13.3 比热容【五大题型】-2024-2025学年九年级物理全一册同步高频考点精讲与热点题型精练(人教版)
2024-06-29
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2份
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32页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版(2012)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第3节 比热容 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | 比热容 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.17 MB |
| 发布时间 | 2024-06-29 |
| 更新时间 | 2024-06-29 |
| 作者 | 名师汇教育 |
| 品牌系列 | 其它·其它 |
| 审核时间 | 2024-06-29 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46028846.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
13.3 比热容【五大题型】
【题型一 比热容的概念及其计算】
1.(2023•德州期中)对于同一物态的某种物质,根据c得知( )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
2.(2023•宿迁期末)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知( )
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,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
3.(2023•上海模拟)质量相同的两金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则( )
A.升高温度较大的金属块比热容一定大
B.升高温度较大的金属块比热容一定小
C.温度高的金属块比热容一定大
D.温度高的金属块比热容一定小
4.(2023•南京期末)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J•kg﹣1•℃﹣1)
4.2×103
2.1×103
2.1×103
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
5.(2023•孝感模拟)如图,是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同的烧杯所装水和食用油的体积 (选填“相同”或“不同”),用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量,观察和比较它们升高的温度,实验结果表明,质量相等的水和食用油,升高相同的温度时, 不同,我们引入一个物理量 来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中,电能转化为 。
6.(2023•合肥期末)将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整石蜡上。经过一定时间后,观察到的现象如图所示。则三块金属的比热容最大的是 。
【题型二 利用比热容解释自然现象】
7.(2023•连云港中考)沿海地区的昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大,这主要是因为( )
A.水的内能多,沙石的内能少
B.水的导热性好,沙石的导热性差
C.水的比热容大,沙石的比热容小
D.水吸收的热量多,沙石吸收的热量少
8.(2023•洛阳期末)汽车的正常运行除了要加油外,还需要加水,水作为冷却剂有其重要的意义,这是因为水具有( )
A.较低的凝固点 B.较大的比热容
C.较小的密度 D.较高的沸点
9.(2023•株洲模拟)图为海风形成的示意图,海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
10.(2023•深圳期末)下列事例中,没有利用水的比热容大这一特性的是( )
A.炎热的夏天,在教室地面上洒水降温
B.供暖系统用热水循环供热
C.海边昼夜温差变化比沙漠中小
D.汽车的发动机用水降温
11.(2023•顺德区校级月考)水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防霜冻。隐含的物理知识是,水的 较大。气温降低时,水能 (选填“放出”或“吸收”)较多的 (选填“温度”、“内能”或“热量”)。
12.(2023•扬州期中)如图是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图象可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较 (选填“大”或“小”),根据水的比热容比砂石的比热容大的特点,曲线A表示的是 (选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
【题型三 比较不同物质的吸热能力】
13.(2023•北京期末)在探究不同物质的吸热能力时,如果选用两个相同的酒精灯给质量相同的水和食用油加热,让给它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,下列说法正确的是( )
A.通过比较加热时间来比较它们吸收热量的多少
B.通过比较升高的温度来比较它们吸收热量的多少
C.食用油比水吸收的热量多
D.食用油比水的吸热能力强
14.(2023•济南模拟)用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实验的操作及分析错误的是( )
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大
15.(2023•鞍山中考)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过
方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
16.(2023•天津期中)在探究”不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
(1)实验中应取 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格 (选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)实验数据如图所示, 液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为 (选填“甲”或“乙”)液体较为合理.
