初中物理探究比热容的实验试题

阅读下面的短文，回答问题。
太阳能热水器
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。
如图甲所示，太阳能热水器主要由两部分构成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空。如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料；另一部分是保温储水箱，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动；背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高至一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。

请回答以下问题
（1）当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为能，将管内的水加热；玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力重力。
（2）你认为（选填“能”或“不能”）将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上，理由是。
（3）水箱中升温后的水与原来在地面上相比较，哪些形式的能发生了变化？。（需填两种能）
（4）将质量为100kg的初温为15℃的水加热到55℃，求这些水需要吸收的热量为J。[水的比热容4.2×10³J/（kg・℃）]
（5）某品牌太阳能热水器集热器面积为S=2m²，热效率为η=40%（即热水器能将照射到玻璃吸热管上的太阳能的40%转化为水的内能），该地点太阳能辐射到地面的平均功率P=1.4×10³W/m²（即平均每平方米每秒钟太阳辐射能为1.4×10³J）。在第（4）小题中水吸收的热量由该热水器提供，则需要加热的时间为秒。

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．

（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”）。

（1）某同学用如图装置测酒精的热值．加热前酒精灯的质量为m₁，加热一段时间后变为m₂；烧杯中水的质量为M，水的初温t₁，末温t₂，水的比热容用c表示．用以上符号表达该同学测酒精热值的计算式：．该同学测算发现，测量值比课本中的“标准值”小很多，请你写一条产生该误差的原因：．

（2）有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁．同样的汽油（如97^#）加在T型轿车内比加在L型轿车内热值（填“更大”或“一样大”或“更小”）．

阿根廷科学家设计了一款“牛屁屁收集器”，在牛背上装有一个塑料袋，通过导管收集牛体内排出的气体．从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21kg甲烷．若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20℃升高到70℃？ [q_甲烷=5.6×10⁷J/kg，c_水=4.2×10³J/(kg•℃)]．(4分)

两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图所示．根据图线可知：

A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容

B．如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同

C．加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量

D．加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多

(10分)阅读短文，回答问题．
空气能热水器
空气能热水器是吸收空气的热量来制造热水的装置．
空气能热水器主要由储水箱、毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等部件组成，其中，毛细管、蒸发器、压缩机、冷凝器等构成密闭系统，制冷剂在该密闭系统内循环，如图所示．其工作过程如下：
液态制冷剂经过一段很细的毛细管缓慢地进入蒸发器，在蒸发器内迅速汽化．制冷剂汽化生成的蒸气被压缩机压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器．在冷凝器中，高温高压的蒸气将热量传递给冷水并发生液化．制冷剂依此不断循环流动，使储水箱中水的温度不断上升．空气能热水器有一个很重要的指标是能效比，它是指水箱中的水吸收的热量（Q）与空气能热水器消耗的能量（W）的比值．
下表是某品牌空气能热水器正常工作时的参数．

消耗功率／w	进水温度／℃	出水温度／℃	能效比
840	20	54	3.4

（1）制冷剂在中液化．
（2）在循环过程中，制冷剂流经下列部件时从空气中吸收热量是．
A．毛细管 B．冷凝器
C．压缩机 D．蒸发器
（3）水箱中的水温升高，其内能．
（4）制冷剂在循环过程中，其内能的增加的方式是．
A．只有做功
B．只有热传递
C．既有做功，又有热传递
D．既不是做功，又不是热传递
（5）该品牌空气能热水器正常工作1h可产生kg的热水．
[C_水=4.2×10³J/(kg·℃)]

(8分)加热2kg20℃的水，使其温度升高到70℃，水需要吸收多少热量？这些热量如果是由燃烧煤气提供的，需完全燃烧多少千克的煤气？（=4.2×10⁷J/kg）

关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的（）

A．一块0℃的冰没有内能，它的分子不会运动

B．一个物体吸收了热量，它的温度一定会升高

C．一个物体温度升高了，它的一定内能增加

D．用水作为汽车发动机散热器的冷却剂，其主要原因是水的比热容较小

6月5日是世界环境日，今年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出，如何合理利用和开发能源，提高能源的利用率，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．

（1）图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图，由图可知，自1950年以来，人类能源消耗的情况是

