内容正文:
重庆市凤中教共体2026—2027学年度下期
初2024级物理阶段性消化作业(一)
考试说明:1.考试时间:与化学共用120分钟;2.试题总分80分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.;;
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1. 以下温度中,最接近25℃的是
A. 健康成年人的体温 B. 乌鲁木齐市冬季最低气温
C. 让人感觉温暖而舒适的房间的温度 D. 冰水混合物的温度
2. “赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会),这一电视节目深受观众的青睐,对下列古诗文中涉及的热现象进行解释,其中正确的是
A. “月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠.”霜的形成是凝华现象
B. “雾凇沆砀,天与云与山与水,上下一白."雾凇的形成是凝固现象
C. “青青园中葵,朝露待日晞.”露在日出后逐渐消失是升华现象
D. “腾蛇乘雾,终为土灰.”雾的形成是汽化现象
3. A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示。由此可以判断( )
A. 小球A一定带正电 B. 小球A可能不带电
C. 小球B可能不带电 D. 小球B可能带负电
4. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 温度高的物体比温度低的物体内能大
B. 物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C. 冰熔化时温度保持不变,所以它的内能也不变
D. 物体吸收或放出的热量可以为零,但物体的内能不会为零
5. 某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场,零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料,在全生命周期可实现零碳排放,未来可观。下列有关说法不正确的是( )
A. 零碳内燃机比普通内燃机更环保
B. 由图可知该汽油机的效率是28%
C. 冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖,提高了燃料的利用率
D. 汽车尾气中的“汽油味”越浓,说明燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
6. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是:丁、丙、甲、乙
B. 吸气冲程中,只吸入了空气
C. 丙图冲程是做功冲程,内能转化成机械能
D. 若飞轮的转速为,则该汽油机每秒对外做功30次
7. 甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1 ℃,需吸收2 000 J的热量
D. 甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
8. 质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )
A. 60℃ B. 80℃ C. 88℃ D. 90℃
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9. 如图,来回快速拉动皮条使金属管的温度升高,是通过__________的方式改变物体内能,金属管内的气体将塞子顶出后,气体的内能__________(选填“增大”或“减小”)。
10. 如图所示是保证冻土区路基稳定性的热棒,其中填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。热棒下端插在冻土中,下端的液态氨从冻土中______________(选填“吸收”或“放出”)大量的热变成气态氨,从而有效地给路基降温保持冻土的坚硬;上升到热棒上端的气态氨由于外界气温较低,会______________(填物态变化名称)成液态氨并沉入棒底。
11. 取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔完全闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,如图,用金属棒连接后,B的金属箔会张开,A的金属箔会__________(选填“完全”或“部分”)闭合,金属棒里电子的移动方向是从__________(选填“到”或“到”)。
12. 小文小德国庆到厦门岛旅游,细心的小德发现白天和晚上风向不同,如图所示,这是由于陆地上的沙石比热容___________(填“大于”,“小于”或“等于”)海水的比热容。骑行在环岛路上,小文感觉此时的风是从陆地吹向海面的,由此你判断当时是___________(填“白天”或“夜晚”)。
13. 如图所示为0.5 kg某种晶体熔化过程中温度随时间变化的图,用同一热源加热,该晶体在固态与液态时的比热容之比为__________;若该晶体液态时的比热容为,熔化过程中吸收的热量为__________J。(不计热量损失)
14. 将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了10 ℃,这是通过______的方式改变了冷水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样三杯热水,则冷水温度可再升高______℃(不计热量损失,每一次加入热水后,到达热平衡,热水和冷水的末温相同)。
三、实验探究题(本题共3个小题,第15题6分,第16题7分,第17题9分,共22分)
15. 在“观察水的沸腾”实验中:
(1)如图1甲、乙图中,图__________所示是水沸腾时的情况,坐标图(图2)是小明做“探究水的沸腾”实验后所绘制的图像。此时水的沸点是__________℃,此时周围的气压__________标准大气压(填“大于”、“小于”、“等于”);
(2)如果给一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系如图3图线a所示,若增加了水的质量,其温度与时间的关系图线应为__________(填“b”、“c”、“d”);
