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2025年江苏中考物理二轮复习 专题十六:热和能 练习(含答案+解析)
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这是一份2025年江苏中考物理二轮复习 专题十六:热和能 练习(含答案+解析),共18页。试卷主要包含了单选题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1.太阳喷射大量带电微粒进入大气层会引起地磁暴,影响通信、导航的运行.太阳喷射的带电微粒可能是( )
A. 中子、电子B. 质子、中子C. 分子、原子D. 质子、电子
2.科学家研发出一种可折叠钻石玻璃,可以用来制造超轻的屏幕,同时能保持良好散热.则这种材料所不具有的特性是( )
A. 隔热性好B. 韧性好C. 密度小D. 透光性好
3.某机器的能量流向图如图所示,据此推测该机器可能是( )
A. 热机B. 电动机C. 发电机D. 电热水器
4.如图,将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来下列现象中与上述实验现象的原理相同的是( )
A. 春天柳絮飞舞B. 夏天荷花飘香C. 秋天红叶飘落D. 冬天雪花飞舞
5.家用燃油汽车的发动机主要是汽油机,下列说法正确的是( )
A. 汽油机的效率能达到100%B. 汽油机燃烧汽油会造成环境污染
C. 汽油机的一个工作循环中,对外做功4次D. 汽油机在吸气冲程中只吸入汽油
6.即将建成的镇江仑山湖抽水蓄能电站,在用电低谷时利用多余的电能,将山下的水抽往山上的水库实现“蓄能”;在用电高峰时释放山上的水来发电.该电站可以实现“蓄能”主要是将多余的电能转化为水的( )
A. 重力势能B. 内能C. 动能D. 化学能
7.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是( )
A. 0℃的冰块没有内能
B. 物体放出热量,温度可能不变
C. 具有机械能的物体不一定具有内能
D. 热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
8.《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具——“高转简车”(如图)。使用时下方转轮安装在河道中,流水驱动轮子转动,系在传动绳索上的竹筒将水从河里源源不断输送到上方农田中。下列说法正确的是( )
A. 这是一台“永动机”
B. 水在输送过程中重力势能不变
C. 转轮转速越快输水做功功率越大
D. 上、下两个转轮可分别看作定滑轮和动滑轮
9.下列说法中正确的是( )
A. 物体吸收的热量越多,它的比热容就越大
B. 沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水比砂石的比热容大
C. 物体的质量越大,比热容越大
D. 晶体在熔化过程中吸收热量,温度、比热容均不变
10.闻着氤氲的肉串香气,听着滋滋作响的美妙声音,尝着别有风味的多样食材……近期,“淄博烧烤”迅速“出圈”。下列说法正确的是( )
A. 烤肉温度越高,所含热量越多
B. 木炭在燃烧的过程中,热值变小
C. 燃烧木炭时,看到烟雾缭绕,这是分子做无规则运动
D. 烤肉时,扩散的快慢与温度有关,温度越高扩散越快
11.关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度可能不变B. 物体温度升高,一定是吸收了热量
C. 温度为0℃的物体没有内能D. 物体内能减少时,一定对外做功
12.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的易拉罐中分别装有初温相同的a、b两种液体,用同一盏酒精灯先后进行加热,根据两次记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A. 两个易拉罐中的液体体积需要相同
B. 液体a的比热容大于液体b的比热容
C. 实验中酒精不能完全燃烧,此时的酒精的热值比完全燃烧时小
D. 实验中液体吸热的多少可以通过加热时间来反映
13.如图所示,为某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( )
A. 图甲是做功冲程,内能转化为机械能B. 图乙是压缩冲程,机械能转化为内能
C. 图丙是排气冲程,内能转化为机械能D. 四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙
14.如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶跑.下列说法正确的是( )
A. 用酒精灯加热试管,水内能的增加是通过做功的方式实现的
B. 蒸汽把软木塞顶跑的过程,实现了内能向机械能的转化
C. 蒸汽把软木塞顶跑的过程,相当于汽油机的排气冲程
D. 试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气
15.如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水,能减慢上层油的消耗。点灯后,水升温的过程中
A. 水含有的热量减少B. 水的内能改变是通过热传递的方式
C. 灯点燃一段时间后灯油的热值变小D. 灯油和水内能相同时不再发生热传递
16.如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A. 相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B. a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C. 升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D. 相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
17.下列图中箭头表示空气流动的方向。炎热晴朗的夏夜,我市老坝港海边的陆地与海面之间空气循环流动的示意图表示正确的是( )
