精品解析:山东省济南市历城区华山中学2024-2025学年九年级上学期第一次月考物理试题
2024-10-24
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内容正文:
华山中学九年级物理(上)第一次月考
考试范围:第12-13章热学 考试时间:60分钟
一、选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1. 下列温度值最接近实际的是( )
A. 感觉舒适的室内温度是25℃
B. 健康成年人的体温是39℃
C. 洗澡时淋浴的适宜水温是75℃
D. 冰水混合物的温度是100℃
2. 在航天事业不断发展的今天,国内首次生产出由调温纤维制成的变温宇航服。调温纤维是在纤维表面涂上一层晶体材料当人进入高温环境时该材料由固态变成液态,吸收热量;当人进入低温环境时,该材料从液态变成固态,放出热量,从而减缓人体体表温度变化,保持舒适感。此材料熔化时,温度随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
3. 在制药时为了从溶液中提取抗生素,要用加热的方法使溶液沸腾而除去水分,但抗生素不能在超过80℃的温度下提取,应采取的方法是( )
A. 用微火加热使溶液慢慢沸腾
B. 用旺火加热缩短沸腾的时间
C. 增大容器内的气压,使水的沸点低于80℃
D. 减小容器内的气压,使水的沸点低于80℃
4. 砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A. 晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B. 高温烧制时,热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
C. 烧制红砖时,同一红砖温度越高,内能越大
D. 烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
5. 如图甲、乙、丙、丁所示实验,涉及的研究对象分别是:①厚玻璃筒内气体;②盒内气体;③铁丝;④汽缸内燃气。在发生下列物理过程时,以上研究对象的内能减小的有( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
6. 下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A. 沙漠地区昼夜温差小
B. 汽车发动机常用水做冷却剂
C. 在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D. “早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
7. 如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A. 杯中冰块的内能为零
B. 杯中饮料含有的热量减少
C. 杯外壁小水珠的形成需要吸收热量
D. 杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
8. 暑假期间,小明力所能及地帮助妈妈完成家务。当他用燃气灶烧水时,想到所学的物理知知识,思考烧水过程中水的比热容和燃气的热值变化情况。下列图像中能正确反映水的比热容和燃气的热值随着加热时间的变化关系的是( )
A. B.
C. D.
9. 光发动机可用于卫星的能源补充,其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮()在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移;无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向右运动时,相当于汽油机四个冲程中的( )
A. B.
C. D.
10. 水是生命之源,其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化,且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热,解释错误的是( )
A. 阳光普照海洋,海水吸热汽化形成水蒸气
B. 水蒸气上升到高空,与冷空气接触,液化形成小水滴悬浮在高空形成云
C. 小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠,最后可能形成冰雹降落地面
D. 冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成小冰晶,以雪花形式落回地面
二、多选题(共5小题,满分20分,每小题4分)
11. 随着“南方小土豆”“南泥北搓”等网络热搜频频爆火,“冰城”哈尔滨成为2024开年全国旅游最为火爆的城市,关于在哈尔滨网红景点冰雪大世界游玩可能出现的现象,下列说法错误的是( )
A. 戴眼镜的人从室内走到室外,眼镜片上会出现“白雾”
