河南省南阳市邓州市城区第五初级中学校2021-2022学年九年级上学期第一次月考物理【试卷+答案】
展开这是一份河南省南阳市邓州市城区第五初级中学校2021-2022学年九年级上学期第一次月考物理【试卷+答案】,共21页。试卷主要包含了填空题,选择题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年河南省南阳市邓州市城区五中九年级(上)第一次月考物理试卷
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共,14分)
1.液体温度计是利用液体 的性质制成的,如图所示体温计玻璃泡里的液体应选 (选填“酒精”“水银”或“煤油”),体温计 (选填“可以”或“不可以”)离开人体读数。
2.用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过 方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
3.如图所示,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内硝化棉燃烧起来 冲程相同。完全燃烧0.5kg的汽油,放出的热量是 (已知汽油的热值为4.6×107J/kg)。
4.一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒钟完成 个冲程,对外做功 次。
5.如图所示是四冲程汽油机的 冲程,该冲程中,气缸内燃气的内能 (选填“变大”“变小”“不变”)。
6.用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,验电器的两金属箱片由于带同种电荷互相 而张开。用丝绸摩擦过的玻璃棒由于 而带正电。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.以下描述中“变多”、“变少”的过程,吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
8.如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
9.如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是( )
A.每组实验中,燃料的质量均应相等
B.每组实验中,杯中物质的质量均应相等
C.甲组实验中,可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D.乙组实验中,可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
10.将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个带电轻质小球,发现两者相互吸引,则小球( )
A.带负电
B.带正电
C.可能带正电,可能带负电
D.无法判断
11.如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时,两小灯泡都不亮,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡L1断路 B.小灯泡L2断路
C.开关S断路 D.小灯泡L2短路
12.教室有CO2通风机,手动闭合S1,CO2达到定值时S2自动闭合。只有S1闭合,CO2达到定值电动机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的( )
A.
B.
C.
D.
13.下列说法正确的是( )
A.内燃机消耗的燃料越多,其效率越高
B.物体吸收热量,其温度一定升高
C.外界对物体做功,物体内能可能增加
D.在热传递过程中,热量只能自发地从高温物体转移到低温物体
14.下列说法正确的是( )
A.在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高
B.同一种物体比热容一定相同
C.物体吸热时,温度不一定升高
D.燃料的热值越大,热量越多
三、作图题(共1小题,满分2分)
15.画出手电筒的电路图。
四、实验探究题(本题共3小题,第16题8分,第17题8分,第18题4分,共20分)
16.(8分)在“探究水的沸腾特点”的实验中:
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
注:在一个标准大气压下
(1)组装如图甲所示的实验装置时,应先调节 (选填“A”或“B”)固定夹的位置。
(2)水银和酒精是液体温度计常用的测温物质。由表格中的数据可知,本实验应选用 制作的温度计。
(3)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为 ℃。
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还会继续沸腾一小会儿,这是因为 。
(5)图乙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图象,两图线不同的原因可能是 (选填序号)。
A.酒精灯的火焰相同,a组水的质量大
B.水的质量相同,b组酒精灯的火焰小
17.(8分)小芳用如图所示的装置“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
(1)甲图装置错误的地方是 。
(2)沸腾时水中气泡的情形如图乙中 (选“A”或“B”)。
(3)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,并绘制了如图丙所示水温随时间变化的图像,水沸腾时的特点是 。
(4)通过这个实验,小芳终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是 (选填“保持大火”、“调为小火”)的道理。
18.(4分)去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩耍。他发现赤脚踩在水里清凉舒服,回到岸上踩在沙子上却很烫,对此很好奇
质量m/g
升高的温度/℃
加热的时间/s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
(1)此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为 (“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)。
(2)分析实验数据可得:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量 (选填“水”或“沙子”)的吸热本领大。
(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯,发现烧杯中的水已经沸腾,此时温度计示数如图乙 ℃。
(4)由(3)小题可知当地气压 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。
五、计算题(共2小题,满分18分)
19.(6分)向洗澡盆放水时,已知冷水为20℃,热水为80℃,应该分别放冷水和热水各多少千克?(不计热损失)
20.(12分)小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃(已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值q=3.0×107J/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)。问:
(1)在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克的焦炭?
