初中物理探究比热容的实验综合题

(5分)小华学习做饭的过程中，经常加热油和水，她猜想油的比热容比水小．
（1）能够支持她这一猜想的事实是（）

A．同样情况下，油升温比水快	B．油能把食物炸黄，而水不能
C．油能漂在水面上	D．油比水难蒸发

（2）为了验证猜想，小华向两个同样的烧杯里分别倒入＿＿＿＿相同的水和油，并测量它们的初始温度．两温度计示数相同，如图所示，它们的初始温度为＿＿＿＿℃．

（3）在同样条件下加热相同时间后，水的温度达到25℃，油的温度达到30℃，由此可得油的比热容为＿＿＿＿J/（kg·℃） [水的比热容为4.2×10³ J/（kg·℃）]．

小明同学做“比较两种材料保温性能”的实验，他取①泡沫塑料和②卫生纸两种材料作保温材料，两根相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和热开水，以及细线、硬纸片、剪刀。他做两个相同的硬纸外壳，装置如图（a）所示。把盛有热水的烧杯放入不同保温材料的硬纸盒中自然冷却。根据实验测得的数据绘得图（b）所示“水温与时间关系”的图像．实验过程室温基本不变，请回答：

（1）为保证实验的科学性，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和卫生纸外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶、环境因素、水的相同。
（2）小明与小芳是采用了“在相同的时间内，比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的，你还可以采用“”的方法来比较两种材料的保温性能。你能看出，在这两种材料中，保温效果比较好的是。
（3）分析实验图像数据，你认为热水放在房间里降温时，温度自然降低的规律是：（ ）

A．先快后慢

B．先慢后快

C．均匀降低

D．基本不变

(4) 当时的室温大约是℃。
（5）根据描绘的热水冷却图像，如果你要喝一杯奶咖啡，可以有两种方式供你选择：
方式1：先将烧开的热咖啡倒入杯中，冷却5min，然后加一匙冷牛奶；
方式2：先将烧开的热咖啡倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加进杯中，然后冷却5min．
那么，你认为方式的冷却效果较好．（选填“1”或“2”）。

某电水壶的铭牌信息如图1所示，电水壶在标准大气压下工作.【c_水=4.2×10³J/（kg·℃)】电水壶装满初温为20℃的水时，在额定电压下
将水烧开用了7 min.

求：①水吸收的热量是多少?
②电水壶烧水过程中的能量转化效率是多少?
(2)农村电网改造前，用电高峰时电压会下降l0％.求：这时电水壶的实际功率P。.(电阻不随温度改变)
(3)为使电水壶的功率在用电高峰时仍能达到2000W，甲、乙两位同学对电水壶的电路进行了改造，在原电阻丝R₁两端并联一个电阻丝R₂，如图2所示，并分别推导出了R₂的表达式.


请你指出哪个表达式是错误的，并分析若用此电阻丝来改造 电水壶的结果.

能源问题是现代社会发展的三大基本要素之一，请回答以下问题：
（1）能源家族中：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能等，其中属于化石能源的有_________（填序号）；
（2）城区正在进行天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集了如下两组有关数据：

	热值q／（J·m^－3）	当地价格／（元·m^－3）	每户月平均用气量／m^3	更换灶具费用／元
煤气	约4×10^7	9	6	0
天然气	约8×10^7	15	3	70

①根据以上数据，在一标准大气压下将2.5 kg，20℃水烧开，水要吸收的热量为_______，如使用煤气，则需要_______m³，价格为______元；如使用天然气．则需要________m³，价格为_______元。[水的比热容为]
②现请你决策：_________（填“A”或“B”）
A．继续使用煤气B．更换使用天然气
简单说明你作出这样决策的理由是____________________________________。

湛江市正在创建国家环境保护模范城市，推开窗门，满目清翠，走出家门，街道宽敞整洁，车水马龙，热闹非凡。小明家住市中心，他担心奶奶寂寞，想奶奶与他同住，但奶奶嫌城市夏天太热而不愿住，这激发了小明探究城乡温差原因的兴趣。暑假的某一天，他请学校兴趣小组的同学分别到选定地点，于中午同一时刻测出测试点的气温，如表。