B. 从寒冷的室外进入暖和的室内,看到白茫茫的水蒸气
C. 工人师傅用水“粘”冰块制作冰雕
D. 随着时间的推移,冰雕造型会变得越来越大
12. 图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
A. 该晶体材料的熔点为55℃
B. 在BC段,该晶体材料的内能保持不变
C. 在AB段,该晶体材料的分子热运动变剧烈
D. 该晶体材料不熔化时的比热容为0
13. 下面是课本上的四幅图,关于这些图的说法中正确的是( )
A. 试管中的冰熔化在过程中,温度计的示数不变 B. 摩擦生热使玻璃筒内气体温度升高,内能变大
C. 相同质量的热水比冷水含有的热量多 D. 冰块与盐的混合物的温度可低于0℃
14. 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:下列说法正确的是( )
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
62
A. 从表中数据可知,水和食用油的质量相同,加热结束时,食用油的温度比水温度高
B. 实验表明,在相同条件下吸热能力更强的是水
C. 在实验中该同学是根据升高的温度来判断不同物质吸收热量的多少
D. 在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
15. 如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A. 水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的
B. 水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C. 管口出现的“白气”是水蒸气温度降低液化形成的
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能
三、填空题(共4小题,满分12分)
16. 如图所示的五龙潭是济南四大泉群之一,是国家AAAAA级旅游景区。冬日的五龙潭“云雾润蒸”,水雾笼罩了整个泉池,游客们仿佛置身仙境,这些水雾的形成对应的物态变化是_____。夏日五龙潭的“清泉石上流”景点,吸引着众多市民前来亲水纳凉,但阳光下石板路热得烫脚,而深在旁边的水注里却感觉很凉爽,这主要是因为水和石板具有不同的_____。
17. 随着人们的生活水平不断提高,汽车已进入千家万户,内燃机工作时用于给气缸冷却的冷却剂温度会升高,内能会增大。如图所示,是该内燃机的能量流向图表,请根据该图表中给出的信息,计算该内燃机的效率为___________。
18. 为培养学生动手能力,提高物理学科素养,金初九年级物理社团李老师在社团课中带领学生们制作了水火箭,如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下喷出,从而使水火箭升空。利用打气筒向水火箭内打气的过程,水火箭中空气的内能在___________,此过程发生的能量转化与汽油机的___________冲程相同。
19. 2017年5月18日,中共中央、国务院致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功,天然气水合物(NaturalGasHydrate),因其外观像冰、遇火即可燃而俗称“可燃冰”,如图所示,它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比传统能源小很多,是一种绿色清洁能源,据中央电视台报道,同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km,加入相同体积的可燃冰就能跑50000km,这说明可燃冰与天然气相比具有更大的___________。
四.计算题(共2小题,满分18分,每小题9分)
20. 餐桌上使用固体酒精炉加热食物,比液体酒精炉更安全。已知这款固体酒精炉的热效率是35%,固体酒精的热值为,水的比热容是。在一个标准大气压下,锅中装1kg温度为26℃的水,炉内放入0.05kg固体酒精完全燃烧后。求:
(1)固体酒精放出的热量;
(2)水吸收的热量;
21. 如图是某太阳能热水器,向其中注入50L水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少?
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤? ( 煤的热值约为3.5×107J/kg)
五、实验探究题(共2小题,满分20分)
22. 茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”;物理兴趣小组的小明同学进行了关于“水沸腾”的实验探究;
(1)由表格可知,本次实验应选用测温物质为___________的温度计;在安装实验器材时,应按照___________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行;