2021-2022学年河南省南阳市邓州市城区五中九年级(上)第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共,14分)
1.液体温度计是利用液体 热胀冷缩 的性质制成的,如图所示体温计玻璃泡里的液体应选 水银 (选填“酒精”“水银”或“煤油”),体温计 可以 (选填“可以”或“不可以”)离开人体读数。
【分析】(1)液体温度计的原理是根据液体的热胀冷缩的性质制成的;
(2)体温计玻璃泡中是水银;
(3)体温计的有个缩口根据这个特征来使用。
【解答】解:液体温度计是利用液体热胀冷缩的性质制成的,体温计玻璃泡中是水银,使用前需要甩一甩。
故答案为:热胀冷缩;水银。
2.用酒精灯给物体加热,物体内能增大、温度升高,这是通过 热传递 方式实现的。实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递;1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫热值,热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类和状态有关,而与燃料的质量、燃烧程度无关。
【解答】解:用酒精灯给物体加热,物体吸收热量,这是通过热传递的方式实现的;
热值是燃料的一种特性,不随质量的改变而改变。
故答案为:热传递;不变。
3.如图所示,用力将活塞迅速下压,玻璃筒内硝化棉燃烧起来 压缩 冲程相同。完全燃烧0.5kg的汽油,放出的热量是 2.3×107 (已知汽油的热值为4.6×107J/kg)。
【分析】(1)压缩体积的过程,将机械能转化为内能,压缩冲程就是将机械能转化为内能。
(2)知道汽油的质量、热值,利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量。
【解答】解:用力将活塞迅速下压,玻璃筒内硝化棉燃烧起来,这一特点与汽油机的压缩冲程相同。
完全燃烧0.5kg的汽油,放出的热量是:Q=mq=8.5kg×4.2×107J/kg=2.7×107J。
故答案为:压缩;2.7×107。
4.一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是2400r/min,则该汽油机每秒钟完成 80 个冲程,对外做功 20 次。
【分析】内燃机一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,做功1次,完成4个冲程。
【解答】解:已知飞轮转速为2400r/min=40r/s,
因为一个工作循环活塞往复2次,曲轴转动2周,完成7个冲程,
所以该汽油机1s完成20个工作循环,80个冲程,活塞往复40次。
故选:80;20。
5.如图所示是四冲程汽油机的 做功 冲程,该冲程中,气缸内燃气的内能 变小 (选填“变大”“变小”“不变”)。
【分析】由进气门和排气门的关闭和打开情况、活塞的上行和下行情况来判断是哪个冲程;
汽油机四个冲程中压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机械能,排气和吸气冲程没有能的转化。
【解答】解:图中,汽油机的进气门和排气门都是关闭的,火花塞点火,在该冲程中,气缸内燃气的内能会变小。
故答案为:做功;变小。
6.用毛皮摩擦过的橡胶棒由于得到电子而带 负 电。用这个橡胶棒接触验电器的金属球,如图所示,验电器的两金属箱片由于带同种电荷互相 排斥 而张开。用丝绸摩擦过的玻璃棒由于 失去电子 而带正电。
【分析】(1)摩擦起电的原因:两物体在摩擦过程中,原子核束缚电子的能力不同,原子核束缚电子能力强的容易得到电子而带负电,弱的易失去电子带正电;
(2)验电器是检验物体是否带电的仪器,其工作原理是:同种电荷相互排斥。
【解答】解:
毛皮与橡胶棒在摩擦的过程中,橡胶棒的原子核束缚电子的能力强,带负电;
橡胶棒接触验电器的金属球,验电器的金属箔片上带上了同种电荷,所以其两个金属箔片会张开。
故答案为:负;排斥。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7-12题每小题只有一个选项符合题目要求;第13-14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7.以下描述中“变多”、“变少”的过程,吸热的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【分析】(1)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。
(2)六种物态变化过程中,都伴随着吸热或放热;其中放出热量的物态变化有:凝固、液化、凝华;吸热的有:熔化、汽化、升华。
【解答】解:①金属盘下的水是水蒸气的液化现象,液化放热;
②烧杯内的冰变小,是冰的熔化现象;
③推动活塞乙醚变多,是气体乙醚的液化现象;
④碘粒变少是碘的升华现象,升华吸热。
吸热的是②④,故ABC错误。
故选:D。
