专题21 热量 比热容平衡计算 （学生版） 2023全国初中物理自主招生专题大揭秘

第 1 页 / 共 7 页 一．选择题（共15 小题） 1．把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的 该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投 入（m1+m2）克20℃ 的水中，混合温度为（ ） ．50℃ B．48℃ ．36℃ D．32℃ 2．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了20℃，又向容器内倒入同 样一杯热水，冷水温度又升高了10℃，如果再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温 度可再升高（不计热损失，热水和冷水的比热容相同）（ ） ．8℃ B．7℃ ．6℃ D．5℃ 3．质量和初温相同的甲、乙两种金属块，同时分别放入两杯完全相同的水中，达到热平衡 后，放入甲的杯中水温降低了5℃，放入乙的杯中水温降低了10℃，假设热传递过程中 没有能量损耗，则甲、乙金属块比热容的关系是（ ） ．甲＞乙 B．甲＜乙 ．甲＝乙 D．无法判断 4．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器中倒入同样一杯热 水，冷水温度升高7℃，若在向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将会升高（不计 热损失）（ ） ．10℃ B．4℃ ．6℃以上 D．6℃以下 5．1 千克20℃的水吸收42×105焦的热量后，它的温度在下列给出的四个温度中，最多有 几个可能温度（ ） ①80℃②100℃③120℃④130℃ ．1 B．2 ．3 D．4 6．第一次在试管里注入温度为20℃的水，将试管底部浸入温度为60℃的大量水中，试管 内的水经过时间t1被加热到60℃；第二次在试管里注入温度为60℃的等量的水，将试 管底部浸入温度为20℃的大量水中，试管内的水经过时间t2冷却到20℃，不考虑水和 空气之间的热交换，则（ ） ．t1＞t2 B．t1＝t2 ．t1＜t2 D．无法确定 7．甲、乙两金属质量和初温都相等，先把甲金属放入一杯热水中，热平衡时，结果水的温 度下降了10℃，把甲从水中取出，立即将乙金属投入这杯水中，热平衡时水温又降低 了10℃ ，（不考虑热散失），则甲、乙两金属的比热容大小（ ） ．乙＞甲 B．乙＜甲 第 1 页 / 共 7 页 ．乙＝甲 D．条件不够，不能确定 8．在用混合法测定固体或液体比热的实验中，即使操作完全正确，但热损失仍然存在。考 虑到热量的损失，那么测出的比热数值大小与其真实值相比较，应当（ ） ．一定大于真实值 B．一定小于真实值 ．只要经过多次测量取平均值，就一定完全等于真实值 D．如果被测物质是放热物质，则测量值一定小于真实值；若是吸热物质，则测量值一 定大于真实值 9．两种不同的液体，它们的质量、比热、初温度分别为m1 和m2、1 和2、t1 和t2，且t2＞ t1 ．若不计热量损失，则把它们混合后的共同温度为（ ） ． B． ． D． 10．甲、乙两液体的密度比为ρ 甲：ρ 乙＝5：4，体积比为V 甲：V 乙＝2：3，比热容比为 甲：乙＝1：2，且它们的初温不等。现将它们混和（不发生化学反应），不计混和过程 中的热损失，达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为Δt 甲和Δt 乙， 则Δt 甲：Δt 乙 为（ ） ．16：15 B．15：16 ．12：5 D．5：12 11．在利用混合法测量铜块的比热试验中，下列情况能导致铜的比热容测量值偏大的是（ ） （1）铜块从沸水中拿出来放入小筒时不小心带入了热水 （2）用天平测量铜块的质量时读数偏大 （3）用量筒测量水的体积后，倒入小筒时没有倒干净 （4）温度计在测量水的初温时，读数比真实值大。 第 1 页 / 共 7 页 ．（1）（3） B．（1）（2） ．（3）（4） D．（2）（3） 12．质量相等的甲、乙两金属块，其材质不同。将它们放入沸水中，一段时间后温度均达 到100℃，然后将它们按不同的方式投入一杯冷水中，使冷水升温。第一种方式：先从 沸水中取出甲，将其投入冷水，当达到热平衡后将甲从杯中取出，测得水温升高 20℃；然后将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，测得水温又升高了 20℃．第二种方式：先从沸水中取出乙投入冷水，当达到热平衡后将乙从杯中取出；然 后将甲从沸水中取出，投入这杯水中，再次达到热平衡。则在第二种方式下，这杯冷水 温度的变化是（ ） ．升高不足40℃ B．升高超过40℃ ．恰好升高了40℃ D．条件不足，无法判断 13．把10 克0℃的冰与140 克10℃的水混合（不计热量损失），达到热平衡时的温度为 6℃。现有一定质量的一杯水温度降低1℃放出的热量刚好使1 克0℃的冰熔化为0℃的 水，则这杯水的质量为（ ） ．10 克 B．20 克 ．50 克 D．80 克 14．根据家用电冰箱的工作原理，当压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外管道中不断循 环，下列说法正确的是（ ） ．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀汽化并吸收热量 B．在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀汽化并放出热量 ．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩液化并吸收热量 D．在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩液化并放出热量 15．