内容正文:
班级:九年级( )班 姓名:
13.1热量 比热容(巩固练习)解析版
一、单选题
1.石臼湖湿地是长江中下游地区迁徙性候鸟重要的中转站或越冬地,被湿地国际亚太组织列为“亚洲重要湿地”。湿地能调节湿度和温度,其中能调节温度,主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.热值大 D.热量大
【参考答案】B
【解析】因为水的比热容较大,质量一定,白天,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.质量相同的两个金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则( )
A.升高温度较多的金属块的比热容一定较大
B.温度高的金属块的比热容一定较大
C.升高温度较多的金属块的比热容一定较小
D.温度高的金属块的比热容一定较小
【参考答案】C
【解析】根据Q=cmΔt知,相同质量的不同物质,吸收相同的热量,温度升高少的比热容大,温度升高多比热容小,所以升高温度较大的金属块,其比热容一定小,升高温度较小的金属块比热容一定大;故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
3.彤彤学习了比热容后,设想了一个家庭小实验来探究不同材料金属的比热容关系。周末彤彤用冰柜制作了一大块表面平整的冰,将向物理老师借的甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后,放到其冰块上。经过一段时间后,观察到的现象如图所示,则三种金属的比热容( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【参考答案】C
【解析】金属块丙下方的冰熔化快,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,温度变化量是相同的,根据公式可知,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最大,甲最小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
4.关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的性质之一,它反映的是物质吸热或放热本领的大小
B.物体的比热容跟物体的质量大小有关
C.温度高的物体比温度低的物体的比热容大
D.比热容跟物体吸收的热量有关,物体吸收的热量越多,比热容越大
【参考答案】A
【解析】A.由比热容的定义可知,比热容反映了物质吸热或放热本领的大小,故A正确;
BCD.比热容是物质的一种特性,同一种物质,状态不变时,其比热容与温度高低、温度升高或降低的多少、质量的大小、吸收或放出热量的多少都无关,故BCD错误。
故选A。
5.下列现象中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.玻璃杯被摔成碎片 B.水凝固成冰
C.铁块被加工成锄头 D.的水变成的水
【参考答案】B
【解析】比热容是物质的一种属性,与物体的状态、种类有关,与质量、形状、温度等无关,玻璃杯被摔成碎片、把铁块加工成锄头、15℃的水变成45℃的水,这些情况物质的比热容均不发生变化。水凝固成冰,物质的状态发生了变化,比热容发生改变。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
6.在沿海地区,常见“海陆风”现象。如图所示,当风从陆地吹向海洋时,通常( )
A.发生在夜晚,且海水温度较高 B.发生在夜晚,且陆地温度较高
C.发生在白天,且海水温度较高 D.发生在白天,且陆地温度较高
【参考答案】A
【解析】水的比热容比泥土、沙石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风;晚上,气温下降,水面温度下降得慢,温度高一些,热空气上升,风从陆地吹向海面,形成陆风,由图可知,此时地面附近的空气从陆地吹向海洋,形成陆风,故出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海洋温度较高,故A正确,BCD错误。
故选A。
二、多选题
7.下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断错误的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铅
比热容/()
A.不同物质的比热容可能相同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铅降低相同的温度,铝放出的热量更多
D.质量相等的水和煤油放出相同的热量,水降低的温度更多
【参考答案】BD
【解析】A.不同物质的比热容一般不同,也可能相同,如煤油和冰的比热容相同,故A正确,不符合题意;
B.物质的物态发生变化,比热容会发生变化,如水和冰的比热容不同,故B错误,符合题意;
C.铝的比热容比铅大,质量相等的铝和铅降低相同的温度,铝放出的热量更多,故C正确,不符合题意;
D.水的比热容比煤油大,质量相等的水和煤油放出相同的热量,水降低的温度更少,故D错误,符合题意。
