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厦门市大同中学2023—2024学年(上)初三第一次教学诊断练习
初三物理
(分值:100分 时间:90分钟)
温馨提醒:
请将答案填涂在答题卡指定区域,否则一律无效。全卷取。
一、选择题:本题共14题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示的现象在形成或变化的过程中需要吸热的是( )
A. 图甲是德化九仙山的雪景
B. 图乙是弥漫在郑成功雕塑周围的雾气
C. 图丙是深秋时节草叶上的霜
D. 图丁是严冬,冰雕逐渐变小
2. 下列事例中,属于用做功方法使物体的内能增加的是( )
A. 夏天,喝冷饮使人感觉凉爽
B. 爬竿时从竿上滑下,手有点发热
C. 发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D. 用热水袋取暖,手暖和了
3. “早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,其主要原因是砂石比水具有较小的( )
A. 热量 B. 密度 C. 比热容 D. 内能
4. 北京时间2022年11月29日,神舟十五号在酒泉卫星发射中心成功发射。发射卫星常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有( )
A. 较低的凝固点 B. 较低的沸点
C. 较大的比热容 D. 较大的热值
5. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 高温物体将温度传给低温物体
B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 温度高的物体,内能一定大
D. 内能少的物体也可能向内能多的物体传递热量
6. 质量,初温都相同的铜块和铝块(c铜<c铝),使它们吸收相等的热量后,再相互接触,则( )
A. 两物体之间不发生热传递 B. 热量从铜块传向铝
C. 热量从铝块传向铜 D. 无法判定
7. 2023年1月22日,黑龙江省漠河市最低气温达到﹣53℃,打破了我国有气象记载以来的历史最低气温。吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”的游戏。如图所示,“泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是( )
A. 用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
B. 图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C. 开水提供水蒸气的物态变化过程是升华,升华需要吸热
D. 和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
8. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图),给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A. 加快湿纸表面的空气流动 B. 提高湿纸的温度
C. 加大湿纸的表面积 D. 以上说法均不正确
9. 我国寒冷地区的气温会达到-50℃,最高气温达到40℃。下表是1标准大气压下一些物质的熔点和沸点。根据下表,在我国各个地区都能测量气温的温度计是( )
物质
水
水银
酒精
乙醚
熔点
0
-39
-117
-114
沸点
100
357
78
35
A. 水温度计 B. 水银温度计
C. 酒精温度计 D. 乙醚温度计
10. 热机的效率是热机性能的重要指标,如图所示是某热机的能量流向图,则该热机的效率是( )
A. B.
C. D.
11. 小明和小华做了图甲、图乙所示的实验来探究碘的升华现象,小明将碘锤放在酒精灯上加热,小华将碘锤放入热水中加热。已知常压下,碘的熔点为113.6℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯外焰的温度约800℃。下列说法不正确的是( )
A. 小明和小华的碘锤中都会出现紫色碘蒸气
B. 小明的实验不能证明碘从固态直接变为气态
C. 小华的实验中水浴法加热的主要目的是使碘锤受热均匀
D. 小华的实验中,不会出现碘的熔化现象
12. 如图所示,盛水的容器中有A、B两个完全相同的玻璃杯,A中装有适量的水,B倒扣着放入容器中。给容器中的水加热直到沸腾一段时间,下列相关现象说法正确的是( )
A. A杯中的水能达到沸点,且能够沸腾
B. B杯中的水能达到沸点,但不能沸腾
C. A、B两杯中的水都能够达到沸点
D. A杯中的水能达到沸点,B杯中的水不能达到沸点
13. 将不同金属在同一容器中加热,让它们熔化并混合,冷凝后可以得到合金,则下列合金中,不能用该方法制取的是( )
金属
铁
铜
铝
镁
熔点/℃
1535
1083
660
649
沸点/℃
2750
2567
2467
1090
A. 铝镁合金 B. 镁铁合金
C. 铁铜合金 D. 铜铝合金
