试卷答案
寻你做寻,想你所想

安徽省滁州六中2023-2024九年级上学期上学期第一次月考物理试卷(含解析)

安徽省滁州六中2023-2024学年九年级上学期上学期第一次月考物理试卷(解析版)
一、填空题(每空2分,共20分)
1.(2分)下列物质微粒中:①原子核;②原子;③质子   (填序号)。
2.(2分)在我国,室内公共场所禁止吸烟,因为一旦有人吸烟   ,烟分子也会扩散到空气中,致使其他人也会被动吸烟,影响健康。
3.(2分)某燃油的热值为4×107J/kg,表示的物理意义是    。
4.(2分)如图所示的是钻木取火时的场景,钻木取火是通过    方式增加了木头的内能,使木头温度升高到着火点而燃烧。
5.(2分)如图所示,为某单缸四冲程汽油机工作原理示意图,则一个完整的工作循环中   (用图中的汉字表示)。
6.(2分)火箭的头部都涂有特殊的物质,当火箭发射升空时,由于部分机械能转化为    ,导致火箭温度升高,特殊物质通过熔化和汽化吸收热量,避免火箭因高温而毁坏。
7.(2分)质量相同的甲、乙两物体,比热容之比为2:3,吸收的热量之比为3:1   。
8.(2分)某汽车发动机为一台汽油机,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽车行驶的过程中各种能量损耗大致如下:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,当这台汽车在行驶的过程中消耗1kg汽油时,发动机牵引力对外做的功为    J。
9.(2分)母亲节这天,小明同学准备给妈妈洗脚,盆里有质量为2kg、初温为20℃的冷水,需要往盆中加入    kg、95℃的热水(不考虑热量散失)。
10.(2分)汽油机是一种最常见的热机,一台单缸四冲程汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min,每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J   kW。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)一瓶液化气用去一半后,下列物理量中发生变化的是(  )
A.密度 B.比热容 C.热值 D.体积
12.(2分)关于分子热运动,下列说法中正确的是(  )
A.温度越高,物质内所有分子运动就越快
B.固体很难被压缩,说明固体内分子间只有斥力
C.腌制咸鸭蛋就是通过扩散现象让盐进入到鸭蛋中
D.当温度降到绝对零度附近,物质的分子就会停止运动
13.(2分)水的比热容大,在生活和生产中有着重要的应用,下列没有应用到该特点的是(  )
A.北方楼房“暖气”利用水作为介质
B.夏天空调房间开加湿器
C.汽车发动机利用循环水进行冷却
D.为了缓解城市“热岛效应”修建人工湖
14.(2分)关于物体的内能,下列说法中不正确的是(  )
A.物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和
B.物体的温度不变,内能可能增大
C.物体的温度不变,内能可能减小
D.物体内能增大,一定吸收了热量
15.(2分)下列实例中,能量转化正确的是(  )
A.内燃机的做功冲程——机械能转化为内能
B.蓄电池充电——电能转化为化学能
C.太阳能热水器——太阳能转化为电能
D.蜡烛燃烧——内能转化为光能
16.(2分)两个物体之间发生了热传递,则下列不可能发生的是(  )
A.内能大的物体吸收了热量
B.内能小的物体内能减少
C.温度高的物体内能增大
D.比热容小的物体放出热量
17.(2分)用相同的电加热器加热质量相等的A、B两种液体(不计热量散失),两种液体温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.t时间内,B吸收的热量大于A吸收的热量
B.当液体沸腾时,继续加热,液体内能将保持不变
C.A、B的比热容之比为2:1
D.A、B的比热容之比为3:2
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热至沸腾,观察到橡胶塞被水蒸气冲出,如图所示   (选填“增大”、“不变”或“减小”),该过程与四冲程汽油机的    冲程原理相同。
19.(4分)为了比较煤油和花生油的热值大小,某同学设计了如图所示的实验,甲、乙两图装置完全相同
(1)实验时应该控制煤油和花生油的    相同。
(2)实验中应该等煤油和花生油燃尽后,比较    来判断热值的大小。
20.(8分)如图所示,为了比较水和食用油吸热的差异:在两个完全相同的烧杯中分别盛以质量和初温相同的水和食用油,再用相同的酒精灯同时开始加热
物质 质量/g 初始温度/℃ 最后温度/℃ 加热时间/min
水 200 20 50 12
食用油 200 20 50 6
(1)实验中,通过比较    来比较吸收热量的多少。
(2)本实验采用的方法是通过比较相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的吸热能力强   (选填“水”或“食用油”)吸热能力强。
(3)除了上述方法之外,还可以通过比较相同质量的不同物质,   ,   吸热能力强。
(4)在物理上,我们用比热容来表示不同物质吸热性能的差异,已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),由表格数据可知,食用油的比热容为    J/(kg ℃)。
四、计算题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(6分)如图所示为某品牌燃气热水器,利用燃气做为燃料给水加热,若燃气的热值3.6×107J/m3,某同学利用该热水器洗澡时,将初温为24℃的冷水加热至42℃,一共消耗了50L水和0.12m3的燃气,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气热水器的效率。
22.(6分)为了测量铜的比热容,把质量为100g的铜块放入正在沸腾的水中(标准大气压下),一段时间后(环境温度为20℃),混合后的共同温度是25℃,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)。
(1)不计热量损失,求铜的比热容为多少?
