第三节 比热容(分层作业)物理北师大版(北京)2024九年级全一册
2026-01-23
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理北师大版(北京)九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第三节 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 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 20.84 MB |
| 发布时间 | 2026-01-23 |
| 更新时间 | 2026-01-23 |
| 作者 | Lisa7 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53117107.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:
12.3 比热容
一、比热容的概念、单位和物理意义
1.在国际单位制中,下列物理量的单位不是以科学家的名字命名的是( )
A.力 B.压强 C.功率 D.比热容
【答案】D
【详解】A.在国际单位制中,力的单位是牛顿,故A不符合题意;
B.压强的单位是帕斯卡,故B不符合题意;
C.在国际单位制中,功率的单位是瓦特,故C不符合题意;
D.在国际单位制中,比热容的单位是焦每千克摄氏度,故D符合题意。
故选D。
2.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
【答案】B
【详解】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。
3.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
【答案】A
【详解】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。
【点睛】
4.下列情况中,比热容会发生变化的是( )
A.一杯水温度从升高到 B.把铁圆柱拉成细铁丝
C.砖块的体积减小一半 D.冰熔化成水
【答案】D
【详解】比热容是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的温度、质量、位置、形状等没有关系,故ABC错误,D正确。
故选D。
5.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
【答案】C
【详解】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。
二、生活中的比热容问题
6.小雪同学在厨房帮妈妈做饭时观察到了一些现象,用所学物理知识进行了解释,其中解释正确的是( )
A.砂锅和铁锅相比,砂锅的导热性好
B.用刀切冻肉前先磨刀,是为了增大压力
C.抽油烟机是利用流体压强与流速的关系来排烟的
D.鸡蛋磕在桌面上蛋壳破裂,是因为桌面对鸡蛋的力大于鸡蛋对桌面的力
【答案】C
【详解】A.砂锅是由陶土或砂岩制成的,其导热性较差,而铁锅的导热性较好,砂锅的比热容较大,升温较慢,适合慢炖,但导热性不如铁锅,因此,砂锅的导热性并不好,故A错误;
B.磨刀是为了减小刀刃与冻肉的接触面积,从而在压力一定的情况下增大压强,使切肉更容易。增大压力并不是磨刀的目的,而是通过减小受力面积来实现的,故B错误;
C.抽油烟机通过转动的扇叶使气体流速加快,根据流体压强与流速的关系(流速越大,压强越小),在周围大气压的作用下,油烟被压向扇口并排出,故C正确;
D.桌面对鸡蛋的力与鸡蛋对桌面的力是作用力与反作用力,大小相等、方向相反。因此,桌面对鸡蛋的力并不大于鸡蛋对桌面的力,而是相等的,故D错误。
故选C。
7.正常人体中水分约占体重的60%~70%,水有助于调节体温,原因之一是其( )
A.热值较大 B.比热容较大 C.密度较大 D.导热性较好
【答案】B
【详解】A.只有燃料才有热值,水不是燃料,没有热值,故A错误;
B.水的比热容较大,则相同质量的水和其它物质,升高或降低相同温度时,水吸收或释放的热量多,能有效调节体温变化,故B正确;
C.水的密度较大与调节体温无直接关联,故C错误;
D.水的导热性较差,属于热的不良导体,故D错误。
故选B。
8.下列说法正确的是( )
A.炖肉时,满屋飘香,这是扩散现象
B.沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
C.蒸馒头时,通过做功的方式使馒头的内能增加
D.炸丸子用食用油而不用水,主要是因为食用油的比热容较小
【答案】A
【详解】A.炖肉时满屋飘香,这是由于香味分子的无规则运动产生的扩散现象,故A正确;
B.热量是过程量,可以说吸收、放出,但不能说含有,故B错误;
C.蒸馒头时,馒头吸收热量,内能增加,通过热传递的方式改变饺子的内能,故C错误;
D.炸丸子使用食用油而不是水,主要是由于食用油的沸点高,故D错误。
故选A。
9.2016年11月30日,联合国教科文组织正式将“二十四节气”列入人类非物质文化遗产。北方进入“霜降”节气后,清晨常有霜出现。下列说法正确的是( )
A.霜是水凝固形成的
B.霜的形成过程需要放热
C.气温降低时,分子的热运动会更剧烈
D.内陆地区的昼夜温差比沿海地区小
【答案】B
【详解】AB.霜是空气中的水蒸气凝华形成的小冰晶,凝华时要向外放热,故A错误,B正确;
C.温度越高,分子热运动越剧烈,气温降低时,分子的热运动会变得缓慢,故C错误;
D.内陆地区多砂石,沿海地区水较多,砂石的比热容比水小,相同质量的砂石和水相比,吸收或放出相同热量时,温度变化较大,所以,内陆地区的昼夜温差比沿海地区大,故D错误。
故选B。
10.糖炒栗子是我国北方非常有名的美食,传统糖炒栗子的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于糖炒栗子的制作,下列说法正确的是( )
A.选用砂石炒制是因为砂石颗粒小,有利于板栗受热均匀
B.砂石升温较快,是因为它的吸热能力强
C.刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
D.炒制过程主要是通过做功的方式增大栗子的内能
【答案】A
【详解】A.选用砂石炒制是因为砂石颗粒比较小,用砂石给板栗加热,有利于板栗受热均匀,故A正确;
B.砂石升温较快,是因为它的吸热能力弱,与其他质量相同的物质相比,加热相同时间,砂石吸收相同的热量后升高的温度多,故B错误;
C.热量是过程量,不能说物质含有热量的多少,故C错误;
D.炒制过程主要是通过热传递的方式增大栗子的内能,栗子吸收热量内能增大,故D错误。
故选A。
三、计算物体温度变化时的吸放热
11.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
【答案】B
【详解】A.由实验数据可知,A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量,但温度变化不同。A的温度变化较慢,说明其吸热能力较强;B的温度变化较快,说明其吸热能力较弱。水的比热容较大,吸热能力较强,在相同加热条件下温度升高较慢,因此A是水,故A正确,不符合题意;