(3)生活中,常把碗放在锅里的水中蒸食物,如图4所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水温度__________(选填“能”或“不能”)达到沸点,__________(选填“会”或“不会”)沸腾。
16. 寒冷的冬季,小文发现厨房的花生油已经凝固。将其取出时,小文想顺便研究花生油的熔化情况,于是他将等质量的花生油和冰放在如图甲所示的装置上加热,观察比较二者的熔化过程。
(1)如图甲所示,器材安装顺序应该______________(选填“自下而上”或“自上而下”)用“水浴法”加热,除了可以减缓升温速度,还能使物质______________;
(2)完成实验后绘制了图乙,其中__________图像(选填“甲”或“乙”)是花生油的熔化图像;乙图像对应的物体在点的内能__________在点的内能(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)小文看到已经成为液态的花生油和水,又想比较它们吸热能力强弱。于是对二者继续加热,并记录它们温度随时间变化的数据,如图丙所示。在0-4 min内,不计热量损失,水和花生油吸收的热量__________(选填“相等”或“不相等”);若只能从水或花生油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择__________(选填“花生油”或“水”);
(4)根据丙图所绘图像,若试管中花生油的质量是水的2倍,当两者吸收相同热量时,不计热量损失,水和花生油上升的温度之比为__________。
17. 如图所示,小明利用甲、乙、丙三套除内部盛装的燃料、被加热液体外其余结构完全相同的装置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择______________(选填“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的__________相同、初温相同。小明通过______________(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,根据图丁可以判断出__________(选填“a”或“b”)的吸热能力强,并计算出煤油的比热容是__________;(不计热量损失)
(3)为比较不同燃料的热值,小明选择了______________(选填“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置,他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的液体加热;实验中通过_____________________(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少;
(4)若在该实验中收集到以下数据:图丙煤油的质量为,比热容为,初温为,末温为,燃料1燃烧前的质量为,燃烧后的质量为,烧杯吸收的热量为,则燃料1的热值表达式_______________(不计其他热损失,用题中给定的物理量符号表示)。通过实验得到的燃料热值与实际相比是__________(“偏大”、“偏小”或“不变”)。
四、论述计算题(本题共3个小题,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分)
18. 质量1 kg的铝壶内装有3 kg的水,一段时间后测得水温为50℃,再将水壶放在炉火上,在一个标准大气压下将水烧开(铝壶和水达到相同温度)。已知铝的比热容为。水的比热容为,则此过程中:
(1)水吸收了多少热量;
(2)炉火燃烧放出的热量是多少?(不考虑热量在空气中的损失)
19. 物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”实验时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200 g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示,已知酒精的热值,(不计热量损失)求:
(1)加热2 min,水吸收的热量;
(2)试求出沙子的比热容;
(3)如果考虑热量损失,且酒精完全燃烧所释放热量的50%被水吸收,那么给水加热2分钟需要燃烧多少克酒精?
20. 如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。在某次测试中,司机驾驶该车在平直公路上以的速度匀速行驶1 h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10 kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力和车速的关系如图乙所示,该汽车的某些参数如表所示。求:(燃油热值为)
电池
整车
输出电压/V
最大容量/J
质量/t
300
2
(1)在测试过程中,该车克服阻力做功的大小;
(2)本次测试汽车的能量利用率?(有效利用的能量与消耗总能量的比值)
(3)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以的速度匀速行驶,最多可行驶多少千米。
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重庆市凤中教共体2026—2027学年度下期
初2024级物理阶段性消化作业(一)
考试说明:1.考试时间:与化学共用120分钟;2.试题总分80分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.;;
一、选择题(本题共8个小题,每小题只有一个选项最符合题意,每小题3分,共24分)
1. 以下温度中,最接近25℃的是
A. 健康成年人的体温 B. 乌鲁木齐市冬季最低气温
C. 让人感觉温暖而舒适的房间的温度 D. 冰水混合物的温度
【答案】C
【解析】
【详解】 A、正常情况下,人的体温在37℃左右,变化幅度很小.故A不符合实际;
B、乌鲁木齐市冬季最低气温超过零下.故B不符合实际;
C、人体正常体温在37℃左右,感觉舒适的温度在25℃左右.故C符合实际;
D、标准大气压下,冰水混合物的温度是0℃.故D不符合实际.
