内容正文:
专题02 内能(二)
考点一 比热容基础
1.(24-25九上·重庆南岸文德实验中学·期中)下列热学知识正确的是( )
A.一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B.烧水壶壶口的“白气”是蒸发形成的
C.物体吸收热量后内能一定增大,温度一定升高
D.寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能
2.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)下列物理现象中,正确的是( )
A.将一根导线对折后电阻不变
B.锯木头时锯条变热,通过做功改变锯条的内能
C.秋风瑟瑟,树叶飘零是扩散现象
D.水和冰是同种物质,它们的比热容相同
3.(24-25九上·重庆开州大进初中教育集团·期中)质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容,。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了的热量
④乙物质的比热容为
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
4.(24-25九上·重庆渝北六校联盟·期中)甲、乙两物体的质量之比是3︰1,它们吸收的热量之比是2︰1,比热容之比是3︰2,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A.9︰1 B.4︰9 C.9︰4 D.1︰9
5.(24-25九上·重庆西大附中·期中)甲乙两物体的质量关系为m甲<m乙,当其吸收热量的情况如图所示时,升高的温度关系为,则_______(选填“>”“<”“=”)。
6.(24-25九上·重庆开州大进初中教育集团·期中)小明设计了一组实验,如图所示,根据所学知识回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在试管内装上半管有色水,再从管上部慢慢注满酒精,用塞子塞紧管口,上下颠倒几次看到管中液面降低了少许,此现象直接说明分子间有 ___________;
(2)如图乙所示为研究气体扩散的实验装置,二氧化氮气体的密度比空气大,在A、B两种放置玻璃瓶方式中,方式 ___________更合理;抽掉玻璃板后,静置一段时间,两瓶气体颜色相同;
(3)如图所示,丙、丁、戊三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的初温、质量都相同。请你解答下列问题:
①比较不同燃料热值的实验,应选择 ___________两个装置(选填装置序号),取少量燃料,使之完全燃烧后通过比较 ___________(选填“温度计升高的度数”或“加热时间的长短”)来比较不同燃料热值的大小;
②比较不同物质比热容的实验,应选择 ___________两个装置(选填装置序号)和钟表来完成该实验,加热过程中,液体吸收热量的多少是通过比较 ___________来选填“温度计升高的度数”或“加热时间的长短”)判断的。
7.(24-25九上·重庆秀山新星初中·期中)某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,得到的实验数据如下表:
物质
次数
质量m/kg
升高的温度/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)在两个相同的烧杯中应加入______相同、______相同的水和煤油;
(2)实验中使用相同的电加热器加热相同时间是为了______;
(3)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的______有关;
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,______温度升高的多,这表明______吸热本领更强。
8.(24-25九上·重庆七中·期中)如图甲所示是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将某固态物质和温度计分别放入试管内,再放入装有适当水的大烧杯中,观察物质的熔化过程。
(1)试管内物质在熔化过程中,某时刻的温度如图乙所示,读数方法正确的是______(选填“A”、“B”或“C”),小春同学根据实验记录的数据描绘出如图丙所示的变化图象,根据图象可知该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”);
(2)在该物质熔化的过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,它将停止熔化;再将试管放回烧杯,一会儿后,该物质又继续熔化,这说明该物质的熔化条件是:______;
(3)根据描绘的图线可知:该物质熔化用了______分钟;该物质在第3分钟末的内能______(选填“小于”、“大于”或“等于”)第4分钟末的内能;该物质在第2分钟时处于______态;当该物体温度等于60℃时,它的状态应为______(选填“固态”、“液态”、“固液共存态”或“三种可能”);
(4)比较该物质熔化前、后的图线还可以发现,该物质液态时的比热容______(选填“小于”、“大于”或“等于”)固态时的比热容。
9.(24-25九上·重庆江北中学·期中)为了比较水和食用油的吸热能力。小宇同学用两个相同的装置做了如图所示的实验,用温度计测量液体吸收热量前后的温度值,并用钟表记录加热时间,实验数据记录如表所示。
物质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
68
(1)实验中,需要取_______(选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油装入两个相同的烧杯进行加热;
(2)用两个相同的装置分别给水和食用油加热6min后,发现水升高的温度比食用油升高的温度低,该过程中水吸收的热量_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(3)在此实验中,若要使水和食用油升高的温度相同,则要继续给_______(选填“水”或“食用油”)加热一段时间,待两者升高的温度相同时,水吸收的热量_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(4)通过实验得出的结论,水的吸热能力比食用油_______(选填“强”或“弱”),在物理学中,物质的这种吸热能力的大小可用物理量_______来表示;
(5)下面几个研究实例中,采用了与该实验不相同研究方法的是( )
A.利用光线表示光传播的径迹和方向
B.“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积
C.“探究物体的动能与速度的关系”时,让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下