BC.根据比热容公式 Q=cmΔt,在质量相同、吸收热量相同的条件下,由可知,比热容与温度变化成反比。A(水)6min从20℃升高到40℃,B(食用油)6min从20℃升高到60℃,说明B的温度变化是A的2倍,因此A与B的比热容关系应为2∶1(B的比热容为A的一半,为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.加热3min时,A的温度从20℃升高到30℃(因A每3min升高10℃),吸收的热量为,故D正确,不符合题意。
故选B。
12.小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
A.液体M的比热容为
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M放出的热量
【答案】A
【详解】A.由图可知,上面物质的熔化图像中,熔点为0℃,下面物质的熔化图像中,熔点为-4℃,所以上面物质是水,下面物质是液体M;由题意可知,单位时间内它们放出的热量相等,则
由图可知,0~t2时间内,它们放出的热量相等,水由20℃降温到4℃,液体M由20℃降温到-4℃,则
则水和某液体M的质量相等,则液体M的比热容为
故A正确;
B.由于水和某液体M的质量相等,单位时间内它们放出的热量相等,水的温度变化慢,所以水的放热能力强,故B错误;
C.由图可知,液体M在时间段处于凝固过程中,是固液共存状态,水在时间段处于凝固过程中,是固液共存状态,故C错误;
D.由图可知,从20℃刚好降到0℃时,水放热时间比液体M放热时间长,由于单位时间内它们放出的热量相等,所以水放出的热量大于M放出的热量,故D错误。
故选A。
13.两杯温度不同的同种液体,其质量和温度变化数据如表格,则它们放出的热量关系正确的是( )
质量
下降温度
放出热量
热液
300
10
冷液
600
7
A.
B.
C.
D.液体的比热容未知,无法判断放出热量的大小关系
【答案】B
【详解】由于同种物质比热容相同,根据可知,热液放出的热量为
冷液放出的热量为
因此,故B正确,ACD错误。
故选B。
14.在1个标准大气压下,1kg、30℃的水()吸收了的热量后,其温度升高到( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】根据可知,水升高的温度
末温为
因为在1个标准大气压下,水的沸点为,所以水的温度升高到后将不再上升,故水的末温为。
故选C。
15.下表是一些物质的比热容[],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
【答案】D
【详解】A.水和冰状态不同,比热容不同,说明比热容与物质的状态有关,故A错误;
B.比热容是物质的特性,与质量无关,100g水和50g水的比热容相同,故B错误;
C.煤油和冰是不同物质,但比热容均为2.1×10³ J/(kg·℃),故C错误;
D.由,质量相等、吸热相同时,铜的比热容(0.39×10³ J/(kg·℃))比铝(0.88×10³ J/(kg·℃))小,铜温度变化更大,故D正确。
故选D。
四、冷热混合时的温度变化和热交换
16.利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热得到温度随时间变化的图像如图乙所示。已知,不计热量损失。下列说法正确的是( )
①应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
②加热2min时,食用油和水吸收的热量一样多
③若给汽车发动机降温,应选b物质作冷却剂
④分析图乙可得a是食用油的升温图像,其比热容为
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有②③④正确 D.只有①②③正确
【答案】C
【详解】①根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故应在两个相同的烧杯中加入质量(水和食用油密度不同,根据m=ρV,体积相同的水和食用油质量不同)和初温均相同的水和食用油,故①错误;
②根据转换法,2min时a吸收的热量与b一样多,故②正确;
③④根据转换法,使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少。根据图乙可知,升高20℃,a、b的加热时间分别为2min和3min(a、b吸热之比为2:3),升高相同的温度,b加热时间长,b的吸热能力强,b为水;使用物质b作为冷却剂,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),可得食用油的比热容为
故③④正确。故C正确,ABD错误。
故选C。
17.用两个完全相同的电加热器给初温均为20℃的A、B两种液体加热,已知mB>mA,根据实验过程中收集的数据描绘出两种液体的“温度—时间”图像如图所示(不计热量损失)。下列分析正确的是( )
A.A、B两种液体的沸点之比为4:5
B.A、B两种液体的比热容之比为3:4
C.根据题意和图像分析可知A、B两种液体的比热容大小关系为cA>cB
D.A、B两种液体从90s至120s的加热时间内吸收的热量不相等
【答案】C
【详解】A.由图像可知,液体A、B的温度分别到达100℃和80℃吸收热量温度不变,由此可知A、B的沸点分别是100℃和80℃,它们的沸点比5:4,故A错误;
B.相同的加热器加热时间相同时,液体吸水的热量相同,若A、B上升的温度相同,由Q吸=cmΔt,题目中没有给出两种液体质量的定量关系,故无法判断比热容的比,故B错误;
C.相同的加热器加热时间相同时液体吸水的热量相同,若A、B上升的温度相同,由
Q吸=cAmAΔt= cBmBΔt
因为mB>mA,所以cA>cB,故C正确;
D.相同的加热器相同的时间内放出的热量相同,液体吸水的热量相同,故D错误。
故选C。
18.以下过程不发生物态变化。质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低;那么,初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
C.无法判断甲、乙比热容哪一个大,且无法判断甲、乙的末温哪一个高
D.可以判断甲、乙比热容哪个大,但无法判断甲、乙的末温哪一个高
【答案】B
【详解】根据题意可知,质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低,由可知,甲的比热容大于乙的比热容;初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,由可知甲的温度变化小,甲的末温高,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
19.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
【答案】B
【分析】该实验装置通过水和食用油在相同时间内,吸收相同热量,观察温度的变化来比较它们的比热容,温度变化快的比热容小,温度变化慢的比热容大。
【详解】A.由图乙可知,相同质量下,用相同热源加热相同时间,B液体的温度上升较慢,即B液体是水,故A错误;
B.由图乙可知,当水和食用油上升40℃时,食用油与水所吸收热量之比为2:3,根据可知食用油的比热容,故B正确;
CD.0-2min水吸收的热量和食用油吸收的热量相同,即
故CD错误;
故选B。
20.某固体的质量为m,其比热容为c。先对它加热一段时间(设在相同时间内吸收的热量相等),停止加热让其冷却(设冷却时在相同时间内放出的热量相等),整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化,下列说法正确的是( )
A.在0~t2时间段,该物体吸收的热量为cm(T2-T1)