14. 有甲、乙两个金属球温度和质量都相等,先把甲球放入装有100℃水的杯中,热平衡后水温降低了10℃;取出甲球,再将乙球放入该杯中,热平衡后水温又降低了8℃,整个过程不计热量损失和水的质量变化,则甲球比热容和乙球比热容大小的关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15. 摄氏温标是世界上使用比较广泛的一种温标,是18世纪瑞典天文学家安德斯•摄尔修斯(如图所示)提出来的,在1标准大气压下,规定_________的温度为0℃,沸水的温度为100℃。甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度_________乙的温度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
16. 如图所示,在超市里常喷一些水雾来保鲜蔬菜和水果,利用这种水雾在发生__________的过程中__________(填“吸收”或“放出”)热量,来达到保鲜的目的。
17. 如图所示,放在衣柜中的樟脑丸可以用来防虫,时间久了会明显变小,这是因为樟脑丸发生了_________现象(填物态变化的名称),这个过程需要_________(选填“吸收”或“放出”)热量。
18. 如图所示,体温计的工作原理是________,此时体温计的示数为________℃。
19. 把干冰(固态二氧化碳)放入铝罐里一段时间,罐外壁结了一层霜,“霜”形成的原因是干冰 ________吸收大量的热,使罐壁迅速降温,罐外空气中水蒸气遇冷罐壁放热 _______形成霜。
20. 国庆长假,喝茶打牌晒太阳,露营自然成为新宠,如图所示。在某次烧水过程中,消耗了0.016m3的燃气,这些燃气完全燃烧能释放出的热量为_________,若这些热量有50%被壶中初温为25℃、体积为1L的水吸收,则水温升高了_________℃。燃气的热值为4.2×107J/m3,壶内液面上方气压为1标准大气压。
三、简答题:本题共1小题,共4分。
21. 长征五号与梦天搭伴,助力我国空间站建设。长征五号发射时,在点火后5~15s之间,向火箭尾焰喷射200t淡水,确保发射台不被高达3000℃的尾焰烧坏,如图所示。请用所学过的热学知识解释:
(1)向火箭尾焰喷水的原因。
(2)发射塔周围白雾的形成原因。
四、作图题:本题共1小题,共4分。
22. 小希同学在探究水沸腾的实验中,记录的水沸腾前后温度随时间的图像如图所示,小希同学嫌实验耗时太久,请你在图中画出能体现两种方式缩短实验时间的图像。
五、实验题:本题共3小题,共32分。
23. 如图甲所示是“探究萘熔化过程中温度变化规律”的实验,每隔5min记录一次温度值,并观察萘的状态
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
35
温度/℃
50
80
80
80
80
90
100
(1)除了图中所示器材外,还需要的测量工具是_________,实验的过程中萘应选用 _________(选填“大”或“小”)颗粒装入试管进行实验
(2)采用“水浴法”而不用酒精灯直接加热除了能减缓升温速度,还能使试管_________,在5min时,温度计的示数如图乙所示,读取数据为_________℃;
(3)根据实验数据,在如图丙所示的坐标纸上绘制出萘的温度随时间变化的图像_________;
(4)该物质是_________(选填“晶体”或“非晶体”),熔点是_________℃,在第15min时,萘处于_________(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(5)第10min时萘的内能_________第20min时萘的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(6)采用“水浴法”加热试管中萘,需要在烧杯内加入适量的水,其中“适量”是指_________。
24. 小航小组在实验室探究“水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)组装实验装置时应按照_________的顺序安装、调试实验器材,确定烧杯底部的陶土网的高度是根据_________,如图甲所示装置中有一处明显的错误,请你指出图甲中存在的操作错误是_________;
(2)纠正错误操作后,开始计时,第2min温度计的示数如图乙所示,视线应按_________(选填“A”、“B”或“C”)读数,从记录数据的表格可以分析出:水沸腾的特点是温度_________,继续_________;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
……
温度/℃
90
92
96
98
98
98
……
(3)此时水的沸点_________℃,可判断当时杯内液面上方的气压_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)1标准大气压;
(4)小航小组和另一组同学选用的实验装置相同,且同时开始实验,但水开始沸腾的时间不同,他们绘制的沸腾图像如图丙所示,这是因为两个小组选取水的_________不同;
(5)实验结束后,小航撤去酒精灯,发现水没有立即停止沸腾,原因是_________;
(6)当大家都结束实验时,同学们发现还有一组同学还在进行实验,同时他们报告老师水温达到90℃就不再升高,水也没有沸腾,你认为原因是_________。
25. 同学们在实验室利用同样的实验装置“探究不同物质吸热能力”,将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热:
(1)如图1所示是小圆小组的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处_________;
(2)用两个相同的酒精灯加热的目的是_________;
(3)实验中用_________表示物质吸热的多少;
