摘要:
**基本信息**
初中物理第十三章“内能”单元复习卷,以科技(纳米纸)、生活(肉酿面筋、供暖)情境为载体,覆盖分子动理论、内能改变、比热容等核心知识,注重物理观念建构与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|8题32分|分子热运动、内能改变方式|结合“纳米纸防菌”考分子间作用力,体现科技前沿|
|填空题|4题24分|分子间距、比热容、凝固图像|以“自制温度计”“噗噗船”设计问题,渗透科学探究|
|实验题|2题24分|比热容比较、做功与内能|通过水和食用油吸热实验,培养数据处理与模型建构能力|
|计算题|2题20分|热量计算、效率推导|联系供暖实际与卡路里计量,强化能量观念与实际应用|
内容正文:
第十三章 内能 过关检测
(100分)
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.如图所示是由微颗粒(直径为1~50nm)制备得到的新型防菌“纳米纸”,在“纳米纸”的表面,细菌无法停留且“油水不沾”,下列与此现象有关的说法正确的是( )
A.“油水不沾”的原因是组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B.油分子与“纳米纸”分子间只有斥力,没有引力
C.细菌的无规则运动属于分子热运动
D.油分子间的引力能使纸面上靠得很近的两个小油滴自动结合成大油滴
2.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.八月蘋岛,丹桂飘香,说明了分子之间存在引力
B.“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能
C.暑假同学们在家学做菜,厨房里菜香四溢,说明了分子在不停地做无规则运动
D.冬天用热水袋暖手,是通过做功改变物体的内能
3.肉酿面筋是无锡的一道名菜,如图为蒸肉酿面筋时的情景,锅中水沸腾后锅盖会被水蒸气顶起而发生“跳动”,下列说法正确的是( )
A.锅中水沸腾时,温度不变,内能不变
B.蒸锅烫手,因为它含有的热量多
C.碗中的肉酿面筋是通过做功的方式增加的内能
D.水蒸气顶起锅盖将内能转化为锅盖的机械能
4.如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A.甲图:不断弯折铁丝,铁丝的温度升高,是通过热传递的方法增大铁丝内能
B.乙图:抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明空气比二氧化氮的密度大
C.丙图:给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能减小
D.丁图:玻璃板水平接触水面,稍稍向上用力拉弹簧测力计,其示数将变小
5.已知:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),砂石的比热容约是0.92×103J/(kg•℃)。下列说法中正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.因为水的比热容大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C.1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量不同
D.1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103J/(kg•℃)
6.初温相同的铁块,甲的质量是乙的2倍,它们分别放出相同的热量后,立即接触,则( )
A.热量从甲传到乙
B.无法确定热量的传递方向
C.甲、乙间无热传递发生
D.温度由甲传到乙
7.甲、乙两物体的质量之比是3:1.吸热之比是4:1,则它们比热容之比和升高温度之比可能分别是( )
A.1:1,3:4 B.1:3,4:1
C.2:1,1:3 D.1:2,3:2
8.(多选)将质量和温度都相同的两个金属块a和b,分别投入质量和初温都相同的甲、乙两杯水中(a投入甲杯,b投入乙杯,且水温低于金属块温度),当水和金属块之间热传递终止时,甲杯水温度低于乙杯水温度,不计热量损失,则下列说法正确的是(多选)( )
A.金属块 a降低的温度比金属块b大
B.金属块a放出热量比金属块b多
C.甲、乙两杯水吸收热量相同
D.金属块比热容ca<cb
二、填空题(每空2分,共24分)
9.如图所示,是某同学自制的温度计,当他把温度计小瓶放在热水中时,发现液柱上升了,这是因为液体分子间距 的缘故;如果把小瓶放在温度更高的水中时,他发现液柱超过了管口却没有流下来,这是因为分子间存在 。为了提高温度计的灵敏度,请你提出一条改进建议。答:_________________。
10.如图所示为趣味物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽充水,且铜管另一端置于在水下。当水槽内的水被蜡烛加热,随着水温升高,水的比热容_______(选填“增加”、“减小”或“不变”),产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的声响,船就会在水池中向前移动,“噗噗船”水槽内的水汽化是通过_______改变内能,然后将水蒸气的内能转化为了船的_______。
11.将质量相等、底面积相等、高度不等的甲、乙、丙三个金属圆柱体,加热到相同的温度后,同时放到上表面平整的大冰块上,经过一段时间后,大冰块形状不再变化时的情形如图所示。则则三块金属降低的温度________,三个金属体比热容c最大的是____________,内能改变量最大的是_________。
