全國初中物理自主招生專題大揭秘專題21 熱量 比熱容平衡計算 （學生版）

頁一．選擇題（共15小題）1．把加熱到100℃的某鐵塊投入m1克20℃的水中，混合溫度為40℃；把加熱到100℃的該鐵塊投入m2克20℃的水中，混合溫度為60℃；如果把同樣加熱到100℃的該鐵塊投入（m1+m2）克20℃的水中，混合溫度為（）A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃2．將一杯熱水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的溫度升高了20℃，又向容器內倒入同樣一杯熱水，冷水溫度又升高了10℃，如果再向容器內倒入同樣一杯熱水，則冷水溫度可再升高（不計熱損失，熱水和冷水的比熱容相同）（）A．8℃ B．7℃ C．6℃ D．5℃3．質量和初溫相同的甲、乙兩種金屬塊，同時分別放入兩杯完全相同的水中，達到熱平衡后，放入甲的杯中水溫降低了5℃，放入乙的杯中水溫降低了10℃，假設熱傳遞過程中沒有能量損耗，則甲、乙金屬塊比熱容的關系是（）A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙 C．c甲＝c乙 D．無法判斷4．將一杯熱水倒入容器內的冷水中，冷水溫度升高10℃，又向容器中倒入同樣一杯熱水，冷水溫度升高7℃，若在向容器內倒入同樣一杯熱水，則冷水溫度將會升高（不計熱損失）（）A．10℃ B．4℃ C．6℃以上 D．6℃以下5．1千克20℃的水吸收4.2×105焦的熱量后，它的溫度在下列給出的四個溫度中，最多有幾個可能溫度（）①80℃②100℃③120℃④130℃A．1 B．2 C．3 D．46．第一次在試管里注入溫度為20℃的水，將試管底部浸入溫度為60℃的大量水中，試管內的水經過時間t1被加熱到60℃；第二次在試管里注入溫度為60℃的等量的水，將試管底部浸入溫度為20℃的大量水中，試管內的水經過時間t2冷卻到20℃，不考慮水和空氣之間的熱交換，則（）A．t1＞t2 B．t1＝t2 C．t1＜t2 D．無法確定7．甲、乙兩金屬質量和初溫都相等，先把甲金屬放入一杯熱水中，熱平衡時，結果水的溫度下降了10℃，把甲從水中取出，立即將乙金屬投入這杯水中，熱平衡時水溫又降低了10℃，（不考慮熱散失），則甲、乙兩金屬的比熱容大小（）A．c乙＞c甲 B．c乙＜c甲 C．c乙＝c甲 D．條件不夠，不能確定8．在用混合法測定固體或液體比熱的實驗中，即使操作完全正確，但熱損失仍然存在?？紤]到熱量的損失，那么測出的比熱數值大小與其真實值相比較，應當（）A．一定大于真實值 B．一定小于真實值 C．只要經過多次測量取平均值，就一定完全等于真實值 D．如果被測物質是放熱物質，則測量值一定小于真實值；若是吸熱物質，則測量值一定大于真實值9．兩種不同的液體，它們的質量、比熱、初溫度分別為m1和m2、c1和c2、t1和t2，且t2＞t1．若不計熱量損失，則把它們混合后的共同溫度為（）A． B． C． D．10．甲、乙兩液體的密度比為ρ甲：ρ乙＝5：4，體積比為V甲：V乙＝2：3，比熱容比為c甲：c乙＝1：2，且它們的初溫不等。現(xiàn)將它們混和（不發(fā)生化學反應），不計混和過程中的熱損失，達到熱平衡后液體溫度相對各自初溫變化量的絕對值分別為Δt甲和Δt乙，則Δt甲：Δt乙為（）A．16：15 B．15：16 C．12：5 D．5：1211．