内容正文:
13.3 比热容(专题训练)【八大题型】
一.比热容的概念、单位和物理意义(共5小题)
二.生活中的比热容问题(共4小题)
三.比较不同物质的吸热能力(共4小题)
四.生活中用水做冷凝剂和加热剂的原理(共4小题)
五.用水的比热容大解释内陆沿海温差大的现象(共5小题)
六.比热容的定义式(共4小题)
七.计算物体温度变化时的吸放热(共7小题)
八.不同物质的吸热本领(共6小题)
一.比热容的概念、单位和物理意义(共5小题)
1.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
2.小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容[J/(kg·°C)]
水4.2×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
沙石0.92×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A.固体的比热容一定小于液体的比热容
B.物质由固态变为液态,其比热容不变
C.100g酒精用去一半后,其比热容变为原来的一半
D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铝块比铜块吸收的热量多
3.关于比热容的几种说法中正确的是( )
A.质量相等的不同物质,升高相同温度,比热容一样大
B.选择水作为发动机的冷却剂,是利用水的比热容较大的特点
C.比热容与热量有关,某种物质吸收或放出热量越多,比热容越大
D.砂石的比热容是,它表示砂石升高1℃吸收的热量是0.92×103J
4.过桥米线是云南人爱吃的食物,路过米线馆可以闻见汤的香呋,这是 现象;水 杯中装有质量为1kg 的水,水很难被压缩说明分子间存在 ,如果将水杯中的水 倒去一半后,剩余水的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
5.在“探究物体温度变化时吸收热量多少跟哪些因素有关”的实验。实验时用两个相同的烧杯,装有质量相等的水和煤油,用两个同样的电热器同时加热,实验可观察到 的温度升高得快些;若使它们升高相同的温度,则 的加热时间要长些。实验表明:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,这反映了物质的一种特性,用 这个物理量来表示。
二.生活中的比热容问题(共4小题)
6.2023年10月至11月,儿童支原体感染者较多,发热、咳嗽。下列对常用体温计的叙述合理的是( )
A.体温计的质量约是100g
B.体温计的长度约为12cm
C.酒精的比热容比水银的大,建议用酒精代替水银作为测温物质
D.体温计做成外有凸起的弧形玻璃面便于读数,是利用凸透镜成放大的实像的原理
7.为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎,一些车辆上都有胎压报警装置,其主要部件是胎压检测探头,这样可以大大降低爆胎带来的危害;而在冬天为了防止冻裂水箱,在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是( )
A.轮胎爆胎的过程是机械能转化为内能的过程
B.汽车轮胎上的花纹是为了减小摩擦
C.高速运行的汽车通过热传递方式改变轮胎内能
D.汽车的防冻剂不但需要凝固点低、沸点高,还需要比热容大吸热能力强
8.“城市热岛”效应的形成主要是城市中人口、汽车和空调等的急剧增加从而使城市聚热;钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网,它们的 小,在阳光的照射下升温快,它们取代了原本能降低城市温度的树木和草地;雨水大部分从下水道排走,地面水分 (填物态变化名称)时的吸热作用日益丧失;再加之城市通风不良,空气难以形成对流,不利于向外传递热量等原因。
9.打开一瓶香水,不久就会闻到香味,这是由于分子在不停地做 造成的。夏天烈日下,游泳池里的水温比空气温度低,晚上,游泳池里的水温比空气温度高,主要原因是水与空气比较,水的比热容较 的缘故。
三.比较不同物质的吸热能力(共4小题)
10.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg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.甲杯水中每分钟吸收的热量为2.52×105 J
B.甲乙两杯中的加热器每分钟放出热量之比为9︰4
C.加热相同时间,甲乙两杯水升高的温度之比2︰1
D.将甲乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为3︰2
11.用相同电热棒给水和某种液体加热,这两种液体的温度随加热时间的图线如图所示,若这两种液体的质量相同,则某液体的c= ;若这两种液体的比热容关系为c水=2c液,则m水∶m液= 。[]
12.为了比较两种液体(其中一种为水)的吸热能力,某同学取来两个相同的装置,做了如图所示的实验。
(1)实验前调整铁夹A的高度,目的是 ;
(2)实验过程中,在烧杯中需要分别装入 和初温相同的两种液体;用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)反映液体吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,作出了液体的温度随加热时间变化的图像。如图乙所示,吸热本领更强的是液体 (选填“1”或“2”);另一种液体的比热容为 ;
(4)泗阳曾入选全国十佳宜居县城,这里水源充足,环境优美,气候宜人。请你结合本实验的结论来谈谈形成“宜居泗阳”的物理原因 。
13.小明利用如图一所示的实验装置探究“比较不同物质吸热升温的现象”,其操作如下:
(1)在两个相同的烧杯中分别装入 相等的甲、乙两种物质;
(2)用相同的酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度时间的关系图像,如图二所示;完成该实验,除天平和温度计外,还需要一个测量工具是 ;
(3)为了比较甲、乙物质的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度,比较加热时间;②让两者加热相同时间,比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”、“②”或“①和②”);
(4)分析图二可知,两温度计示数都升高到40℃时,甲增加的内能 (选填“>”、“=”或“<”)乙增加的内能;若使两者升高相同的温度,则吸收更多热量的是 。
四.生活中用水做冷凝剂和加热剂的原理(共4小题)
14.下列应用实例中,主要不是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A.用水冷却汽车发动机 B.用热水袋取暖
C.向秧田灌水防止冻坏秧苗 D.用湿毛巾给发烧病人擦拭降温
15.汽车发动机用水来冷却,冬天人们也用装水的热水袋来取暖,这是由于( )
A.自然界的水资源丰富易得
B.水的比热容较大
C.水善于传热
D.水的密度较大