(2)根据这种方法测出的比热容是偏大还是偏小,请说明原因。
23.(8分)一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,为了实现节能减排,各种新能源汽车相继出现,能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N8J,可供汽车匀速行驶30km路程。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放?(汽油热值为4.6×107J/kg)
参考答案与试题解析
一、填空题(每空2分,共20分)
1.(2分)下列物质微粒中:①原子核;②原子;③质子 ②①③④ (填序号)。
【分析】物质是由分子构成的,分子是由原子构成的,原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,质子和中子又是由更小的微粒夸克组成。
【解答】解:原子是由位于中心的原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,故最大的是原子、质子,从大到小的顺序排列为②①③④;
故答案为:②①③④。
【点评】本题考查了学生对原子结构的了解与掌握,是一道基础题目。
2.(2分)在我国,室内公共场所禁止吸烟,因为一旦有人吸烟 分子在不停地做无规则运动 ,烟分子也会扩散到空气中,致使其他人也会被动吸烟,影响健康。
【分析】两种不同的物质相互接触时,彼此进入对方的现象叫扩散现象,扩散现象表明分子不停地做无规则的运动。
【解答】解:吸烟时产生的废气的烟分子无规则运动到空气中,这是扩散现象。
故答案为:分子在不停地做无规则运动。
【点评】扩散现象表明分子不停地做无规则的运动,能用扩散现象解释生活中的问题。
3.(2分)某燃油的热值为4×107J/kg,表示的物理意义是  1kg的燃油完全燃烧放出的热量为4×107J 。
【分析】根据热值定义(单位质量或体积的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值)回答。
【解答】解:燃油的热值为4×107J/kg,表示的物理意义是:5kg的燃油完全燃烧放出的热量为4×107J。
故答案为:4kg的燃油完全燃烧放出的热量为4×107J。
【点评】本题考查了热值的物理意义,难度不大。
4.(2分)如图所示的是钻木取火时的场景,钻木取火是通过  做功 方式增加了木头的内能,使木头温度升高到着火点而燃烧。
【分析】改变物体内能有两种方式:做功和热传递;做功实质是能量的转化;热传递是能量的转移。
【解答】解:钻木取火时,克服摩擦做功,属于通过做功改变物体的内能。
故答案为:做功。
【点评】做功和热传递是改变物体内能的两种方法,是等效的,但有着本质的区别:做功是能量转化的过程,是其他形式能和内能的转化;热传递是能量的转移过程,是内能从一个物体转移到另一个物体上。
5.(2分)如图所示,为某单缸四冲程汽油机工作原理示意图,则一个完整的工作循环中 丁 (用图中的汉字表示)。
【分析】内燃机工作过程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能。
【解答】解:机械能转化为内能的冲程是压缩冲程,该冲程中、活塞下行,丁图正确。
故答案为:丁。
【点评】本题考查了内燃机工作过程的判定,属于基础题。
6.(2分)火箭的头部都涂有特殊的物质,当火箭发射升空时,由于部分机械能转化为  内能 ,导致火箭温度升高,特殊物质通过熔化和汽化吸收热量,避免火箭因高温而毁坏。
【分析】当火箭发射升空时由于部分机械能转化为内能。
【解答】当火箭发射升空时,由于部分机械能转化为内能,材料受热熔化。
故答案为:内能。
【点评】此题考查的是机械能和其他形式能的转化,是一道基础题。
7.(2分)质量相同的甲、乙两物体,比热容之比为2:3,吸收的热量之比为3:1 9:2 。
【分析】知道甲、乙的比热容之比和吸收热量之比,根据Q吸=cmΔt求出甲、乙升高的温度之比。
【解答】解:甲、乙的质量相等甲:c乙=2:3,吸收热量之比Q甲:Q乙=7:1,
由Q吸=cmΔt可知,甲、乙升高的温度之比:====。
故答案为:9:2。
【点评】本题考查吸热公式的灵活运用,是一道基础题。
8.(2分)某汽车发动机为一台汽油机,汽油的热值为4.6×107J/kg,汽车行驶的过程中各种能量损耗大致如下:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,当这台汽车在行驶的过程中消耗1kg汽油时,发动机牵引力对外做的功为  1.61×107 J。
【分析】根据汽车行驶的过程中各种能量损耗算出汽油机的效率,根据Q放=mq计算1kg汽油完全燃烧放出的热量,根据W=ηQ放计算发动机牵引力对外做的功。
【解答】解:这台汽油机的效率η=100%﹣25%﹣30%﹣10%=35%,