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第 条(填“①”“②”或“③”)
17.(2023•天津模拟)某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)图甲是这位同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)纠正错误后继续实验,加热过程中某时刻水的温度如图乙所示为 ℃;
(3)实验中用 表示物质吸热的多少;
(4)某同学根据记录的实验数据,绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图象,由图象可知 吸热能力强。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为 J/(kg•℃)。
18.(2023•绵阳模拟)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 (选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
【题型四 热量计算】
19.(2023•上海期中)同种物质组成的甲、乙两个物体,当他们升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是4:1时,则他们的质量之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.4:1 D.1:4
20.(2023•广州期末)质量均为1kg的铝块、铅块、水银和水(c水>c铝>c水银>c铅),将铝块和水银的温度从10℃加热到20℃,铅块和水的温度从40℃加热到50℃,则吸热最多的是( )
A.水 B.铝 C.水银 D.铅
21.(2023•济宁期中)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A.5.04×105 J B.4.2×105 J
C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
22.(2023•成都期末)将质量相等,初温相同的煤油和水分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如上图所示,经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高分别为Δt1、Δt2( )
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1=Q2,Δt1=Δt2
C.Q1<Q2,Δt1=Δt2 D.Q1<Q2,Δt1>Δt2
23.(2023•南通模拟)如图甲所示,小虎同学将质量为20g的木块(ρ木<ρ水)轻轻放入装满水的溢水杯中,当水停止外流时接水杯的水量如图乙所示(接水杯为内径均匀的柱形容器)。假如将这个接水杯倒满开水,这杯水温度降低到与体温相近时饮用,则水放出的热量最可能是【水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)】( )
A.1.0×104J B.1.5×104J C.2.5×104J D.3.5×104J
24.(2023•泰安中考)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c水=4.2×103J/(kg•℃),c水>c液。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了8.4×104J 的热量
④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
25.(2023•宿迁期末)甲、乙两物质比热容之比是2:1,质量之比是2:1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20℃,则乙物体的温度升高了 ℃.由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4:1,升高温度之比是1:3,则两物体吸收热量之比为 。
26.(2023•通辽模拟)我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏季节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。某人工湖湖水的质量为1.0×107kg.若水温平均升高0.8℃,则湖水吸收的热量为
J,若这些热量被等量的砂石吸收(c水>c砂石),则砂石升高的温度 0.8℃(选填“大于”“等于”或“小于”)。c水=4.2×103J/(kg•℃)
27.(2023•聊城期中)一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母λ表示。在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉为热源,将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水,共燃烧了14g酒精,酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)冰熔化过程中吸收的热量;
(2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰。
28.(2023•张家界期末)小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量。
(2)AB段冰吸收的热量。
(3)冰的比热容。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
【题型五 热平衡方程的应用】
29.(2023•泉州期中)A、B两物体质量相等,温度均为10℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃,现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后,甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,则A、B两种物质的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:5 C.4:9 D.1:2
30.(2023•重庆期末)质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )
A.60℃ B.70℃ C.88℃ D.90℃
31.(2023•黄冈模拟)在两个相同的杯子内,盛有质量相等的热水和冷水,在不计热损失的情况下。将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃.若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( )
A.6℃ B.7℃ C.8℃ D.9℃
32.(2023•南京期末)把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,混合温度为40℃;把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,混合温度为( )
A.50℃ B.48℃ C.36℃ D.32℃
