内容正文:
第1节 热 量 比热容
1.
热量
在热传递过程中,传递的热的多少叫热量.热量的单位是焦耳.
2.
热量的计算
用c表示物质的比热容,m 表示物体的质量,t0 表示物体的初温,t表示物体的末温,则:
(1)
物体温度升高时,吸收的热量Q吸=cm(t-t0).
(2)
物体温度降低时,放出的热量Q放=cm(t0-t).
(3)
若用Δt表示物体温度的变化量,上述两个公式可统一表示为Q=cmΔt.
3.
实验比较不同物质吸热的情况
(1)
采用控制变量法,即让两种不同物质的质量、温度、升高的温度相同.
(2)
尽量让不同物质在相同的时间内吸收的热量相等,用加热时间表示物质吸收热量的多少.
(3)
尽量避免热量的损失.
4.
比热容
(1)
定义和定义式: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
乘积之比叫作这种物质的比热容,用符号c表示.
定义式:c=
Q吸
m(t2-t1)
.
(2)
单位:焦耳每千克摄氏度,符号:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位.
(3)
物理意义:表示物体吸热或放热本领的物理量.比如,水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃),表示
的物理意义:1千克的水温度升高1
℃吸收的热量是4.2×103
J.
(4)
物质的一种属性,其大小由物质本身决定,与物质的质量、温度无关,与物质的状态有关.
5.
水的比热容
(1)
在常见物质中水的比热容是最大的.
(2)
应用:①作散热剂或冷却剂,如汽车发动机用水作冷却剂;②取暖,如冬天用水作取暖设备
的供热介质等.
(3)
解释现象:例如,沙漠地区昼夜温差比较大,沿海地区昼夜温差比较小.这是由于水的比热
容比较大,一定质量的水与相同质量的沙石相比,吸收或放出相同的热量时,水的温度变
化比较小.
36
题型1 比较不同物质吸热的情况
例1 如图所示,用相同的电加热器加热质量相同的甲和乙两种液体,实验数据记录如下表.以下
判断正确的是 ( )
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 20 22 24 26 28
乙的温度/℃ 20 24 28 32 36
甲 乙
A.
吸收相同热量时,甲的温度变化量大于乙的
B.
温度变化量相同时,乙需要更多的加热时间
C.
甲和乙的内能都是通过热传递的方式增加的
D.
实验结束停止加热后,乙的降温速度比甲慢
解析:A.
根据表格中的数据,加热时间相同,吸收的热量相同,甲的温度变化量小于乙的温度变
化量,故A错误;B.
吸收相同热量,甲的温度变化量小于乙的温度变化量,据此推理可知,变化相
同的温度,甲需要更多的加热时间,故B错误;C.
甲和乙的内能都是通过热传递的方式改变的,
故C正确;D.
用相同的电加热器加热质量相同的甲和乙两种液体,在相同时间内,吸收相同的热
量,乙液体升高温度比较快,根据Q=cmΔt可知,乙的比热容小于甲的比热容,所以实验结束停
止加热后,乙的降温速度比甲快,故D错误.故选:C.
答案:C
题型2 比热容的理解及应用
例2 关于比热容,下列说法中正确的是 ( )
A.
比热容与物体吸收的热量有关
B.
一桶水的比热容比一杯水的比热容大
C.
水结冰后,比热容不变
D.
水的比热容较大,所以水常被当做冷却剂
解析:A.
比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,比热容与物体吸收的热量无
关,故A错误;B.
比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与质量无关,一桶水
的比热容等于一杯水的比热容,故B错误;C.
比热容与状态有关,水结冰后,比热容发生改变,故
C错误;D.
水常被用作冷却剂,是因为水的比热容大,质量相同的水和其他液体相比较,升高相
同的温度时,吸收的热量多,故D正确.故选:D.
答案:D
题型3 水的比热容的特点及应用
例3 下列事例利用了水比热容较大这一特性的是 ( )
46
A.
用水冷却汽车发动机 B.
夏天在室内洒水感觉凉爽
C.
冬天北方菜窖放几桶水 D.
发烧用温水擦身体降温
解析:A.
因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量
多,所以用水冷却汽车发动机,故A符合题意;B.
炎热的夏天在室内地上洒水感到凉爽,是利用
了水蒸发吸热,降低的室内温度,与水的比热容无直接关系,故B不符合题意;C.
冬季里,北方贮
菜常在地窖放几桶水,液态的水遇冷会凝固成冰,凝固放出热量,使菜窖的温度不至于过低而将
菜冻坏,与比热容无关,故C不符合题意;D.