A．显著增长；

B．平稳增长；

C．稳中有降；

D．显著减少

（2）请你说出太阳能的好处之一，缺点。
（3）太阳能热水器（如图丙）已走进了千家万户，小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m²，热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×10⁶J，热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能，若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高到多少摄氏度？已知水的比热容是4.2×10³J/（kg ℃）．

质量和温度相同的铜块和水（C_铜<C_水），使它们分别放出相同的热量后，将铜块迅速投入水中，它们的内能变化正确的是( )

A．铜块的内能减小，水的内能增大

B．铜块的内能增大，水的内能减小

C．铜块和水的内能都增大

D．铜块和水的内能都减小

无水箱式电热水器具有体积小、加热快的优点，图甲是它的工作原理图。

甲乙丙
（1）温控器：水温传感器测量到出水温度并将信息传给微电脑芯片，微电脑芯片将测量到的水温和预先设定的温度进行比较，然后即时控制温控器内的两个开关的状态，从而让喷头喷出预先设定温度的热水。请在图乙虚线框中补齐温控器内的两个开关。
（2）水压控制开关：当热水器内没有水或水压过低时，图丙所示的水压控制开关能确保电热水器停止工作。图中顶杆必须具有很好的性才能防止漏电。
（3）家庭电路中该电热水器在正常电压下工作，当喷头喷出水的流量为4.5L/min时，5℃的冷水经过加热后温度最高可达38℃，已知通过电热水器的电流为52.5A，则该电热水器的加热效率多少？如果此时还要进一步提高水温，应该怎样调节冷水的流量的大小？

某太阳能热水器，向其中注入50kg的水，阳光照射—段时间后，水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×10³J／(kg·℃)。试求：
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×10⁷J，则这段时间该热水器的效率是多少?
(3)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m³的天然气；（天然气的热值为8.4×l0⁷J／m³，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）

某实验小组在“比较不同物质吸热的情况”实验中，用天平测出相同质量的水和细沙，分别装入两个相同的烧杯中．已知水和细沙初温相同，现用两个相同的酒精灯对其加热（搅拌沙子使其受热均匀），如图1所示．

（1）加热相同时间后，分别测量两者温度，发现沙子的温度明显高于水，这说明（填“水”或“沙子”）吸热能力强，即比热容大．
（2）在两烧杯上方分别盖上玻璃片，过一会儿发现装有水的烧杯上方的玻璃片内侧有小水珠，用手摸两玻璃片，发现装水的烧杯上方的玻璃片温度较高，原因是．
（3）做完上述实验后，该小组又取来一个量筒，用调好的天平，按图2顺序进行测细沙密度的实验，根据图中数据可知，量筒内细沙质量为g，细沙的密度为kg/m³．

小丽家新买了一台电热水器，下表是该热水器的一些技术参数．

型号	FED﹣H50	额定电压	220V
最大水量	50L	额定功率	2000W

现将水箱中装满水，通电后正常工作40min，水温从25℃上升到45℃，求：
（1）此过程中水所吸收的热量；
（2）热水器中电热丝的电阻；
（3）热水器的效率．

(8分) 混合动力汽车是一种新型汽车，它有两种动力系统。汽车加速，汽油机提供的动力不足时，蓄电池的电能转化为动能，使汽车加速更快；汽车减速，汽车动能转化为电能，由蓄电池贮存起来，减少能量的浪费。两种动力系统也可以独立工作，只有汽油机工作时，与一般的汽车相同；只使用电力时，由电动机提供动力。右表是国产某混合动力汽车蓄电池的铭牌，其中电池容量是蓄电池贮存的最大电能。该汽车匀速行驶时受到的阻力为720N。求：

电池容量	44kw·h
输入电压	220V
输入电流	20A
输出电压	150V

(1)在家庭电路中对放电完毕的蓄电池充满电要多长时间？
(2)仅由电动机提供动力，汽车匀速持续行驶的最大距离是多少？不考虑电能转化为机械能时能量的损失。
(3)仅由汽油机提供动力，汽车匀速行驶每百公里的油耗是多少升？假设汽车受到的阻力不变，汽油的热值为3.0×10⁷J/ L(即焦耳/升)，汽油机的效率为24%。