(4)实验中,水和食用油的初温_________(选填“一定”或“不一定”)相同;
(5)小圆每个2min记录一次数据,实验数据如表所示:
时间t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
水温T水/℃
20
25
30
35
40
45
50
54
57
60
62
油温T油/℃
20
30
40
50
60
70
80
89
97
103
108
①分析表中数据结合实验条件可知,当水和食用油加热时间相同时,食用油吸收的热量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水吸收的热量,_________升高的温度更多,_________吸热本领更强;(后两个空均选填“水”或“食用油”)
②同组细心的小祥发现,随着实验持续进行,水和食用油的温度升高的越来越慢,你认为原因是_________。
(6)如图2所示,小明仅将加热方式由酒精灯更改为电加热器,根据实验数据绘制了如图3所示的温度随时间变化图象。
①由图3和下表可知,小明选用的是_________(选填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计;
②在实验过程中食用油_________(选填“一定”或“不一定”)沸腾;
③在对水和食用油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,你会选用哪个并简要说明理由_____________。
1标准大气压下
物质
沸点/℃
酒精
73
煤油
150
水银
357
六、计算题:本题共3小题,共20分。
26. 小涵周末在家积极进行劳动实践,用燃气灶将质量5kg初温为20℃的水加热至沸腾,消耗了的天然气。已知当时环境气压为1标准大气压,水的比热容为,天然气的热值为。求:
(1)水吸收的热量。
(2)燃料完全燃烧放出的热量。
(3)燃气灶烧水时的效率。
27. 我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升,越来越受到消费者的青睐。某国产品牌汽车自重为1.4t,该汽车匀速行驶时受到的阻力是自身重力的0.1倍,发动机的效率为40%,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.7×103kg/m3,汽车行驶一百公里消耗燃油的体积(单位:L)称之为百公里油耗。在汽车匀速行驶200km的过程中,求:
(1)汽车牵引力所做的功。
(2)消耗的燃油完全燃烧释放的热量。
(3)百公里油耗。(保留一位小数)
28. 在课后兴趣活动中,小欣小组在烧杯中放入200g的碎冰,试管中放入40g的碎冰,实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示,其中实线部分为A温度计随时间变化的图像,小试管底部未与烧杯底部接触。假设烧杯和试管中的冰(或水)在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,求:
(1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量。
(2)烧杯中的水在第14min时的温度。
(3)如果在2min﹣4min过程中消耗0.16g的酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收,则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。
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厦门市大同中学2023—2024学年(上)初三第一次教学诊断练习
初三物理
(分值:100分 时间:90分钟)
温馨提醒:
请将答案填涂在答题卡指定区域,否则一律无效。全卷取。
一、选择题:本题共14题,每小题2分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示的现象在形成或变化的过程中需要吸热的是( )
A. 图甲是德化九仙山的雪景
B. 图乙是弥漫在郑成功雕塑周围的雾气
C. 图丙是深秋时节草叶上的霜
D. 图丁是严冬,冰雕逐渐变小
【答案】D
【解析】
【分析】物态变化辨识及其吸放热判断。
【详解】A.雪是空气中的水蒸气凝华形成的,凝华放热,故A不符合题意;
B.雾是空气中的水蒸气液化形成的,液化放热,故B不符合题意;
C.霜是空气中的水蒸气凝华形成的,凝华放热,故C不符合题意;
D.严冬,冰雕逐渐变小是升华现象,升华吸热,故D符合题意.。
【点睛】中等题.失分原因:(1)不清楚自然现象中各个物态的初态和末态,无法辨识物态变化时的吸放热情况;(2)混淆六种物态变化现象。
2. 下列事例中,属于用做功方法使物体的内能增加的是( )
A. 夏天,喝冷饮使人感觉凉爽
B. 爬竿时从竿上滑下,手有点发热
C. 发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D. 用热水袋取暖,手暖和了
【答案】B
【解析】
【详解】A.夏天,喝冷饮使人感觉凉爽是通过热传递改变了物体的内能,故A不符合题意;
B.爬竿时从竿上滑下,克服摩擦做功,温度升高,是通过做功改变物体的内能,故B符合题意;
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温,是通过热传递改变了物体的内能,故C不符合题意;