发烧时,使用温水给人擦拭身体降温,是利用蒸发吸
热,与比热容无关,故D不符合题意.故选:A.
答案:A
题型4 比热容的计算公式及其应用
例4 在没有电热毯等取暖设备的年代里,智慧的劳动人民用如图所示500
mL的玻璃盐水瓶装
满开水放进被窝捂脚,睡觉前开水灌进去,第二天早上还感觉温温的,水的比热容为4.2×103
J/
(kg·℃),这样一瓶水一夜放出的热量大约为 ( )
A.
1.2×103
J B.
1.2×104
J C.
1.2×105
J D.
1.2×106
J
解析:瓶子装满水的体积V=500
mL=500
cm3,由ρ=
m
V
得水的质量:m=ρV=1.0
g/cm3×
500
cm3=500
g=0.5
kg;开始水为开水,温度约为t0=100
℃,后来感觉温温的,末温约为
37
℃,水放出的热量:Q放=c水 m(t0-t)=4.2×103
J/(kg·℃)×0.5
kg×(100
℃-37
℃)=
1.323×105
J,与C选项最接近.故选:C.
答案:C
题型5 比热容的图像问题
例5 两个相同的容器分别装满了质量相等的甲、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,以下说法正确的是 ( )
A.
甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.
乙液体的比热容大于甲液体的比热容
C.
加热相同时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.
加热相同时间,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
解析:AB.已知两种液体质量相等,由图像可以看出:在加热相同时间,即吸收热量相同时,甲液
体升高的温度更大,由公式c=
Q
mΔt
可知,甲液体比热容较小,故A错误,B正确;CD.用同一热源
56
加热,加热时间相同,两种液体吸收的热量相同,故CD错误.故选:B.
答案:B
一、
选择题
1.
比热容是物质的一种特性,下列情况中,比热容会发生变化的是 ( )
A.
一桶食用油用了一半 B.
将汽油加到油箱里
C.
将水冷冻成冰块 D.
将20
℃的铁块加热到50
℃
2.
由热量计算公式得到c=
Q
mΔt
,那么物质的比热容 ( )
A.
跟物体吸收的热量成正比 B.
跟物体质量成反比
C.
跟物体的温度变化成反比 D.
跟以上三项都无关
3.
古诗词和谚语是中华传统文化的瑰宝,有着极具丰富的内涵.下列说法正确的是 ( )
A.
“不知明镜里,何处得秋霜”,霜的温度虽然很低,但仍然具有内能
B.
“只要功夫深,铁杵磨成针”,磨铁杵的过程中靠热传递改变铁杵的内能
C.
“沙暖睡鸳鸯”,水寒沙暖,白天太阳照射时,沙比水升温快,说明沙的比热容大
D.
“心急吃不了热豆腐”,是因为热豆腐含有很多热量
4.
如图所示为白天海陆风形成的示意图,海陆风形成的原因:与海洋相比,陆地的土地 ( )
A.
比热容较小,在相同日照条件下升温较快,空气密度较小,气压较低
B.
比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,空气密度较小,气压较高
C.
比热容较大,在相同日照条件下升温较快,空气密度较大,气压较低
D.
比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,空气密度较小,气压较低
5.
厦门被誉为“海上花园”.海水能较好地调节气候,是因为水的 ( )
A.
内能大 B.
含热量多
C.
比热容大 D.
热值大
6.
初春育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻,正确的做法是 ( )
A.
早晨多排水,傍晚多灌水 B.
早晨多灌水,傍晚多排水
C.
早晨和傍晚都要多灌水 D.
早晨和傍晚都不要灌水
7.
汽车发动机及发电机线圈通常用水或水溶液作为冷却剂,这是利用了水的 ( )
A.
凝固点低 B.
密度大 C.
比热容大 D.
热值小
66
8.
根据表中数据,下列判断正确的是(一些物质的比热容J/(kg·℃)) ( )
水 4.2×103 铝 0.88×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
沙石 0.92×103 铜 0.39×103
A.
不同物质的比热容不可能相同
B.
在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢
C.
因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大
D.
质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多
9.
甲、乙两种物质,质量之比是3∶2,吸收相同的热量后,升高的温度之比是2∶3,则甲、乙两种
物质的比热容之比是 ( )
A.
2∶3 B.
9∶4 C.
3∶2 D.
1∶1
10.
质量相等的甲、乙两个物体吸收热量,温度升高,二者升高的温度与吸收热量的关系图像如
图所示.下列说法正确的是 ( )
A.