地点	麻章城镇居民区	赤坎商业区	寸金桥公园	廉江城镇居民区	龙海天海滨	遂溪农村	霞山市中心	吉兆湾海滨	徐闻农村	雷州西湖公园
气温（℃）	36.1	37.2	34	35.5	32.8	33.5	37	32.5	34.2	34.5

（1）气温最低的区域是海滨；解析该区域气温低的主要原因水的比热容大；
（2）质量为10kg的水在太阳光的照射下，温度升高了5℃，水吸收的热量是2.1×10⁵J，这是通过热传递方式改变水的内能。[水的比热容为c=4.2×10³J/（kg•℃）]
（3）请你为湛江市“创模”献计献策，提出两种降低市中心环境气温的办法：
①多植树；②建造人工湖

阅读短文，回答问题．
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋，开发利用海洋有广阔的前景．
潮汐是一种海平面周期性变化现象，海平面每昼夜有两次涨落．人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝，在大坝中间装上水轮发电机组．涨潮时，海水通过大坝流进河口，带动水轮发电机发电；退潮时，海水又流回海洋，从相反方向带动水轮发电机发电．法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×10⁸kW•h．
海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟．部分沿海国家许多工业冷却水来自于海水．
（1）潮汐发电是将能转化为电能；发电机是应用现象制成的．
（2）1吨煤燃烧后可发电2.5×10³kW•h，郎斯电站每年的发电量可节约吨煤．
（3）海水用来作工业冷却用水主要是利用了水的大的特性．
（4）海水淡化是利用海水来获得淡水的。（填物态变化的名称）

【江苏省南京市2015年初中毕业生学业考试】如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置．用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水．

(1)要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和 ．
(2)小明设计的记录数据的表格如下，分析表格可知：他是用 相同比较 的方法来完成探究实验的．
(3)实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×l0³ J/( kg.℃)，则500g水温度升高20℃吸收的热量是 J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗 g酒精． (酒精的热值为3.0×10⁷ J/kg)
(4)在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区 ，这是因为干泥土和水相比， 较小。

阅读短文，回答问题．
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．


（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·℃)]

阅读短文，回答问题：
嫦娥奔月
我国“嫦娥二号”卫星于2010年10月1日发射成功，约5天后进入如图所示的环月轨道．它的质量为2.3t，与“嫦娥一号”相同；它环月的平均高度为100km，较“嫦娥一号”200km的环月高度离月球更近，更宜于对月球的精细测绘.
2013年12月14日，“嫦娥三号”卫星携带“玉兔号”月球车登月探测．已经探明，月球上无水，无大气．物体在月球上的重力只有地球表面重力的1/6．月球昼夜间隔大约相当于地球上的14天．也就是说，登上月球的月球车，最多可以连续工作14天，进入月夜以后，它由于无法通过光能发电，进入休眠状态.14天后，又能自动醒来．月球表面白昼时温度高达120℃，黑夜时低至－180℃．“嫦娥三号”在登录月球时将使用软着陆方式，采用边降落边用发动机反推，以减缓降落速度．在大约距离月球15千米时，反推发动机就要点火工作，到离月球100米时，卫星将暂时处于悬停状态，此时它已不受地球上工程人员的控制.因卫星上携带的着陆器具有很高智能，它会自动选择一块平整的地方降下去，并在离月球表面4米的时候关闭推进器，卫星呈自由落体降落，确保软着陆成功．安全降落以后，嫦娥三号将打开太阳能电池板接收能量，携带的仪器经过测试、调试后开始工作.随后，“玉兔号”月球车将驶离着陆器，在月面进行3个月的科学勘测.