33.(2023•合肥模拟)现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,然后迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却,热平衡后刀具与水达到共同的温度是 ℃。[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),c合金钢=0.42×103J/(kg•℃)]
34.(2023•永州期中)质量相等的甲、乙两金属球,用酒精灯加热至相同温度后,先将甲球投入一杯冷水中,待热平衡后水温升高Δt1℃,此时甲球放出的热量为Q甲;然后迅速把乙球投入水中(甲球未取出),热平衡后水温又升高Δt2℃,此时乙球放出的热量为Q乙.若Q甲=Q乙,则Δt1 Δt2,甲、乙两球的比热容c甲 c乙(两空均选填“>”“<”或“=”)(不及热量损失及水的质量损失)。
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13.3 比热容【四大题型】
【题型一 比热容的概念】
1.(2023•德州期中)对于同一物态的某种物质,根据c得知( )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
解:比热容是物质的一种特性,是物质本身的固有的属性。与物质的种类有关、与物质的状态有关。
比热容是指一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,即对同一物态的某种物质而言,吸收或放出的热量跟质量与温度的变化的乘积之比是一衡量,A、B、C不正确,D正确。
答案:D。
2.(2023•宿迁期末)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知( )
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,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
解:A、根据下面的图象可知:质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,根据公式Q吸=cm(t﹣t0),质量、升高的温度一定时,吸收的热量和物质的比热容成正比,甲吸收的热量多说明甲的比热容大,所以A是正确的;
B、根据下面的图象可知:质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,所以B是错误的;
C、同一热源加热,相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C是错误的;
D、根据下面的图象可知:质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,所以D是错误的。
图象如下:
答案:A。
3.(2023•上海模拟)质量相同的两金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则( )
A.升高温度较大的金属块比热容一定大
B.升高温度较大的金属块比热容一定小
C.温度高的金属块比热容一定大
D.温度高的金属块比热容一定小
解:根据Q=cmΔt知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度升高小,比热容小的温度升高大,所以升高温度较大的金属块,其比热容一定小,故B正确。
答案:B。
4.(2023•南京期末)如表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/(J•kg﹣1•℃﹣1)
4.2×103
2.1×103
2.1×103
0.88×103
0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
解:
A、由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同,如煤油和冰,故A错误;
B、水和冰是水的两种状态,分析表中数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化,故B错误;
C、由表中数据可知,铝的比热容大于铜的比热容;质量相等的铝和铜升高相同的温度,因铝的比热容大,则根据Q=cmΔt可知铝吸收的热量更多,故C正确;
D、质量相等的水和煤油吸收相同的热量,因为水的比热容大,所以根据Q=cmΔt可知水升高的温度少,故D错误。
答案:C。
5.(2023•孝感模拟)如图,是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同的烧杯所装水和食用油的体积 不同 (选填“相同”或“不同”),用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量,观察和比较它们升高的温度,实验结果表明,质量相等的水和食用油,升高相同的温度时, 吸收的热量 不同,我们引入一个物理量 比热容 来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中,电能转化为 内能 。
解:
(1)在“比较水和食用油的吸热能力”实验中,在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油,因为水和食用油的密度不同,所以根据ρ可知食用油和水的体积不同;
(2)质量相等的水和食用油,升高相同的温度时,加热时间不相同,即吸收的热量不相同,说明水和食用油的吸热本领不相同,物理学中用比热容来表示不同物质的这种吸热能力;
(3)在电加热过程中,消耗电能,液体的内能增大,即将电能转化为内能。
答案:不同;吸收的热量;比热容;内能。
6.(2023•合肥期末)将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整石蜡上。经过一定时间后,观察到的现象如图所示。则三块金属的比热容最大的是 丙 。
解:金属块丙下方的石蜡熔化快,说明金属块丙放出的热量多,甲、乙、丙的初温、末温都是相等的,温度变化值就是相同的,根据公式Q放=cm(t0﹣t)可知:甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等的,金属块丙放出的热量多,所以金属块丙的比热容比较大。
答案:丙。
【题型二 利用比热容解释自然现象】
7.(2023•连云港中考)沿海地区的昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大,这主要是因为( )
A.水的内能多,沙石的内能少
B.水的导热性好,沙石的导热性差
C.水的比热容大,沙石的比热容小
D.水吸收的热量多,沙石吸收的热量少
解:因为沙子的比热容较小、水的比热容较大,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;所以沿海地区昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大。
答案:C。
8.(2023•洛阳期末)汽车的正常运行除了要加油外,还需要加水,水作为冷却剂有其重要的意义,这是因为水具有( )
A.较低的凝固点 B.较大的比热容
C.较小的密度 D.较高的沸点
解:汽车发动机工作时产生大量的热,这些热如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点(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)把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
答案:B。
9.(2023•株洲模拟)图为海风形成的示意图,海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
解:
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;而夜晚,海岸和海水放出相同的热量,但水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆风,故A正确。
答案:A。
10.(2023•深圳期末)下列事例中,没有利用水的比热容大这一特性的是( )
A.炎热的夏天,在教室地面上洒水降温
B.供暖系统用热水循环供热
C.海边昼夜温差变化比沙漠中小
D.汽车的发动机用水降温
解:A、炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,故A符合题意;
B、因为水的比热容较大,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,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故B不符合题意;
C、沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,昼夜温差小;沙漠地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸放热条件下,砂石的温度变化大,故C不符合题意;
D、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,所以汽车的发动机用水降温,故D不符合题意。
答案:A。
11.(2023•顺德区校级月考)水稻是喜温植物,春季育秧时,通常傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以防霜冻。隐含的物理知识是,水的 比热容 较大。气温降低时,水能 放出 (选填“放出”或“吸收”)较多的 热量 (选填“温度”、“内能”或“热量”)。
解:水的比热容是常见物体中最大的;
根据Q放=Cm(t﹣t0),气温降低时,由于水的比热容比较大,在质量一定时,水可以放出更多的热量。
答案:比热容;放出;热量。
12.(2023•扬州期中)如图是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图象可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较 大 (选填“大”或“小”),根据水的比热容比砂石的比热容大的特点,曲线A表示的是 内陆 (选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
解:
由一年的气温变化曲线得出,A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大;
水的比热容比沙石大,在吸收或放出相同的热量时,温度变化值比较小,所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
答案:大;内陆。
【题型三 比较不同物质的吸热能力】
13.(2023•北京期末)在探究不同物质的吸热能力时,如果选用两个相同的酒精灯给质量相同的水和食用油加热,让给它们升高相同的温度,比较它们吸收热量的多少,下列说法正确的是( )
A.通过比较加热时间来比较它们吸收热量的多少
B.通过比较升高的温度来比较它们吸收热量的多少
C.食用油比水吸收的热量多
D.食用油比水的吸热能力强
解:AB、根据转换法,通过比较加热时间来比较它们吸收热量的多少,故A正确,B错误;
CD、选用两个相同的酒精灯给质量相同的水和食用油加热,让给它们升高相同的温度,水加热时间长,水吸热多,水的吸热能力强,故CD错误。
答案:A。
14.(2023•济南模拟)用如图所示的装置,先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长,以下关于该实验的操作及分析错误的是( )
A.水比煤油的比热容大
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了水和煤油受热均匀
C.实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大
解:A、由题意可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水需要的加热时间较长,即吸收的热量多,说明水的吸热能力能,所以水的比热容大于煤油的比热容,故A正确;
B、实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,故B正确;
C、水和煤油的沸点不同,加热时间也不同无法比较比热容的大小,故C错误;
D、相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后,由煤油的比热容小可知,煤油比水升高的温度大,故D正确。
答案:C。
15.(2023•鞍山中考)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度。
(1)组装器材时应按照 自下而上 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 质量 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 热传递 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 加热时间的长短 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 33 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度﹣时间图象如图丙所示,则液体 B (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
解:(1)要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时应按照自下而上的顺序依次安装;
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时,选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过热传递方式来增大液体内能的;
(3)根据转换法,此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少;
(4)温度计分度值为1℃;加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为33℃;
(5)根据绘制出的温度﹣时间图象知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
答案:(1)自下而上;(2)质量;热传递;(3)加热时间的长短;(4)33;(5)B。
16.(2023•天津期中)在探究”不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图甲、乙所示。
(1)实验中应取 质量 (选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,使用规格 相同 (选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过 加热时间 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)实验数据如图所示, 甲 液体的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为 甲 (选填“甲”或“乙”)液体较为合理.