甲物体的比热容大
B.
甲物体的吸热能力强
C.
乙物体的比热容大
D.
乙物体的吸热能力弱
二、
填空题
11.
热量是指在 过程中,物体吸收或者放出能量的多少,单位
是 ,物体吸收的热量与物质种类、质量和 有关.
12.
冬季常用水循环供暖,这是利用了水的 大的性质.在标准大气压下,质量为2
kg的
水温度从50
℃降低20
℃,放出的热量为 J.
13.
把质量和温度均相同的铝球和铜球同时投入沸水中,足够长的时间后,两球的温度变
化 (选填“相同”或“不相同”),吸收的热量 (选填“铜球多”“铝球多”或“一
样多”).(已知c铝>c铜)
14.
某液体的沸腾图像如图所示,该液体的质量为0.2
kg,前4
min吸收的热量是6.72×103
J,
则此液体的沸点为 ,比热容为 .
15.
在一标准大气压下,质量为10
kg、初温为20
℃的水吸收的热量为4.2×106
J,则水的末温为
℃;冷水温度是20
℃,热水温度是80
℃,为了使冷热水混合后的温度为40
℃,不
76
计热量损失,冷水和热水的质量比是 .
16.
我国古代劳动人民智慧无穷,如图所示是我国古人应用的一种“省油灯”及其原理图,在灯盏
下增加了一层夹层,夹层留一小孔,可以从小孔向夹层中加水.灯点燃后,油的温度升高,内
能 ,加快油的蒸发,耗油量增加.在夹层中加水后,由于水的 较大,可以吸
收更多的热量,从而使油的温度不会太高,降低耗油量.
第16题 第17题
17.
在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,根使你对比热容的理解和应用,当出现
如图所示的风向,此时应该是 (选填“白天陆地温度
高于海水温度”或“夜晚海水温度高于陆地温度”).
三、
简答、实验题
18.
暑假,小明在家帮妈妈做饭时发现,刚从超市买回来的冻鸡腿,泡在常温的水中比放在空气
中解冻得更快.请你用所学的物理知识解释这一现象.
19.
比较“水和食用油的吸热情况”,实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,烧杯内
加入初温相同的水和食用油.
(1)
为了完成实验,除了图中的器材外,还需要的测量仪器有 和 .并通
过 来反映产生热量的多少.请指出甲、乙两图中存在一个问题会导致实
验无法进行: .
(2)
改正错误后,点燃酒精灯,每隔相同的时间记录下水和食用油的温度,并绘制成丙图.则
图中的 代表水的温度变化规律的图像.
86
20.
在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,
分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示.
A
B
C
(1)
图B为某时刻的温度,其示数为 ℃.
(2)
分析图C可知,吸收相同热量, 液体升温更高, 液体更适合作汽车发动
机的冷却液.
(3)
若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40
℃和35
℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、
乙液体的比热容之比为 .
(4)
用相同的加热器加热的目的是 .
四、
解答题
21.
如图甲所示小周将质量为250
g、初温为20
℃的牛奶放入质量为100
g、初温为90
℃的水中
进行加热,同时,他还利用温度计和钟表测出温度的变化情况,并作出了如图乙所示的水和
牛奶的温度随时间变化的关系曲线,c水=4.2×103
J/(kg·℃),求:
(1)
达到相同温度时,水放出的热量.
(2)
小明查询资料得到牛奶的比热容,并计算得出此过程中牛奶吸收的热量后发现,牛奶吸
收的热量小于水放出的热量,这是什么原因呢?
甲 乙
96
(2)
越大 (3)
对不透明液体,不便观察(或由于容器
壁、隔板既不透明又无刻度,不易测准A,B 两侧液体
的深 度 或 橡 皮 膜 的 弹 性 好 坏 影 响 实 验 效 果 等)
10.
(1)
液 体 内 部 有 向 上 的 压 强 越 大 (2)
略
(3)
1.2×103 (4)
向下 10 11.
(1)
右 使杠杆的
自重 对 杠 杆 平 衡 不 产 生 影 响 (2)
D (3)
2
12.
(1)
使用定滑轮提升同一重物时,拉力的大小与
拉力的方向是否有关 (2)
①②
专项训练四 计算题
1.
(1)
火车从甲地开往乙地的时间为16:30-7:30=9h,
火车 从 甲 地 开 往 乙 地 的 平 均 速 度 是 v1=
s
t1
=
900km
9h =100km
/h. (2)
火车通过桥梁的行驶速度
v2=144km/h=40m/s,火车过桥时通过的路程为火
车长度s1 与桥梁长度s2 之和,即s1+s2=v2t2,得火
车的长度s1=v2t2-s2=40m/s×25s-400m=600m.