D.用热水袋取暖,手暖和了是通过热传递改变了物体的内能,故D不符合题意。
故选B。
3. “早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,其主要原因是砂石比水具有较小的( )
A. 热量 B. 密度 C. 比热容 D. 内能
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据比热容的定义式可知,相同质量m的物体,在吸收相同热量Q时,温度变化量越大,比热容c越小。因为新疆不是沿海城市,砂石多水少,所以新疆夏季温差大是因为砂石的比热容比水小。
故选C。
4. 北京时间2022年11月29日,神舟十五号在酒泉卫星发射中心成功发射。发射卫星常使用液态氢作为燃料,主要是因为液态氢具有( )
A. 较低的凝固点 B. 较低的沸点
C. 较大的比热容 D. 较大的热值
【答案】D
【解析】
【详解】发射卫星常使用液态氢作为燃料,是由于液态氢具有较大的热值,完全燃烧相同质量的氢时,可以释放出更多的热量,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
5. 关于温度、内能和热量,下列说法正确的是( )
A. 高温物体将温度传给低温物体
B. 物体的温度越高,所含的热量越多
C. 温度高的物体,内能一定大
D. 内能少的物体也可能向内能多的物体传递热量
【答案】D
【解析】
【详解】A.热传递过程中传递的是热量,不是温度,故A错误;
B.热量是一个过程量,不能用含有来表示;故B错误;
C.内能与物体的质量、温度、状态等因素有关,温度高的物体,内能不一定大,故C错误;
D.只要两个物体之间存在温度差,就会发生热传递,内能少的物体温度可能高,内能多的物体温度可能低,热量可能从内能少的物体向内能多的物体传递,故D正确。
故选D。
6. 质量,初温都相同的铜块和铝块(c铜<c铝),使它们吸收相等的热量后,再相互接触,则( )
A. 两物体之间不发生热传递 B. 热量从铜块传向铝
C. 热量从铝块传向铜 D. 无法判定
【答案】B
【解析】
【详解】质量,初温都相同的铜块和铝块,使它们吸收相等的热量后,根据Q吸=cmΔt可知,比热容大的物体,升高的温度少,因为
c铝>c铜
所以铝块升高的温度少,又因为铜块和铝块初温相同,所以铝块的末温低,铜块的末温高,二者接触,热量将从铜块向铝块传递。
故选B。
7. 2023年1月22日,黑龙江省漠河市最低气温达到﹣53℃,打破了我国有气象记载以来的历史最低气温。吸引了众多游客前来尝试“泼水成冰”的游戏。如图所示,“泼水成冰”的游戏需要滚烫的开水在零下30℃以下的极寒环境中才能成功。关于“泼水成冰”的原理说法错误的是( )
A. 用滚烫的开水而不用冷水是因为开水在短时间内能提供大量的水蒸气
B. 图中水蒸气在极寒环境下遇冷放热直接凝华成小冰晶
C. 开水提供水蒸气的物态变化过程是升华,升华需要吸热
D. 和“泼水成冰”形成原理相同的自然现象还有霜的形成
【答案】C
【解析】
【详解】A.滚烫的开水能在短时间内提供大量的水蒸气,能在极寒环境下变成冰,故A正确,不符合题意;
B.物质由气态直接变为固态叫凝华,水蒸气在极寒环境下可以直接放热变成固态的小冰晶,故B正确,不符合题意;
C.液态的开水变成气态的水蒸气是汽化现象,汽化要吸热,故C错误,符合题意;
D.“泼水成冰”形成原理是水蒸气的凝华现象,霜也是水蒸气的凝华现象,故D正确,不符合题意。
故选C。
8. 《天工开物》记载的“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出的湿纸张贴在烤火的墙上(如图),给墙壁烤火能加快湿纸变干的主要原因是( )
A. 加快湿纸表面的空气流动 B. 提高湿纸的温度
C. 加大湿纸的表面积 D. 以上说法均不正确
【答案】B
【解析】
【详解】影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积和液体表面上方空气流动的快慢;“透火焙干”中把湿纸贴在热墙上,湿纸从墙上吸收热量,使纸的温度升高,从而使水分蒸发加快,使湿纸干得更快,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 我国寒冷地区的气温会达到-50℃,最高气温达到40℃。下表是1标准大气压下一些物质的熔点和沸点。根据下表,在我国各个地区都能测量气温的温度计是( )
物质
水
水银
酒精
乙醚
熔点
0
-39
-117
-114
沸点
100
357
78
35
A. 水温度计 B. 水银温度计
C. 酒精温度计 D. 乙醚温度计
【答案】C
【解析】
【详解】A.我国寒冷地区的气温会达到-50℃,低于水的凝固点0℃,水会凝固成固态,故A错误;
B.我国寒冷地区的气温会达到-50℃,低于水银的凝固点-39℃,水银会凝固,故B错误;
C.我们各地区气温最高不会超过78℃,最低也不会低于-117℃,故酒精在我国各个地区不会凝固成固态,也不会沸腾变成气态。故C正确;
D.我国有的地区气温超过40℃,乙醚会沸腾变成气态,故D错误。
故选C。
10. 热机的效率是热机性能的重要指标,如图所示是某热机的能量流向图,则该热机的效率是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】E1是总热量,E2、E3、E5属于损失的热量,E4为有用功,热机的效率等于做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,故热机的效率为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11. 小明和小华做了图甲、图乙所示的实验来探究碘的升华现象,小明将碘锤放在酒精灯上加热,小华将碘锤放入热水中加热。已知常压下,碘的熔点为113.6℃,碘的沸点为184.25℃,酒精灯外焰的温度约800℃。下列说法不正确的是( )