在利用混合法測量銅塊的比熱試驗中，下列情況能導致銅的比熱容測量值偏大的是（）（1）銅塊從沸水中拿出來放入小筒時不小心帶入了熱水（2）用天平測量銅塊的質量時讀數偏大（3）用量筒測量水的體積后，倒入小筒時沒有倒干凈（4）溫度計在測量水的初溫時，讀數比真實值大。A．（1）（3） B．（1）（2） C．（3）（4） D．（2）（3）12．質量相等的甲、乙兩金屬塊，其材質不同。將它們放入沸水中，一段時間后溫度均達到100℃，然后將它們按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升溫。第一種方式：先從沸水中取出甲，將其投入冷水，當達到熱平衡后將甲從杯中取出，測得水溫升高20℃；然后將乙從沸水中取出投入這杯水中，再次達到熱平衡，測得水溫又升高了20℃．第二種方式：先從沸水中取出乙投入冷水，當達到熱平衡后將乙從杯中取出；然后將甲從沸水中取出，投入這杯水中，再次達到熱平衡。則在第二種方式下，這杯冷水溫度的變化是（）A．升高不足40℃ B．升高超過40℃ C．恰好升高了40℃ D．條件不足，無法判斷13．把10克0℃的冰與140克10℃的水混合（不計熱量損失），達到熱平衡時的溫度為6℃?，F(xiàn)有一定質量的一杯水溫度降低1℃放出的熱量剛好使1克0℃的冰熔化為0℃的水，則這杯水的質量為（）A．10克 B．20克 C．50克 D．80克14．根據家用電冰箱的工作原理，當壓縮機工作時，強迫制冷劑在冰箱內外管道中不斷循環(huán)，下列說法正確的是（）A．在冰箱內的管道中，制冷劑迅速膨脹汽化并吸收熱量 B．在冰箱內的管道中，制冷劑迅速膨脹汽化并放出熱量 C．在冰箱內的管道中，制冷劑被劇烈壓縮液化并吸收熱量 D．在冰箱內的管道中，制冷劑被劇烈壓縮液化并放出熱量15．如圖所示，A、B兩球完全相同，分別浸沒在水和水銀中的同一深度內，A、B球是用一種密度大于水銀的特殊材料制作。當溫度稍升高時，球的體積會明顯地變大，如果開始水和水銀的溫度相同，且兩液體溫度同時緩慢地升高同一值，兩球膨脹后體積相等，則（）A．A球吸收的熱量較多 B．B球吸收的熱量較多 C．兩球吸收的熱量一樣多 D．無法判斷兩球吸收熱量的多少二．填空題（共6小題）16．有質量相同、比熱容不同、溫度不同的甲、乙、丙三種液體，甲的溫度是44℃，乙的溫度是32℃，丙的溫度是24℃，若將甲和乙混合后，溫度為36℃；若將乙和丙混合后，溫度為30℃；若將甲和丙混合后，溫度為℃。17．如圖甲所示，在“探究不同物質的吸熱能力”的實驗中：（1）選用相同電加熱器的目的是：使水和煤油在相同時間內。（2）水和煤油的溫度隨時間變化的圖象如圖乙所示。①根據圖甲可判斷出a物質是。②根據圖乙可判斷出吸熱能力強。（3）本實驗采用的物理研究方法是法。18．有甲、乙、丙三種液體，它們的比熱和質量都不等，它們的溫度依次為15℃、25℃、35℃．如果將甲、乙混合，熱平衡的溫度為21℃；如果將乙、丙混合，熱平衡的溫度為32℃．若將甲、乙、丙三者混合，熱平衡后的溫度為℃。19．甲、乙兩容器中裝有質量相等的水，水溫分別為25℃和75℃，現(xiàn)將一溫度為65℃的金屬球放入甲容器中，熱平衡后水溫升高到45℃，然后迅速取出金屬球并放入乙容器中，熱平衡后乙容器中水溫為（不計熱量損失和水的質量的變化）℃。20．三個相同的熱源分布在一橫放著的圓筒內，圓筒的側壁和一個底部均絕熱，另一個底部開口并被導熱膜封住，用另兩個導熱膜在圓筒內隔出兩個豎囪，從而將三個熱源互相隔開并形成A、B、C三個獨立單元區(qū)域，假設周圍環(huán)境的溫度恒定，并且傳導的熱功率與溫差成正比，每個獨立單元區(qū)域內空氣的溫度均勻，A、B、C三個獨立單元區(qū)域的溫度與周圍環(huán)境的溫度差分別為ΔtA，ΔtB和ΔtC，則ΔtA：ΔtB：ΔtC為。