测量物质
凝固点
沸点
水银
-39oC
357oC
酒精
-117oC
78oC
(2)本实验的目的是观察水沸腾时的现象和水在沸腾时的温度变化,图乙是小明实验中不同时间观察到的水中气泡变化情况,表示水沸腾时现象是___________图(选填“1”或“2”);该组的同学对气泡内的气体进行猜测,正确的是___________
A.热空气 B.水蒸气 C.冷空气 D.二氧化碳气体
(3)当水温升到88℃时,小明同学开始每隔1min读一次温度计的示数,数据记录如表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/
88
90
92
94
98
99
99
99
99
99
如图丙所示是第4min时温度计的示数,此时水的温度是___________℃;
(4)小明组认为用图像来分析实验数据更有利于总结和发现规律,请在下面的坐标纸上描出各点并绘制图像。分析图像可以得出结论:水在沸腾时,___________。
(5)实验中给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图丁中a图线所示,若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是___________;
A. a图线 B. b图线 C. c图线 D. d图线;
(6)探究液化现象:两位同学将沸腾的水倒入烧瓶,继续探究液化现象,实验装置如图戊(C是温度计)。将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中,试管A放在装冷水的容器B内,过一段时间,观察到试管A中产生少量的水,这是由于水蒸气发生___________(填物态变化名称)现象,同时可以看到温度计示数___________(选填“升高”、“不变”或“降低”)的现象。
23. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有______和______。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过______来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是:______。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量~时间”和“温度~时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是______(选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是______。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是______。
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华山中学九年级物理(上)第一次月考
考试范围:第12-13章热学 考试时间:60分钟
一、选择题(共10小题,满分30分,每小题3分)
1. 下列温度值最接近实际的是( )
A. 感觉舒适的室内温度是25℃
B. 健康成年人的体温是39℃
C. 洗澡时淋浴的适宜水温是75℃
D. 冰水混合物的温度是100℃
【答案】A
【解析】
【详解】A.让人感觉舒适的室温在25℃左右,故A符合题意;
B.健康成年人的体温是37℃左右,故B不符合题意;
C.洗澡时淋浴的适宜水温是40℃左右,故C不符合题意;
D.标准大气压下,冰水混合物的温度是0℃,故D不符合题意。
故选A。
2. 在航天事业不断发展的今天,国内首次生产出由调温纤维制成的变温宇航服。调温纤维是在纤维表面涂上一层晶体材料当人进入高温环境时该材料由固态变成液态,吸收热量;当人进入低温环境时,该材料从液态变成固态,放出热量,从而减缓人体体表温度变化,保持舒适感。此材料熔化时,温度随时间变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】调温纤维是在纤维表面涂上一层晶体材料,晶体有固定的熔点,晶体在熔化之前吸收热量温度上升,在熔化过程吸收热量但温度不变,当全部变成液体时吸收热量温度又会上升。
故选C。
3. 在制药时为了从溶液中提取抗生素,要用加热的方法使溶液沸腾而除去水分,但抗生素不能在超过80℃的温度下提取,应采取的方法是( )
A. 用微火加热使溶液慢慢沸腾
B. 用旺火加热缩短沸腾的时间
C. 增大容器内的气压,使水的沸点低于80℃
D. 减小容器内的气压,使水的沸点低于80℃
【答案】D
【解析】
【详解】抗生素不能在超过80℃的温度下提取,则利用沸腾除去水分的过程中,溶液沸点不能超过80℃。一标准大气压下,水的沸点为100℃,如果使水在较低的温度下沸腾,应该降低水面上气压,这样可使水的沸点低于80℃,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4. 砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是( )