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的第 ③ 条(填“①”“②”或“③”)
解:(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(甲、乙两种液体密度不同,根据m=ρV,体积相同的甲、乙质量不同),故实验中应取质量相同的甲、乙两种液体别倒入相同的烧杯中;
根据转换法,分使用规格相同的电加热器加热,实验中通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少;
(2)根据实验数据知,从34℃升高到42℃,甲加热2分钟,乙加热1分钟,故甲液体的吸热能力强;
根据Q=cmΔt,质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,因甲的比热容大,甲吸热多,如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂,甲液体较为合理;
(3)由温度﹣时间图像可知,加热4min时,乙的温度变化量为32℃,不考虑热损失,用相同的加热器加热,将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,加热相同时间,它们吸收的热量相同,根据Q=cmΔt可知,质量大的温度变化量小一些,质量增加到原来的2倍,则温度变化量为原来的一半,故曲线为图中的第③条。
答案:(1)质量;相同;加热时间;(2)甲;甲;(3)③。
17.(2023•天津模拟)某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)图甲是这位同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: 没有控制液体的质量相同 ;
(2)纠正错误后继续实验,加热过程中某时刻水的温度如图乙所示为 27 ℃;
(3)实验中用 加热时间 表示物质吸热的多少;
(4)某同学根据记录的实验数据,绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图象,由图象可知 水 吸热能力强。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。
解:(1)要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中液面相平,液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据m=ρV知液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同;
(2)图中温度计的分度值为1℃,温度计的示数为27℃;
(3)根据转换法,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;
(4)①根据图象分析可知,加热相同的时间,水升温小,根据比较吸热能力的第2种方法,水的吸热能力强些;
②由图乙可以看出,升高40℃,水要加热8分钟,煤油要4分钟,即升高相同的温度,煤油吸热的热量是水的 ,
根据Q吸=cmΔt可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q吸正比,故煤油的比热容是:
c煤油4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
答案:(1)没有控制液体的质量相同;(2)27; (3)加热时间;(4)水;2.1×103。
18.(2023•绵阳模拟)某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 秒表 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 加热时间长短 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表
实验组别
液体
质量/g
初温/℃
末温/℃
加热时间/min
1
水
200
25
40
13.5
煤油
200
25
40
6.5
2
水
200
25
40
12
煤油
200
25
40
5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是: 质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多) 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 C (选填序号)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 酒精灯的火焰大小不同 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 在相同时间内水和煤油吸收的热量相同 。
解:(1)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;故还用到秒表;
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是:
质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多);
(3)加热时间相同,吸收的热量相同,故AB错误,由表中数据,由(2)知,加热相同时间,水升温慢,故C正确,D错误;
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是:酒精灯的火焰大小不同;
(5)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
答案:(1)秒表;加热时间长短;
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多;
