一、夯實基礎
1．在兩個相同的燒杯中分別裝有兩種液體A、B，其質量(mAP乙，它們均正常工作。液體A、B的溫度隨加熱時間變化的關系如圖所示。不考慮熱量損失，下列說法正確的是( )
A．液體A的沸點等于液體B的沸點
B．電加熱器甲的電阻絲阻值大于乙的電阻絲阻值
C．相同時間內液體A吸收的熱量等于液體B吸收的熱量
D．液體A的比熱容大于液體B的比熱容
2． 完全燃燒0.1m3的天然氣放出的熱量是 J；若這些熱量的20%被4kg的液體吸收，使其溫度升高50℃，則該液體的比熱容是 J/(kg·℃)（q天然氣=3.0×107J/m3）
3．中國工程師利用焦爐氣中的氫氣與工業(yè)尾氣中的二氧化碳，合成液態(tài)燃料，作為第19屆亞洲運動會主火炬的燃料.工程師在科普館用如圖所示的裝置為同學們演示模擬實驗，測量該燃料的熱值.
①在空酒精燈內加入適量該液態(tài)燃料，得到“燃料燈”；
②在空燒杯內加入1kg水，測得水的初溫為31℃，點燃“燃料燈”開始加熱；
③當水恰好沸騰時，立即熄滅“燃料燈”，測得“燃料燈”消耗燃料30g。
已知實驗時氣壓為1標準大氣壓，c水=4.2×103J/（kg?℃），用該裝置加熱水的效率為42%。求：
（1）此過程中，燒杯內水吸收的熱量.
（2）該液態(tài)燃料的熱值.
4． 小亮用電熱水壺將質量為1.5kg、初溫為20℃的水加熱到80℃，在只有電熱水壺工作的情況下，他觀察到家中標有“1200imp/kW??”的電能表的指示燈在240s內閃爍了144次，已知水的比熱容為c水=4.2×103J/(kg?℃)。求：
（1）水吸收的熱量；
（2）電熱水壺的實際功率；
（3）電熱水壺的工作效率。
二、能力發(fā)展
5． 小丹的奶奶陰雨天會腿疼，孝順的小丹用電熱暖水袋幫奶奶熱敷，電熱暖水袋銘牌上標有“220V 350W”。若電熱暖水袋內裝有1kg的水，正常工作時，將25℃的水加熱到55℃，用時7min20s。（計算結果保留1位小數）求電熱暖水袋：
（1）正常工作的電流。
（2）加熱過程中的熱效率。
（3）提出一條安全使用的注意事項。
6．如圖所示是單缸四沖程汽油機的 沖程，汽油機工作時，需要用水為其降溫，這是利用水的 大的特點.若100g水，溫度升高20℃，水吸收的熱量為 J[c水=4.2×103J/(kg?℃)].
7． 隨著科技發(fā)展，人們已經開始將氫能作為一種新能源加以利用。已知氫燃料的熱值為1.4×108J/kg，水的比熱容為4.2×103J/(kg?°C)。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30kg，這些氫燃料完全燃燒釋放的熱量為 J，若這些熱量完全被水吸收，可使 kg水的溫度從20℃升高到100℃。
8． 月球上蓋房子，真的遙不可及嗎？我國某高校科研團隊提出設想：利用月球土壤燒制出月壤磚，為人類在月球上建起科研基地做準備。如圖甲所示，是“飛天”興趣小組為月球科研基地工作人員設計的一款節(jié)能水暖電熱毯，主要特點是A、B兩區(qū)既可以單獨使用，也可以同時使用，從而達到節(jié)能高效的目的。簡化電路如圖乙所示，電源電壓U=220V，RA，RB均為電熱絲，RA=RB=440Ω。已知水的比熱容c=4.2×103J/(kg·℃)，求：
（1）單獨使用A區(qū)時，若將電熱毯中質量為0.5kg的水從20℃加熱到50℃，用時600s：
①水吸收的熱量Q吸；
②消耗的電能W；
③正常工作時的加熱效率η（結果保留一位小數）；
（2）如果同時使用A區(qū)和B區(qū)，電路中的總功率P。
三、挑戰(zhàn)突破
9． 如圖是燃氣灶燒水的情境和該燃氣灶灶頭的示意圖。
（1）天然氣本身無色無味，為了安全和警示，通常會向天然氣中加入臭味劑。擰動點火裝置，若燃氣未點燃，會聞到臭味，表明 （選填“分子間有引力”“分子間有斥力”或“分子做無規(guī)則運動”）；
（2）擰動點火裝置，天然氣和空氣在進口處混合流向燃燒頭被點燃，天然氣不會從進口處外泄，原因是：天然氣的噴入導致進口處的天然氣流速 （選填“大”“小”），壓強 （選填“大于”“小于”或“等于”）大氣壓強；
