精品解析:福建厦门大学附属实验中学2026-2027学年第一学期第一次阶段检测九年级物理试题卷
2026-10-13
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内容正文:
厦门大学附属实验中学2026-2027学年第一学期第一次月考
九年级物理试题卷(90分钟)
水的比热容为
友情提示:请把所有答案填涂到答题纸上!请不要错位、越界答题!
一、选择题(本题共14小题,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. 在厦门的夏天,汽车未开空调时,停在太阳底下车内温度最接近( )
A. 150℃ B. 70℃ C. 25℃ D. 0℃
2. 如图是厦门传统美食——炸五香条,凝聚着劳动坚守与对生命馈赠的珍视,制作时将五香条放入油锅中能听到“呲啦”声,但要注意避免五香条水分过多导致油星飞溅引发烫伤,该现象是五香条中的水分遇热油发生了( )
A. 熔化 B. 升华 C. 汽化 D. 凝固
3. 变废为宝——将“地沟油”提炼制成生物航空燃油,我国已成为亚洲第一个拥有此自主研发技术的国家,这可以减少对进口石油的依赖,极大降低了碳排放。采用生物航空燃油是因为它具有较大的( )
A. 比热容 B. 温度
C. 热值 D. 内能
4. 一种合金魔术道具久握在的手中不熔化,放在的水中会熔化,该合金的熔点可能( )
A. B. C. D.
5. 泡温泉是同安汀溪的一大名片之一,泡完温泉后需要披上浴巾防止着凉,这是因为( )
A. 身上的水蒸发吸热 B. 温泉中的水蒸发吸热
C. 身上的水蒸发放热 D. 温泉中的水蒸发放热
6. 如图所示,神舟十六号返回舱进入大气层,与大气摩擦后变成高温“火球”。下列选项与之内能改变方式相同的是( )
A. 滑梯上下滑时臀部发热 B. 用炉火将壶中的水烧开
C. 鸡蛋在锅里加热煮熟 D. 冬日下被子晒得热乎乎
7. 护士依次为四位体温分别为、、、的病人量体温,但她在量的过程中忘了甩体温计,则她给第四位病人量出的体温为多少摄氏度( )
A. B. C. D.
8. 关于比热容的说法正确的是( )
A. 物质的比热容跟物体的温度变化成反比
B. 若物质吸收的热量增大一倍,则其比热容增大一倍
C. 甲、乙质量相同,若甲升高的温度比乙的多,则c甲<c乙
D. 一杯水倒出一多半,杯内剩余水的比热容一定不变
9. 如图,燃料未完全燃烧损失5%的能量,废气带走30%的能量,克服摩擦消耗15%的能量,机械传热损失10%的能量,则该热机的热机效率为( )
A. 65% B. 45% C. 40% D. 30%
10. 质量和温度均相同的铁块和铝块(铁的比热容为,铝的比热容为),吸收相同的热量后相互接触,则( )
A. 内能从铝块传到铁块
B. 内能从铁块传到铝块
C. 铁块和铝块之间没有热传递
D. 温度从铝块传到铁块
11. 小赵同学在网上下单了自热小火锅。如图,上下包装被分为两层,通过向下层加水,使发热包膨胀升温,一段时间后便可食用。下列说法正确的是( )
A. 已加热的鸭血有内能,未加热的虾饺无内能
B. 加热时,盖上小孔冒出的“白气”是水蒸气
C. 发热包是通过热传递改变小火锅里食物的内能
D. 刚开始加热的藕片温度升高,说明藕片的热量增大
12. 中央二台“真假实验室”探究,刚从冰箱冷冻室拿出冰棍贴紧舌头,舌头会被“冻”在冰棍上,这时舌头的水发生了某种物态变化,与其对应的图像是( )