16.农用拖拉机在作业时需向发动机的散热水箱里加水,这是利用水的 较大的性质;若水箱中质量为20kg的水温度从25℃升高到到75℃,则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.10月末的西吉,冬季已悄然来临,从10月15日起西吉县开始供暖。教室里的散热片内装的是水,这主 要是利用了水的 (填“热值”或“比热容”)大的特性,热水在散热器内循环流动时, (填“吸收”或“放出”)热量温度降低,教室内的空气 (填“吸收”或“放出”)热量,这个过程中教室内的空气内能增大,这个过程主要是通过 (填“做功”或“热传递”)的方式实现的。
五.用水的比热容大解释内陆沿海温差大的现象(共5小题)
18.新疆有句谚语叫“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”。关于形成这种气候的原因,说法正确的是( )
A.新疆的地理位置特殊导致当地的气压变化比较大,所以温差就比较大
B.新疆地区的沙石比较多,而沙石的比热容较小,在有太阳照射的时候温度升高得比较快,没有太阳照射的时候温度下降的也比较快,所以温差比较大
C.这种现象和沿海地区的温差比内陆地区的温差小的原因是不同的
D.因为沙石的比热容比较大,吸收的热量比较多,温度的变化就会比较大
19.家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。在海边,仅在海陆风因素的影响下,出现图乙、图丙所示的情形,则下列说法中正确的是( )
A.图乙所示是白天时的情形,图丙是夜晚时的情形
B.图丙所示是白天时的情形,图乙是夜晚时的情形
C.图乙、丙都是白天时的情形
D.图乙、丙都是夜晚时的情形
20.暑假小华和家人到海边旅游,发现中午时沙滩很热而海水较凉,这主要是因为水的 大,医生建议给中暑的病人采用湿毛巾擦拭身体的方式物理降温,这一操作 (选填“是”或“不是”)主要利用水的上述属性。
21.读万卷书行万里路,小海在研学时发现沿海地区气温变化不像内陆显著,这是因为水的比热容较 。对于相等质量的水和干泥土,在同样受热或冷却的情况下,吸收或放出的热量相等,水的温度变化比干泥土 。因此,在受太阳照射条件相同时,沿海地区的夏季比内陆地区 ,冬季比内陆地区 ,在一天之内温度变化较 。
22.“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,说明在陆游那个时代,人们就已经察觉到城市暖于郊区,城市主要是建筑群、砂石、水泥地面,这种现象叫做“热岛效应”。
(1)请你从比热容的角度分析城市“热岛效应”的主要原因;
(2)请你提出一项缓解这种现象的合理建议。
六.比热容的定义式(共4小题)
23.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,把质量均为0.5kg的水和煤油分别装入两个相同的容器内,用相同的热源给它们加热,其温度随时间变化的图象如图所示。不考虑实验中的热损失。下列分析正确的是( )
A.煤油的吸热能力比水强
B.加热2min,煤油吸收热量是4.2×104J
C.加热2min,煤油比水吸收热量多
D.煤油的比热容是2.8×103J/(kg·℃)
24.质量相同的水和某种液体用两个相同的电热器分别加热,每隔2min记录一次数据,如下表所示,则该液体的比热容为(水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)( )
加热时间/min
0
1
2
水的温度/℃
10
14
18
液体的温度/℃
10
18
26
A.1.2×103 J/(kg·℃) B.2.0×103 J/(kg·℃)
C.2.1×103 J/(kg·℃) D.0.8×103 J/(kg·℃)
25.小唐研究物质的比热容,取甲、乙两种物质,质量之比为,让它们升高相同的温度时,发现吸收的热量之比为,则甲、乙两种物质的比热容之比为 。
26.质量、初温相同的水和煤油(c水>c煤油),放出了相同的热量后,将其混合在一起。由于它们之间的 不同而发生热传递,此时热量是由 传递到 。
七.计算物体温度变化时的吸放热(共7小题)
27.兴趣小组用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,根据实验数据绘制了如图所示的甲、乙两种液体温度与加热时间的关系图像[c水=4.2×103J/(kg·℃)],下列分析与计算正确的是( )
A.甲液体在0℃时,分子停止运动,内能为零
B.若其中一种液体为水,则另一种液体的比热容为1.4×103J/(kg·℃)
C.加热2min,甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多
D.用甲液体作柴油机的冷却剂效果更好
28.甲、乙两物体,它们的质量之比为2∶1,比热之比为2∶3,使它们升高相同的温度,甲乙吸收的热量之比为( )
A.3∶4 B.3∶1 C.4∶3 D.1∶3
29.如图所示,温度高的热水和温度低的煤油接触发生热传递时温度随时间变化关系图像,假设在热传递过程中没有热量损失,由图中所给的信息可知,水与煤油的质量比、水放出的热量与煤油吸收的热量比分别是[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),c煤油=2.1×103J/(kg•℃)]( )
A.1︰4,1︰4 B.4︰1,4︰1
C.4︰1,1︰1 D.1︰4,1︰1
30.小明在实验室里做了“比较沙子和水的吸热能力”实验,发现初温和质量都相等的沙子和水,用相同的热源加热相同的时间后,沙子的末温比水的高。不计热损失,从理论上可得,小明的实验中沙子升高的温度与水升高的温度之比是 【水的比热容为,沙子的比热容为】
31.铁的比热容是0.45×103焦/(千克⋅℃),单位读作 。相同质量的水和铁块,温度都升高1℃, 吸收的热量多;如果它们吸收相同的热量, 升高温度多。
32.一个质量为4.2g的烧红的铁钉,温度为600℃,若它的温度降低到100℃,释放的热量为多少J?若这些热量全部用于加热100g常温的水,则一标准大气压下的水温将升高多少℃?[已知铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
33.现有100℃的热水1kg,要用10℃的冷水掺入其中配制40℃的温水,假设热传递过程没有热量损失,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),求
(1)配制过程中,1kg、100℃的热水放出的热量;
(2)需要加入10℃冷水的质量。
八.不同物质的吸热本领(共6小题)
34.小旋从如表提供的信息中,得出了以下几个结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容c[J·(kg·℃)-1]
水4.2×103
水银0.14×103
铝0.88×103
酒精2.4×103
干泥土0.84×103
铅0.13×103
冰2.1×103
铜0.30×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铁0.46×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.同种物质在不同状态下比热容不同
C.液体的比热容都比固体大