故选 BD。
8.如图所示,这是探究“水和煤油吸热能力大小”的实验装置,在相同的试管里分别装上煤油和水,加热至管内液体升温到40℃。下列说法正确的是( )
A.为了用酒精灯的外焰进行加热,组装实验装置时应按自上而下的顺序
B.两试管中水和煤油的质量和初温都相同
C.加热相同时间,水吸收的热量比煤油吸收的热量多
D.实验中,观察到煤油的温度先升到40℃,说明煤油的比热容较小
【参考答案】BD
【解析】A.酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以先放好烧杯后,再调节温度计的高度,安装实验器材时应按照自下而上的顺序,故A错误;
B.探究“不同物质吸热能力”的实验中,应保证水和煤油的质量相同、吸收的热量相同,所以在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油,故B正确;
C.水浴法加热,加热时间相同时,水和煤油在相同时间内吸收的热量相等,故C错误;
D.给水和煤油加热相同的时间,吸收相同的热量,煤油升高的温度多,煤油吸热能力弱,比热容小,故D正确。
故选BD。
三、填空题
9.把凉牛奶放在热水中加热,经过一段时间,凉牛奶和热水的温度随时间变化的图像如图所示。已知牛奶的质量与热水相同,均为2kg。若不考虑热量损失,从图像可知甲放出了 J的热量,甲、乙的比热容之比是 。[]
【参考答案】
【解析】[1]将凉牛奶放入热水中时,牛奶吸热,温度升高,水放热,温度降低,直至两者的末温相等,因此甲是水的温度变化图像,乙是牛奶的温度变化图像。由图像可知,甲(水)降低的温度,因此甲(水)放出的热量。
[2]若不考虑热量损失,热水和凉牛奶发生热传递时,凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同,相同时间内温度变化量不同;根据图像可知,凉牛奶升高的温度,热水降低的温度,,,,由得。
10.如图所示的是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线B所表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 (选填“大”或“小”)的特点可知,曲线B表示的是 (选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
【参考答案】大 大 内陆
【解析】[1][2][3]由题图可知,B所表示的城市最高、最低气温差比A所表示的城市的大;由于沿海城市水较多,水的比热容比砂石大,在相同条件下,吸收或放出相同的热量时,水的温度变化值比较小,所以曲线A表示的是沿海城市的年气温变化曲线,曲线B表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
11.在1标准大气压下,质量为1kg、初温为85℃的水吸收1.05×105J热量后,其温度升高到 ℃;若这些热量被质量为5kg的煤油吸收,煤油的温度升高了10℃。煤油的比热容为 。
【参考答案】100
【解析】[1]在1标准大气压下,质量为1kg、初温为85℃的水吸收1.05×105J热量后,其末温为
在1标准大气压下,水的沸点为100℃,沸腾时温度保持不变,所以,其温度实际升高到100℃。
[2]煤油的比热容为
12.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲 c丙;甲、丙两种液体的质量m甲 m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
【参考答案】< >
【解析】[1][2]甲、乙是同种液体,比热容相同,即;由图像可知,吸收相同热量时,,根据(相同,相同),可得。又因为乙、丙质量相等,即,所以;从图像看,吸收相同热量时,,根据(相同),且可得。
四、实验题
13.在“探究水和食用油的比热容”的实验中,小明在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,用相同的电加热器加热。
(1)除了上图中的器材,还需要的测量仪器是计时器和 。在对水和食用油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,选用电加热器更容易控制食用油和水 。
(2)水和食用油吸热多少是通过 来比较的。
(3)小明根据记录的实验数据,绘制了图所示的温度随时间变化的关系图像,由图可知, 的吸热能力强。
(4)汽车发动机用水做冷却剂,这是利用了水的 的性质。
【参考答案】(1)(托盘)天平在 相同时间内吸收的热量相同 (2)加热时间 (3)水 (4)比热容大
【解析】【小题1】[1]实验时要控制水和食用油的质量相同,所以还需要的测量仪器是天平。
[2]在相同时间内,电加热器放出的热量相同,可以控制水和食用油吸收的热量相同。
【小题2】水和食用油吸收的热量不易测量,实验是通过加热时间来反映水和食用油吸收热量的多少,采用了转换法。
【小题3】由图可知,质量相同的水和食用油,加热相同的时间,即吸收相同的热量,食用油的温度变化量更大,水的温度变化量更小,说明水的吸热能力更强。
【小题4】水的吸热能力强,即水的比热容大,由可知,在质量一定和温度变化量一定时,水吸收的热量更多,所以更适宜用作汽车发动机的冷却液。