A. B.
C. D.
二、非选择题
18.2020年6月23日上午,长征三号火箭将北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,将______能转化为内能会使外壳温度升高,为防止内部温度过高,火箭采用______(选填“导热性”或“隔热性”)好的新型陶瓷作为防护层。
19.2023年5月28日,C919大型客机进行首次商业载客飞行,飞机的发动机选用航空煤油作为燃料,假如航空煤油的热值为4.6×107J/kg,完全燃烧50kg航空煤油放出的热量为______J。山东五征集团生产的某型号农用拖拉机,为提高发动机的效率需要在______冲程让燃料充分燃烧。
20.我国的乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝、三峡、葛洲坝水电站实现联合调度,标志着世界最大的“清洁能源走廊”已形成。水力发电是将水的 能转化为电能,水能是 (选填“可再生”或“不可再生”)能源。水电站年均发电量可达1.08×1018J,若这些电量改用煤进行火力发电,效率为40%,煤的热值为3.0×107J/kg,则需要用煤 kg。
21.如图所示是用天平正确测量盛水烧杯质量的场景.已知干燥的空烧杯质量为19.4 g,则烧杯中水的质量为_________g.若每个水分子质量为3×10−23g,则烧杯中的水含有________个水分子.若将这些水分子沿一条直线紧密排列,则长度将达7.2×1014m,可绕地球赤道约1800万圈,据此可得水分子直径为_________m.
22.图甲中,等体积的水和酒精混合后发现液体总体积变小,说明________;图乙中,两瓶中分别装有空气和密度比空气大的红棕色二氧化氮气体,演示扩散现象时装有二氧化氮气体的瓶子应放在________方.
23.根据相关知识,回答下列几个问题:
(1)如图,向试管中注水50ml,然后再注入酒精50ml至充满,封闭管口,将试管反复翻转使水和酒精充分混合,观察到水和酒精混合后总体积减小,说明分子间有 .如果不将充满水和酒精的试管反复翻转,而是静置一段时间 (能/不能)出现以上现象.
(2)东汉时期,王充在《论衡》一书中提到了“顿牟(即玳瑁)掇芥(草屑)”(即摩擦玳瑁能吸引草屑)的现象说明:带电物体能够 轻小物体.
24.铁钉可以在石蜡上留下刻痕,这是应为铁的 比石蜡大,而锅常用铁作材料这是应为铁的 好;制造飞机常用铝作材料,是因为铝的 小的特点,选用钨做灯丝,主要是因为其 高。
25.在室温为20℃的室内,小华准备了图中甲、乙、丙三杯水,其中 杯中水的内能最大(选填“甲”“乙”或“丙”),放置一段时间后三杯水的内能都将 (选填“减小”、“增大”或“不变”)。甲杯中的水温度降到室温水放出的热量为 J。(水的比热容为4.2×103J/kg⋅ ∘C)
26.图甲为某便携式丁烷燃气炉,用该燃气炉烧水时,每2分钟完全燃烧0.014 kg的丁烷放出的热量为________J;由图乙可以判断出在烧水过程中,________(选填“0~2 min”、“2~4 min”或“4~6 min”)时的热效率高.(丁烷的热值为9×107J/kg)
27.如图所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=2kg.用两个规格不同的加热器加热,该过程忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图丙所示的温度与加热时间的图像.
(1)前12min甲、乙两液体吸收的热量情况如图丁所示,则甲液体的比热容________(选填“大于”、“小于”或“等于”)乙液体的比热容.
(2)甲液体的比热容大小为________J/(kg·℃).
(3)若利用酒精灯加热甲液体,假设酒精完全燃烧放出的热量有60%能被甲液体吸收,要使甲液体温度升高60℃,则至少需燃烧________g的酒精.(酒精的热值为3×107J/kg)
28.小明用如图甲所示实验装置比较a、b两种液体的比热容,在两个相同的烧瓶内分别接入电阻丝,装入质量均为150g的a、b两种液体,并分别插入温度计。
(1)实验中选用的两根电阻丝R1、R2的阻值应______(选填“相同”或“不同”)。
(2)实验中,通过______来反映液体吸收热量的多少。
A.温度计示数的变化量
B.通电时间的长短
(3)如图乙所示,加热10min时a液体的温度为______℃,结合表格内的其它数据分析可知______(选填“a”或“b”)液体的比热容较大。
(4)若质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R,测出其电流为I,通电一段时间t后,温度计的示数变化量为Δt,若不计热量损失,则a液体的比热容为______(用所给出的物理量写出比热容的表达式)。
29.下表提供的是一装满水的太阳能热水器在太阳照射下的相关信息:
请根据以上信息,求下列问题:
(1)热水器中水的质量;
(2)热水器中水吸收的热量;
(3)太阳能热水器的加热效率。
30.一款电保温杯垫,如图所示,能使杯垫上杯内的水持续保温在55℃左右,功率为16 W.把质量为200 g、初温为51℃的水倒入杯中保温,5 min后升高到55℃.已知c水=4.2×103J/(kg·℃).求这段时间内:
(1)水吸收的热量;
(2)杯垫消耗的电能;
(3)杯垫给水加热的效率.