D.质量相同的铁和铅:升高相同的温度,铁吸收的热量多
35.如图所示,用规格相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,不计热损失,丙所示为液体温度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
B.甲液体比乙液体的比热容比大
C.升高相同温度,甲、乙吸收的热量相同
D.加热相同的时间,甲、乙两种液体升高的温度之比
36.质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容4.2×103J/(kg·℃),。下列说法中( )
①甲物质是水②0~12min乙温度降低了40℃
③0~12min甲放出了4.2×104J的热量④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
A.只有①②③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.①②③④都正确
37.如图所示是2kg冰熔化时温度随时间变化的图像,设相同时间内物质吸收的热量相同,整个过程不考虑水的汽化,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 (选填“甲”或“乙”)。已知冰的比热容是,水的比热容是,根据图像,可以得出第2-5min冰熔化过程吸收了 J的热量(不考虑散热)。
38.比较“水和煤油吸热本领的大小”,小明做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质
质量/g
初温/℃
水温/℃
加热时间/min
水
60
20
45
6
煤油
60
20
70
6
(1)实验中选用相同的电热器对 相等的水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(2)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油升高的温度;
(3)实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。若水的比热容,煤油的比热容为 。
39.如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置,实验记录如表。
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的 (选填“质量”或“体积”)相等;
(2)本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱,若选择水和煤油作为冷却液,应该选择 (选填“水”或“煤油”);
(3)若实验中水和煤油的质量均是200g,加热4min,煤油吸收的热量为 J。[不考虑热损失,]
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13.3 比热容(专题训练)【八大题型】
一.比热容的概念、单位和物理意义(共5小题)
二.生活中的比热容问题(共4小题)
三.比较不同物质的吸热能力(共4小题)
四.生活中用水做冷凝剂和加热剂的原理(共4小题)
五.用水的比热容大解释内陆沿海温差大的现象(共5小题)
六.比热容的定义式(共4小题)
七.计算物体温度变化时的吸放热(共7小题)
八.不同物质的吸热本领(共6小题)
一.比热容的概念、单位和物理意义(共5小题)
1.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
【答案】A
【详解】ACD.用同一热源加热相同的时间,物体吸收的热量是相同的。读图像可以知道,在吸收热量相同时,甲液体升高的温度小,根据比热容定义可以知道,甲的比热容比乙大。故A正确,CD错误;
B.读图像可以知道,升高相同的温度,对甲加热的时间长,即甲吸收的热量多。故B错误。
故选A。
2.小明根据下表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容[J/(kg·°C)]
水4.2×103
冰2.1×103
酒精2.4×103
沙石0.92×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A.固体的比热容一定小于液体的比热容
B.物质由固态变为液态,其比热容不变
C.100g酒精用去一半后,其比热容变为原来的一半
D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,铝块比铜块吸收的热量多
【答案】D
【详解】A.固体的比热容不一定小于液体的比热容,比如:冰比水银的比热容大,故A错误;
B.同一物质发生物态变化后,比热容改变。比如水和冰的比热容不同,故B错误;
C.比热容与物质种类、状态有关,同种物质,状态不变时,比热容不会发生变化,酒精用去一半,剩下的比热容不变,故C错误;
D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,因为铝的比热容大于铜的比热容,根据吸热公式Q=cmΔt可知,铝吸收的热量多,故D正确。
故选D。
3.关于比热容的几种说法中正确的是( )
A.质量相等的不同物质,升高相同温度,比热容一样大
B.选择水作为发动机的冷却剂,是利用水的比热容较大的特点
C.比热容与热量有关,某种物质吸收或放出热量越多,比热容越大
D.砂石的比热容是,它表示砂石升高1℃吸收的热量是0.92×103J
【答案】B
【详解】AC.比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,与质量、热量、温度变化无关,不同物质的比热容一般不同。故AC错误;
B.因为水的比热容较大,相同质量升高相同的温度时,可以吸收更多的热量,所以选择水作为发动机的冷却剂,故B正确;
D.砂石的比热容是,它表示1kg的砂石每升高1℃吸收的热量是0.92×103J,故D错误。
故选B。
4.过桥米线是云南人爱吃的食物,路过米线馆可以闻见汤的香呋,这是 现象;水 杯中装有质量为1kg 的水,水很难被压缩说明分子间存在 ,如果将水杯中的水 倒去一半后,剩余水的比热容 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 扩散 斥力 不变
【详解】[1]闻见汤的香味,是组成汤的分子无规则运动到空气中,属于扩散现象。
[2]根据分子间作用力的知识可知,水很难被压缩说明分子间存在斥力。
[3]将水杯中的水倒去一半后,水的质量减少,但水的种类和状态没有改变,水的比热容不变。
5.在“探究物体温度变化时吸收热量多少跟哪些因素有关”的实验。实验时用两个相同的烧杯,装有质量相等的水和煤油,用两个同样的电热器同时加热,实验可观察到 的温度升高得快些;若使它们升高相同的温度,则 的加热时间要长些。实验表明:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,这反映了物质的一种特性,用 这个物理量来表示。
【答案】 煤油 水 比热容
【详解】[1]实验时用两个相同的烧杯,装有质量相等的水和煤油,用两个同样的电热器同时加热,相同时间水和煤油吸热相同,实验可观察到煤油的温度升高得快些.
