初中物理探究比热容的实验试题

2015年5月8日，中俄发表声明：推进中俄东线天然气管道建设，同时加强利用核能领域的战略合作。核能为           （选填“一次能源”或“二次能源”），0.21 m³天然气完全燃烧放出的热量，可使质量为50 kg室温下的水温度升高        ℃。（q_天然气=4.0×10⁷J/ m³，c_水=4.2×10³J/kg·℃）

如图是家庭常用的电热水壶，其铭牌数据如表所示．若加热电阻的阻值不随温度变化而改变，且此时的大气压为1标准大气压．则：

额定电压	220V
额定加热功率	2000W
容量	1.5L
频率	50Hz

 
（1）电热水壶正常工作时，其加热电阻的阻值是多少欧姆？
（2）装满水后，壶中水的质量是多少千克？（1L=1×10^-3m³）
（3）将一满壶20℃的水在1标准大气压下烧开，需要吸收多少热量？[C_水=4.2×10³J/（kg•℃）]
（4）不考虑热量损失，烧开这壶水，需要多长时间？

某品牌电热水壶的铭牌内容如下，根据提供的信息计算：

（1）电热水壶正常工作时的电阻和电流是多少？
（2）当电热水壶装满水时，将水从 20℃烧开需要吸收多少热量？
【c_水=4.2×10³∕(Kg·℃),1L=10^-3m³,气压为一标准大气压，电热水壶吸收的热量忽略不计】
（3）若售货员宣传该电热水壶烧开一壶水仅需 要 5 分钟，可信吗？请通过计算说明理由。

如图，所示是一款多功能洗衣机的简化电路图。此款洗衣机额定电压220V,它有两个档位，当开关置于位置1 时（电路接入R₁和R₂）为加热状态，消耗功率为2400W ；当开关置于位置2时（电路接入R₂和电动机M）为保湿洗涤状态。已知电阻R₁的阻值为22Ω，水的比热容为c_水＝4.2×10³J /( kg·℃）。

（1）在洗衣机内加人质量为20kg 、初温为20℃的冷水，求加热到70℃时水吸收的热量；
（2）求R₂的阻值；
（3）已知洗衣机在保湿洗涤状态下工作时，电动机的功率为240W ，求此时通过电路的总电流为多少？

在汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是      冲程；汽油是从石油中提炼出的能源，石油是    （选填“可再生”或“不可再生”）能源；若汽车行驶过程中消耗汽油4kg，则这些汽油完全燃烧放出的热量完全被水吸收，可使20℃质量为0.5t的水升高  ℃（标准大气压下）。[汽油热值4.6×10⁷J/kg，水的比热容4.2×10³J/（㎏·℃）]

小明购买了一只容积为1.6L的电热水壶．他往壶中装满了温度为25℃的水，则水的质量为    kg，若使壶中的水加热至沸腾，需要吸收    J的热量；小明将电热水壶接到电路中，通电9min20s烧开了这壶水，如果在这一过程中它的效率是90%，电热水壶的实际功率是    W．[在1标准大气压下，ρ_水=1.0×10³kg/m³，c_水=4.2×10³J/（kg•℃）]．

电热水壶是一种使用频率较高的家用电器，如图所示的是某型号电热水壶，铭牌上标注额定功率是1760W，额定电压是220V，现壶中装有1.5L温度为20℃的水。求：

（1）将该电热水壶接入220V的家庭电路中工作时，通过电热水壶的电流是多大？
（2）若加热时间是6min，加热过程中消耗的电能是多少？
（3）在1标准大气压下将水烧开，水吸收的热量是多少？[c_水=4.2×103J/（kg•℃）]。

某团队在海拔3000多米高山上野营时，使用铁锅烧水，他们发现把体积为2L的水从10℃加热到85℃时，共消耗了5kg的干木柴，已知水的比热容为4．2×10³J/（kg．℃），干木柴的热值为1．2×10⁷J/kg）。求：
（1）干木柴完全燃烧放出的热量。？
（2）水吸收的热量。
（3）铁锅烧水的的效率。
（4）他们也发现在高山上用铁锅煮马铃薯时，尽管锅里的水哗哗地沸腾了很长时间。马铃薯还是煮不软，为什么？

几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”现在市场上流行如图所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感，其简化电路如图甲所示。R₁和R₂均为电热丝，S₁是自动控制开关．把电饭锅接入220V电路中，用电饭锅的“聪明火”煮米饭，电饭锅工作时的电流随时间变化的图象如图乙所示。求：