A. 小明和小华的碘锤中都会出现紫色碘蒸气
B. 小明的实验不能证明碘从固态直接变为气态
C. 小华的实验中水浴法加热的主要目的是使碘锤受热均匀
D. 小华的实验中,不会出现碘的熔化现象
【答案】C
【解析】
【详解】ABD.小华将装固态碘的碘锤放在热水中加热,热水的温度低于碘的熔点,所以碘的温度最多只能达到水的沸点,碘不会熔化,但碘能从固态直接变为气态,所以看到的碘蒸气只能是升华的结果;小明同学将碘锤放在酒精灯上加热,由于酒精灯火焰的温度高于碘的熔点、沸点,所以出现的碘蒸气可能是碘先熔化后汽化形成的;由此可知,只有小华的实验证明碘能从固态直接变为气态,故ABD正确,不符合题意;
C.小华的实验中水浴法加热的主要目的是使碘锤的温度低于碘的熔点,故C错误,符合题意。
故选C。
12. 如图所示,盛水的容器中有A、B两个完全相同的玻璃杯,A中装有适量的水,B倒扣着放入容器中。给容器中的水加热直到沸腾一段时间,下列相关现象说法正确的是( )
A. A杯中的水能达到沸点,且能够沸腾
B. B杯中的水能达到沸点,但不能沸腾
C. A、B两杯中的水都能够达到沸点
D. A杯中的水能达到沸点,B杯中的水不能达到沸点
【答案】D
【解析】
【详解】给盛水的容器加热,温度到达水的沸点时,通过热传递的方式,A中的水温度也能达到沸点,但由于容器中的水温与之相同,不能从容器的水中吸收热量,故不能沸腾;加热过程中,B杯中封闭气体的压强增大,B杯中水的沸点升高,但B杯之外水的沸点较低,则B中水温不能达到沸点,所以B中的水不能沸腾。故ABC错误,D正确。
故选D。
13. 将不同金属在同一容器中加热,让它们熔化并混合,冷凝后可以得到合金,则下列合金中,不能用该方法制取的是( )
金属
铁
铜
铝
镁
熔点/℃
1535
1083
660
649
沸点/℃
2750
2567
2467
1090
A. 铝镁合金 B. 镁铁合金
C. 铁铜合金 D. 铜铝合金
【答案】B
【解析】
【详解】A.镁的熔点649℃,铝的熔点为660℃,则温度高于660℃而低于1090℃时,可利用此法制取铝镁合金,故A不符合题意;
B.铁的熔点为1535℃,高于镁的沸点1090℃,所以不可采用此法制取镁铁合金,故B符合题意;
C.铁的熔点为1535℃,铜的熔点为1083℃,则温度高于1535℃而低于2567℃时,可制取铜铁合金,故C不符合题意;
D.铜的熔点为1083℃,铝的熔点为660℃,则温度高于1083℃而低于2467℃时,所以可利用此法制取铝铜合金,故D不符合题意。
故选B。
14. 有甲、乙两个金属球温度和质量都相等,先把甲球放入装有100℃水的杯中,热平衡后水温降低了10℃;取出甲球,再将乙球放入该杯中,热平衡后水温又降低了8℃,整个过程不计热量损失和水的质量变化,则甲球比热容和乙球比热容大小的关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】D
【解析】
【分析】本题考查热平衡与比热容相关知识,解题思路依托不计热损失时,先根据热平衡规律,不计热量损失时水放出的热量等于金属球吸收的热量,分别对放入甲球、乙球两个过程列出热平衡方程,推导出甲、乙比热容的表达式;对比表达式能够发现,甲、乙比热容的大小关系受金属球初始温度影响,题目仅说明甲乙初温相等,并未给出金属球初温的具体数值,存在多种可能性,因此无法确定两者比热容大小。
【详解】不计热损失时,设水的比热容为、质量为,两球质量均为、初温均为:
甲球放入后,水温为,有
得
乙球放入后,水温为,有
得
两式相比得
因未知,该比值可能大于1、等于1或小于1,故和的大小关系无法确定。
故选D。
二、填空题:本题共6小题,每空1分,共12分。
15. 摄氏温标是世界上使用比较广泛的一种温标,是18世纪瑞典天文学家安德斯•摄尔修斯(如图所示)提出来的,在1标准大气压下,规定_________的温度为0℃,沸水的温度为100℃。甲、乙两个物体,甲的质量大于乙的质量,若它们的冷热程度相同,则甲的温度_________乙的温度(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】 ①. 冰水混合物 ②. 等于
【解析】
【详解】[1]温度表示物体冷热程度的物理量,通常采用的是摄氏温标,该温标通常以标准大气压下,冰水混合物的温度作为0℃。
[2]甲、乙两个物体,若它们的冷热程度相同,则甲的温度等于乙的温度,与质量无关。
16. 如图所示,在超市里常喷一些水雾来保鲜蔬菜和水果,利用这种水雾在发生__________的过程中__________(填“吸收”或“放出”)热量,来达到保鲜的目的。
【答案】 ①. 汽化 ②. 吸收
【解析】
【详解】[1][2]在超市里常喷一些水雾来保鲜蔬菜和水果,水雾很快消失,是水变成水蒸气,是汽化现象,汽化过程中要吸收热量。
17. 如图所示,放在衣柜中的樟脑丸可以用来防虫,时间久了会明显变小,这是因为樟脑丸发生了_________现象(填物态变化的名称),这个过程需要_________(选填“吸收”或“放出”)热量。
【答案】 ①. 升华 ②. 吸收
【解析】
【详解】[1][2]时间久了樟脑丸会明显变小,樟脑丸由固态直接变为气态,属于升华现象,升华需要吸热。
18. 如图所示,体温计的工作原理是________,此时体温计的示数为________℃。
【答案】 ①.
液体的热胀冷缩 ②.
