安徽省宿州市埇桥区2024-2025学年九年级上学期第一次月考物理试卷
展开1.(2分)冬季又进入流感高发期,体温计是家庭中必备的物品。图中体温计的示数为 ℃。
2.(2分)2024年9月10日,由西南石油大学主持完成的“海底可燃冰固态流化井下双层管开采关键技术与装备研发及应用”项目,荣获2023年度四川省技术发明奖一等奖。可燃冰的热值为q可燃冰=4.2×108J/kg,它表示的物理意义是 。
3.(2分)2024年9月20日12时11分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心一飞冲天,以“一箭六星”的方式将吉林一号宽幅02B01~06星送入预定轨道。如图所示,火箭发射时在发射台下有一个大水池,让高温火焰喷到水中,通过水 (填物态变化名称)来吸收巨大的热量。
4.(2分)如图所示,某同学正踏着他喜爱的滑板在广场上快速滑行。滑行一段时间后,发现滑板的轮子发烫,这是通过 的方式改变内能的。
5.(2分)冬季来临,北方的楼房用如图所示的暖气片为居民供暖。暖气片用水做循环物质,主要是应用了水的 的性质,热水在暖气片内循环流动,从而使房间内的空气内能增大,为人们提供温暖舒适的环境。
6.(2分)在一个标准大气压下,质量为2kg、初温为65℃的水,吸收3.36×105J的热量后,升高的温度为 ℃。
7.(2分)冬天载满人的公交车在户外长时间运行,车窗玻璃上常常附有小水珠,小水珠出现在车窗 (选填“内侧”、“外侧”或“内外侧都有”)。
8.(2分)端午节是我国的传统节日,这一天全国各地端午浓情,当煮粽子的水烧开后,可以将火调小些,这样可以用同样的时间把食物煮熟,而且能节约燃料,这是因为 。
9.(2分)用煤气灶把初温为20℃、质量为2kg的水加热到70℃,若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧 kg的煤气。(煤气的热值为4.2×107J/kg)
10.(2分)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲在10min吸收的热量为 。
二、选择题(每小题2分,满分14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)如图所示的物态变化中,属于液化的是( )
A.春天冰雪消融B.初夏雾笼山峦
C.秋冬气凝成霜D.冬天滴水成冰
12.(2分)中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列诗词中物态变化的分析,正确的是( )
A.“露从今夜白,月是故乡明”,露的形成是熔化现象,需要吸热
B.“遥知不是雪,为有暗香来”,雪的形成是凝固现象,需要放热
C.“斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.“月落乌啼霜满天”,霜的形成是凝华现象,需要放热
13.(2分)如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法不正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B.甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能对外做功25次
D.在一个工作循环中,工作过程依次是丁、丙、甲、乙
14.(2分)以下说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.热传递总是从内能大的物体传到内能小的物体
C.比热容与物体质量大小、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D.燃料燃烧越完全,燃料的热值越大
15.(2分)甲、乙两种物质的质量之比是5:4,降低相同的温度时,放出的热量之比是25:4,则甲、乙两种物质的比热容之比是( )
A.1:5B.5:1C.125:16D.16:125
16.(2分)热平衡,指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时,物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换,即Q吸=Q放。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合(与外界无热量交换),混合后的温度是( )
A.30℃B.37.5℃C.60℃D.70℃
17.(2分)如图是用相同的加热装置分别对质量相等的甲、乙两种物质加热时,它们的温度随加热时间变化的图象,下列对图象的分析正确的是( )
A.0﹣t1时间内物质甲的比热容小于物质乙的比热容
B.T2一定是物质乙的沸点
C.温度从T0升高到T1时,甲物质吸收的热量比乙少
D.t1﹣t2时间内,甲、乙两种物质增加的内能相等
三、实验探究题(每空2分,满分18分)
18.(6分)小明对热现象的有关实验进行如下探究,图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的装置。
