内容正文:
10.3比热容
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.沿海地区的昼夜温差较小,而内陆地区(尤其是沙漠)的昼夜温差较大,这主要是因为( )
A.水的热量多,沙石的热量少 B.水的导热性好,沙石的导热性差
C.水的比热容大,沙石的比热容小 D.水吸收的热量多,沙石吸收的热量少
2.小梅从比热容表中得出以下结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容[J/(kg•℃)]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A.100g水用去一半后,其比热容变为2.1×103J/(kg·℃)
B.物质由固态变为液态,其比热容不变
C.夏天阳光照在海上,因水的比热容较大,所以海边气温变化大
D.同质量的铝块和铜块,由于铝块比热容大,升高相同温度,铝块比铜块吸收热量多
3.夏季长春南湖的气温会低于市区,这是因为水具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.沸点
4.已知水的比热容为4.2×103J/(),一杯开水冷却至室温的过程中放出的热量约为( )
A.8×102J B.8×104J C.8×106J D.8×108J
5.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
6.初温相同的甲和乙两种物质,它们的比热容之比是4:1,质量之比是2:3,它们吸收的热量之比是2:1,则甲升高的温度与乙升高的温度之比是( )
A.3:4 B.4:3 C.3:8 D.8:3
7.糖画是一种传统手工艺,被列为非物质文化遗产,制作过程主要有熬糖、绘制糖画和冷却定型三个步骤。下列关于糖画的说法中正确的是( )
A.糖画师傅用铜勺舀起糖液时,糖液能附着在勺内而不立即流下,是因为糖液比热容大
B.绘制糖画时,手持勺子末端倾倒糖浆,此时勺子属于省力杠杆
C.糖浆从勺子滴落到铜板的过程中,主要的能量转化是重力势能转化为动能
D.做好的糖画表面光滑,在阳光下闪闪发光,这是因为光在糖画表面发生了漫反射
8.“走进厨房,掌握一些烹饪技术”是新时代对中学生的核心素养要求之一。也有很多的物理知识,以下对厨房中的物理知识,表述错误的是( )
A.烧水时从锅内“冒出的白气”是锅内的水汽化成的水蒸气
B.厨具挂钩的吸盘能“吸”在墙上利用了大气压强
C.油比水升温更快是因为它的比热容小
D.水沸腾后,开大火力也不能使水温升高
9.下列事例中,不是利用水的比热容大这一性质的是( )
A.夏天洒水降温
B.让流动的热水流过散热器取暖
C.城市建造人工湖,以降低“热岛效应”
D.晚上往秧苗田里放水,以防冻坏秧苗
10.如图所示,为某液态物质发生物态变化时,温度随时间变化的图像,已知该物质单位时间内放出的热量相同,根据该图像做出的如下判断,其中正确的是( )
A.该物质为非晶体
B.该物质发生的物态变化是熔化过程
C.在第10min到第20min过程中,该物质的内能保持不变
D.该物质固态时的比热容大于液态时的比热容
二、多选题
11.给某物体均匀加热,设该物体熔化时吸收的热量与加热时间成正比,得到其温度随时间变化的关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A.该物体在BC时段不断吸热
B.该物体是晶体,它的熔点是
C.该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是
D.该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是
12.用两个相同的电加热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间变化的关系图像如图所示。据此判断,下列说法正确的是(已知水的比热容为)( )
A.加热10min物质甲吸收的热量比水吸收的热量少
B.物质甲的比热容为
C.物质甲10min内吸收的热量为
D.物质甲10min内吸收的热量为
13.质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后,甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知( )
A.甲液体的比热容较大 B.乙液体的比热容较大
C.乙液体更适合作为冷却剂 D.若升高相同的温度,甲液体吸收的热量较多
14.下列几种情况中,比热容不会发生变化的是( )
A.20℃的水变成4℃的水 B.一块钢板压制成钢锅
C.水结成冰 D.把开水倒入冷水中
15.甲、乙两物体质量都为,丙物体质量为,三个物体的温度都升高,吸收热量如图所示,则( )
A.甲的比热容为 B.甲的比热容比乙的大
C.乙和丙的比热容相等 D.吸收相同热量,甲升高的温度小于丙
三、填空题
16.有一根烧红的铁钉,温度为800℃,质量为,铁钉放出717.6J的热量后,温度将降低到 ℃。[]
17.如图所示,“水地暖”供热被越来越多的家庭采用。这种取暖方式利用热水在管道中循环流动,加热整个地板。利用水为媒介是因为水具有较大的 ,和其他物质相比,在质量相同、降低的温度相同时,水放出的 多,取暖效果好。
18.如图所示的是一定质量的某种物质在熔化时温度随时间变化的图像。若相同时间内该物质吸收的热量相等,则由图像可知,这种物质液态时的比热容 (选填“大于”“小于”或“等于”)固态时的比热容。
19.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,其中图线 (选填“a”或“b”)反映了冷水的温度变化情况,由图乙 (选填“能”或“不能”)判断水的比热容比热汤的比热容大,理由是 。
20.为了测量炉火温度,先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出,并立即放入质量为的水中,结果水的温度从20℃升高到70℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,则炉火的温度为 ℃。水的比热容为),金属块的比热容为。
四、实验题
21.小明为比较不同物质吸热的情况,设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装。
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体。
(3)实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少,称为 法。
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃。
(5)根据实验数据小明绘制出的温度一时间图像如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
五、综合题
22.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求:
(1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像?