2.
(1)
汽车行驶时间t=
6min=360
s,则汽车通过
的路程为s=vt=20
m/s×360
s=7200
m. (2)
因
为汽车在平直公路上匀速行驶,受到的牵引力、阻力
是一对平衡力,则F=f=500
N,汽车牵引力做的有
用功W 有=Fs=500
N×7200
m=3.6×106
J. (3)
汽车消耗的电能W 电=2
kW·h=7.2×106
J,汽车
能量利用的效率为η=
W 有
W 电 ×100%=
3.6×106
J
7.2×106
J
×
100%=50%. 3.
(1)
分析表格数据可知,手机的
质量 为 144g,体 积 V =100×48×20mm3 =
96000mm3=96cm3,故 密 度ρ=
m
V =
144g
96cm3
=
1.5
g/cm3. (2)
“广 告 手 机”的 体 积 V=96×
1000cm3=96×10-3 m3,“广告手机”的质量是96kg,
则“广告 手 机”的 密 度ρ=
m
V =
96kg
96×10-3m3
=1×
103kg/m3,“广告手机”的密度小于塑料的密度,故
“广告手机”是空心的. 4.
吸盘的面积为:S=π
D
2
2
=3.14× 0.22 m
2
=0.0314m2,作用在与吸
盘面积相等的玻璃上的压力至少等于玻璃重力,因
此吸盘内气压比外界标准大气压小的值为:p=
F
S=
G
S=
125.6N
0.0314m2
=4×103Pa. 5.
(1)
水深h=30cm
=0.3m,则对桶底的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3
×10N/kg×0.3m=3000Pa. (2)
V=15L=
15dm3=0.015m3,水 的 质 量:m =ρV=1.0×
103kg/m3×0.015m3=15kg,则水的重力:G=mg
=15kg×10N/kg=150N. (3)
手提水时受到的压
力:F=G+G'=150N+1kg×10N/kg=160N,则
手受到的压强:p=
F
S=
160N
1×10-3m2
=1.6×105Pa.
6.
(1)
v=
s
t=
10
8
m/s=1.25m/s. (2)
根据二力
平衡可知,物体匀速前进时,有:f=F推=2000N.
(3)
W=F推·s=2000N×10m=2×104J. (4)
p=
F
S=
G
S=
4000
0.16
Pa=2.5×104Pa. 7.
(1)
由于汽车
匀速行驶时,受平衡力的作用,所以牵引力F=f=
1800N. (2)
由P=Fv 得:汽车匀速行驶速度v=
P
F=
6×104W
1800N
≈33.3m/s. (3)
W=Pt=6×104W
×5×60s=1.8×107J.
8.
(1)
重物对地面的压力:F=G=640N,与地面的
接触面积:S=80cm×80cm=6400cm2=0.64m2.
则对 地 面 的 压 强:p=
F
S =
640N
0.64m2
=1000Pa.
(2)
要想使人所用的拉力最小,需承担物重的绳子
段数最多,即n=3.
(3)
设重物升高的高度为h,则绳子自由端移动的距
离为s=3h.有用功:W 有=Gh,总功:W 总=Fs,机械
效率:η=
W 有
W 总×100%=
Gh
Fs×100%=
G
3F×100%=
640N
3×360N×100%
≈59.3%.
第三部分
探究先飞
第十三章 内 能
第1节 热 量 比热容
1.
C 2.
D 3.
A 4.
A 5.
C 6.
A 7.
C
8.
D 9.
D 10.
C 11.
热传递 焦耳 温度的变
化 12.
比热容 1.68×10513.
相 同 铝球多
14.
300 0.168×103
J/(kg·℃) 15.
100 2∶1
6
16.
增大 比热容 17.
夜晚海水温度高于陆地温
度. 18.
因为水的比热容较大,相同质量的水和其
他物质比较,降低相同的温度,水对冻鸡腿放出的热
量多,所以冻鸡腿在自来水中比在空气中解冻快.
19.
(1)
天平 秒表 加热时间的长短 没有控制
水和食用油质量相同 (2)
B 20.
(1)
39 (2)
乙
甲 (3)
3∶2 (4)
使甲、乙两种液体在相同的时间
内吸收的热量相同
21.