8.如图所示,是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像,实验中两种物质的质量相同,选用的加热器相同,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热时间相同,a物质的末温度高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高慢,比热容小
D.吸收热量相同,b物质的末温度低,比热容大
【分析】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:
AB、由图可知,由于用相同的加热器加热,a的温度升高的快,故AB错误;
CD、吸收热量相同,b物质温度升高慢,故D正确。
故选:D。
9.如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置。下列关于该两组实验的说法正确的是( )
A.每组实验中,燃料的质量均应相等
B.每组实验中,杯中物质的质量均应相等
C.甲组实验中,可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少
D.乙组实验中,可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少
【分析】(1)为比较不同燃料燃烧放出的热量大小,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,液体升温越高,则燃料放出的热量越多;
(2)探究“不同物质吸热升温现象”,需要用相同的加热装置,燃烧相同的燃料(根据转换法,确保相同时间放出的热量相同),加热相同的时间,比较质量和初温相同的液体升高的温度;
【解答】解:AB、根据比较不同燃料燃烧放出的热量大小和探究“不同物质吸热升温现象”两实验的要求,而探究“不同物质吸热升温现象”实验时,故A错误;
C、甲组实验中,故C错误;
D、乙组实验中,故D错误。
故选:B。
10.将毛皮摩擦过的橡胶棒靠近一个带电轻质小球,发现两者相互吸引,则小球( )
A.带负电
B.带正电
C.可能带正电,可能带负电
D.无法判断
【分析】丝绸摩擦过的玻璃棒带正电,毛皮摩擦过的橡胶棒带负电;电荷间的相互作用规律是:同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引。
【解答】解:毛皮摩擦过的橡胶棒,橡胶棒带负电,则小球一定带正电。
故选:B。
11.如图所示,开关S闭合时,小灯泡L1、L2都不亮,用一段导线的两端接触a、b两点时,两小灯泡都不亮,两小灯泡也不亮;接触c、d两点时,下列判断中可能的是( )
A.小灯泡L1断路 B.小灯泡L2断路
C.开关S断路 D.小灯泡L2短路
【分析】由电路图知,两灯串联。闭合开关两灯都不亮,说明不可能发生短路,只能是某处断路。运用假设法逐项分析即可。
【解答】解:由电路图知,闭合开关;
A 如果灯L1断路,用一段导线的两端接触a,L2会发光,故A错误;
B 如果灯L5断路,导线接触b,L1会发光,故B错误;
C 如果开关断路,导线接触c,电路是通路,故C正确;
D 如果灯L2短路,L5会发光,故D错误。
故选:C。
12.教室有CO2通风机,手动闭合S1,CO2达到定值时S2自动闭合。只有S1闭合,CO2达到定值电动机才工作,下列图中,哪个电路图是正确的( )
A.
B.
C.
D.
【分析】根据题意和,手动闭合S1后,再闭合开关S2电动机才工作确定两开关的连接,结合四个图示分析。
【解答】解:由题意,只有手动闭合S1,CO2达到定值时闭合S6电动机才工作,即两开关同时闭合时电动机才工作,所以两开关串联后再控制电动机,D正确。
故选:D。
13.下列说法正确的是( )
A.内燃机消耗的燃料越多,其效率越高
B.物体吸收热量,其温度一定升高
C.外界对物体做功,物体内能可能增加
D.在热传递过程中,热量只能自发地从高温物体转移到低温物体
【分析】A、热机效率是指热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比,这个比值越大,效率就越高;
B、物体吸收热量,内能增加,温度不一定升高。如晶体熔化时,吸收热量,温度保持不变;
C、外界对物体做功,其它形式能转化为内能,物体的内能增加;
D、热传递时,热量总是自发地从高温物体转移到低温物体。
【解答】解:A、热机效率是指热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比,效率就越高,所做有用功多少未知,故A错误;
B、物体吸收热量,温度不一定升高,吸收热量,故B错误;
C、外界对物体做功,物体的内能增加;
D、热传递时,故D正确。
故选:CD。
14.下列说法正确的是( )
A.在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高
B.同一种物体比热容一定相同
C.物体吸热时,温度不一定升高
D.燃料的热值越大,热量越多
【分析】(1)在点火方式上,柴油机属于压燃式,汽油机属于点燃式,在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高。