1kg汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq=1kg×3.6×107J/kg=3.6×107J,
发动机牵引力对外做的功W=ηQ放=35%×2.6×107J=8.61×107J。
故答案为:1.61×103。
【点评】本题考查了热机的相关计算,属于基础题,要求掌握。
9.(2分)母亲节这天,小明同学准备给妈妈洗脚,盆里有质量为2kg、初温为20℃的冷水,需要往盆中加入  1 kg、95℃的热水(不考虑热量散失)。
【分析】根据Q吸=cm(t﹣t冷)求出冷水吸收的热量,不计热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,根据Q放=cm(t热﹣t)求出热水的质量。
【解答】解:冷水吸收的热量:Q吸=cm冷(t﹣t冷)=4.2×105J/(kg ℃)×2kg×(45℃﹣20℃)=2.8×105J,
不计热量损失,热水放出的热量:Q放=Q吸=2.5×105J,
由Q放=cm(t热﹣t)可知,热水的质量:m热===7kg。
故答案为:1。
【点评】本题考查吸放热公式的灵活运用以及热平衡方程,题目难度不大。
10.(2分)汽油机是一种最常见的热机,一台单缸四冲程汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min,每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J 15 kW。
【分析】热机完成一个工作循环,要经过4个冲程,燃气对外做功1次,活塞往返2次,飞轮转动2周,根据这个比例关系可以求出每秒对外做功次数,根据每次做功冲程中推动活塞对外做功1000J可求出每秒对外所做的功,根据P=可求出汽油机的功率。
【解答】解:飞轮转速为1800r/min=30r/s,因单缸四冲程汽油机的一个工作循环包括四个冲程,对外做功一次,完成60个冲程;
该汽油机1s内做功:
W=15×1000J=1.5×104J,
汽油机的功率:
P===1.2×104W=15kW。
故答案为:15。
【点评】解决此题要知道在四冲程内燃机曲轴转一圈,完成2个冲程,1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次,记住相关数据是解题的关键。
二、选择题(每小题2分,共14分;每小题给出的四个选项中,只有一个选项是符合题意的)
11.(2分)一瓶液化气用去一半后,下列物理量中发生变化的是(  )
A.密度 B.比热容 C.热值 D.体积
【分析】①比热容是物质本身的一种性质,它们的大小与物质的种类、状态有关,与物质的多少无关;
②热值是燃料本身的一种性质,热值与燃料的种类有关,与燃料的多少等无关;
③质量是物体本身的一种属性,与物体所含物质的多少有关,与物体的形状、状态、位置和温度无关。
【解答】解:一瓶液化气用去一半后,剩下的液化气质量减少,根据ρ=,比热容和热值是物质本身的一种特性。
故选:A。
【点评】密度、比热容、热值是物质的特性,它们的大小均与物质的种类有关,与物质的多少、温度的高低等无关;质量是物质的属性,与物质多少有关。
12.(2分)关于分子热运动,下列说法中正确的是(  )
A.温度越高,物质内所有分子运动就越快
B.固体很难被压缩,说明固体内分子间只有斥力
C.腌制咸鸭蛋就是通过扩散现象让盐进入到鸭蛋中
D.当温度降到绝对零度附近,物质的分子就会停止运动
【分析】(1)物体由分子构成的,分子运动的快慢跟温度有关,温度越高,分子运动越快;
(2)分子间的斥力和引力同时存在;
(3)扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动;
(4)分子在永不停息地做无规则运动。
【解答】解:A、物体由分子构成的,温度越高,但并不是所有分子的运动都会变快;
B、固体很难被压缩,同时也存在引力,因此对外表现为斥力;
C、一切分子都在不停地做无规则运动,故C正确;
D、当温度降到绝对零度附近,故D错误。
故选:C。
【点评】本题主要考查学生对分子运动和分子间的作用力的理解和掌握,是中考的热点。
13.(2分)水的比热容大,在生活和生产中有着重要的应用,下列没有应用到该特点的是(  )
A.北方楼房“暖气”利用水作为介质
B.夏天空调房间开加湿器
C.汽车发动机利用循环水进行冷却
D.为了缓解城市“热岛效应”修建人工湖
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:
A、因为水的比热容大,降低相同的温度,所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质;
B、夏天空调房间开加湿器,与水的比热容无关;
C、因为水的比热容大,升高相同的温度,所以汽车发动机用循环水冷却;