A. 晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多
B. 高温烧制时,热量总是从内能多的物体传向内能少的物体
C. 烧制红砖时,同一红砖温度越高,内能越大
D. 烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.热量是一个过程量,可以说吸收、放出了多少热量,不能说某物体含有多少热量,故A错误;
B.在热传递的过程中,热量是总物体高的物体传递到温度低的物体或者从同一物体温度高的部分传递到温度低的部分,而内能多的物体温度不一定高,故B错误;
C.烧制红砖时,同一红砖温度越高,分子运动越剧烈,内能越大,故C正确;
D.热值是燃料的一种特性,取决于燃料的种类,与质量和燃烧程度无关,故D错误。
故选C。
5. 如图甲、乙、丙、丁所示实验,涉及的研究对象分别是:①厚玻璃筒内气体;②盒内气体;③铁丝;④汽缸内燃气。在发生下列物理过程时,以上研究对象的内能减小的有( )
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】①厚玻璃筒内的气体被压缩时,活塞对气体做功,瓶内气体温度升高,气体的内能增加,故①不符合题意;②盒内的气体推动盖飞出时,气体对盖做功,气体的内能化为盖的机械能,盒内气体内能减小,故②符合题意;被弯折的铁丝发热,是人对铁丝做功,将机械能转化为内能,故③不符合题意;④汽缸内的气体推动活塞向下运动时(即做功冲程),内能转化为机械能,气体的内能减小;故④符合题意。
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6. 下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是( )
A. 沙漠地区昼夜温差小
B. 汽车发动机常用水做冷却剂
C. 在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D. “早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
【答案】B
【解析】
【详解】AD.与沿海地区相比,由于沙漠地区的沙子的比热容比水的比热容小,白天吸收相同的热量后,沙子的温度升高得多,气温较高;夜晚放出相同热量后,沙子的温度下降得多,气温较低,因此沙漠地区昼夜温差大,故“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沙漠地区的生活写照,故AD错误;
B.水的比热容大,相同质量的水和其它物质相比,升高相同温度时,水吸收的热量多,因此用水来做发动机的冷却剂,故B正确;
C.水的比热容大,湿泥土中含水多,因此干泥土的比热容小于湿泥土的比热容,在同等质量、同样的吸热情况下,干泥土的温度上升比较快,故C错误。
故选B。
7. 如图所示,炎热的夏季,小雨向盛有常温饮料的杯中加入一些小冰块,一段时间后冰块变小,同时观察到杯的外壁出现一些小水珠,下列说法正确的是( )
A. 杯中冰块的内能为零
B. 杯中饮料含有的热量减少
C. 杯外壁小水珠的形成需要吸收热量
D. 杯外壁小水珠是水蒸气液化形成的
【答案】D
【解析】
【详解】A.任何温度下物体都有内能,所以杯中冰块的内能不为零,故A错误;
B.热量为过程量,含有的应该为内能,故B错误;
C.杯外壁小水珠是空气中的水蒸气液化形成的,需要放出热量,故C错误;
D.杯外壁小水珠是空气中水蒸气液化形成的,故D正确。
故选D。
8. 暑假期间,小明力所能及地帮助妈妈完成家务。当他用燃气灶烧水时,想到所学的物理知知识,思考烧水过程中水的比热容和燃气的热值变化情况。下列图像中能正确反映水的比热容和燃气的热值随着加热时间的变化关系的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由于比热容和热值都是物质的一种属性,只与物质的种类、状态有关,与时间无关,不随时间而改变,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 光发动机可用于卫星的能源补充,其工作原理如图所示。密闭气室中四氧化二氮()在光照下会分解,使气室内气压增大,推动活塞右移;无光条件下发生逆反应,控制光照即可实现活塞往复运动。当装置中的活塞向右运动时,相当于汽油机四个冲程中的( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】当太阳光照射时,反应室内发生化学反应,导致室内气压增大,这时将化学能转化为机械能,从而推动活塞移动,相当于汽油机的做功冲程。
A.图中进气门、排气门都关闭,火花塞点燃,活塞向下运动是做功冲程,将内能转化为机械能,故A符合题意;
B.图中进气门打开,排气门关闭,是吸气冲程,故B不符合题意;
C.图中进气门关闭,排气门打开,是排气冲程,故C不符合题意;
