内容正文:
1.3比热容课后作业
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
D
D
D
D
D
B
A
题号
9
答案
BD
1.某实验小组用两套如图甲所示完全相同的加热装置探究固体熔化时温度的变化规律,两套装置的烧杯中都装了相同质量的水,试管中分别装有少量相等质量的固体M和固体N。用两个完全相同的酒精灯对它们加热,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.固体N一定是非晶体,沸点为100℃
B.固体M一定是晶体,熔点为80℃,熔化时间持续了25min
C.35min后,烧杯中两试管内物质的温度会超过100℃
D.固态M的比热容比固态N的比热容小
【答案】D
【解答】解:A、由图乙可知,在25~35min内N物质的温度与沸水的温度相同,这是因为不能继续吸热导致的,且在35min内N物质的状态未知,所以固体N可能是非晶体,也可能是晶体(如果是晶体,其熔点不低于100℃),更不能确定N的沸点是否为100℃,故A错误;
B、从图中信息可知,固体M一定是晶体,熔点为80℃,熔化时间持续了15min,故B错误;
C、35min后,烧杯中两试管内物质的温度不会超过100℃,故C错误;
D、从图示可知,固态M的温度上升较快,故它固态时比固态N的比热容小,故D正确。
故选:D。
2.如图甲示意,规格相同的容器装了相同质量的纯净水。用不同加热器加热,忽略散热,得到图乙示意的水温(℃)与加热时间(min)的图线,则( )
A.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
B.甲烧杯中的水温度升得比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小
C.吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多
D.甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
【答案】D
【解答】解:A.由图乙可知,加热相同的时间,甲、乙两烧杯内质量相等的纯净水升高的温度不同,由Q吸=cmΔt可知,它们吸收的热量不相同,故A错误;
B.由题意可知,甲、乙两容器中都是相同质量的纯净水,它们的种类和状态相同,则两烧杯中水的比热容相同,故B错误;
C.相同质量的纯净水,它们质量和比热容相同,由Q吸=cmΔt的变形式可知,吸收相同的热量,甲、乙两烧杯内的水升温相同,故C错误;
D.由图乙可知,甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min时,水升高的温度相等,由Q吸=cmΔt可知,它们吸收的热量相同,故D正确。
故选:D。
3.中央气象台每天都会发布我国主要城市的天气预报,下表列出的是2022年8月16日内陆城市兰州和沿海城市上海两地的气温情况,根据气温变化情况作出的判断和判断依据正确的是( )
2022年8月16日
城市甲
晴10~34℃
城市乙
晴27~33℃
A.城市甲是上海,依据是水的比热容较大
B.城市乙是兰州,依据是砂石的比热容较大
C.城市甲是兰州,依据是砂石的比热容较大
D.城市乙是上海,依据是水的比热容较大
【答案】D
【解答】解:沿海地区水多,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,使得沿海地区昼夜的温差小。故沿海地区的温度变化小,而内陆地区的温度变化比较大;故城市乙是上海,依据是水的比热容较大;
故选:D。
4.用相同的加热装置分别对质量相同的三种固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,以下分析正确的是( )
A.t1~t2时间内,a吸收的热量最少
B.t2~t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容大于c的比热容
D.升高相同的温度c吸收的热量最多
【答案】D
【解答】解:A、t1﹣t2时间内,用相同的加热器对质量相同的三种物质加热,三种物质吸收的热量相等,故A错误;
B、t2~t3时间内,a在熔化吸收热量,它的内能增大,故B错误;
C、在图像中,图像越陡,说明质量相同的不同物质吸收相同的热量,温度变化越大,根据可知:该物质的比热容越小,a的比热容最小,c的比热容最大,b的比热容小于c的比热容,故C错误;
D、根据Q吸=cmΔt,c的比热容最大,升高相同的温度c吸收的热量最多,故D正确。
故选:D。
5.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的水,并用不同的加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式改变的
B.甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
