初中物理热量的计算实验题

用如图所示装置做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验。

（1）由表格中 数据可知，本次实验应选用测温物质为　　的温度计；

测温物质	凝固点/℃	沸点/℃
酒精	﹣117	78
水银	﹣39	357

（2）水沸腾时，烧杯上方会出现大量“白气”，“白气”和　　（从“冰”、“霜”、“露”、“雪”自然现象中选填）的形成过程中发生了相同的物态变化；

（2）若要将烧杯中100g的水加热升温50℃，则至少要消耗　 　g酒精，已知实验中酒精完全燃烧释放的热量有50%被水吸收，水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），酒精的热值为3.0×10⁷J/kg。

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： $c_{油}=$　　 $J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$。

阅读下面的短文，回答问题。
空气能热水器在我国是一种新型的热水器．它的工作原理如图所示，其中压缩机、冷凝器、配套节流器件、蒸发器组成了热泵，热泵中封装了沸点很低的制冷剂．热泵工作过程：①液态制冷剂经过配套节流器件缓慢地进入蒸发器，在蒸发器中迅速汽化，并从空气中吸收热量；②制冷剂汽化生成的蒸气进入压缩机被压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器；③在冷凝器中，高温高压的蒸气将热传递给水箱中的冷水并发生液化；④低温低压的液体经过配套节流装置后再次进入蒸发器中进行下一个循环．某品牌两种型号空气能热水器的测定参数如上右表(在环境温度20℃，进水温度20℃时测定)：
（1）水箱中水的温度升高，是通过      方式增加了水的内能。
（2）查表可知型号A的热水产率为120L/h，它的物理意义是A型空气能热水器工作1h可以使120L的水温度升高35℃．由此可推算，A型热水器工作1h，使水箱中水获得能量是      J，制热的功率是      kW。[水的比热容c_水 =4.2×10³J/(kg•℃)]
（3）这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W时，能效比η="Q/W," 则A型热水器的能效比为      。(结算结果取整数)
（4）若B型热水器能效比与A型热水器相同，而出水温度只要求达到45℃时，则它工作1h能产热水      L。

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。

【云南省昆明市2015年中考物理试题】木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：

燃料的质量/g	100	200	300	400
燃料完全燃烧放出的热量[	Q木柴／J	1.3×10^6	2.6×10^6	3.9×10^6	5.2×10^6
Q焦炭／J	3.0×10^6	6.0×10^6	9.0×10^6	12.0×10^6
Q木炭/J	3.4×10^6	6.8×10^6	10.2×10^6	13.6×10^6

（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是____的；
对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越____。
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料 ，       和       的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为__  __，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧0.01m³的天然气放出的热量是____  __ __J；如果这些热量完全用于加热水，可使__  ___kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__  ____  __（答一个即可）。[q_天然气=4.2×l0⁷J／m³， C_水=4.2×l0³J/（kg．℃）]
（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入____来描述，我们总是希望它的值越__  __越好。

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。

如图所示，是小臣同学改进后的探究甲、乙两种不同液体吸热能力大小的实验，用相同的电加热器加热，即：R_甲 = R_乙。

（1）实验中用电加热器在液体内部加热来替代酒精灯，以及用封闭的烧瓶代替敞口的烧杯，这些改进都是为了               ，从而可以减小实验误差。
（2）实验中甲、乙两液体初温相同，还必须控制甲、乙两液体的       相同。
（3）闭合开关，发现乙烧瓶中的温度计示数上升的比甲快，说明乙液体的吸热能力比甲液体     （选填“大”或“小”）。
（4）如果换用两个不同的电加热器即R_甲 >R_乙，两烧瓶中装入质量相等的煤油，还可以用这个装置探究电流做功多少与        的关系。

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”）。

氢气是有巨大发展前景的绿色能源。有人设想用电解水的方法制取氢气,作为开发氢能源的一种途径，并做了如下实验，让我们来考察实验结果，看这样做是否可行。
（1）实验表明在电压为220V、电流为2A的条件下，通电20min可以电解9g的水，求电解这些水所消耗的电能？
（2）已知氢气热值为2×10⁸J／kg,若使电解9g水所产生的氢气完全燃烧，（注意水在通电的条件下可以产生氢气和氧气，切记、切记）则氢气完全燃烧能产生多少热量？
（3）根据以上计算结果分析，用这种电解水的方法开发氢能源是否可行，并说明理由。

在探究“冰的熔化特点”的实验中，如图甲所示是某时刻温度计的示数，图乙所示是根据实验数据绘制的温度一时间关系图象，已知冰的质量为 $100g$。

（1）图甲所示温度计的示数是　        　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）冰从开始熔化到完全熔化持续了　        　 $\mathit{min}$。

（3）物质在第 $5\mathit{min}$具有的内能比第 $7\mathit{min}$时的内能　           　。

（4）设相同时间内物质吸收的热量相同，则 $\mathit{BC}$阶段物质 共吸收了　      　 $J$的热量。 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)]$

（5）在图乙所示中， $\mathit{AB}$段与 $\mathit{CD}$段的倾斜程度不同，这是因为　          　。

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　       　。

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　　。

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）

小华同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示，然后利用图乙所示装置对 $100g$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。图丙是他根据记录的数据绘制的温度 $--$时间图象，根据图甲和图丙图象可知：

（1）图甲中温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段中 $C$点处物质的内能　　 $B$点处物质的内能（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$，理由是　　；

（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则 $\mathit{BC}$阶段物质共吸收了　　 $J$的热量 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；

（4）由丙图可以看出 $\mathit{AB}$、 $\mathit{CD}$段升高的温度相同，但 $\mathit{CD}$段加热的时间长，其原因是　　。

随着人们生活水平的不断提高，各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：

⑴小汽车的外形设计成流线型(如图所示)，当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力           （大于/等于/小于）静止时对路面的压力，其原因是     。
⑵汽车发动机工作时，缸体的温度很高，为确保发动机正常工作，需对缸体进行冷却。汽车发动机常用水作为冷却剂，这主要利用了水的                 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是           J。
⑶你还发现小汽车的哪些设计和使用过程中的哪些现象与物理知识有关？试举一例（要求写出设计或现象，以及所涉及的物理知识）。
示例：设计或现象：高速行驶的汽车急刹车后还要滑行一段距离。
涉及的物理知识：物体具有惯性。
设计或现象：                                                           。
涉及的物理知识：                                                  。
⑷“五·一”期间，小明一家开车外出旅游，途中看到如图所示的限速牌。小明用了10min的时间通过了这段10km长的限速路段，请你通过计算说明他超速了吗？近期，我国又加大了对超速和酒后驾车的查处力度。请你写一句相关的警示语，以提醒司机朋友一定要按交通法规驾车。

⑸小汽车给人们带来诸多方便，但也造成了一些负面影响，如能源消耗、尾气污染、噪声污染、交通阻塞等。请你从可持续发展的角度，就如何减小汽车的负面影响，提出一条合理化建议：                                                      。