《2025年高分突破课时达标讲练测九年级物理全一册沪科版》

19. 天然气是一种洁净的能源,在公交车和出租车上推行以天然气代替汽油做燃料。某物理兴趣小组的同学,用天然气给8 kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线,若在4 min内完全燃烧了0.14 kg的天然气,天然气的热值约为$6×10^{7}\ J/kg$,则经过4 min时间加热,水所吸收的热量为$2.016×10^{6}$J;天然气烧水时的热效率为24%。$[c_{水}= 4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)]$

答案： 解：由图可知，4min内水的温度从20℃升高到80℃，则水吸收的热量：
$Q_{吸}=c_{水}m(t-t_{0})=4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)×8\ kg×(80℃ - 20℃)=2.016×10^{6}\ J$
0.14kg天然气完全燃烧放出的热量：
$Q_{放}=mq=0.14\ kg×6×10^{7}\ J/kg=8.4×10^{6}\ J$
天然气烧水时的热效率：
$\eta=\frac{Q_{吸}}{Q_{放}}×100\%=\frac{2.016×10^{6}\ J}{8.4×10^{6}\ J}×100\% = 24\%$
答案：$2.016×10^{6}$；24%

20. 如图甲所示是“比较水和煤油吸热升温特点”的实验装置。
(1)加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”)。
(2)关于该实验的变量控制,下列要求中多余的是C(填字母)。
A. 采用相同的加热方法
B. 使用相同的烧杯
C. 酒精灯的形状和大小完全相同
D. 使用酒精灯的火焰基本相同
(3)小明同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图像(如图乙所示),由图像可知水的吸热本领更强,加热相同时间温度变化较大(选填“较小”或“较大”)。已知水的比热容是$4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)$,则煤油的比热容是2.1×10³$J/(kg·℃)$。
(4)如图丙所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线,由以上探究,从图像可以看出,在一年中,曲线D所示的城市气温变化较大(选填“大”或“小”),根据上面探究过程中所获得的知识可知,曲线C表示的是沿海(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。($c_{砂}＜c_{水}$)

答案： 【解析】：
(1) 根据转换法，在加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的。
(2) 采用相同的加热方法、使用相同的烧杯、使用酒精灯的火焰基本相同，目的是水和煤油吸收的热量相同，使用酒精灯的形状和大小完全相同没有必要，故选C。
(3) 根据作出的两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图像可知，加热相同时间，水升温慢，根据比较吸热能力的方法，水的吸热本领更强，即加热相同时间，水升温慢，煤油升温快，温度变化较大；由图乙可以看出，升高$4^\circ C$，水要加热6分钟，煤油要3分钟，即升高相同的温度，煤油吸热的热量为水的$\frac{3分钟}{6分钟}=\frac{1}{2}$，根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，在质量和升高温度相同的情况下，比热容$c$与$Q$成正比，故煤油的比热容是：$c_{煤油}=\frac{1}{2}×4.2×10^3\ J/(kg\cdot^\circ C)=2.1×10^3\ J/(kg\cdot^\circ C)$。
(4) 根据图丙可知，曲线D所示的城市最高、最低气温差比曲线C所示的城市的大；砂石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较大，所以曲线C表示的是沿海城市的年气温变化曲线。
【答案】：
(1) 加热时间。
(2) C。
(3) 水；较大；$2.1×10^3$。
(4) 大；沿海。