[2]若使它们升高相同的温度,水与煤油的质量相同,水的比热容较大,则水需要吸收的热浪较大,实验中用相同的加热装置,则水的加热时间要长些。
[3]实验表明:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同,这反映了物质的一种特性,用比热容这个物理量来表示。
二.生活中的比热容问题(共4小题)
6.2023年10月至11月,儿童支原体感染者较多,发热、咳嗽。下列对常用体温计的叙述合理的是( )
A.体温计的质量约是100g
B.体温计的长度约为12cm
C.酒精的比热容比水银的大,建议用酒精代替水银作为测温物质
D.体温计做成外有凸起的弧形玻璃面便于读数,是利用凸透镜成放大的实像的原理
【答案】B
【详解】A.水银体温计的质量较小,约为10g,故A不符合题意;
B.中学生“一拃”的长度约15cm,常用水银体温计的长度略小于此数值,在12cm左右,故B符合题意;
C.体温计是用水银作为测温物质,主要是因为水银比热容较小,质量相同的水银和酒精相比,吸收相同的热量,水银的温度变化大,能快捷、灵敏的测量体温,故C不符合题意;
D.体温计的读数与一般的温度计方式不同,它有特殊的结构,即体温计有向外凸起的弧形玻璃面,起到放大镜的作用,成的是正立、放大的虚像,故D不符合题意。
故选B。
7.为了防止在炎热的夏季高速运行的汽车爆胎,一些车辆上都有胎压报警装置,其主要部件是胎压检测探头,这样可以大大降低爆胎带来的危害;而在冬天为了防止冻裂水箱,在水箱内都加有防冻剂。关于题中的描述下列论述正确的是( )
A.轮胎爆胎的过程是机械能转化为内能的过程
B.汽车轮胎上的花纹是为了减小摩擦
C.高速运行的汽车通过热传递方式改变轮胎内能
D.汽车的防冻剂不但需要凝固点低、沸点高,还需要比热容大吸热能力强
【答案】D
【详解】A.发生爆胎时,轮胎内的气体对外做功,将内能转化为机械能,故A错误;
B.汽车轮胎上的花纹,是压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦,故B错误;
C.长时间高速行驶的汽车轮胎发热,是因为轮胎是克服摩擦力做功,机械能转化成内能,属于做功改变内能,故C错误;
D.防冻液中掺入了其它物质,使凝固点降低,沸点升高,即凝固点低,沸点高,它的比热容大,质量相同的冷却液和其它物质相比,升高相同的温度,吸收的热量多,故D正确。
故选D。
8.“城市热岛”效应的形成主要是城市中人口、汽车和空调等的急剧增加从而使城市聚热;钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网,它们的 小,在阳光的照射下升温快,它们取代了原本能降低城市温度的树木和草地;雨水大部分从下水道排走,地面水分 (填物态变化名称)时的吸热作用日益丧失;再加之城市通风不良,空气难以形成对流,不利于向外传递热量等原因。
【答案】 比热容 汽化
【详解】[1]钢筋、水泥、沙石的比热容比水小,在同样太阳光照(吸收相同的热量)下,钢筋、水泥、沙石温度升高的多,是导致热岛效应的原因之一。
[2]钢筋水泥、土木砖瓦以及纵横交织的道路网,取代了原本能降低城市温度的树木和草地,地面水分汽化时吸收热量减少,这是导致热岛效应的另一个原因。
9.打开一瓶香水,不久就会闻到香味,这是由于分子在不停地做 造成的。夏天烈日下,游泳池里的水温比空气温度低,晚上,游泳池里的水温比空气温度高,主要原因是水与空气比较,水的比热容较 的缘故。
【答案】 无规则运动 大
【详解】[1]打开一瓶香水,不久就会闻到香味,这是分子的扩散现象,这是由于分子在不停地做无规则运动造成的。
[2]因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,吸收太阳相同的热量,水升高的温度较小,故夏天烈日下,游泳池里的水温比空气温度低,晚上,放出相同热量,水降低的温度小,游泳池里的水温比空气温度高。
三.比较不同物质的吸热能力(共4小题)
10.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg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.甲杯水中每分钟吸收的热量为2.52×105 J
B.甲乙两杯中的加热器每分钟放出热量之比为9︰4
C.加热相同时间,甲乙两杯水升高的温度之比2︰1
D.将甲乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为3︰2
【答案】B
【详解】A.甲杯水中2分钟吸收的热量
所以每分钟吸收的热量为,故A错误;
B.乙杯水每分钟吸收的热量
水吸收的热量等于加热器放出的热量,则甲乙两杯中的加热器每分钟放出热量之比为
故B正确;
C.甲杯中2min水升温20℃,则每分钟温度升高10℃,乙杯中3min水升温20℃,每分钟温度升高,加热相同时间,甲乙两杯水升高的温度之比为
故C错误;
D.甲水温升高20℃需要2min,所以20℃加热至沸腾需要8min,乙水温升高20℃需要3min,从20℃加热至沸腾需要12min,时间之比为
故D错误。
故选B。
11.用相同电热棒给水和某种液体加热,这两种液体的温度随加热时间的图线如图所示,若这两种液体的质量相同,则某液体的c= ;若这两种液体的比热容关系为c水=2c液,则m水∶m液= 。[]
【答案】
【详解】[1][2] 用相同电热棒给水和某种液体加热,则相同时间内吸收热量相同。由图可知,同样加热120s,吸收相同的热量,甲升温20℃,乙升温60℃,若这两种液体的质量相同,根据可知,甲的比热容较大,所以甲是水,乙是未知液体。质量和吸收热量相同,则甲乙的比热容和温度变化量成反比,所以甲乙的比热容之比为
则某液体的比热容为
若这两种液体的比热容关系为c水=2c液,根据,则水和某种液体的质量之比为
12.为了比较两种液体(其中一种为水)的吸热能力,某同学取来两个相同的装置,做了如图所示的实验。
(1)实验前调整铁夹A的高度,目的是 ;
(2)实验过程中,在烧杯中需要分别装入 和初温相同的两种液体;用 (选填“加热时间”或“升高的温度”)反映液体吸收热量的多少;
(3)根据实验数据,作出了液体的温度随加热时间变化的图像。如图乙所示,吸热本领更强的是液体 (选填“1”或“2”);另一种液体的比热容为 ;
(4)泗阳曾入选全国十佳宜居县城,这里水源充足,环境优美,气候宜人。请你结合本实验的结论来谈谈形成“宜居泗阳”的物理原因 。
【答案】 用酒精灯的外焰加热 质量 加热时间 1 水的比热容大,可以调节气温
