初中物理探究比热容的实验综合题

电热安全压力锅解除了普通压力锅的安全隐患；既省时又省电．某电压力锅的额定电压为220V，额定功率为1200W．
（1）电热压力锅应该选用       （选填“两”或“三“）孔插座；其容易将食物煮熟的原因是通过增大锅内的气压而使水的          升高．
（2）若使用上述压力锅将2 kg初温为20℃的水加热升至120℃的过程中，水吸收的热量为          J，这些热量需要完全燃烧             g的煤气．[c_水=4.2×10³J/（kg·℃），煤气的热值为5.0×10⁷J/kg]
（3）若某次仅使用上述压力锅正常工作0.5h，测得图示电能表的指示灯共闪烁600次，由此可知该过程中压力锅是               （选填“间歇”或“持续”）通电工作．

小红在和妈妈学习做饭的过程中，经常加热油和水，她猜想油的比热容比水小。
⑴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
⑵如图，为了验证猜想，小红找来了铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、水、油、搅拌棒、细线、火柴、秒表、温度计，除此之外，她还需要的测量仪器是            。

⑶在同学的帮助下，小红设计了以下实验步骤：
A．在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和油；
B．用两支温度计分别测出水和油的初温；
C．用相同的酒精灯分别加热相同的时间；
D．用温度计分别测出水和油的末温。
你认为：
①上述步骤中有错误的是步骤      ；（填写字母序号）
②步骤C，加热时间相同是为了使水和油                  。
⑷另一个同学小王则采用了另一种实验方法：用相同的酒精灯分别加热同样多的水和油，至沸腾，实验中只记录了植物油和水沸腾时的温度（油的沸点比水的高）。实验结束时，小王发现油所需的加热时间较长。仔细分析可以看出，小王的实验方法         （选填“能”或“不能”）比较出油和水的比热容的大小关系，原因是                                  。

连云港市正在建设的“BRT”系统，是连接中心城区与外外围区域的快速公交系统，它具有专用的车道和站点，有利于中心城区各项功能的向外辐射和向心聚焦．
（1）已知从起点海州站到终点墟沟站的距离约为34km，若“BRT”专用车的平均速度80km/h，求从起点到终点的运行时间为多少分钟？
（2）目前，由于堵车现象严重，再加上红绿灯较多，该路段开轿车上班的平均速度仅约40km/h，该系统运行后，乘 坐“BRT”专用车比开轿车上班从起点到终点可以节约时间多少分钟？
（3）已知每辆“BRT“专用车一次往返平均耗油80L，而一辆轿车一次往返平均耗油7.25L．按每辆“BRT”专用车载客量相当于40辆轿车载客量计算，若40辆轿车上的乘客全部改乘一辆“BRT”专用车，一次往返可节约燃油多少升？如果这些燃油完全燃烧释放的能量用来烧水且全部被水吸收，可以 将多少千克的水从20℃升高到100℃？（已卸每升燃油完全燃烧放出的热量为3.2×l07J，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃））
（4）从以上计算以及你对“BRT”的了解，你认为该系统的主要优点有哪些？（只需写出两点即可）

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．
据悉，2013年年底，“嫦娥三号”卫星将携带“中华牌”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150℃，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公里时，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．

（1）当“嫦娥二号”从近月点向远月点运动时，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）月球车的质量为120kg，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330℃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）____________________________．

人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出。如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题。6月5日是世界环境日，2010年我国的主题是“低碳减排，绿色生活”。目前，我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力。
(1)你认为利用太阳能有哪些好处？
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图所示)。太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的，它能直接把太阳能转化成电能，其主要材料是 (     )

A．磁性材料

B．纳米材料

C．半导体

D．超导体

(3) 太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的。我国太阳能热水器已走进了千家万户。小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m²。若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×10⁶J，每天接收太阳能的时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能，则正常情况下，该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃？
(4)为了进一步利用太阳能，人们正在研发太阳能电动车。图是人们研制的太阳能电动三轮车，车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中，电池再给三轮车的电动机供电。

①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图所示，若太阳能电池的电压保持不变，调速电阻的最大阻值为50Ω。闭合开关S，当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大，此时电流表示数5A，电动机电功率最大为1kW；当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小，此时电流表示数为1A，求这时电动机的电功率是多少？

②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料，部分材料的技术指标如下表所示：

材料 技术指标	锰钢	铝合金	钛合金	碳纤维
性能（强度）	强	较弱	较强	强
密度（kg·m^-3）	7.910^3	3.010^3	4.510^3	1.610^3

 
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车，你选择表中的哪种材料？若车架的体积约为5×10^-3m³，车架的质量是多大？
(5)今年的世界环境日，我国的主题是：“绿色消费，你行动了吗？”。联系生活实际，谈谈你应如何做？

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

小明和弟弟赤脚跑到水中,发现沙子烫脚,而海水却不热. 弟弟问这是为什么? 小明为了让弟弟明白其中的道理,于是从海边取了一些沙子带回家和弟弟一起进行了探究.
在相同的水杯中分别装上了 100g的水和沙子, 让太阳同时照射, 并用温度计测出它们的温度, 记录的数据如下表所示:

照射时间/min	0	2	4	6	8	10
温度/℃	水	26	26.7	27.5	28.1	28.6	29.0
沙子	26	27.8	30.5	32.1	33.6	33.6

分析实验探究中收集的数据, 得出结论:_____________相同的不同物质, 吸收相同的热量, 升高的温度一般_________________.
小明告诉弟弟, 为了比较不同物质的这种能力的不同, 引入了________这个物理量.
你也学习了热学知识, 请你为小明计算出在这段时间内水吸收了多少热量?

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”）。

在“家电下乡”现场，小聪看到某品牌的电热水器和燃气式快速热水器，铭牌如下：


(1)一般情况下，热水淋浴要求水温升高30℃，则该燃气快速热水器(如图)正常工作时，每分钟流出热水______________L。电热水器装满水后，要使水温升高30^。C，需提供______J的热量[c_水=4．2×10³／(㎏·℃)]。要获得这么多热量，电热水器需正常工作的时间为____________S(假设电热水器产生的热量全部被水吸收)。
(2)为了探究电热水器满足即开即用热水淋浴的条件，除热水器及附属的花洒喷头外。小聪找来了秒表、带刻度的大量筒、水桶、温度计、台秤(又叫磅秤)等器材。请你选择合适的器材，为小聪设计一个探究方案。要求写出所选的器材、方法，用测量的物理量及相关常量表示得出的结论。
探究方案：
 

近两年政府推出了“汽车下乡”、“小排气量购置税减半”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：
（1）汽车发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的________能转化为机械能，完全燃烧0.1kg的汽油能够获得________J的能量；（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（2）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.
（3）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所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为      .汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧质量为m、热值为q的汽油，能使汽车前进的距离
s=                。（用前面给出物理量的符号表示距离）

(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·℃）]．

在野外施工中，需要使质量m=4.20kg的铝合金物体升温.除了保温瓶中尚存有温度t=90.0⁰C的1.200kg的热水外，无其他热源.试提出一个操作方案，能利用这些热水使构件从温度t0=10.0⁰C升温到66.0⁰C以上(含66.0⁰C),并通过计算验证你的方案.
已知铝合金的比热容C=0.880×10³j(kg⁰C)^－1，水的比热容C₀=4.20×10³j(kg⁰C)^－1,不计向周围环境散失的热量.

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.