36.3
【解析】
【详解】体温计内部的测温物质是水银,属于液体类测温仪器,工作原理是利用液体热胀冷缩的性质,温度变化时水银体积随之膨胀或收缩,在刻度管中体现为液柱长度的变化来指示温度。
该体温计的分度值为0.1℃,液柱末端对齐36℃后第3个小格,因此示数为36.3℃。
19. 把干冰(固态二氧化碳)放入铝罐里一段时间,罐外壁结了一层霜,“霜”形成的原因是干冰 ________吸收大量的热,使罐壁迅速降温,罐外空气中水蒸气遇冷罐壁放热 _______形成霜。
【答案】 ①. 升华 ②. 凝华
【解析】
【详解】[1]把干冰放入铝罐里一段时间,固态干冰变成气态二氧化碳,即发生升华,升华过程需要从周围吸收热量。
[2]空气中的水蒸气遇冷凝华直接变成小冰晶附着在罐外,形成霜。
20. 国庆长假,喝茶打牌晒太阳,露营自然成为新宠,如图所示。在某次烧水过程中,消耗了0.016m3的燃气,这些燃气完全燃烧能释放出的热量为_________,若这些热量有50%被壶中初温为25℃、体积为1L的水吸收,则水温升高了_________℃。燃气的热值为4.2×107J/m3,壶内液面上方气压为1标准大气压。
【答案】 ①. 6.72×105J ②. 75
【解析】
【详解】[1]燃气完全燃烧能释放出的热量为
Q放=V燃料q=0.016m3×4.2×107J/m7=6.72×105J
[2]水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=50%×6.72×105J=3.36×104J
由可知,水的质量为
水升高的温度为
因为在标准大气压下水的沸点是100℃,且
25℃+80℃>100℃
所以水的末温为100℃,则水实际升高的温度为
三、简答题:本题共1小题,共4分。
21. 长征五号与梦天搭伴,助力我国空间站建设。长征五号发射时,在点火后5~15s之间,向火箭尾焰喷射200t淡水,确保发射台不被高达3000℃的尾焰烧坏,如图所示。请用所学过的热学知识解释:
(1)向火箭尾焰喷水的原因。
(2)发射塔周围白雾的形成原因。
【答案】(1)向火箭尾焰喷水,水汽化(沸腾)吸收热量使周围温度降低,确保发射台不被烧坏。(水的比热容大,吸收热量多,使周围温度降低,确保发射台不被烧坏)(喷水可以将火箭发射时产生的噪声的能量转化为水的内能,起到降噪作用)(2)水汽化后形成的高温水蒸气遇冷放热液化成小水滴,所以形成白雾。
【解析】
【详解】略。
四、作图题:本题共1小题,共4分。
22. 小希同学在探究水沸腾的实验中,记录的水沸腾前后温度随时间的图像如图所示,小希同学嫌实验耗时太久,请你在图中画出能体现两种方式缩短实验时间的图像。
【答案】
【解析】
【详解】水沸腾时,末温不变,为缩短实验时间,根据可知,可提高水的初温或减少水的质量,b是通过减少水的质量缩短实验加热时间的图像;a是通过提高水的初温来缩短实验加热时间的图像。
五、实验题:本题共3小题,共32分。
23. 如图甲所示是“探究萘熔化过程中温度变化规律”的实验,每隔5min记录一次温度值,并观察萘的状态
时间/min
0
5
10
15
20
25
30
35
温度/℃
50
80
80
80
80
90
100
(1)除了图中所示器材外,还需要的测量工具是_________,实验的过程中萘应选用 _________(选填“大”或“小”)颗粒装入试管进行实验
(2)采用“水浴法”而不用酒精灯直接加热除了能减缓升温速度,还能使试管_________,在5min时,温度计的示数如图乙所示,读取数据为_________℃;
(3)根据实验数据,在如图丙所示的坐标纸上绘制出萘的温度随时间变化的图像_________;
(4)该物质是_________(选填“晶体”或“非晶体”),熔点是_________℃,在第15min时,萘处于_________(选填“固态”、“液态”或“固液共存态”);
(5)第10min时萘的内能_________第20min时萘的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(6)采用“水浴法”加热试管中萘,需要在烧杯内加入适量的水,其中“适量”是指_________。
【答案】 ①. 秒表 ②. 小 ③. 受热均匀 ④. 70 ⑤. ⑥. 晶体 ⑦. 80 ⑧. 固液共存态 ⑨. 小于 ⑩. 超过试管中的物质的高度
【解析】
【详解】(1)[1]本实验需要测量时间,因此还需要秒表。
[2]小颗粒在加热时受热更均匀,加热效果更好,现象更明显。
(2)[3]采用“水浴法”的特点有升温速度减缓、还能使试管受热均匀。
[4]图乙中温度计的分度值为1℃,再根据液面位置读数,此时示数为70℃。
(3)[5]用描点法画出萘的温度随时间变化的图像,如下图:
(4)[6][7]由图像数据可知,该物质熔化时,有固定的熔点,所以该物质是晶体,从图像可知,熔点为80℃。
[8]萘在15min时,正处在熔化过程中,此时处于固液共存状态。
(5)[9]萘在熔化过程中持续吸热,所以第10 min时的内能小于第20 min时的内能。
(6)[10]烧杯中的水要适量,适量是指略超过试管中的物质的高度,水太多加热时间会变长。
24. 小航小组在实验室探究“水沸腾时温度变化的特点”实验。