(2)加热2min时,水吸收了多少的热量?
(3)沙子的比热容。
23.在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。用相同的电加热器加热的目的是 。实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 .当它们吸收相同热量时,通过比较 来判断吸热能力的强弱;
(2)通过实验记录数据(如表格所示),从开始加热到42℃,甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙(填“大于”“小于”或“等于”);
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
46
乙的温度/℃
10
18
26
42
(3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强;
(4)下列现象可用比热容知识来解释的是 。
A.夏天在教室洒水,感到凉爽
B.金属勺装有塑料手柄
C.沙漠地区昼夜温差较大
24.甲、乙两物体的质量都为1kg,丙物体的质量为2kg,三个物体的温度都升高1℃,吸收热量的情况如图所示。
(1)甲的比热容为 。
(2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)若乙物体的温度降低1℃,其放出的热量是 J。
《11.3比热容》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
D
C
B
A
A
C
A
A
D
题号
11
12
13
14
15
答案
ABD
BC
BC
ABD
BD
1.C
【详解】A.热量是一个过程量,不能说 “水的热量多,沙石的热量少” ,只能说吸收或放出热量,故A不符合题意;
B.昼夜温差大小与导热性关系不大,主要是比热容差异导致的,故B不符合题意;
CD.由于水的比热容大,沙石的比热容小,质量相同的水和沙石相比,在吸收或放出相等热量时,水的温度变化较小,所以就形成了沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大的结果,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
2.D
【详解】A.100g水用去一半后,物质的种类和状态没有变,所以比热容不变,仍为4.2×103J/(kg•℃),故A错误;
B.同一物质状态发生变化后,比热容会改变,如冰和水,故B错误;
C.水的比热容较大,根据Q=cmΔt可知,吸收或放出相同的热量时,温度变化量较小,所以海边气温变化小,故C错误;
D.质量相等的铝块和铜块,升高相同的温度,因为铝的比热容大于铜的比热容,根据Q吸=cmΔt可知,铝块比铜块吸收的热量多,故D正确。
故选D。
3.C
【详解】长春南湖水多,而市区水少沙石多,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,使得昼夜的温差小,所以夏季长春南湖的气温会低于市区。
故选C。
4.B
【详解】一杯水的质量约为m=250g=0.25kg
室温约为20℃,标准大气压下水的沸点为100℃,一杯开水冷却至室温的过程中放出的热量约为
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.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。
6.A
【详解】根据,甲升高的温度与乙升高的温度之比为
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.C
【详解】A.糖液能附着在铜勺内而不立即流下的原因是,糖分子间存在相互作用的引力,而不是比热容大的原因,故A错误;
B.绘制糖画时,手持勺子末端倾倒糖浆,此时动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆,故B错误;
C.糖浆从勺子滴落到铜板的过程中,高度减小,速度增大,主要的能量转化为重力势能转化为动能,故C正确;
D.做好的糖画表面光滑,在阳光下闪闪发光,这是因为光在糖画表面发生了镜面反射,而不是漫反射,故D错误。
故选C。
8.A
【详解】A.烧水时从锅内“冒出的白气”,不是锅内的水汽化成的水蒸气,而是水蒸气遇冷液化形成的小水珠,故A错误,符合题意;
B.厨具挂钩的吸盘能“吸”在墙上,是因为挤出吸盘内的空气后,外界大气压将吸盘压在墙上,利用了大气压强,故B正确,不符合题意;
C.油比水升温更快,比热容越小,相同质量的物质吸收相同的热量,温度升高得越快,因为油的比热容小,所以油比水升温快,故C正确,不符合题意;
D.水沸腾后,其温度保持在沸点不变,即使开大火力,水吸收更多的热量,也只是加快水的汽化,而不能使水温升高,故D正确,不符合题意。