B.该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容
C.在t4~t5时间段,该物体放出的热量为
D.该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量
【答案】D
【详解】A.据图可知,0~t1时间段内,升高的温度为T2-T1,因此cm(T2-T1)是物质0~t1时间段内吸收的热量,由于t1~t2时间段熔化吸热,则0~t2时间段,该物体吸收的热量大于cm(T2-T1)。故A错误;
B.由图可知,该物体在t2~t3时间段、t3~t4时间段,均处于液态,由于比热容与物质的种类和状态有关,该物质的种类和状态相同,则该物质在t2~t3时间段的比热容与t3~t4时间段的比热容相等,故B错误;
C.由图可知,该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量,由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量,所以在t4~t5时间段,该物体放出的热量等于在t1~t2时间段,该物体吸收的热量,所以在t4~t5时间段,该物体放出的热量,故C错误;
D.该物质先熔化后凝固,且温度变化相同,则熔化过程中吸收的热量与凝固过程中放出的热量相等,即物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量,故D正确。
故选D。
21.如图甲所示是探究“比较不同物质吸热情况”的实验装置。
(1)实验中应量取 相等的A、B两种液体,为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和 。
(2)本实验中,液体吸收热量的多少可以通过 来反映;选用完全相同的两个电加热器的目的是 。
(3)为了比较A、B液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度,比较 ;②让两者吸收相同热量,比较 。
(4)根据实验数据绘制了图乙所示的温度—时间图像,从图像可以出 液体更适合做汽车发动机冷却剂。
(5)若B液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃),则A液体的比热容为 。
【答案】(1) 质量 秒表
(2) 加热时间 使液体相同时间吸收相同热量
(3) 加热时间 升高的温度
(4)A
(5)4.2×103J/(kg∙℃)
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故实验中应量取质量相等的A、B两种液体。
[2]实验中需要记录液体温度随时间的变化,所以需要的器材是秒表。
(2)[1]根据转换法,本实验中,液体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的,加热时间越长,物质吸收的热量越多。
[2]用相同的电加热器加热,在相同的时间内,两种液体吸收的热量是相同的;
(3)[1][2]比较物质吸热能力的两种方法分别为使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量,吸收热量多的吸热能力强;使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较升高的温度,温度变化小的吸热能力强。
(4)由图乙可知,升高相同的温度,A液体需要的加热时间较长,吸收热量较多,所以A液体吸热能力强,更适合做汽车发动机冷却剂。
(5)根据图乙可知,升高40℃,A、B的加热时间分别为10min和5min,由转换法,A、B的吸热之比为2∶1,根据可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,所以A、B的比热容之比为2∶1,则A液体的比热容
22.图甲是小峰在标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)实验中,某时刻温度计的示数如图乙所示,该物质此时的温度是 ℃。
(2)图丙是小峰根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像,由图像可知该物质在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
(3)由丙图可知,该物质在固态时的比热容是 J/(kg·℃)。
(4)试管中的固体完全熔化后,若持续加热,烧杯中的水沸腾时,试管中的液体 (选填“会”或“不会”)沸腾。
【答案】(1)2
(2)增加
(3)2.1×103
(4)不会
【详解】(1)由图乙知,温度计的分度值为1℃;由液面所在的位置可知,此时的示数为2℃。
(2)由图丙可知,该物质在熔化过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,故该物质是晶体,熔化过程中处于固液共存态。
(3)从图象可知,该物质在0~2min时间内处于固态,温度从-3℃升高到0℃,温度升高了3℃,物质在固态时所吸收的热量
在第6~10min时间物质处于液态,温度从0℃升高到3℃,温度升高了3℃,则物质在液态时所吸收的热量
由于物质的质量不变,在相同时间内吸收的热量相等,即2Q固=Q液,2c固m×3℃=c液m×3℃
则c固=0.5 c液=0.5×4.2×103J/(kg·℃)=2.1×103J/(kg·℃)
该物质在固态时比热容为2.1×103J/(kg·℃)。
(4)液体沸腾的条件:温度达到液体的沸点且吸热;由图丙知,该物质的熔点为0℃,故物质为冰,当试管中的冰化成水后,温度会升至沸点,由于烧杯中的水在沸腾时温度保持在不变,故试管中的水和试管外的水之间没有温度差,不会发生热传递,试管中的液体不能吸收热量,因此不会沸腾。
23.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。
【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。
24.小明探究冰熔化特点的实验装置如图甲;
(1)实验中,宜选用 (碎冰块/体积较大的冰块);
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,该物质此时的温度为 ℃;
(3)冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图丙,冰的熔化过程经历的时间为 min,图中AB过程中冰的内能 ;
(4)图丙中AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是 。
【答案】(1)碎冰块
(2)-2
(3) 4 变大
(4)固态和液体比热容不同
【详解】(1)实验中,宜选用碎冰块,受热更均匀,更能够得到冰熔化时温度变化规律。
(2)某时刻温度计示数如图乙,从0℃往下读,分度值为1℃,该物质此时的温度为-2℃。
(3)[1]从丙图可知,冰从第2min开始熔化,第6min结束熔化,熔化时间为4min。
[2]图中AB过程中,不断吸收热量,冰的内能变大。
(4)图丙中AB段是冰和CD段是水,AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是比热容不同,吸收能力不同,水的比热容比冰大,水的吸收热量的能力比较强。
25.如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置,用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热:
(1)该实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)实验时,通过比较 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来间接反映煤油和水吸收的热量多少;
(3)小华根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,加热5min时,b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力 (选填“强”或“弱”),此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa Qb。(选填“>”“<”或“=”),由图像可知a物质是 (选填“水”或“煤油”);
(4)实验结束后,小华又用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示的不同质量的水在加热过程中的温度随时间变化关系图像。由图像可知 (选填“A”或“B”)图像对应水的质量较大。
【答案】(1)没有控制水和煤油质量相等
(2)加热时间
(3) 弱 = 水
(4)B
【详解】(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同。因为不同物质密度不同,根据,质量相同的不同物质体积不同,所以图甲是所用的实验装置的错误之处:没有控制水和煤油质量相等。
(2)因为实验中用相同的加热装置分别给水和煤油加热,相同的加热器在相同的时间内放出相同的热量。所以根据转换法,实验中,可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。
(3)[1][2][3]由图像知道,加热5min时,物质b的温度上升的更明显,说明物质b的吸热能力弱,物质a吸热能力强,由于加热时间相同,则吸收的热量是相同的。由于水的吸热能力比煤油大,故物质a是水。
(4)用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。由图丙可知,B加热相同的时间温度升高的慢,可知B图像对应水的质量较大。
26.如图(a),某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
分析表中数据,发现 吸热能力强。
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【答案】(1)相同
(2)热胀冷缩
(3) 水
(4)弱
【详解】(1)电加热器的规格相同,才能使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同。
(2)液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(3)[1]由图可知,温度计的分度值为,温度计的示数从下往上逐渐变大,因此温度为。
[2]加热相同时间表示吸收相同热量,由表中数据可知,质量相同的水和食用油,吸收相同的热量,水升温较小,由可知,水的比热容较大,水吸热能力强。
(4)由可知,质量相同的不同物质在吸收相同的热量时,比热容小的温度升高的快,所以,为了使电暖气通电后能迅速升温,应在电暖气内部应充入比热容较小的介质,即吸热能力较弱的介质。
27.在“探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收热量的多少是否相同”的实验中,小明在图甲、乙所示的相同的烧杯中分别倒入相同质量的水和煤油,并使用完全相同的酒精灯进行加热,测得的实验数据如下表所示:
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
(1)实验中需要的测量工具除了秒表、温度计,还应该有 ;根据甲、乙两幅图可判断图 (选填“甲”或“乙”)烧杯中的液体为煤油。(水的密度大于煤油的密度)
(2)分析表中实验数据,可得出结论:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时, 吸收的热量多,所以 的吸热能力强。
(3)图丙中的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,用相同的酒精灯加热,不考虑热损失,再绘制出一条温度随时间变化的图线,该图线应为图丙中的 (选填“①”“②”或“③”)。
【答案】(1) 天平 乙
(2) 水 水
(3)③
【详解】(1)[1][2]本实验中需要用秒表测量加热时间,用温度计测量温度,用天平测量两种液体的质量;比较两个烧杯中的液体体积,图乙烧杯中的液体体积大,由于水的密度大于煤油的密度,因此图乙烧杯中的液体为煤油。
(2)[1][2]由表中数据可知,水和煤油的温度都升高时,水的加热时间为2min,煤油的加热时间为1min,故升高相同的温度,水吸收的热量多,水的吸热能力强。
(3)用相同的酒精灯给质量不同的同种液体加热时,液体的质量越大,液体升温越慢,故当煤油的质量增加到原来的2倍时,其温度随时间变化的图线应为图丙中的③。
28.在研究“冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)试管中装有适量的碎冰,按图甲组装器材时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底部,考虑到碎冰之间有空隙且冰的密度小于水的密度,温度计的玻璃泡要处在碎冰内 (选填“偏上”或“偏下”)位置。
(2)水浴加热的好处是 (写出两点);实验中判断碎冰是否熔化的依据是 ;
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,则温度为 ℃。图丙是根据冰熔化实验记录的数据绘制的温度随时间变化图像,小明观察到加热相同时间,冰和水的温度变化不同,是因为水和冰的 不同;
【答案】(1)偏下
(2) 使冰受热均匀,冰的温度上升速度慢,便于观察和记录 是否出现液态水
(3) -4 比热容
【详解】(1)测量试管中碎冰的温度,应使温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,且不要碰到容器底或容器壁,因为碎冰之间有空隙且冰熔化体积变小,温度计的玻璃泡可能露出碎冰,故温度计的玻璃泡要处在碎冰内偏下位置。
(2)[1]烧杯里的水升温较慢且上下温度较均匀,所以用水浴法加热可以使冰受热均匀,冰的温度上升速度慢,便于观察和记录。
[2]冰是晶体,冰熔化过程中固态的冰慢慢变成液态的水,所以判断碎冰是否熔化的依据是是否出现液态水。
(3)[1]如图乙所示,温度计的分度值是-1℃,此时液柱在零刻度线以下,所以温度为-4℃。
[2]质量相同的冰和水,吸收相同的热量时,温度变化不同,是因为冰和水的比热容不同。
29.文文在做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,当水温超过时每隔1m in记录一次温度。为了拓展所学知识,文文将水换成质量相同的酒精,重复以上实验。完成实验后,得到的实验数据如下表所示:
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
200g水的温度
60.0
66.1
72.0
78.0
84.1
90.0
96.1
99.0
99.0
200g酒精的温度
60.0