10.(24-25九上·重庆彭水思源教研共同体五校·期中)小军同学用一酒精灯加热探究冰熔化和水沸腾时温度的变化规律,如图所示是根据测量结果画出的图象,根据图中信息完成下列问题:
(1)要完成实验,已准备有烧杯、酒精灯、铁架台、初温为的冰块、秒表,还需要的测量仪器是______;
(2)冰加热熔化成水,直到水沸腾,水沸腾过程中不断吸热,温度______,内能______(选“升高”、“降低”、“不变”);
(3)初温为的冰块______(选填“有”或“没有”)内能;从图中AB段与CD段的倾斜程度不同,可以判断冰的比热容______水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
11.(24-25九上·重庆凤鸣山中学教育集团校·期中)(1)如图是慧学小组探究“固体熔化时温度变化规律”的实验。
①图甲采用“水浴法”加热,目的是为了让固体物质___________;
②图乙是某时刻的温度,其示数为___________℃;
③由图丙知该物质属于___________(选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图是慧学小组探究“不同液体吸热能力强弱”的实验。他们用相同的加热装置,给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和温度,根据记录的数据绘制了两种液体的温度T随时间t变化的图像。
①实验中在烧杯中装200mL水,则需要装___________mL煤油;(ρ水=1g/cm3,ρ煤油=0.8g/cm3)
②本实验中通过___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)反映液体吸收热量的多少;
③已知1kg水温度升高1℃时吸收的热量为4200J,根据图像可知,1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量为___________J。
12.(24-25九上·重庆江津二中联盟十校·期中)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120mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入___________mL的煤油。
(2)实验中要使用规格___________的电加热器加热,从而通过___________来比较水和煤油两种液体吸收热量的多少。
(3)实验数据如下表,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为___________。如果要在两种液体中选择一种液体做为冷却剂,应选___________较为合理。
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)如图丙中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(选填①或②或③)。
(5)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
13.(23-24九上·重庆南开中学·期中)如图甲是小开做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置,烧杯中装有水,试管中装有碎冰。
(1)如图甲,实验装置安装的顺序是_______(选填“自下而上”或“自上而下”);除了图甲中的测量工具以外,实验还需要的测量工具是_______;
(2)小开测得温度随时间的变化图像如图乙,第时试管内物质处于_______(选填“固态”液态”或“固液共存态”);试管内物质在第的内能_______(选填“大于”“小于”或“等于”)第的内能;
(3)甲装置中,若酒精灯持续加热足够长的时间,试管中的水_______(填“能’或“不能”)沸腾;由乙图可知冰的比热容_______(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容。
考点二 生活中的比热容问题
1.(24-25九上·重庆大渡口区三十七中·期中)下列事例中没有利用水的比热容大的是( )
A.图甲,洒水车洒水清洁路面
B.图乙,热水袋用水取暖
C.图丙,早春夜晚向稻田灌水以保温
D.图丁,造人工湖调节气温
考点三 比热容的相关计算
1.(24-25九上·重庆朝阳中学教育集团·期中)已知铜的比热容是铅的比热容的 3 倍,质量相等的铜块和铅块,吸收相同的热量后互相接触;则下列说法中正确的是( )
A.铜块一定向铅块传热 B.铅块可能向铜块传热
C.接触时,铜块温度更高 D.接触时,铅块温度更高
2.(24-25九上·重庆彭水思源教研共同体五校·期中)如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于______冲程,把______转化为______能。沙漠地区昼夜温差大,主要原因是砂石的比热容较小;初温为20℃、质量为50kg的砂石吸收的热量后,温度升高到______℃。[砂石的比热容为]
3.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5min内吸收的热量为___________J,液体的比热容为___________。
4.(24-25九上·重庆合川中学&七校联盟·期中)如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过________方式在改变酒的内能;酒盏里质量为100g的酒在漂流过程中,温度从30℃降低至25℃,会放出_________J的热量。【c酒=3.4×103J/(kg·℃)】
5.(24-25九上·重庆凤鸣山中学教育集团校·期中)小南、小江和小侨组队露营,用酒精炉将质量为500g、温度为的水加热,需燃烧4.2g酒精,4.2g酒精完全燃烧放出的热量为__________J;若酒精炉的效率为70%,水的温度能升高到________。(1个标准大气压下,已知,)
6.(24-25九上·重庆开州区文峰教育集团·期中)用一台电取暖器给有50kg空气的房间加热.通电后取暖器的电热元件温度升高,是通过_____(填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的;一段时间后室温升高了5℃,则空气吸收的热量为_____J.设空气的比热容为1.0×103J/(kg•℃)
7.(24-25九上·重庆江北中学·期中)由于冬天天气寒冷,妈妈每天准备早餐时都要按照如图所示给小宇用热水加热一杯250g的牛奶。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),牛奶的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
(1)若不计热量损失,要使这瓶牛奶的温度由5℃最终升高到45℃,求:
①牛奶吸收的热量是多少?
②妈妈至少需要准备65℃的热水多少千克?