【详解】(1)[1]酒精灯的外焰温度最高,实验前调整铁夹A的高度,目的是用酒精灯的外焰加热。
(2)[2]比较两种液体的吸热能力,实验过程中要控制被加热的液体的质量相同。
[3]实验中采用相同的装置加热不同的液体,加热时间相同,液体吸收热量相同,即实验中通过加热时间反映液体吸收热量的多少。
(3)[4]由图乙得,加热相同时间,质量相同的两种液体吸收相同的热量,液体1升高的温度较少,由得,液体1的吸热能力较强。
[5]水的吸热能力较强,则液体1是水。液体1、2分别从68℃升高到98℃,加热的时间分别为20min、10min,由得
另一种液体的比热容为
(4)[6]泗阳曾入选全国十佳宜居县城,这里水源充足,环境优美,气候宜人。形成“宜居泗阳”的物理原因是水的吸热能力较强,相同质量的水,吸收或放出相同热量,升高或降低的温度较小,因此泗阳冬暖夏凉,适合居住。
13.小明利用如图一所示的实验装置探究“比较不同物质吸热升温的现象”,其操作如下:
(1)在两个相同的烧杯中分别装入 相等的甲、乙两种物质;
(2)用相同的酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度时间的关系图像,如图二所示;完成该实验,除天平和温度计外,还需要一个测量工具是 ;
(3)为了比较甲、乙物质的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度,比较加热时间;②让两者加热相同时间,比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是 (选填“①”、“②”或“①和②”);
(4)分析图二可知,两温度计示数都升高到40℃时,甲增加的内能 (选填“>”、“=”或“<”)乙增加的内能;若使两者升高相同的温度,则吸收更多热量的是 。
【答案】 质量 秒表 ①和② > 乙
【详解】(1)[1]在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种物质,通过加热相同时间,甲乙物质吸收相同的热量,比较甲乙升高温度多少,得出甲乙吸热能力大小。
(2)[2]实验中还需要一个测量工具是测量时间的秒表。
(3)[3]两者质量相同①让两者升高相同的温度,比较加热时间,加热时间越长,表示吸收热量越大,由得,吸热越多的物体吸热能力越强;②让两者加热相同时间,两者吸收热量相同,比较升高的温度,升高温度越少的物体吸热越多的物体吸热能力越强,故可行的方案是①和②。
(4)[4]分析图二可知,两温度计示数都升高到40℃时,甲加热时间较长,说明甲吸收热量较多,则甲增加的内能大于乙增加的内能。
[5]若使两者升高相同的温度,乙被加热时间较长,吸收热量较多。
四.生活中用水做冷凝剂和加热剂的原理(共4小题)
14.下列应用实例中,主要不是利用水的比热容较大这一特性的是( )
A.用水冷却汽车发动机 B.用热水袋取暖
C.向秧田灌水防止冻坏秧苗 D.用湿毛巾给发烧病人擦拭降温
【答案】D
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以用热水袋取暖,故B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故C不符合题意;
D.用湿毛巾给发烧病人擦拭降温,利用的是水蒸发吸热,与比热容无关,故D符合题意。
故选D。
15.汽车发动机用水来冷却,冬天人们也用装水的热水袋来取暖,这是由于( )
A.自然界的水资源丰富易得
B.水的比热容较大
C.水善于传热
D.水的密度较大
【答案】B
【详解】人们用水给发动机冷却,是为了让水带走更多的热量,在质量相同,升高相同的温度,水的比热容大,吸收热量多;用热水取暖,是为了让水放出更多的热量,在质量相同,降低相同的温度,水的比热容大,放出热量多;所以都是因为水的比热容较大,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
16.农用拖拉机在作业时需向发动机的散热水箱里加水,这是利用水的 较大的性质;若水箱中质量为20kg的水温度从25℃升高到到75℃,则水吸收的热量是 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 比热容 4.2×106
【详解】[1]和质量相同的其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,即水的比热容大;汽车发动机用水作冷却剂就是利用水的这个特性。
[2]据题意可知,水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×(75℃-25℃)=4.2×106J
17.10月末的西吉,冬季已悄然来临,从10月15日起西吉县开始供暖。教室里的散热片内装的是水,这主 要是利用了水的 (填“热值”或“比热容”)大的特性,热水在散热器内循环流动时, (填“吸收”或“放出”)热量温度降低,教室内的空气 (填“吸收”或“放出”)热量,这个过程中教室内的空气内能增大,这个过程主要是通过 (填“做功”或“热传递”)的方式实现的。
【答案】 比热容 放出 吸收 热传递
【详解】[1]教室里的散热片内装的是水,是因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,水的温度升高或降低相同的温度,吸收或放出相同的热量多。
[2][3][4]热水在散热器内循环流动时,由于有温度差,热水放出热量,温度降低,教室内的空气吸收热量,空气内能增大,温度升高,这个过程主要是通过热传递的方式实现的。
五.用水的比热容大解释内陆沿海温差大的现象(共5小题)
18.新疆有句谚语叫“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”。关于形成这种气候的原因,说法正确的是( )
A.新疆的地理位置特殊导致当地的气压变化比较大,所以温差就比较大
B.新疆地区的沙石比较多,而沙石的比热容较小,在有太阳照射的时候温度升高得比较快,没有太阳照射的时候温度下降的也比较快,所以温差比较大
C.这种现象和沿海地区的温差比内陆地区的温差小的原因是不同的
D.因为沙石的比热容比较大,吸收的热量比较多,温度的变化就会比较大
【答案】B
【详解】因为沙子的比热容较小,白天,吸收热量后,沙子的温度升高的多,气温较高;夜晚,放出热量后,沙子的温度下降的多,气温较低;由此可知沙漠地区白天黑夜的温差大,产生了“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的现象,故B正确,ACD错误。
