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九年级物理选择题中等
题目
如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg3kg2kg2kg的纯净水,并用不同加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图,则下列说法正确的是( )
A.
甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为3:23:2
B.
甲杯中的水每分钟吸收的热量为1.26×105J1.26\times 10^{5}J
C.
加热相同的时间,甲、乙两杯水升高的温度之比为2:32:3
D.
将甲、乙两容器中的水,在11标准大气压下从20C20^{\circ}\mathrm{C}加热至沸腾所需要的时间之比为4:34:3
知识点:热量的计算章节:未标注

答案与解析

答案

B

解析

ABAB、由图丙可知,水的温度从20C20^{\circ}\mathrm{C}升高到40C40^{\circ}\mathrm{C}时,甲的加热时间为2min2\min,乙的加热时间为3min3\min
两容器中水升高的温度均为Δt=40C20C=20C\Delta t=40^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}=20^{\circ}\mathrm{C}
此时甲容器中的水吸收的热量:
Q吸甲=cmΔt=4.2×103J/(kgC)×3kg×20C=2.52×105JQ_{吸甲}=cm_{甲}\Delta t=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 3kg\times 20^{\circ}\mathrm{C}=2.52\times 10^{5}J
乙容器中的水吸收的热量:
Q吸乙=cmΔt=4.2×103J/(kgC)×2kg×(40C20C)=1.68×105JQ_{吸乙}=cm_{乙}\Delta t=4.2\times 10^{3}J/\left(kg\cdot ^{\circ}\mathrm{C}\right)\times 2kg\times \left(40^{\circ}\mathrm{C}-20^{\circ}\mathrm{C}\right)=1.68\times 10^{5}J
甲、乙容器中的水每分钟吸收热量分别为:
Q1=12Q吸甲=12×2.52×105J=1.26×105JQ_{吸1}=\frac{1}{2}Q_{吸甲}=\frac{1}{2}\times 2.52\times 10^{5}J=1.26\times 10^{5}JQ2=13Q乙吸=13×1.68×105J=5.6×104JQ_{吸2}=\frac{1}{3}Q_{乙吸}=\frac{1}{3}\times 1.68\times 10^{5}J=5.6\times 10^{4}J
由于不计热损失,所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同,
则加热器每分钟放出的热量之比为
Q1Q_{放1}Q2=Q1Q_{放2}=Q_{吸1}Q2=(1.26×105J):(5.6×104J)=9:4Q_{吸2}=(1.26\times 10^{5}J):(5.6\times 10^{4}J)=9:4,故AA错误、BB正确;
CC、已知相同时间内,加热器放出的热量之比为9:49:4,则相同时间内,两杯水吸收的热量之比为9:49:4,根据Δt=Qcm\Delta t=\frac{{Q}_{吸}}{cm}可得两杯水升高的温度之比为:
Δt1\Delta t_{1}Δt2=Q1cm1\Delta t_{2}=\frac{{Q}_{吸1}}{c{m}_{1}}Q2cm2=Q1m2Q2m1=9×2kg4×3kg=32=3:2\frac{{Q}_{吸2}}{c{m}_{2}}=\frac{{Q}_{吸1}{m}_{2}}{{Q}_{吸2}{m}_{1}}=\frac{9×2kg}{4×3kg}=\frac{3}{2}=3:2,故CC错误。
DD、根据Q=cmΔtQ_{吸}=cm\Delta t可知,甲、乙两容器中的水从20C20^{\circ}\mathrm{C}加热至沸腾所需热量之比:
Q\’吸甲{Q\’}_{吸甲}Q\’吸乙=m{Q\’}_{吸乙}=m_{甲}m=3kg:2kg=3:2m_{乙}=3kg:2kg=3:2
则所用时间之比为:tt_{甲}t=39t_{乙}=\frac{3}{9}24=2:3\frac{2}{4}=2:3,故DD错误。
故选:BB

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