(2)若妈妈将质量为2kg,温度为5℃的水加热至65℃,需消耗4.8×10﹣2m3的燃气,则小宇家燃气灶的热效率是多少?(燃气的热值为4.2×107J/m3)
考点四 水的比热容特点及应用
1.(24-25九上·重庆九十五中·半期)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.夏天在地面上洒水,感到凉快
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适宜居住
D.为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏,傍晚在农田里灌水
2.(24-25九上·重庆秀山新星初中·期中)下列说法错误的是( )
A. 将菜炒熟的过程中,分子热运动加剧,香味越来越浓
B. 将活塞迅速压下时,筒内空气的温度升高,蘸了乙醚的棉花燃烧起来
C. 1kg的汽油在汽缸内燃烧放出的热量,就是汽油的热值
D. 由于沙石的比热容比海水的小,导致沙漠地区的昼夜温差比沿海地区的大
3.(24-25九上·重庆綦江联盟校·期中)常用温度计是利用液体的________来测量温度的。人们用冷水冷却汽车发动机是利用水的________特性。
4.(24-25九上·重庆渝中巴蜀学校·期中)宋代诗人陆游曾记载的省油灯,结构如图所示,省油灯用棉绳做灯芯,设有夹层。上层盛油,油燃烧时化学能转化为 _____能,使油温升高,保持油灯持续燃烧;下层贮水,利用水的 _____较大,吸收更多热量,减少油的蒸发,达到省油的目的。
1.(24-25九上·重庆江北中学·期中)由于冬天天气寒冷,妈妈每天准备早餐时都要按照如图所示给小宇用热水加热一杯250g的牛奶。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),牛奶的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
(1)若不计热量损失,要使这瓶牛奶的温度由5℃最终升高到45℃,求:
①牛奶吸收的热量是多少?
②妈妈至少需要准备65℃的热水多少千克?
(2)若妈妈将质量为2kg,温度为5℃的水加热至65℃,需消耗4.8×10﹣2m3的燃气,则小宇家燃气灶的热效率是多少?(燃气的热值为4.2×107J/m3)
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专题02 内能(二)
考点一 比热容基础
1.(24-25九上·重庆南岸文德实验中学·期中)下列热学知识正确的是( )
A.一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B.烧水壶壶口的“白气”是蒸发形成的
C.物体吸收热量后内能一定增大,温度一定升高
D.寒冷的冬天,双手互搓会使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能
【答案】D
【详解】A.物质的比热容只与物质的种类和状态有关,与质量无关,故A错误;
B.烧水壶壶口的“白气”是液态,是温度高的水蒸气遇冷液化成的小水滴形成的,故B错误;
C.物体吸收热量后内能一定增大,温度不一定升高,例如水沸腾过程中,吸收热量,但温度不变,故C错误;
D.改变内能方式有做功和热传递,双手互搓会使手的温度升高,是把机械能转化为内能,是用做功的方式改变内能,故D正确。
故选D。
2.(24-25九上·重庆南川三校联盟·期中)下列物理现象中,正确的是( )
A.将一根导线对折后电阻不变
B.锯木头时锯条变热,通过做功改变锯条的内能
C.秋风瑟瑟,树叶飘零是扩散现象
D.水和冰是同种物质,它们的比热容相同
【答案】B
【详解】A.将一根导线对折后,导体的长度和横截面积发生改变,电阻也会发生改变,故A错误;
B.锯木头时锯条克服摩擦做功,将机械能转化为内能,是通过做功的方式改变物体的内能的,故B正确;
C.秋风瑟瑟,树叶飘零,树叶人眼可见,不属于分子,不是扩散现象,是机械运动,故C错误;
D.水和冰是同种物质,但物态不同,则比热容不同,故D错误。
故选B。
3.(24-25九上·重庆开州大进初中教育集团·期中)质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容,。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了的热量
④乙物质的比热容为
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
【答案】D
【详解】①时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可知,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据Q放=cmΔt可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,若A、B两种液体中,一种物质是水,则一定是甲物质,故①正确;
②由图可知,0~12min乙的温度从60℃降低至20℃,所以乙的温度降低Δt乙=60℃-20℃=40℃ 故②错误;
③0~12min甲放出的热量Q水放=c水m水Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J 故③错误;
④由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,即Q水放=Q乙放,则c水m水Δt甲=c乙m乙Δt乙 结合图像可得,0~12min水放出的热量,即另一种液体放出的热量Q水放=Q乙放=4.2×104J 则另一种液体的比热容故④正确,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.(24-25九上·重庆渝北六校联盟·期中)甲、乙两物体的质量之比是3︰1,它们吸收的热量之比是2︰1,比热容之比是3︰2,则甲、乙两物体升高温度之比为( )