D.图中进气门、排气门都关闭,活塞向上运动是压缩冲程,将机械能转化为内能,故D不符合题意。
故选A。
10. 水是生命之源,其存在的方式与状态随环境和气候经常发生变化,且循环往复。以下关于水的物态变化及吸放热,解释错误的是( )
A. 阳光普照海洋,海水吸热汽化形成水蒸气
B. 水蒸气上升到高空,与冷空气接触,液化形成小水滴悬浮在高空形成云
C. 小水滴遇到更寒冷的气流,凝华形成小冰珠,最后可能形成冰雹降落地面
D. 冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成小冰晶,以雪花形式落回地面
【答案】C
【解析】
【详解】A.海水吸热,会从液态水汽化形成水蒸气,飘到空气中,故A正确,不符合题意;
B.水蒸气与冷空气接触,水蒸气遇冷会液化成小水滴,悬浮在高空形成云,故B正确,不符合题意;
C.小水滴遇到更冷的气流,会凝固成小冰珠,可能形成冰雹降落地面,故C错误,符合题意;
D.冬天,水蒸气在寒冷的高空急剧降温凝华成小冰晶,以雪花形式落回地面,故D正确,不符合题意。
故选C。
二、多选题(共5小题,满分20分,每小题4分)
11. 随着“南方小土豆”“南泥北搓”等网络热搜频频爆火,“冰城”哈尔滨成为2024开年全国旅游最为火爆的城市,关于在哈尔滨网红景点冰雪大世界游玩可能出现的现象,下列说法错误的是( )
A. 戴眼镜的人从室内走到室外,眼镜片上会出现“白雾”
B. 从寒冷的室外进入暖和的室内,看到白茫茫的水蒸气
C. 工人师傅用水“粘”冰块制作冰雕
D. 随着时间的推移,冰雕造型会变得越来越大
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB.戴眼镜的人从室外走到室内,室内温度较高的空气中的水蒸气遇到冷的镜片,液化成小水珠,附在镜片上,形成白雾,阻挡视线,但水蒸气是气态,不能看到,而从室内走到室外不会出现白雾,故AB错误;
C.用水粘冰块可制作冰雕,是因为水与冰雕接触时,发生凝固,故C正确;
D.冰雕随着时间推移,会发生升华,所以会变得越来越小,故D错误。
故选ABD。
12. 图甲所示为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至55℃左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取0.3kg该晶体材料,对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是( )
A. 该晶体材料的熔点为55℃
B. 在BC段,该晶体材料的内能保持不变
C. 在AB段,该晶体材料的分子热运动变剧烈
D. 该晶体材料不熔化时的比热容为0
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题图丙可知,该晶体材料的熔点为50℃, 故A错误;
B.由题图丙可知,在BC阶段,虽然晶体的温度不变,但继续吸热,所以其内能增大,故B错误;
C.在AB阶段,晶体材料的温度逐渐升高,则该晶体材料的分子热运动变剧烈,故C正确;
D.由题图丙可知,晶体材料的温度从 30℃升高到50℃的过程中,其吸收的热量为,则该晶体材料的比热容
故D错误。
故选C。
13. 下面是课本上的四幅图,关于这些图的说法中正确的是( )
A. 试管中的冰熔化在过程中,温度计的示数不变 B. 摩擦生热使玻璃筒内气体温度升高,内能变大
C. 相同质量的热水比冷水含有的热量多 D. 冰块与盐的混合物的温度可低于0℃
【答案】AD
【解析】
【详解】A.冰是晶体,熔化过程中,虽不断吸热但温度保持不变,故A正确;
B.图乙中厚玻璃筒内的空气被压缩时,瓶内空气温度升高,温度升高主要是做功引起的,而不是摩擦,故B错误;
C.热量是过程量,不能用含有描述,故C错误;
D.冰掺入盐后,可以降低熔点,因此易拉罐内冰与盐水混合物的温度低于0℃,故D正确。
故选AD。
14. 某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:下列说法正确的是( )
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
62
A. 从表中数据可知,水和食用油的质量相同,加热结束时,食用油的温度比水温度高
B. 实验表明,在相同条件下吸热能力更强的是水
C. 在实验中该同学是根据升高的温度来判断不同物质吸收热量的多少
D. 在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.从表中数据可知,水和食用油的质量相同均为60g,加热结束时,食用油的温度62℃比水温度45℃高,故A正确;
B.由表可知,质量相等的水和食用油,吸收相同的热量,水的温度变化量小,根据可知,水的比热容大,吸热能力强,故B正确;
C.在实验中该同学是根据加热时间的长短来判断吸收热量的多少,故C错误;
D.在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,即升高相同的温度,根据可知,水吸收的热量多,故D正确。