所以C选项是正确的.
【点睛】此题考查我们对常见物体或环境温度的认识,结合对生活的了解和对温度单位摄氏度的认识,选出符合实际的选项.
2. “赏中华诗词、寻文化基因、品生活之美”的《中国诗词大会),这一电视节目深受观众的青睐,对下列古诗文中涉及的热现象进行解释,其中正确的是
A. “月落乌啼霜满天,江枫渔火对愁眠.”霜的形成是凝华现象
B. “雾凇沆砀,天与云与山与水,上下一白."雾凇的形成是凝固现象
C. “青青园中葵,朝露待日晞.”露在日出后逐渐消失是升华现象
D. “腾蛇乘雾,终为土灰.”雾的形成是汽化现象
【答案】A
【解析】
【详解】A.霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,故A正确;
B.雾凇是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶,故B错误;
C.露是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,附着在植被表面,露在日出后逐渐消失是汽化现象,故C错误;
D.雾是空气中的水蒸气遇冷液化为液态的小水滴,故D错误.
3. A、B是两个轻质泡沫小球,C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,A、B、C三者之间相互作用时的场景如图所示。由此可以判断( )
A. 小球A一定带正电 B. 小球A可能不带电
C. 小球B可能不带电 D. 小球B可能带负电
【答案】B
【解析】
【详解】C是用毛皮摩擦过的橡胶棒,带负电;图3中B与C排斥,由同种电荷相互排斥可知B一定带负电;图1中A与C吸引,图2中A与B吸引,由异种电荷相互吸引及带电体吸引轻小物体可知,A可能带正电,也可能不带电,故ACD错误,B正确。
故选B。
4. 关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A. 温度高的物体比温度低的物体内能大
B. 物体内能增加,一定要从外界吸收热量
C. 冰熔化时温度保持不变,所以它的内能也不变
D. 物体吸收或放出的热量可以为零,但物体的内能不会为零
【答案】D
【解析】
【详解】A. 内能与物体的质量、温度、状态均有关,仅温度高无法判定内能更大,故A错误;
B. 改变内能有做功和热传递两种方式,内能增加可能是外界对物体做功,不一定吸收热量,故B错误;
C. 冰是晶体,熔化时吸收热量,温度不变,内能增大,故C错误;
D. 一切物体在任何情况下都具有内能,内能不可能为零;物体没有发生热传递时,吸放热量为零,故D正确。
故选D。
5. 某汽油机的能量流向如图。在未来的汽车市场,零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料,在全生命周期可实现零碳排放,未来可观。下列有关说法不正确的是( )
A. 零碳内燃机比普通内燃机更环保
B. 由图可知该汽油机的效率是28%
C. 冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖,提高了燃料的利用率
D. 汽车尾气中的“汽油味”越浓,说明燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的热值
【答案】D
【解析】
【详解】A.零碳内燃机采用绿氢等零碳燃料,在全生命周期可实现零碳排放,比普通内燃机更环保,故A正确,不符合题意;
B.由图可知该汽油机的效率为
故B正确,不符合题意;
C.冬天汽车利用尾气中的余热给车内供暖,使汽车发动机产生的热量再利用,提高了燃料的利用率,故C正确,不符合题意;
D.汽车尾气中的“汽油味”越浓,说明燃料燃烧得越不充分,会降低燃料的利用率,但燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料是否完全燃烧无关,故D不正确,符合题意。
故选D。
6. 如图所示是某单缸四冲程汽油机的工作示意图,下列说法正确的是( )
A. 一个工作循环的正确顺序是:丁、丙、甲、乙
B. 吸气冲程中,只吸入了空气
C. 丙图冲程是做功冲程,内能转化成机械能
D. 若飞轮的转速为,则该汽油机每秒对外做功30次
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图两气门关闭活塞上行,为压缩冲程;乙图排气门打开活塞上行,为排气冲程;丙图两气门关闭火花塞点火活塞下行,为做功冲程;丁图进气门打开活塞下行,为吸气冲程;正确顺序为丁、甲、丙、乙,故A错误;