A.9︰1 B.4︰9 C.9︰4 D.1︰9
【答案】B
【详解】由题知m甲︰m乙=3︰1,c甲︰c乙=3︰2 甲、乙两物体吸收的热量之比Q甲︰Q乙=2︰1 则甲、乙两物体升高的温度之比
故选B。
5.(24-25九上·重庆西大附中·期中)甲乙两物体的质量关系为m甲<m乙,当其吸收热量的情况如图所示时,升高的温度关系为,则_______(选填“>”“<”“=”)。
【答案】>
【详解】由图像可知甲、乙两物体吸收的热量为Q甲=2Q乙根据比热容式子可得
且质量关系为m甲<m乙,温度升高关系为Δt甲<Δt乙,可得,所以。
6.(24-25九上·重庆开州大进初中教育集团·期中)小明设计了一组实验,如图所示,根据所学知识回答下列问题:
(1)如图甲所示,先在试管内装上半管有色水,再从管上部慢慢注满酒精,用塞子塞紧管口,上下颠倒几次看到管中液面降低了少许,此现象直接说明分子间有 ___________;
(2)如图乙所示为研究气体扩散的实验装置,二氧化氮气体的密度比空气大,在A、B两种放置玻璃瓶方式中,方式 ___________更合理;抽掉玻璃板后,静置一段时间,两瓶气体颜色相同;
(3)如图所示,丙、丁、戊三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的初温、质量都相同。请你解答下列问题:
①比较不同燃料热值的实验,应选择 ___________两个装置(选填装置序号),取少量燃料,使之完全燃烧后通过比较 ___________(选填“温度计升高的度数”或“加热时间的长短”)来比较不同燃料热值的大小;
②比较不同物质比热容的实验,应选择 ___________两个装置(选填装置序号)和钟表来完成该实验,加热过程中,液体吸收热量的多少是通过比较 ___________来选填“温度计升高的度数”或“加热时间的长短”)判断的。
【答案】(1)间隙
(2)A
(3) 丁、戊 温度计升高的度数 丙、丁 加热时间的长短
【详解】(1)水和酒精混合均匀以后,体积会变小,说明分子间存在着间隙;
(2)图乙为研究气体扩散的实验装置,二氧化氮气体的密度比空气大,在A、B两种放置玻璃瓶方式中,A方式更合理,可以避免因为二氧化氮气体的密度较大带来的影响;
(3)[1][2]比较不同燃料热值的实验,由控制变量法可知,应控制加热相同质量的同种液体,相同质量的不同燃料,所以选择乙、丙两个装置; 由于不同燃料热值的大小不能直接观察,所以运用转换法,完全燃烧相同质量的不同燃料,烧杯中液体温度升高越高,燃料的热值越大,所以通过温度计升高的示数来比较不同燃料热值的大小;
[3][4]比较不同物质比热容的实验,由控制变量法可知,应使用相同燃料加热,烧杯中不同液体的质量相同,所以选择甲、乙两个装置; 加热过程中,液体吸收热量的多少不能直接测量,所以运用转换法,加热时间越长,燃料放出的热量越多,液体吸收的热量越多,所以通过加热时间来判断液体吸收热量的多少。
7.(24-25九上·重庆秀山新星初中·期中)某同学在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和煤油加热,得到的实验数据如下表:
物质
次数
质量m/kg
升高的温度/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)在两个相同的烧杯中应加入______相同、______相同的水和煤油;
(2)实验中使用相同的电加热器加热相同时间是为了______;
(3)分析第1、2次或第3、4次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的______有关;
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,______温度升高的多,这表明______吸热本领更强。
【答案】(1) 质量 初温
(2)见解析
(3)质量
(4) 煤油 水
【详解】(1)[1][2]根据控制变量法,要比较不同物质的吸热能力,需控制不同物质的初温和质量相同,所以加入质量和初温相同的水和煤油。
(2)根据转换法可知,实验中选用相同电加热器加热相同的时间是为了使水和煤油在相同时间内吸收相等的热量。
(3)分析第1、2次或第3、4次实验数据可知,物质种类相同,质量不同,加热时间不同,升高温度相同时,吸收的热量不同。可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,吸收热量的多少与物质的质量有关。
(4)[1][2]分析第1、3次实验数据可知,质量相同的水和煤油升高相同的温度,水的加热时间长,吸收的热量多,说明水的吸热能力强。如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,则煤油的温度身高的快。
8.(24-25九上·重庆七中·期中)如图甲所示是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将某固态物质和温度计分别放入试管内,再放入装有适当水的大烧杯中,观察物质的熔化过程。
(1)试管内物质在熔化过程中,某时刻的温度如图乙所示,读数方法正确的是______(选填“A”、“B”或“C”),小春同学根据实验记录的数据描绘出如图丙所示的变化图象,根据图象可知该物质是______(选填“晶体”或“非晶体”);
(2)在该物质熔化的过程中,如果将试管从烧杯中拿出来,它将停止熔化;再将试管放回烧杯,一会儿后,该物质又继续熔化,这说明该物质的熔化条件是:______;