(3)C;
(4)酒精灯的火焰大小不同;
(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
【题型四 热量计算】
19.(2023•上海期中)同种物质组成的甲、乙两个物体,当他们升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是4:1时,则他们的质量之比是( )
A.1:2 B.2:1 C.4:1 D.1:4
解:由题意可知,c甲:c乙=1:1,Δt甲:Δt乙=2:1,Q甲:Q乙=4:1,
∵Q=cmΔt,
∴甲、乙的质量之比:
2:1。
答案:B。
20.(2023•广州期末)质量均为1kg的铝块、铅块、水银和水(c水>c铝>c水银>c铅),将铝块和水银的温度从10℃加热到20℃,铅块和水的温度从40℃加热到50℃,则吸热最多的是( )
A.水 B.铝 C.水银 D.铅
解:∵铝块和水银的温度从10℃加热到20℃,铅块和水的温度从40℃加热到50℃,
∴它们升高的温度值相同,
∵Q吸=cmΔt,c水>c铝>c水银>c铅,它们的质量都是1kg,
∴它们吸收的热量:
Q水>Q铝>Q水银>Q铅。
答案:A。
21.(2023•济宁期中)用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10min吸收的热量为( )
A.5.04×105 J B.4.2×105 J
C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
解:
水加热20min吸收的热量:
Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×60℃=5.04×105J。
水加热10min吸收的热量:
Q水吸′Q水吸5.04×105J=2.52×105J。
因为用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热,
甲物质10min吸收的热量:
Q甲吸=Q水吸′=2.52×105J。
答案:C。
22.(2023•成都期末)将质量相等,初温相同的煤油和水分别倒入两个完全一样的试管中,然后将这两个试管同时放入温度较高的热水中,如上图所示,经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高分别为Δt1、Δt2( )
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1=Q2,Δt1=Δt2
C.Q1<Q2,Δt1=Δt2 D.Q1<Q2,Δt1>Δt2
解:已知质量相等,初温相同的煤油和水分别倒入两个完全一样的试管中,c水>c煤油,
因为经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水的末温相同,已知初温相同,则升高的温度相同,即Δt1=Δt2;
由Q=cmΔt可得,水从热水中吸收的热量Q2更多,即Q1<Q2;故C正确。
答案:C。
23.(2023•南通模拟)如图甲所示,小虎同学将质量为20g的木块(ρ木<ρ水)轻轻放入装满水的溢水杯中,当水停止外流时接水杯的水量如图乙所示(接水杯为内径均匀的柱形容器)。假如将这个接水杯倒满开水,这杯水温度降低到与体温相近时饮用,则水放出的热量最可能是【水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)】( )
A.1.0×104J B.1.5×104J C.2.5×104J D.3.5×104J
解:因木块的密度小于水的密度,
所以,木块轻轻放入装满水的溢水杯中后处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,
由漂浮条件和阿基米德原理可得:F浮=G木=G排,即m木g=m排g,
则接水杯内水的质量:m排=m木=20g,
由图可知,接水杯中水的体积约占容器的,
由m=ρV可得,满接水杯内水的总质量:m=3m排=3×20g=60g=0.06kg,
开水的初温约为100℃,人直接可以饮用水的温度约为40℃,
则开水放出的热量:Q放=cm(t0﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×0.06kg×(100℃﹣40℃)=1.512×104J,
结合选项可知,与B接近,故B正确。
答案:B。
24.(2023•泰安中考)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c水=4.2×103J/(kg•℃),c水>c液。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了8.4×104J 的热量
④乙物质的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
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Q放=cmΔt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错误;
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Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J,故③错误;
④由图知,0~12min水放出的热量:
Q放=c水m水(t水﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×m水×(60℃﹣40℃),
0~12min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。
答案:D。
