摘要:
**基本信息**
本同步练习按“基础巩固-能力提升-核心素养”分层设计,覆盖比热容概念、实验探究及热量计算,通过阶梯式题型实现从单一知识点到综合应用的巩固,渗透科学探究与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础巩固|比热容概念、探究规律、水的应用、公式计算|选择/填空/实验题结合,如探究吸热规律的图像分析题,强化基础认知|
|能力提升|比热容比较、综合计算、实验误差分析|综合应用题,如不同物质吸热升温图像对比,提升科学推理能力|
|核心素养|实验数据处理、图像分析、实际应用|探究性实验题,如水和沙子吸热本领比较,培养科学探究与数据处理能力|
内容正文:
第十四章 内能与热机
14.2物质的比热容
第1课时比热容及其应用
NO.1 基础巩固
知识点 1探究物质吸热或放热的规律
1.两个相同的容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度大
2.为了比较水和食用油的吸热能力,某实验小组选取的器材有:两个规格相同的酒精灯、两个规格相同的烧杯、两支规格相同的温度计、两个铁架台、火柴、停表。请问:
(1)还需要的器材是: 。
(2)对水和食用油的选取,需满足的条件是:
。
(3)怎样确定水和食用油是否吸收了相同的热量: 。
(4)探究得出的结论是
。
3.小明为了比较不同物质的吸热情况,他制定了两个方案:
A.让研究对象都升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少。
B.让研究对象都吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
他进行了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和油,用两个相同热源进行加热,如表是他的实验记录,根据实验记录回答下列问题:
加热时间/ min
0
1
2
3
4
5
6
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
32
油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
44
(1)小明选择的是方案 (填“A”或“B”)。
(2)由表可知, 的吸热本领强。
(3)在这个实验中,使用 间接表示水和油吸收的热量多少。结合表格中的数据,可知 油 的 比 热 容 为 J/(kg·℃)。
知识点 2 物质的比热容
4.关于比热容,下列说法中正确的是 ( )
A.比热容是物体吸收或放出的热量
B.比热容跟物体吸收或放出的热量有关
C.物体的质量越大,它的比热容越大
D.比热容是物质的一种特性,与质量、吸收或放出的热量均无关
5.对于同一物态的某种物质,根据 得知 ( )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度变化成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
知识点3 水的比热容的特点及应用
6.夏天,海边的昼夜温差小,这是因为水的比热容较大。下列现象中不能反映水的这一特性的是 ( )
A.北方供暖系统用水循环散热
B.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗被冻坏
C.炎热的夏天,常在教室的地面上洒水
D.城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
易错点 误认为比热容随质量的改变而改变
7.某同学把牛奶喝掉一半,则剩下的一半
( )
A.质量、密度、比热容均减小一半
B.质量减小一半,密度、比热容均不变
C.质量、密度减小一半,比热容不变
D.密度不变,质量、比热容减小一半
NO.2能力提升
8.在生产和生活中,常用液体做“散热剂”和“冷却剂”,下列叙述正确的是 ( )
A.散热剂用比热容较大的液体,冷却剂用比热容较小的液体
B.散热剂用比热容较小的液体,冷却剂用比热容较大的液体
C.两种都用比热容较大的液体
D.两种都用比热容较小的液体
9.已知铝的比热容大于铁的比热容,质量相等的铁块和铝块,在沸水中加热相当长的时间后取出,再让它们放出相等的热量,这时比较铝块的末温t铝与铁块的末温t铁,则( )
A. B.
C. D.无法确定
10.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的易拉罐中分别装有质量和初温都相同的a、b两种液体,用相同的装置加热,根据记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是 ( )
A.组装器材时,先固定上面的铁圈
B.升高相同温度,a液体吸收的热量更多
C. a液体的比热容小于b液体的比热容
D.加热相同时间,b液体比a 液体温度升高得多
11.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。小华将初温和质量均相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
加热时间/ min
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
温度/℃
色拉油
20.0
20.3
20.7
21.5
23.0
25.0
27.0
29.0
31.0
水
20.0
20.2
20.5
21.0
22.0
23.0
24.0
25.0
26.0
(1)选用相同的酒精灯,是为了使单位时间内色拉油和水 相同,不断搅拌的目的是使色拉油和水 。
(2)图乙是色拉油的温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的主要原因是除色拉油外还有 吸收热量。为尽量减小这种影响,写出一种改进方法: 。
(3)根据上表实验数据,在图乙中画出水的温度随时间变化的图像。分析图像可知,当色拉油和水升高相同温度时, 需要的时间更短, 需要吸收的热量更多。
NO.3核心素养
12.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯分别对两个烧杯进行加热,实验数据记录在下表中:
质量/g
温度升高10℃所需要的时间/s
温度升高20℃所需要的时间/s
温度升高30℃所需要的时间/s
沙子
30
30
60
90
水
30
50
100
150
(1)在此实验中,用加热时间的长短来反映物质 。
(2)在实验中,应不停地用搅拌棒搅动水和沙子,其目的是 。
(3)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(4)可以推想,如果给相同质量的水和沙子加热相同时间, (填“沙子”或“水”)升高的温度会更高些。
第2课时热量的计算