A. B.
C. D.
13. 质量相同的两个金属块,由于吸热而升温,若它们的比热容之比为2:3,吸收的热量之比为3:2,则它们升高的温度之比为( )
A. 9:4 B. 4:9 C. 1:1 D. 3:2
14. 假设有两套完全相同的如图甲所示的加热装置。两套装置的试管中分别装有少量的相等体积的M固体和N固体,它们的温度﹣时间曲线如图乙所示(M为实线,N为虚线),在25min内M物质从固体熔化成了液体,N物质始终是固体。在1标准大气压下,下列说法正确的是( )
A. M在40min时处于沸腾状态
B. M是晶体,N可能是晶体
C. M是晶体,N是非晶体
D. N的沸点是100℃
二、填空题(本大题共6小题,每小题2分,共12分)
15. 哈尔滨在寒冷的冬季,窗户的玻璃上常出现美丽的冰花,如图所示,该过程发生的是___________(填物态变化名称)现象,冰花出现在窗玻璃的___________侧(填位置)。
16. 某品牌插秧机使用四冲程汽油机,图中汽油机处于______冲程。如果该汽油机飞轮的转速是60r/s,则汽油机每秒钟对外做功______次。
17. 将快速温度传感器接入压缩空气实验仪可以采集内部空气的温度,如图甲。实验时,用手迅速下压活塞,此过程将机械能转化为___________;松开手,活塞最终恢复到原位置。整个过程内部空气温度随时间变化的图像分为a、b、c三段,如图乙,其中__________段曲线表示的是内部空气内能减小的过程。
18. 生活中人们使用的液化石油气,如图甲。通常是在常温下采用_____________的方法使石油气液化灌入钢瓶中的。图乙中,“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出来的湿纸贴在烤火的墙上,这主要是通过_____________的方法加快湿纸中水的蒸发。
19. 寒冷的冬天,小冬用暖水袋取暖,这是利用水的________大。小冬将屋外一块冰带回家中放进碗里,家里温度恒为,一段时间后冰变成了的水,不考虑升华与汽化等因素,这段时间内冰和水的总内能随时间的变化图像大致为________(选填正确图像对应的序号)。
20. 小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为______J,另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、作图题(本大题1小题,共4分)
21.
(1)如下图中OAB表示水沸腾时水温随时间变化关系图,若其它条件不变,仅增加了水的质量,再重新做实验,请在图中大致描绘出水温随时间变化图像;
(2)请在下图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
22. 在试管里注入少量水,用软木塞塞紧管口,再用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了,水蒸气使软木塞斜向上冲起,并且在软木塞的周围出现白雾。请你
(1)从能量的角度分析软木塞斜向上冲起的过程;
(2)用物态变化知识解释白雾出现的原因。
五、实验题(本大题共6小题,每空1分共32分)
23. 小厦用如图甲所示的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,读数为_________℃;
(2)安装实验器材时,小厦应按照______________的顺序进行。在组装铁圈和陶土网时,___________点燃酒精灯(选填“需要”或“不需要”);
(3)第4min时,试管内物质处于_________态,试管内的物质在第4min的内能_________第5min的内能(填大小关系)(不考虑升华和汽化);
(4)某个同学发高烧,现在要帮他降温,现有等量的0℃的冰和0℃的水,你觉得用_________效果更好,理由是_________________________________________________。
24. 在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,两组同学从甲、乙两套实验装置中各选一套来完成实验,
(1)图丙是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”图像,其中______(选填“a”或“b”)是根据甲实验装置获得的数据绘制的;用乙实验装置测出水的沸点为______℃;
(2)若在实验开始时发现温度计玻璃泡触碰到烧杯底部了,这样所测的温度值将偏_____;
(3)水沸腾时,观察到水中产生大量气泡,气泡上升且体积变________;
(4)根据图丙可知水沸腾的特点是______________________________________;
(5)我国航天员在天宫空间站“问天实验舱”进行微重力条件下(重力作用忽略不计)水沸腾的研究。如图丁所示,当加热使水达到沸点时,气泡不会上升到表面。相反,形成的气泡聚合成位于加热器表面的一个大气泡,气泡内A点温度与水中B点温度相比较,______;
(6)图戊是另外一组同学实验后得到的水的温度随时间变化的关系图像,请分析在水沸腾之前水升温变慢的可能原因是_________________________________。
25. 小漳在厨房看到高压锅的使用后产生疑问“液体沸点与气压有什么关系”,于是他利用下图甲的实验装置进行实验。
(1)当他把烧瓶中的水加热到沸腾后,移走酒精灯,结果发现水仍然在沸腾,但过了一会水停止沸腾,水仍沸腾的原因是______________________________________;接着他用一个带橡胶管的软木塞塞紧瓶口,将注射器接到橡胶管上,如图乙所示,然后向外拉注射器活塞,会看到水又重新沸腾了,这说明___________________________________;