答案和解析
1.【答案】D
2.【答案】A
【解析】解:A、钻石玻璃同时能保持散热,让手机保持较低的温度,说明其导热性较好,故A错误,符合题意;
B、对钻石玻璃施加力能够折叠,说明钻石玻璃韧性好,故B正确,不符合题意;
C、钻石玻璃超轻表明其在同等体积小质量更小,即密度较小,故C正确,不符合题意;
D、用来制造超轻的屏幕,屏幕对透光性要求较高,故D正确,不符合题意。
故选:A。
3.【答案】A
4.【答案】B
【解析】将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来,是因为组成物质的分子在不停的做无规则的热运动。
ACD.柳絮飞舞、红叶飘落和雪花飞舞都是物体在做机械运动,不是分子运动,故ACD不符合题意;
B.夏天荷花飘香,之所以闻到荷花的香味,是因为分子在不停的做无规则的热运动,故B符合题意。
故选B。
5.【答案】B
【解析】解:A、汽油机工作时要克服机械间的摩擦做额外功、同时存在热散失,并且废气带走大部分能量,所以热机的效率很低,不能达到100%,故A错误;
B、汽油机燃烧汽油放出的废气会造成环境污染,故B正确;
C、汽油机一个工作循环有4个冲程,对外做功一次,故C错误;
D、汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合气体,故D错误。
故选:B。
(1)汽油机的能量转化及效率;
(2)汽油机的工作原理及每个冲程的作用。
本题考查了热机的效率及其工作原理。
6.【答案】A
【解析】解:蓄能时,水被抽到上水库中,水的高度增加,所以电能转化为水的重力势能,故A正确。
故选:A。
蓄能时,水被抽到上水库中,水的高度增加,所以电能转化为水的重力势能。
本题考查了能量的转化,难度不大。
7.【答案】B
【解析】【分析】
此题考查了内能、晶体的凝固以及热传递的知识,难度不大。
(1)一切物体都有内能;
(2)晶体凝固过程中,放出热量但温度不变;
(3)热传递的条件是存在温度差,内能从温度高的物体传给温度低的物体。
【解答】
AC、一切物体都有内能,故0℃的冰块也有内能,具有机械能的物体一定具有内能,故AC错误;
B、晶体凝固过程中,放热,温度不变,故B正确;
D、热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体,内能大的物体的温度不一定高,故D错误。
8.【答案】C
【解析】永动机违反能量守恒定律,是不可能实现的,这一装置在工作时,利用了流水的动能,不是“永动机”,故A错误;水在输送过程中高度改变,所以重力势能改变,故B错误;转轮转速越快,相同时间内输水做功越多,则功率越大,故C正确;上、下两个转轮在转动时,它们的轴始终是固定不动的,不符合动滑轮的特点,故D错误。
9.【答案】B
【解析】解:AC.比热容是物质的特性,与物质的种类和状态有关,与物体吸收的热量无关,故AC错误;
B.由Q=cmΔt可知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的物质温度变化量小,由此可知沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容比砂石的比热容大,故B正确;
D.晶体在熔化过程中物质的状态改变,因此物质的比热容会改变,故D错误。
故选:B。
(1)比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量,是物质的特性,与物质的种类和状态有关,与质量、体积、吸收或放出热量的多少无关;
(2)由Q=cmΔt可知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的物质温度变化量小,据此分析;
(3)比热容与物质的状态有关,晶体在熔化过程中物质的状态会变化。
本题考查了对比热容特性的理解,属于基础题,难度不大。
10.【答案】D
【解析】解:A.热量是一个过程量,不能说含有热量,故A错误;
B.热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关,故B错误;
C.看到烟雾在空中弥漫,烟雾不属于分子,所以和分子动理论的内容无关,不能用分子动理论解释,故C错误;
D.温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快,故D正确。
故选:D。
(1)热量是一个过程量,不能说某物体含有或具有多少热量;
(2)热值是燃料的一种特性,其大小只与燃料的种类有关,与燃料是否充分燃烧无关;
(3)烟雾不属于分子,所以不能用分子动理论解释;
(4)扩散现象表明分子是不停地做无规则运动的,温度越高,分子无规则运动越剧烈,扩散越快。
本题考查了温度与热量、燃料的热值和生活中的扩散现象,属于基础题,要求掌握。
11.【答案】A
【解析】A.物体吸收了热量,温度可能不变,例如:晶体在熔化的过程中吸热,内能增大,但温度不变,故A正确;