21．當物體中存在溫度差時，熱量會從溫度高的地方向溫度低的地方傳遞。對于一長度為L、橫截面積為S的均勻金屬棒，當兩端的溫度差穩(wěn)定為ΔT時，Δt時間內從高溫端向低溫端傳遞的熱量ΔQ滿足關系式：；其中k為棒的導熱系數。如圖所示，長度分別為L1、L2，導熱系數分別為k1、k2，的兩個橫截面積相等的細棒在D處緊密對接，兩金屬棒各自另一端分別與溫度為400開、300開的恒定熱源良好接觸。若L1：L2＝1：2；k1：k2＝3：2，則在穩(wěn)定狀態(tài)下，D處的溫度為。三．計算題（共4小題）22．天然氣的主要成分是甲烷，其熱值為3.6×107J/m3，水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）。（1）小明家一個月要用10m3的天然氣，則完全燃燒這些天然氣可放出多少熱量？（2）若這些熱量有70%被水吸收，可將多少kg、20℃的水燒開（在標準大氣壓下）？23．某縣在冬季利用地熱能為用戶取暖?？h內有一口自噴狀態(tài)地熱井，出水溫度為90℃，每小時出水量為150m3．求：（1）每小時流出的地熱水溫度降低到50℃，所放出的熱量是多少？（2）這些熱量如果用天然氣蒸汽鍋爐供熱，且天然氣蒸汽鍋爐的熱效率為90%，天然氣放出的熱量為多少？（3）需完全燃燒天然氣的體積為多少？（ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg?℃），天然氣的熱值為4×107J/m3）24．小華同學家原來是用液化石油氣燒水的，最近家里剛買了一臺太陽能熱水器，小華閱讀說明書了解到，這臺太陽能熱水器在晴好天氣時，平均每天可將100kg水溫度從15℃升高到65℃。[液化石油氣的熱值為7.0×107J/kg，水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）]（1）這臺熱水器中的水平均每天吸收多少熱量？（2）若液化石油氣燃燒時放出熱量的60%被水吸收，改用太陽能熱水器后，平均每天可節(jié)省液化石油氣多少千克？25．在工業(yè)以及科研中為解決機器的過熱問題，除通過空氣自然散熱之外，還采用水冷卻技術，其原理是將冷水注入與機器接觸的水冷管，冷水吸熱后被排出，使機器工作溫度保持穩(wěn)定。現(xiàn)有一臺輸入功率P、效率為η的發(fā)動機，為使其在室溫為t的環(huán)境下正常工作時不能過熱，單位時間內通入體積為V、溫度為t的冷水，出口處的水溫為T．假設該發(fā)動機的總散熱面積為S，其中與水冷管接觸的面積為S1，其余部分與空氣接觸，且空氣接觸部分只能帶走按面積分配的25%的熱量，余下熱量全部由水冷管帶走。求該發(fā)動機正常工作時，S1與S的比值。（已知水的比熱容為c，密度為ρ）四．解答題（共3小題）26．熔化熱是單位質量的晶體在熔化時變?yōu)橥瑴囟鹊囊簯B(tài)物質所需吸收的熱量。已知冰的熔化熱是3.36×106J/kg，熔點為0℃．冰的比熱容是2.1×103J/（kg?℃），質量為1kg溫度為﹣1℃的冰要吸收多少熱量才能完全熔化成0℃的水？27．80克水溫度降低1℃所放出的熱量剛好能使1克0℃的冰熔解為水?，F(xiàn)把10克0℃的冰與39