（1）电热丝R₂的阻值（计算结果保留一位小数）；
（2）这个电饭锅在0---15min内把质量为1.1kg的米饭由20℃加热到100℃，求电饭锅在这段时间内加热的效率。[c_米饭=4.2×10³J/（kg.℃）]

如图是某型号电压力锅的工作电路简图。接通电源后，开关S自动闭合，开始加热。当锅内温度达到105℃时，开关S自动断开，开始保压，此时锅内水温不变，且未沸腾，保压时的额定功率为220W。把2.5L初温为25℃的水加入电压力锅中，将它单独接入家庭电路，使其工作1min40s，观察到家中标有“220V 3600imp/kW•h”字样的电能表指示灯闪烁84次。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃),假设电能全部转化为内能。求：

（1）保压状态时的电流大小。
（2）加热状态时的实际功率。
（3）加热多少秒后开始保压？

如图为某电饭锅的内部电路。R₁是加热电阻，阻值为48.4Ω；R₂是限流电阻，阻值为484Ω。煮饭时，接通电源（220V  50Hz），闭合手动开关S₁，电饭锅处于加热状态。当锅内食物温度达到103℃时，开关S₁会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合；S₂是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。已知水的比热容为4.2×10³J/（kg·℃），电饭锅在一个标准大气压下工作。请回答下列问题：

（1）小明将室温下的水和米放入这个电饭锅煮饭，接通电源后却忘了闭合手动开关S₁。请问电饭锅会对锅内的水和米加热吗？为什么？
（2）若将温度为20℃、质量2.5kg的水烧开需要1000s，求电饭锅正常工作时的加热效率。
（3）用电饭锅烧水时，小明发现水沸腾了，但手动开关S₁却没有自动断开，于是小明认为电饭锅坏了。小明的观点对吗？请说明理由。

小杨家新装了电辅式太阳能热水器，如图是内部水箱的结构示意图。R的阻值为30Ω。
S_l是自动温控开关：水温低于20℃时闭合，电阻R开始加热；当水温高于60℃时自动断开。
A、B是水箱中两个相同的实心圆柱体，体积均为500cm³，重力均为9N， 悬挂在水箱顶部的压力传感开关S₂上。当水面下降后S₂受到竖直向下的拉力达到16N时闭合，电动水泵M开始向水箱注水；当水面上升后拉力小于等于10N时，S₂断开，电动水泵M停止注水。
请计算：（细绳的质量和体积、导线和电阻的体积均忽略）

(1)水箱内有50kg水，夜晚在辅助加热系统正常工作下，10min内共吸收了8.4×10⁵J的热量，求该状态下热水器的能量利用效率。（结果精确到0.1%）
（2）正常情况下水箱中水面最高时，A浸入水中的体积多大？

如图所示是小丽家厨房安装的一个小厨宝。小厨宝利用水箱储水，加热一段时间后，拧开水龙头就会有热水流出。其相关参数如下表所示。

产品名称	储水式小厨宝
额定电压	220V	额定功率	1200 W
最高温度	75℃	额定容量	6.0 L

 
（1）小厨宝正常工作时的电阻是多大？（计算结果保留一位小数）
（2）要把满箱水从15℃加热到38℃，需要吸收多少热量？小厨宝正常工作时至少需要加热多长时间？[c水=4.2×10³J/（kg·℃）]
（3）小丽了解到有一种速热式电热水器，额定功率为5 000W，冷水流经速热式电热水器时，很快就可流出达到预设温度的热水。小丽家的电能表允许通过的最大电流为10A，通过计算说明在她家的电路中能否安装这种电热水器。

如图是家用电热壶及铭牌，水的比热容c_水=4.2×10³J/（kg·℃）．求：

（1）电热壶正常工作时的电阻。
（2）电热壶正常工作3min，放出的热量是多少？
（3）如果电热壶正常工作3min放出的热量全部被水吸收，能否把1kg水从20℃加热到100℃？

如图甲为某厂家为解决学生冬天做作业手冷而新推出的一款桌面暖风机，图乙是其简化后的电路原理图，其铭牌上的部分参数如表所示。按照设计标准，假若当时的环境温度为0℃，热风的温度为46℃，则每分钟空气吸收的热量为        J，暖风机内的电动机消耗的电功率为      W，此暖风机的热效率是      。【空气的比热容为1.0×10³J/（kg·℃），空气的密度为1.29kg/m³】

额定电压	额定功率	风速
220V	330W	0.3m^3/min