B.物体的温度升高,内能增大,可能是吸收了热量,也可能是因为对物体做功引起的,故B错误;
C.一切物体都具有内能。因此温度为0℃的物体也有内能,故C错误;
D.改变物体内能的方式有做功和热传递,因此物内能减少时,可能是对外做功,也可能是降低了温度,故D错误;
故选A。
12.【答案】D
【解析】【详解】A.根据比较吸热能力的方法,实验中要控制不同物质的质量相同,而不同物质密度不同,根据密度公式得,体积相同的两种液体质量不同,A错误;
B.实验中,质量相同的a和b升高的温度相同,b的加热时间长,则b吸收的热量多,b的比热容大,故B错误;
C.实验中酒精不能完全燃烧,但酒精的热值不变,故C错误;
D.根据转换法,实验中,两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间比较,故D正确。
故选D。
13.【答案】A
【解析】解:A、图甲进气门和排气门均关闭,火花塞点火,活塞向下运动,为做功冲程,内能转化为机械能,故A正确;
B、图乙进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程,故B错误;
C、图丙进气门关闭,排气门打开,是排气冲程,无能量转换,故C错误;
D、丁图进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,是压缩冲程,四个冲程正确的顺序是乙、丁、甲、丙,故D错误。
故选:A。
(1)先根据气门的关闭情况和活塞的运行方向判断是什么冲程;再根据各个冲程的不同特点进行分析;
(2)内燃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。
本题考查了汽油机四冲程的判定方法、工作特点和其中的能量转化,属于基础题目。
14.【答案】B
15.【答案】B
【解析】A.热量是过程量,不能说含有的热量,故A错误;
B.点灯后,水吸热升温,内能增大,热传递改变了水的内能,故B正确;
C.热值由燃料的种类决定,与质量无关,故C错误;
D.热传递的条件是有温差,方向是从高温到低温,当灯油和水温度相同时不再发生热传递,故D错误。
16.【答案】C
【解析】【分析】
(1)物质吸热的多少是通过加热时间的长短来衡量的。
(2)单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量,叫这种物质的比热容。比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系,比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量;
(3)质量和初温相同的不同物质,吸收相同的热量,温度升高越快,则比热容越小。
本题考查了比热容的定义和应用,难度一般。
【解答】
解:A、加热器a、b规格相同,经过相同的时间,产生的热量相同,故A错误;
B、比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系,吸热能力不受外界条件影响,故B错误;
CD、由图乙知,升高相同的温度,b加热时间长,b吸热多,b的吸热能力强,故D错误、C正确;
故选:C。
17.【答案】B
【解析】解:水的比热容比泥土、沙石的比热容大,晚上,气温下降时,海水的温度下降得慢、陆地的温度下降得快,则大海上方的温度高一些,热空气上升,而陆地上方的温度低一些,冷空气会下降,所以风从陆地吹向海面,故B正确。
故选:B。
水的比热容较大,与质量相同的其它物质相比,吸收或放出相同的热量时,温度变化较小,据此结合空气对流的知识进行分析。
本题考查比热容的知识,属于基础题。
18.【答案】机械 隔热性
【解析】解:(1)火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,克服摩擦做功,火箭的机械能转化为内能,从而使外壳温度升高。
(2)火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,会产生大量的热,从而使火箭的温度升高,为防止内部温度过高,火箭应该采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层。
故答案为:(1)机械;(2)隔热性。
(1)火箭与大气层发生剧烈摩擦,克服摩擦做功,物体内能会增加,温度升高。
(2)火箭的外壳涂有一层特殊物质,根据该物质汽化吸热来分析。
本题主要考查内能的改变方式和物态变化知识,是一道理论联系实际的题目,是一道基础题。
19.【答案】2.3×109J 做功
【解析】解:(1)航空煤油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm=4.6×107J/kg×50kg=2.3×109J;
(2)提高热机效率可以让其在做功冲程燃料充分燃烧。