(1)实验中用“水浴法”加热的目的是使海波 ;
(2)小明绘制了如图乙所示的海波熔化时温度随时间变化的图象。由图可知海波是 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)完成上述实验后,小明更换装置探究“水沸腾时温度变化的规律”,绘制了如图丙所示的水沸腾时温度变化的图象。结合两次实验可知:海波的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 。
19.(6分)同学们在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,加热质量相同的水和煤油,比较两种物质的吸热能力。
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入初温度相同且 相等的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热使其升高相同的温度,通过比较 来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随时间变化的图象,由图象可知煤油的比热容为 J/(kg•℃)。
20.(6分)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见表:
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小解选择了两套完全相同的装置。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小解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,于是两杯水的散热就不相同,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。
(2)利用此实验方法计算出的热值将比真实值 (填“偏大”或“偏小”)。
四、计算题(第20题5分,第21题6分,第22题7分,共18分;解答要有必要的公式与过程)
21.(5分)卡路里(简称“卡”)是物理学中的热量单位,被广泛使用在营养计量和健身手册上,1卡=4.2焦。有数据统计,吃掉一个鸡蛋可以产生60千卡的热量,假设这些热量被水全部吸收。求:可以使10kg的水温度升高多少℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
22.(6分)冬天,小明家使用某款天然气热水器加热20kg、初温为5℃的水,他通过观察燃气表得知用掉了0.2m3的天然气,同时他测量出水口温度达到了55℃,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.5×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)该款热水器的热效率?
23.(7分)某工厂为了测试新型汽车发动机的性能,让汽车匀速一段时间,平均阻力4600N,用去汽油2L,已知汽油的密度为0.7×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg。求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若该发动机的效率可达50%,则这些能量最多让汽车行驶多远?
参考答案与试题解析
一、填空题(每空2分,共20分)
1.(2分)冬季又进入流感高发期,体温计是家庭中必备的物品。图中体温计的示数为 36.8 ℃。
【分析】要弄清楚体温计的量程和分度值再去读数。
【解答】解:如图所示,该体温计的分度值是0.1℃,此时的读数是36.8℃。
故答案为:36.8。
【点评】本题考查了体温计的读数,属于基础题。
2.(2分)2024年9月10日,由西南石油大学主持完成的“海底可燃冰固态流化井下双层管开采关键技术与装备研发及应用”项目,荣获2023年度四川省技术发明奖一等奖。可燃冰的热值为q可燃冰=4.2×108J/kg,它表示的物理意义是 1kg的可燃冰完全燃烧放出的热量为4.2×108J 。
【分析】热值是指单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量,是燃料的一种特性。
【解答】解:可燃冰的热值为q可燃冰=4.2×108J/kg,它表示的物理意义是:1kg的可燃冰完全燃烧放出的热量为4.2×108J。
故答案为:1kg的可燃冰完全燃烧放出的热量为4.2×108J。
【点评】本题考查了学生对热值概念的理解,属于基础题,难度不大。
3.(2分)2024年9月20日12时11分,长征二号丁运载火箭在太原卫星发射中心一飞冲天,以“一箭六星”的方式将吉林一号宽幅02B01~06星送入预定轨道。如图所示,火箭发射时在发射台下有一个大水池,让高温火焰喷到水中,通过水 汽化 (填物态变化名称)来吸收巨大的热量。
【分析】汽化指物质由液态转变成气态,汽化要吸热。
