两个相同的电加热器分别给它们加热，每隔一分钟分
别记录一次水和某种液体的温度，测得数据如下表。
项目
水
某种液体
时间（分）
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
温度（℃）
15
16
17
18
19
20
15
17
19
21
23
25
（1）根据测得数据求出该液体的比热；
（2）要使40g该液体温度升高到30℃需要吸收多少热量？
6.我市在抓好经济发展的同时，还注意抓好生态环境工作，发动群众大量植树造林，森林覆盖率较高，居全国先进行列.植树造林既可提高农民经济收入，又可以优化生态环境，调节气温.据某新闻媒体报道，一万平方米的森林每秒钟吸收的太阳能约为1.2×l05J，如果这些太阳能全部被初温为25℃，质量为50kg的干泥土所吸收，那么可使这些干泥土的温度升高到多少℃?
[干泥土的比热容c=0.8×103J／（kg·℃）]
7.小明家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃.
问：
在这4h内水吸收了多少热量?
若这些热量由效率为20％的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?
[水的比热容c水＝4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值g＝3.0×107J/kg]
8.
太阳能热水器深受广大用户的青睐，下图12是雅典牌太阳能热水器。
问：
（1）与其它形式的能量相比，太阳能具有哪些优点？
（写出两点即可）
图12
（2）该热水器注满水时，水的总质量是140kg，如果这些水吸收了2.94xl07J的太阳能，它的温度会升高多少0C？
（C水=4．2×l０3J／（kg·0C）
9.完全燃烧210g某种燃料，放出6.3×106J的热量，这种燃料的热值是多少？
如果这些热量全部被水吸收，能使多少水的温度从20℃升高到100℃？
（水的比热容为c＝4.2×103J/（kg·℃））
10.用简易太阳能热水器代替燃料加热水不仅很方便，还能节约能源，如果水箱内装水60kg，玻璃盖面积为0.84m2，地球上垂直于太阳光线的表面太阳辐射热为7.56×104J（min·m2），水箱吸收太阳能的效率为50％。
如果在不考虑水散热的情况下，随时调整水箱位置，使太阳光总能垂直射入玻璃盖，请计算晒水4小时后水温升高多少？
11.某校每天将1000kg.20℃的水烧开供师生饮用。
（1）请计算每天烧开这些水至少需要多少热量？
（2）若烧开水的炉子用干木柴作燃料，每天至少需要多少干木柴？
[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）；干木柴的热值取1.2×107J/kg；水的沸点以100℃计]
12.森林是一巨大的天然“氧吧”，因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气.小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，做了如下实验：
用一脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2，经太阳垂直照射15min，温度升高了5℃.请计算：
（1）实验时6kg的水吸收了多少热量？
（2）若地表植物接收太阳能的能力与水相等，每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳？
（3）100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气？
（若绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气）
13.实验室某玻璃瓶中盛有质量为140g、体积为l.72×10-4m3的酒精。
已知酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
试求：
（1）瓶中酒精的密度。
（2）将这些酒精完全燃烧，可放出多少热量？
（3）这些热量能使20kg的水温度升高多少度？
14.装有50kg水的太阳能热水器，在阳光照射下，水温从20℃上升到50℃。
该热水器中水
吸收的热量是多少？
［C水＝4.2×103J/（kg·℃）］（3分）
15.现在许多地方都用上了“西气东输”的天然气.表格中是某燃气热水器的技术参数：
其中“温升25℃热水产率8L/min”含义是：
每分钟进水8L，并可使水的温度升高25℃；“额定热负荷16kW”表示的含义：
是热水器每秒钟能够产生的最大热量是16kJ.
产品名称
燃气热水器
燃气种类
天然气
温升25℃热水产率：
8L/min
额定热负荷
16kW
（1）热水器正常工作1min时水所吸收热量是多少？
（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）.
（2）已知天然气的热值为8×107J/m3，热水器每分钟消耗的天然气为26.25dm3，那么热水器的效率η为多少？
（3）你认为使用天然气的好处是什么？
怎样保证天然气的供应？
（各答出一点即可.）
16.安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用.如图20所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃.［c水=4.2×103J/（kg·℃）］
（1）水吸收的太阳能是多少?
（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量?
[q干木柴=1.2×107J/kg]
17.某型号小轿车油箱的容积是60升，所用的燃料是密度为0.71×103kg/m3的汽油。
（1）该车油箱最多能装多少kg的汽油？
（2）如果该车的总质量是1500kg，4个车轮的轮胎对地面的压强都是2×105Pa，求车的总重量是多少？
车与地面接触的总面积是多少（g取10N/kg）？
（3）该车以20m/s的速度匀速行驶100km时消耗的燃料是5kg，如果汽油的热值是4.6×107J/kg，汽车发动机的输出功率是12kW，求有用功和发动机的热机效率分别是多少（保留两位有效数字）？
18.上海世博会的主题是“城市，让生活更美好”.为了倡导低碳生活，太阳能热水器被广泛应用于现代生活.
下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息：
太阳照射时间／h
太阳能转换为水的内能的效率
热水器最大水容量／L
10
50％
100
水升高的温度／℃
水的比热容／[J·（kg·℃）－1]
水的密度／（kg·m－3）
60
4.2×103
1.0×103
注：
1L=10－3m3
请根据上表信息，通过计算回答问题.
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