答:(1)2.3×109;(2)做功。
(1)利用Q放=qm求出航空煤油完全燃烧放出的热量;
(2)做功冲程中,燃料燃烧膨胀做功,将内能转化为机械能。
本题考查了燃料完全燃烧放出的热量,是基础题。
20.【答案】机械
可再生
9×1010
【解析】 水力发电是利用发电机将水的机械能转化为电能;水能可以从自然界中源源不断地得到,属于可再生能源;由η=WQ放可得,煤完全燃烧释放的热量Q放=Wη=1.08×1018J40%=2.7×1018J,由Q放=mq可得,需要煤的质量m=Q放q=2.7×1018J3.0×107J/kg=9×1010kg。
21.【答案】54;1.8×1024;4×10−10
【解析】【分析】
本题考查了正确使用天平称量物体的质量以及通过计算说明物质是由大量分子构成的。
(1)正确使用天平测量物体质量时,物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值。
(2)知道水的总质量和每个水分子的质量,求出水分子的个数;
(3)由总长度除以个数得出水分子的直径。
【解答】
(1)烧杯和水的质量为:m总=50g+20g+3.4g=73.4g;
水的质量为:m=m总−m0=73.4g−19.4g=54g;
(2)水的分子个数:n=54g3×10−23g=1.8×1024(个);
(3)直径D=Ln=7.2×1014m18×1024=4×10−10m;
故答案为:故答案为:54 1.8×1024 4×10−10。
22.【答案】分子间存在间隙;下
【解析】【分析】
(1)物质是由大量分子组成的,分子在永不停息地做无规则运动,分子间存在相互的引力与斥力,一切物质的分子间都存在间隙。
(2)二氧化氮气体的颜色是红棕色的,而且比空气的密度大;分子是在永不停息地做无规则运动,而且分子的无规则运动与温度有关,温度越高运动越剧烈;
本题考查分子动理论的基本知识,注重物理规律在生产生活中的应用,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
【解答】
(1)将酒精和水混合后的总体积减小,说明分子间有间隙,酒精分子与水分子彼此进入分子间的间隙。
(2)二氧化氮气体的颜色是红棕色的,而且比空气的密度大,因此必须放在下面的瓶子中,避免由于重力使气体向下落,分不清是重力作用的结果还是扩散现象。
23.【答案】(1)空隙;能;(2)吸引。
【解析】【分析】
(1)一切物质都是由分子组成的或由原子组成的,分子是在永不停息地做无规则运动;分子之间存在间隙;分子间存在相互作用的引力和斥力。
(2)带电体能够吸引轻小物体。
本题考查分子动理论和物体带电现象知识,要求学生能准确的用所学理论解释相关现象。
【解答】
解:(1)因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了;如果不将充满水和酒精的试管反复翻转,而是静置一段时间能出现以上现象,因为分子不停地做无规则运动。
(2)摩擦玳瑁能吸引草屑的现象说明:带电物体能够吸引轻小物体。
故答案为:(1)空隙;能;(2)吸引。
24.【答案】硬度
导热性
密度
熔点
【解析】【详解】[1]由生活经验知,石蜡的硬度小于铁钉,这是它在与铁钉亲密接触中受伤的真正原因。
[2]铁具有良好的导热性,因此常用铁来作锅。
[3]飞机这一庞然大物要想飞上天,在同体积的情况下,自然是质量越小越好,而铝是常见金属中密度最小的,当然也就成为了首选。
[4]灯丝发光时,温度很高,用钨做灯丝,主要是因为其熔点高的原因。
25.【答案】 丙
减小
1.68×104
【解析】[1]内能大小与温度、质量、状态和体积等因素有关,甲、丙温度相同,丙质量大,丙的内能大于甲,乙、丙质量相同,丙温度高,丙的内能大于乙,故内能最大的是丙。
[2]放置一段时间后三杯水都与外界发生热传递,温度降低,内能都将减小。
[3]甲杯中的水温度降到室温水放出的热量
Q=cmΔt=4.2×103J/kg⋅ ∘C×0.1kg×60 ∘C−20 ∘C=1.68×104J
26.【答案】1.26×106 0~2min。
【解析】解:(1)丁烷完全燃烧放出的热量:
Q放=m丁烷q丁烷=0.014kg×9×107J/kg=1.26×106J;
(2)“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”三个时间段都是2min,燃烧丁烷放出的热量相同,其中“0~2min”时间段水温升高的最高(为30℃),由Q吸=cm△t可知水吸收的热量最多,由η=Q吸Q放可知该时间段热效率最高。
故答案为:1.26×106;0~2min。
(1)知道丁烷的质量、热值,利用Q放=mq求丁烷完全燃烧放出的热量;
(2)“0~2min”、“2~4min”、“4~6min”三个时间段都是2min,燃烧丁烷放出的热量相同,其中“0~2min”时间段水温升高的最高,水吸收的热量最多,由效率公式可知该时间段热效率最高;