(2)他还进行了如图丙所示的实验: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。一段时间后,看到试管A的内壁上有小水珠出现、温度计C的示数______(填变化情况),这说明水蒸气液化时会______热量,而烧瓶内的水的内能__________(填变化情况)。
26. 在“比较甲、乙两种物质吸热能力”的实验中:
(1)本实验除了需要相同烧杯、酒精灯、温度计、搅拌器、铁架台各2个,甲、乙液体和火柴等器材外,还需要的测量工具是天平和_______;
(2)用相同的酒精灯加热质量_______的甲、乙两种不同液体,使它们升高相同的温度;通过比较_______来判断液体吸收热量的多少;
(3)根据数据绘制温度随时间的变化关系图像如图,分析图像可知,________液体吸热能力更强,物理学中用比热容表示物质的这种特性;
(4)通过学习同学们知道水的比热容比沙子的大,则沿海地区昼夜温差比沙漠地区的更_______。
27. 在探究物态变化的实验中,
(1)已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,在1标准大气压下,水的沸点为100℃,电吹风能提供的最高温度为80℃,小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________,其余方案中能防止碘发生___________(填物态变化名称);
(2)为进一步探究升华现象,小华继续进行图丁实验:盛有干冰(固态二氧化碳)的容器外壁出现了一层白霜,白霜是空气中的水蒸气凝华形成的,此过程要________热量。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要成分是__________。
28. 如图所示,甲、乙两个装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的水质量和初温也相同。
(1)进行实验时,当______________(选填“燃料燃尽”或“加热相同时间”)后,水未沸腾,待温度计示数稳定后读取相应温度计的示数,分别为、,且有,则燃料1的热值与燃料2的热值相比,______;
(2)在图甲装置中,测出水的质量,根据计算出水吸收的热量,然后利用这个热量,再结合燃料1的质量m这一数据,计算出燃料1的热值,通过实验数据算出的燃料1热值比实际热值______,可能的原因是_______________________________。
六、计算题(本题共3小题,第29题6分,第30题6分,第31题8分,共20分)
29. 某中学每天为学生提供开水,一天用电热水器将10kg的水从18℃加热到68℃,已知水的比热容是,煤油的比热容是。
(1)求在这一过程中水吸收的热量;
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50℃,求煤油的质量。
30. 使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。现用天然气灶将质量为5kg,初温为18℃的水加热到98℃,已知水的比热容为4.2×10J/ (kg·℃),天然气热值为4.2×10J/m,若此过程的热效率为40%。求:
(1)在此过程中水吸收的热量;
(2)在此过程中消耗天然气的体积。
31. 如图所示,我国自主研发的第五代重型隐身战斗机“歼一20”,该机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表。
速度v/(m/s)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3104
1.2104
2.7104
4.8104
7.5104
求:
(1)飞机使用的航空燃油的热值为5107J/kg,完全燃烧10t航空燃油放出的热量;
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度匀速巡航时,飞机的最大航程为2.8106m,燃油转化为飞机的有用功;
(3)飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为有用功的效率。
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厦门大学附属实验中学2026-2027学年第一学期第一次月考
九年级物理试题卷(90分钟)
水的比热容为
友情提示:请把所有答案填涂到答题纸上!请不要错位、越界答题!
一、选择题(本题共14小题,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. 在厦门的夏天,汽车未开空调时,停在太阳底下车内温度最接近( )
A. 150℃ B. 70℃ C. 25℃ D. 0℃
【答案】B
【解析】
【详解】厦门的夏天太阳底下温度可达40-50℃,汽车未开空调时,停在太阳底下车内温度最接近70℃,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2. 如图是厦门传统美食——炸五香条,凝聚着劳动坚守与对生命馈赠的珍视,制作时将五香条放入油锅中能听到“呲啦”声,但要注意避免五香条水分过多导致油星飞溅引发烫伤,该现象是五香条中的水分遇热油发生了( )
A. 熔化 B. 升华 C. 汽化 D. 凝固
【答案】C
【解析】
【详解】水是液体,遇到高温的油迅速汽化,体积迅速膨胀从油中跑出散失到空气中,水蒸气与油撞击引起振动,所以会听到“呲啦”声。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3. 变废为宝——将“地沟油”提炼制成生物航空燃油,我国已成为亚洲第一个拥有此自主研发技术的国家,这可以减少对进口石油的依赖,极大降低了碳排放。采用生物航空燃油是因为它具有较大的( )
A. 比热容 B. 温度
C. 热值 D. 内能
【答案】C
【解析】