故选。
19.家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。在海边,仅在海陆风因素的影响下,出现图乙、图丙所示的情形,则下列说法中正确的是( )
A.图乙所示是白天时的情形,图丙是夜晚时的情形
B.图丙所示是白天时的情形,图乙是夜晚时的情形
C.图乙、丙都是白天时的情形
D.图乙、丙都是夜晚时的情形
【答案】B
【详解】水的比热容大于砂石和泥土的比热容,白天太阳照射时,海洋升温慢,陆地升温快,陆地的热空气就上升,地面附近海洋的空气来补充,气流就从海洋向陆地,即风从海洋吹向陆地;晚上陆地很快就冷却下来,而海洋则很慢,海洋的温度高,而陆地的温度低,地面气体就从陆地流向海洋,即风从陆地吹向海洋。因此白天,风力发电机翼朝向大海,晚上,风力发电机翼朝向陆地。则图乙是晚上,图丙是白天。故ACD错误,B正确。
故选B。
20.暑假小华和家人到海边旅游,发现中午时沙滩很热而海水较凉,这主要是因为水的 大,医生建议给中暑的病人采用湿毛巾擦拭身体的方式物理降温,这一操作 (选填“是”或“不是”)主要利用水的上述属性。
【答案】 比热容 不是
【详解】[1]由于海水比沙子的比热容大,因此相同质量的海水和沙子,在吸收相同的热量时,沙子温度的温度变化大,海水温度变化小,所以中午时沙滩很热而海水较凉。
[2]医生建议给中暑的病人采用湿毛巾擦拭身体的方式物理降温,这是利用水蒸发吸收热量,所以病人身体会降温,没有利用水的比热容大属性。
21.读万卷书行万里路,小海在研学时发现沿海地区气温变化不像内陆显著,这是因为水的比热容较 。对于相等质量的水和干泥土,在同样受热或冷却的情况下,吸收或放出的热量相等,水的温度变化比干泥土 。因此,在受太阳照射条件相同时,沿海地区的夏季比内陆地区 ,冬季比内陆地区 ,在一天之内温度变化较 。
【答案】 大 小 温度低 温度高 小
【详解】[1][2]根据,由于水的比热容较大,相同质量的水与干泥土相比,在白天在同样受热情况下,吸收的热量相同,而水的温度变化比干泥土变化小。
[3][4][5]夏季在受太阳照射条件相同时,吸收相同的热量,因水的比热容比泥土的大,水升高的温度较少,泥土升温较多,所以在沿海地区的夏季比内陆地区温度低。冬季放出相同的热量,水的温度下降较少,泥土的温度下降较多,因此冬季沿海地区比内陆地区温度高,沿海地区一天温度变化较小。
22.“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,说明在陆游那个时代,人们就已经察觉到城市暖于郊区,城市主要是建筑群、砂石、水泥地面,这种现象叫做“热岛效应”。
(1)请你从比热容的角度分析城市“热岛效应”的主要原因;
(2)请你提出一项缓解这种现象的合理建议。
【答案】见解析
【详解】(1)砂石、水泥的比热容比水的小,在质量相同,吸收相同热量时,砂石、水泥的温度升高比水的大,所以城区比郊区温度高;
(2)为了缓解“热岛效应”现象,应多植树造林,修建人工湖。
六.比热容的定义式(共4小题)
23.在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,把质量均为0.5kg的水和煤油分别装入两个相同的容器内,用相同的热源给它们加热,其温度随时间变化的图象如图所示。不考虑实验中的热损失。下列分析正确的是( )
A.煤油的吸热能力比水强
B.加热2min,煤油吸收热量是4.2×104J
C.加热2min,煤油比水吸收热量多
D.煤油的比热容是2.8×103J/(kg·℃)
【答案】B
【详解】A.在质量、吸收的热量相同时,吸热能力弱(比热容小)的物质升高的温度快,由图象可知,相同时间内,即吸收相同的热量,煤油温度升高的快,这说明煤油的吸热能力比水弱,故A错误;
BCD.相同加热器在相同时间内放出的热量相同,则加热2min时水和煤油吸收的热量相同,由图象可知,加热2min水的温度升高了
40℃-20℃=20℃
则煤油吸收的热量
Q油吸=Q水吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J
由图象可知,加热2min煤油的温度升高了
60℃-20℃=40℃
煤油的比热容为
故B正确,CD错误。
故选B。
24.质量相同的水和某种液体用两个相同的电热器分别加热,每隔2min记录一次数据,如下表所示,则该液体的比热容为(水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)( )
加热时间/min
0
1
2
水的温度/℃
10
14
18
液体的温度/℃
10
18
26
A.1.2×103 J/(kg·℃) B.2.0×103 J/(kg·℃)
C.2.1×103 J/(kg·℃) D.0.8×103 J/(kg·℃)
【答案】C
【详解】加热相同的时间,液体吸收的热量相同,经过1min水温上升4℃,该液体温度上升8℃,温度变化量为水的2倍,根据可知,该液体的比热容是水比热容的一半,故该液体的比热容为
故选C。
25.小唐研究物质的比热容,取甲、乙两种物质,质量之比为,让它们升高相同的温度时,发现吸收的热量之比为,则甲、乙两种物质的比热容之比为 。
【答案】3︰2
【详解】甲、乙两种物质的比热容之比为
26.质量、初温相同的水和煤油(c水>c煤油),放出了相同的热量后,将其混合在一起。由于它们之间的 不同而发生热传递,此时热量是由 传递到 。
【答案】 温度 水 煤油
【详解】[1]发生热传递的条件是有温度差,热量会从高温物体传向低温物体,由于水和煤油的比热容大小不同,根据可知,放出了相同的热量后,两者的温度不同,存在温度差,所以会发生热传递。
[2][3]由,可知,放出相同的热量,水的比热容大,所以温度变化量小,即末温高,所以热量从水传递给煤油。
七.计算物体温度变化时的吸放热(共7小题)
27.兴趣小组用相同的酒精灯给质量相同的甲、乙两种液体加热,根据实验数据绘制了如图所示的甲、乙两种液体温度与加热时间的关系图像[c水=4.2×103J/(kg·℃)],下列分析与计算正确的是( )
A.甲液体在0℃时,分子停止运动,内能为零
B.若其中一种液体为水,则另一种液体的比热容为1.4×103J/(kg·℃)
C.加热2min,甲液体吸收的热量比乙液体吸收的热量多
D.用甲液体作柴油机的冷却剂效果更好
【答案】B
【详解】A.任何物体都有内能,甲液体在0℃时,也有内能,故A错误;
B.水的比热容大,所以乙为水,由知道,在质量相同,升高相同温度时,加热时间乙是甲的三倍,即
比热容之比等于吸收热量之比,所以
