内容正文:
13.1 热量 比热容
一、单选题
1.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.比热容的大小与物质的种类和状态有关
C.物体的质量越大,比热容越大
D.温度变化越小,物质的比热容越大
2.相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知,下列说法中合理的是( )
A.铜和铝吸收的热量相同,铜和铝吸热时间一定相同
B.铝上升的温度较高
C.铜上升的温度较高
D.铜的末温高
3.中国地处东半球的北半部,疆域辽阔、地大物博。整体观之:东、南面临海,西、北面背靠亚欧大陆。请结合物理知识分析,在夏季和冬季我国盛行的分别是( )
A.东风 西风 B.南风 北风
C.东南风 西北风 D.西风 东风
4.小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
5.相同质量的甲和乙,c甲>c乙,吸收了相同的热量后,将它们相互接触,则( )
A.甲将热量传给乙 B.乙将热量传给甲
C.它们之间不发生热传递 D.无法判断
6.有甲、乙两块铜,它们的质量之比是2︰1,吸收一定的热量后升高的温度之比是3︰1,则它们的比热容之比是( )
A.1︰1 B.2︰1 C.3︰1 D.1︰6
7.如图为比较两种液体的比热容大小,小明用两相同规格的加热器加热质量相同的甲乙两种液体。若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,液体均未沸腾,数据记录如下表,则( )
物 质
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
甲液体
20
8
68
乙液体
20
5
68
A.甲液体的比热容较大,吸收的热量较多
B.乙液体的比热容较大,吸收的热量较少
C.甲液体的比热容较大,吸收的热量一样多
D.乙液体的比热容较大,吸收的热量一样多
8.用相同的电热棒分别给质量相同的甲、乙两种液体加热,这两种液体的温度-加热时间的图线如图所示,下面四个选项正确的( )
A.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙多
C.如果两种液体,降低相同的温度,则乙放出的热量比甲多
D.甲液体的比热容大于乙液体
二、填空题
9.若质量为2kg的某种物质的温度从升高到,吸收的热量是,则该物质的比热容为 ,如果该物质再吸收的热量(状态不发生改变),则该物质的比热容将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.如图所示的是小徽探究水吸热的多少与其温度变化、质量的关系的实验装置。该实验中水吸收热量的多少可以根据 来粗略判定。
11.常见的物质是由 组成的,分子由 构成。原子由原子核和 构成,原子核由 和 构成,而构成原子核的微粒又是由更小的、被称为 的粒子构成的。
12.如图甲所示,将热汤放在冷水中,图乙反映了两者的温度变化情况。由图乙可知,在0~5min内,汤的内能 (选填“增大”或“减小”);在第10min时,两者之间 (选填“有”或“没有”)发生热传递。
13.如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,两种晶体熔化前后温度随时间变化的图像。单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较,Q甲__________Q乙;液态时它们的比热容c甲__________c乙(填“大于”“小于”或“等于”)。
三、实验题
14小川做实验,分别比较两种液体和两种金属的比热容。
(1)他将质量均为250g的甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热,如图1所示;记录相关数据,并绘制如图2所示的图像(不计热量损失);
①使用相同的烧杯、相同的电加热器,同时加热的目的是 ;
②若甲液体的比热容是2100J/(kg·℃), 则乙液体在0~20min内吸收的热量是 J;
(2)为了比较铝和铜的比热容,小川计划在两只烧杯内,重新装入80℃的水(如图3),将两温度低于80℃的金属块分别放入两杯热水中,与外界热隔离足够长的时间后(如图4),通过比较水的末温来比较铝和铜的比热容。
①为了确保实验成功进行,对两杯水及两金属块的要求中正确的有( )
A.两杯水的质量相同 B.两金属块的质量相同
C.两金属块升高的温度相同 D.两金属块的初温相同
②实验后发现装有铜块的水末温较高,则 块的比热容较大。
15.如图所示,在“比较不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中(如图甲所示),每隔2分钟记录一次温度。
(1)本实验需要用到的测量工具有:天平、温度计和 ;图乙为某时刻的温度,其示数为 ℃;
(2)实验中应量取相同 (选填“质量”或“体积”)的水和煤油;
(3)实验中,用 (选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)间接反映液体吸收热量的多少;
(4)如图丙,实验绘制了温度随时间变化关系图象,由图象可知, 的吸热能力更强。已知水的比热容为4.2×10³J/(kg·℃),则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
四、计算题
16.【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·℃)]
17.太阳能是绿色、清洁的可再生能源。如图所示,在阳光的照射下,热水器水箱中质量为50千克的水温度升高了20℃。求:水吸收的热量Q吸。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.B
【解析】A.比热容与物体吸收或放出的热量无关,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物质的种类和状态有关,故B正确;
C.比热容是物质的一种特性,与物体质量无关,故C错误;
D.比热容是物质的一种特性,与温度变化无关,故D错误。
故选B。
2.C
【解析】A.吸收热量相同,但吸热时间取决于加热功率,加热功率未知,时间不一定相同,故A不符合题意;
BC.已知c铝>c铜,质量m相同,吸收热量Q相同。根据Q=cmΔt可知,铝的比热容大,升温慢,上升的温度较低;铜的比热容小,升温快,上升的温度较高,故B不符合题意,C符合题意;
D.初温未知,无法比较两者的末温,故D不符合题意。
故选C。
3.C
