内容正文:
单元素养训练(一) 第13章 内能 (达标练)
一、选择题(本大题共10小题。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。)
1.在纸上写了错字后,我们可以用胶带将错字撕去。如图所示,先把胶带粘贴到错字上,用力向下按压再慢慢撕去,错字就从纸上粘到了胶带上。其利用的物理原理是( )
A.分子间存在间隙 B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力 D.分子的无规则运动
2.如图所示,将相同体积的清水和蓝色的硫酸铜溶液放在透明玻璃容器中,盖上盖子,静置几天后,两种液体的界面逐渐变模糊了;30天后,容器中液体颜色变成均匀的浅蓝色。已知水的密度比硫酸铜密度小,则下列说法中不正确的是( )
A.这个实验说明了扩散现象可以发生在液体之间
B.若密封后迅速摇匀液体,静置足够长的时间,容器中的液体会重新分层
C.若将容器放置在温度高的环境中,可以加快液体颜色变化
D.第30天瓶内液面比第1天的低
3.如图所示的青铜冰鉴,是我国战国时期发明的“原始冰箱”。冰鉴是一件双层的器皿,鉴内有一缶。夏季,在鉴、缶之间装冰块,就可对缶内食物起到降温的作用。下列说法正确的是( )
A.鉴、缶之间的冰块温度很低,所以冰块没有内能
B.能闻到缶内食物的香气说明分子在不停地做无规则运动
C.缶内食物通过做功的方式减少内能
D.冰块熔化成水的过程中内能不变
4.下列关于内能的说法中正确的是( )
A.热量只能从内能大的物体向内能小的物体转移
B.质量相等的0℃的冰和水具有的内能相同
C.物体的内能与温度有关,温度越高的物体内能一定越大
D.其他条件不变,物体的温度改变时,它的内能一定改变
5.质量相等、温度相同的铜和铝,在吸收相同的热量后互相接触,已知c铜<c铝,则它们之间( )
A.不发生热传递 B.热量由铝传给铜
C.温度由铜传给铝 D.热量由铜传给铝
6.甲、乙两物体比热容之比为2:3,质量之比为1:3,若两者吸收热量之比为2:5,则甲、乙两物体升高的温度之比为( )
A.5:9 B.4:3 C.9:5 D.3:5
7.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2:1
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
8.(多选)优美词句与我们物理知识有着联系,下列说法中正确的是( )
A.“清寒小雪前”,雪的温度很低,它的内能为零
B.“沙暖睡鸳鸯”,同样日照下,砂石的温度高,说明水的比热容大些
C.“花气袭人知骤暖”,温度越高,分子运动越剧烈
D.“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
9.(多选)如表是几种物质的比热容,结合表中数据分析正确的是( )
几种物质的比热容[J/(kg•℃)]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.38×103
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.冬天用水供暖主要是利用了水的比热容大的特点
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量少
D.酒精和砂石吸收相等的热量后,酒精升高的温度可能比砂石的大
10.(多选)在古代民间,我国劳动人民发明了一种“省油灯”如图所示。使用时往上方容器中注油,往下方夹层里注水。南宋诗人陆游在《老学庵笔记》说:“书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏,注水于唇窍中,可省油之半。”比热容c陶瓷>c铜,下列说法正确的是( )
A.陶瓷的比热容比铜大,从火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜小
B.夹层中冷水吸收热量,进一步降低了油的蒸发速度
C.瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,油蒸发慢,因此省油D.在燃烧过程中,油的密度和比热容都变小
二、填空题(本大题共6小题)
11.为了增加钢制零件表面的硬度,需要一道工序,即把零件放入含碳的渗碳剂中,这样碳分子就可以渗入到零件的表面层。这道工序利用了物理学中的_____________现象,要加快碳分子的渗透,可以采用提高__________的方法。
12.如图所示,向装有少量水的烧瓶内打气,当瓶塞跳起时,瓶内气体内能__________(选填“增大”或“减小”),温度___________(选填“升高”或者“降低”),瓶内水蒸气发生液化现象,从而出现“白雾”。