所以甲的比热容为
故B正确;
C.根据转换法知道,加热2min,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量,故C错误;
D.质量相同的甲、乙两种液体,吸收相同的热量,甲液体升高的温度值较大,比热容较小,不适合作柴油机冷却剂,故D错误。
故选D。
28.甲、乙两物体,它们的质量之比为2∶1,比热之比为2∶3,使它们升高相同的温度,甲乙吸收的热量之比为( )
A.3∶4 B.3∶1 C.4∶3 D.1∶3
【答案】C
【详解】由公式可知,温度升高相同时,甲乙吸收热量之比为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
29.如图所示,温度高的热水和温度低的煤油接触发生热传递时温度随时间变化关系图像,假设在热传递过程中没有热量损失,由图中所给的信息可知,水与煤油的质量比、水放出的热量与煤油吸收的热量比分别是[已知c水=4.2×103J/(kg•℃),c煤油=2.1×103J/(kg•℃)]( )
A.1︰4,1︰4 B.4︰1,4︰1
C.4︰1,1︰1 D.1︰4,1︰1
【答案】D
【详解】热传递时高温物体放出热量,低温物体吸收热量,在热传递过程中没有热量损失,则水放出的热量全部被煤油吸收,所以,水放出的热量与煤油吸收的热量比是1︰1,故有
由图可知,水降低的温度为40℃,煤油升高的温度为20℃,所以,水与煤油的质量比为
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
30.小明在实验室里做了“比较沙子和水的吸热能力”实验,发现初温和质量都相等的沙子和水,用相同的热源加热相同的时间后,沙子的末温比水的高。不计热损失,从理论上可得,小明的实验中沙子升高的温度与水升高的温度之比是 【水的比热容为,沙子的比热容为】
【答案】105∶23
【详解】用相同的热源加热相同的时间,热源放出的热量相等,不计热损失时,沙子和水吸收的热量相同,据得,沙子升高的温度与水升高的温度之比
31.铁的比热容是0.45×103焦/(千克⋅℃),单位读作 。相同质量的水和铁块,温度都升高1℃, 吸收的热量多;如果它们吸收相同的热量, 升高温度多。
【答案】 焦每千克摄氏度 水 铁
【详解】[1]铁的比热容c铁=0.45×103焦/(千克⋅℃),单位读作焦每千克摄氏度,表示的意思是质量为1kg的铁温度每升高1℃,吸收0.45×103焦的热量。
[2][3]水的比热容大于铁的比热容,相同质量的水和铁块,温度都升高1℃,由Q=cmΔt可知,水吸收的热量多;如果它们吸收相同的热量,由可知铁升高的温度多。
32.一个质量为4.2g的烧红的铁钉,温度为600℃,若它的温度降低到100℃,释放的热量为多少J?若这些热量全部用于加热100g常温的水,则一标准大气压下的水温将升高多少℃?[已知铁的比热容为0.46×103J/(kg·℃),水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】966J,2.3℃
【详解】解:铁钉放出的热量为
根据题意可知,水吸收的热量为
水的质量为
m水=100g=0.1kg
水升高到温度为
答:(1)一个质量为4.2g的烧红的铁钉,温度为600℃,若它的温度降低到100℃,释放的热量为966J;
(2)若这些热量全部用于加热100g常温的水,则一标准大气压下的水温将升高2.3℃。
33.现有100℃的热水1kg,要用10℃的冷水掺入其中配制40℃的温水,假设热传递过程没有热量损失,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),求
(1)配制过程中,1kg、100℃的热水放出的热量;
(2)需要加入10℃冷水的质量。
【答案】(1)2.52×105J;(2)2kg
【详解】解:(1)1kg、100℃的热水放出的热量
(2)假设热传递过程没有热量损失,则冷水吸收的热量为
由
可知,冷水的质量为
答:(1)配制过程中,1kg、100℃的热水放出的热量为2.52×105J;
(2)需要加入10℃冷水的质量为2kg。
八.不同物质的吸热本领(共6小题)
34.小旋从如表提供的信息中,得出了以下几个结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容c[J·(kg·℃)-1]
水4.2×103
水银0.14×103
铝0.88×103
酒精2.4×103
干泥土0.84×103
铅0.13×103
冰2.1×103
铜0.30×103
砂石0.92×103
煤油2.1×103
铁0.46×103
A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小
B.同种物质在不同状态下比热容不同
C.液体的比热容都比固体大
D.质量相同的铁和铅:升高相同的温度,铁吸收的热量多
【答案】C
【详解】A.水银的比热容比较小,吸收相同的热量温度升得更高,可以更准确地测量物体的温度,故A正确,不符合题意;
B.同种物质状态不同时,比热容会发生变化,例如水和冰是同一种物质的不同状态,它们的比热容就不相同,故B正确,不符合题意;
C.由表中数据可知,水银是液体,但水银的比热容小于干泥土、铜、铁等固体的比热容,故C错误,符合题意;
D.由表中数据可知,铁的比热容大于铅的比热容,质量相同的铁和铅,升高相同的温度,由公式Q吸=cmΔt可知,铁吸收的热量多,故D正确,不符合题意。
故选C。
35.如图所示,用规格相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,不计热损失,丙所示为液体温度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
B.甲液体比乙液体的比热容比大
C.升高相同温度,甲、乙吸收的热量相同
D.加热相同的时间,甲、乙两种液体升高的温度之比
【答案】D
【详解】A.甲乙使用的是规格相同的加热器,所以每分钟放出的热量相等,甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2︰3,故A错误;
B.由丙图可知,加热时间相同,均为2min时,甲液体温度变化量大于乙液体,根据可知,甲液体的比热容小于乙液体,故B错误;
C.温度同样升高20℃,甲液体需要2min,乙液体需要3min,乙液体加热时间长,所以吸收的热量更多,故C错误;