D、因为水的比热容大,水吸收或放出的热量相同,所以修建人工湖能缓解城市“热岛效应”。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握,难度不大。
14.(2分)关于物体的内能,下列说法中不正确的是(  )
A.物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和
B.物体的温度不变,内能可能增大
C.物体的温度不变,内能可能减小
D.物体内能增大,一定吸收了热量
【分析】(1)内能为所有分子动能和分子势能之和;
(2)晶体熔化时,内能增大温度不变;
(3)晶体凝固时,内能减小温度不变;
(4)改变内能的方式有做功和热传递。
【解答】解析:A、物体的内能是指物体内所有分子的动能和势能之和;
B、物体的温度不变,如晶体熔化;
C、物体的温度不变,如晶体凝固;
D、物体内能增大,也有可能是外界对物体做功。
故选:D。
【点评】本题考查内能、晶体的熔化和凝固现象以及改变内鞥的方式,难度不大。
15.(2分)下列实例中,能量转化正确的是(  )
A.内燃机的做功冲程——机械能转化为内能
B.蓄电池充电——电能转化为化学能
C.太阳能热水器——太阳能转化为电能
D.蜡烛燃烧——内能转化为光能
【分析】判断能量的转化,我们主要看它要消耗什么能量,得到什么能量,总是消耗的能量转化为得到的能量。
【解答】解:A、内燃机做功冲程中,将内能转化为机械能;
B、蓄电池充电时,故B正确;
C、太阳能热水器是将太阳能转化为内能;
D、蜡烛燃烧时,故D错误。
故选:B。
【点评】本题要求学生熟练掌握各种能量的变化,能量转化的过程都是有规律可循的,在平常的学习中要注意总结归纳。
16.(2分)两个物体之间发生了热传递,则下列不可能发生的是(  )
A.内能大的物体吸收了热量
B.内能小的物体内能减少
C.温度高的物体内能增大
D.比热容小的物体放出热量
【分析】热传递的两个物体之间必须存在温度差,其中高温物体放出热量,内能减少,低温物体吸收热量,内能增大,内能从温度高的物体转移到温度低的物体。
【解答】解:热传递的两个物体之间必须存在温度差,其中高温物体放出热量,低温物
体吸收热量,内能增大。
A、内能大的物体有可能是低温物体,故A可能发生;
B、内能小的物体有可能是温度高的,故B可能发生;
C、温度高的物体一定放出热量,故C不可能发生;
D、比热容小的物体有可能是高温的物体,故D可能发生。
故选:C。
【点评】本题需要学生明确温度差是热传递的前提条件,不是比热容、热量或内能,要准确记忆。
17.(2分)用相同的电加热器加热质量相等的A、B两种液体(不计热量散失),两种液体温度随时间变化的图象如图所示,下列说法正确的是(  )
A.t时间内,B吸收的热量大于A吸收的热量
B.当液体沸腾时,继续加热,液体内能将保持不变
C.A、B的比热容之比为2:1
D.A、B的比热容之比为3:2
【分析】(1)A、B两种液体质量相等、初温相同、吸热也相同,末温从图中可以看出,利用热量的计算公式分析即可;
(2)内能的大小与温度、质量、状态等因素有关。
【解答】解:A、因为用的是相同的电加热器,t时间内,A,故A错误;
B、当液体沸腾时,由于液体的沸腾,温度不变,故B错误;
CD、t时间内A和B吸收的热量为相同,则Q=cAmAtA=cBmBtB,将mA=mB,tA=20℃,tB=40℃,代入到上式即可得到cA:cB=2:1,故C正确。
故选:C。
【点评】此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容,得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息,理解比热容的物理意义。
三、实验题(第18小题4分,第19小题4分,第20小题8分,共16分)
18.(4分)在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热至沸腾,观察到橡胶塞被水蒸气冲出,如图所示 减小 (选填“增大”、“不变”或“减小”),该过程与四冲程汽油机的  做功 冲程原理相同。
【分析】汽油机有四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;其中吸气冲程和排气冲程无能量变化;压缩冲程是外界对气体做功,机械能转化为内能;做功冲程是气体对外做功,内能转化为机械能。
【解答】解:将水加热一段时间,橡胶塞冲出去,内能减小。
故答案为:减小;做功。
【点评】本题考查汽油机的四冲程及能量的变化,属于基础知识考查。
19.(4分)为了比较煤油和花生油的热值大小,某同学设计了如图所示的实验,甲、乙两图装置完全相同
(1)实验时应该控制煤油和花生油的  质量 相同。
(2)实验中应该等煤油和花生油燃尽后,比较  升高的水温 来判断热值的大小。
【分析】(1)探究两种燃料的热值时,需要控制燃料的质量、水的质量和初温相同、燃料均完全燃烧;