12.如图所示,是小明做的水的凝固图像。分析图像发现,AB段比CD段降温慢,其原因是_________________。图像中,B点的内能_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)C点内能。若水的质量为300g,水从A点降温到B点,要放出_________J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
三、实验题(每空2分,共24分)
13.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,如图1所示。
(1)试管中加入的水和食用油除初温相同外,还应保证__________(选填“体积”或“质量”)相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内_____________________。
(2)实验中物质吸热的多少是通过_________来反映的。
(3)由于没有直接测量比热容的仪器,因此这个实验是通过观察______________来比较比热容的大小。
(4)根据表中数据算出食用油的比热容是__________J/(kg•℃)。(用科学记数法表示并精确到小数点后一位)
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
末温/℃
水
200
20
6
45
食用油
200
20
6
75
(5)图2中能合理反映该实验结果的图像是_____(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
14.晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”(如图)喷雾器中装一定量的水。
(1)先安装好器材,关闭喷雾器的阀门,用数字温度计测出喷雾器内空气的温度,如图(a),手压活塞快速打气,如图(b).实验现象:_____________________,这个实验说明:_________________________________。
(2)然后,打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内的气体,如图(c)实验现象数字式温度计示数变小,这个实验说明:
物体对外界做功,物体内能减少
(c)瓶与(b)瓶比较,水的___________(选填“分子动能”或分子势能”)变______(选填“大”或“小”)。
(3)(a)、(b)、(c)三瓶中的水内能最大的是_______瓶。
四、计算题(每题10分,共20分)
15.小明家在北方冬天的集中供暖中,已知:每天需要给房间供热4.2×107J,若流进房间散热器的水温是60℃,流出的水温是56℃。
(1)不计热损失,则每天需要流经散热器的水质量是多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)如果每天房间需吸收热Q,若流进房间散热器的水温是t1,流出的水温是t2,已知散热器的效率为η,用上述物理量表示出每天需要流经散热器的水的质量m(写出简要的推导过程)。
16.“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,常用于营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在1个标准大气压下,1g水温度升高1℃所吸收的热量。
(1)1卡等于______J;若一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约8.4×105J,相当于消耗能量______卡。
(2)质量为60kg的运动员在某次训练中排汗0.63kg,假如汗水均从身上蒸发掉面没有流掉,这将导致运动员的体温下降约多少℃?【人体主要成分是水,可认为人的比热容和水的相等,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105J。】
【答案与解析】
第十三章 内能 过关检测
一、选择题(每小题4分,共32分)
1.如图所示是由微颗粒(直径为1~50nm)制备得到的新型防菌“纳米纸”,在“纳米纸”的表面,细菌无法停留且“油水不沾”,下列与此现象有关的说法正确的是( )
A.“油水不沾”的原因是组成“纳米纸”的分子间没有间隙
B.油分子与“纳米纸”分子间只有斥力,没有引力
C.细菌的无规则运动属于分子热运动
D.油分子间的引力能使纸面上靠得很近的两个小油滴自动结合成大油滴
1.D 解析:任何分子之间都有空隙,故A错误;分子间的引力和斥力是同时存在的,故B错误;细菌不是分子,细菌的运动不是分子热运动,故C错误;因为分子间有引力,所以靠得很近的两滴油能自动结合成一滴,故D正确。
2.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.八月蘋岛,丹桂飘香,说明了分子之间存在引力
B.“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能
C.暑假同学们在家学做菜,厨房里菜香四溢,说明了分子在不停地做无规则运动
D.冬天用热水袋暖手,是通过做功改变物体的内能
2.C 【解析】丹桂飘香、菜香四溢,属于扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,故A错误,C正确;“钻木取火”是将机械能转化为内能,因此是通过做功的方式改变物体的内能,故B错误;冬天用热水袋暖手,手吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能,故D错误。