（3）壺中裝有密度為1.0×103kgm3、質量為2kg的水，則壺中水的體積為 m3。根據Q=qV，若天然氣的熱值q=4.2×107Jm3，完全燃燒V=1.0×10?2m3的天然氣放出熱量為 J，其中1.68×105J的熱量被水吸收，已知水未沸騰，比熱容為4.2×103J/（kg·℃），則水的溫度升高了 ℃。
10．某高校科研人員根據西藏地區(qū)太陽輻射強、供暖周期長等特點，為藏區(qū)某縣設計了太陽能供暖蓄熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)由集熱、蓄熱和供暖三部分組成，其基本工作過程如圖所示。集熱板白天接收太陽輻射時，其內部水溫升高，然后通過熱交換器，使蓄水箱內水溫升高，再通過水泵將熱水送入用戶。集熱板無法供熱時，蓄水箱與熱交換器之間閥門關閉。晴天時，集熱板獲得的內能不僅能滿足縣城用戶全天24小時的取暖需求，同時富余的內能可儲存在蓄水箱中，用以解決陰雨天集熱板無法供熱的問題，實現(xiàn)“不用煤，不用氣，不用電，溫暖整個縣城千家萬戶！”
同學們用所學初中物理知識對該系統(tǒng)某一天的數據進行了簡單的分析，為便于計算，工作過程和相關數值均做了簡化處理，如下表所示。不計集熱板到蓄水箱之間的管道、熱交換器的熱損失。[水的比熱容為4.2×103J/(kg?℃)，水的密度為1.0×103kg/m3]
（1）同學們查閱資料了解到，在西藏地區(qū)選用該系統(tǒng)供熱的原因之一是：藏區(qū)海拔高，大氣壓強 （選填“大”或“小”），空氣密度小，蓄水箱對流散熱慢。
（2）若這一天光照時長為10h，集熱板的光熱轉化效率為60％，則集熱板中的水獲得的內能是多少？這些內能，一方面通過蓄水箱對用戶全天持續(xù)供暖，另一方面使得蓄水箱內水的溫度最終升高了10℃。請分析計算該蓄水箱的容積至少是多少？
（3）假設該縣城用戶均采用地暖供熱。根據地暖供熱標準，用戶的進水溫度不低于40℃。若這一天持續(xù)供暖結束后，蓄水箱水溫為48℃，接下來為連續(xù)陰雨天氣，請你通過計算分析，蓄水箱儲存的內能是否還能為縣城用戶按標準持續(xù)供暖3天？（計算結果保留一位小數）
11．如圖所示為某折疊卡式爐，采用丁烷氣體作為燃料。水壺裝入2L初溫為25℃的水，用卡式爐加熱至100℃，消耗了25g丁烷氣體(水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃)，丁烷的熱值為4.8×107J/kg)。求：
（1）壺中水的質量；
（2）水吸收的熱量；
（3）卡式爐的加熱效率。
12． 在探究“物質的吸熱能力與哪些因素有關”的實驗中，用質量是0.3kg的水和甲表中等質量的另一種物質進行對比，作出的圖像如圖乙所示。實驗過程中，水和另一種物質在相同時間內吸收的熱量相等，分析圖像可以得出圖線 （選填“a”或“b”）對應的物質為水，另一種物質為 ，這種物質在0~5min內吸收的熱量為 J。
表甲
答案解析部分
1．【答案】D
2．【答案】3.0×106；3×103
3．【答案】（1）解：燒杯內水吸收的熱量為
Q吸=c水m水(t2?t1)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(100℃?31℃)=2.898×105J
（2）解：該液態(tài)燃料完全燃燒放出的熱量為
Q放=Q吸η=2.898×105J42%=6.9×105J
該液態(tài)燃料的熱值為
q=Q放m=6.9×105J0.03kg=2.3×107J/kg
4．【答案】（1）解：水吸收的熱量為Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?°C)×1.5kg×(80°C?20°C)=3.78×105J
答：水吸收的熱量為3.78×105J；
（2）解：給水加熱過程中，電熱水壺消耗的電能是W=1kW??1200imp×144imp=0.12kW??=4.32×105J
電熱水壺的實際功率P=Wt=4.32×105J240s=1800W
答：電熱水壺的實際功率為1800W；
（3）解：電熱水壺的工作效率η=QW=3.78×105J4.32×105J=87.5%
