初中物理热量的计算试题

小玲在探究水的沸腾实验中，用酒精灯给初温 ${20}^{°}\text{C}$，质量 $100g$的水加热 $7\mathit{min}$，共消耗了 $4\times {10}^{-3}\mathit{kg}$酒精，此过程是通过　         　的方式改变水的内能。若这些酒精完全燃烧放出热量的 $30\%$被水吸收（假设水质量保持不变），则水的末温为　         　 ${}^{°}\text{C}$；实验后小玲感叹到：“ $70\%$的热量都被浪费了，还污染环境 $!$”为提高加热效率，请提出一条建议　         　。 $(q_{\mathit{酒精}}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$，标准大气压环境）

如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第 $6\mathit{min}$时的内能　　第 $8\mathit{min}$时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于” $)$；该物质在 $\mathit{CD}$段的比热容是 $\mathit{AB}$段比热容的　　倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）。

质量之比为 $2:3$的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为 $7:5$时，升高的温度之比为 $6:5$，则甲、乙的比热容之比为　　。

小李家使用的燃气热水器，将 $30\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${45}^{°}\text{C}$，消耗了 $0.15m^3$的天然气。已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，天然气的热值为 $4\times {10}^{7}J/m^3$，则下列与该过程有关的计算结果和分析正确的是 $($　　 $)$

A．水吸收的热量与水的末温成正比

B．水吸收的热量是 $3.15\times {10}^{5}J$

C．热水器的能量转化效率是 $52.5\%$

D．热水器的能量转化效率与环境温度无关

在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有 ${20}^{°}\text{C}$、质量为 $100g$的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精 $3g$。 $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，酒精的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}]$求：

（1）水吸收的热量是多少？

（2）此过程中酒精灯烧水的热效率。

（3）科学研究表明： $1g{100}^{°}\text{C}$的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收 $2.26\times {10}^{3}J$的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象，同时发现水的质量减少了 $5g$，求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。

如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的 　    　冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×10 ⁶J，这些能量相当于完全燃烧 　    　m ³的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将 　    　kg20℃的水烧开。（c _水＝4.2×10 ³J/（kg•℃）；q _天然气＝4×10 ⁷J/m ³）

某科技兴趣小组设计了一个简易保温箱，电路原理如图甲所示，虚线框内为加热电路部分，闭合开关 $S$，加热电路给保温箱加热， $R_1$为定值电阻， $R_2$为可变电阻（可变电阻是阻值可以调整的电阻器，其阻值可在0和最大阻值之间调节）； $L$是电阻不计的温度传感器，作用相当于一个温控开关，当温度高于某一设定值时，传感器发出信号，电源断开，停止加热：当温度低于某一设定值时，传感器发出信号，接通电源加热，从而使箱内温度保持在一定范围内。已知，电源电压恒为 $24V$，保温箱工作时加热电路的最大功率为 $144W$，最小功率为 $24W$。

（1）求 $R_1$的阻值；

（2）在某探究活动中，需要利用保温箱把 $3\mathit{kg}$干泥土从 ${20}^{°}\text{C}$加热到 ${28}^{°}\text{C}$．已知加热电路释放的热量有 $20\%$被干泥土吸收，干泥土的比热容 $c=0.84\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)$，求加热所需要的最短时间；

（3）调节可变电阻 $R_2$为某一阻值，闭合开关一段时间后，观察发现加热电路工作 $20s$后温度传感器会切断电源，停止工作 $10s$后，温度传感器又接通电源加热，如此反复工作程序如图乙所示，在此工作程序下， $5\mathit{min}$内保温箱消耗电能 $9600J$，求可变电阻 $R_2$的阻值。

利用先进工艺和科学方法，可以使垃圾变废为宝。若从1吨垃圾中能提炼出 $140\mathit{kg}$燃料油，燃料油的热值为 $4.5\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，则这些燃料油完全燃烧时释放出的热量为　        　 $J$，这些热量可以使　        　 $\mathit{kg}$的水温度升高 ${50}^{°}\text{C}$． $[$水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)]$

出于安全和环保考虑，巴中市政府为喜爱户外烧烤的市民提供了专门的场所。烧烤主要燃料是木炭，已知它的热值是 $3.4\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$，那么 $84g$的木炭完全燃烧放出热量　　 $J$，如果这些热量的 $50\%$被水吸收，则能使初温为 ${20}^{°}\text{C}$，质量为 $17\mathit{kg}$的水，温度升高到　　 ${}^{°}\text{C}$。

将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过　　方式改变牛奶的内能，图中乙是 $250g$牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为　　 $J$． $\left[c_{\mathit{牛奶}}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

小丽家在厨房里安装了如图甲所示的某款电热水龙头。图乙是它的工作原理图，旋转手柄可使扇形开关 $S$同时接触两个相邻的触点（当 $S$旋到位置1，只接触1触点；当 $S$旋到位置2，同时接触1、2触点，当 $S$旋到位置3，同时接触2、3触点）。通过旋转手柄带动开关 $S$，接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间的切换。当开关在1的位置时，水龙头放出冷水。定值电阻 $R_1=R_2=48.4\Omega$．请完成下列问题：

（1）当开关旋到位置2时，水龙头放出的水是　　（选填“温水”或“热水” $)$。

（2）当开关旋到位置3时，发热功率是　　 $W$；如果产生的电热全部被水吸收，通电42秒，能使质量为 $1\mathit{kg}$、 ${25}^{°}\text{C}$的水温度升高　　 ${}^{°}\text{C}$． $\left[C_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中，属于不可再生能源的是　　。太阳能热水器内装有 $100\mathit{kg}$水，水温从 ${20}^{°}\text{C}$升高到 ${70}^{\circ }\text{C}}\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$所吸收的热量是　　 $J$。

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　       　。

一个额定功率为 $2000W$的电热水壶，连续加热 $210s$，可使壶内 $2\mathit{kg}$的水温度升高 ${45}^{°}\text{C}$，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$，求：

（1）此过程电流所做的功；

（2）此过程电热水壶的热效率。

在一个标准大气压下，用炉子将 $10\mathit{kg}$的水从 ${20}^{°}\text{C}$加热至沸腾，燃烧了 $0.5\mathit{kg}$的焦炭，已知水的比热容为 $4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$，焦炭的热值为 $3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}$。求：

（1）水吸收的热量；

（2） $0.5\mathit{kg}$焦炭完全燃烧释放的热量；

（3）炉子烧水的效率。