故选ABD。
15. 如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是( )
A. 水被加热的过程中,其内能是通过热传递的方式改变的
B. 水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加
C. 管口出现的“白气”是水蒸气温度降低液化形成的
D. 水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.水被加热时,火焰温度比水高,火焰对水进行热传递,其内能是通过热传递的方式改变的,故A正确,符合题意;
B.水蒸气推出橡胶塞,水蒸气对橡胶塞做功,内能减少。故B错误,不符合题意;
C.管口白气是由于水蒸气对外做功,内能减少,温度降低,液化形成的。故C正确,符合题意;
D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,水蒸气对外做功,内能减少,转化为橡胶塞的机械能,故D正确,符合题意。
故选ACD 。
三、填空题(共4小题,满分12分)
16. 如图所示的五龙潭是济南四大泉群之一,是国家AAAAA级旅游景区。冬日的五龙潭“云雾润蒸”,水雾笼罩了整个泉池,游客们仿佛置身仙境,这些水雾的形成对应的物态变化是_____。夏日五龙潭的“清泉石上流”景点,吸引着众多市民前来亲水纳凉,但阳光下石板路热得烫脚,而深在旁边的水注里却感觉很凉爽,这主要是因为水和石板具有不同的_____。
【答案】 ①. 液化 ②. 比热容
【解析】
【详解】[1]水雾是小水珠,是水蒸气遇冷液化形成的;
[2]水的比热容较大,相同质量的水和石板相比,在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的温度变化小,石板的温度变化大,所以水凉,石板烫。
17. 随着人们的生活水平不断提高,汽车已进入千家万户,内燃机工作时用于给气缸冷却的冷却剂温度会升高,内能会增大。如图所示,是该内燃机的能量流向图表,请根据该图表中给出的信息,计算该内燃机的效率为___________。
【答案】30%
【解析】
【详解】由图可知,输出有用功占燃料燃烧放出热量的比例即内燃机的效率,效率为
η=100%-33%-30%-7%=30%
18. 为培养学生动手能力,提高物理学科素养,金初九年级物理社团李老师在社团课中带领学生们制作了水火箭,如图是某水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下喷出,从而使水火箭升空。利用打气筒向水火箭内打气的过程,水火箭中空气的内能在___________,此过程发生的能量转化与汽油机的___________冲程相同。
【答案】 ①. 增加 ②. 压缩
【解析】
【详解】[1][2]利用打气筒向水火箭内打气的过程,打气筒对水火箭内的空气做功,将机械能转化为内能,使水火箭中空气的内能增加,该能量转化与热机中压缩冲程的能量转化相同。
19. 2017年5月18日,中共中央、国务院致电祝贺我国首次海域天然气水合物试采成功,天然气水合物(NaturalGasHydrate),因其外观像冰、遇火即可燃而俗称“可燃冰”,如图所示,它燃烧后仅会生成少量的二氧化碳和水,污染比传统能源小很多,是一种绿色清洁能源,据中央电视台报道,同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km,加入相同体积的可燃冰就能跑50000km,这说明可燃冰与天然气相比具有更大的___________。
【答案】热值
【解析】
【详解】同一辆汽车一次加100L天然气能跑300km,加入相同体积的可燃冰就能跑50000km,这说明可燃冰与天然气相比,完全燃烧放出的热量更多,具有更大的热值。
四.计算题(共2小题,满分18分,每小题9分)
20. 餐桌上使用固体酒精炉加热食物,比液体酒精炉更安全。已知这款固体酒精炉的热效率是35%,固体酒精的热值为,水的比热容是。在一个标准大气压下,锅中装1kg温度为26℃的水,炉内放入0.05kg固体酒精完全燃烧后。求:
(1)固体酒精放出的热量;
(2)水吸收的热量;
【答案】(1)1.0×106J
(2)3.5×105J
【解析】
【小问1详解】
固体酒精完全燃烧后放出的热量为
Q放=m酒精q酒精=0.05kg×2.0×107J/kg=1.0×106J
【小问2详解】
吸收的热量为
Q吸=ηQ放=35%×1.0×106J=3.5×105J
21. 如图是某太阳能热水器,向其中注入50L水,阳光照射一段时间后,水温从10℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。
(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?
(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J,则这段时间该热水器的效率是多少?