(3)根据描绘的图线可知:该物质熔化用了______分钟;该物质在第3分钟末的内能______(选填“小于”、“大于”或“等于”)第4分钟末的内能;该物质在第2分钟时处于______态;当该物体温度等于60℃时,它的状态应为______(选填“固态”、“液态”、“固液共存态”或“三种可能”);
(4)比较该物质熔化前、后的图线还可以发现,该物质液态时的比热容______(选填“小于”、“大于”或“等于”)固态时的比热容。
【答案】(1) B 晶体
(2)吸收热量
(3) 3 小于 固 三种可能
(4)大于
【详解】(1)[1]温度计读数时,视线要与刻线垂直,因此B方式读数正确。
[2]根据丙图可知,该物质有固定的熔点,说明该物质是晶体。
(2)将试管从烧杯中拿出来,试管不满足吸热的条件,物质停止熔化;再将试管放回烧杯,一会儿后,该物质又继续熔化,说明该物质的熔化条件是吸收热量。
(3)[1]图中第3min物质开始熔化,第6min刚好熔化完成,则该物质熔化时间为
[2]由于物质熔化过程中需要吸收热量,内能会增加,因此该物质在第3分钟末的内能小于第4分钟末的内能。
[3]在第2分钟时物质处于熔化前,物质处于固态。
[4]图中该物质的熔点是60℃,当该物体温度等于60℃时,可能是刚要熔化的固态、熔化过程的固液共存态、刚好熔化完的液态,因此物质状态可能是固态、固液共存态、液态。
(4)据图可知,固态和液态加热相同的时间,即吸收相同的热量,液态温度变化量小,说明液态时的吸热能力强,比热容大。
9.(24-25九上·重庆江北中学·期中)为了比较水和食用油的吸热能力。小宇同学用两个相同的装置做了如图所示的实验,用温度计测量液体吸收热量前后的温度值,并用钟表记录加热时间,实验数据记录如表所示。
物质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
20
6
45
食用油
20
6
68
(1)实验中,需要取_______(选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油装入两个相同的烧杯进行加热;
(2)用两个相同的装置分别给水和食用油加热6min后,发现水升高的温度比食用油升高的温度低,该过程中水吸收的热量_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(3)在此实验中,若要使水和食用油升高的温度相同,则要继续给_______(选填“水”或“食用油”)加热一段时间,待两者升高的温度相同时,水吸收的热量_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(4)通过实验得出的结论,水的吸热能力比食用油_______(选填“强”或“弱”),在物理学中,物质的这种吸热能力的大小可用物理量_______来表示;
(5)下面几个研究实例中,采用了与该实验不相同研究方法的是( )
A.利用光线表示光传播的径迹和方向
B.“探究压力的作用效果与受力面积的关系”时,保持压力不变,改变受力面积
C.“探究物体的动能与速度的关系”时,让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下
【答案】(1)质量
(2)等于
(3) 水 大于
(4) 强 比热容
(5)A
【详解】(1)实验中,要探究水和食用油的吸热能力,据控制变量法知,需要选用相同质量的水和食用油进行探究。
(2)用相同的装置加热,则在相同的时间内,热源放出的热量相同,水和食用油吸收的热量相同。
(3)[1]要使水和食用油升高相同的温度,则要继续给水加热一段时间,因为加热相同时间,食用油升高了较多的温度。
[2]升高相同温度时,水需要加热的时间比食用油的长,所以水吸热比食用油的多。
(4)[1]升高相同温度,水需要吸收的热量更多,则水的吸热能力比食用油的强。
[2]在物理学中,用比热容来表示物质的吸热能力。
(5)在探究不同物质的吸热能力时,应用了控制变量法。
A.利用光线表示光传播的径迹和方向,利用了模型法,故A符合题意;
B.压力的作用效果与受力面积的关系时,需要控制压力相同,利用控制变量法,故B不符合题意;
C.探究物体的动能与速度的关系时,需要控制物体的质量不变,利用了控制变量法,故C不符合题意。
故选A。
10.(24-25九上·重庆彭水思源教研共同体五校·期中)小军同学用一酒精灯加热探究冰熔化和水沸腾时温度的变化规律,如图所示是根据测量结果画出的图象,根据图中信息完成下列问题:
(1)要完成实验,已准备有烧杯、酒精灯、铁架台、初温为的冰块、秒表,还需要的测量仪器是______;
(2)冰加热熔化成水,直到水沸腾,水沸腾过程中不断吸热,温度______,内能______(选“升高”、“降低”、“不变”);
(3)初温为的冰块______(选填“有”或“没有”)内能;从图中AB段与CD段的倾斜程度不同,可以判断冰的比热容______水的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
【答案】(1)温度计
(2) 不变 升高
(3) 有 小于
【详解】(1)探究冰熔化和水沸腾时温度的变化规律,还需要温度计测量物质的温度。
(2)[1]水沸腾过程中不断吸热,温度一直保持在98℃不变。
[2]水沸腾过程中不断吸热,内能增大。
(3)[1]内能指的是所有分子的分子动能和分子势能之和,所有的分子都在运动,都具有分子动能,故任何物体都具有内能,初温为-10℃的冰块具有内能。
[2]质量相同的冰和水吸收相同的热量,冰的温度升高比水快,故冰的比热容比水小。
11.(24-25九上·重庆凤鸣山中学教育集团校·期中)(1)如图是慧学小组探究“固体熔化时温度变化规律”的实验。
①图甲采用“水浴法”加热,目的是为了让固体物质___________;
②图乙是某时刻的温度,其示数为___________℃;