【解答】解:火箭发射时,在发射台下有一个大水池,让高温火焰喷到水中,通过水汽化来吸收大量的热量。
故答案为:汽化。
【点评】本题考查了汽化现象,属于基础题。
4.(2分)如图所示,某同学正踏着他喜爱的滑板在广场上快速滑行。滑行一段时间后,发现滑板的轮子发烫,这是通过 做功 的方式改变内能的。
【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递。
【解答】解:滑行一段时间后,发现滑板的轮子发烫,是由于克服摩擦力做功使内能增大,则这是通过做功的方式改变内能的。
故答案为:做功。
【点评】本题考查了改变内能的方法,属于基础题。
5.(2分)冬季来临,北方的楼房用如图所示的暖气片为居民供暖。暖气片用水做循环物质,主要是应用了水的 比热容较大 的性质,热水在暖气片内循环流动,从而使房间内的空气内能增大,为人们提供温暖舒适的环境。
【分析】水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,水的温度升高或降低相同的温度,吸收或放出相同的热量多。
【解答】解:教室里的散热片内装的是水,是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,水的温度升高或降低相同的温度,吸收或放出相同的热量多;
故答案为:比热容较大。
【点评】本题考查了水的比热容大的应用,属于基础题。
6.(2分)在一个标准大气压下,质量为2kg、初温为65℃的水,吸收3.36×105J的热量后,升高的温度为 35 ℃。
【分析】根据热量公式Q吸=cmΔt可计算水的温度升高了多少℃,然后根据水的沸点判断水的末温。
【解答】解:
由Q吸=cmΔt得:
Δt===40℃,
t=t0+Δt=65℃+40℃=105℃,
因为在一个标准大气压下,水的沸点是100℃,
所以水的温度升高到100℃将不再上升,
实际水升高的温度为:Δt′=100℃﹣65℃=35℃。
故答案为:35。
【点评】本题考查吸热公式Q吸=cmΔt的应用。注意在一个标准大气压下,水的沸点为100℃.
7.(2分)冬天载满人的公交车在户外长时间运行,车窗玻璃上常常附有小水珠,小水珠出现在车窗 内侧 (选填“内侧”、“外侧”或“内外侧都有”)。
【分析】物质由气态变为液态的过程叫做液化,液化放热。
【解答】解:冬天载满人的公交车在户外长时间运行,汽车内水蒸气温度较高,遇到温度较低的玻璃,会放热液化形成小水珠,附着在玻璃的内表面,在车窗的内侧附有小水珠。
故答案为:内侧。
【点评】本题考查的是液化和液化放热,属于基础题。
8.(2分)端午节是我国的传统节日,这一天全国各地端午浓情,当煮粽子的水烧开后,可以将火调小些,这样可以用同样的时间把食物煮熟,而且能节约燃料,这是因为 水沸腾后温度保持不变 。
【分析】液体沸腾的特点:温度达到沸点,不断吸热,温度保持沸点温度不变。
【解答】解:煮粽子的水烧开后,可以将火调小些,因为水沸腾后温度保持不变。
故答案为:水沸腾后温度保持不变。
【点评】本题以端午节煮粽子为题考查相关的物理知识,属于基础知识的考查,注重了物理和生活的联系。
9.(2分)用煤气灶把初温为20℃、质量为2kg的水加热到70℃,若煤气燃烧时放出的热量全部被水吸收,则需要完全燃烧 0.01 kg的煤气。(煤气的热值为4.2×107J/kg)
【分析】知道水的质量、水的比热容、初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm(t﹣t0)求水吸收的热量;由题意可知,煤气完全燃烧释放的热量Q放=Q吸,根据Q=mq求出消耗煤气的质量。
【解答】解:(1)水吸收的热量:Q吸=cm水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J;
(2)由题意可知,Q放=Q吸=4.2×105J,
根据Q放=mq煤气可得,消耗煤气的质量:m煤气===0.01kg。
故答案为:0.01。
【点评】本题考查了吸热公式和燃料完全燃烧放热公式的应用,关键是公式及其变形式的灵活运用。
10.(2分)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲在10min吸收的热量为 2.52×105J 。
【分析】由题知物质甲和水质量相同,升高的温度相同时水吸收的热量是物质甲吸收热量的2倍。根据吸热公式Q=c吸mΔt判断两物质的比热容之间的关系,从而得出物质甲的比热容。
由图象确定甲10min升高的温度,然后根据Q吸=cmΔt求出甲物质吸收的热量。
【解答】解:
由图象可知:用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60℃需要20min,物质甲温度升高60℃需要10min。
所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为:Q水吸=2Q甲吸。
由热量计算公式Q=cmΔt得:c=,
则c水=2c甲。
又因为c水=4.2×103J/(kg•℃),
所以c甲=2.1×103J/(kg•℃),
甲物质10min升高了60℃,
Q甲吸=c甲m甲Δt甲=2.1×103J/(kg•℃)×2kg×60℃=2.52×105J。