(2)质量是1kg的物体,温度升高1℃,吸收的热量叫这种物质的比热容。比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,与质量、热量、温度变化无关。
(3)物体吸收热量,内能一定增加,但是温度不一定升高,例如晶体的熔化过程和液体的沸腾过程。
(4)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值,由Q放=mq分析判断。
【解答】解:A、柴油机在点火方式上属于压燃式,柴油机比汽油机压缩程度高;
B、同一种物体在状态不同时,故B错误;
C、晶体熔化吸热,全部熔化后,温度又会上升;
D、燃料燃烧后放出的热量的多少与燃料的热值、燃烧情况有关,故D错误。
故选:AC。
三、作图题(共1小题,满分2分)
15.画出手电筒的电路图。
【分析】手电筒电路为基本电路,用导线将电源、灯泡以及开关顺次连接起来即可。
【解答】解:用导线将电源、灯泡以及开关顺次连接起来
。
四、实验探究题(本题共3小题,第16题8分,第17题8分,第18题4分,共20分)
16.(8分)在“探究水的沸腾特点”的实验中:
测温物质
凝固点/℃
沸点/℃
水银
﹣39
357
酒精
﹣117
78
注:在一个标准大气压下
(1)组装如图甲所示的实验装置时,应先调节 A (选填“A”或“B”)固定夹的位置。
(2)水银和酒精是液体温度计常用的测温物质。由表格中的数据可知,本实验应选用 水银 制作的温度计。
(3)实验过程中,某时刻温度计的示数如图甲所示,此时水的温度为 93 ℃。
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还会继续沸腾一小会儿,这是因为 石棉网的余温高于水的沸点,水会继续吸收热量 。
(5)图乙是a、b两个实验小组根据实验数据描绘出的水的沸腾图象,两图线不同的原因可能是 (选填序号)。
A.酒精灯的火焰相同,a组水的质量大
B.水的质量相同,b组酒精灯的火焰小
【分析】(1)按照自下而上的顺序,先根据酒精灯火焰的位置确定A固定夹的位置;
(2)标准大气压下,水的沸点为100℃,酒精的沸点为78℃,低于水的沸点,水银的沸点为357℃,高于水的沸点,据此选择;
(3)先看清温度计的分度值,再读数;
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还会继续沸腾一小会儿,这是因为石棉网的余温高于水的沸点,水会继续吸收热量;
(5)从图中可知b组加热至沸腾所用时间较长;
A、酒精灯的火焰相同,相同时间里a、b组的水吸收的热量相同,a组的水的质量大,则a组加热至沸腾所用时间长,据此分析;
B、水的质量相同,b组酒精灯的火焰小,则相同时间里b组的水吸收的热量少,加热至沸腾所用时间长,据此分析。
【解答】解:(1)按照自下而上的顺序,先根据酒精灯火焰的位置确定A固定夹的位置;
(2)标准大气压下,水的沸点为100℃,低于水的沸点,高于水的沸点;
(3)温度计的分度值为1℃,示数为93℃;
(4)实验结束后撤去酒精灯,水还会继续沸腾一小会儿,水会继续吸收热量;
(5)从图中可知b组加热至沸腾所用时间较长;
A、酒精灯的火焰相同、b组的水吸收的热量相同,则a组加热至沸腾所用时间长;
B、水的质量相同,则相同时间里b组的水吸收的热量少,符合题意。
故选B;
故答案为:(1)A;(2)水银;(4)石棉网的余温高于水的沸点;(5)B。
17.(8分)小芳用如图所示的装置“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
(1)甲图装置错误的地方是 温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部 。
(2)沸腾时水中气泡的情形如图乙中 A (选“A”或“B”)。
(3)当水温接近90℃时,每隔1min记录一次温度,并绘制了如图丙所示水温随时间变化的图像,水沸腾时的特点是 持续吸热,但温度保持不变 。
(4)通过这个实验,小芳终于明白妈妈用炉火炖老母鸡时,在沸腾后总是 调为小火 (选填“保持大火”、“调为小火”)的道理。
【分析】(1)安装探究水沸腾特点的实验器材时,要按照自下而上的顺序安装;要保证温度计的玻璃泡可以完全浸入液体中且不能接触到烧杯。
(2)掌握沸腾时与沸腾前现象的区别:沸腾时气泡在上升过程中体积逐渐变大;沸腾前气泡在上升过程中体积逐渐变小;
(3)水沸腾后持续吸热,但是温度保持不变。
【解答】解:(1)图甲中温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部,这将使得温度计的液柱上升较快。若不及时调整。
(2)水沸腾前,从底部产生的气泡会逐渐上升,因接触到温度较低的水会发生液化现象。水沸腾后,所以气泡内的水蒸气不再发生液化,且不断有液态水汽化为水蒸气进入气泡,直至达到水面破裂。
(3)由图丙可知,水沸腾前(0~7min);水沸腾后(5min后),但是水的温度保持不变。
(4)在汤沸腾前用大火,可以减少将汤加热至沸腾的时间,即使调为小火。而水沸腾时的温度是保持不变的,老母鸡从汤中吸收的热量是相同的,将老母鸡煮熟的时间是基本一致的,所以调为小火更为合理。