(2)质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收,根据Δt=,可以通过液体温度计示数变化来反应放出热量多少,从而判断两种燃料热值的大小。
【解答】解:(1)为了保证实验的可靠性,需要控制煤油和花生油的质量相同;
(2)质量相同的不同燃料完全燃烧释放的热量被相同质量的同种液体吸收,根据Δt=,从而判断两种燃料热值的大小。
故答案为:(1)质量;(2)升高的水温。
【点评】本题研究燃料的热值和比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用,为热学中的重要实验。
20.(8分)如图所示,为了比较水和食用油吸热的差异:在两个完全相同的烧杯中分别盛以质量和初温相同的水和食用油,再用相同的酒精灯同时开始加热
物质 质量/g 初始温度/℃ 最后温度/℃ 加热时间/min
水 200 20 50 12
食用油 200 20 50 6
(1)实验中,通过比较  加热时间 来比较吸收热量的多少。
(2)本实验采用的方法是通过比较相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的吸热能力强 水 (选填“水”或“食用油”)吸热能力强。
(3)除了上述方法之外,还可以通过比较相同质量的不同物质, 吸收相同的热量(或加热相同的时间) , 温度变化小的 吸热能力强。
(4)在物理上,我们用比热容来表示不同物质吸热性能的差异,已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),由表格数据可知,食用油的比热容为  2.1×103 J/(kg ℃)。
【分析】(1)水和食用油吸热的多少无法判断,但通过使用采用相同的加热方法,即可通过加热时间判断物体吸收热量的多少;
(2)我们使用相同的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;
(3)比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②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Q=cmΔt进行分析。
【解答】解:(1)实验中,通过水和食用油的加热时间来反映二者吸收热量的多少;
(2)相同质量的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间比食用油的加热时间长;
(3)由图知质量相同的水和食用油加热相同的时间,水和食用油吸收的热量相同,水的吸热能力强;
(4)相同质量的水和食用油升高相同的温度,水的加热时间是食用油的加热时间的2倍,根据Q=cmΔt可知,故食用油的比热容为:c食用油=×c水=×2.2×103J/(kg ℃)=5.1×103J/(kg ℃)。
故答案为:(1)加热时间;(2)水,温度变化小的5。
【点评】此题考查学生对数据的分析能力和控制变量法的应用,控制变量法是分析数据的常用方法。
四、计算题(第21小题6分,第22小题6分,第23小题8分,共20分;解答要有必要的公式和过程)
21.(6分)如图所示为某品牌燃气热水器,利用燃气做为燃料给水加热,若燃气的热值3.6×107J/m3,某同学利用该热水器洗澡时,将初温为24℃的冷水加热至42℃,一共消耗了50L水和0.12m3的燃气,水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)。求:
(1)水吸收的热量;
(2)燃气完全燃烧放出的热量;
(3)该燃气热水器的效率。
【分析】(1)根据密度公式求出水的质量;已知水的质量、比热容和水的初温、末温,根据Q吸=cm(t﹣t0)可求出水吸收的热量;
(2)已知燃气的热值和消耗的体积,根据Q放=qV可求出完全燃烧放出的热量;
(3)根据η=可求出该燃气热水器的效率。
【解答】解:
(1)根据ρ=可知;
水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t5)=4.2×107J(/kg ℃)×50kg×(42℃﹣24℃)=3.78×106J;
(2)燃气完全燃烧放出的热量;
(3)燃气热水器的效率。
答:(1)水吸收的热量为3.78×106J;
(2)燃气完全燃烧放出的热量为5.32×106J;
(3)该燃气热水器的效率为87.5%。
【点评】本题考查了热值、比热容和热效率的计算,属于基础计算题,难度不大。
22.(6分)为了测量铜的比热容,把质量为100g的铜块放入正在沸腾的水中(标准大气压下),一段时间后(环境温度为20℃),混合后的共同温度是25℃,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg ℃)。
(1)不计热量损失,求铜的比热容为多少?