69.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
(1)分析表格数据可知,文文做实验的地方的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压;
(2)由表中的数据可知,从60℃上升到78℃,水需要加热3min,酒精需要加热2min,造成这一现象的原因是 。
【答案】(1)小于
(2)水的比热容大于酒精的比热容
【详解】(1)据表可知,水在温度为99℃保持不变,说明水的沸点是99℃,标准气压下水的沸点是100℃,当前水的沸点低于100℃,可知文文做实验的地方的大气压小于1个标准大气压。
(2)质量相同的水和酒精,升高相同的温度,水需要加热的时间长,吸收的热量多,根据可知,水的比热容大于酒精的比热容,即水的吸热能力强。
30.在“探究晶体熔化时温度的变化规律”的实验中,老师提供了如图甲、乙所示的两套实验方案。
(1)某物理小组认为图甲中的实验方案优于图乙中的实验方案,他们作出此判断的理由是; º
(2)该物理小组采用图甲中的实验方案,根据实验测得的数据绘制了如图丙所示的图像。比较图像可知,如果吸收相同的热量,该物质在固态时升高的温度为 t₁,在液态时升高的温度为 t₂,则t₁ (选填“>”“<”或“=”)t₂。
【答案】(1)甲方式采用水浴加热,物质受热更均匀
(2)>
【详解】(1)甲方式采用水浴加热,物质受热更均匀,更能够获得晶体熔化规律。
(2)相同的时间内,吸收的热量相同;质量相同物质,加热1min,固体升高了4℃,加热2min,液体上升了4℃,即升高相同的温度,液体吸收的热量多,液体的比热容大于固体的比热容;若吸收相同的热量,固体比热容小,固体升温比较快,故固体升高的温度比液体升高的温度大。
31.为了比较水和食用油的吸热能力,小新同学做了如图甲所示的实验。
(1)实验前应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装实验器材,实验中取 (选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油,用升高的温度来反映两种物质的吸热能力;
(2)小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度-时间图像,已知水的比热容是,根据图像可计算出食用油的比热容为 ;
(3)小林同学受到小新实验的启发,设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小:
①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间,如图丙所示(加热装置未画出);
②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度相同的水的A、B两容器中,并将容器用隔热材料密封,如图丁所示;
③经过足够长的时间后,同时测量A、B两容器中水的温度,记录数据分别为和;
④分析比较铜块和铝块吸收的热量和其他相关的物理量,可以判断出 (选填“铜”或“铝”)的比热容大。
【答案】(1) 自下而上 质量
(2)2.1×103
(3)铝
【详解】(1)[1]组装实验器材时,为了用酒精灯外焰加热且使温度计玻璃泡正确放置,应按照自下而上顺序。
[2]实验中应取质量相同的水和食用油,通过吸收相同热量,用升高的温度来反映两种物质吸热能力。
(2)由图乙,质量相同的水和食用油,升高相同温度(均从升高到),水加热时间6min,食用油加热时间3min。
水和食用油加热时间比
加热时间的长短反映物质吸收热量的多少,则吸收热量之比
水和食用油质量相同、升高温度相同,由,
则
则
(3)根据可知,铜块和铝块质量相等时,要比较铜和铝的比热容,只需要比较二者吸收或放出热量与对应温度变化量的比值即可。由步骤①可知,铜块和铝块加热后的末温与沸水温度相同,由于沸水的温度高于图丁中水的温度,由步骤②可知,铜块和铝块放入隔热材料密封的A、B两容器的水中后,铜块和铝块放出热量对水加热,最终铜块和铝块分别与容器中水的温度相同,A、B容器用隔热材料密封,忽略热损失,铜块和铝块放出的热量与水吸收的热量相等;由步骤③可知,实验最终记录了A、B两容器中水的末温,为了方便比较水吸收的热量,A、B两容器中水的质量和初温相等;故比较A、B两容器中水吸收的热量即可得出铜块和铝块放出热量的大小关系,进而可以判断出铜和铝的比热容的大小关系。A、B两容器中水吸收的热量,
则
铜块和铝块放出的热量分别为
忽略热损失,,
故
则
因为,
则
所以铝的比热容比铜大。
32.蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度,如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器①、②中水的温度随时间的变化曲线。
(1)露露同学发现:蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变 ;
(2)0∼t1,水和蓄冷剂之间发生热传递,宇婷同学说其热传递方向为 ;
(3)0∼t1,蓄冷剂 吸热更快;
(4)t1∼t2,容器①中水的温度降低10℃,若热量全部被冰袋吸收,经过计算,汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 ;
(5)汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂 更好,理由是 。
【答案】(1)大
(2)从水到蓄冷剂
(3)A
(4)210J
(5) B 见解析
【详解】(1)分子的热运动与温度有关,温度越高,分子热运动越剧烈,分子热运动速度越快。蓄冷剂熔化前温度在升高,所以其分子热运动速度变快。
(2)热传递的条件是存在温度差,热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体。由图像可知,0∼t1,水的温度高于蓄冷剂的温度,所以热传递方向为水向蓄冷剂传递热量。
(3)根据题图可知:0∼t1,容器①中水温下降更快,容器中水的质量和初温均相同,则在相同的时间内容器①中水放热更多,而水所放热被蓄冷剂吸收,说明蓄冷剂A吸热更快。
(4)水的温度降低10℃,水放出的热量为
若热量全部被冰袋吸收,每克蓄冷剂A吸收的热量为
(5)[1][2]由图像可知,在相同时间内,蓄冷剂B使水的温度降低得慢,说明蓄冷剂B释放冷量的速度较慢,能更长时间地保持低温,所以在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂B更好,理由是蓄冷剂B能更长时间保持低温,更好地保证蛋糕的品质。
33.如图甲所示,在绝热的容器(容器内部不与容器外部发生热传递)中装有100°C的水A,其质量为1kg;把一瓶10°C的酒精B放入该容器后,利用温度传感器测量它们的温度变化,得到图乙中的曲线。假设热水放出的热量全部给酒精吸收了,忽略容器内气压的变化,水的比热容。
(1)酒精的沸点为 °C,在10min后,酒精 (选填“能”或“不能”)持续沸腾;
(2)请计算这瓶酒精B从10°C升温到78°C的过程中吸收的热量为 J;
(3)能否根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小?如能请写出判断依据,如不能,请说明理由 。
【答案】(1) 78 不能
(2)8.4×104
(3)见解析
【详解】(1)[1]酒精在沸腾后吸热温度不变,由图乙知酒精的沸点为78℃。