答：電熱水壺的工作效率為87.5%。
5．【答案】（1）電熱暖水袋正常工作的電流I=PU=350W220V=1.6A
答：正常工作的電流1.6A；
（2）水吸收的熱量為Q吸=cm(t?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(55℃?25℃)=1.26×105J
消耗的電能為W=Pt=350W×440s=1.54×105J
則加熱過程中的熱效率η=Q吸W=1.26×105J1.54×105J=81.8%
答：加熱過程中的熱效率81.8%；
（3）充電結束后及時斷電、充電時不要接觸水、插入插座時不能用濕手觸碰帶電體、平放加熱、禁止通電時使用、充電時遠離兒童、不得插入尖銳物品等合理即可。
6．【答案】壓縮；比熱容；8.4×103
7．【答案】4.2×109；1.25×104
8．【答案】（1）解：水吸收的熱量為Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(50℃?20℃)=6.3×104J
當閉合S和S1時，A區(qū)單獨工作，RA單獨工作的功率為PA=UA2RA=(220V)2440Ω=110W
則消耗的電能為WA=PAt=110W×600s=6.6×104J
正常工作時的加熱效率為η=Q吸WA×100%=6.3×104J6.6×104J×100%≈95%
答：單獨使用A區(qū)時，水吸收的熱量Q吸為6.3×104J，消耗的電能W為6.6×104J；正常工作時的加熱效率為95%；
（2）解：當S，S1，S2都閉合時，A、B兩區(qū)同時工作，RA、RB并聯(lián)，并聯(lián)電壓相等，RA=RB，根據P=U2R可知RA、RB功率相等，則如果同時使用A區(qū)和B區(qū)，電路中的總功率為P=2PA=2×110W=220W
答：如果同時使用A區(qū)和B區(qū)，電路中的總功率P為220W。
9．【答案】（1）分子做無規(guī)則運動
（2）大；小于
（3）2×10?3；4.2×105；20
10．【答案】（1）小
（2）解： 集熱板每小時、每平方米接收的太陽輻射能量3×106J；集熱板的光熱轉化效率為60%，
集熱板中的水獲得的內能Q=ηPSt=60%×3×106J/（h?m2）×10h×4×104m2=7.2×1011J；
蓄水吸收的熱量Q'=Q-E=7.2×1011J-1.74×1011J=5.46×1011J；
水的質量m=Q'cΔt=5.46×1011J4.2×103J/kg·°C×10°C=1.3×107kg
水箱容積V=mρ=1.3×107kg1.0×103kg/m3=1.3×104m3
（3）解： 水箱中水降低溫度可以放出的熱量Q''=cmΔt=4.2×103J/（kg?℃）×1.3×107kg×（48℃-40℃）=4.368×1011J；
可以供暖的天數n=4.368×1011J1.74×1011J≈2.5天 ，不能滿足3天的要求
11．【答案】（1）解： m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×2×10?3m3=2kg
（2）解： Q水=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg?°C)×2kg×(100?25)°C=6.3×103J
（3）解： Q丁烷=m丁烷q丁烷=2.5×102kg×4.8×103J/kg=1.2×105J
η=Q水Q丁烷×100%=0.3×103J1.2×105J×100%=52.5%
12．【答案】b；煤油；2.52×104集熱板每小時、每平方米接收的太陽輻射能量
集熱板面積
蓄水箱全天持續(xù)供暖輸出能量（含用戶得到的內能、蓄水箱和供暖管道的熱損失）
3×106J
4×104m2
1.74×1011J
物質
比熱容c/[J/（kg·℃）]
水
4.2×103
酒精
2.4×103
煤油
2.1×103
蓖麻油
1.8×103

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