14.某实验小组用如图甲、乙所示的装置比较水和煤油的吸热本领,已知煤油的密度为0.8×103kg/m3。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入100mL的水,为了顺利完成实验,需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油;
(2)实验时用同样的酒精灯加热的目的是: ;
(3)实验数据如下表所示,如果要在这两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为 较为合适;
加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
30
34
38
42
46
煤油的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)图丙中①是煤油加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的煤油质量增加到原来的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(填序号);
(5)沙子加热第5min的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第8min的内能。
【参考答案】(1)125 (2)两种液体在相同时间内,吸收的热量相等 (3)水 (4)③ (5)小于
【解析】(1)实验中使水和煤油的质量相同,水的质量为m水=ρ水V水=1.0g/cm3×100cm3=100g
煤油的质量为m油=m水=100g
煤油的体积
(2)用相同的酒精灯对液体进行加热,加热相同时间,放出的热量相同,两种液体相同时间内吸收的热量相等。
(3)分析表中数据可知,从34℃升高到42℃,水用2分钟,煤油用1分钟,根据比较吸热能力的方法,故水的吸热能力强;则根据Q=cmΔt可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度,水吸热多,故如果要在水和煤油两种液体中选择一种液体做为冷却剂,水较为合理。
(4)图丙中①是煤油加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的煤油质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热(相同时间放出的热量相同),根据Q=cmΔt可知,升高相同温度时吸收热量将是原来的2倍,也就是加热时间变为原来的2倍,则图中的③符合题意。
(5)沙子从第5min到第8min不断吸热温度升高,内能增加,故沙子加热第5min的内能小于第8min的内能。
15.烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定同种物质,吸收热量的多少与 和 有关;
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致。记录的证据绘制表格(如图乙所示),都升高10℃,依据 ,可判断水比沙子吸收的热量 ,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容;
(3)解释交流:两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中(如图丙所示),白炽灯工作一段时间后,烟将会从B管口冒出,本质原因是水比沙子的比热容 。这个实验模拟的是 (填选项前字母:A.海陆风;B.陆海风)。
【参考答案】(1)质量大小 升高的温度 (2)水的加热时间比沙子长 多 (3)大 A
【解析】(1)[1][2]烧开一壶水比烧开半壶水吸收的热量多,把一壶水烧开比烧成温水吸收的热量多,说明物质吸收热量的多少与质量大小和升高的温度有关。
(2)[1][2]用规格相同的白炽灯对质量相同的水和沙子加热,相同时间白炽灯放出的热量相同。由图乙可知,都升高10℃,水的加热时间比沙子长,可判断水比沙子吸收的热量多,这里应用了转换法。
(3)[1][2]白炽灯工作一段时间后,水和沙子吸收相同的热量,由于水比沙子的比热容大,水的温度比沙子低,沙子上方空气温度较高,密度较小,热空气上升,气压减小,水面上方的空气流向沙子这方补充,所以烟将会从B管口冒出,这个实验模拟的是海陆风。
五、简答题
16.美丽的锦江由西向东横贯铜仁全境,如一条玉带缠绕着铜仁城,形成了许多奇妙的自然景观,锦江较大的水面也大大缓解了铜仁城的热岛效应(同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,人们把这种现象称之为城市热岛效应)。请你试着利用所学物理知识解释其中的原因。
答:城市周围的水量增多,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,可以有效降低城区“热岛效应”。
17.国庆假期,小安和小海到泉州西湖公园乘坐小船游玩,清晨时分看到湖面上有很多薄雾。中午的时候,气温较高,小安建议把小船划到湖中间会凉快一些。小海说:“湖边靠岸处才凉爽呢!”请你分析①“薄雾”是怎么形成的?②小安和小海谁说得对,为什么?