③由图丙知该物质属于___________(选填“晶体”或“非晶体”)。
(2)如图是慧学小组探究“不同液体吸热能力强弱”的实验。他们用相同的加热装置,给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和温度,根据记录的数据绘制了两种液体的温度T随时间t变化的图像。
①实验中在烧杯中装200mL水,则需要装___________mL煤油;(ρ水=1g/cm3,ρ煤油=0.8g/cm3)
②本实验中通过___________(选填“升高的温度”或“加热时间”)反映液体吸收热量的多少;
③已知1kg水温度升高1℃时吸收的热量为4200J,根据图像可知,1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量为___________J。
【答案】(1) 受热均匀 38 晶体
(2) 250 加热时间
【详解】(1)①[1]为了使物质均匀受热,可以采用水浴法加法。
②[2]由图乙可知,温度计的分度值为1℃,所以该时刻温度计的示数为38℃。
③[3]由图丙可知,该物质在熔化过程中温度保持60℃不变,符合晶体熔化特点,所以属于晶体。
(2)①[1]在探究“不同液体吸热能力强弱”的实验中,应控制水和煤油的质量相同,所以有
②[2]探究“不同液体吸热能力强弱”的实验中,是通过加热时间反映液体吸收热量的多少的。
③[3]1kg水温度升高1℃时吸收的热量为4200J,由图可知,加热5min水升高的温度为30℃-10℃=20℃ 所以1kg水温度升高1℃时吸收的热量为Q水=4200J×20=84000J 加热相同时间吸收的热量相等,所以加热5min煤油吸收的热量为Q煤油=Q水=84000J 煤油升高的温度为50℃-20℃=40℃ 所以1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量为
12.(24-25九上·重庆江津二中联盟十校·期中)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120mL的水,为了使水和煤油的质量相同,需要在另一个相同烧杯中倒入___________mL的煤油。
(2)实验中要使用规格___________的电加热器加热,从而通过___________来比较水和煤油两种液体吸收热量的多少。
(3)实验数据如下表,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为___________。如果要在两种液体中选择一种液体做为冷却剂,应选___________较为合理。
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)如图丙中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(选填①或②或③)。
(5)同时停止加热,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,水放出的热量与降低的温度之比___________(选填“大于”、“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
【答案】 150 相同 加热时间 2.1×103 J/(kg•℃) 水 ③ 大于
【详解】(1)[1]水的密度为1.0×103kg/m3,煤油的密度为0.8×103kg/m3,由得,水与煤油质量相同时,煤油的体积为
(2)[2]实验中,为了使水与煤油在相同时间内,吸收的热量相同,应该使用规格相同的电加热器加热。
[3]实验中,使用相同的加热器加热,加热相同时间,水与煤油吸收热量相同,加热时间不同,水与煤油吸收的热量不同,实验中通过加热时间来比较水和煤油两种液体吸收热量的多少。
(3)[4]由实验数据可知,相同质量的煤油和水吸收相同热量时,煤油升高的温度是水升高的温度的两倍,故煤油的比热容为水的比热容的一半,所以煤油的比热容为2.1×103 J/(kg•℃)。
[5]水的比热容较大,应选择水做为冷却剂。
(4)[6]用相同的加热器加热,则加热相同时间,煤油吸收热量相同,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,则加热相同时间,质量增大后的煤油温度升高的量为原来煤油温度升高的一半,因此若图丙中①是煤油加热时温度随时间变化的图线, 再绘制出一条温度随时间变化的图线,为图中的第③条。
(5)[7]同时停止加热,水的比热容较大,在相同质量的水和煤油温度降低的过程中,由得,水放出的热量与降低的温度之大于煤油放出的热量与降低的温度之比。
13.(23-24九上·重庆南开中学·期中)如图甲是小开做“探究冰熔化时温度的变化规律”的实验装置,烧杯中装有水,试管中装有碎冰。
(1)如图甲,实验装置安装的顺序是_______(选填“自下而上”或“自上而下”);除了图甲中的测量工具以外,实验还需要的测量工具是_______;
(2)小开测得温度随时间的变化图像如图乙,第时试管内物质处于_______(选填“固态”液态”或“固液共存态”);试管内物质在第的内能_______(选填“大于”“小于”或“等于”)第的内能;
(3)甲装置中,若酒精灯持续加热足够长的时间,试管中的水_______(填“能’或“不能”)沸腾;由乙图可知冰的比热容_______(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容。
【答案】 自下而上 停表 液态 小于 不能 小于
【详解】(1)[1][2]如图甲,实验时要用酒精灯的外焰加热,应先根据外焰的高度固定限免铁架的高度,因此实验装置安装的顺序是自下而上;除了图甲中的测量工具温度计,实验还需要的测量时间的工具,即停表。