25.(2023•宿迁期末)甲、乙两物质比热容之比是2:1,质量之比是2:1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20℃,则乙物体的温度升高了 80 ℃.由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4:1,升高温度之比是1:3,则两物体吸收热量之比为 4:3 。
解:(1)∵Q吸=cmΔt,甲、乙两物体吸收相同的热量,
∴c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,
∴Δt乙80℃。
(2)∵Q吸=cmΔt,
又∵丙、丁两物体由同种材料做成,c丙=c乙,m丙:m丁=4:1,Δt丙:Δt丁=1:3,
∴两物体吸收热量:。
答案:80,4:3。
26.(2023•通辽模拟)我国许多城市中建有大型绿地,绿地中的人工湖具有“吸热”功能,盛夏季节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。某人工湖湖水的质量为1.0×107kg.若水温平均升高0.8℃,则湖水吸收的热量为 3.36×1010 J,若这些热量被等量的砂石吸收(c水>c砂石),则砂石升高的温度 大于 0.8℃(选填“大于”“等于”或“小于”)。c水=4.2×103J/(kg•℃)
解:(1)湖水吸收的热量:
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.0×107kg×0.8℃=3.36×1010J;
(2)由题知,水和沙石的质量m相同,吸收的热量相同,
因为Q吸=cmΔt,c砂石<c水,
所以Δt砂石>Δt水=0.8℃,
即吸收相同的热量,砂石升高的温度将大于0.8℃。
答案:3.36×1010;大于。
27.(2023•聊城期中)一定气压下,某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫该晶体的熔化热,用字母λ表示。在标准大气压下,用一个热效率为40%的酒精炉为热源,将50g初温为0℃的冰全部熔化为0℃的水,共燃烧了14g酒精,酒精的热值为3×107J/kg。求:
(1)冰熔化过程中吸收的热量;
(2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰。
解:(1)14g酒精完全燃烧放出的热量:
Q放=qm′=3×107J/kg×0.014kg=4.2×105J,
由η可得,冰熔化成水共吸收热量:
Q吸=Q放×η=4.2×105J×40%=1.68×105J;
(2)则冰的熔化热:
λ冰3.36×106J/kg。
答:(1)冰熔化过程中吸收的热量为1.68×105J;
(2)在标准大气压下,冰的熔化热λ冰为3.36×106J/kg。
28.(2023•张家界期末)小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量。
(2)AB段冰吸收的热量。
(3)冰的比热容。
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
解:
(1)CD段水吸收的热量:
Q吸=c水m(t水﹣t0水)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(20℃﹣0℃)=4.2×104J;
(2)由题知,相同时间内水和冰吸收的热量相同,AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,所以AB段吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即:
Q吸冰Q吸水4.2×104J=2.1×104J;
(3)AB段冰升高的温度Δt冰=0℃﹣(﹣20℃)=20℃,
由Q吸=cmΔt可得冰的比热容:
c冰2.1×103J/(kg•℃);
(4)冰熔化过程持续了40min,等于CD段所用时间的4倍,则冰熔化过程吸收的热量:
Q吸=4Q吸水=4×4.2×104J=1.68×105J。
答:(1)CD段水吸收的热量为4.2×104J;
(2)AB段冰吸收的热量为2.1×104J;
(3)冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃);
(4)冰在熔化过程中吸收的热量为1.68×105J。
【题型五 热平衡方程的应用】
29.(2023•泉州期中)A、B两物体质量相等,温度均为10℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃,现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后,甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,则A、B两种物质的比热容之比为( )
A.2:3 B.3:5 C.4:9 D.1:2
解:(1)物体A放入甲杯水后,它们的共同温度为50℃﹣4℃=46℃,
水放出的热量Q放=c水m水Δt水
A吸收的热量Q吸=cAmAΔtA,
根据热平衡方程:Q放=Q吸,
即c水m水Δt水=cAmAΔtA
代入相关数据得:
cA
(2)物体B放入乙杯水后,它们的共同温度为50℃﹣8℃=42℃,
水放出的热量Q放=c水m水Δt水
B吸收的热量Q吸=cBmBΔtB,
根据热平衡方程:Q放=Q吸,
即c水m水Δt水=cBmBΔtB
代入相关数据得:
cB
(3)∵A、B两物体质量相等,即mA=mB,
∴4:9。
答案:C。
30.(2023•重庆期末)质量相等的28℃、100℃的水分别装在甲、乙两容器中,现将一个温度为100℃的金属球放入甲容器中,达到温度相同时,甲容器中水温升高到40℃,然后迅速取出金属球放入乙容器中,再次达到温度相同时,乙容器中水温是(设不计热量损失和水的质量损失)( )
A.60℃ B.70℃ C.88℃ D.90℃
解:①当将金属球放入甲容器中时,金属球放出的热量与水吸收的热量相等,即:Q金=Q水。
设金属球的质量为m金比热容为c金 水的质量为m水 水的比热容为c水