C.加热相同的时间,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2:3
D.将甲、乙两容器中的水从20℃加热至100℃所需要的时间之比为2:3
【答案】D
【解答】解:A、容器中的水从加热器上吸收热量,是通过热传递来改变物体内能的,故A错误;
B、由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃时,甲的加热时间为2min,则甲容器中的水吸收热量:
Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(40℃﹣20℃)=2.52×105J,
甲容器中的水每分钟吸收热量为:
Q吸1Q甲吸2.52×105J=1.26×105J;
由图丙可知,水的温度从20℃升高到40℃时,乙的加热时间为3min,则乙容器中的水吸收热量:
Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(40℃﹣20℃)=1.68×105J,
乙容器中的水每分钟吸收热量为:
Q吸2Q乙吸1.68×105J=5.6×104J;
由于忽略散热损失,所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同,
则加热器每分钟放出的热量之比为:Q放1/min:Q放2/min=1.26×105J:5.6×104J=9:4,故B错误;
C、根据B可知相同时间内,加热器放出的热量之比为9:4,则相同时间内,两杯水吸收的热量之比为
9:4,根据Δt可得两杯水升高的温度之比为:,故C错误;
D、根据Q吸=cm(t﹣t0)可得甲、乙两容器中的水从 20℃加热至沸腾所需热量之比:;
根据时间t可得所用时间之比为::;
故D正确。
故选:D。
6.如图为2kg某物质熔化时温度随加热时间变化而变化的图象(加热装置的功率不变),从图中能得到的正确信息是( )
A.该物质为晶体,熔化时吸热温度不变,所含热量增加
B.熔化过程吸收了3.36×105J的热量
C.该物质在B、C两点时温度、内能都相同
D.该物质在固态时的比热容是在液态时的比热容的
【答案】D
【解答】解:A、BC段吸热但温度保持0℃不变,为熔化过程,该物质为晶体(冰);热量是热传递过程中,传递内能的多少,热量是过程量,不能说含有,故A错误;
B、因质量是物体的一种属性,不随状态的改变而变化,CD段表示液态(水)升温的过程,质量m=2kg,4min到5min水升高的温度是10℃,水吸收的热量为:
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×10℃=8.4×104J,
熔化的时间为3分钟,故熔化过程吸收的热量
Q=3Q吸=3×8.4×104J=2.52×105J
故B错误;
C、熔化是吸热过程,温度不变,该物质在B点内能小于C点时的内能,故C错误;
D、AB段和CD段加热时间都相同,吸热相同,而AB段升高的温度是20℃,是CD段的2倍,根据c可知,在吸热和质量不变的条件下,升高的温度与比热容成反比,该物质在固态时的比热容是在液态时的比热容的,故D正确。
故选:D。
7.水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1:2,吸收的热量之比为2:3,则水和煤油升高的温度之比为( )
A.3:2 B.2:3 C.4:3 D.3:4
【答案】B
【解答】解:
由题知,水的比热容是煤油比热容的两倍,即:,而、吸收的热量之比:,
因为Q=cmΔt,
所以Δt,
所以它们升高的温度之比为:
。
故选:B。
8.甲、乙两金属质量和初温都相等,先把甲金属放入一杯热水中,热平衡时,结果水的温度下降了10℃,把甲从水中取出,立即将乙金属投入这杯水中,热平衡时水温又降低了10℃,(不考虑热散失),则甲、乙两金属的比热容大小( )
A.c乙>c甲 B.c乙<c甲
C.c乙=c甲 D.条件不够,不能确定
【答案】A
【解答】解:先后将甲、乙两金属投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
∵不计热量损失,
∴Q吸=Q放,
∴甲、乙两金属吸收的热量相同;
由题知,乙金属比甲金属少升高了10℃,即乙金属的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲、乙两金属,吸收相同的热量,乙金属升高的温度少,所以乙金属的比热容大。即:c乙>c甲。
故选:A。
(多选)9.把质量为m温度为30℃的铁块投入到一杯0℃的水中,最终铁块的温度降低到6℃;那么把另一块质量为2m,温度为30℃的铁块投入到同样的另一杯水中,热平衡后,分析以下说法,正确的是(不计热量损失)( )
A.铁块降低的温度等于水升高的温度
B.另一块铁块最终的温度为10℃
C.第一块铁的热量比第二块少
D.铁块改变的内能等于水改变的内能
【答案】BD