如图所示，、B 两球完全相同，分别浸没在水和水银中的同一深度内，、B 球是用一 种密度大于水银的特殊材料制作。当温度稍升高时，球的体积会明显地变大，如果开始 水和水银的温度相同，且两液体温度同时缓慢地升高同一值，两球膨胀后体积相等，则 （ ） 第 1 页 / 共 7 页 ．球吸收的热量较多 B．B 球吸收的热量较多 ．两球吸收的热量一样多 D．无法判断两球吸收热量的多少 二．填空题（共6 小题） 16．有质量相同、比热容不同、温度不同的甲、乙、丙三种液体，甲的温度是44℃，乙的 温度是32℃，丙的温度是24℃，若将甲和乙混合后，温度为36℃；若将乙和丙混合 后，温度为30℃；若将甲和丙混合后，温度为 ℃。 17 “ ” ．如图甲所示，在探究不同物质的吸热能力的实验中： （1）选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内 。 （2）水和煤油的温度随时间变化的图象如图乙所示。 ①根据图甲可判断出物质是 。 ②根据图乙可判断出 吸热能力强。 （3）本实验采用的物理研究方法是 法。 18．有甲、乙、丙三种液体，它们的比热和质量都不等，它们的温度依次为15℃、25℃、 35℃．如果将甲、乙混合，热平衡的温度为21℃；如果将乙、丙混合，热平衡的温度 为32℃．若将甲、乙、丙三者混合，热平衡后的温度为 ℃。 19．甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25℃和75℃，现将一温度为65℃的 金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45℃，然后迅速取出金属球并放入乙容器 第 1 页 / 共 7 页 中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量损失和水的质量的变化） ℃。 20．三个相同的热源分布在一横放着的圆筒内，圆筒的侧壁和一个底部均绝热，另一个底 部开口并被导热膜封住，用另两个导热膜在圆筒内隔出两个竖囱，从而将三个热源互相 隔开并形成、B、三个独立单元区域，假设周围环境的温度恒定，并且传导的热功率与 温差成正比，每个独立单元区域内空气的温度均匀，、B、三个独立单元区域的温度与 周围环境的温度差分别为Δt，ΔtB和Δt，则Δt：ΔtB：Δt 为 。 21．当物体中存在温度差时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传递。对于一长度为 L、横截面积为S 的均匀金属棒，当两端的温度差稳定为ΔT 时，Δt 时间内从高温端向 低温端传递的热量ΔQ 满足关系式： ；其中k 为棒的导热系数。如图 所示，长度分别为L1、L2，导热系数分别为k1、k2，的两个横截面积相等的细棒在D 处 紧密对接，两金属棒各自另一端分别与温度为400 开、300 开的恒定热源良好接触。若 L1：L2＝1：2；k1：k2＝3：2，则在稳定状态下，D 处的温度为 。 三．计算题（共4 小题） 22．天然气的主要成分是甲烷，其热值为36×107/m3，水的比热容是42×103/（kg•℃）。 （1）小明家一个月要用10m3的天然气，则完全燃烧这些天然气可放出多少热量？ （2）若这些热量有70%被水吸收，可将多少kg、20℃的水烧开（在标准大气压下）？ 23．某县在冬季利用地热能为用户取暖。县内有一口自喷状态地热井，出水温度为90℃， 每小时出水量为150m3．求： （1）每小时流出的地热水温度降低到50℃，所放出的热量是多少？ （2）这些热量如果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，天然 气放出的热量为多少？ （3）需完全燃烧天然气的体积为多少？（ρ 水＝10×103kg/m3，水＝42×103/（kg•℃）， 第 1 页 / 共 7 页 天然气的热值为4×107/m3） 24．小华同学家原来是用液化石油气烧水的，最近家里刚买了一台太阳能热水器，小华阅 读说明书了解到，这台太阳能热水器在晴好天气时，平均每天可将100kg 水温度从15℃ 升高到65℃。[液化石油气的热值为70×107/kg，水的比热容是42×103/（kg•℃）] （1）这台热水器中的水平均每天吸收多少热量？ （2）若液化石油气燃烧时放出热量的60%被水吸收，改用太阳能热水器后，平均每天 可节省液化石油气多少千克？ 25．在工业以及科研中为解决机器的过热问题，除通过空气自然散热之外，还采用水冷却 技术，其原理是将冷水注入与机器接触的水冷管，冷水吸热后被排出，使机器工作温度 保持稳定。现有一台输入功率P、效率为η 的发动机，为使其在室温为t 的环境下正常 工作时不能过热，单位时间内通入体积为V、温度为t 的冷水，出口处的水温为T．假 设该发动机的总散热面积为S，其中与水冷管接触的面积为S1，其余部分与空气接触， 且空气接触部分只能带走按面积分配的25%的热量，余下热量全部由水冷管带走。求该 发动机正常工作时，S1与S 的比值。（已知水的比热容为，密度为ρ） 四．解答题（共3 小题） 26．熔化热是单位质量的晶体在熔化时变为同温度的液态物质所需吸收的热量。已知冰的 熔化热是336×106/kg，熔点为0℃．冰的比热容是21×103/（kg•℃），质量为1kg 温度 为﹣1℃的冰要吸收多少热量才能完全熔化成0℃的水？ 27．80 克水温度降低1℃所放出的热量刚好能使1 克0℃的冰熔解为水。现把10 克0℃的 冰与390 克4℃的水混合，当它们达到热平衡时的温度是多少？ 28．质量相等的和B 两固体，它们的初温度均为20℃．把和B 同时放入盛有沸水的大锅炉 内后，它们分别以每克每秒126 焦耳和每克每秒42 焦耳的吸热速度吸收热量。已知和B 的比热分别为21×103 焦耳/ •℃ （千克 ）和336×103 焦耳/ •℃ （千克 ），且在吸热过程 中，和B 两个物体均未发生物态变化，求10 秒钟后： （1）物体的温度和它每克吸收的热量； （2）B 物体的温度和它每克吸收的热量。 第 1 页 / 共 7 页