3.肉酿面筋是无锡的一道名菜,如图为蒸肉酿面筋时的情景,锅中水沸腾后锅盖会被水蒸气顶起而发生“跳动”,下列说法正确的是( )
A.锅中水沸腾时,温度不变,内能不变
B.蒸锅烫手,因为它含有的热量多
C.碗中的肉酿面筋是通过做功的方式增加的内能
D.水蒸气顶起锅盖将内能转化为锅盖的机械能
3.D 【解析】锅中水沸腾时,吸收热量,温度不变,内能增加,故A错误;热量是过程量,不能说含有,故B错误;碗中的肉酿面筋是通过热传递的方式增加内能,故C错误;水蒸气将锅盖顶起,是水蒸气的内能转化为锅盖的机械能,故D正确。
4.如图所示,对于下列实验中所描述的物理过程,说法正确的是( )
A.甲图:不断弯折铁丝,铁丝的温度升高,是通过热传递的方法增大铁丝内能
B.乙图:抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,说明空气比二氧化氮的密度大
C.丙图:给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,瓶内空气的内能减小
D.丁图:玻璃板水平接触水面,稍稍向上用力拉弹簧测力计,其示数将变小
4.C 解析:甲图中,不断弯折铁丝,对铁丝做功,铁丝的温度升高,是通过做功的方法增大铁丝内能的,故A错误;乙图中,空气比二氧化氮密度小,抽去玻璃隔板,两瓶中气体逐渐混合均匀,是分子在不停地做无规则运动所致,故B错误;丙图中,给瓶内打气,瓶内的空气推动塞子跳起来时,空气对活塞做功,空气的内能减小,塞子的机械能增大,内能转化为机械能,故C正确;丁图中,因为玻璃和水接触在一起,故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力,故向上拉玻璃板时,弹簧测力计的读数将变大,故D错误。
5.已知:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),砂石的比热容约是0.92×103J/(kg•℃)。下列说法中正确的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.因为水的比热容大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小
C.1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量不同
D.1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103J/(kg•℃)
5.B 【解析】比热容是物质的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故A错误;因为水比沙石的比热容大,由Q吸=cmΔt可知,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值更小,沙石的温度变化值大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小,故B正确;水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)表示的物理意义是1kg的水温度每升高或降低 1℃所吸收或放出的热量是4.2×103J;所以相同质量的水升高和降低相同温度,吸收和放出的热量相同,故C错误;砂石的比热容约是0.92×103J/(kg•℃)表示1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103J,故D错误。
【思路点拨】本题考查对比热容概念的理解和吸放热公式的运用,由吸热公式可知物体吸收热量的多少与物体质量、升高温度和比热容都有关。
6.初温相同的铁块,甲的质量是乙的2倍,它们分别放出相同的热量后,立即接触,则( )
A.热量从甲传到乙
B.无法确定热量的传递方向
C.甲、乙间无热传递发生
D.温度由甲传到乙
6.A 【解析】由热量公式变形式Δt=可知,同种物质放出相同的热量,质量小的物质温度变化较大,因为甲、乙两铁块初温相同,放出热量相同,但甲的质量是乙的2倍,因此甲铁块的温度下降较少,乙铁块的温度下降较多,放出热量后的甲铁块温度高于乙铁块,因此接触后热量从甲传到乙;温度表示物体的冷热程度,热传递过程中传递的是能量,不是温度,故A正确,BCD错误。
7.甲、乙两物体的质量之比是3:1.吸热之比是4:1,则它们比热容之比和升高温度之比可能分别是( )
A.1:1,3:4 B.1:3,4:1
C.2:1,1:3 D.1:2,3:2
7.B 解析:根据Q吸=cmΔt知,,,得出,将各选项提供的甲、乙两物体比热容之比和升高温度之比代入比例式,只有B选项符合题意。
8.将质量和温度都相同的两个金属块a和b,分别投入质量和初温都相同的甲、乙两杯水中(a投入甲杯,b投入乙杯,且水温低于金属块温度),当水和金属块之间热传递终止时,甲杯水温度低于乙杯水温度,不计热量损失,则下列说法正确的是(多选)( )
A.金属块 a降低的温度比金属块b大
B.金属块a放出热量比金属块b多
C.甲、乙两杯水吸收热量相同
D.金属块比热容ca<cb
8.AD 【解析】当水的温度不再升高时,每个杯中都达到了热平衡,金属块的末温等于水温,每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,即Q甲吸=Qa放,Q乙吸=Qb放;当水和金属块之间热传递终止时,甲杯水温度低于乙杯水温度,根据Q吸=cmΔt知,Q甲吸<Q乙吸,即Qa放<Qb放,由图可知Δta>Δta,,根据Q吸=cmΔt知,金属块比热容ca<cb。