【详解】采用生物航空燃油,主要的原因是它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的该燃料时,可以释放出更多的热量,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4. 一种合金魔术道具久握在的手中不熔化,放在的水中会熔化,该合金的熔点可能( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】一种合金魔术道具,久握在37℃的手中不熔化,放在60℃的水中会熔化,则该合金的熔点可能是大于37℃小于60℃,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选 C。
5. 泡温泉是同安汀溪的一大名片之一,泡完温泉后需要披上浴巾防止着凉,这是因为( )
A. 身上的水蒸发吸热 B. 温泉中的水蒸发吸热
C. 身上的水蒸发放热 D. 温泉中的水蒸发放热
【答案】A
【解析】
【详解】泡完温泉后需要披上浴巾防止着凉,这是因为人身上的水蒸发时从人体吸收热量有致冷作用,使人的表面温度降低,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
6. 如图所示,神舟十六号返回舱进入大气层,与大气摩擦后变成高温“火球”。下列选项与之内能改变方式相同的是( )
A. 滑梯上下滑时臀部发热 B. 用炉火将壶中的水烧开
C. 鸡蛋在锅里加热煮熟 D. 冬日下被子晒得热乎乎
【答案】A
【解析】
【详解】“火球”的形成是返回舱进入大气层,与大气层摩擦产生高温形成的,是克服摩擦做功,使机械能转化为内能。
A.滑梯上下滑时臀部发热,克服摩擦做功,使机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能,故A符合题意;
BCD.用炉火将壶中的水烧开、鸡蛋在锅里加热煮熟、冬日下被子晒得热乎乎都是通过热传递来改变物体的内能,BCD不符合题意。
故选A。
7. 护士依次为四位体温分别为、、、的病人量体温,但她在量的过程中忘了甩体温计,则她给第四位病人量出的体温为多少摄氏度( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据体温计的特点,使用前用力甩一下玻璃泡上方的水银才能回到玻璃泡中;第一位病人的体温是,第二位病人的体温是,测量第二位病人时,温度计的液柱能够上升,测量的体温是准确的,为;第三位病人的体温是,没有甩就直接用来测量第三位病人的体温,体温计中的水银不会下降,依然显示的是;第四位病人的体温是,体温计中的水银也不会下降,依然显示的是,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8. 关于比热容的说法正确的是( )
A. 物质的比热容跟物体的温度变化成反比
B. 若物质吸收的热量增大一倍,则其比热容增大一倍
C. 甲、乙质量相同,若甲升高的温度比乙的多,则c甲<c乙
D. 一杯水倒出一多半,杯内剩余水的比热容一定不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.比热容是物质的固有属性,与温度变化无关,不会随温度变化成反比,故A错误;
B.比热容与吸收热量的多少无关,不会随吸收热量的多少发生改变,故B错误;
C.甲、乙质量相同,根据公式,比较两种物质比热容大小的时候,需要控制二者吸收的热量相同,该选项没有说明甲和乙吸收的热量相等,无法直接通过升高温度的多少判断比热容大小,故C错误;
D.剩余的水物质种类和状态都没有改变,比热容不变,故D正确。
故选D。
9. 如图,燃料未完全燃烧损失5%的能量,废气带走30%的能量,克服摩擦消耗15%的能量,机械传热损失10%的能量,则该热机的热机效率为( )
A. 65% B. 45% C. 40% D. 30%
【答案】C
【解析】
【详解】由题意可知,总损失占比
热机效率是转化为对外做有用功的能量占燃料总能量的比例,即
故选C。
10. 质量和温度均相同的铁块和铝块(铁的比热容为,铝的比热容为),吸收相同的热量后相互接触,则( )
A. 内能从铝块传到铁块
B. 内能从铁块传到铝块
C. 铁块和铝块之间没有热传递
D. 温度从铝块传到铁块
【答案】B
【解析】
【详解】由公式可知,铝的比热容大于铁的比热容,则质量和温度均相同的铁块和铝块吸收相同的热量后,铁的末温更高,所以相互接触后内能从温度高的铁块传到铝块。
故选B。
11. 小赵同学在网上下单了自热小火锅。如图,上下包装被分为两层,通过向下层加水,使发热包膨胀升温,一段时间后便可食用。下列说法正确的是( )
A. 已加热的鸭血有内能,未加热的虾饺无内能
B. 加热时,盖上小孔冒出的“白气”是水蒸气
C. 发热包是通过热传递改变小火锅里食物的内能
D. 刚开始加热的藕片温度升高,说明藕片的热量增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.任何物体在任何情况下都具有内能,未加热的虾饺也有内能,故A错误;
B.水蒸气是无色无味的,加热时,小孔冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠,故B错误;
C.改变内能的方式有做功和热传递,发热包是通过热传递改变锅内食物的内能,故C正确;
D.藕片的温度升高,说明藕片吸收热量,内能增大,故D错误。
故选C。
12. 中央二台“真假实验室”探究,刚从冰箱冷冻室拿出冰棍贴紧舌头,舌头会被“冻”在冰棍上,这时舌头的水发生了某种物态变化,与其对应的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】舌头会被冻在冰棒上,是因为舌头上的水遇到冷的冰棒发生了凝固现象,水是晶体,凝固点是0℃,凝固前后温度下降,凝固过程中温度保持0℃不变。
故选B。
13. 质量相同的两个金属块,由于吸热而升温,若它们的比热容之比为2:3,吸收的热量之比为3:2,则它们升高的温度之比为( )
A. 9:4 B. 4:9 C. 1:1 D. 3:2