13.冬天烤火取暖是通过___________的方式增加人体的内能,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为内能,这是通过_________的方式实现的。
14.小赵为了研究不同颜色的物体的吸热本领,做了如下实验:将质量、温度都相同的水分别倒入两个牛奶瓶中,用白纸和黑纸(均不透光)分别将瓶子包起来(如图),然后将两个瓶子放在太阳光下,使两瓶子受阳光照射面积相等。接下来的操作是:___________________________________________;如果观察到__________________________________________________________________________________________,则说明黑色物体的吸热本领比白色物体强。
15.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在沸水中煮足够长的一段时间后,从沸水中吸热最多的是__________球。将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属比热容最小的是___________。
16.阅读材料,回答问题。
江南地区早稻播种通常选在3月底到4月初的气温回升季节,环境温度较高,有利于农作物的生长,但有时会出现“倒春寒”的低温天气。为了减小“倒春寒”对农业生产的影响,专家提出:在早稻插秧后,如果日平均气温在10℃以下时,要进行深水护秧,采取“夜灌日排”、“雨灌晴排”的方式,调节秧田水热状况,使秧苗更好地生长。
(1)深水护秧是利用了水的___________大;
(2)“夜灌”是因为早春的夜晚温度低,在同等条件下,水放热后温度下降________,灌水后可以防止秧苗被冻坏;“晴排”是由于晴朗的白天气温高,水吸热后温度________,不利于秧苗生长,所以要将水排干;
(3)“倒春寒”时期,若一个夜晚1m2面积的水平均放热为2.1×106J,为了秧苗不被冻坏,一个夜晚水温下降不能超过5℃,则农民对水田灌水的深度不应低于____________cm。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]
三、实验探究题(本大题共2小题)
17.如下图所示,先将少许易燃的硝化棉放入透明的有机玻璃筒内,用活塞将筒口密封住,然后将活塞迅速压下,当活塞压至接近底部时,发现硝化棉起火燃烧。
(1)实验中,根据____________________________现象,可知筒内空气分子的热运动___________(填“减慢”或“加快”),这是通过_______________的方式改变筒内空气的内能;
(2)当活塞向下压一段距离后,手上会感到需用的力越来越大,这表明分子间存在着相互的_______________力(填“引”或“斥”)。
18.为了比较水和煤油的吸热能力,亮亮用图所示的器材进行实验。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
200
20
5
40
煤油
200
20
5
60
(1)除了图中的器材外,该实验还需要的测量工具是__________和_______________;
(2)两烧杯内的电加热器规格相同,因此实验中可以用加热时间的长短来表示水和煤油____________________________,这里应用的物理研究方法是____________;
(3)实验中,给质量相同的水和煤油加热相同的时间,通过比较水和煤油_______________来比较它们的吸热能力;
(4)根据上表中亮亮测量的实验数据可得,__________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强;
(5)某同学认为:“加热相同的时间,煤油升高的温度较多,这说明煤油吸收的热量多一些”;这位同学的判断是_____________(选填“正确”或“错误”)的。
(6)已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为___________J/(kg•℃)。
四、综合题(本大题共2小题)要求:(1)语言表述简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算。
19.如图所示,“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg初温度为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾[处在一个标准大气压下,鱼汤的比热容为水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),鹅卵石的比热容约780J/(kg•℃)]。求:
(1)鱼汤所吸收的热量;
(2)若鹅卵石放出热量的有一半被鱼汤吸收,求5kg的鹅卵石降低的温度。(结果保留整数)
20.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象如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)加热满2min时,水吸收的热量。
(2)沙子的比热容。
答案与解析
一、选择题(本大题共10小题。每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。)
1.在纸上写了错字后,我们可以用胶带将错字撕去。如图所示,先把胶带粘贴到错字上,用力向下按压再慢慢撕去,错字就从纸上粘到了胶带上。其利用的物理原理是( )
A.分子间存在间隙 B.分子间存在引力
C.分子间存在斥力 D.分子的无规则运动
B 【解析】用胶带揭下纸上写错的字,是因为胶带与纸之间有相互的引力。
2.如图所示,将相同体积的清水和蓝色的硫酸铜溶液放在透明玻璃容器中,盖上盖子,静置几天后,两种液体的界面逐渐变模糊了;30天后,容器中液体颜色变成均匀的浅蓝色。已知水的密度比硫酸铜密度小,则下列说法中不正确的是( )
A.这个实验说明了扩散现象可以发生在液体之间
B.若密封后迅速摇匀液体,静置足够长的时间,容器中的液体会重新分层
C.若将容器放置在温度高的环境中,可以加快液体颜色变化
D.第30天瓶内液面比第1天的低
B 【解析】根据题意可知,两种溶液之间发生了扩散现象,所以说明了扩散现象可以发生在液体之间,故A正确;若密封后迅速摇匀液体,静置足够长的时间,由于分子在不停地做无规则运动,所以两种液体会均匀混合,不会重新分层,故B错误;温度越高,分子的运动越剧烈,所以若将容器放置在温度高的环境中,可以加快液体颜色变化,故C正确;由于分子之间有间隙,所以第30天瓶内液面比第1天的低,故D正确。
3.如图所示的青铜冰鉴,是我国战国时期发明的“原始冰箱”。冰鉴是一件双层的器皿,鉴内有一缶。夏季,在鉴、缶之间装冰块,就可对缶内食物起到降温的作用。下列说法正确的是( )
A.鉴、缶之间的冰块温度很低,所以冰块没有内能
B.能闻到缶内食物的香气说明分子在不停地做无规则运动
C.缶内食物通过做功的方式减少内能
D.冰块熔化成水的过程中内能不变
B 【解析】一切物体都有内能,方鉴中的冰温度即使很低,也有内能,故A错误;能闻到缶内食物的香气说明分子在不停地做无规则运动,故B正确;缶内的食物放出热量,温度降低,是通过热传递的方式减少内能,故C错误;冰块受热熔化成水的过程中吸收热量,内能增加,故D错误。
4.下列关于内能的说法中正确的是( )
A.热量只能从内能大的物体向内能小的物体转移
B.质量相等的0℃的冰和水具有的内能相同
C.物体的内能与温度有关,温度越高的物体内能一定越大
D.其他条件不变,物体的温度改变时,它的内能一定改变
D 【解析】内能大小与质量、温度和状态有关,内能大的物体温度不一定高,内能小的物体温度不一定低,因此,热量可能从内能小的物体向内能大的物体转移,故A错误;分子的内能与质量、温度、状态等因素有关,质量相等的0℃的冰和水的状态不同,具有的内能不相同,故B错误;分子的内能与质量、温度、状态等因素有关,所以温度高的物体内能不一定大,故C错误;物体的温度改变时,分子运动的动能发生变化,所以它的内能会改变,故D正确。
5.质量相等、温度相同的铜和铝,在吸收相同的热量后互相接触,已知c铜<c铝,则它们之间( )
A.不发生热传递 B.热量由铝传给铜
C.温度由铜传给铝 D.热量由铜传给铝
D 【解析】已知c铜<c铝,质量相等、温度相同的铜和铝,在吸收相同的热量后,根据Q=cmΔt可知,铜的温度比铝高,互相接触时,热量由铜传给铝,故ABC错误,D正确。
6.甲、乙两物体比热容之比为2:3,质量之比为1:3,若两者吸收热量之比为2:5,则甲、乙两物体升高的温度之比为( )
A.5:9 B.4:3 C.9:5 D.3:5
C 【解析】由Q吸=cmΔt可知,甲、乙两物体升高的温度之比:,故C正确,ABD错误。
7.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图所示是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2:1
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