[2]根据题意可知,热水放出的热量全部被酒精吸收,且容器是绝热的,酒精达到沸点后,如果没有持续的热量输入,酒精将无法持续沸腾。由图知在10min后,水和酒精的温度相同,都为78℃,酒精不能继续加热,所以酒精不能持续沸腾。
(2)水从100℃,下降到80℃,放出的热量为
由图知这瓶酒精B从10℃升温到78℃的时间等于水从100℃下降到80℃的时间,由于绝热的容器,热传递过程中没有热量损失,所以这瓶酒精B从10℃升温到78℃的过程中吸收的热量等于水从100℃下降到80℃放出的热量,即
(3)从图像中可以知道在前5min内,水降低的温度
酒精升高的温度
由于热水放出的热量全部被酒精吸收,即,根据可知,因为不知道酒精的质量,所以无法根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小。
34.使用太阳能可以节能减排,减少雾霾天气。小明在项目化学习中,对学校的太阳能热水器(如图)展开了研究。
(1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能;
(2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的漂浮在空中的微小水滴.形成过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5,它是指直径不大于2.5 (选填“微米”或“纳米”)的颗粒物;大气中PM2.5的运动属于 (选填“机械运动”或“分子热活动”);
(4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min,水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。
【答案】(1)热传递
(2) 液化 放热
(3) 微米 机械运动
(4)2
【详解】(1)太阳能热水器使用过程中太阳内转化为热水器的内能,热水器再以热传递的方式转化为水的内能。
(2)[1][2]雾是空气中的水蒸气遇冷液化形成的,液化过程需要放热。
(3)[1][2]雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物,这些颗粒是指大气中直径不大于2.5微米的颗粒物,PM2.5的运动是固体颗粒物的运动,属于机械运动,不属于分子的运动。
(4)阳光垂直照射太阳能热水器7min时,不计一切热量损失,则水吸收的热量为
水的质量为
水升高的温度为
35.阅读短文,回答问题
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,区别在于玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料,当太阳光照射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水温度都升高至一定的值。由于玻璃管内的真空不利于热量的传导,所以太阳能热水器的玻璃吸热管对水具有一定的保温作用。
(1)当太阳光照射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热,这是通过 的方式改变水的内能;
(2) (选填“能”或“不能”)将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,理由是: ;
(3)在正常的光照条件下,这台太阳能热水器每天可将100kg的水从20℃加热到70℃,则这些水吸收的热量为 J[]。
【答案】(1)热传递
(2) 不能 真空不利于热量的传导
(3)2.1×107
【详解】(1)当太阳光照射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热,即水从黑色吸热层上吸收热量,发生了能量的转移,这是通过热传递的方式改变水的内能。
(2)[1][2]将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,由乙图可知,外表面和内表面之间是真空,而玻璃管内的真空不利于热量的传导,所以不能将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上。
(3)这些水吸收的热量为
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12.3 比热容
一、比热容的概念、单位和物理意义
1.在国际单位制中,下列物理量的单位不是以科学家的名字命名的是( )
A.力 B.压强 C.功率 D.比热容
2.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
3.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
4.下列情况中,比热容会发生变化的是( )
A.一杯水温度从升高到 B.把铁圆柱拉成细铁丝
C.砖块的体积减小一半 D.冰熔化成水
5.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
二、生活中的比热容问题
6.小雪同学在厨房帮妈妈做饭时观察到了一些现象,用所学物理知识进行了解释,其中解释正确的是( )
A.砂锅和铁锅相比,砂锅的导热性好
B.用刀切冻肉前先磨刀,是为了增大压力
C.抽油烟机是利用流体压强与流速的关系来排烟的
D.鸡蛋磕在桌面上蛋壳破裂,是因为桌面对鸡蛋的力大于鸡蛋对桌面的力
7.正常人体中水分约占体重的60%~70%,水有助于调节体温,原因之一是其( )
A.热值较大 B.比热容较大 C.密度较大 D.导热性较好
8.下列说法正确的是( )
A.炖肉时,满屋飘香,这是扩散现象
B.沸腾的水热得发烫,是因为水含有的热量多
C.蒸馒头时,通过做功的方式使馒头的内能增加
D.炸丸子用食用油而不用水,主要是因为食用油的比热容较小
9.2016年11月30日,联合国教科文组织正式将“二十四节气”列入人类非物质文化遗产。北方进入“霜降”节气后,清晨常有霜出现。下列说法正确的是( )
A.霜是水凝固形成的
B.霜的形成过程需要放热
C.气温降低时,分子的热运动会更剧烈
D.内陆地区的昼夜温差比沿海地区小
10.糖炒栗子是我国北方非常有名的美食,传统糖炒栗子的精髓在于砂石的导热和糖的焦香。关于糖炒栗子的制作,下列说法正确的是( )
A.选用砂石炒制是因为砂石颗粒小,有利于板栗受热均匀
B.砂石升温较快,是因为它的吸热能力强
C.刚炒出的栗子烫手是因为含有的热量多
D.炒制过程主要是通过做功的方式增大栗子的内能
三、计算物体温度变化时的吸放热
11.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
12.小雨探究液体的凝固特点:先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M,再各放入一个温度传感器,然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等,用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像,如图所示。已知,实验在标准大气压下进行,下列说法正确的是( )
A.液体M的比热容为
B.液体M放热能力比水放热能力强
C.在时间段两种物质都是固液共存状态
D.从20℃刚好降到0℃时,水放出的热量小于M放出的热量
13.两杯温度不同的同种液体,其质量和温度变化数据如表格,则它们放出的热量关系正确的是( )
质量
下降温度
放出热量
热液
300
10
冷液
600
7
A.
B.
C.
