《2025年暑期升级训练浙江教育出版社八年级物理教科版》

7. 如图所示为一种新型的金属冰块,既经济又耐用。现将质量为0.3kg、温度为-20℃的冷冻金属冰块放入装有0.2kg水的杯中,最终水温从30℃下降到20℃。若不计热量损失,下列说法中,错误的是$[c_{水}= 4.2×10^3J/(kg·℃)]( )$

D
A.金属冰块和水达到相同温度后,它们之间就不能发生热传递
B.金属冰块吸收的热量为$8.4×10^3J$
C.金属冰块与水的比热容之比为1:6
D.只将金属冰块的质量增加到0.4kg,水温可以下降到10℃

答案： 解：
A. 热传递条件为存在温度差，温度相同时不发生热传递，A正确。
B. 水放出热量：$Q_{放}=c_{水}m_{水}(t_{0水}-t)=4.2×10^{3}J/(kg·℃)×0.2kg×(30℃-20℃)=8.4×10^{3}J$，不计热量损失，$Q_{吸}=Q_{放}=8.4×10^{3}J$，B正确。
C. 金属冰块温度变化：$\Delta t_{金}=t-t_{0金}=20℃-(-20℃)=40℃$，由$Q_{吸}=c_{金}m_{金}\Delta t_{金}$得$c_{金}=\frac{Q_{吸}}{m_{金}\Delta t_{金}}=\frac{8.4×10^{3}J}{0.3kg×40℃}=700J/(kg·℃)$，比热容之比：$c_{金}:c_{水}=700:4200=1:6$，C正确。
D. 设新水温为$t'$，$Q'_{吸}=c_{金}m'_{金}(t'-t_{0金})$，$Q'_{放}=c_{水}m_{水}(t_{0水}-t')$，$Q'_{吸}=Q'_{放}$，即$700×0.4×(t'+20℃)=4200×0.2×(30℃-t')$，解得$t'=12.5℃≠10℃$，D错误。
答案：D

8. 在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将a、b两种不同的液体分别加入如图甲所示的两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热,记录相关数据,并绘制出如图乙所示的图像。
[img]
(1)在进行加热前,要求a液体和b液体的初温和质量完全相同。
(2)从开始加热到第2min时,a吸收的热量等于b吸收的热量。
(3)实验中对a、b两种不同的物质加热相同的时间,通过比较升高的温度,可以比较它们吸热能力的强弱。
(4)用原装置对初温均为20℃的c、d两种液体加热(m_{c}＞m_{d}),如图丙所示为c、d两种液体的温度随加热时间变化的关系图像,d液体的比热容大于(选填“大于”“小于”或“等于”)c液体的比热容。

答案： 【解析】：
（1）题目考查“比较不同物质吸热能力”的实验中控制变量法的应用，在进行加热前，为保证实验的科学性，需要控制被加热液体的初温和质量相同。
（2）题目考查相同加热器加热相同时间，不同物质吸收热量的比较，因为用相同的电加热器同时加热，相同时间内吸收热量相同，所以从开始加热到第2min时，a吸收的热量等于b吸收的热量。
（3）题目考查比较不同物质吸热能力的方法，实验中对a、b两种不同的物质加热相同的时间，通过比较升高的温度，可以比较它们吸热能力的强弱，升高温度低的吸热能力强。
（4）题目考查根据温度 - 时间图像比较不同物质比热容的大小，用原装置对初温均为20°C的c、d两种液体加热，由图丙可知，加热相同时间，吸收相同热量，d升温慢，根据$c = \frac{Q}{m\Delta t}$，在质量不确定的情况下，温度变化小的比热容可能大，所以d液体的比热容大于c液体的比热容。
【答案】：
（1）质量
（2）等于
（3）升高的温度
（4）大于

9.(苏州中考)如图所示为某折叠卡式炉,采用丁烷气体作为燃料。往水壶中装入体积为2L、初温为25℃的水,用卡式炉加热至100℃,消耗了25g丁烷气体。已知水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$丁烷的热值为$4.8×10^7J/kg。$求：
(1)水壶中水的质量。
(2)水吸收的热量。
(3)卡式炉的加热效率。
[img]

答案： 【解析】：
（1）本题可根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$来计算水的质量，需要用到水的密度这一知识点。
（2）求水吸收的热量，可根据热量计算公式$Q_{吸}=cm\Delta t$来计算，其中$c$是水的比热容，$m$是水的质量，$\Delta t$是温度变化量。
（3）求卡式炉的加热效率，需要先根据丁烷的热值和消耗丁烷的质量求出丁烷完全燃烧放出的热量$Q_{放}=mq$，再根据加热效率公式$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%$来计算。
【答案】：
(1)水的体积$V = 2L = 2×10^{- 3}m^{3}$，水的密度$\rho = 1.0×10^{3}kg/m^{3}$，根据$\rho=\frac{m}{V}$可得，水的质量$m = \rho V = 1.0×10^{3}kg/m^{3}×2×10^{- 3}m^{3} = 2kg$。
(2)水吸收的热量$Q_{吸}=cm\Delta t = 4.2×10^{3}J/(kg\cdot^{\circ}C)×2kg×(100 - 25)^{\circ}C = 6.3×10^{5}J$。
(3)丁烷的质量$m_{丁烷}=25g = 0.025kg$，丁烷的热值$q = 4.8×10^{7}J/kg$，则丁烷完全燃烧放出的热量$Q_{放}=m_{丁烷}q = 0.025kg×4.8×10^{7}J/kg = 1.2×10^{6}J$。
卡式炉的加热效率$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{6.3×10^{5}J}{1.2×10^{6}J}×100\% = 52.5\%$。
答：
(1)水壶中水的质量为$2kg$；
(2)水吸收的热量为$6.3×10^{5}J$；
(3)卡式炉的加热效率为$52.5\%$。