《2024年5年中考3年模拟九年级物理全一册人教版》

8. (2023山东潍坊期末,19,★★☆)珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时,把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后,立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中,水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属 = 0.5×10³ J/(kg·℃),不计热量损失。求:(P9303001)
(1)水吸收的热量;
(2)火焰中心的温度。

答案： 解析 （1）水的质量：$m_{水}=200g = 0.2kg$，水吸收的热量：$Q_{吸}=c_{水}m_{水}(t - t_{0}) = 4.2\times10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)\times0.2kg\times(80^{\circ}C - 20^{\circ}C)=5.04\times10^{4}J$；（2）不计热量损失，金属块放出的热量：$Q_{放}=Q_{吸}=5.04\times10^{4}J$，达到热平衡后，金属块的温度与水的温度相同，金属块的质量：$m_{金属}=150g = 0.15kg$。由$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$可知，金属块的初温：$t_{0}'=\frac{Q_{放}}{c_{金属}m_{金属}}+t=\frac{5.04\times10^{4}J}{0.5\times10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)\times0.15kg}+80^{\circ}C = 752^{\circ}C$，金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，金属块的温度与火焰中心的温度相同，所以火焰中心的温度为$752^{\circ}C$。

9. (2024广东中山期中)阅读短文,回答问题。(P9303004)
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。
如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q = k(t物 - t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能________(选填“变大”“变小”或“不变”),这种改变内能的方式叫作________,发生条件是两个物体具有________。
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是________。
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为____。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2×10³ J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×10³ kg/m³,则盐水的比热容为________J/(kg·℃)。

答案： 答案 （1）变小 热传递 温度差 （2）C （3）$0.9q$ （4）$3.5\times10^{3}$
解析 本题考查改变内能的方法、功率的定义、密度公式和热量公式的应用，关键是从题目获取解题相关的信息，培养学生获取相关信息的能力。（1）物体向周围散热，内能减少，周围环境的内能增加，能量的形式没有发生变化，因此物体向周围散热属于热传递，发生条件是两个物体具有温度差；（2）由题目提供的信息可知，散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少；速度的定义是单位时间内通过的路程，故A错误；密度的定义是单位体积某种物质的质量，故B错误；功率的定义是单位时间内做的功，与散热快慢一样都是描述单位时间内的能量，故C正确；效率的定义是有用的能量与总能量之比，故D错误；（3）由题意可知，$q = k(t_{物}-t_{环}) = k\times(30^{\circ}C - 20^{\circ}C)$，解得：$k=\frac{q}{10^{\circ}C}$，由于散热系数$k$与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，因此当物体温度降低到$29^{\circ}C$时，散热系数$k$不变，散热快慢：$q' = k(t_{物}'-t_{环})=\frac{q}{10^{\circ}C}\times(29^{\circ}C - 20^{\circ}C)=0.9q$；（4）因为水和盐水的初温和末温都相同，即$\Delta t_{水}=\Delta t_{盐水}=\Delta t$，所以此时水和盐水的散热快慢相同，则水和盐水放出热量之比$\frac{Q_{水放}}{Q_{盐水放}}=\frac{24q}{22q}=\frac{12}{11}$，由图可知，水和盐水的体积相同，因为$Q_{放}=cm\Delta t$，所以有：$\frac{c_{水}m_{水}\Delta t_{水}}{c_{盐水}m_{盐水}\Delta t_{盐水}}=\frac{c_{水}\rho_{水}V\Delta t}{c_{盐水}\rho_{盐水}V\Delta t}=\frac{12}{11}$，解得：$c_{盐水}=\frac{11\rho_{水}c_{水}}{12\rho_{盐水}}=\frac{11\times1.0\times10^{3}kg/m^{3}}{12\times1.1\times10^{3}kg/m^{3}}\times4.2\times10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)=3.5\times10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)$。