B.汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,故B错误;
C.丙图为做功冲程,燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能,故C正确;
D.飞轮转速,四冲程汽油机一个工作循环飞轮转2圈对外做功1次,每秒对外做功次数次,故D错误。
故选C。
7. 甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是( )
A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 甲的温度升高1 ℃,需吸收2 000 J的热量
D. 甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据Q=cm△t,乙丙的质量和吸收的热量相同,比热容与温度变化成反比,乙的温度变化小,乙的比热容比丙的大,A错误;
B. 根据Q=cm△t,甲乙质量相等,温度变化相同,比热容与吸收热量成正比.甲吸收热量比乙多,因此甲的比热容与乙的大,B正确;
C. 从图像看出,甲的温度升高1℃,需吸收3000J的热量,C错误;
D.根据B选项分析,甲、乙的温度都降低1℃,甲比乙放出的热量多,D错误;
8. 质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )
A. 60℃ B. 80℃ C. 88℃ D. 90℃
【答案】D
【解析】
【详解】现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到40℃,则水的温度为40℃,则该金属球放出的热量为
经整理可得
然后迅速取出金属球放入乙容器中,金属球吸收热量,水放出热量,再次达到温度相同时,设水的末温为t末,根据吸收的热量等于放出的热量,可知
经整理可知
故D正确。
故选D。
二、填空题(本题共6个小题,每空1分,共12分)
9. 如图,来回快速拉动皮条使金属管的温度升高,是通过__________的方式改变物体内能,金属管内的气体将塞子顶出后,气体的内能__________(选填“增大”或“减小”)。
【答案】 ①. 做功 ②. 减小
【解析】
【详解】来回拉动皮条时,皮条与金属管克服摩擦做功,机械能转化为内能,使金属管温度升高,故是通过做功的方式改变物体内能;
金属管内的气体将塞子顶出时,气体对塞子做功,内能转化为机械能,故气体的内能减小。
10. 如图所示是保证冻土区路基稳定性的热棒,其中填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。热棒下端插在冻土中,下端的液态氨从冻土中______________(选填“吸收”或“放出”)大量的热变成气态氨,从而有效地给路基降温保持冻土的坚硬;上升到热棒上端的气态氨由于外界气温较低,会______________(填物态变化名称)成液态氨并沉入棒底。
【答案】 ①. 吸收 ②. 液化
【解析】
【详解】因液态氨变为气态氨是汽化过程,汽化吸热,故从冻土中吸收大量的热。因气态氨变为液态氨是气态变为液态的过程,故该物态变化为液化。
11. 取两个相同的验电器A和B,使A带正电,B不带电,可以看到A的金属箔张开,B的金属箔完全闭合。用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来,如图,用金属棒连接后,B的金属箔会张开,A的金属箔会__________(选填“完全”或“部分”)闭合,金属棒里电子的移动方向是从__________(选填“到”或“到”)。
【答案】 ①. 部分 ②. N到M
【解析】
【详解】因A带正电,B不带电,用金属棒连接后,B上的自由电子向带正电的A移动,故金属棒中电子的移动方向是从N到M;A得到电子后正电荷被部分中和,所带正电荷量减少,因此A的金属箔张角减小,即部分闭合。
12. 小文小德国庆到厦门岛旅游,细心的小德发现白天和晚上风向不同,如图所示,这是由于陆地上的沙石比热容___________(填“大于”,“小于”或“等于”)海水的比热容。骑行在环岛路上,小文感觉此时的风是从陆地吹向海面的,由此你判断当时是___________(填“白天”或“夜晚”)。
【答案】 ①. 小于 ②. 夜晚
【解析】
【12题详解】