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知
,,
根据可知,两个金属块升高的温度之比
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
14. 假设有两套完全相同的如图甲所示的加热装置。两套装置的试管中分别装有少量的相等体积的M固体和N固体,它们的温度﹣时间曲线如图乙所示(M为实线,N为虚线),在25min内M物质从固体熔化成了液体,N物质始终是固体。在1标准大气压下,下列说法正确的是( )
A. M在40min时处于沸腾状态
B. M是晶体,N可能是晶体
C. M是晶体,N是非晶体
D. N的沸点是100℃
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,图象中没有画出M在40min时的图象,所以无法确定M在40min时是否处于沸腾状态,故A错误;
BC.由图可知,M有一段吸热,但温度不再升高,说明此时物质达到了熔点,正在熔化,因此这种物质属于晶体,但在45min内N物质始终是固体,不能由此确定N是晶体还是非晶体,故B正确,C错误;
D.在45min内N物质始终是固体,还没有熔化,所以不能由此确定N的沸点,故D错误。
故选B。
二、填空题(本大题共6小题,每小题2分,共12分)
15. 哈尔滨在寒冷的冬季,窗户的玻璃上常出现美丽的冰花,如图所示,该过程发生的是___________(填物态变化名称)现象,冰花出现在窗玻璃的___________侧(填位置)。
【答案】 ①. 凝华 ②. 内
【解析】
【详解】寒冷冬季室内外温差极大,冰花是室内温度较高的水蒸气,直接从气态变为固态的小冰晶附着在玻璃上,物质由气态直接变为固态的过程叫做凝华;室外的水蒸气温度极低,和低温的窗玻璃温度相近,不会遇冷放热发生物态变化,只有室内的高温水蒸气接触到温度低的冷窗玻璃时,才能放热发生凝华形成冰花,因此冰花出现在窗玻璃的内侧。
16. 某品牌插秧机使用四冲程汽油机,图中汽油机处于______冲程。如果该汽油机飞轮的转速是60r/s,则汽油机每秒钟对外做功______次。
【答案】 ①. 压缩 ②. 30
【解析】
【详解】[1]如图,进气门、排气门关闭,活塞向上运动,所以是压缩冲程。
[2]飞轮每转两圈,汽油机经历四个冲程,对外做功一次,所以,该汽油机每秒对外做功30次。
17. 将快速温度传感器接入压缩空气实验仪可以采集内部空气的温度,如图甲。实验时,用手迅速下压活塞,此过程将机械能转化为___________;松开手,活塞最终恢复到原位置。整个过程内部空气温度随时间变化的图像分为a、b、c三段,如图乙,其中__________段曲线表示的是内部空气内能减小的过程。
【答案】 ①. 内能 ②. b
【解析】
【详解】迅速下压活塞时,人对筒内空气做功,消耗了机械能,空气的温度升高、内能增大,该过程将机械能转化为内能。
对于一定质量的空气,温度降低时内能减小,如图乙,a段温度升高,内能增大;b段温度持续下降,对应内部空气内能减小的过程;c段温度回升,是空气从外界吸热升温、内能增大的过程,因此内能减小的是b段。
18. 生活中人们使用的液化石油气,如图甲。通常是在常温下采用_____________的方法使石油气液化灌入钢瓶中的。图乙中,“透火焙干”是造纸的一道工序,其做法是将刚生产出来的湿纸贴在烤火的墙上,这主要是通过_____________的方法加快湿纸中水的蒸发。
【答案】 ①. 压缩体积 ②. 提高液体温度
【解析】
【详解】使气体液化有两种常见方法:降低温度、压缩体积。题目明确限定是常温下将石油气液化装入钢瓶,因此不能用降温的方式,是通过压缩石油气的体积(加压),在常温下让气态石油气液化,便于储存运输。
影响蒸发快慢的因素有液体温度、液体表面积、液体表面空气流速。“透火焙干”把湿纸贴在烤火的墙上,烤火的墙温度远高于常温,通过热传递提升了湿纸上水的温度,以此加快水分蒸发。
19. 寒冷的冬天,小冬用暖水袋取暖,这是利用水的________大。小冬将屋外一块冰带回家中放进碗里,家里温度恒为,一段时间后冰变成了的水,不考虑升华与汽化等因素,这段时间内冰和水的总内能随时间的变化图像大致为________(选填正确图像对应的序号)。
【答案】 ①. 比热容 ②. ①
【解析】
【详解】水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同温度时能放出更多的热量,取暖效果更好,因此暖水袋利用了水的比热容大的特性。
冰从低温环境被带入20℃的家里,冰吸热升温,内能增加,达到熔点0℃时熔化成水,熔化过程吸热,温度不变但内能持续增加,熔化后继续吸热升温至2℃,内能增加。不考虑升华与汽化等因素,整个过程内能持续增加,故其内能随时间的变化图像大致为①。
20. 小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为______J,另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①. 2.52×104 ②. 1.4×103
【解析】
【详解】[1]由图像可知,水的初温是10℃,16min时的末温是40℃,则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J,所以水8min吸收的热量为
由于是用相同的电加热器加热,所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的,即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知,另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃,根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知,另一种液体的比热容为
三、作图题(本大题1小题,共4分)
21.
