内容正文:
三、 物质的比热容 第1课时 热量 比热容
第十二章 机械能和内能
01
新知梳理
02
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目
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1. 物体在 热传递 过程中转移的 能量 叫作热量,用符号 Q 表示,热量的单位是 焦耳 。
2. 物理学中,将物体温度升高时吸收的 热量 与它的质量和 升高温度 的乘积之比,叫作比热容。
3. 比热容在数值上等于 单位质量 的某种物质温度 升高(或降低)1℃ 所吸收(或放出)的热量。
热传递
能量
Q
焦耳
热量
升高温度
单位质量
升高(或降低)1℃
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4. 同种物质的比热容 相同 (相同/不同),不同物质的比热容一般 不同 (相同/不同)。比热容是物质的一种 物理属性 。
5. 比热容的单位是 J/(kg·℃) ,读作 焦每千克摄氏度 ,比热容的计算公式是
c= 。
6. 在生产、生活中,有很多地方都利用了水的比热容 较大 这一特点。例如,在冬天,人们常常在热水袋中装入热水用来取暖等。
相同
不同
物理属性
J/(kg·℃)
焦每千克摄氏度
较大
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1. 如图所示为某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较 大 (大/小),根据水的比热容比沙石的比热容 大 (大/小)的特点,曲线A表示的是 内陆 (沿海/内陆)城市的年气温变化曲线。
第1题
大
大
内陆
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2. 关于热量的概念,下列说法正确的是( D )
A. 热量是表示物体含热的多少
B. 温度高的物体具有的热量多
C. 热量和功率的单位相同
D. 热量是热传递过程中传递热的多少
D
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3. 对于同一物态的某种物质,根据c=可知( D )
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
D
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4. 在“观察不同物质吸热现象”时,同学们用红外灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是 ( B )
A. 在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
B. 实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
C. 实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
D. 实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
第4题
B
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1. 下列说法正确的是( A )
A. 没有吸热过程和放热过程,说热量是毫无意义的
B. 热量就是内能
C. 热量就是温度
D. 热总是从含有热量多的物体传递给热量少的物体
2. 下列情况中,比热容会发生变化的是( C )
A. 把铁块从一楼拿到六楼 B. 把铁块加工成铁屑
C. 把杯中的水换成酒精 D. 把10℃的水加热变成15℃的水
A
C
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3. 水具有比热容大的特点,下列现象中与此特点无关的是( D )
A. 海边昼夜温差变化比沙漠地区小 B. 用水冷却汽车发动机
C. 冬天暖气设备用热水供暖 D. 空调房间放盆水增加湿度
4. 下列情境中,能反映物体吸收热量多少与升高的温度有关的是( A )
A. 相同质量的酒精,升高不同温度时吸收的热量不同
B. 不同质量的柴油,升高相同温度时吸收的热量不同
C. 相同质量的铅和铝,升高相同温度时吸收的热量不同
D. 不同质量的锡和锰,升高相同温度时吸收的热量不同
D
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5. 水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),读作 4.2×103焦每千克摄氏度 ,物理意义是 1kg的水温度每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为4.2×103J 。如果把一杯水倒掉一半,那么余下的水的比热容是 4.2×103 J/(kg·℃)。
4.2×103焦每千克摄氏度
1kg的水温度每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为4.2×103J
4.2×103
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6. 如表所示为一些物质的比热容,由表可知:
物 质 水 铝 煤油、冰 干泥土 沙石 铜
比热容/[J·(kg·℃)-1] 4.2×103 0.88×103 2.1×103 0.84×103 0.92×103 0.39×103
(1) 铜的比热容是 0.39×103J/(kg·℃) ,物质的比热容与物体的质量 无关 (有关/无关)。
(2) 不同状态下的相同物质,比热容一般 不同 (相同/不同)。
(3) 在阳光照射下,干泥土比湿泥土温度升高得 快 (快/慢)。
0.39×103J/(kg·℃)
无关
不同
快
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(4) 质量相等的铝块和铜块升高相同的温度, 铝块 (铝块/铜块)吸收的热量较多。
(5) 从节能的角度,烧开水时用质量相等的铜壶和铝壶相比,选用 铜 壶更节能。
铝块
铜
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7. 关于冰的熔化过程,下列判断正确的是( B )
A. 内能不变,比热容不变 B. 比热容变大,内能增加,温度不变
C. 比热容、内能、温度都不变 D. 比热容变大,内能增加,温度升高
8. 质量相同的两金属块,吸收相同的热量,升高的温度不同,则( B )
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
B
B
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9. 甲、乙的质量相等,各自吸收的热量之比为2∶3,而升高的温度之比为1∶3,则甲、乙两物质的比热容之比为( C )
