初中物理探究比热容的实验试题

燃气灶是目前许多家庭普遍使用的炉具，而电磁炉则是新一代的智能炉具。为了比较它们的优劣，小明同学进行了相关调查，得到的有关数据见下表。

燃气灶	电磁炉
热效率	25％	热效率	90％
天然气热值	8.0´10^7J·m^-3	额定功率	1000 W

（1）在一个标准大气压下，小明想把一壶盛有质量为2 kg温度为20 ℃的水烧开，所需热量是多少？
（2）若这些热量靠燃气灶提供，需要燃烧多少燃气?
（3）若这些热量靠电磁炉提供，需要消耗多少度的电能?

某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器接受太阳光垂直照射的面积始终是2米²，太阳能热水器内的水的质量为100千克，水的初温为20℃，经8750s时间后上升到45℃【c_水=4.2×10³)/(kg·℃)】。请计算：
(1)在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热量是多少焦耳?
(2)垂直于太阳光的1米²表面上，每秒钟接受到的太阳能是多少焦耳？

一台电热水器的铭牌上标有“220V  3000W“字样，其中装有50kg的水，将这些水从20℃加热到30℃．求：
（1）这些水从20℃加热到30℃需要吸收的热量[已知：c_水=4.2×10³J/（kg·℃）]．
（2）为了加热这些水，电热水器正常工作15min所产生的热量．

一台额定功率为1000W的电水壶，将1.25 kg温度为20℃的水加热至100℃，不计热量损失，需要正常工作          min[水的比热容为4.2×10³J／(kg·℃)]。

某中学学生公寓新安装了即热式电热水器，解决了学生日常饮水需要。图表为该电热水器的部分技术参数。

（1）该电热水器正常工作时的电流是多少安培？
（2）该电热水器贮满初温为20℃的水后，在一标准大气压下将其烧开，则在此过程中该电热水器消耗的电能是多少焦耳？（假设电能全部转化为内能，c_水=4.2×10³J/(kg·℃)）
（3）忽略温度对电热水器电阻的影响，若在实际电压为210V的工作环境下，该电热水器的实际功率是多少瓦特？

小明去打开水，水未开，此时观察到温度计示数为77 ℃，电能表示数为；水开时，温度计示数为97 ℃，电能表示数为，电热水器消耗了         J的电能。第二天小明又去打水，发现水仍未开，水的温度为t，等到水开时温度计示数为98 ℃，这段时间内电热水器消耗的电能为2.1 kW·h，则t =        ℃。两天水开时的温度不同，是由于液体的沸点与                                     有关。［c_水 = 4.2×10³ J/(kg·℃)，电路中只有电热水器，且水的质量相等，不计热损失］

根据能量守恒定律，瑞士大学学生设计了一款灯壶合的“水壶台灯”，如图所示，“水壶台灯”是由玻璃壶、圆形底座和白炽灯组成．白炽灯与壶形灯罩下方的凹槽正好吻合（灯泡不直接与水接触），可将发光时所产生的热能用于茶水保温．白炽灯标有100W字样，求：

（1）该台灯正常工作半小时时所消耗的电能；
（2）若上述电能的91%转化为内能，可将多少千克初温为40℃的茶水加热至90℃．【C_茶水=4.2×10³（J/kg•℃）】．

家庭浴室中常用的暖灯型浴霸是通过灯泡的热辐射来升高光照区域内空气温度的。某型号浴霸由四只标有“220V  750W”的同规格发热灯组成，如图所示。若当地空气的密度为1.2kg/m³，测得浴室的面积为6m²，高为2.5m，浴室内空气的质量m=________kg；当四只灯泡同时正常工作250s时，发热灯加热产生的热量是________J，此过程浴室内的空气温度从10℃上升到25℃，空气的比热容为1.0×10³J/（kg•℃），浴室内空气吸收的热量是________J；浴霸加热浴室内空气的能量转化效率是________%。【比热容的表达式为】

某电热壶铭牌上标有“220V  1000W”字样，当其正常工作时，把质量为2kg、温度为30℃的水加热到80℃，用时10min【C_水=4.2×10³J/(㎏·℃)】。加热过程中，水吸收的热量是     J，电热壶烧水的效率是          。

太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一．某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10⁶J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃．求：
(1)热水器中的水吸收的热量Q；[水的比热容C=4.2×10³J/(kg．℃)]
(2)热水器5小时内接收到的太阳能E；
(3)热水器的效率η；
(4)若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值q=4.2×10⁷J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）

随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上。小丽在使用过程中发现：
（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg.℃),水的密度为1.0×10³kg/m³，求此过程中电热水器的热效率。
（2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为2.4×10⁶J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。
（3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人体的最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻。

某型号电热水器
额定电压/V	220
额定电功率/W	2420
容积/dm^3	50
商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮

下图为“热的快”的结构示意图，其内部电热丝的阻值为48.4Ω，将它接在220V家庭电路中，在一个标准大气压下降保温瓶中的水烧开。已知瓶中水的质量为2kg,初温为20℃，水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃）。在此过程中，若不计热量损失，求：（1）水吸收的热量；（2）需要加热的时间。

如图所示的实验装置中，三个相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体，其中A、B烧瓶中装的是水，C烧瓶中装的是煤油，A、B、C瓶中电阻丝的阻值分别为R_A、R_B、Rc且R_A=Rc>R_B。当合上开关S通电一定时间后(三个烧瓶中的液体均未达到沸腾)，A、B、C瓶中温度计示数分别为T_A、T_B、T_C。对三支温度计示数的判断，下列说法正确的是(均不计热损失，比热容C_水>C_煤油)：（     ）

A．T_A＝T_B＜T_C   B．T_A＝T_C＞T_B    C．T_C＞T_A＞T_B   D． T_A＞T_B＞T_C

小明利用如图所示装置和器材，探究水的沸腾特点和物质的吸热能力。

（1）小明设计的电路中的R_甲、R_乙必须满足的条件是___________。
（2）只闭合开关S₂，观察水的沸腾，测得数据如下表：

时间（min）	0	1	2	3	4	5	6	7	8
温度（℃）	90	92	94	96	97	98	98	98	98

 
分析数据可知，水沸腾过程中的特点为：                                  。
（3）断开S₂，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。小明应控制水和煤油的___________、初温相同。且应先闭合开关          ，再闭合开关           ，并控制水的末温低于        ℃。实验表明：水的末温比油           ，水的吸热能力比油强。

湛江市正创建国家环境保护模范城市，某中学“STS”小组的同学为了探究南桥河的河水污染问题，他们采集了污水样品250ml，样品的质量如图（a）所示.将样品倒入图（b）所示的密封隔热装置中，用恒定功率为144W的电热器加热（不计热损失和其它物体吸收），并将加热时间和对应的温度记录在下表
请回答下列问题:
 

（1）由图（a）可知污水样品的质量    g，由此计算出污水的密度为    g/cm3.
（2）用此装置加热的过程中，污水上方的气压     ，致使污水沸点      .
（3）他们想测出常压下污水的沸点，在上述装置中，该如何改进？         
（4）请你计算出污水的比热容为      J/(kg·).（小数点后保留2为数字）
（5）他们对污水样品的成分进行了检测，发现污水中许多重金属严重超标，如汞、镉、铅、镍等，原因可能是人们将废旧电池随意仍入南桥河造成的，为了保护环境，关于电池的使用，请谈谈你的看法或做法（谈一点即可）