(2)[3]由温度随时间的变化图像可知,冰在4min开始熔化,10min时熔化结束,熔化结束后接续加热,液体的温度继续升高,第时试管内物质处于液态。
[4]物质在时处于熔化过程,温度不变,但需要不断吸热,因此试管内物质在第的内能小于第的内能。
(3)[5]甲装置中,若酒精灯持续加热足够长的时间,烧杯中的水沸腾,沸腾时水需要继续吸热,但温度保持不变;试管中的水与烧杯中的水都到达沸点时,试管中得水不能从烧杯中继续吸收热量,所以试管中的水不能沸腾。
[6]冰化成水后质量不变,由乙图可知,冰和水升高相同的温度时,水需要的加热时间更长,吸收的热量更多,因由可知,冰的比热容小于水的比热容。
考点二 生活中的比热容问题
1.(24-25九上·重庆大渡口区三十七中·期中)下列事例中没有利用水的比热容大的是( )
A.图甲,洒水车洒水清洁路面
B.图乙,热水袋用水取暖
C.图丙,早春夜晚向稻田灌水以保温
D.图丁,造人工湖调节气温
【答案】A
【详解】A.洒水车洒水降温,是利用水蒸发吸热降温,故A符合题意;
BC.由于水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水取暖、早春夜晚向稻田灌水,使水放出更多的热量以防冻坏秧苗,故BC不符合题意;
D.由于水的比热容最大,相同质量的水和其他物质比较,吸收相同的热量,水温度上升的慢,所以城市里造人工湖调节气温,故D不符合题意。
故选A。
考点三 比热容的相关计算
1.(24-25九上·重庆朝阳中学教育集团·期中)已知铜的比热容是铅的比热容的 3 倍,质量相等的铜块和铅块,吸收相同的热量后互相接触;则下列说法中正确的是( )
A.铜块一定向铅块传热 B.铅块可能向铜块传热
C.接触时,铜块温度更高 D.接触时,铅块温度更高
【答案】B
【详解】由公式可知 ∵铜块和铅块的质量和吸收的热量相同,铜的比热容是铅的比热容的3倍,∴铜块升高的温度值是铅块升高的温度值的;由于不知道初温是否相同,所以铜块和铅块的末温的大小关系不能确定;存在下列三种可能:如果铜块的末温高于铅块的末温,热量从铜块传向铅块;如果铜块的末温低于铅块的末温,热量从铅块传向铜块;如果铜块的末温等于铅块的末温,二者之间将不发生热传递;由此判断选项A、C、D的说法错误,选项B的说法正确。
故选B。
2.(24-25九上·重庆彭水思源教研共同体五校·期中)如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于______冲程,把______转化为______能。沙漠地区昼夜温差大,主要原因是砂石的比热容较小;初温为20℃、质量为50kg的砂石吸收的热量后,温度升高到______℃。[砂石的比热容为]
【答案】 做功 内能 机械 100
【详解】[1][2][3]如图所示,工作中的四冲程汽油机火花塞点火,正处于做功冲程,把内能转化为机械能。
[4]根据可知, 解得t=100℃
3.(24-25九上·重庆珊瑚初中·期中)小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5min内吸收的热量为___________J,液体的比热容为___________。
【答案】
【详解】[1]根据及图像可得,水在20min内吸收的热量为
则水在5min内吸收的热量为
[2]根据及图像可得,液体和水在15min内吸收的热量相同,可得液体的比热容为
4.(24-25九上·重庆合川中学&七校联盟·期中)如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过________方式在改变酒的内能;酒盏里质量为100g的酒在漂流过程中,温度从30℃降低至25℃,会放出_________J的热量。【c酒=3.4×103J/(kg·℃)】
【答案】 热传递 1.7×103
【详解】[1]将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,则酒放热,水吸热,这是通过热传递方式在改变酒的内能。
[2]酒盏里质量为100g的酒在漂流过程中,温度从30℃降低至25℃,放出的热量为
Q=c酒m(t﹣t0)=3.4×103J/(kg·℃)×0.1kg×(30℃﹣25℃)=1.7×103J
5.(24-25九上·重庆凤鸣山中学教育集团校·期中)小南、小江和小侨组队露营,用酒精炉将质量为500g、温度为的水加热,需燃烧4.2g酒精,4.2g酒精完全燃烧放出的热量为__________J;若酒精炉的效率为70%,水的温度能升高到________。(1个标准大气压下,已知,)
【答案】 60
【详解】[1]4.2g酒精完全燃烧放出的热量为
[2]由效率的计算公式得水吸收的热量为 由公式得水的末温度为
6.(24-25九上·重庆开州区文峰教育集团·期中)用一台电取暖器给有50kg空气的房间加热.通电后取暖器的电热元件温度升高,是通过_____(填“做功”或“热传递”)的方式使其内能增加的;一段时间后室温升高了5℃,则空气吸收的热量为_____J.设空气的比热容为1.0×103J/(kg•℃)
【答案】 做功 2.5×105
【详解】[1].通电后取暖器的电热元件温度升高,是通过电流做功的方式使其内能增加的;
[2]空气吸收的热量=1.0×103J/(kg•℃)×50kg×5℃=2.5×105J;
7.(24-25九上·重庆江北中学·期中)由于冬天天气寒冷,妈妈每天准备早餐时都要按照如图所示给小宇用热水加热一杯250g的牛奶。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),牛奶的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
(1)若不计热量损失,要使这瓶牛奶的温度由5℃最终升高到45℃,求:
①牛奶吸收的热量是多少?
