初中物理探究比热容的实验试题

在冬季某些地区利用地热能为用户取暖，既节能，又环保。现有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃，出水流量为150m³/h．
（1）若流出的地热水温度降低到50℃，则每小时流出的地热水所放出的热量为多少？
（2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，若锅炉的热效率为60%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少m³天然气？天然气放出的热量可用公式Q=qV计算。（ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃），q_天然气=4×10⁷J/m³）

在一节物理校本研究课中，小明同学与小芳同学要比较甲、乙两种比热容的大小，他们准备了两只相同的烧杯，分别装了初温和质量相同的甲、乙液体。

（1）在设计实验方案时，加热的方式选择下列的　B　（填字母代号）更科学。

A．用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热

B．用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热

（2）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较，你认为方法可行的是　两人都可行　（选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”）

（3）根据你第（2）问做出的选择，说出应该怎样判断得出甲、乙两种液体比热容的大小。

．某型号的泡茶壶铭牌如下表，它的正常工作时的电流是_________A；壶中装有1kg温度为20℃的水，在标准大气压下将水烧开（泡茶壶有80%的电能被水吸收）至少需要_________J电能。[已知水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃)]

某型号的泡茶壶
型号：JY---456
额定电压：220V	频率：50Hz
额定功率：1100W	容量：1L

 

为探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，实验室中准备了以下仪器：两个相同的酒精灯，两个相同的烧杯，石棉网、两支温度计，手表，铁架台，火柴，适量的水和煤油．
（1）为了完成实验，还需要的重要仪器有          。

（2）表格中“加热时间”反映了物质          的多少。
（3）某小组实验中记录了实验数据（见上表），
①分析第1、2次或第3、4次实验数据可看出；同种物质，当            一定时，吸收的热量与物体的           有关；
②分析第1、3次或第2、4次实验数据可看出：物质吸收的热量还与物质的            有关．

酒精的比热容为2.4×10³J/（kg·℃），其物理含义是     ，酒精的热值为3×10⁷J/kg，完全燃烧2.1Kg酒精放出       J热量．一杯酒精倒去一半，剩下酒精的比热容将        ，热值将         （选填“变大”、“变小”或“不变”）．

为了比较 $A$、 $B$两种液体的吸热能力，小明同学设计了以下实验步骤：

$a$．在两个同样的烧杯中分别装入等体积的 $A$、 $B$两种液体；

$b$．用温度计分别测量 $A$、 $B$两种液体的初温，温度计示数相同；

$c$．用两个相同的酒精灯同时给两个烧杯加热，且加热时间相同；

$d$．用温度计分别测出 $A$、 $B$两液体的末温。

请完成下列问题：

（1）此实验的主要探究方法　　；

（2）在上述实验步骤中，存在错误的是　　（选填步骤前的字母），更正错误后继续实验；

（3）步骤 $c$中“加热时间相同”是为了使 $A$、 $B$两种液体　　；

（4）如图所示是 $A$、 $B$两种液体温度随时间变化关系的图象，则两液体的比热容关系是 $c_A$　　 $c_B$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$。

用锅炉将200kg水从20℃加热到100℃，消耗了6kg无烟煤。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg.℃），无烟煤的热值是3.4×10³J/kg。求：
（1）锅炉内的水吸收的热量。
（2）无烟煤完全燃烧放出的热量。
（3）锅炉烧水时的热效率为多少。

某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给液体甲和乙加热．

液体	次数	质量m/kg	升高的温度△t/℃	加热的时间t/min
甲	1	0.1	5	1
2	0.1	10	2
3	0.2	10	4
乙	4	0.1	10	1
5	0.1	20	2
6	0.2	20	4

（1）分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些．这位同学的判断是否正确？请说明理由:___________        。
（2）分析第2、3次或第5、6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，物质的     越大，吸收的热量就越                 ．（选填：“多”或“少”）
（3）通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的       有关，         的吸热能力更强（选填“甲”或“乙”）．

某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。

（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入 　     　mL的煤油。（ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，ρ _煤油＝0.8×10 ³kg/m ³）

（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线 　     　（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律，加热过程中，煤油的热值 　     　（缜"变大"、"不变"或"变小"）。

（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比 　     　（填"大于""等于"或"小于"）煤油放出的热量与降低的温度之比。

某兴趣小组在实验室探究水的沸腾特点的实验时，采用完全相同的装置加热质量不同的水，如图甲乙所示。通过实验，该小组绘制了水温随加热时间变化的 $A$ 、 $B$ 图线如图丙所示。

（1）由实验可知，该实验室所在地点的大气压 　　（选填"大于""小于"或"等于" $)$ 一个标准大气压。

（2）由实验可知，水沸腾时要持续吸热，但温度 　　。

（3）分析甲乙两个装置烧杯中水的多少可知，图丙中 　　（选填" $A$ "或" $B$ " $)$ 图线反映的是甲实验装置的实验结果。

用相同的电加热器分别对质量相等的 $A$和 $B$两种液体进行加热（不计热量损失），如图是 $A$和 $B$的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是 $($　　 $)$

A． $A$的比热容与 $B$的比热容之比为 $2:1$

B． $A$的比热容与 $B$的比热容之比为 $2:3$

C．都加热 $t$时间， $B$吸收热量比 $A$吸收热量多

D． $A$和 $B$升高相同的温度， $B$吸收热量较多

某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。

（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和　　。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过　　来判断的。

（2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表

实验组别	液体	质量 $/g$	初温 ${/}^{°}\text{C}$	末温 ${/}^{°}\text{C}$	加热时间 $/\mathit{min}$
1	水	200	25	40	13.5
	煤油	200	25	40	6.5
2	水	200	25	40	12
	煤油	200	25	40	5.5

通过分析实验数据，能够得出的结论是：　　。

（3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是　　（选填序号）。

（4）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是　　。

（5）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是　　。

如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热，实验数据记录如下表：

温度 ${/}^{°}\text{C}$		20	30	40	50
加热时间 $/s$	甲	0	40	82	126
	乙	0	18	40	64

（1）实验中，可以通过　　；（选填“升高的温度”或“加热时间” $)$来比较两种液体吸收热量的多少。

（2）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，　　（选填“甲”或“乙”，下同）液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，　　液体升温更高。

（3）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，　　液体冷却效果更好。

如图1所示是"探究不同物质吸热升温现象"的实验装置，小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中，用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在下表中。

加热时间/min		0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
温度 /℃	色拉油	20.0	20.3	20.7	21.5	23.0	25.0	27.0	29.0	31.0
	水	20.0	20.2	20.5	21.0	22.0	32.0	24.0	25.0	26.0

（1）选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水 　　相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水 　　。

（2）图2中已经画出色拉油温度随时间变化的图象，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有 　　吸收热量，为尽量减小这种影响，写出一种改进方法： 　　。

（3）根据上表实验数据，在图2中画出水的温度随时间变化的图象。分析图象可知，当色拉油和水升高相同温度时， 　　需要的时间短， 　　需要吸收的热量更多。

小明家有一个容积为4L的水壶，水壶里装有初温为25℃的水，在1标准大气压下小明用天然气炉具对水进行加热．[已知天然气的热值q＝8.4×10⁷J/m³，水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃）]
求：（1）烧开4L水，水需要吸收热量为    ．
（2）若天然气炉具的效率是30%，则烧开4L水需要完全燃烧    m³的天然气．