初中物理热量的计算实验题

请按要求完成下列实验：

小杜同学进行"探究冰熔化时温度的变化规律"的实验，图甲所示，此时温度计的示数为 　　 。图乙是根据实验数据画出的图像，图像中 　　（选填" "" "或" " 段表示冰的熔化过程；若实验中冰的质量为 ，它在 段升温过程中吸收的热量为 　　 。

取 $20g$ 冰，用如图所示的装置做"探究冰熔化特点"实验。

（1）冰由 $-{10}^{°}\text{C}$ 到 $-5^{°}\text{C}$ 吸收热量 　　 $J$ ，冰在熔化过程中，吸收热量，温度 　　。 $\left[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（2）试管内冰全部熔化后，持续加热，试管内水 　　（选填"能"或"不能" $)$ 沸腾。

在”观察水的沸腾”实验中，如图甲所示，在烧瓶中加入 $200g$水，加热并从 ${90}^{°}\text{C}$开始记录温度，每隔 $1\mathit{min}$记录一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间为止。数据记录表格如下：

记录次数	第一次	第二次	第三次	第四次	第五次	第六次	第七次
温度 ${/}^{°}\text{C}$	90	92	94	95	98	98	98

（1）水在沸腾过程中吸收热量，温度　          　。

（2）水沸腾时，瓶口不断冒出”白气”，该现象的物态变化名称是　        　。

（3）若不考虑水的质量损失，从开始记录温度到水刚沸腾的过程中，水吸收的热量为　      　 $J[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$。

（4）完成实验后，移走酒精灯，当水停止沸腾时，用连有注射器的橡皮塞塞住烧瓶口，然后向外拉注射器活塞，如图乙所示，会看到烧瓶中的水重新沸腾起来，这是因为　       　。

根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下，物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所示的实验，在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与一重物相连，当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里的水温度升高，结合水的比热计算出水中增加的内能。以此验证水的内能增加量与重物的重力做功多少是否相等。

（1）为了完成此实验，除已提供质量的电子天平外，还需要的测量工具有　　。

（2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种现象的一种原因　　。

（3）改进实验后，获得那如表数据，规律得到验证。

实验序号	重物质量（千克）	下降高度（米 $)$	升高温度 ${(}^{°}\text{C})$
1	20	5	0.5
2	20	10	1.0
3	20	15	1.5
4	10	10	0.5
5	30	10	1.5
6	40	10	2.0

若使容器内相同质量水的温度升高 ${2.5}^{°}\text{C}$，则25千克的重物需下降　　米。

在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中 $R_1>R_2$

实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系

（1）请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；

（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制　　；电阻丝放出热量的多少，通过　　来进行判断；

（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝 $R_1$加热的煤油温度升高了△ $t_1$，用电阻丝 $R_2$加热的煤油温度升高了△ $t_2$，那么△ $t_1$　　△ $t_2$（选填“大于”，“等于”或“小于“ $)$。

实验二：探究电流产生的热量与电流的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝 $R_1$（或 $R_2)$加热的煤油，温度升高量△ $t_1$’（或△ $t_2$’ $)$　　2△ $t_1$（或2△ $t_2)$（选填“大于”，“等于”或“小于” $)$，该实验说明电流产生的热量与电流　　正比例关系。

（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是　　。

如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：

（1）两个相同的烧杯中装有　　相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。

（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量　　（填“相同”或“不相同” $)$，计算出煤油的比热容是　　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

小华同学利用图甲所示装置对适量的冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图乙是他根据记录的数据绘制的温度 $~$时间图象，根据图象回答：

（1）冰属于　　（选填“晶体”或“非晶体” $)$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段物质处于　　状态；

（3）冰熔化过程所用的时间为　　 $\mathit{min}$；

（4）从图乙可以推断出冰的比热容　　水的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。

如图所示是某款电养生壶及其铭牌的部分参数，当养生壶正常工作时，求：

额定电压	$220V$
频率	$50\mathit{Hz}$
额定功率	$1100W$
容量	$1L$

（1）养生壶正常工作的电阻。

（2）若该养生壶的加热效率为 $80\%$，在标准大气压下，将初温是 ${12}^{°}\text{C}$的一壶水烧开，需要多长时间？ $(c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$， ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3]$