故答案为:2.52×105J。
【点评】比较两个量的大小一定要根据公式来分析,这样思维严谨些。有图象的要合理利用图象。解决此题的关键就是能得出质量相同的物质甲和水升高相同的温度水需要吸收的热量是甲的2倍。
二、选择题(每小题2分,满分14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)如图所示的物态变化中,属于液化的是( )
A.春天冰雪消融B.初夏雾笼山峦
C.秋冬气凝成霜D.冬天滴水成冰
【分析】物质由气态直接变为固态叫凝华,物质由固态直接变为气态叫升华;由气态变为液态叫液化,由液态变为气态叫汽化;由固态变为液态叫熔化,由液态变为固态叫凝固。
【解答】解:A、冰雪消融是冰雪的熔化现象,故A不符合题意。
B、雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,故B符合题意。
C、霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,故C不符合题意。
D、冰是水的凝固现象,故D不符合题意。
故选:B。
【点评】分析生活中的热现象属于哪种物态变化,关键要看清物态变化前后,物质各处于什么状态;另外对六种物态变化的吸热和放热情况也要有清晰的认识。
12.(2分)中华诗词蕴含着丰富的物理知识,下列诗词中物态变化的分析,正确的是( )
A.“露从今夜白,月是故乡明”,露的形成是熔化现象,需要吸热
B.“遥知不是雪,为有暗香来”,雪的形成是凝固现象,需要放热
C.“斜月沉沉藏海雾”,雾的形成是汽化现象,需要吸热
D.“月落乌啼霜满天”,霜的形成是凝华现象,需要放热
【分析】(1)物质从固态变为液态是熔化过程,熔化吸收热量;物质从液态变为固态是凝固过程,凝固放出热量;
(2)物质从液态变为气态是汽化过程,汽化吸收热量;物质从气态变为液态是液化过程,液化放出热量;
(3)物质从固态直接变为气态是升华过程,升华吸收热量;物质从气态直接变为固态是凝华过程,凝华放出热量。
【解答】解:A、露是空气中的水蒸气温度降低时变成小水珠,是液化现象,液化放出热量,故A错误;
B、雪是空气中的水蒸气温度降低时直接变成小冰晶,是凝华现象,凝华放出热量,故B错误;
C、雾是空气中的水蒸气温度降低时变成小水珠,是液化现象,液化放出热量,故C错误;
D、霜是空气中的水蒸气温度降低时直接变成小冰晶,是凝华现象,凝华放出热量,故D正确。
故选:D。
【点评】判断一种现象是什么物态变化,一定要分析现象原来和现在的状态,然后根据六种物态变化的定义进行判断。
13.(2分)如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法不正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B.甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.飞轮转速3000r/min,则该汽油机1s能对外做功25次
D.在一个工作循环中,工作过程依次是丁、丙、甲、乙
【分析】(1)一个工作循环有四个冲程,只有在做功冲程中使机车获得动力,内能转化为机械能,其它三个冲程均为辅助冲程,依靠飞轮惯性完成;
(2)内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能;
(3)内燃机的工作过程:在一个工作循环中有四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴和飞轮转动2周,做功一次;
(4)内燃机的四个冲程在一个工作循环中工作过程依次是吸气、压缩、做功和排气冲程;根据气门的关闭情况和活塞的运动方向判断是哪一个冲程。
【解答】解:ABD、甲图中两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程,将机械能转化为内能;
乙图中排气门开启,进气门关闭,气体流出汽缸,是排气冲程;
丙图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;
丁图中进气门开启,排气门关闭,气体流入汽缸,是吸气冲程,没有能量的转化;
所以正确的排序是丁、甲、丙、乙;
内燃机的一个工作循环有四个冲程,只有在做功冲程中使机器获得动力,内能转化为机械能,其它三个冲程均为辅助冲程,依靠飞轮惯性完成,即依靠飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁,故AB正确,D错误;
C、四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,则该飞轮1s转50圈,因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以1s飞轮转50圈,共25个工作循环,共做功25次,故C正确。
故选:D。
【点评】本题综合考查内燃机的工作过程及能量转化等知识,综合性较强;知道四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈、飞轮转2周、做功一次是解决该题的关键。