(1)组装实验装置时应按照_________的顺序安装、调试实验器材,确定烧杯底部的陶土网的高度是根据_________,如图甲所示装置中有一处明显的错误,请你指出图甲中存在的操作错误是_________;
(2)纠正错误操作后,开始计时,第2min温度计的示数如图乙所示,视线应按_________(选填“A”、“B”或“C”)读数,从记录数据的表格可以分析出:水沸腾的特点是温度_________,继续_________;
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
……
温度/℃
90
92
96
98
98
98
……
(3)此时水的沸点_________℃,可判断当时杯内液面上方的气压_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)1标准大气压;
(4)小航小组和另一组同学选用的实验装置相同,且同时开始实验,但水开始沸腾的时间不同,他们绘制的沸腾图像如图丙所示,这是因为两个小组选取水的_________不同;
(5)实验结束后,小航撤去酒精灯,发现水没有立即停止沸腾,原因是_________;
(6)当大家都结束实验时,同学们发现还有一组同学还在进行实验,同时他们报告老师水温达到90℃就不再升高,水也没有沸腾,你认为原因是_________。
【答案】 ①. 自下而上 ②. 酒精灯外焰的高度 ③. 温度计玻璃泡碰到了杯底 ④. B ⑤. 不变 ⑥. 吸热 ⑦. 98 ⑧. 小于 ⑨. 质量 ⑩. 水能从陶土网上继续吸热 ⑪. 吸收热量和散出的热量相等
【解析】
【详解】(1)[1][2]因为酒精灯的外焰温度最高,实验时要用酒精灯外焰加热,安装器材时需要先确定陶土网的位置,因此需要自下而上安装实验器材。
[3]由图甲可见温度计的玻璃泡碰到了杯底,影响测量的准确性。
(2)[4]温度计的正确读数方法是视线应该和温度计内液柱上表面相平。即上述三种情况中,A属于俯视,即读出的数据会偏大,C是仰视,即读数会偏小,只有B是正确的读法。
[5][6]从记录数据的表格可以分析出:水沸腾的特点是温度不变,持续吸热。
(3)[7][8]由表格可知,水温达到98℃后,温度不变,因此水的沸点是98℃,1标准大气压下水的沸点是100℃,因此可判断当时当地的气压不是1标准大气压。
(4)[9]水的质量越大,水达到沸腾的时间越长,由图可知两个小组选取水的质量不同。
(5)[10]实验结束后,撤去酒精灯后,由于水能从陶土网上继续吸热,所以烧杯里的水并没有立即停止沸腾。
(6)[11]水温达到90℃就不再升高,水也没有沸腾可能是:酒精灯燃料不足,吸收热量和散出的热量相等。
25. 同学们在实验室利用同样的实验装置“探究不同物质吸热能力”,将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热:
(1)如图1所示是小圆小组的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处_________;
(2)用两个相同的酒精灯加热的目的是_________;
(3)实验中用_________表示物质吸热的多少;
(4)实验中,水和食用油的初温_________(选填“一定”或“不一定”)相同;
(5)小圆每个2min记录一次数据,实验数据如表所示:
时间t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
水温T水/℃
20
25
30
35
40
45
50
54
57
60
62
油温T油/℃
20
30
40
50
60
70
80
89
97
103
108
①分析表中数据结合实验条件可知,当水和食用油加热时间相同时,食用油吸收的热量_________(选填“大于”、“等于”或“小于”)水吸收的热量,_________升高的温度更多,_________吸热本领更强;(后两个空均选填“水”或“食用油”)
②同组细心的小祥发现,随着实验持续进行,水和食用油的温度升高的越来越慢,你认为原因是_________。
(6)如图2所示,小明仅将加热方式由酒精灯更改为电加热器,根据实验数据绘制了如图3所示的温度随时间变化图象。
①由图3和下表可知,小明选用的是_________(选填“酒精”、“煤油”或“水银”)温度计;
②在实验过程中食用油_________(选填“一定”或“不一定”)沸腾;
③在对水和食用油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,你会选用哪个并简要说明理由_____________。
1标准大气压下
物质
沸点/℃
酒精
73
煤油
150
水银
357
【答案】 ①. 水和食用油体积相同 ②. 加热相同时间吸热相同 ③. 加热时间 ④. 不一定 ⑤. 等于 ⑥. 食用油 ⑦. 水 ⑧. 见解析 ⑨. 水银 ⑩. 不一定 ⑪. 见解析
【解析】
【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同。装置图中两种液体的体积相同,物质的密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同,则装置图中错误之处为水和食用油体积相同。
