初中物理探究比热容的实验试题

如图是某沿海城市和内陆城市同一天气温变化曲线．请你判断内陆城市一天气温变化所对应的曲线是      （A/B），这是由于沙石的比热容      （大于/小于/等于）水的比热容，吸收相同热量后温度变化      （大/小）．

家庭常用的电热水壶标有“220V 1000W”的字样，某同学用这种电水壶烧开水，他盛入1kg的水，测得水的初始温度是20℃，通电7min，水刚好被烧开(在一个标准大气压下)。试计算下面问题：
(1)该电水壶电热丝的电阻是多大？
(2)7min内电水壶消耗了多少电能？
(3)水吸收的热量是多少？

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3.4×10⁷J/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。

为了测定某额定功率为1500w的电热水器的效率，物理兴趣小组的同学在热水器中加了2kg的水，让热水器正常工作5min，水温从20℃上升至70℃，求：（C_水=4.2×10³J/（kg·℃） 天然气的热值为4.2×10⁷J/m³）
(1)水吸收了多少热量?
(2)该热水器正常工作时的效率
(3)若此过程改用天然气来加热、则至少需要多少m³天然气?

阅读短文，回答问题：
如图甲是一种可调温蒸汽电熨斗，其说明书的部分内容如下：

产品特点：
具有干湿两用功能．干用功能是指在无水状态下，通过电加热管加热底板，底板温度上升，直接压烫衣物；湿用功能是指在蒸汽状态下熨烫．
自动恒温设置．针对不同面料可调节底板温度．
技术参数：
自身质量：1.3kg  额定功率：1000W 额定电压：220V  
在额定电压下工作时能达到的最大喷气量：15g/min 
（1）某师傅在用熨斗干烫衣服时，用了19N向下的力压熨斗，如果熨斗底板与衣服接触的面积为160cm²，在此过程中，衣服受到的压强为                Pa．（g取10 N/kg）
（2）用熨斗汽烫前先预热，使金属底板的温度从20℃升高到220℃，温控开关自动断开．已知金属底板的质量为1kg，金属底板的比热容为0.46×10³J/（kg•℃）．则蒸汽电熨斗预热过程中金属底板吸收的热量为 
          J．
（3）设计生产电熨斗时，技术人员会根据不同部分的作用选用具有不同物理属性的材料．“水位观察窗”选用的材料应具有很好的          （选填“硬度”、“延展性”或“透明度”）；用熨斗汽烫时，可以看到熨斗底板蒸汽口的周围有大量“白雾”，这是因为水先     后    （上两格均填物态变化名称）形成的小水珠；某次使用时发现从蒸汽口喷出的是水柱而不是“白雾”，请你猜想可能的原因是           ．
（4）若某次使用中，该电熨斗（额定电压下）在最大喷气量状态下工作时消耗的电能中只有70%被水吸收，则该状态下每克水喷出前吸收的热量是           J．

（5）如图乙所示为自动调温电熨斗的电路图．右下方为温控部分，A为双金属片，由两层不同金属粘合而成，受热时二者膨胀的快慢不同．在未通电和低于预定温度时，双金属片A和静片B上的触点接通，指示灯L亮，电热丝R发热，当温度达到预定温度时，由于双金属片的金属层        （填“a”或“b”）膨胀较快，向左弯曲，电路断开，如图丙所示．调节调温旋钮C，使静片向左时，调温电熨斗的预定温度值将变______（选填“高”、“低”）．

小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图所示）和手表，测出一些家用电器的有关数据。

（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？
（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？
（3）如果用此电热水壶把1kg的水由20℃加热至沸腾需要的时间是多少秒？[不考虑热量的损失，气压为一个标准大气压，水的比热容为4.2×10³J/(kg℃)]

在新农村建设中很多楼房顶上装有如图所示的太阳能热水器，图是内部水箱的结构示意图。S_l是自动温控开关，当水温低于20℃时闭合，辅助加热电阻R开始加热；当水温高60℃时断开，辅助加热电阻R停止加热。A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，密度为1.8×10³kg／m³，悬挂在水箱顶部的压力传感开关S₂上。当S₂受到竖直向下的拉力达到16 N寸闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当拉力小于等于10N时，S₂断开，电动水泵M停止注水。取g=10N／kg。求：

（1）若水箱内有100 kg的水，夜晚在辅助加热系统作用下，水温升高了20℃，水吸收的热量。 [c_水=4.2×10³J／(kg·℃)]
（2）A、B的体积均为500 cm³，A、B的总重力。
（3）正常情况下水箱中的水面最高时，A受到的浮力。（开关S₂下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计。)

如图甲所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜。使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像。右表是该防雾镜的相关数据

（1）求防雾镜正常工作时的电流；
（2）经测试，在－10℃环境下，正常工作2分钟，可以使平面镜的平均温度升高到30℃。求电热膜给平面镜的加热效率；[玻璃的比热容为0.75×10³J／（kg·℃）]
（3）如图乙所示，小明给防雾镜电路连接了一个滑动变阻器，能使电热膜的功率在原功率的25％～100％之间变化，以满足不同季节使用的需要。请求出R的最大阻值。