D 【解析】由于A、B液体质量相等,初温相同,用相同的加热器加热相同的时间tmin,表示A、B吸收的热量相同,A温度升高了ΔtA=60℃﹣20℃=40℃,B温度升高了ΔtB=40℃﹣20℃=20℃,mA:mB=1:1,QA:QB=1:1,ΔtA:ΔtB=40℃:20℃=2:1,根据Q吸=cmΔt可得,A的比热容cA:cB=:=×=×=1:2,故AB错误;用相同的加热器加热相同的时间tmin,表示A、B吸收的热量相同,由此可知,都加热tmin,A、B吸收的热量相同,故C错误;由于A、B液体质量相等,初温相同,当A、B升高相同的温度,B比热容大,吸收的热量Q吸B=cBmBΔtB,则A和B升高相同的温度,B吸收热量较多,故D正确。
8.(多选)优美词句与我们物理知识有着联系,下列说法中正确的是( )
A.“清寒小雪前”,雪的温度很低,它的内能为零
B.“沙暖睡鸳鸯”,同样日照下,砂石的温度高,说明水的比热容大些
C.“花气袭人知骤暖”,温度越高,分子运动越剧烈
D.“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
BC 【解析】一切物体在任何温度下都有内能,雪的温度虽然很低,但是仍然具有内能,故A错误;在同一时间,河水和沙滩吸收太阳的热量相同,由于水的比热容较大,所以水温升高幅度较小,因此水温较低;而沙石比热容小于水,所以沙滩升温幅度较大,因此沙滩温度较高,导致“沙暖睡鸳鸯”,故B正确;“花气袭人知骤暖”,当花香变得特别浓郁时,说明气温已经升高。因为温度越高,分子运动越剧烈,故C正确;大地吸收太阳辐射的热量,内能增加,是通过热传递的方式实现的,故D错误。
9.(多选)如表是几种物质的比热容,结合表中数据分析正确的是( )
几种物质的比热容[J/(kg•℃)]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.38×103
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.冬天用水供暖主要是利用了水的比热容大的特点
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量少
D.酒精和砂石吸收相等的热量后,酒精升高的温度可能比砂石的大
BD 【解析】酒精的比热容与冰的比热容相同,液体的比热容不一定比固体的比热容大,故A错误;冬天用水供暖主要是利用了水的比热容大的特点,故B正确;由于铝的比热容大于铜的比热容,根据Q=cmΔt可知,质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸收的热量多,故C错误;由于酒精的比热容大于砂石的比热容,质量相等的酒精和砂石吸收相等的热量后,酒精升高的温度比砂石的小,但不知质量,酒精升高的温度可能比砂石的大,故D正确。
10.(多选)在古代民间,我国劳动人民发明了一种“省油灯”如图所示。使用时往上方容器中注油,往下方夹层里注水。南宋诗人陆游在《老学庵笔记》说:“书灯勿用铜盏,惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏,注水于唇窍中,可省油之半。”比热容c陶瓷>c铜,下列说法正确的是( )
A.陶瓷的比热容比铜大,从火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜小
B.夹层中冷水吸收热量,进一步降低了油的蒸发速度
C.瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,油蒸发慢,因此省油
D.在燃烧过程中,油的密度和比热容都变小
ABC 【解析】陶瓷的比热容比铜大,从火焰吸收相同的热量,陶瓷升温比铜小,故A正确;夹层中冷水吸收热量,进一步降低了液体表面的温度,故降低了油的蒸发速度,故B正确;瓷质省油灯中油的温度比铜质普通油灯中油的温度低,油蒸发慢,因此省油,故C正确;在燃烧过程中,油的密度和比热容都不变,故D错误。
二、填空题(本大题共6小题)
11.为了增加钢制零件表面的硬度,需要一道工序,即把零件放入含碳的渗碳剂中,这样碳分子就可以渗入到零件的表面层。这道工序利用了物理学中的_____________现象,要加快碳分子的渗透,可以采用提高__________的方法。
扩散 温度
12.如图所示,向装有少量水的烧瓶内打气,当瓶塞跳起时,瓶内气体内能__________(选填“增大”或“减小”),温度___________(选填“升高”或者“降低”),瓶内水蒸气发生液化现象,从而出现“白雾”。
减小 降低
13.冬天烤火取暖是通过___________的方式增加人体的内能,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为内能,这是通过_________的方式实现的。