【解答】解:A、根据题意可知,水升高的温度为6℃﹣0℃=6℃,铁块降低的温度为30℃﹣6℃=24℃;显然铁块降低的温度不等于水升高的温度,故A错误;
B、因为水吸收的热量等于铁块放出的热量,故Q吸=Q放,
则有:c水m水Δt水=c铁mΔt铁,
c水m水(6℃﹣0℃)=c铁m(30℃﹣6℃),
所以,c水m水=4c铁m﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
另一块质量为2m,温度为30℃的铁块投入到同样的另一杯水中,
则有:c水m水Δt水′=c铁×2mΔt铁′,
即:c水m水(t﹣0℃)=c铁×2m(30℃﹣t)﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可解得:t=10℃,故B正确;
C、因为热量是一个过程量,不可以说具有或含有热量,故C错误;
D、发生热传递时,高温物体减小的内能等于低温物体增加的内能,故D正确。
故选:BD。
10.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图象。该物质的凝固点是 45 ℃;该物质在FG段的比热容 等于 AB段的比热容。
【答案】45;等于。
【解答】解:因为晶体在凝固过程中温度保持不变,该物质在 EF 段处于凝固过程,温度始终保持 45℃,所以其凝固点为 45℃。
晶体在熔化或凝固过程中,相同时间内吸收或放出的热量是相同的。AB段是物质的固态升温阶段,FG段是物质的固态降温阶段。它们同一种物质,所以该物质在FG段的比热容等于AB段的比热容。
故答案为:45;等于。
11.合江今年夏天可以被称为“火炉”,晚饭后到滨江路散步时发现江边气温低些,这是因为水的 比热容 大导致的。8月份的某天中午,小奥发现气温高达41℃,他想验证一下网上流传的“太阳煎熟鸡蛋”是否属实。于是他从冰箱冷藏室拿出2个初温为5℃的鸡蛋,将100g的蛋液倒入炒锅里,然后将其放在太阳下暴晒,一段时间后测得蛋液的温度稳定在了55℃,可鸡蛋却并没有熟。则在这个过程中蛋液吸收的热量为 2×104 J,这是通过 热传递 的方式改变物体的内能。【c蛋=4×103J/(kg•℃)】
【答案】比热容;2×104;热传递
【解答】解:
(1)水的比热容大,水和砂石相比,在同样受热的情况下,水和砂石吸收的热量相同,但水的温度变化比沙小,因此江边气温低些;
(2)蛋液吸收的热量为Q吸=c蛋mΔt=4×103J/(kg•℃)×100×10﹣3kg×(55℃﹣5℃)=2×104J;
(3)蛋液吸收太阳辐射的热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递增加物体的内能。
故答案为:比热容;2×104;热传递。
12.小红对质量为300g的冰加热,她根据冰熔化成水直到沸腾过程中记录的数据绘制了如图所示图象。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则根据所绘图象可知冰的比热容为 2.1×103 J/(kg•℃)。冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能 大于 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第5分钟时冰水混合物的内能。
【答案】2.1×103;大于
【解答】解:由图象可以看出,当冰和水质量和升高的温度相同时,水吸收的热量是冰吸收热量的2倍,
根据公式Q吸=cmΔt得,2Q吸冰=Q吸水,
2c冰m冰Δt=c水m水Δt,
即2c冰mΔt=4.2×103J×m×Δt,
解得:c冰=2.1×103J/(kg•℃);
晶体有一定的熔化温度,在熔化过程中吸热内能增大,所以冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能 大于第5分钟时冰水混合物的内能。
故答案为:2.1×103;大于。
13.质量相等的甲、乙两物体,若吸收相同的热量后,升高温度之比为2:1,甲、乙两物体比热容之比为 1:2 ,若甲、乙两物体吸收热量之比为3:5,那么甲、乙两物体升高温度之比为 6:5 。
【答案】1:2;6:5。
【解答】解:(1)由Q吸=cmΔt得;
1:2;
(2)由题知,m甲:m乙=1:1,c甲:c乙=1:2,
甲、乙两物体吸收的热量:Q甲:Q乙=3:5,
,即:,
。
故答案为:1:2;6:5。
14.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线形表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 自下而上 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材;