(2)根据这种方法测出的比热容是偏大还是偏小,请说明原因。
【分析】(1)根据题意可知铜块的初始温度,不计热量损失,铜块放出的热量等于水吸收的热量,即Q吸=Q放,列出关系式可解得铜的比热容;
(2)由于热量损失,水吸收的热量小于铜块放出的热量,则计算得到的铜放出的热量会比实际铜放出的热量小,根据比热容公式可知根据这种方法测出的比热容是偏大还是偏小。
【解答】解:
(1)铜块在沸腾的水中一段时间后温度为100℃,投入到另一杯水中后末温度为25℃,
不计热量损失,铜块放出的热量等于水吸收的热量吸=Q放,
则有:c水m水(t共﹣t水)=c铜m铜(铜﹣t共),
代入数据得:4.2×104J/(kg ℃)×120×10﹣3kg×(25℃﹣20℃)=c铜×100×10﹣3kg×(100℃﹣25℃)
解得:c铜=7.336×103J/(kg ℃);
(2)由于热量损失,水吸收的热量小于铜块放出的热量放=Q吸,所以计算得到的铜放出的热量Q放会比铜实际放出的热量偏小,则导致计算得到的c铜偏小,即该方测出的比热容偏小。
答:(1)不计热量损失,铜的比热容为0.336×102J/(kg ℃);
(2)由于热量损失,水吸收的热量小于铜块放出的热量放=Q吸,所以计算得到的铜放出的热量Q放会比铜实际放出的热量偏小,则导致计算得到的c铜偏小,即该方测出的比热容偏小。
【点评】本题考查吸放热公式以及热平衡方程的应用,知道原因热量损失,水吸收的热量会小于铜放出的热量是解题的关键。
23.(8分)一般小汽车每消耗1kg汽油就会排放2.3kg的二氧化碳气体,为了实现节能减排,各种新能源汽车相继出现,能将太阳能转换为电能储存起来供汽车行驶,真正实现了零排放。若该太阳能汽车行驶时受到的阻力恒为900N8J,可供汽车匀速行驶30km路程。求:
(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少多少千克二氧化碳气体的排放?(汽油热值为4.6×107J/kg)
【分析】(1)已知汽车行驶时受到的阻力,匀速直线运动的物体受力平衡,由二力平衡的条件可知汽车的牵引力,再根据W=Fs可求出牵引力做的功;
(2)根据η=×100%求出该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率;
(3)根据η==求出消耗汽油的质量,然后求出二氧化碳气体的质量。
【解答】解:(1)该太阳能汽车匀速行驶时,牵引力与阻力是一对平衡力,
匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为:
W=Fs=900N×30000m=2.7×106J;
(2)某天接收到的太阳能为E=1.08×108J,
该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为:
η=×100%=;
(3)如果是效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功消耗的汽油质量为m=得,
m===kg,
因为每消耗1kg汽油就会排放2.5kg的二氧化碳气体,消耗,太阳能汽车是零排放的。
答:(1)该太阳能汽车匀速行驶30km过程中牵引力所做的功为2.7×106J;
(2)该太阳能汽车太阳能转化为机械能的效率为25%;
(3)相比较效率为30%的汽油车,牵引力做相同的功可以减少4.5kg二氧化碳气体的排放。
【点评】本题考查了对二力平衡条件、功、热值和效率的计算公式的应用,熟练掌握相关知识即可,难度不大。

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