NO.1 基础巩固
知识点 1 公式 Q=cm△t及变形式的计算
1.甲、乙两物体质量之比为1:2,甲物体温度降低 20℃,乙物体温度升高15 ℃时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲、乙两物体比热容之比是( )
A.3:4 B.8:3
C.4:3 D.3:2
2.“水地暖”是利用热水在管道内循环流动加热整个房间地板的供暖方式。某房间一段时间内循环流动的水的质量为 1 000 kg,进水温度为55 ℃,出水温度为 40℃,这段时间内水向外放出的热量为 J。【已知 】
3.若1g 的“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 ,这些热量可使2kg、20℃ 的水温度升高 ℃;若用这些热量加热等质量的砂石和水,砂石升高的温度 (填“大于”“小于”或“等于”)水升高的温度。【不计热量损失 】
4.早餐时,小丽拿到240 g的牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到40℃,她至少要用多少千克80℃的热水加热牛奶?[不计热量损失,该牛奶的比热容 J/(kg·℃),水的比热容 (kg·℃)]
知识点2 图像类的计算
5.用两个相同的电热水器给质量均为2k g的甲物质和水加热,它们的温度随时间变化的关系图像如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为
( )
6.在“探究物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为 1 kg的水和某种液体进行对比实验(水的比热容较大),并用图像对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和某种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出: (填“甲”或“乙”)物质是某种液体,某种液体的比热容为 J/(kg·℃)。
知识点3 热平衡类计算
7.小明早上喝牛奶时觉得太烫了,用温度计测得牛奶的温度为 66 ℃,于是,他将适量
11℃的冷水倒入进行混合,最后得到了36℃的混合液 550 g。已知在混合过程中有 2 310 J 的热量损失到空气中,那么小明用了多少千克的冷水?【假设牛奶的比热容和水相同,水的比热容是 】
易错点 不能正确区分“升高”“升高了”“升高到”;计算末温时忽略了水的沸点
8.在1 标准大气压下,质量为 1 kg、初温为80℃的水吸收 J热量后,其温度升高到 ℃,若这些热量全部被5kg的铜块吸收,则铜块的温度将升高 ℃。【 ,最后结果精确到0.1】
NO.2能力提升
9.用比热容是 的铅与比热容是 的铜混合成比热容是 的合金,则铅和铜的质量之比为( )
A.1:3 B.29:6 C.21:5 D.13:9
10.甲、乙两物体的比热容之比为2:1。若使它们升高相同的温度,吸收的热量之比为3:1,则甲、乙两个物体的质量之比为( )
A.1:2 B.2:1
C.3:2 D.4:1
11.在寒冷的冬天,很多同学用热水袋装热水取暖,是利用了水的比热容较 (填“大”或“小”)的特点。如图所示为某型号电热水袋,袋内装有 0.5kg的水,自动断电的温度为 80℃,若某次给它通电时,袋内水的初温为20℃,当达到断电温度时,袋内水吸收的热量是 J。[水的比热容为
12.将一个质量为5kg、温度为 60℃的铁球,投入到1个标准大气压下的沸水中加热一段时间,然后将铁球取出,放入初温为48℃的2.3kg的水中,直到它们达到热平衡,忽略热量损失。已知 求:
(1)铁球在沸水中吸收的热量;
(2)铁球和水达到热平衡时的温度。
NO.3核心素养
13.小芳用加热器给温度均为20℃的甲、乙液体加热 ),两种液体每秒吸收的热量相同。这两种液体的温度—加热时间关系图线如图所示。
(1)在最初的60 s内,甲液体吸收的热量 乙液体吸收的热量。甲液体第30s的内能 第 35 s 的内能(均填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)若 ,60 s内甲吸收了3.6×10⁴ J的热量,则甲的比热容C甲= J/(kg·℃)。
(3)请根据图中0 至 30 s图线及题目所给信息,写出判断甲、乙两液体的比热容大小关系的分析过程: 。
4
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$14.2物质的比热容
第1课时比热容及其应用
1.D
2.(1)天平(2)水和食用油的质量相同(3)比较加热时间(4)水的吸热能力大于
食用油的吸热能力
3.(1)B(2)水(3)加热时间2.1×103
4.D5.D6.C7.B
8.C9.A10.C
11.(1)吸收的热量均匀受热
(2)石棉网(答案不唯一)先将实验装置预热
(3)如图所示:
温度/℃
32.0
30.0
28.0
26.0
24.0
22.0
20.0
2
5时间/min
色拉油水
12.(1)吸收热量的多少
(2)使它们受热均匀
(3)大于(4)沙子
第2课时热量的计算
1.A
2.6.3×10
3.50大于
4.解:牛奶升温时吸收的热量
Q吸=C1m1t-to1
=2.5×10J/(kg·C)×0.24kg×40°C-12°C=16800J
不计热量损失,则Q?=Q厦=16800J热水由80℃降低到40℃放出的热量
Q放=c2m2to2t),所以需要热水的质量
Q放
16800J
m2=
=0.1kg
c2to2-t4.2×103J/kg·C×80°C-40°C
5.C
6.乙2.1×103
7.解:设牛奶的质量为m,则冷水的质量m2=m-m1=0.55kg-m1,
牛奶放出的热量
Qx=cm1t1-t=4.2×103J/kg·C)×m1×66C-36°C,
冷水吸收的热量
Qw=cm2t-t2=4.2×103J/(kg·C)×m2×36C-11C,
因为Q吸=Q放-Q接锥侧=Q放-2310J,可解得m2=0.29kg。
22—
8.10064.6
9.C10.C
11.大=1.26×105
12.解:(1)铁球在沸水中吸收的热量
Q吸=C铁mt-to=0.46×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-60℃)=9.2×10J;
(2)将铁球取出,放入初温为48℃的2.3kg的水中,直到它们达到热平衡,
忽略热量损失,则水吸收的热量等
—22—
于铁球放出的热量,即Q吸=Q放,设达到热平衡时的温度为t',,所以有
cxm.t-tcm 4.2 x10J/kgC)x2.3kgxlt-48C=0.46x
103J1kgCx5gx100C-t,解得t=58c
13.(1)等于小于(22×10(3)相同时间内甲、乙吸收的热量相同、升高的温
度相同,由于甲的质量大于乙的质量,根据c=Q,可知,甲的比热容小于
m△t
乙的比热容
-22