答:①“薄雾”是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠。
②因为水的比热容较大,相同质量的水和泥土相比,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化较小,因此,中午湖水的温度要低于岸边的温度,所以小安的说法是对的。
六、计算题
18.打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一个质量为420g、温度为的烧红的铁件淬火,淬火后温度降低到。[已知铁的比热容为,水的比热容为,假设整个过程没有热量散失。]
(1)此过程中铁件释放的热量为多少?
(2)若这些热量全部用于加热质量为5kg、温度为的水,则水温将升高多少?
(1)铁件释放的热量
(2)这些热量全部被水吸收后,水升高的温度
19.【新定义】热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
解:(1)由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,m水=1g=0.001kg,1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
(2)茗茗消耗的能量
(3)运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
20.80克水温度降低1℃所放出的热量刚好能使1克0℃的冰熔化为水。现把10克0℃的冰与390克4℃的水混合,当它们达到热平衡时的温度是多少?
解:1克0℃的冰熔化为水需要的热量为Q熔化=Q放水=cm0Δt0=4.2×103J/(kg·℃)×0.08kg×1℃=336J
则10克0℃的冰熔化为水需要的热量为Q′=10×336J=3360J
熔化10g的冰时使390克4℃的水降低后温度为
由此可知:390克4℃的水使10克0℃的冰熔化成0℃的水时,390克的水降低后的温度为1.95℃;则它们在一起混合时根据热平衡方程得cm1(t′-t1)=cm2(t2-t′)
4.2×103J/(kg·℃)×0.01kg×(t′-0℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.39kg×(1.95℃-t′)
解得t′≈1.9℃。
答:把10克0℃的冰与390克4℃的水混合,当它们达到热平衡时的温度是1.9℃。
七、综合题
21.如图甲为海昏侯墓出土的青铜蒸煮器,它印证了蒸馏技术源于古代中国。
(1)图乙为其剖面简图,A中燃料点燃后对B中的水加热,水汽化成水蒸气进入C加热酿酒原料,当温度达到时(酒精沸点78℃)酿酒原料中的酒精开始沸腾,大量的酒精蒸气与水蒸气进入外壳中空的冷凝室D,不断向空腔外壳注水口注入冷水,热水从排水口排出达到冷凝效果。用水做冷凝剂是因为水的 较大,若从注水口注入2kg温度为20℃的水,从排水口流出时水温升至50℃,这些水吸收了 J热量。冷凝室D内的混合蒸气遇冷后 形成酒液从出酒口流出,获得蒸馏酒;
(2)如图丙、想获得酒精含量更高的酒,也可利用蒸馏法进行提纯、烧瓶内的白酒(酒精和水的混合液)被加热后其中的酒精沸腾后大量汽化进入冷凝管,液化后由导管流入锥形瓶,即可获得度数较高的白酒。上述过程冷凝管中的冷却水应从 (A流向B 或B流向A)冷凝效果更好;当观察到 现象,该蒸馏过程即可结束。
【参考答案】(1) 比热容 液化 (2) B流向A 温度计示数高于78℃
【解析】(1)[1]因为水的比热容较大,在相同条件下,升高相同的温度,吸收的热量较多,所以用作冷凝剂。
[2]水吸收的热量
[3]混合蒸气遇冷后液化,由气态变成液态,从出酒口流出。
(2)[1]冷凝管中的冷却水应从B流向A,则热的蒸气由A流向B时,蒸气遇冷液化变成液体,流向锥形瓶,来不及液化的蒸气在向下的过程中,遇到的温度会更低,则冷凝效果更好。
[2]液态酒精在沸腾时,温度保持不变,为78摄氏度,当烧瓶内的温度升高,温度计的示数高于78摄氏度,说明酒精蒸发完毕,该蒸馏过程可结束。
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班级:九年级( )班 姓名:
13.1热量 比热容(巩固练习)原卷版
一、单选题
1.石臼湖湿地是长江中下游地区迁徙性候鸟重要的中转站或越冬地,被湿地国际亚太组织列为“亚洲重要湿地”。湿地能调节湿度和温度,其中能调节温度,主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.热值大 D.热量大