[1][2]陆地上的沙石比热容小,海水的比热容大。所以在白天时,陆地升温快,空气上升,形成低压;海洋升温慢,气温较低,形成高压。风从海洋(高压)吹向陆地(低压),即吹海风。在夜晚时,陆地降温快,气温较低,形成高压;海洋降温慢,气温较高,形成低压。风从陆地(高压)吹向海洋(低压) ,即吹陆风。此时小文感觉风是从陆地吹向海面的,说明现在是夜晚。
13. 如图所示为0.5 kg某种晶体熔化过程中温度随时间变化的图,用同一热源加热,该晶体在固态与液态时的比热容之比为__________;若该晶体液态时的比热容为,熔化过程中吸收的热量为__________J。(不计热量损失)
【答案】 ①. 1︰4 ②. 3.6×104
【解析】
【详解】由图像得:固态加热时间,温度变化
液态加热时间,温度变化
熔化时间因同一热源加热、不计热量损失,故晶体吸收的热量与加热时间成正比,由得
液态阶段吸收的热量
晶体吸收的热量与加热时间成正比,所以晶体熔化过程中吸收的热量
14. 将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了10 ℃,这是通过______的方式改变了冷水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样三杯热水,则冷水温度可再升高______℃(不计热量损失,每一次加入热水后,到达热平衡,热水和冷水的末温相同)。
【答案】 ①. 热传递 ②. 9
【解析】
【详解】热水倒入冷水中,热水放出热量,冷水吸收热量,冷水温度升高,是通过热传递的方式改变冷水的内能。
不计热量损失,热水倒入冷水中,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即,且
设容器内初始冷水的质量为,初始温度为;每杯热水的质量为,热水初始温度为
第一次倒热水后,冷水升温10℃,末温为
冷水吸收的热量
整理得 ①
第二次倒热水后,水温又升高6℃,末温为
容器内原有水质量为
吸收热量
整理得②
令初始温差
将①②整理后联立,可解得冷水的质量,初始温差
则初始冷水质量是单杯热水的3倍,热水初始温度比冷水高40℃。
第三次再倒入三杯同样的热水,设最终水温相比第二次的末温()再升高,则最终末温为
容器内原有水质量为
容器内原有水吸收的热量等于三杯热水放出的热量,则
则
解得
三、实验探究题(本题共3个小题,第15题6分,第16题7分,第17题9分,共22分)
15. 在“观察水的沸腾”实验中:
(1)如图1甲、乙图中,图__________所示是水沸腾时的情况,坐标图(图2)是小明做“探究水的沸腾”实验后所绘制的图像。此时水的沸点是__________℃,此时周围的气压__________标准大气压(填“大于”、“小于”、“等于”);
(2)如果给一定质量的水加热至沸腾,其温度与时间的关系如图3图线a所示,若增加了水的质量,其温度与时间的关系图线应为__________(填“b”、“c”、“d”);
(3)生活中,常把碗放在锅里的水中蒸食物,如图4所示。当锅里的水沸腾以后,碗中的水温度__________(选填“能”或“不能”)达到沸点,__________(选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】(1) ①. 甲 ②. 101 ③. 大于
(2)c (3) ①. 能 ②. 不会
【解析】
【小问1详解】
水沸腾时,整个容器内水温相同,水内部不停汽化,产生大量水蒸气进入气泡,气泡上升过程中不断变大,因此图甲是水沸腾时的情况。
从图2的温度图像可以看出,水温度升高到101℃后保持不变,因此沸点是101℃。
标准大气压下纯水的沸点为100℃,气压越高液体沸点越高,因此此时周围气压大于标准大气压。
【小问2详解】
增加水的质量后,水的初温、沸点都不会改变,但需要吸收更多热量才能升温至沸腾,所以加热至沸腾的时间会变长,对应图线为c,b的沸点高于a、d的沸点低于a,均不符合要求。
【小问3详解】
锅里的水沸腾后温度保持在沸点不变,碗中的水可以通过热传递从锅中的水吸热,最终温度能达到沸点。
但沸腾的条件是达到沸点且持续吸热,此时碗内水的温度和锅内水的温度相同,没有温度差,无法继续吸热,因此碗中的水不会沸腾。
16. 寒冷的冬季,小文发现厨房的花生油已经凝固。将其取出时,小文想顺便研究花生油的熔化情况,于是他将等质量的花生油和冰放在如图甲所示的装置上加热,观察比较二者的熔化过程。