故选A。
9.A
【详解】A.在夏天,人们在地面上洒水时,水蒸发吸热,利用水蒸发可以降温,故A符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器取暖,故B不符合题意;
C. 城市建造人工湖来调节气温,是由于水的比热容最大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,水温度上升的慢,故与水的比热容有关,故C不符合题意;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故D不符合题意。
故选A。
【点睛】
10.D
【详解】AB.由图可知,10~20min时间内,是该物质凝固过程,温度保持不变,故该物质为晶体,故AB错误;
C.在第10min到第20min过程中,凝固放热,内能减少,故C错误;
D.该物质在固态和液态时放出的热量相同,而该物质液态时的温度降低较快,所以液态时的比热容较小,故D正确。
故选D。
11.ABD
【详解】AB.图中为某物质的熔化图像,熔化吸热。由图可知,物质在2~8min内即BC时段吸收热量但温度保持不变,因此该物质是晶体,它的熔点为60℃,故AB正确;
CD.由图可知,物质在AB时段为固态,在CD时段为液态,物质的质量保持不变,物质在固态与液态时加热时间之比为1∶2,则吸收的热量之比为1∶2,温度升高之比为2∶1,故该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比是,故C错误,D正确。
故选ABD。
12.BC
【详解】A.用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热相同的时间,两种物质吸收的热量相等,故A错误,不符合题意。
B.用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热,水的温度升高需要20min,物质甲的温度升高60℃需要10min,所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为,由可知,,所以,则,故B正确,符合题意。
CD.物质甲10min内温度升高了60℃,所以,故C正确,符合题意,D错误,不符合题意。
故选 BC。
13.BC
【详解】AB.由题可知,质量相等的甲、乙液体吸收相同的热量后,Δt甲>Δt乙,由Q吸=cmΔt可知,甲液体的比热容小于乙液体的比热容,故A不符合题意,B符合题意;
C.甲液体的比热容小于乙液体的比热容,说明乙液体的吸热本领强,用乙液体更合适作冷却剂,故C符合题意;
D.甲液体的比热容小于乙液体的比热容,根据Q吸=cmΔt,升高相同的温度,质量相等的甲、乙液体中,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量,故D不符合题意。
故选BC。
14.ABD
【详解】ABD. 比热容是物质本身的一种属性,比热容与物质的种类和状态有关。20℃的水变成4℃的水,钢板压制成钢锅,把开水倒入冷水中,物质的种类和状态都不变,比热容都不变,故ABD符合题意;
C.水结成冰,物质的状态变化了,比热容发生变化,故C不符合题意。
故选ABD。
15.BD
【详解】A.根据比热容公式,故A不符合题意;
B.甲、乙两物体质量相同,且升高的温度也相同。从图中可知甲吸收的热量多于乙吸收的热量。根据比热容公式,当m与Δt相同时,Q越大,c越大,所以甲的比热容比乙的大,故B符合题意;
C.乙的质量大于丙的质量,且两者升高的温度相同。从图中可知它们吸收的热量一样多。根据比热容公式,当Q与Δt相同时,m越大,c越小,所以乙的比热容比丙的小,即乙和丙的比热容不相等,故C不符合题意;
D.从图中可知,若均吸收 2000J 的热量,甲升高的温度低于 1℃ ,丙升高 1 ℃ 。 所以吸收相同热量,甲升高的温度小于丙,故D符合题意。
故选 BD。
16.20
【详解】铁钉放出的热量后,降低的温度为
则铁钉温度将降低到
17. 比热容 热量
【详解】[1][2]“水地暖”以水为媒介,是因为水的比热容大,在质量相同、降低的温度相同时,根据Q=cmΔt,与其他物质相比水放出的热量更多,取暖效果好。
18.大于
【详解】因为在相同时间内该物质吸收热量相等,质量不变,由图像可知,OA段为固态,BC段为液态,且BC段温度上升得较慢,故该物质液态时的比热容比固态时的比热容大。
19. b 不能 两者质量不等
【详解】[1]热量从温度高的物体传递给温度低的物体,将热汤放在冷水中,热汤放出热量,温度降低;冷水吸收热量,温度升高,则图乙中图线b反映了冷水的温度变化情况。
[2][3]图乙可以看出,相同时间热汤降低的温度大于水升高的温度,此过程中水吸收的热量等于热汤放出的热量,而水与热汤的质量不同,故不能判断水的比热容比热汤的比热容大。
20.1070