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧多少千克煤? ( 煤的热值约为3.5×107J/kg)
【答案】(1)8.4×106J;(2)30%;(3)0.8kg
【解析】
【详解】解:(1)由题意可知,水的体积为
V=50L=0.05m3
水的质量为
m水=ρV=1.0×103kg/m3×0.05m3=50kg
水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃-10℃)=8.4×106J
(2)这段时间该热水器的效率
(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量,需完全燃烧煤的质量
答:(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J;
(2)这段时间该热水器的效率是30%;
(3)需完全燃烧0.8千克煤。
五、实验探究题(共2小题,满分20分)
22. 茶圣陆羽在《茶经》中,形容沸腾的水“势如奔涛”;物理兴趣小组的小明同学进行了关于“水沸腾”的实验探究;
(1)由表格可知,本次实验应选用测温物质为___________的温度计;在安装实验器材时,应按照___________(选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行;
测量物质
凝固点
沸点
水银
-39oC
357oC
酒精
-117oC
78oC
(2)本实验的目的是观察水沸腾时的现象和水在沸腾时的温度变化,图乙是小明实验中不同时间观察到的水中气泡变化情况,表示水沸腾时现象是___________图(选填“1”或“2”);该组的同学对气泡内的气体进行猜测,正确的是___________
A.热空气 B.水蒸气 C.冷空气 D.二氧化碳气体
(3)当水温升到88℃时,小明同学开始每隔1min读一次温度计的示数,数据记录如表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度/
88
90
92
94
98
99
99
99
99
99
如图丙所示是第4min时温度计的示数,此时水的温度是___________℃;
(4)小明组认为用图像来分析实验数据更有利于总结和发现规律,请在下面的坐标纸上描出各点并绘制图像。分析图像可以得出结论:水在沸腾时,___________。
(5)实验中给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如图丁中a图线所示,若其他条件不变,仅将水的质量增加,则温度与时间的关系图线正确的是___________;
A. a图线 B. b图线 C. c图线 D. d图线;
(6)探究液化现象:两位同学将沸腾的水倒入烧瓶,继续探究液化现象,实验装置如图戊(C是温度计)。将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中,试管A放在装冷水的容器B内,过一段时间,观察到试管A中产生少量的水,这是由于水蒸气发生___________(填物态变化名称)现象,同时可以看到温度计示数___________(选填“升高”、“不变”或“降低”)的现象。
【答案】(1) ①. 水银 ②. 自下而上
(2) ①. 1 ②. B
(3)96 (4)持续吸热,温度不变
(5)C (6) ①. 液化 ②. 升高
【解析】
【小问1详解】
[1]根据表格数据可知,水沸腾时的温度超过了78℃,水银温度计才能测得水沸腾时的温度,所以选水银。
[2]安装实验器材时,为保证用酒精灯外焰进行加热,要按照自下而上的顺序进行。
【小问2详解】
[1]因为水沸腾时液体上下温度一致,不受温度的影响,受到压强的影响,越往上,压强越小,气泡越大,故为图1。
[2]沸腾是在液体内部和外部同时发生的剧烈汽化现象,所以在水的内部会出现大量的气泡,为水蒸气。
故选B。
【小问3详解】
[1]如图丙,温度计读数,示数为96℃。
【小问4详解】
[1]依据数据描点画图,总结规律,水在沸腾时,持续吸热,温度不变。
【小问5详解】
[1]如图,其他条件不变,仅增加水的质量,沸点依然不变,只是加热时间变长,只有c和a沸点一样,选c。
【小问6详解】
[1]由于试管A放在装冷水的容器中,水蒸气进入A管,由于遇到冷的试管A,所以会遇冷液化。
[2]由于试管A中水蒸气液化,会放热,烧杯中冷水吸收热量,内能增加,温度会上升,故温度计示数会升高。
23. 某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有______和______。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过______来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表。
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是:______。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量~时间”和“温度~时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是______(选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是______。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是______。
【答案】 ①. 天平 ②. 停表 ③. 加热时间 ④. 质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多 ⑤. C ⑥. 酒精灯的火焰大小不同 ⑦. 容易控制在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【解析】
【详解】(1)[1][2]我们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,故需要秒表;实验中要记录物质温度随加热时间的变化,还需要温度度计。
[3]根据转换法,加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的。
(2)[4]通过分析实验数据可知,质量相同的水和煤油升高相同温度,水加热时间长,由转换法,能够得出的结论是:质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多。
(3)[5]AB.加热时间相同,根据转换法,水和煤油吸热相同,故AB不符合题意;
CD.因升高相同的温度,水加热时间长,据此可知,加热相同的时间,水升温慢,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
(4)[6]使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第小组的加热时间明显偏长,其原因可能是,酒精灯不完全相同,酒精灯的火焰大小不同。
(5)[7]如图丙所示,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,和甲图的加热方式相比,这样做的好处是:容易控制在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
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