D.液体的比热容未知,无法判断放出热量的大小关系
14.在1个标准大气压下,1kg、30℃的水()吸收了的热量后,其温度升高到( )
A. B.
C. D.
15.下表是一些物质的比热容[],根据表中数据,下列判断正确的是( )
水
铝
煤油、冰
干泥土
砂石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.水的比热容是水的比热容的两倍
C.不同物质的比热容一定不同
D.质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块温度变化较大
四、冷热混合时的温度变化和热交换
16.利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热得到温度随时间变化的图像如图乙所示。已知,不计热量损失。下列说法正确的是( )
①应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
②加热2min时,食用油和水吸收的热量一样多
③若给汽车发动机降温,应选b物质作冷却剂
④分析图乙可得a是食用油的升温图像,其比热容为
A.只有①③正确 B.只有②③正确
C.只有②③④正确 D.只有①②③正确
17.用两个完全相同的电加热器给初温均为20℃的A、B两种液体加热,已知mB>mA,根据实验过程中收集的数据描绘出两种液体的“温度—时间”图像如图所示(不计热量损失)。下列分析正确的是( )
A.A、B两种液体的沸点之比为4:5
B.A、B两种液体的比热容之比为3:4
C.根据题意和图像分析可知A、B两种液体的比热容大小关系为cA>cB
D.A、B两种液体从90s至120s的加热时间内吸收的热量不相等
18.以下过程不发生物态变化。质量相同的两块金属甲、乙吸收了相同的热量,甲升高的温度比乙低;那么,初温相同的甲、乙放出的热量Q甲<Q乙,( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
C.无法判断甲、乙比热容哪一个大,且无法判断甲、乙的末温哪一个高
D.可以判断甲、乙比热容哪个大,但无法判断甲、乙的末温哪一个高
19.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
20.某固体的质量为m,其比热容为c。先对它加热一段时间(设在相同时间内吸收的热量相等),停止加热让其冷却(设冷却时在相同时间内放出的热量相等),整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化,下列说法正确的是( )
A.在0~t2时间段,该物体吸收的热量为cm(T2-T1)
B.该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容
C.在t4~t5时间段,该物体放出的热量为
D.该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量
21.如图甲所示是探究“比较不同物质吸热情况”的实验装置。
(1)实验中应量取 相等的A、B两种液体,为了完成该实验,除了图甲中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和 。
(2)本实验中,液体吸收热量的多少可以通过 来反映;选用完全相同的两个电加热器的目的是 。
(3)为了比较A、B液体的吸热本领,小明提出两种比较方案:①让两者升高相同的温度,比较 ;②让两者吸收相同热量,比较 。
(4)根据实验数据绘制了图乙所示的温度—时间图像,从图像可以出 液体更适合做汽车发动机冷却剂。
(5)若B液体的比热容为2.1×103J/(kg·℃),则A液体的比热容为 。
22.图甲是小峰在标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。
(1)实验中,某时刻温度计的示数如图乙所示,该物质此时的温度是 ℃。
(2)图丙是小峰根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图像,由图像可知该物质在熔化过程中吸收热量,温度不变,内能 (选填“增加”“减少”或“不变”)。
(3)由丙图可知,该物质在固态时的比热容是 J/(kg·℃)。
(4)试管中的固体完全熔化后,若持续加热,烧杯中的水沸腾时,试管中的液体 (选填“会”或“不会”)沸腾。
23.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。
24.小明探究冰熔化特点的实验装置如图甲;
(1)实验中,宜选用 (碎冰块/体积较大的冰块);
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,该物质此时的温度为 ℃;
(3)冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图丙,冰的熔化过程经历的时间为 min,图中AB过程中冰的内能 ;
(4)图丙中AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是 。
25.如图甲是小华“探究不同物质吸热本领”的实验装置,用两个相同的容器和相同的加热装置分别给水和煤油加热:
(1)该实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: ;
(2)实验时,通过比较 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来间接反映煤油和水吸收的热量多少;
(3)小华根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由图像可知,加热5min时,b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力 (选填“强”或“弱”),此时a、b两种液体吸收的热量关系是Qa Qb。(选填“>”“<”或“=”),由图像可知a物质是 (选填“水”或“煤油”);
(4)实验结束后,小华又用该装置探究了水在升高相同的温度时,吸收热量多少与质量大小的关系。得到了如图丙所示的不同质量的水在加热过程中的温度随时间变化关系图像。由图像可知 (选填“A”或“B”)图像对应水的质量较大。
26.如图(a),某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应 。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体 的规律制成的。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为 ℃。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
分析表中数据,发现 吸热能力强。
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较 (填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
27.在“探究相同质量的不同物质在升高相同温度时,吸收热量的多少是否相同”的实验中,小明在图甲、乙所示的相同的烧杯中分别倒入相同质量的水和煤油,并使用完全相同的酒精灯进行加热,测得的实验数据如下表所示:
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
(1)实验中需要的测量工具除了秒表、温度计,还应该有 ;根据甲、乙两幅图可判断图 (选填“甲”或“乙”)烧杯中的液体为煤油。(水的密度大于煤油的密度)