【详解】金属块放出的热量全部被水吸收,所以Q吸=Q放
即c金m金(t-t0金)=c水m水(t水-t0水)
带入数据0.42×103J/(kg·℃)×0.1kg×(t-70℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)
炉火的温度为t=1070℃
21.(1)自下而上
(2)质量
(3) 加热时间的长短 转换
(4)33
(5)B
【详解】(1)在使用酒精灯加热时,需要用酒精灯的外焰进行加热,所以在组装器材时,应该先确定酒精灯的位置,再依次安装其他器材,即按照自下而上的顺序依次安装。
(2)在比较不同物质的吸热情况时,根据控制变量法,需要控制不同物质的质量相同、初温相同,同时要保证升高的温度相同或吸收的热量相同,这样才能准确比较它们的吸热能力。
(3)[1]在该实验中,由于无法直接测量液体吸收热量的多少,而使用相同的酒精灯加热时,加热时间越长,液体吸收的热量就越多,所以可以通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
[2]不易直接测量的物理量(吸收的热量)转化为容易测量的物理量(加热时间)的方法,叫做转换法。
(4)由图乙可知,温度计的分度值为 1℃,液柱所对应的刻度为 33℃,所以液体的温度为 33℃。
(5)根据图丙可知,当升高相同的温度时,液体 B 的加热时间更长。因为使用相同的酒精灯加热,加热时间长意味着吸收的热量多,所以 B 吸收的热量多。根据比热容的定义,在质量相同、升高相同温度的情况下,吸收热量越多的物质,比热容越大,所以液体 B 的比热容大。 “暖气”中输运能量的介质需要在放出热量时能释放出较多的能量,根据热量计算公式 Q=cmΔt ,在质量 m 和降低的温度 Δt 相同时,比热容 c 越大,放出的热量 Q 就越多。由于液体 B 的比热容大,所以在质量和降低的温度相同时, B 放出的热量多,液体 B 更适合作为家中 “暖气” 中输运能量的介质。
22.(1)甲
(2)
(3)
【详解】(1)图甲表示的是沙子吸热升温的过程,因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,从公式可知,沙子温度升得多;所以图甲表示的是沙子吸热升温的过程。
(2)由图乙可知,加热2min时,水的温度从20℃上升到70℃,根据公式求出水吸收的热量
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2min内
因为加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,沙子的温度变化
已知质量
沙子的比热容
23.(1) 相等 两种液体相同的时间吸收的热量相同 受热均匀 温度的变化多少
(2)小于
(3)甲
(4)C
【详解】(1)[1]探究“比较不同物质吸热的情况”的实验时,需将质量相等的甲和乙液体分别装在两个相同的烧杯中。采用的控制变量法。
[2]实验中,加热时间反映了吸收热量的多少。用相同的电加热器加热,能使甲、乙两种液体在相同的时间内,吸收的热量相同。
[3]实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是加快热传递,让液体受热均匀。
[4]当它们吸收相同热量时,利用转换法,通过比较温度变化的多少来判断吸热能力的强弱。
(2)从开始加热到42℃,甲用了不到4min,乙用了4min,实验中,加热时间反映了吸收热量的多少。所以Q甲小于Q乙。
(3)由表中实验数据可知,相同质量的甲、乙两种液体,加热相同的时间(即两液体吸收相等的热量),甲升高的温度低,甲物质的吸热能力强。
(4)A.夏天在教室洒水,是利用水蒸发吸收热量,使教室温度降低,感到凉爽,与比热容无关,故A不符合题意;
B.由于金属是热的良导体,塑料是热的不良导体,为防止烫手,金属勺上要装有塑料手柄,与比热容无关,故B不符合题意;
C.由于沙子的比热容较小,沙子受阳光照射时升温快,日落后沙子降温快,因此沙漠地区昼夜温差较大,故C符合题意。
故选C。
24.(1)3×103
(2)A
(3)2000
【详解】(1)根据比热容的定义式,从图中可知甲物体质量m甲=1kg,温度升高Δt甲=1℃时吸收的热量Q甲=3000J,则甲的比热容
(2)ABCD.根据比热容的定义式,对于乙物体,m乙=1kg,Δt乙=1℃,从图中知Q乙=2000J,则
对于丙物体,m丙=2kg,Δt丙=1℃,从图中知Q丙=2000J,则
比较可得c甲>c乙>c丙,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)因为物体吸收和放出的热量遵循相同的公式,乙物体温度升高1℃吸收2000J热量,那么温度降低1℃放出的热量与升高1℃吸收的热量相等,即为2000J。
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