【方法点拨】当水的温度不再升高时,每个杯中都达到了热平衡,金属块的末温等于水温,每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,据此利用吸热和放热公式判断正误。
二、填空题(每空2分,共24分)
9.如图所示,是某同学自制的温度计,当他把温度计小瓶放在热水中时,发现液柱上升了,这是因为液体分子间距 的缘故;如果把小瓶放在温度更高的水中时,他发现液柱超过了管口却没有流下来,这是因为分子间存在 。为了提高温度计的灵敏度,请你提出一条改进建议。答:_________________。
9.增大;引力;换用更细的玻璃管 【解析】物质是由分子组成的,分子间存在间隙,液体受热,分子间距离增大,所以体积膨胀;由于分子间存在相互作用的引力,液柱即使超过了管口也不会流下来。换用较细的吸管;液体体积改变相同,液面变化更明显,可提高温度计的灵敏度。
10.如图所示为趣味物理社团制作的“噗噗船”。与铜管相连的水槽充水,且铜管另一端置于在水下。当水槽内的水被蜡烛加热,随着水温升高,水的比热容_______(选填“增加”、“减小”或“不变”),产生的水蒸气从管口喷出,发出“噗噗”的声响,船就会在水池中向前移动,“噗噗船”水槽内的水汽化是通过_______改变内能,然后将水蒸气的内能转化为了船的_______。
10.不变;热传递;机械能 解析:水的温度逐渐升高,还是液态水,水的状态不变,比热容将不变;水槽内的水汽化是水被蜡烛加热,因此,是通过热传递改变内能;产生的水蒸气从管口喷出,水蒸气对外做功,将水蒸气的内能转化为了船的机械能。
11.将质量相等、底面积相等、高度不等的甲、乙、丙三个金属圆柱体,加热到相同的温度后,同时放到上表面平整的大冰块上,经过一段时间后,大冰块形状不再变化时的情形如图所示。则则三块金属降低的温度________,三个金属体比热容c最大的是____________,内能改变量最大的是_________。
11.相同;c甲>c乙>c丙;甲
解析:由题意可知,三金个属块末温(为冰的熔点)相同,初温相同,即三个金属块降低相同的温度,由图可知,甲金属块下方的冰熔化得最多,丙金属块下方的冰熔化得最少,因此它们放出的热量:Q甲>Q乙>Q丙,又因为三个金属块的质量相同,Δt相同,则由Q放=cmΔt可知三金属块的比热容关系为:c甲>c乙>c丙;由图可知放出的热量:Q甲>Q乙>Q丙,所以甲的内能改变最大。
【关键点拨】本题考查了学生对比热容的计算和运用,根据在冰块上判断金属块的末温相同是突破口,知道形状改变程度不同反应放出热量不同是关键。
12.如图所示,是小明做的水的凝固图像。分析图像发现,AB段比CD段降温慢,其原因是_________________。图像中,B点的内能_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)C点内能。若水的质量为300g,水从A点降温到B点,要放出_________J的热量。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
12.水的比热容比冰大;大于;1.26×104
【解析】(1)水凝固成冰,由于水的比热容比冰大,冰和水的质量相等,放出相同的热量时,水的温度下降得少,所以AB段比CD段降温慢;
(2)BC段是水的凝固过程,由于冰是晶体,水在凝固过程中要放出热量、内能减小,温度不变,所以物体在B点时具有的内能大于在C点时的内能;
(3)由图可知,水从A点降温到B点,温度从10℃降低到0℃,
则水放出的热量:Q放=c水m(t0-t)=4.2×103J/(kg•℃)×300×10-3kg×(10℃-0℃)=1.26×104J。
三、实验题(每空2分,共24分)
13.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上,温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,如图1所示。
(1)试管中加入的水和食用油除初温相同外,还应保证__________(选填“体积”或“质量”)相同。选用同一热源加热,目的是使水和食用油在相等时间内_____________________。
(2)实验中物质吸热的多少是通过_________来反映的。
(3)由于没有直接测量比热容的仪器,因此这个实验是通过观察______________来比较比热容的大小。
(4)根据表中数据算出食用油的比热容是__________J/(kg•℃)。(用科学记数法表示并精确到小数点后一位)
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
末温/℃
水
200
20
6
45
食用油
200
20
6
75
(5)图2中能合理反映该实验结果的图像是_____(选填“甲”、“乙”或“丙”)。
13.(1)质量;(2)吸收的热量相同;(2)加热时间;(3)温度的变化;(4)1.9×103;(5)乙。
【解析】(1)为了便于比较水和食用油吸热能力的强弱,实验除让水和食用油的初温相同外,实验前还必须控制水和食用油的质量相同;
选用同一加热器加热,根据转换法,目的是使水和食用油在相等时间内吸热相同;
(2)用同一热源加热,加热时间越长,物质吸收的热量越多,故实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的;
(3)实验中,我们控制水和色拉油的质量相同且吸收的热量也相同,根据c=可知,升高的温度不同,物质的比热容不同,故我们可以通过比较温度的变化来比较比热容的大小;
(4)根据表中数据可知,加热6min水的温度变化量为:Δt=45℃-20℃=25℃;