A. 3∶4 B. 4∶3 C. 2∶1 D. 1∶3
10. 同学们通过地理课的学习知道,温带海洋性气候大多分布在沿海地区,而温带大陆性气候大多分布在内陆地区。如图所示为两气候地区的全年温度变化曲线,从物理的角度分析,下列说法正确的是( B )
A. A气温变化小是因为沙石吸收热量少
B. A气温变化小是因为海水的比热容大
C. B气温变化大是因为沙石放出热量多
D. B气温变化大是因为海水吸收热量多
C
B
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11. 如图所示为“观察不同物质吸热升温现象”的装置。将初温相同,质量均为50g的沙子和水分别放在两个瓷盘中,用红外灯均匀照射两个瓷盘4min后,再用温度计分别测出沙子和水的温度。此时沙子的温度为55.4℃,水的温度为30.7℃,下列有关该实验的说法正确的是( A )
A. 测量仪器需要温度计、托盘天平、秒表
B. 红外灯释放的热量全部被沙子和水吸收
C. 加热4min,水比沙子吸收了更多热量
D. ①为水的升温图线,②为沙子的升温图线
A
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12. 甲、乙两种物质质量相同,分别用相同的加热器对两种物质加热,记录的两物质升高的温度与加热时间如表所示,则在相同时间内,甲吸收的热量 等于 乙吸收的热量;加热相同的时间,甲升高的温度 小于 乙升高的温度;甲的比热容 大于 乙的比热容。(大于/等于/小于)
加热时间/min 1 2 3 4 5 6
升高温度/℃ 甲 1 2 3 4 5 6
乙 2 4 6 8 10 12
等于
小于
大于
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13. 如图所示是2024年某日沿海城市上海和内陆城市兰州两地的气温情况,请根据两个地方的气温变化情况判断城市 乙 (甲/乙)是上海,你的判断依据是 水的比热容较大,沿海城市昼夜温差小 。
乙
水的
比热容较大,沿海城市昼夜温差小
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14. 2024年的暑假,瑶瑶同学和家人去海边度假。海边吹的陆风(陆地吹向海洋)和海风(海洋吹向陆地)统称海陆风,海陆风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。如图所示是海陆风形成的示意图,其中图 甲 反映晚上海陆风的形成。
甲
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三、 物质的比热容 第2课时 热量的计算
第十二章 机械能和内能
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1. 比热容的公式可以变形为Q= cmΔt 。它反映了热量与物质的比热容、温度的变化和物体质量的关系。
2. 设初温为t0,末温为t:
(1) 当物体温度升高时,物体吸收的热量Q吸= cm(t-t0) 。
(2) 当物体温度降低时,物体放出的热量Q放= cm(t0-t) 。
cmΔt
cm(t-t0)
cm(t0-t)
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1. 两个铝块的质量之比为1∶4,升高的温度之比为2∶1,则两铝块的比热容之比为 1∶1 ,吸收的热量之比为 1∶2 。
2. 若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是 铝 球。质量为0.5kg的水,温度由20℃升高5℃,则水吸收的热量是 1.05×104 J,水的内能增加 1.05×104 J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
1∶1
1∶2
铝
1.05×104
1.05×104
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A. 温度由铜块传给水 B. 热量由铜块传给水
C. 热量由水传给铜块 D. 铜块和水之间无热传递
3. 质量和初温都相同的铜块和水吸收了相同的热量后,将铜块投入水中,则( B )
B
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4. 有一根烧红的铁钉,质量是2g,放出920J的热量后,温度降低到20℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103J/(kg·℃)]
解:铁钉放出的热量Q放=c铁mΔt=c铁m(t0-t),即920J=0.46×103 J/(kg·℃)×2×10-3kg×(t0-20℃),解得t0=1 020℃
5. 质量为10kg、温度为85℃的水,吸收8.68×105J的热量后,温度升高到多少摄氏度?[c水=4.2×103J/(kg·℃),气压为标准大气压]
解:100℃
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6. 用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为4.2×105 J,温度变化如图所示(水的比热容大于煤油的比热容)。求:
(1) 水的质量。
解:(1) 由于水的比热容大于煤油的比热容,质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,水升高的温度值较小,所以B为水的温度—时间图线,经过5 min,Δt水=30℃-10℃=20℃,由Q=cmΔt可得,水的质量m水==5 kg
第6题
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(2) 煤油的比热容。
解:(2) 用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5 min,水和煤油吸收的热量相同,即m=m水,Q油=Q,Δt油=50℃-10℃=40℃,由Q=cmΔt可得,煤油的比热容
c油==2.1×103 J/(kg·℃)
第6题
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1. 甲铁块的质量是乙铁块的3倍,吸收相同热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高温度之比分别为( A )
A. 1∶1,1∶3 B. 1∶3,1∶3
C. 1∶1,3∶1 D. 3∶1,3∶1
2. 将质量、初温均相等的铁块和铝块(c铁<c铝)放在沸水中煮较长一段时间,则( B )
A. 铁块和铝块吸收的热量一样多 B. 铝块比铁块吸收的热量多
C. 铁块比铝块吸收的热量多 D. 条件不足,无法确定
A
B