(1)如下图中OAB表示水沸腾时水温随时间变化关系图,若其它条件不变,仅增加了水的质量,再重新做实验,请在图中大致描绘出水温随时间变化图像;
(2)请在下图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
【答案】(1) (2)
【解析】
【小问1详解】
探究水沸腾时水温随时间变化关系时,若其它条件不变,仅增加了水的质量,那么水的沸点不会变,而加热到沸腾所需要的时间会随水质量的增加而变长,故用线段表示增加水质量后的变化图像。
【小问2详解】
水的比热容比陆地的砂石泥土大,白天太阳照射时,陆地升温速度比海洋快,陆地上方空气温度更高、密度更小、气压更低,海洋上方空气温度低、密度大、气压更高,空气会从高压的海洋流向低压的陆地,形成海风。
四、简答题(本大题共1小题,共4分)
22. 在试管里注入少量水,用软木塞塞紧管口,再用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了,水蒸气使软木塞斜向上冲起,并且在软木塞的周围出现白雾。请你
(1)从能量的角度分析软木塞斜向上冲起的过程;
(2)用物态变化知识解释白雾出现的原因。
【答案】(1)试管内的水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能转化为软木塞的机械能,水蒸气的内能减小,软木塞的机械能增大,从而斜向上冲起。
(2)软木塞被冲出后,试管内的高温水蒸气对外做功、内能减小、温度降低,液化形成大量细小的小水滴,这些小水滴就形成了我们看到的白雾。
【解析】
【小问1详解】
略
【小问2详解】
略
五、实验题(本大题共6小题,每空1分共32分)
23. 小厦用如图甲所示的装置来“探究冰熔化前后的温度的变化规律”。
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,读数为_________℃;
(2)安装实验器材时,小厦应按照______________的顺序进行。在组装铁圈和陶土网时,___________点燃酒精灯(选填“需要”或“不需要”);
(3)第4min时,试管内物质处于_________态,试管内的物质在第4min的内能_________第5min的内能(填大小关系)(不考虑升华和汽化);
(4)某个同学发高烧,现在要帮他降温,现有等量的0℃的冰和0℃的水,你觉得用_________效果更好,理由是_________________________________________________。
【答案】(1)-4 (2) ①. 自下而上 ②. 需要
(3) ①. 固液共存 ②. 小于
(4) ①. 的冰 ②. 的冰熔化吸热,能吸收更多的热量
【解析】
【小问1详解】
图乙的温度计分度值为,液柱顶端在刻度线以下第4格,因此示数为。
【小问2详解】
实验要用酒精灯外焰加热,因此安装器材需按照自下而上的顺序,先确定下方酒精灯的位置,再依次向上调整铁圈、试管、温度计的高度;组装铁圈和陶土网时需要点燃酒精灯,才能准确调整陶土网高度,确保用外焰加热。
【小问3详解】
由图丙可知,冰从第开始熔化,第熔化结束,第处于熔化过程中,因此是固液共存态;冰熔化过程持续吸热,内能不断增加,所以第的内能小于第的内能。
【小问4详解】
等量的冰和水相比,的冰熔化时可以先吸收大量热量,自身温度保持不变,等全部熔化为的水后再继续吸热升温,总吸热量比同质量的水更多,因此降温效果更好。
24. 在做“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,两组同学从甲、乙两套实验装置中各选一套来完成实验,
(1)图丙是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”图像,其中______(选填“a”或“b”)是根据甲实验装置获得的数据绘制的;用乙实验装置测出水的沸点为______℃;
(2)若在实验开始时发现温度计玻璃泡触碰到烧杯底部了,这样所测的温度值将偏_____;
(3)水沸腾时,观察到水中产生大量气泡,气泡上升且体积变________;
(4)根据图丙可知水沸腾的特点是______________________________________;
(5)我国航天员在天宫空间站“问天实验舱”进行微重力条件下(重力作用忽略不计)水沸腾的研究。如图丁所示,当加热使水达到沸点时,气泡不会上升到表面。相反,形成的气泡聚合成位于加热器表面的一个大气泡,气泡内A点温度与水中B点温度相比较,______;
(6)图戊是另外一组同学实验后得到的水的温度随时间变化的关系图像,请分析在水沸腾之前水升温变慢的可能原因是_________________________________。
【答案】(1) ①. ②. 96
(2)大 (3)大
(4)继续吸热,温度保持不变
(5)= (6)水温越高,水向外散失的热量越快(或温度越高,汽化吸热的速率越快),相同时间内水吸收的热量中,用于升温的部分占比减少,因此升温变慢
【解析】
【小问1详解】