14.(2分)以下说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,所含有的热量越多
B.热传递总是从内能大的物体传到内能小的物体
C.比热容与物体质量大小、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D.燃料燃烧越完全,燃料的热值越大
【分析】(1)热量是热传递过程中转移内能的多少,不能说一个物体含有多少热量;
(2)发生热传递的条件是两物体间有温度差:高温物体放热,低温物体吸热;
(3)比热容是物质本身的一种特性,反映了物体的吸热或放热能力,大小只与物质的种类和状态有关,与其它因素没有关系;
(4)热值反映了所有能燃烧的物质的一种特性,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能本领的大小,也就是说,热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系。
【解答】解:A、物体的温度越高内能越大,而热量是热传递过程中转移内能的多少,不能说一个物体含有多少热量,故A错误;
B、热传递的方向是:热量由高温物体传递给低温物体,故B错误;
C、比热容是物质的本质特性,与物体质量大小、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关,故C正确;
D、热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了温度、内能、热量的关系、比热容、热值的概念和热传递的条件,难度一般。
15.(2分)甲、乙两种物质的质量之比是5:4,降低相同的温度时,放出的热量之比是25:4,则甲、乙两种物质的比热容之比是( )
A.1:5B.5:1C.125:16D.16:125
【分析】已知甲、乙两个物体的质量之比,比热之比,以及它们降低的温度相同,可利用热量的公式变形C=分析甲、乙两种物质的比热之比。
【解答】解:
∵=,=,=,
∴根据公式Q=CmΔt可知,
==×=×=。
故选:B。
【点评】本题考查了物体放热的计算,关键是公式及其变形的灵活运用。在代入数值时要注意,防止因颠倒而出错。
16.(2分)热平衡,指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时,物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换,即Q吸=Q放。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合(与外界无热量交换),混合后的温度是( )
A.30℃B.37.5℃C.60℃D.70℃
【分析】冷水和热水混合,混合后冷水和热水最后的温度相同,设混合后的温度为t℃,根据Q吸=cmΔt可计算出冷水吸收的热量,根据Q放=cmΔt可计算出热水放出的热量,根据冷水与热水混合时与外界无热量交换,即冷水吸收的热量与热水放出的热量相等,可列出等式,然后求解出混合后的温度。
【解答】解:冷水和热水混合,混合后冷水和热水最后的温度相同,
设混合后的温度为t℃,
冷水吸收的热量Q吸=c水m1Δt1=c水×400×10﹣3kg×(t℃﹣5℃),
热水放出的热量Q放=c水m2Δt2=c水×200×10﹣3kg×(80℃﹣t℃),
又因为冷水与热水混合时与外界无热量交换,冷水吸收的热量与热水放出的热量相等,即Q吸=Q放,
所以c水×400×10﹣3kg×(t℃﹣5℃)=c水×200×10﹣3kg×(80℃﹣t℃),
解得混合后的温度t=30℃。
故选:A。
【点评】本题主要考查热量的计算公式的应用,其中根据冷水与热水混合时与外界无热量交换得出冷水吸收的热量与热水放出的热量相等是解题的关键。
17.(2分)如图是用相同的加热装置分别对质量相等的甲、乙两种物质加热时,它们的温度随加热时间变化的图象,下列对图象的分析正确的是( )
A.0﹣t1时间内物质甲的比热容小于物质乙的比热容
B.T2一定是物质乙的沸点
C.温度从T0升高到T1时,甲物质吸收的热量比乙少
D.t1﹣t2时间内,甲、乙两种物质增加的内能相等
【分析】(1)根据Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同热量,升高的温度越多,比热容越小;
(2)晶体熔化时温度保持不变,液体沸腾时温度保持不变;
(3)物体吸收热量,内能增加,用同一加热装置加热,在相同时间,吸收的热量是相同的。
【解答】解:A、用相同的加热装置对质量相同的甲、乙两种物质加热时,0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同,甲物质温度升高幅度较小,由公式c=可以看出,甲的比热容大于乙的比热容,故A错误;
B、t1﹣t2时间内,乙物质温度保持不变,如果此时乙熔化,T2是物质乙的熔点;如果此时乙沸腾,T2是物质乙的沸点。故B错误;