水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×25℃=2.1×104J;
加热6min,水和食用油吸收的热量相等,食用油的温度变化量为:Δt′=75-20℃=55℃;
由Q=cmΔt可得,食用油的比热容:c′=≈1.9×103J/(kg•℃);
(5)两种物质温度随加热的不断进行温度不断升高,故丙图错误;因水的比热容大,故在相同的加热时间内吸收相同的热量,根据Δt=,水升温慢,故图2中乙能合理反映该实验结果。
【方法点拨】在探究不同物质的吸热能力实验中,关键学会用控制变量法和转换法进行分析。
14.晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”(如图)喷雾器中装一定量的水。
(1)先安装好器材,关闭喷雾器的阀门,用数字温度计测出喷雾器内空气的温度,如图(a),手压活塞快速打气,如图(b).实验现象:_____________________,这个实验说明:_________________________________。
(2)然后,打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内的气体,如图(c)实验现象数字式温度计示数变小,这个实验说明:
物体对外界做功,物体内能减少
(c)瓶与(b)瓶比较,水的___________(选填“分子动能”或分子势能”)变______(选填“大”或“小”)。
(3)(a)、(b)、(c)三瓶中的水内能最大的是_______瓶。
14.(1)数字式温度计示数变大;外界对物体做功,物体内能增大;(2)物体对外界做功,物体内能减少;分子动能;小;(3)b
【解析】(1)手压活塞,对壶内气体做功,观察到数字式温度计示数变大,由此可知气体温度上升,即气体内能增大,所以外界对气体做功,气体的内能增加;
(2)如c图,他打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内的气体,观察到数字式温度计示数变小,由此可知气体温度降低,即气体内能减少,所以气体对外做功,内能会减小;同b图比较,水温度降低,水分子动能变小;
(3)比较abc三图,b图水温度最高,水的内能最大。
【解题须知】做功可以改变物体的内能,外界对物体做功,物体温度升高,内能增加;物体对外做功,内能减小,温度降低。
四、计算题(每题10分,共20分)
15.小明家在北方冬天的集中供暖中,已知:每天需要给房间供热4.2×107J,若流进房间散热器的水温是60℃,流出的水温是56℃。
(1)不计热损失,则每天需要流经散热器的水质量是多少?[c=4.2×103J/(kg•℃)]
(2)如果每天房间需吸收热Q,若流进房间散热器的水温是t1,流出的水温是t2,已知散热器的效率为η,用上述物理量表示出每天需要流经散热器的水的质量m(写出简要的推导过程)。
解:(1)水的温度变化为:Δt=t0-t=60℃-56℃=4℃,
根据Q放=cm(t0-t)得流经散热器的水质量为:m==2.5×103kg;
(2)根据题意可知,每天流经散热器质量m的水,温度t1变到t2,水放出的热量为Q放=cm(t1-t2),
则散热器的效率:η=,
每天需要流经散热器的水的质量:m=。
【思路点拨】(1)知道水放出的热量、水的比热容、初温和末温,根据Q放=cm(t0-t)的变形公式m=求出每天需要水的质量;
(2)根据Q放=cm(t1-t2)表示出放出的热量,由η=表示出每天需要流经散热器的水的质量。
16.“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,常用于营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在1个标准大气压下,1g水温度升高1℃所吸收的热量。
(1)1卡等于______J;若一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约8.4×105J,相当于消耗能量______卡。
(2)质量为60kg的运动员在某次训练中排汗0.63kg,假如汗水均从身上蒸发掉面没有流掉,这将导致运动员的体温下降约多少℃?【人体主要成分是水,可认为人的比热容和水的相等,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105J。】
解:(1)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,
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,所以1卡=4.2J;
一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约8.4×105J,相当于消耗=2×105卡;
(2)由题知,每千克汗水汽化所需吸收的热量为2.4×105J,
排汗0.7kg吸收的热量:Q吸=2.4×105J×0.63=1.512×105J,
而运动员放出的热量为:
Q放=Q吸=1.512×105J,
根据Q放=cmΔt得运动员的温度降低值:
Δt==0.6℃。
【思路点拨】(1)利用Q吸=cmΔt算出1g的水温度升高1℃所吸收的热量,即1卡的大小,然后可知消耗的能量约8.4×105J,相当于消耗多少卡;
(2)由热量公式Q吸=cmΔt计算水的质量;
(3)知道每千克汗水汽化所需吸收的热量,可求排汗0.63kg吸收的热量,由题知运动员放出的热量(内能的降低值)等于汗液汽化吸收的热量,而人的比热容和水的相等,知道人的质量,利用Q放=cmΔt求运动员降低的温度。
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