某家用电热水器的铭牌如下：

（1）为安全起见，该电热水器使用的插座应选用图中的哪个？
（2）该电热水器正常工作时，电热丝的电阻多大？
（3）将该电热水器装满水加热，电热水器正常工作时电热丝所产生的热量的80%被水吸收，使水温由20℃升高到70℃，需加热多长时间？（已知水的比热容c_水＝4.2×10³J/（kg•℃），水的密度ρ_水＝1.0×10³kg/m³）

聪明的小明想：将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢？他通过实践收集如下数据：水壶里放入2kg、20℃的水，在标准大气压下，将水加热直至沸腾．又在物理书中查到天然气热值为8×10⁷J/m³，水的比热容为4.2×10³J/kg·℃.
（1）烧开这壶水，水需要吸收多少热量？
（2）如果小明家天然气炉具的效率是40%，烧开这壶水，需要燃烧多少m³的天然气？

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．下表中列出该轿车的一些性能参数。

单车质量/kg	1600	发动机排量/L	2.0
燃料	92# 汽油	水箱容量/L	5.0

（1）当该轿车汽油机的转速为3600r/min时，则在1s内汽油机对外做功的次数是_______次，压缩冲程中将_________能转化为_________能。
（2）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的      大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会      （填“增加”或“减少”），这是通过       方式来改变内能的．
（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是（   ）
A．安全    B．省油    C．减小摩擦    D．增大爬坡的牵引力
（4）小林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：

速度/(km·h^-1)	40	60	80	100	120
制动距离/m	8	18		50	72

根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是______m．
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，每小时对外所做的有用功为________J，发动机的效率约为___________．
（已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，密度为0.8×10³kg/m³）

小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表：

燃料	加热前的 水温/℃	燃料燃尽后 水温/℃
煤油	25	44
菜籽油	25	34

 
（1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量_________．但对于两杯水的初温他们的看法却不同．请将下列他们的想法补充完整．
①小辉认为实验中是直接用________________________________来表示煤油和菜籽油放出热量的多少．所以，实验中两杯水的初温可以不同．
②小明认为因为探究过程中他们采用了_________________法，所以只有燃料的_________不同，其他因素都必须控制相同．如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的______________就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况．所以，实验时必须控制水的初温相同．
③你认为__________（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理．
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是_________．
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量．并由记录的数据，利用公式Q_吸=cm（t-t₀）计算出了水吸收的热量．小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是______________（选填“可靠”或“不可靠”）的．理由是_
______________________________________________．

(10分)阅读下面的短文，回答问题。
空气能热水器在我国是一种新型的热水器．它的工作原理如图所示，其中压缩机、冷凝器、配套节流器件、蒸发器组成了热泵，热泵中封装了沸点很低的制冷剂．热泵工作过程：①液态制冷剂经过配套节流器件缓慢地进入蒸发器，在蒸发器中迅速汽化，并从空气中吸收热量；②制冷剂汽化生成的蒸气进入压缩机被压缩后变成高温高压的蒸气进入冷凝器；③在冷凝器中，高温高压的蒸气将热传递给水箱中的冷水并发生液化；④低温低压的液体经过配套节流装置后再次进入蒸发器中进行下一个循环．
某品牌两种型号空气能热水器的测定参数如上右表(在环境温度20℃，进水温度20℃时测定)：
（1）水箱中水的温度升高，是通过     方式增加了水的内能。
（2）查表可知型号A的热水产率为120L/h，它的物理意义是A型空气能热水器工作1h可以使120L的水温度升高35℃．由此可推算，A型热水器工作1h，使水箱中水获得能量是     J，制热的功率是     kW。[水的比热容c_水 =4.2×10³J/(kg•℃)]
（3）这种热水器有一种性能参数叫做“能效比”，其定义为：当水吸收Q的热量，电流所做的功为W时，能效比η="Q/W," 则A型热水器的能效比为     。(结算结果取整数)
（4）若B型热水器能效比与A型热水器相同，而出水温度只要求达到45℃时，则它工作1h能产热水     L。

(8分)市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176Ω，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如表所示。若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5kg，初温为20℃的水在一标准大气压下烧开。已知C水="4.2" xl03J/(kg•℃)

求：（1）需要吸收的热量是多少?
（2）需加热多长时间?
（3）当饮水机处于保温状态时，它的保温功率是多少?

如图是家庭、宾馆常用的电热水壶，下表中列出了这只电热水壶部分技术参数。求：
（1）电热水壶正常工作时，烧开一壶水，水所吸收的热量（一壶水质量为1.2kg，冷水初温为10℃，大气压为1标准大气压，水的比热容为）；
（2）若电热水壶效率是90%，则电热水壶正常烧开一壶水所消耗的电能；
（3）某星级宾馆要求使用该型号电热水壶正常工作时烧开一壶水的时间不超过5min，问该品牌电热水壶能否满足要求？