(2)分析表中实验数据,可得出结论:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时, 吸收的热量多,所以 的吸热能力强。
(3)图丙中的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,用相同的酒精灯加热,不考虑热损失,再绘制出一条温度随时间变化的图线,该图线应为图丙中的 (选填“①”“②”或“③”)。
28.在研究“冰熔化时温度随时间变化规律”的实验中,实验装置如图甲所示。
(1)试管中装有适量的碎冰,按图甲组装器材时应将温度计的玻璃泡与碎冰充分接触,但不要碰到试管底部,考虑到碎冰之间有空隙且冰的密度小于水的密度,温度计的玻璃泡要处在碎冰内 (选填“偏上”或“偏下”)位置。
(2)水浴加热的好处是 (写出两点);实验中判断碎冰是否熔化的依据是 ;
(3)某时刻温度计的示数如图乙所示,则温度为 ℃。图丙是根据冰熔化实验记录的数据绘制的温度随时间变化图像,小明观察到加热相同时间,冰和水的温度变化不同,是因为水和冰的 不同;
29.文文在做“探究水在沸腾前后温度变化的特点”的实验,当水温超过时每隔1m in记录一次温度。为了拓展所学知识,文文将水换成质量相同的酒精,重复以上实验。完成实验后,得到的实验数据如下表所示:
时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
200g水的温度
60.0
66.1
72.0
78.0
84.1
90.0
96.1
99.0
99.0
200g酒精的温度
60.0
69.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
78.0
(1)分析表格数据可知,文文做实验的地方的大气压 (选填“大于”“小于”或“等于”)1个标准大气压;
(2)由表中的数据可知,从60℃上升到78℃,水需要加热3min,酒精需要加热2min,造成这一现象的原因是 。
30.在“探究晶体熔化时温度的变化规律”的实验中,老师提供了如图甲、乙所示的两套实验方案。
(1)某物理小组认为图甲中的实验方案优于图乙中的实验方案,他们作出此判断的理由是; º
(2)该物理小组采用图甲中的实验方案,根据实验测得的数据绘制了如图丙所示的图像。比较图像可知,如果吸收相同的热量,该物质在固态时升高的温度为 t₁,在液态时升高的温度为 t₂,则t₁ (选填“>”“<”或“=”)t₂。
31.为了比较水和食用油的吸热能力,小新同学做了如图甲所示的实验。
(1)实验前应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序组装实验器材,实验中取 (选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油,用升高的温度来反映两种物质的吸热能力;
(2)小新将记录的实验数据绘制成如图乙所示的温度-时间图像,已知水的比热容是,根据图像可计算出食用油的比热容为 ;
(3)小林同学受到小新实验的启发,设计了如下实验来比较铜和铝的比热容大小:
①小林先将质量相等的铜块和铝块放入沸水中加热足够长时间,如图丙所示(加热装置未画出);
②再将铜块和铝块分别放入盛有质量相等、温度相同的水的A、B两容器中,并将容器用隔热材料密封,如图丁所示;
③经过足够长的时间后,同时测量A、B两容器中水的温度,记录数据分别为和;
④分析比较铜块和铝块吸收的热量和其他相关的物理量,可以判断出 (选填“铜”或“铝”)的比热容大。
32.蓄冷剂是食品运输和保鲜过程中的重要降温试剂。现有A、B两种蓄冷剂,财财同学和明海同学为了探究其蓄冷效果,进行了如下的实验探究:财财首先将质量均为100g的两种蓄冷剂分别装入完全相同的冰袋中,标明A、B,放入冰箱中冷冻为温度相同的固体。在容器1、2中分别加入质量为500g且温度相同的水,将冰袋从冰箱中拿出放入水中,并用隔热材料密封。明海同学通过温度传感器每隔一定时间测量蓄冷剂及水的温度,如图是明海记录的A、B两蓄冷剂及容器①、②中水的温度随时间的变化曲线。
(1)露露同学发现:蓄冷剂熔化前温度在升高,其分子热运动速度变 ;
(2)0∼t1,水和蓄冷剂之间发生热传递,宇婷同学说其热传递方向为 ;
(3)0∼t1,蓄冷剂 吸热更快;
(4)t1∼t2,容器①中水的温度降低10℃,若热量全部被冰袋吸收,经过计算,汉欢同学发现每克蓄冷剂A吸收的热量为 ;
(5)汉欢同学在深圳市内配送蛋糕时,选择蓄冷剂 更好,理由是 。
33.如图甲所示,在绝热的容器(容器内部不与容器外部发生热传递)中装有100°C的水A,其质量为1kg;把一瓶10°C的酒精B放入该容器后,利用温度传感器测量它们的温度变化,得到图乙中的曲线。假设热水放出的热量全部给酒精吸收了,忽略容器内气压的变化,水的比热容。
(1)酒精的沸点为 °C,在10min后,酒精 (选填“能”或“不能”)持续沸腾;
(2)请计算这瓶酒精B从10°C升温到78°C的过程中吸收的热量为 J;
(3)能否根据本次实验提供的信息,判断酒精与水的比热容大小?如能请写出判断依据,如不能,请说明理由 。
34.使用太阳能可以节能减排,减少雾霾天气。小明在项目化学习中,对学校的太阳能热水器(如图)展开了研究。
(1)太阳能热水器使用过程中 的方式增加水的内能;
(2)雾与霾的形成原理不同。雾是水蒸气遇冷 (填物态变化)形成的漂浮在空中的微小水滴.形成过程中要 (选填“吸热”或“放热”);
(3)雾霾天气的罪魁祸首是可吸入颗粒物。如PM2.5,它是指直径不大于2.5 (选填“微米”或“纳米”)的颗粒物;大气中PM2.5的运动属于 (选填“机械运动”或“分子热活动”);
(4)如图中太阳能热水器接收阳光垂直照射的面积是。每平方米每秒接收到的太阳能为1000J。热水器中装有100L水。垂直照射7min,水温可以升高 ℃。[不计一切热量损失。水的比热容为]。
35.阅读短文,回答问题
太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温,以满足人们日常生活的需要。它具有安全、节能、环保等优点。如图甲所示,太阳能热水器主要由两部分构成:一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器,每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成,双层玻璃管之间是真空;另一部分是保温储水箱,保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。
如图乙所示是玻璃吸热管的工作原理图,它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似,区别在于玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料,当太阳光照射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动;背光一侧的水由于温度较低、密度较大而向下运动,形成冷热水循环,最终整箱水温度都升高至一定的值。由于玻璃管内的真空不利于热量的传导,所以太阳能热水器的玻璃吸热管对水具有一定的保温作用。
(1)当太阳光照射到黑色的吸热层上时,黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为内能,将管内的水加热,这是通过 的方式改变水的内能;
(2) (选填“能”或“不能”)将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面上,理由是: ;
(3)在正常的光照条件下,这台太阳能热水器每天可将100kg的水从20℃加热到70℃,则这些水吸收的热量为 J[]。
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