本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用,知道相同时间内丁烷燃烧放出的热量相同是本题的关键。
27.【答案】(1)小于;(2)2.1×103;(3)14
【解析】解:(1)由图丁可知前12min甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量,由图丙知,在前12min甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,且甲、乙的质量相同,根据Q吸=cmΔt知,甲液体的比热容小于乙液体的比热容;
(2)由图丁可知12min甲液体吸收的热量为252×103J=2.52×105J,由图丙可知12min甲液体升高的温度为Δt=80℃−20℃=60℃,
根据Q吸=cmΔt知甲液体比热容的大小为:
c甲=Q吸m甲Δt=2.52×105J2kg×60℃=2.1×103J/(kg⋅℃);
(3)由(2)可知,甲杯中液体温度升高60℃吸收的热量为2.52×105J,
则酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=Q吸η=2.52×103J60%=4.2×105J,
由Q放=mq可得,燃烧酒精的质量:
m酒精=Q放q=4.2×105J3×107J/kg=0.014kg=14g。
28.【答案】(1)相同;(2)B;(3)46;b;(4)I2RtmΔt。
【解析】解:(1)图中两电阻丝串联,通过的电流和通电时间相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,要控制相同时间两电热丝放出的热量相同(两液体吸热才能相同),实验中选用的两根电阻丝的阻值应相同;
(2)根据转换法可知,实验中用通电时间间接反映液体吸收热量的多少,选B;
(3)温度计的分度值为1℃,示数为46℃;由表中数据可知,加热相同时间,b升温小,故b液体的吸热能力较强,b的比热容大;
(4)设质量为m的a液体中电阻丝的阻值为R,测出其电流为I,通电一段时间t后,若不计热量损失,液体吸热为:Q=I2Rt,则a液体的比热容为:c=QmΔt=I2RtmΔt。
故答案为:(1)相同;(2)B;(3)46;b;(4)I2RtmΔt。
(1)(2)(3)我们使用相同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;
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;
(4)根据焦耳定律求出电阻丝产生的热量得出液体吸收的热量,根据c=QmΔt求出液体的比热容。
本题探究物质吸热能力的大小,考查控制变量法和转换法的运用、串联电路的规律、焦耳定律Q=I2Rt和Q=cmΔt的运用。
29.【答案】(1)100kg
(2) 2.52×107J
(3)50%
【详解】(1)热水器容量为100L,则热水器中水的质量为
m=ρV=1.0×103kg/m3×100×10−3m3=100kg
(2)水升高的温度为60℃,吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/kg⋅ ∘C×100kg×60 ∘C=2.52×107J
(3)接收的太阳能为
W=10ℎ×5.04×106J/ℎ=5.04×107J
则太阳能热水器的加热效率为
η=Q吸W×100%=2.52×107J5.04×107J×100%=50%
【解析】 详细答案和解析过程见答案
30.【答案】解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×200×10−3kg×(55℃−51℃)=3.36×103J;
(2)杯垫消耗的电能:W=Pt′=16W×5×60s=4.8×103J;
(3)杯垫给水加热的效率:η=Q吸W×100%=3.36×103J4.8×103J×100%=70%。
答:(1)水吸收的热量为3.36×103J;
(2)杯垫消耗的电能为4.8×103J;
(3)杯垫给水加热的效率为70%。
【解析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t−t0)求出水吸收的热量;
(2)根据W=Pt求出杯垫消耗的电能;
(3)根据效率公式求出杯垫给水加热的效率。
本题是一道电热综合题,主要考查吸热公式、电功公式以及效率公式的应用,是一道基础题。物质物理量
加热时间/min
初温/℃
末温/℃
a液体
10
20
b液体
10
20
35
照射时间/ℎ
热水器容量/L
水升高的温度/℃
热水器平均1ℎ接收的太阳能/J⋅ℎ−1
水的比热容/J⋅kg⋅ ∘C−1
10
100
60
5.04×106
4.2×103
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