【解析】我国东、南面临海,西、北面背靠亚欧大陆,内陆地区的砂石多,沿海地区的水多;由于水的比热容大,在夏季,同等情况下,吸收相同的热量,水的温度升高得慢,陆地的温度升高得快,所以陆地上方的热空气上升,海洋上的空气过来补充,形成了东南风;冬季相反,形成西北风,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
4.C
【解析】A.如果所需时间为2min,则与第一次加热500mL水的时间相同。但第二次水量加倍(1000mL),即使壶在第二次加热时吸收较少热量(因壶已预热),加热时间也应增加,不可能与第一次相同。因此A不合理,不符合题意;
B.如果所需时间为4min,则相当于水量加倍导致时间加倍,但这仅在壶不吸收热量或壶在第二次加热时完全冷却的情况下成立。由于壶吸收热量且保温性能好,壶在第二次加热时已预热,吸收热量较少,因此时间应少于4min。因此B不合理,不符合题意;
C.第二次水量加倍(1000mL),由Q=cmΔt可知,加热所需热量加倍,但因壶在第一次加热后已预热且保温好,壶吸收热量减少,故时间应少于4min;同时,水量增加导致时间多于2min。因此C最合理,符合题意。
D.如果所需时间大于4min,则意味着加热时间超过水量加倍的比例,但壶在第二次加热时吸收较少热量,应减少时间,不可能大于4min。因此D不合理,不符合题意。
故选C。
5.D
【详解】不知道甲乙的初温是多少,所以无法判断最终温度高低,无法判断热量的传递情况,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
6.A
【详解】由题知,甲、乙都是铜块,比热容大小相同,与铜块的质量和升高的温度值无关,它们的比热容值比为1︰1。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.A
【详解】由Q=cm∆t可知,质量相同,甲乙升高相同的温度,甲加热时间比较长,即甲吸收的热量比乙的多,则甲的比热容大于乙的比热容。
故选A。
8.D
【详解】A.由图知同时加热120s,甲的温度变化是,乙的温度变化是,甲升高的温度小于乙升高的温度,故A错误;
B.题干中有“用相同的电热棒分别给质量相同的甲、乙两种液体加热”,所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,故B错误;
D.在时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量
根据可知
所以c甲大于c乙,故D正确;
C.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,,根据可知甲放出的热量多,故C错误。
故选D。
9. 不变
【详解】[1]根据比热容的定义可知,该物质的比热容
[2]比热容是物质的一种性质,它的大小与物质的种类有关,与物质吸热的多少无关,故该物质继续吸收热量后,其比热容不变。
10.加热时间的长短
【详解】用同一加热装置加热,加热时间越长,水吸收热量越多,水吸收热量的多少可以根据加热时间长短来粗略判定。
【点睛】
11. 大量分子 原子 电子 质子 中子 夸克
【详解】[1][2][3]根据物理常识可知,常见的物质都是由大量分子组成的,分子由原子构成,原子由核外电子和原子核构成。
[4][5][6]20世纪初,科学家发现,原子的结构与太阳系十分相似,它的中心是原子核,在原子核周围,有一定数目的电子在绕核运动,后来研究又发现,原子核是由更小的粒子,即质子和中子组成的,而质子和中子也还有更小的精细结构,它们又是由夸克组成的。
12. 减小 没有
【详解】[1]将热汤放在冷水中,由图乙可知,在0~5min内,汤的温度降低,内能会减小;
[2]在第10min时,汤和水的温度相同,所以两者之间没有发生热传递。
13.【答案】
小于;大于
【详解】
物质吸热的多少由加热时间的长短决定,由于是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,由图可知:甲晶体在熔化过程所用时间比乙熔化过程所用时间短,则:Q甲小于Q乙。
由图形可知,当甲、乙两种晶体熔化成液体后,吸收相同的热量时,乙晶体升高的温度多,由 可知,乙的比热容比甲的比热容小,即c甲大于c乙。
14.(1) 使甲、乙液体吸收的热量相等 63000
(2) ABD 铝
【详解】(1)[1]比较两种液体的比热容,用相同的烧杯、相同的电加热器,是为了控制甲、乙液体在相同时间内吸收相同的热量。
由图2可知,甲10min内吸收热量Q甲=c甲mΔt甲=2100J/( kg·℃)×250×10-3kg×60℃=31500J
甲、乙在相同时间内吸收相同的热量,则乙液体在0~20min内吸收的热量Q乙=2Q甲=2×31500J=63000J
(2)[1]为了比较铝和铜的比热容,放入相同温度的热水中,需要控制两杯水的质量相同,两金属块的质量相同,两金属块的初温相同,当金属与水的温度相同时,热传递结束,通过通过比较水的末温来比较铝和铜的比热容。故正选ABD。
[2]实验后发现装有铜块的水末温较高,根据Q=cmΔt可知,装铜的水放出的热量少,但是铜的温度变化大,故铜的比热容小,铝的比热容大。
15.(1) 停表 27
(2)质量
(3)加热时间
(4) 水 2.1×103
【详解】(1)[1]本实验中使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较物质吸热的多少,需每隔2分钟记录一次温度,故本实验需要用到的测量工具有温度计、天平和停表。
[2]图乙中温度计的分度值为1℃,故温度计的示数为27℃。
(2)根据控制变量法及公式可知,要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同。
(3)实验中,使用相同的酒精灯加热,加热相同时间放出的热量相同,被加热物质吸收的热量也相同,加热时间越长吸收热量越多,故实验中是通过加热时间的长短来比较物质吸热多少的,这种方法叫转换法。
(4)[1]根据图像分析可知,加热相同的时间,水升温较少,故水的吸热能力较强。
[2]由题图丙可以看出,温度升高40℃,水要加热8分钟,煤油要加热4分钟,即升高相同的温度,水吸收的热量是煤油的2倍,根据可知,在质量和升高温度相同的情况下,物质吸收的热量与比热容成正比,故煤油的比热容为
16.(1)4.2J
(2)1.3×105卡
(3)2.52×104J
【详解】(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。
17.4.2×106J
【详解】水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×20℃=4.2×106J
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