C、由选项A可知甲的比热容大于乙的比热容,根据公式Q=cmΔt可知在质量和升高温度相同时,甲吸收的热量多,故C错误;
D、t1﹣t2时间内,加热时间相同,则甲、乙两种物质吸收的热量相同,即增加的内能相同,故D正确。
故选:D。
【点评】此题考查的是我们对物理规律的掌握和对图象分析的能力,以图象的形式考查物理规律,具有直观、客观的特点,是现在物理测试的热点考查方式。
三、实验探究题(每空2分,满分18分)
18.(6分)小明对热现象的有关实验进行如下探究,图甲是“探究海波熔化时温度的变化规律”的装置。
(1)实验中用“水浴法”加热的目的是使海波 均匀受热且温度变化缓慢 ;
(2)小明绘制了如图乙所示的海波熔化时温度随时间变化的图象。由图可知海波是 晶体 (选填“晶体”或“非晶体”);
(3)完成上述实验后,小明更换装置探究“水沸腾时温度变化的规律”,绘制了如图丙所示的水沸腾时温度变化的图象。结合两次实验可知:海波的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是 持续吸热,温度不变 。
【分析】(1)探究固体熔化时温度的变化规律实验时,一般都采用水浴法,物体受热均匀,温度变化比较慢,便于记录实验温度;
(2)晶体熔化时不断吸收热量,温度保持不变;
(3)海波的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是持续吸热,温度不变。
【解答】解:(1)实验中用“水浴法”加热,目的使海波均匀受热且温度变化缓慢;
(2)如乙图,海波在BC段吸收热量,温度保持48℃不变,是熔化过程,海波有固定的熔化温度,所以海波是晶体;
(3)海波的熔化过程和水的沸腾过程具有的共同特点是持续吸热,温度不变。
故答案为:(1)均匀受热且温度变化缓慢;(2)晶体;(3)持续吸热,温度不变。
【点评】本题主要考查了探究水沸腾时温度变化的特点和探究海波熔化时温度的变化规律,属于基础题。
19.(6分)同学们在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,加热质量相同的水和煤油,比较两种物质的吸热能力。
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入初温度相同且 质量 相等的水和煤油;
(2)在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热使其升高相同的温度,通过比较 加热的时间 来比较水和煤油吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随时间变化的图象,由图象可知煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。
【分析】(1)实验时分别装入初温度相同且质量相等的水和煤油;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的水和煤油;
(2)加热器相同,要使水和煤油升高相同的温度,加热时间越长,吸收的热量越多,则其吸热能力越强,通过比较加热时间来比较水和煤油的吸热能力;
(3)由图象知,升高相同的温度时,水的加热时间是煤油的2倍,即水吸收的热量是煤油的2倍,
根据c=可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容与吸收的热量成正比,
所以,煤油的比热容为:c煤油=c水=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
故答案为:(1)质量;(2)加热时间;(3)2.1×103。
【点评】本题是比较不同物质吸热能力强弱的实验,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,属于常考命题点,难点不大。
20.(6分)小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热容已知,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见表:
(1)为了保证实验结论的可靠性,小明和小解选择了两套完全相同的装置。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小解认为实验中是直接用 升高的温度 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小明认为只有燃料的 种类 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,于是两杯水的散热就不相同,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。
(2)利用此实验方法计算出的热值将比真实值 煤油 (填“偏大”或“偏小”)。
【分析】由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,据此进行分析;
燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失,所以直接计算得出的热值比实际值要小。
【解答】解:(1)①质量相同的水,温度变化越大,说明吸收热量越多,所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少;
②根要探究不同燃料热值的大小,应使其它条件相同,只有燃料的种类不同,即用到控制变量法;
(2)根据表格中数据,相同质量的两种燃料燃烧完后,煤油的水温升高较大,说明煤油放出的热量较多,即煤油的热值较大;
故答案为:(1)①升高的温度;②种类;(2)煤油。
【点评】本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力,此类实验问题,要结合控制变量法进行分析研究,通过观察温度的变化判断燃料热值的大小。
四、计算题(第20题5分,第21题6分,第22题7分,共18分;解答要有必要的公式与过程)
21.(5分)卡路里(简称“卡”)是物理学中的热量单位,被广泛使用在营养计量和健身手册上,1卡=4.2焦。有数据统计,吃掉一个鸡蛋可以产生60千卡的热量,假设这些热量被水全部吸收。求:可以使10kg的水温度升高多少℃[c水=4.2×103J/(kg•℃)]。
【分析】水吸收的热量相当于一只鸡蛋产生的热量,知道水的质量、比热容和吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求出水升高的温度。
【解答】解:吃一只鸡蛋产生的热量:Q=60千卡=60×1000×4.2J=2.52×105J,
假设这些热量被水全部吸收,则水吸收的热量Q吸=Q=2.52×105J,
由Q吸=cmΔt可知,水升高的温度:Δt===6℃。
答:可以使10kg的水温度升高6℃。
【点评】本题考查比热容公式的灵活运用,是一道基础题。
22.(6分)冬天,小明家使用某款天然气热水器加热20kg、初温为5℃的水,他通过观察燃气表得知用掉了0.2m3的天然气,同时他测量出水口温度达到了55℃,已知c水=4.2×103J/(kg•℃),q天然气=3.5×107J/m3,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)该款热水器的热效率?
【分析】(1)已知水的比热容、初温和末温和质量,利用Q吸=cm(t﹣t0)计算出水吸收的热量;
(2)利用Q放=Vq计算出天然气完全燃烧放出的热量,利用效率公式计算出天然气热水器的加热效率。
【解答】解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×20kg×(55℃﹣5℃)=4.2×106J;
(2)完全燃烧0.2m3天然气放出的热量:
Q放=V天然气q天然气=0.2m3×3.5×107J/m3=7×106J;
天然气热水器的加热效率:η=×100%=×100%=60%;
答:(1)水吸收的热量是4.2×106J;
(2)该款热水器的热效率为60%。
【点评】本题考查吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,是一道热学综合题,难度不大。
23.(7分)某工厂为了测试新型汽车发动机的性能,让汽车匀速一段时间,平均阻力4600N,用去汽油2L,已知汽油的密度为0.7×103kg/m3,热值为4.6×107J/kg。求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量为多少?
(2)若该发动机的效率可达50%,则这些能量最多让汽车行驶多远?
【分析】(1)根据m=ρV得出用去汽油的质量,根据Q放=mq得出这些汽油完全燃烧放出的热量;
(2)若该发动机的效率可达50%,根据W=Q放η得出转化的机械能,根据s=得出这些能量最多让汽车行驶的距离。
【解答】解:(1)用去汽油2L,根据密度公式ρ=可知,用去汽油的质量为
m=ρV=0.7×103kg/m3×2×10﹣3m3=1.4kg,
这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=mq=1.4kg×4.6×107J/kg=6.44×107J;
(2)若该发动机的效率可达50%,根据热机效率公式η=知,转化的机械能为
W=Q放η=6.44×107J×50%=3.22×107J,
这些能量最多让汽车行驶的距离是s===7000m。
答:(1)汽油完全燃烧放出的热量为6.44×107J;
(2)若该发动机的效率可达50%,则这些能量最多让汽车行驶7000m。
【点评】本题考查热值和效率的有关知识,是一道综合题。
加热时间/min
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甲杯水温/℃
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乙杯水温/℃
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29:
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