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3. 一杯水,温度由30℃升高到50℃时吸收的热量为Q1,再由50℃升高到70℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为( B )
A. Q1>Q2 B. Q1=Q2 C. Q1<Q2 D. 无法判断
4. 将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在100℃的沸水中煮较长一段时间,则三个球的温度 相同 (相同/不相同)。从沸水中吸热最多的是 铝 球。先达到100℃的是 铜 球。
5. 甲、乙两个实心铁球,甲的体积是乙的3倍,它们吸收了相同的热量后,甲升高的温度是乙的 ;若升高相同的温度,则甲吸收的热量是乙的 3 倍。
B
相同
铝
铜
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6. 将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低了20℃,则这瓶纯净水的内能减少了 4.2×104 J,这是通过 热传递 的方式改变了水的内能。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
7. 现有一人工湖,湖水吸收了8.4×109J的热量后,水温升高1℃,则湖水的质量为 2×106 kg,若这些热量被同等质量的沙石全部吸收(c沙石<c水),则沙石升高的温度将 大于 (大于/等于/小于)1℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
4.2×104
热传递
2×106
大于
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8. 质量均为100g的四种物质,当温度升高1℃时所吸收的热量如图所示。请根据图中信息回答以下问题。
第8题
(1) 煤油的比热容为 2.1×103 J/(kg·℃)。
(2) 等质量实心的铝块、铜块吸收相同的热量, 铜 块温度变化更大。
2.1×103
铜
(3) 质量相等的水和煤油温度降低5℃时,放出的热量 不相等 (相等/不相等)。
不相等
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9. 小华同学分别对质量都为2kg、初温都为30℃的水和煤油加热,结果水温升高到60℃。[不考虑热量损失,已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c煤油=2.1×103J/(kg·℃),煤油的沸点为150℃]
(1) 水吸收的热量是多少?
解:(1) 水吸收的热量Q水吸=c水m水(t水-)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(60℃-30℃)=2.52×105J
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(2) 若水吸收的热量全部被煤油吸收,则煤油的温度能升高到多少?
解:(2) 煤油吸收的热量Q煤油吸=Q水吸=2.52×105J,由Q吸=cmΔt得,煤油温度的升高值Δt煤油=+
Δt煤油=30℃+60℃=90℃
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10. 将初温和质量均相等的铜块和铁块分别冷却,当它们放出相同的热量后,彼此接触,则(c铜<c铁) ( C )
A. 它们之间不发生热传递 B. 热量会从铜块传到铁块
C. 热量会从铁块传到铜块 D. 无法确定热传递的情况
C
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11. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容c甲、c乙、c丙大小相比( C )
A. c甲最大 B. c乙最大
C. c丙最大 D. c甲=c乙=c丙
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12. 将质量相等、初温相同的水和煤油分别倒入两支完全一样的试管中,然后将这两支试管同时放入温度较高的热水中,如图所示,经过足够长的时间以后,试管中的水和煤油从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,温度升高值分别为Δt1、Δt2,则(已知c水>c煤油)( C )
A. Q1=Q2,Δt1>Δt2 B. Q1=Q2,Δt1=Δt2
C. Q1>Q2,Δt1=Δt2 D. Q1<Q2,Δt1>Δt2
C
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13. 用两个相同的电加热器给质量都为1kg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,据此判断物质甲10min吸收的热量为( C )
A. 2.52×105J B. 4.2×105J
C. 1.26×105J D. 条件不足,无法计算
C
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14. 将一壶质量为2.5kg的水从室温烧开,水需吸收的热量约为( D )
A. 8×102J B. 8×103J C. 8×104J D. 8×105J
D
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15. (2024·宿迁模拟)为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到90℃,再投入80g、12℃的水中,混合后最终水的温度为18℃。若不计热损失,求:
(1) 水吸收的热量。
解:(1) 水吸收的热量Q吸=c水m水(t-)=4.2×103J/(kg·℃)×0.08kg×(18℃-12℃)=2.016×103J
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(2) 铅的比热容。
解:(2) 铅块放出的热量Q放=Q吸=2.016×103J;铅的比热容c铅==0.14×103J/(kg·℃)
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16. 有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,温度相等后水温降低了Δt;把甲球取出,再将乙球放入杯中,温度相等后水温又降低了Δt,则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙的大小关系是( C )
A. c甲>c乙 B. c甲=c乙
C. c甲<c乙 D. 以上三种情况都有可能
C
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