D.由C分析可知,升高相同的温度,甲乙液体吸收的热量之比为2︰3,由可知,甲乙液体比热容之比为2︰3。所以,加热相同的时间,吸收的热量相同,由可知,甲、乙两种液体升高的温度之比为,故D正确。
故选D。
36.质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容4.2×103J/(kg·℃),。下列说法中( )
①甲物质是水②0~12min乙温度降低了40℃
③0~12min甲放出了4.2×104J的热量④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg·℃)
A.只有①②③正确 B.只有②④正确
C.只有①④正确 D.①②③④都正确
【答案】D
【详解】①时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢, 根据热量的计算公式可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小, 所以,甲液体的比热容大,所以若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是甲液体,故①正确;
②由图可知:乙液体的初温是60℃,放热12分钟后乙液体的末温是20℃,乙温度降低了40℃,故②正确;
③读图可得,甲在12min内由60℃降低到40℃,降低的温度是
60℃-40℃=20℃
甲液体已判断出是水, 所以甲放出的热量
故③正确;
④由图知,0~12min水放出的热量
0~l2min乙液体放出的热量
Q放=c乙m乙(60℃-20℃)
由题知,水和乙液体的质量相同,即m水=m乙
4.2×103J/(kg・℃)×m水×(60℃-40℃)=c乙m乙(60℃-20℃),
解得c乙=2.1×103J/(kg・℃),故④正确。
故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
37.如图所示是2kg冰熔化时温度随时间变化的图像,设相同时间内物质吸收的热量相同,整个过程不考虑水的汽化,甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图 (选填“甲”或“乙”)。已知冰的比热容是,水的比热容是,根据图像,可以得出第2-5min冰熔化过程吸收了 J的热量(不考虑散热)。
【答案】 乙 /63000
【详解】[1]图甲中相同时间内,水和冰温度变化量也相同;图乙中相同时间内,水的温度变化量小于甲。水和冰质量相同,吸收的热量相同,水的比热容大于冰,所以水的温度变化量小于冰,故图乙正确。
[3]冰在2min内吸收的热量
所以得出每分钟吸收的热量
相同时间内物质吸收的热量相同,第2-5min冰熔化经历了3min,吸收的热量为
38.比较“水和煤油吸热本领的大小”,小明做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和煤油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质
质量/g
初温/℃
水温/℃
加热时间/min
水
60
20
45
6
煤油
60
20
70
6
(1)实验中选用相同的电热器对 相等的水和煤油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油吸收的热量;
(2)对水和煤油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油升高的温度;
(3)实验表明, (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。若水的比热容,煤油的比热容为 。
【答案】 质量 等于 小于 水
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法可知,要用相同的电热器对质量相同的水和煤油加热相同的时间,加热器放出的热量相同,则物质吸收的热量是相同的,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。通过比较物质升高温度的多少来比较物质吸热本领的大小。
(2)[3]根据表格中的数据可知,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量后,煤油升高的温度更高,水的温度更低,水升高的温度小于煤油升高的温度。
(3)[4]根据表中的数据可知,相同质量的水和煤油,吸收相同的热量,水升高的温度小于煤油升高的温度,因此水吸热的能力更强。
[5]由表中数据可知,加热6min,水升高的温度为
45℃-20℃=25℃
煤油升高的温度为
70℃-20℃=50℃
根据可知,在质量、吸收热量相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,即
则煤油的比热容为
39.如图是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置,实验记录如表。
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
4
30
煤油
20
4
40
(1)实验中利用相同规格的电加热器给水和煤油加热,需要控制水和煤油的 (选填“质量”或“体积”)相等;
(2)本实验是通过比较 来反映水和煤油吸热能力的强弱,若选择水和煤油作为冷却液,应该选择 (选填“水”或“煤油”);
(3)若实验中水和煤油的质量均是200g,加热4min,煤油吸收的热量为 J。[不考虑热损失,]
【答案】 质量 温度的变化 水 8.4×103
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,即实验中应保证水和煤油的初温与质量都相同,这用到了控制变量法。
(2)[2]用相同的电加热器对液体加热,在相等时间内液体吸收的热量相等,加热时间越长,液体吸收的热量越多,可以用加热时间长短表示吸收热量的多少,温度的变化反映液体吸热能力的强弱。
[3]分析数据可知,加热相同时间,水升温慢,水的吸热能力较强;水的比热容大,根据Q吸=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同时,水吸热多,所以汽车发动机的冷却液应该选择水。
(3)[4]根据Q吸=cmΔt可得,加热4min,水和煤油吸收的热量相同,200g水吸热温度升高10℃,则煤油吸收的热量为
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