(1)
水放出的热量:Q吸=c水 m(t0-t)=4.2×
103
J/(kg·℃)×0.1
kg×(90
℃-40
℃)=
2.1×104
J.
(2)
凉牛奶置于放在室内盛有热水的敞口玻璃
杯中加热时,有热量散失到空气中,所以热水放
出的热量大于牛奶吸收的热量.
第2节 分子动理论的初步知识
1.
D 2.
D 3.
B 4.
D 5.
B 6.
C 7.
C 8.
D
9.
(1)
引力 (2)
扩散 10.
做无规则运动 间隙
11.
扩散 温度 12.
大 斥力 13.
用热水洗涤沾
满油污的盘子效果更好,是因为温度越高,油污分子
运动 越 剧 烈,扩 散 越 快,更 容 易 与 盘 子 分 离.
14.
(1)
分子间有间隙 不能 混合后总体积变化
不明显 (2)
分子间有引力 (3)
分子在永不停息
地无规则运动
第3节 内 能
1.
D 2.
D 3.
B 4.
A 5.
C 6.
C 7.
C 8.
C
9.
0 不为0 10.
增大 引力 11.
两手互搓,克服
摩擦做功,手的内能会增大,温度会升高,是通过做
功的方式改变物体内能,属于能量的转化;对手哈气,
是通过热传递方式改变手的内能,手会变热,属于能量
的转移. 12.
(1)
热传递 (2)
B (3)
不与 不同
第十四章 内能的利用
第1节 能量的转化与守恒
1.
C 2.
C 3.
D 4.
B 5.
D 6.
D 7.
C 8.
B
9.
C 10.
D 11.
电 不变 12.
守恒 不能够
方向 13.
太阳 转化 14.
太阳 15.
机械能
80% 72% 16.
(1)
做功 不变 25 (2)
惯性
(3)
比热容 (4)
40
17.
(1)
由ρ=
m
V
可得,热水器中水的质量:m=ρV
=1.0×103
kg/m3×100×10-3
m3=100
kg.
(2)
热水器中的水10
h需吸收的热量:Q=
cmΔt=4.2×103
J/(kg·℃)×100
kg×60
℃
=2.52×107
J.
(3)
经过10
h阳光的照射接收的太阳能:E=
5.04×106
J×10=5.04×107
J;则热水器的效
率:η =
Q
E ×100% =
2.52×107
J
5.04×107
J
×100%
=50%.
第2节 热 机
1.
B 2.
A 3.
A 4.
C 5.
C 6.
A 7.
B 8.
B
9.
D 10.
D 11.
A 12.
C 13.
内能 机械能
乙 14.
D 无 15.
内能 比热容 16.
变小 比热
容 3000 17.
36000 18.
变 低 内 机 械 做
功 600
19.
(1)
燃气对活塞的平均压力:F=pS=5×105
Pa
×120×10-4
m2=6000
N;一个做功冲程中燃气
对活塞做的功:W =Fs=6000
N×0.3
m=
1800
J;曲轴每转两圈对外做功一次,所以1
min
转动300周,要做功150次,所以内燃机每分钟
做的功:W 总=150×1800
J=2.7×105
J.
(2)
内燃机的功率:P=
W
t=
2.7×105
J
60
s =4500
W.
第3节 热机的效率
1.
D 2.
D 3.
D 4.
B 5.
B 6.
D 7.
C 8.
C
9.
A 10.
D 11.
D 12.
D 13.
4.6×106 不变
14.
10 9.2×107 30 15.
(1)
内 机械 (2)
能
(3)
3.6×1010 16.
1∶2 17.
比 热 容 酒 精
18.
1200 8.28×105 19.
30% 降低 20.
(1)
相等
(2)
自下而上 初温 (3)
煤油 (4)
热传递 (5)
偏小
21.
(1)
消耗的航空燃油的质量:m航空燃油=1.35
t=
1.35×103
kg,消耗的航空燃油完全燃烧放出的
热量:Q放=m航空燃油 q航空燃油=1.35×103
kg×4
×107
J/kg=5.4×1010
J.
(2)
飞机飞行的时间t=20
min=1.2×103
s,由
P=
W
t
得,发动机所做有用功:W 有用=Pt=2.25
×104×103
W×1.2×103
s=2.7×1010
J;发动
机的热效率:η=
W 有用
Q放 ×100%=
2.7×1010
J
5.4×1010
J
×
100%=50%.
第四部分
新知测效
暑期学情测评(一)
1.
C 2.
D 3.
C 4.
D 5.
B 6.
C 7.
A 8.
B
7