②妈妈至少需要准备65℃的热水多少千克?
(2)若妈妈将质量为2kg,温度为5℃的水加热至65℃,需消耗4.8×10﹣2m3的燃气,则小宇家燃气灶的热效率是多少?(燃气的热值为4.2×107J/m3)
【答案】(1)①2.1×104J,②0.25kg
(2)25%
【详解】(1)[1]牛奶吸收的热量为
[2]不计热量损失,则热水放出的热量等于牛奶吸收的热量,所以需要准备65℃的热水的质量为
(2)水吸收的热量为 燃气完全燃烧放出的热量为
则小宇家燃气灶的热效率为
考点四 水的比热容特点及应用
1.(24-25九上·重庆九十五中·半期)下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.夏天在地面上洒水,感到凉快
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适宜居住
D.为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏,傍晚在农田里灌水
【答案】B
【详解】A.因为水的比热容较大,其它条件相同时,与其它物质比较在升高相同温度时,吸收的热量较多,可作为发动机的冷却剂,故A不符合题意;
B.夏天地面洒水,水在蒸发时吸热,所以感到凉快,不是利用水的比热容较大的特性,故B符合题意;
C.因为水的比热容比砂石的大,在放出或吸收相同热量时,温度变化较小,所以海边昼夜变化比沙漠中小,故C不符合题意;
D.因为水的比热容较大,与其它物质相比,在其它条件不变时,放出相同热量,温度变化较小,可避免秧苗冻坏,故D不符合题意。
故选B。
2.(24-25九上·重庆秀山新星初中·期中)下列说法错误的是( )
A. 将菜炒熟的过程中,分子热运动加剧,香味越来越浓
B. 将活塞迅速压下时,筒内空气的温度升高,蘸了乙醚的棉花燃烧起来
C. 1kg的汽油在汽缸内燃烧放出的热量,就是汽油的热值
D. 由于沙石的比热容比海水的小,导致沙漠地区的昼夜温差比沿海地区的大
【答案】C
【详解】A.香味分子不停地做无规则的运动,运动到空气中被人们闻到了香味,这种现象叫扩散现象.温度越高,分子运动越快,所以香味散发得快.不合题意.
B.活塞迅速向下压时,活塞压缩气体做功,空气内能增加,温度升高,达到棉花的着火点,棉花就会燃烧.不合题意.
C.汽油的热值是1kg汽油完全燃烧时放出的热量.符合题意.
D.沿海地区,水多;内陆地区水少、沙石多.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,使得沿海地区昼夜的温差小.不合题意.
故选CB。
3.(24-25九上·重庆綦江联盟校·期中)常用温度计是利用液体的________来测量温度的。人们用冷水冷却汽车发动机是利用水的________特性。
【答案】 热胀冷缩 比热容大
【详解】[1]一般液体具有热胀冷缩的性质,常用温度计是利用液体的热胀冷缩来测量温度的。
[2]因为水的比热容较大,和质量相同的其它物质比较,降低相同温度放出的热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂。
4.(24-25九上·重庆渝中巴蜀学校·期中)宋代诗人陆游曾记载的省油灯,结构如图所示,省油灯用棉绳做灯芯,设有夹层。上层盛油,油燃烧时化学能转化为 _____能,使油温升高,保持油灯持续燃烧;下层贮水,利用水的 _____较大,吸收更多热量,减少油的蒸发,达到省油的目的。
【答案】 内 比热容
【详解】[1]油燃烧属于化学变化,油燃烧时释放热量,将化学能转化为内能。
[2]因为水的比热容较大,同等情况下,水要比其它物质吸收更多的热量,使油的温度升高得慢些,温度更低,所以相对耗油量就少一些。
1.(24-25九上·重庆江北中学·期中)由于冬天天气寒冷,妈妈每天准备早餐时都要按照如图所示给小宇用热水加热一杯250g的牛奶。已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),牛奶的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
(1)若不计热量损失,要使这瓶牛奶的温度由5℃最终升高到45℃,求:
①牛奶吸收的热量是多少?
②妈妈至少需要准备65℃的热水多少千克?
(2)若妈妈将质量为2kg,温度为5℃的水加热至65℃,需消耗4.8×10﹣2m3的燃气,则小宇家燃气灶的热效率是多少?(燃气的热值为4.2×107J/m3)
【答案】(1)①2.1×104J,②0.25kg
(2)25%
【详解】(1)[1]牛奶吸收的热量为
[2]不计热量损失,则热水放出的热量等于牛奶吸收的热量,所以需要准备65℃的热水的质量为
(2)水吸收的热量为 燃气完全燃烧放出的热量为
则小宇家燃气灶的热效率为
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