（1）当“嫦娥二号”从远月点向近月点运动时，它的动能将 （变大/变小/不变）．
（2）对于“嫦娥”卫星登月的情景，下列说法正确的是（）

A．反推发动机能使“嫦娥三号”悬停于100米处空中，利用的是卫星具有惯性

B．“嫦娥三号”高速降落时将由于摩擦而导致表面温度急剧升高

C．相对月球，“嫦娥一号”比“嫦娥二号”的势能更大

D．“嫦娥三号”登月时打开降落伞可以辅助减速

（3）嫦娥三号探测器的质量为1200kg，它在月球表面上方竖直下落4m时，重力对它做的功为 J（g取10N/kg）．
（4）月球车工作的电能是由 能转化来的，它在月球上要耐受300℃的温度差．对月球上昼夜温差很大的成因，请你结合所学物理知识做出简要解释：（说出一点即可）

小明同学为了比较不同物质的吸热情况，在两个相同的烧杯中分别装有质量相同的牛奶、豆浆，用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。

（1）本实验中，通过比较　 　的多少来反映物质吸收热量的多少。

（2）本实验中，使牛奶、豆浆　 　的温度，比较吸收热量多少。分析表格数据可知，牛奶吸收的热量　 　（填“大于”“小于”或“等于”）豆浆吸收的热量，这表明　 　的吸热能力强。

（3）为了比较不同物质的吸热能力，物理学中引入　 　来表示不同物质在这种性质上的差异。

名称	质量 $/g$	温度升高 ${10}^{°}\text{C}$加热时间 $/s$	温度升高 ${20}^{°}\text{C}$加热时间 $/s$	温度升高 ${30}^{°}\text{C}$加热时间 $/s$
牛奶	350	260	520	650
豆浆	350	220	330	550

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。

在比较水和煤油吸热能力的实验中，使用了相同的酒精灯、相同的设备，首先分别对质量相同的水和煤油加热相同的时间，然后分析温度的变化量得出结论，这种实验探究方法叫做　 　，该实验是利用　 　（选填“热传递”或“做功”）的方法来改变水的内能，若被加热水的质量为 $0.2\mathit{kg}$，加热时间长 $5\mathit{min}$，温度升高了 ${50}^{°}\text{C}$，则水吸收的热量是　 　，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$；若某同学测出了加热前、后酒精灯质量的变化量为 $m$，并利用上面测出的水吸收的热量 $Q$，通过公式 $q=\frac{Q}{m}$计算出了酒精的热值，则该热值与实际酒精的热值相比　 　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

近几年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”、“以旧换新”等政策，极大的促进了汽车行业的发展，随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小明的爸爸最近也购买了一辆轿车．小明利用所学的物理知识对汽车进行了一系列探索与研究活动：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/（km•h^﹣1）	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18	32	50

（1）汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的 较大的特点．
（2）小明同学阅读了汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图甲所示的图表，请根据给出的信息，计算完全燃烧0.2kg的汽油能够获得多少的能量？这些能量能产生多少有用功？（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）（写出计算过程）
（3）若轿车以80kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度υ与时间t的关系如图乙所示．则在0～5s时间内，轿车发动机对外做功多少J？（写出计算过程）
（4）汽车行驶时发动机燃烧m质量的汽油，产生的牵引力为F，热机的效率是η，能使汽车前进的距离s为 （用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示）
（5）通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：根据表中数据所反映的规律可知，当轿车速度为120km/h时对应的制动距离是 m．

目前人类正在积极开发和利用太阳能，例如太阳能热水器，某一太阳能热水器2h内平均使质量为36kg的水从20℃升高到30℃。
(1)请写出一条太阳能的优点： 。
(2)求热水器中水吸收的热量是多少？

今年的盛夏让身在济南的市民尝到了酷暑的滋味，小明同学了解到造成高温天气的部分原因是由城市的“热岛效应”引起，小明通过进一步的学习，知道引起热岛效应的原因是：
（1）工厂、交通工具等排放大量的 ；
（2）城市建筑材料的 较小在相同的日照下温度上升较快；
（3）城市水少，水蒸发时 热量少；
（4）建筑物较高，难以形成对流．