热传递 做功
【解析】烤火取暖时,人体吸收热量,内能增加,是通过热传递的方式增减人体内能。
火柴头在火柴盒上轻轻划过,火柴盒会对火柴做功,火柴的内能增大,温度升高,当达到火柴头的燃点时就会擦燃,通过做功的方式改变内能。
14.小赵为了研究不同颜色的物体的吸热本领,做了如下实验:将质量、温度都相同的水分别倒入两个牛奶瓶中,用白纸和黑纸(均不透光)分别将瓶子包起来(如图),然后将两个瓶子放在太阳光下,使两瓶子受阳光照射面积相等。接下来的操作是:_______________________
_____________________;如果观察到________________________________________________
____________________________________________,则说明黑色物体的吸热本领比白色物体强。
每隔3min记录一次瓶中水的温度,测出多组实验数据 照射相同的时间内,包着黑纸的瓶子里水的温度升高得比白纸的瓶子里水的温度多
15.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(c铝>c铁>c铜)浸没在沸水中煮足够长的一段时间后,从沸水中吸热最多的是__________球。将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属比热容最小的是___________。
铝 甲
解:由于热传递的结果是温度相等,所以煮较长的一段时间后,三个金属球的温度都与沸水温度相同。由于铝的比热容较大,升高相同的温度,比热容大的物体吸收的热量多,故从沸水中吸收热量最多的是铝球。
金属块丙下方的冰块熔化快,说明金属块丙放出的热量多;甲、乙、丙的初温、末温都是相等的,温度变化值就是相同的,根据公式Q放=cm(t-t0)可知:甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化值是相等的,金属块甲放出的热量少,金属块丙放出的热量多,所以金属块甲的比热容小,金属块丙的比热容比较大。
16.阅读材料,回答问题。
江南地区早稻播种通常选在3月底到4月初的气温回升季节,环境温度较高,有利于农作物的生长,但有时会出现“倒春寒”的低温天气。为了减小“倒春寒”对农业生产的影响,专家提出:在早稻插秧后,如果日平均气温在10℃以下时,要进行深水护秧,采取“夜灌日排”、“雨灌晴排”的方式,调节秧田水热状况,使秧苗更好地生长。
(1)深水护秧是利用了水的___________大;
(2)“夜灌”是因为早春的夜晚温度低,在同等条件下,水放热后温度下降________,灌水后可以防止秧苗被冻坏;“晴排”是由于晴朗的白天气温高,水吸热后温度________,不利于秧苗生长,所以要将水排干;
(3)“倒春寒”时期,若一个夜晚1m2面积的水平均放热为2.1×106J,为了秧苗不被冻坏,一个夜晚水温下降不能超过5℃,则农民对水田灌水的深度不应低于____________cm。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)比热容 (2)小 上升小 (3)10
【解析】(1)深水护秧是利用了水的比热容大,因为质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些;
(2)“夜灌”是因为早春的夜晚温度低,在同等条件下,水放热后温度下降小,灌水后可以防止秧苗被冻坏;“晴排”是由于晴朗的白天气温高,水吸热后温度上升小,不利于秧苗生长,所以要将水排干;
(3)“倒春寒”时期,若一个夜晚1m2面积的水平均放热为2.1×106J,为了秧苗不被冻坏,一个夜晚水温下降不能超过5℃,设农民对水田灌水的深度不应低于h,则:c水Shρ水Δt=2.1×106J,即4.2×103J/(kg•℃)×1m2×h×1.0×103kg/m3×5℃=2.1×106J,解得h=0.1m=100cm。
三、实验探究题(本大题共2小题)
17.如下图所示,先将少许易燃的硝化棉放入透明的有机玻璃筒内,用活塞将筒口密封住,然后将活塞迅速压下,当活塞压至接近底部时,发现硝化棉起火燃烧。
(1)实验中,根据____________________________现象,可知筒内空气分子的热运动___________(填“减慢”或“加快”),这是通过_______________的方式改变筒内空气的内能;
(2)当活塞向下压一段距离后,手上会感到需用的力越来越大,这表明分子间存在着相互的_______________力(填“引”或“斥”)。
(1)硝化棉起火燃烧 加快 做功 (2)斥
18.为了比较水和煤油的吸热能力,亮亮用图所示的器材进行实验。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