则:Q金=m金×c金(100℃﹣40℃) Q水=m水×c水(40℃﹣28℃)
因为:Q金=Q水
所以:m金×c金(100℃﹣40℃)=m水×c水(40℃﹣28℃)
化简得:5:1
②当将金属球放入乙容器中时,乙容器中的水放出的热量与金属球吸收的热量相等,即:Q水=Q金。
由于甲乙容器中的水的质量相等,又是同一个金属球,所以仍设金属球的质量为m金比热容为c金 水的质量为m水 水的比热容为c水 此时两者共同的温度为t℃
则:Q水=m水×c水(100℃﹣t℃) Q金=m金×c金(t℃﹣40℃)
因为:Q水=Q金
即:m水×c水(100℃﹣t℃)=m金×c金(t℃﹣40℃)
(100℃﹣t℃)=t℃﹣40℃
5(100℃﹣t℃)=t℃﹣40℃
解得:t=90℃
综上分析
答案:D。
31.(2023•黄冈模拟)在两个相同的杯子内,盛有质量相等的热水和冷水,在不计热损失的情况下。将一半热水倒入冷水杯内,冷水杯内的温度升高21℃.若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内,冷水杯内的水温会升高( )
A.6℃ B.7℃ C.8℃ D.9℃
解:设容器内水的质量和一杯水的质量为m,热水的初温为t热,冷水的初温t冷,将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t,
因不计热损失,
所以,由Q=cmΔt可得:
Q放=Q吸,即cmΔt热=cmΔt冷,
解得:Δt热=2Δt冷=2×21℃=42℃,
据此可设t冷=0℃,则t=21℃,t热=21℃+42℃=63℃,
若再将热水杯内剩余热水的一半再次倒入冷水杯内时,相当于同时向冷水中倒入杯热水,
则cm(t热﹣t′)=cm(t′﹣t冷) 即3(63℃﹣t′)=4(t′﹣0℃)解得:t′=27℃,
所以,冷水温度将再升高Δt=t′﹣t=27℃﹣21℃=6℃。
答案:A。
32.(2023•南京期末)把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,混合温度为40℃;把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,混合温度为( )
A.50℃ B.48℃ C.36℃ D.32℃
解:
由题意,根据热平衡方程得:
把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,
c铁m铁(100℃﹣40℃)=c水m1(40℃﹣20℃),
即:2×c铁m铁×60℃=c水m1×40℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
把加热到100℃的某铁块投入m2克20℃的水中,
c铁m铁(100℃﹣60℃)=c水m2(60℃﹣20℃),
即:c铁m铁×40℃=c水m2×40℃,﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
①+②得:
c铁m铁×160℃=c水(m1+m2)×40℃,
∴c铁m铁c水(m1+m2),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
把加热到100℃的某铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,
c铁m铁(100℃﹣t)=c水(m1+m2)(t﹣20℃),﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④
③代入④得:
c水(m1+m2)×(100℃﹣t)=c水(m1+m2)(t﹣20℃),
解得:
t=36℃。
答案:C。
33.(2023•合肥模拟)现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,然后迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却,热平衡后刀具与水达到共同的温度是 36 ℃。[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg•℃),c合金钢=0.42×103J/(kg•℃)]
解:假设热平衡后刀具与水达到共同的温度为t,
刀具放出的热量:Q放=c合金钢m刀(t刀﹣t)=0.42×103J/(kg•℃)×1kg×(836℃﹣t),
水吸收的热量:Q吸=c水m水(t﹣t水)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(t﹣20℃),
不计热量损失,则Q吸=Q放,
即0.42×103J/(kg•℃)×1kg×(836℃﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(t﹣20℃),
解得:t=36℃。
答案:36。
34.(2023•永州期中)质量相等的甲、乙两金属球,用酒精灯加热至相同温度后,先将甲球投入一杯冷水中,待热平衡后水温升高Δt1℃,此时甲球放出的热量为Q甲;然后迅速把乙球投入水中(甲球未取出),热平衡后水温又升高Δt2℃,此时乙球放出的热量为Q乙.若Q甲=Q乙,则Δt1 > Δt2,甲、乙两球的比热容c甲 < c乙(两空均选填“>”“<”或“=”)(不及热量损失及水的质量损失)。
解:
(1)不计热量损失及水的质量损失,由于甲球未取出,甲球温度升高也会吸收热量;
则由热平衡方程可知:水吸收的热量Q吸1=Q甲,Q吸2<Q乙;
若Q甲=Q乙,则Q吸1>Q吸2;
由于先后将甲、乙两金属球投入到同一杯水中,水的质量相等,则根据Δt可知:Δt1>Δt2;
(2)由于质量相等的甲、乙两金属球,用酒精灯加热至相同温度后分别投入一杯水中,则甲金属球比乙多降低了Δt2℃,即甲金属球的末温低;
根据c可知:质量相同的不同物质,放出相同的热量,降低的温度多的比热容小,所以甲的比热容小。
答案:>;<。
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