甲装置的烧杯加盖玻璃盖板,会增大杯内气压,使水的沸点高于无盖的乙装置,对应丙图中沸点的曲线是甲装置的数据;乙装置无盖,测得的水的沸点为。
【小问2详解】
烧杯底部直接被酒精灯加热,温度远高于杯内的水,温度计玻璃泡触碰烧杯底时,测得的温度会偏大。
【小问3详解】
水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化,产生的水蒸气进入气泡,同时上升过程中水的压强随深度减小而降低,因此气泡上升时体积变大。
【小问4详解】
从温度-时间图像可以看出,水达到沸点后持续加热,温度不再上升。
【小问5详解】
水沸腾时整个体系的温度保持沸点不变,气泡内的点和水中的点温度都等于水的沸点,因此温度相等。
【小问6详解】
随着水温升高,水和环境的温差变大,单位时间向空气散发的热量变多,同时水的汽化速度加快,汽化带走的热量也变多,导致水的温度上升速率逐渐变慢。
25. 小漳在厨房看到高压锅的使用后产生疑问“液体沸点与气压有什么关系”,于是他利用下图甲的实验装置进行实验。
(1)当他把烧瓶中的水加热到沸腾后,移走酒精灯,结果发现水仍然在沸腾,但过了一会水停止沸腾,水仍沸腾的原因是______________________________________;接着他用一个带橡胶管的软木塞塞紧瓶口,将注射器接到橡胶管上,如图乙所示,然后向外拉注射器活塞,会看到水又重新沸腾了,这说明___________________________________;
(2)他还进行了如图丙所示的实验: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。一段时间后,看到试管A的内壁上有小水珠出现、温度计C的示数______(填变化情况),这说明水蒸气液化时会______热量,而烧瓶内的水的内能__________(填变化情况)。
【答案】(1) ①. 石棉网和烧瓶的温度仍高于水的沸点,水可以继续吸收热量 ②. 气压减小,液体的沸点降低
(2) ①. 升高 ②. 放出 ③. 增大
【解析】
【小问1详解】
移走酒精灯后,石棉网、烧瓶自身的余温还高于水的沸点,水可以继续从它们吸收热量,满足沸腾“达到沸点且持续吸热”的条件,所以水会短暂保持沸腾。
向外拉注射器活塞时,烧瓶内的气体被抽出,瓶内气压减小,原本温度已经略低于标准大气压下沸点的水,因为气压降低后水的沸点也随之降低,水温重新达到新的更低的沸点,所以水重新沸腾,直接说明气压减小,液体沸点降低。
【小问2详解】
烧瓶中产生的高温水蒸气进入温度较低的试管A后,遇冷液化成小水珠,液化是放热过程,放出的热量会被容器B中的冷水吸收,因此测量冷水温度的温度计C示数会升高;烧瓶中的水持续吸热汽化,自身的内能会不断增大。
26. 在“比较甲、乙两种物质吸热能力”的实验中:
(1)本实验除了需要相同烧杯、酒精灯、温度计、搅拌器、铁架台各2个,甲、乙液体和火柴等器材外,还需要的测量工具是天平和_______;
(2)用相同的酒精灯加热质量_______的甲、乙两种不同液体,使它们升高相同的温度;通过比较_______来判断液体吸收热量的多少;
(3)根据数据绘制温度随时间的变化关系图像如图,分析图像可知,________液体吸热能力更强,物理学中用比热容表示物质的这种特性;
(4)通过学习同学们知道水的比热容比沙子的大,则沿海地区昼夜温差比沙漠地区的更_______。
【答案】 ①. 秒表 ②. 相等 ③. 加热时间 ④. 乙 ⑤. 小
【解析】
【详解】(1)[1]根据转换法,本实验要通过加热时间的长短来比较物质吸热多少,因此还需要测量时间的工具秒表。
(2)[2][3]根据比较吸热能力大小的方法,要控制不同物质的质量相同,用相同的酒精灯加热质量相同的甲、乙两种不同液体,使它们升高相同的温度,比较加热时间长短来判断液体吸收热量的多少。
(3)[4]根据绘制的温度随时间的变化关系图像知,升高相同的温度,乙加热时间长,乙吸热多,乙液体吸热能力更强。
(4)[5]沿海地区多水,内陆地区多砂石,水的比热容比沙子的比热容大,根据得,,同样的条件下吸收或放出相同的热量,水比沙子升高或降低的温度小,因此沿海地区昼夜温差比沙漠地区的更小。
27. 在探究物态变化的实验中,
(1)已知碘的熔点为113.5℃,酒精灯火焰的温度约为500℃,在1标准大气压下,水的沸点为100℃,电吹风能提供的最高温度为80℃,小华设计了如图所示的甲、乙、丙三种方案探究“碘的升华”实验。上述方案中不合理的是__________,其余方案中能防止碘发生___________(填物态变化名称);
(2)为进一步探究升华现象,小华继续进行图丁实验:盛有干冰(固态二氧化碳)的容器外壁出现了一层白霜,白霜是空气中的水蒸气凝华形成的,此过程要________热量。接着她用镊子夹取一块干冰放入装有常温水的烧杯中,令人惊讶的现象出现了,水立刻剧烈“沸腾”起来,内部有大量气泡产生,这个气泡主要成分是__________。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 熔化
(2) ①. 放出 ②. 二氧化碳
【解析】
【小问1详解】