2.质量相同的两个金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则( )
A.升高温度较多的金属块的比热容一定较大
B.温度高的金属块的比热容一定较大
C.升高温度较多的金属块的比热容一定较小
D.温度高的金属块的比热容一定较小
3.彤彤学习了比热容后,设想了一个家庭小实验来探究不同材料金属的比热容关系。周末彤彤用冰柜制作了一大块表面平整的冰,将向物理老师借的甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后,放到其冰块上。经过一段时间后,观察到的现象如图所示,则三种金属的比热容( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
4.关于物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的性质之一,它反映的是物质吸热或放热本领的大小
B.物体的比热容跟物体的质量大小有关
C.温度高的物体比温度低的物体的比热容大
D.比热容跟物体吸收的热量有关,物体吸收的热量越多,比热容越大
5.下列现象中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.玻璃杯被摔成碎片 B.水凝固成冰
C.铁块被加工成锄头 D.的水变成的水
6.在沿海地区,常见“海陆风”现象。如图所示,当风从陆地吹向海洋时,通常( )
A.发生在夜晚,且海水温度较高 B.发生在夜晚,且陆地温度较高
C.发生在白天,且海水温度较高 D.发生在白天,且陆地温度较高
二、多选题
7.下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断错误的是( )
物质
水
煤油
冰
铝
铅
比热容/()
A.不同物质的比热容可能相同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝和铅降低相同的温度,铝放出的热量更多
D.质量相等的水和煤油放出相同的热量,水降低的温度更多
8.如图所示,这是探究“水和煤油吸热能力大小”的实验装置,在相同的试管里分别装上煤油和水,加热至管内液体升温到40℃。下列说法正确的是( )
A.为了用酒精灯的外焰进行加热,组装实验装置时应按自上而下的顺序
B.两试管中水和煤油的质量和初温都相同
C.加热相同时间,水吸收的热量比煤油吸收的热量多
D.实验中,观察到煤油的温度先升到40℃,说明煤油的比热容较小
三、填空题
9.把凉牛奶放在热水中加热,经过一段时间,凉牛奶和热水的温度随时间变化的图像如图所示。已知牛奶的质量与热水相同,均为2kg。若不考虑热量损失,从图像可知甲放出了 J的热量,甲、乙的比热容之比是 。[]
10.如图所示的是某一内陆城市与某一沿海城市年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线B所表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 (选填“大”或“小”)的特点可知,曲线B表示的是 (选填“内陆”或“沿海”)城市的年气温变化曲线。
11.在1标准大气压下,质量为1kg、初温为85℃的水吸收1.05×105J热量后,其温度升高到 ℃;若这些热量被质量为5kg的煤油吸收,煤油的温度升高了10℃。煤油的比热容为 。
12.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲 c丙;甲、丙两种液体的质量m甲 m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
四、实验题
13.在“探究水和食用油的比热容”的实验中,小明在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,用相同的电加热器加热。
(1)除了上图中的器材,还需要的测量仪器是计时器和 。在对水和食用油加热的方式上,有酒精灯和电加热器两种热源可供选择,选用电加热器更容易控制食用油和水 。
(2)水和食用油吸热多少是通过 来比较的。
(3)小明根据记录的实验数据,绘制了图所示的温度随时间变化的关系图像,由图可知, 的吸热能力强。
(4)汽车发动机用水做冷却剂,这是利用了水的 的性质。