(2)[2]根据转换法,用两个相同的酒精灯加热的目的是让物质在相同时间吸热相同。
(3)[3]根据转换法,实验中用加热时间表示物质吸热的多少。
(4)[4]实验中通过加热相同时间,吸收相同的热量,根据升高的温度来比较吸热能力的大小,所以两种液体的初温可以不相同。
(5)①[5][6][7]分析表中数据结合实验条件可知,当水和食用油加热时间相同时,根据转换法,食用油吸收的热等于水吸收的热量,食用油升高的温度更多,水的吸热本领更强。
②[8]随着实验持续进行,水和食用油与环境温度相差越大,损失的热越来越多,吸收的热变少。因此水和食用油的温度升高的越来越慢。
(6)①[9]由图3可知,第6分钟食用油的温度为260℃,大于酒精和煤油的沸点,小于水银的沸点,则小明选用的是水银温度计。
②[10]沸腾的条件是温度达到沸点且继续吸热,图中食用油的图线中没有一个保持不变的温度,因此不能确定温度是否达到了沸点,故不能判断在实验过程中食用油是否沸腾。
③[11]在对水和食用油加热的方式上,对比酒精灯和电加热器两种热源加热,因电加热器放在液体中直接给液体加热,传热效果好,热效率高,因此要选用电加热器。
六、计算题:本题共3小题,共20分。
26. 小涵周末在家积极进行劳动实践,用燃气灶将质量5kg初温为20℃的水加热至沸腾,消耗了的天然气。已知当时环境气压为1标准大气压,水的比热容为,天然气的热值为。求:
(1)水吸收的热量。
(2)燃料完全燃烧放出的热量。
(3)燃气灶烧水时的效率。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
1标准大气压下水的沸点为,水升高的温度
水吸收的热量
【小问2详解】
天然气完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
燃气灶烧水的效率
27. 我国自主品牌汽车通过技术革新和品质提升,越来越受到消费者的青睐。某国产品牌汽车自重为1.4t,该汽车匀速行驶时受到的阻力是自身重力的0.1倍,发动机的效率为40%,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.7×103kg/m3,汽车行驶一百公里消耗燃油的体积(单位:L)称之为百公里油耗。在汽车匀速行驶200km的过程中,求:
(1)汽车牵引力所做的功。
(2)消耗的燃油完全燃烧释放的热量。
(3)百公里油耗。(保留一位小数)
【答案】(1)2.8×108J;(2)7×108J;(3)10.9L
【解析】
【详解】解:(1)汽车在水平路面上匀速行驶时,受到的阻力
因汽车匀速行驶时阻力和牵引力是一对平衡力,所以,发动机的牵引力
在汽车匀速行驶200km的过程中,汽车牵引力所做的功为
(2)根据可知,消耗的燃油完全燃烧释放的热量
(3)根据可知,消耗燃油的质量为
消耗燃油的体积为
故该车辆百公里油耗为
答:(1)汽车牵引力所做的功为2.8×108J;
(2)消耗的燃油完全燃烧释放的热量为7×108J;
(3)百公里油耗为10.9L。
28. 在课后兴趣活动中,小欣小组在烧杯中放入200g的碎冰,试管中放入40g的碎冰,实验过程中A、B两个温度计的示数随时间变化的图像如图乙所示,其中实线部分为A温度计随时间变化的图像,小试管底部未与烧杯底部接触。假设烧杯和试管中的冰(或水)在整个实验过程中质量不变且每分钟吸收的热量恒定不变。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃),酒精的热值为3.0×107J/kg,求:
(1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量。
(2)烧杯中的水在第14min时的温度。
(3)如果在2min﹣4min过程中消耗0.16g的酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量有10%间接地被试管中的冰吸收,则试管中的冰在熔化过程中吸收的热量。
【答案】(1)4.2×103J;(2)5℃;(3)960J
【解析】
【详解】解:(1)烧杯内冰的质量
m冰=200g=0.2kg
比热容,从图像得出烧杯中冰0~4min过程中的初温为﹣10℃,末温为0℃,则烧杯内冰吸收的热量为
(2)由题知,烧杯和试管中的冰(或水)在整个实验过程中质量不变,根据烧杯中冰0~4min过程中吸收的热量可知,烧杯内冰化成的水后在10~14min过程中的相同时间内吸收的热量相等,为
由于烧杯内冰化成的水在10min时从0℃开始升高温度,故水的末温
(3)消耗酒精的质量
m酒精=0.16g=1.6×10-4kg
则在2min﹣4min过程酒精完全燃烧放出的热量
1min试管中的冰吸收的热量为
由图像可知,试管中的冰在5min~14min的时间内处于熔化过程,但在5~10min内烧杯中物体与试管中物体温度相同,不吸热,则有4min在吸收热量,故总吸收的热量为
答:(1)烧杯中的冰0~4min过程中吸收的热量为4.2×103J;
(2)烧杯中的水在第14min时的温度为5℃;
(3)试管中的冰在熔化过程中吸收的热量为960J。
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