碘的熔点是113.5℃,甲方案用酒精灯直接加热,火焰温度约500℃,远高于碘的熔点,碘很容易先熔化再汽化,无法单纯探究碘的升华,因此甲方案不合理。乙方案水浴加热的最高温度是1标准大气压下的100℃,丙方案电吹风最高供热80℃,二者温度都低于碘的熔点,能防止碘发生熔化,保证碘直接从固态变为气态,顺利探究升华现象。
【小问2详解】
凝华是物质从气态直接变为固态的物态变化过程,属于放热过程,因此水蒸气凝华形成白霜时会放出热量。
干冰是固态二氧化碳,放入常温水后会迅速吸热升华,直接从固态变为气态二氧化碳,因此水中的大量气泡主要成分是气态二氧化碳。
28. 如图所示,甲、乙两个装置完全相同。燃料的质量都是10g,烧杯内的水质量和初温也相同。
(1)进行实验时,当______________(选填“燃料燃尽”或“加热相同时间”)后,水未沸腾,待温度计示数稳定后读取相应温度计的示数,分别为、,且有,则燃料1的热值与燃料2的热值相比,______;
(2)在图甲装置中,测出水的质量,根据计算出水吸收的热量,然后利用这个热量,再结合燃料1的质量m这一数据,计算出燃料1的热值,通过实验数据算出的燃料1热值比实际热值______,可能的原因是_______________________________。
【答案】(1) ①. 燃料燃尽 ②. 大于##>
(2) ①. 偏小 ②. 燃料燃烧放出的热量有部分散失到空气中
【解析】
【小问1详解】
本实验是为了对比不同燃料的热值,需要控制两种燃料完全燃烧的质量相同,因此要等质量相同的燃料全部燃尽后再读取温度。
已知烧杯内水的质量、初温都相同,,说明甲装置中的水吸收的热量更多,即质量相同的燃料1完全燃烧放出的热量更多,根据得,可得大于。
【小问2详解】
实验中计算热值时,默认水吸收的热量等于燃料完全燃烧放出的热量,但实际上燃料燃烧放出的热量不可能全部被水吸收,会有部分热量散失到空气、被实验装置吸收,因此算出的水吸收的热量远小于燃料实际完全燃烧放出的总热量,最终得到的燃料热值会比真实值偏小。
六、计算题(本题共3小题,第29题6分,第30题6分,第31题8分,共20分)
29. 某中学每天为学生提供开水,一天用电热水器将10kg的水从18℃加热到68℃,已知水的比热容是,煤油的比热容是。
(1)求在这一过程中水吸收的热量;
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50℃,求煤油的质量。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在这一过程中水吸收的热量
【小问2详解】
可得煤油吸收的热量
则煤油的质量
30. 使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。现用天然气灶将质量为5kg,初温为18℃的水加热到98℃,已知水的比热容为4.2×10J/ (kg·℃),天然气热值为4.2×10J/m,若此过程的热效率为40%。求:
(1)在此过程中水吸收的热量;
(2)在此过程中消耗天然气的体积。
【答案】(1)1.68×10J;(2)0.1m
【解析】
【详解】解:(1)在此过程中水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(98℃-18℃)=1.68×10J
(2)根据
消耗的天然气体积
答:(1)在此过程中水吸收的热量为1.68×10J;
(2)在此过程中消耗天然气的体积为0.1m。
31. 如图所示,我国自主研发的第五代重型隐身战斗机“歼一20”,该机最大起飞质量为37t,最大飞行高度达20000m,最大航行速度达2.5倍声速(合3060km/h),最大载油量为10t,飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表。
速度v/(m/s)
100
200
300
400
500
阻力f/N
0.3104
1.2104
2.7104
4.8104
7.5104
求:
(1)飞机使用的航空燃油的热值为5107J/kg,完全燃烧10t航空燃油放出的热量;
(2)若在飞机油箱中加满燃油,并且以500m/s的速度匀速巡航时,飞机的最大航程为2.8106m,燃油转化为飞机的有用功;
(3)飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为有用功的效率。
【答案】(1)51011J;(2)2.11011J;(3)42%
【解析】
【详解】解:(1)燃油的质量
燃油完全燃烧放出的热量
(2)飞机做匀速直线运动,处于平衡状态,所受的牵引力
燃油转化为飞机的有用功
(3)飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为有用功的效率
答:(1)完全燃烧10t航空燃油放出的热量为51011J;
(2)燃油转化为飞机的有用功为2.11011J;
(3)飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为有用功的效率为42%。
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