(2)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(3)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则应选择 A 液体。
【答案】(1)自下而上;(2)加热时间;(3)A。
【解答】解:(1)实验时要用到酒精灯加热,为了更好的加热,需要调节酒精灯的火焰与上方被加热的装置,故应该自下而上的调节实验装置;
(2)我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少;
(3)由表格数据知加热相同的时间,A和B液体吸收的热量相同,A的温度变化小,A的吸热能力强,所以应该选择A物质作为供热物质。
答案为:(1)自下而上;(2)加热时间;(3)A。
15.如图所示,现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是2.0×107J/kg,若燃烧0.1kg固体酒精,能将小火锅中质量为2kg的热汤的温度从50℃升高到100℃.[汤的比热容近似为水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)小火锅中汤吸收的热量;
(2)完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量;
(3)这个小火锅烧汤的效率。
【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)汤的比热容c汤≈c水=4.2×103J/(kg•℃),
汤吸收的热量:
Q吸=c汤m汤(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(100℃﹣50℃)=4.2×105J;
(2)“固态酒精”完全燃烧放出的热量:
Q放=m酒精q=0.1kg×2.0×107J/kg=2.0×106J;
(3)小火锅烧水的效率:
η100%=21%。
答:(1)小火锅中汤吸收的热量为4.2×105J;
(2)完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量为2.0×106J;
(3)这个小火锅烧汤的效率为21%。
16.浴盆的冷水管水温为20℃,热水管水温为80℃,如果需要60kg的40℃温水,冷热水管各应放多少水?(不计热损失)
【答案】应该放冷水40kg,热水20kg。
【解答】解:
设热水的质量为m1,
则冷水的质量为m2=m﹣m1=60kg﹣m1,
热水放出的热量:
Q放=cm1(t﹣t01)=4.2×103J/(kg•℃)×m1×(80℃﹣40℃),
Q吸=cm2(t02﹣t)=4.2×103J/(kg•℃)×m2×(40℃﹣20℃),
因为不计热量损失,
所以Q吸=Q放,
4.2×103J/(kg•℃)×m1×(80℃﹣40℃)=4.2×103J/(kg•℃)×(60kg﹣m1)×(40℃﹣20℃),
解得:
m1=20kg,m2=40kg。
答:应该放冷水40kg,热水20kg。
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1.3比热容课后作业
1.某实验小组用两套如图甲所示完全相同的加热装置探究固体熔化时温度的变化规律,两套装置的烧杯中都装了相同质量的水,试管中分别装有少量相等质量的固体M和固体N。用两个完全相同的酒精灯对它们加热,它们的温度随时间变化的图象如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.固体N一定是非晶体,沸点为100℃
B.固体M一定是晶体,熔点为80℃,熔化时间持续了25min
C.35min后,烧杯中两试管内物质的温度会超过100℃
D.固态M的比热容比固态N的比热容小
2.如图甲示意,规格相同的容器装了相同质量的纯净水。用不同加热器加热,忽略散热,得到图乙示意的水温(℃)与加热时间(min)的图线,则( )
A.加热相同时间,两杯水吸收的热量相同
B.甲烧杯中的水温度升得比较快,说明比热容比乙杯中的水比热容小
C.吸收相同的热量,甲杯的水升温比乙杯的多
D.甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
3.中央气象台每天都会发布我国主要城市的天气预报,下表列出的是2022年8月16日内陆城市兰州和沿海城市上海两地的气温情况,根据气温变化情况作出的判断和判断依据正确的是( )
2022年8月16日
城市甲
晴10~34℃
城市乙
晴27~33℃
A.城市甲是上海,依据是水的比热容较大
B.城市乙是兰州,依据是砂石的比热容较大
C.城市甲是兰州,依据是砂石的比热容较大
D.城市乙是上海,依据是水的比热容较大
4.用相同的加热装置分别对质量相同的三种固态物质a、b、c加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图所示,不计热量损失,以下分析正确的是( )
A.t1~t2时间内,a吸收的热量最少