(1)如图甲所示,器材安装顺序应该______________(选填“自下而上”或“自上而下”)用“水浴法”加热,除了可以减缓升温速度,还能使物质______________;
(2)完成实验后绘制了图乙,其中__________图像(选填“甲”或“乙”)是花生油的熔化图像;乙图像对应的物体在点的内能__________在点的内能(选填“大于”“小于”或“等于”);
(3)小文看到已经成为液态的花生油和水,又想比较它们吸热能力强弱。于是对二者继续加热,并记录它们温度随时间变化的数据,如图丙所示。在0-4 min内,不计热量损失,水和花生油吸收的热量__________(选填“相等”或“不相等”);若只能从水或花生油中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择__________(选填“花生油”或“水”);
(4)根据丙图所绘图像,若试管中花生油的质量是水的2倍,当两者吸收相同热量时,不计热量损失,水和花生油上升的温度之比为__________。
【答案】(1) ①. 自下而上 ②. 受热均匀
(2) ①. 甲 ②. 小于
(3) ①. 相等 ②. 水
(4)6︰5
【解析】
【小问1详解】
实验安装器材时,需先根据酒精灯外焰的高度确定铁圈位置,再依次向上调整烧杯、试管、温度计的高度,因此顺序为自下而上;
水浴法加热的特点除了减缓升温速度便于记录数据,还能让被加热物质整体受热,实现受热均匀。
【小问2详解】
由于冰是晶体,由图像可知乙熔化时温度保持0℃不变,故乙是冰熔化时的图像,甲是花生油的熔化图像;
乙图像对应冰的熔化过程,熔化时持续吸热、内能增加,温度不变,因此B点(熔化开始点)的内能小于C点(熔化结束点)的内能。
【小问3详解】
由图甲装置可知两种液体放在烧杯中同时受热,在相同时间内所吸收的热量相同,因此在0-4min内,水和花生油吸收的热量相等;
由图丙可知,相同质量的水和花生油,在加热相同时间,吸收相同热量时,水温升高比油慢,故水的吸热能力更强,因此为了让供热物质在降低相同温度时可以放出更多的热量,应用水作为供热物质。
【小问4详解】
从丙图可知,加热相同6分钟(吸收相同热量),水升温
花生油升温
且二者初始质量相等,可得比热容之比
根据吸热公式,当吸收热量相同时,变形得,因此温度变化之比
若花生油质量是水的2倍,则水和花生油上升的温度之比为
即温度上升之比为。
17. 如图所示,小明利用甲、乙、丙三套除内部盛装的燃料、被加热液体外其余结构完全相同的装置,完成下面两个热学实验。
(1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小,他应选择______________(选填“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置。实验应控制水和煤油的__________相同、初温相同。小明通过______________(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较水和煤油吸收热量的多少;
(2)得出了水和煤油温度随时间变化的图像如图丁所示,根据图丁可以判断出__________(选填“a”或“b”)的吸热能力强,并计算出煤油的比热容是__________;(不计热量损失)
(3)为比较不同燃料的热值,小明选择了______________(选填“甲、乙”、“乙、丙”、“甲、丙”)两套装置,他分别在加热器中放入相同质量的不同燃料,同时点燃后对质量和初温相等的液体加热;实验中通过_____________________(选填“加热时间”或“温度计上升的示数”)来比较不同燃料完全燃烧放出热量的多少;
(4)若在该实验中收集到以下数据:图丙煤油的质量为,比热容为,初温为,末温为,燃料1燃烧前的质量为,燃烧后的质量为,烧杯吸收的热量为,则燃料1的热值表达式_______________(不计其他热损失,用题中给定的物理量符号表示)。通过实验得到的燃料热值与实际相比是__________(“偏大”、“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 甲、丙 ②. 质量 ③. 加热时间
(2) ①. a ②. ##2100
(3) ①. 乙、丙 ②. 温度计上升的示数
(4) ①. ②. 偏小
【解析】
【小问1详解】
比较水和煤油的吸热本领,需要控制相同时间内两种液体吸收的热量相同,因此要选用相同燃料的装置,即甲、丙;
根据控制变量法,还需要控制水和煤油的质量、初温完全相同;