（3）在物理综合实践活动中，小明和小丽同学利用所学习的物理知识，合作测量养生壶的实际功率。电表上标着“ $1200r/(\mathit{kW}·h)$”，他们把家中的其他用电器都与电源断开，仅让养生壶接入电路中烧水， $2\mathit{min}$电能表的转盘转了 $40r$，求电养生壶的实际功率。

小明用甲图装置，探究固体熔化现律”，记录的实验数据如表所示：

时间 $\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6	7
温度 ${/}^{°}\text{C}$	$-4$	$-2$	0	0	0	0	1	2

（1）请根据实验数据在乙图中作出固体熔化的图象。

（2）根据做出的图象，可以判断此固体是　      　（选填“晶体”或“非晶体）。

（3）通过数据分析得出，该物质在固体状态下的比热容　       　它在液体状态下的比热容（选填“大于”等于”或“小于”）。

运用知识解决问题：

（1）叉鱼时要瞄准鱼的下方，因为水中的鱼反射的光在水面发生折射，折射光线　　法线，人逆着折射光线看到水中鱼的虚像在其　　（填“上方”或“下方” $)$。

（2）请画出图1中经凹透镜折射后的光线。

（3）如图2是 $200g$冰的熔化图象，它在 $\mathit{CD}$段吸收的热量是多少？（请写出计算过程）

探究固体熔化时温度的变化规律。

如图甲所示，用“水浴法”给试管中某固态物质加热，得到该物质温度随时间变化的图象如图乙所示。

（1）采用“水浴法”加热的优点是　          　。

（2）由图象可知，该固体是　      　（选填“晶体”或“非晶体”），图象中的　     　（选填“ $\mathit{AB}$”“ $\mathit{BC}$”或“ $\mathit{CD}$”）段表示它的熔化过程，该物质在 $\mathit{AB}$段的比热容　     　（选填“大于”“等于”或“小于”） $\mathit{CD}$段的比热容。

小溪用如图甲所示的实验装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。

（1）某时刻温度计的示数如图甲所示，此时的水温为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）当水沸腾时，小溪观察到水中出现大量上升、变　　的气泡，水温　　（填“继续升高”或“保持不变” $)$。

（3）小溪又将装有某种固体粉末的试管放在实验中的沸水中加热，并根据记录的实验数据绘制了试管内物质的温度随时间变化的图象，如图乙所示，由图象可知：

①该物质属于　　（填“晶体”或“非晶体” $)$。

②在 $t_1~t_2$过程中，该物质的内能　　（填“增大”、“减小”或“不变” $)$。

③该物质在　　（填“固态”或“液态” $)$时的吸热能力更强。

如图甲是小鹏探究“水和油沸腾时温度变化的特点”的实验装置，两个试管中分别装有初温相同的水和油，相同时间两试管中的液体吸收的热量相同。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

（1）实验进行一段时间后，放在油中温度计的示数如图甲所示为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）沸腾前加热过程中，液体温度升高，这是通过　　方式增加了液体的内能。

（3）实验过程中两个温度计示数随时间变化的图象如图乙所示，分析图象可知，液体沸腾时，吸收热量，温度　　。水的沸点低于 ${100}^{°}\text{C}$，原因是此时气压　　（填“高于”“等于”或“低于” $)$标准大气压。

（4）若试管中油的质量为水质量的2倍，由图象可知： $c_{油}=$　　 $J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$。

近几年来，大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。某用户在使用天然气灶加热水时，完全燃烧了 $0.05m^3$的天然气，将 $3\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${80}^{°}\text{C}$．已知水的比热容是 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值是 $3.6\times {10}^{7}J/m^3$．试求：

（1）天然气完全燃烧放出的热量是多少？

（2）水吸收的热量是多少？

（3）该天然气灶加热这些水的效率是多少？

图中是一款家用电热水器简化电路图，它有高温和低温两个挡位，高温挡功率为 $3300W$． $R_1$、 $R_2$均为加热电阻丝， $R_1$的阻值为 $55\Omega$． $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

求：（1）低温挡时通过 $R_1$的电流。

（2） $R_2$的阻值。

（3）如果不计热量损失，用高温挡把 $50\mathit{kg}$的水，从 ${27}^{°}\text{C}$加热到 ${60}^{°}\text{C}$，需要的时间。