B.t2~t3时间内,a的内能不变
C.b的比热容大于c的比热容
D.升高相同的温度c吸收的热量最多
5.如图所示,规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的水,并用不同的加热器加热,不计热损失,得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式改变的
B.甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同
C.加热相同的时间,甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2:3
D.将甲、乙两容器中的水从20℃加热至100℃所需要的时间之比为2:3
6.如图为2kg某物质熔化时温度随加热时间变化而变化的图象(加热装置的功率不变),从图中能得到的正确信息是( )
A.该物质为晶体,熔化时吸热温度不变,所含热量增加
B.熔化过程吸收了3.36×105J的热量
C.该物质在B、C两点时温度、内能都相同
D.该物质在固态时的比热容是在液态时的比热容的
7.水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1:2,吸收的热量之比为2:3,则水和煤油升高的温度之比为( )
A.3:2 B.2:3 C.4:3 D.3:4
8.甲、乙两金属质量和初温都相等,先把甲金属放入一杯热水中,热平衡时,结果水的温度下降了10℃,把甲从水中取出,立即将乙金属投入这杯水中,热平衡时水温又降低了10℃,(不考虑热散失),则甲、乙两金属的比热容大小( )
A.c乙>c甲 B.c乙<c甲
C.c乙=c甲 D.条件不够,不能确定
(多选)9.把质量为m温度为30℃的铁块投入到一杯0℃的水中,最终铁块的温度降低到6℃;那么把另一块质量为2m,温度为30℃的铁块投入到同样的另一杯水中,热平衡后,分析以下说法,正确的是(不计热量损失)( )
A.铁块降低的温度等于水升高的温度
B.另一块铁块最终的温度为10℃
C.第一块铁的热量比第二块少
D.铁块改变的内能等于水改变的内能
10.如图是“探究某物质熔化和凝固规律”的实验图象。该物质的凝固点是 ℃;该物质在FG段的比热容 AB段的比热容。
11.合江今年夏天可以被称为“火炉”,晚饭后到滨江路散步时发现江边气温低些,这是因为水的 大导致的。8月份的某天中午,小奥发现气温高达41℃,他想验证一下网上流传的“太阳煎熟鸡蛋”是否属实。于是他从冰箱冷藏室拿出2个初温为5℃的鸡蛋,将100g的蛋液倒入炒锅里,然后将其放在太阳下暴晒,一段时间后测得蛋液的温度稳定在了55℃,可鸡蛋却并没有熟。则在这个过程中蛋液吸收的热量为 J,这是通过 的方式改变物体的内能。【c蛋=4×103J/(kg•℃)】
12.小红对质量为300g的冰加热,她根据冰熔化成水直到沸腾过程中记录的数据绘制了如图所示图象。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则根据所绘图象可知冰的比热容为 J/(kg•℃)。冰熔化过程中第10分钟时冰水混合物的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第5分钟时冰水混合物的内能。
13.质量相等的甲、乙两物体,若吸收相同的热量后,升高温度之比为2:1,甲、乙两物体比热容之比为 ,若甲、乙两物体吸收热量之比为3:5,那么甲、乙两物体升高温度之比为 。
14.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,小华用两个相同的容器(图中用虚线形表示)分别装入质量相等的A、B两种液体,用相同的装置加热。
(1)实验前,按 (填“自上而下”或“自下而上”)的顺序组装器材;
(2)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(3)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质,则应选择 液体。
五.计算题(共2小题)
15.如图所示,现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料,已知这种燃料的热值是2.0×107J/kg,若燃烧0.1kg固体酒精,能将小火锅中质量为2kg的热汤的温度从50℃升高到100℃.[汤的比热容近似为水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]求:
(1)小火锅中汤吸收的热量;
(2)完全燃烧0.1kg的“固态酒精”所释放出的热量;
(3)这个小火锅烧汤的效率。
16.浴盆的冷水管水温为20℃,热水管水温为80℃,如果需要60kg的40℃温水,冷热水管各应放多少水?(不计热损失)
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