本实验中用相同热源加热,相同时间放出的热量相等,因此通过加热时间来间接反映液体吸收热量的多少。
【小问2详解】
由丁图可知,升高相同温度30℃时,a的加热时间更长,说明a吸收相同热量升温更慢,吸热能力更强,水的比热容大于煤油,因此a是水、b是煤油;
升高相同温度时,煤油的加热时间是水的一半,说明煤油吸收的热量是水的一半,在质量、升温幅度相同时,由可得,煤油比热容为水的一半,即。
【小问3详解】
比较不同燃料的热值,需要控制被加热的液体种类、质量完全相同,使用不同的燃料,因此选乙、丙两套装置;
燃料完全燃烧放出的热量被液体吸收,液体升温越高说明燃料放热越多,因此通过温度计上升的示数来比较不同燃料的放热多少。
【小问4详解】
根据题意,煤油和烧杯吸收的总热量为,完全燃烧的燃料质量为,不计其他热损失时,由得热值;
实际实验中,燃料不可能完全燃烧,且还有部分热量会散失到空气中,液体和烧杯吸收的热量小于燃料实际完全燃烧放出的总热量,因此计算得到的热值比真实值偏小。
四、论述计算题(本题共3个小题,第18题6分,第19题8分,第20题8分,共22分)
18. 质量1 kg的铝壶内装有3 kg的水,一段时间后测得水温为50℃,再将水壶放在炉火上,在一个标准大气压下将水烧开(铝壶和水达到相同温度)。已知铝的比热容为。水的比热容为,则此过程中:
(1)水吸收了多少热量;
(2)炉火燃烧放出的热量是多少?(不考虑热量在空气中的损失)
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
标准大气压下水的沸点为100°C,水与铝壶均从50°C升温至100°C,温度变化量
水吸收的热量
【小问2详解】
铝壶与水升高相同的温度,铝壶吸收的热量
不考虑热量在空气中的损失,炉火放热量等于水和铝壶吸热量之和,则炉火放出的热量
19. 物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”实验时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200 g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示,已知酒精的热值,(不计热量损失)求:
(1)加热2 min,水吸收的热量;
(2)试求出沙子的比热容;
(3)如果考虑热量损失,且酒精完全燃烧所释放热量的50%被水吸收,那么给水加热2分钟需要燃烧多少克酒精?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
水的质量
水的初温为,加热2min后末温为,温度变化
水吸收的热量
【小问2详解】
两只完全相同的酒精灯、不计热量损失时,相同加热时间内水和沙子吸收的热量相等,因此加热2min沙子吸收的热量
沙子温度变化
沙子的比热容
【小问3详解】
由题意,酒精完全燃烧释放热量的50%被水吸收,即
需要燃烧酒精的质量
20. 如图甲所示是我国自主研发的一款油电混合动力汽车。该车启动时,内燃机不工作,车内蓄电池输出能量;当高速行驶或蓄电池储存电能过低时,内燃机启动,既可以向车轮输出能量,同时又可以向蓄电池充电。在某次测试中,司机驾驶该车在平直公路上以的速度匀速行驶1 h,观察仪表盘发现这段时间内燃机消耗燃油10 kg,蓄电池储存的能量由最大值的30%增大至最大值的80%。该车行驶时所受阻力和车速的关系如图乙所示,该汽车的某些参数如表所示。求:(燃油热值为)
电池
整车
输出电压/V
最大容量/J
质量/t
300
2
(1)在测试过程中,该车克服阻力做功的大小;
(2)本次测试汽车的能量利用率?(有效利用的能量与消耗总能量的比值)
(3)若只用蓄电池提供动力且假设电能全部转化为机械能,该车在蓄电池充满电的情况下以的速度匀速行驶,最多可行驶多少千米。
【答案】(1)
(2)40% (3)
【解析】
【小问1详解】
已知车速,行驶时间,行驶路程
由图乙的关系可知,当时,阻力
汽车匀速行驶,牵引力与阻力大小相等,克服阻力做功
【小问2详解】
消耗燃油质量,燃油热值,总放热
蓄电池最大容量为,储存能量从最大值的30%提升至80%,新增储存电能
有效利用的能量为克服阻力的机械能和新增储存的电能
能量利用率
【小问3详解】
由图乙得,车速时,阻力
电能全部转化为机械能,即牵引力做功等于电池总能量,蓄电池充满电总能量,最多可行驶
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