故答案为:(1)温度计的玻璃泡接触到了烧杯底部;(2)A,但温度保持不变。
18.(4分)去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩耍。他发现赤脚踩在水里清凉舒服,回到岸上踩在沙子上却很烫,对此很好奇
质量m/g
升高的温度/℃
加热的时间/s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
(1)此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为 加热时间的长短 (“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)。
(2)分析实验数据可得:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量 水 (选填“水”或“沙子”)的吸热本领大。
(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯,发现烧杯中的水已经沸腾,此时温度计示数如图乙 98 ℃。
(4)由(3)小题可知当地气压 小于 (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。
【分析】(1)使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)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;
(3)温度计的读数:首先确定零上还是零下,确定每一个大格和每一个小格各代表的示数,从小数字读向大数字;
(4)一个标准大气压下,水的沸点是100℃。
【解答】解:(1)实验中,把沙子或者水吸收热量的多少转换为加热时间的长短;
(2)由表格中数据知,质量相同的水和沙子升高相同的温度,说明水的吸热本领大;
(3)由图乙可知,温度计的分度值是1℃,液柱上表面对准了90℃上面第8个小格处;
(4)一个标准大气压下,水的沸点是100℃,所以气压小于一个标准大气压。
故答案为:(1)加热时间的长短;(2)水;(4)小于。
五、计算题(共2小题,满分18分)
19.(6分)向洗澡盆放水时,已知冷水为20℃,热水为80℃,应该分别放冷水和热水各多少千克?(不计热损失)
【分析】(1)设热水的质量为m,则冷水的质量为120kg﹣m,已知热水的初温和末温,利用放热公式求热水放出的热量;又知道冷水的初温和末温,利用吸热公式求冷水吸收的热量,
(2)不计热量损失,所以热水放出的热量等于冷水吸收的热量,据此可求所用热水和冷水的质量。
【解答】解:
设热水的质量为m1,
则冷水的质量为m2=m﹣m8=120kg﹣m1,
热水放出的热量:
Q放=cm1(t﹣t01)=2.2×103J/(kg•℃)×m6×(80℃﹣40℃),
Q吸=cm2(t02﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×m2×(40℃﹣20℃),
∵不计热量损失,
∴Q吸=Q放,
5.2×103J/(kg•℃)×m6×(80℃﹣40℃)=4.2×105J/(kg•℃)×(120kg﹣m1)×(40℃﹣20℃),
解得:
m1=40kg,m8=80kg。
答:应该放冷水80kg,热水40kg。
20.(12分)小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器,加满水后,经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃(已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃),焦炭的热值q=3.0×107J/kg,水的密度ρ=1.0×103kg/m3)。问:
(1)在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,则需要燃烧多少千克的焦炭?
【分析】(1)由水的体积和密度,利用m=ρV计算质量,知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;
(2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供,即Q吸=Q放×20%计算焦炭放出的热量,已知焦炭的热值和放出的热量,利用Q放=mq计算焦炭的质量。
【解答】解:(1)由ρ=得,太阳能热水器中的水质量:
m水=ρv=1×103kg/m6×0.5m8=500kg,
水吸收的热量:Q吸=cm水△t=4.2×102J/(kg•℃)×500kg×(45℃﹣25℃)=4.2×106J;
(2)由η=得,焦炭需放出的热量:Q放===7.1×108J;
由Q放=mq得,需要焦炭的质量:m焦炭===7kg。
答:(1)在这4h内水吸收了4.2×107J的热量;
(2)放出这些热量需要燃烧7kg焦炭。
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