200
20
5
40
煤油
200
20
5
60
(1)除了图中的器材外,该实验还需要的测量工具是__________和_______________;
(2)两烧杯内的电加热器规格相同,因此实验中可以用加热时间的长短来表示水和煤油____________________________,这里应用的物理研究方法是____________;
(3)实验中,给质量相同的水和煤油加热相同的时间,通过比较水和煤油_______________来比较它们的吸热能力;
(4)根据上表中亮亮测量的实验数据可得,__________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强;
(5)某同学认为:“加热相同的时间,煤油升高的温度较多,这说明煤油吸收的热量多一些”;这位同学的判断是_____________(选填“正确”或“错误”)的。
(6)已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为___________J/(kg•℃)。
(1)秒表 天平 (2)吸收热量多少 转换法 (3)升高的温度 (4)水 (5)错误 (6)2.1×103
【解析】(1)根据比较比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,除秒表外,还需要天平;
(2)实验中,两烧杯内放入相同规格的电加热器,根据转换法,这样可以保证在相同的时间内,水和煤油吸收的热量相同;用相同规格的电加热器加热,加热时间越长,煤油和水吸收的热量就越多,所以用加热时间的长短表示煤油和水吸热的多少;
(3)根据比较吸热能力的第2种方法,通过比较升高的温度来比较水和煤油的吸热能力;
(4)根据表中的数据可知,相同质量的水和煤油,吸收相同的热量,水升高的温度小于煤油升高的温度,因此水吸热的能力更强,比热容较大;
(5)这位同学的判断是错误的,根据转换法,用相同的加热器加热相同时间,两个电加热器放出热量相同,则水和煤油在相等的时间内吸收的热量相等。
(6)根据c=可知,在质量和吸热相同的情况下,升高的温度与比热容成反比,结合(3)的数据可知,煤油的比热容为:c煤油=×c水=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃)。
四、综合题(本大题共2小题)要求:(1)语言表述简练、准确;(2)写出必要的运算和推理过程;(3)带单位计算。
19.如图所示,“木桶鱼”是在木桶里放入高温的鹅卵石,再加入质量为2kg初温度为60℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾[处在一个标准大气压下,鱼汤的比热容为水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),鹅卵石的比热容约780J/(kg•℃)]。求:
(1)鱼汤所吸收的热量;
(2)若鹅卵石放出热量的有一半被鱼汤吸收,求5kg的鹅卵石降低的温度。(结果保留整数)
解:(1)鱼汤从60℃升温到100℃,升高的温度:Δt=100℃﹣60℃=40℃,
鱼汤吸收的热量:Q吸=c汤m汤Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×40℃=3.36×105J;
(2)由题意可知鹅卵石放出的热量:Q放=2Q吸=2×3.36×105J=6.72×105J,
则鹅卵石降低的温度:Δt′==≈172℃。
20.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象如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)加热满2min时,水吸收的热量。
(2)沙子的比热容。
解:(1)由b图象可知,水的温度从20℃上升到70℃,
加热满2min时水吸收的热量:
Q水吸=c水m水△t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×104J。
(2)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,
在2分钟的时间内Q沙吸=Q水吸=4.2×104J,
又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,
△t沙=250℃﹣20℃=230℃,m沙=200g=0.2kg,
c沙==≈0.9×103J/(kg•℃)。
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