14.某实验小组用如图甲、乙所示的装置比较水和煤油的吸热本领,已知煤油的密度为0.8×103kg/m3。
(1)加热前,在一个烧杯中倒入100mL的水,为了顺利完成实验,需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油;
(2)实验时用同样的酒精灯加热的目的是: ;
(3)实验数据如下表所示,如果要在这两种液体中选择一种液体做为冷却剂,你认为 较为合适;
加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
30
34
38
42
46
煤油的温度/℃
10
18
26
34
42
(4)图丙中①是煤油加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的煤油质量增加到原来的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(填序号);
(5)沙子加热第5min的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第8min的内能。
15.烈日炎炎,沙子滚烫,海水却是凉的。小文决定探究出该现象的本质原因。
(1)排除干扰:根据烧水多少以及烧开或者烧成温水的经验,可确定同种物质,吸收热量的多少与 和 有关;
(2)确定课题:“不同的物质,其他条件相同,那么吸热是否相同呢?”小文用规格相同的白炽灯模拟太阳,对质量相同的水和沙子加热(如图甲所示),箱子规格一致。记录的证据绘制表格(如图乙所示),都升高10℃,依据 ,可判断水比沙子吸收的热量 ,基于物质关于“热”的角度,有这样的特性,科学家把这个特性抽象概括为比热容;
(3)解释交流:两箱子开口,用透明细管AB连通,点燃一支香放在细管中(如图丙所示),白炽灯工作一段时间后,烟将会从B管口冒出,本质原因是水比沙子的比热容 。这个实验模拟的是 (填选项前字母:A.海陆风;B.陆海风)。
五、简答题
16.美丽的锦江由西向东横贯铜仁全境,如一条玉带缠绕着铜仁城,形成了许多奇妙的自然景观,锦江较大的水面也大大缓解了铜仁城的热岛效应(同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温,人们把这种现象称之为城市热岛效应)。请你试着利用所学物理知识解释其中的原因。
17.国庆假期,小安和小海到泉州西湖公园乘坐小船游玩,清晨时分看到湖面上有很多薄雾。中午的时候,气温较高,小安建议把小船划到湖中间会凉快一些。小海说:“湖边靠岸处才凉爽呢!”请你分析①“薄雾”是怎么形成的?②小安和小海谁说得对,为什么?
六、计算题
18.打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一个质量为420g、温度为的烧红的铁件淬火,淬火后温度降低到。[已知铁的比热容为,水的比热容为,假设整个过程没有热量散失。]
(1)此过程中铁件释放的热量为多少?
(2)若这些热量全部用于加热质量为5kg、温度为的水,则水温将升高多少?
19.【新定义】热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
20.80克水温度降低1℃所放出的热量刚好能使1克0℃的冰熔化为水。现把10克0℃的冰与390克4℃的水混合,当它们达到热平衡时的温度是多少?
七、综合题
21.如图甲为海昏侯墓出土的青铜蒸煮器,它印证了蒸馏技术源于古代中国。
(1)图乙为其剖面简图,A中燃料点燃后对B中的水加热,水汽化成水蒸气进入C加热酿酒原料,当温度达到时(酒精沸点78℃)酿酒原料中的酒精开始沸腾,大量的酒精蒸气与水蒸气进入外壳中空的冷凝室D,不断向空腔外壳注水口注入冷水,热水从排水口排出达到冷凝效果。用水做冷凝剂是因为水的 较大,若从注水口注入2kg温度为20℃的水,从排水口流出时水温升至50℃,这些水吸收了 J热量。冷凝室D内的混合蒸气遇冷后 形成酒液从出酒口流出,获得蒸馏酒;
(2)如图丙、想获得酒精含量更高的酒,也可利用蒸馏法进行提纯、烧瓶内的白酒(酒精和水的混合液)被加热后其中的酒精沸腾后大量汽化进入冷凝管,液化后由导管流入锥形瓶,即可获得度数较高的白酒。上述过程冷凝管中的冷却水应从 (A流向B 或B流向A)冷凝效果更好;当观察到 现象,该蒸馏过程即可结束。
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