浙教版科学七上第四章第4节 物质的比热同步练习(优生加练)
一、单选题
1.用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间t的变化如表中所示。由数据比较两种液体的比热容( )
时间t/min 0 1 2 3 4 5
甲的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
乙的温度/℃ 20 25 30 35 40 45
A.c甲>c乙 B.c甲=c乙 C.c甲<c乙 D.无法确定
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】首先根据△t=t-t0计算出某一时刻两种液体升高的温度,再根据公式Q=cm△t分析二者比热容的大小。
【解答】根据表格可知,当加热时间为2min时,甲升高的温度:△t甲=24℃-20℃=4℃;
乙升高的温度:△t乙=30℃-20℃=10℃;
那么△t甲<△t乙;
根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高的温度与比热容成反比。
那么比热容c甲>c乙。
故选A。
2.质量相等的A、B两种液体,用相同规格的酒精灯加热,其温度随时间的变化关系如图所示,下列判断中正确的是( )
A.由图可知,加热开始前A液体的初温比B液体的初温更高
B.由图可知,第10min时,A液体吸收了更多的热量
C.由图可知,B液体的比热容较大
D.由图可知,B液体在第20min时吸收了和第10min时的A液体一样多的热量
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据图像确定二者初温的大小关系;
(2)酒精灯相同,因此相同的时间内放出的热量相等;
(3)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物体升高相同的温度,比热容越大吸收的热量越多;
(4)根据(2)分析判断。
【解答】A.由图可知,加热开始前A液体的初温和B液体的初温相同,都是20℃,故A错误;
B.由图可知,第10min时,A液体和B液体吸收了相同的热量,故B错误;
C.由图可知,当都升高到80℃时,A需要加热10min,B需要加热20min,即B吸收的热量多,根据Q=cm△t可知,B液体的比热容较大,故C正确;
D.由图可知,B液体在第20min时比和第10min时的A液体吸收的热量多,故D错误。
故选C。
3.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】分析各个选项中现象包含的物理原理即可。
【解答】A.水的比热容大,那么它可以释放出更多的热量,让热水流过散热器供暖,可以使温度升高的更多,故A不合题意;
B.水的比热容大,那么它可以吸收更多的热量,用循环水冷却汽车发动机,有利于汽车发动机保持正常工作温度,故B不合题意;
C.水的比热容比沙土大,因此白天吸收热量升温小,晚上放出热量降温小,那么沿海地区比内陆地区昼夜温差较小,故C不合题意;
D.夏天在房间内洒水降温,是因为水汽化吸热,与比热容无关,故D符合题意。
故选D。
4.下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水
【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是物质本身的一种特性,与吸收的热量、本身质量和温度的变好量无关,只与物质的种类和状态有关。
【解答】A.一杯水倒去一半,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故A不合题意;
B.水凝结成冰,水的状态改变,比热容变化,故B符合题意;
C.一块铁加工成铁屑,铁的种类和状态不变,比热容不变,故C不合题意;
D.15℃的水变成45℃的水,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故D不合题意。
故选B。
5.(2020·富阳模拟)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B.0—6min甲比乙吸收的热量多
C.8—10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)液体到达沸点,晶体到达熔点时,继续吸热,温度都保持不变;
(2)加热器相同,即相同的时间内产生相同的热量;
(3)物质吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少;
(4)根据公式Q=cm△t可知,当质量和吸收相同的热量时,物体的比热容与升高的温度成反比。
【解答】A.甲在80℃,乙在40℃时,继续吸热温度不变,那么这两个温度可能是它们的沸点,也可能是它们的熔点,故A错误;
B.0~6min时,甲和乙吸收的热量一样多,故B错误;
C.8~10min时,甲和乙继续吸热,那么它们的内能不断增大,故C正确;
D.当加热6min时,甲升高的温度大于乙升高的温度,即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容,故D错误。
故选C。
6.(2019九上·奉化期末)下列事例主要不是利用水的比热容大的是( )
A.热水袋盛热水来取暖 B.夏天中午洒水车洒水降温
C.初春夜晚要向稻田中灌水 D.城市建造人工湖来调节气温
【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是反映物质吸放热本领的物理量,分析各个选项中应用的原理进行比较即可。
【解答】A.热水袋盛热水来取暖,因为水的比热容大,所以能放出更多的热量,故A不合题意;
B.夏天中午洒水车洒水降温 ,是因为水蒸发时要吸收大量的热,故B符合题意;
C.初春夜晚要向稻田中灌水,是因为水的比热容大,在降温时能够向外放出大量的热,保护秧苗不被冻坏,故C不合题意;
D.城市建造人工湖来调节气温,是因为水的比热容大,在温度变化时能够吸收或放出更多的热量,从而保证气温不至于变化太大,故D不合题意。
故选B。
7.(2019九上·慈溪期末)汽车发动机用水做冷却剂,主要是利用水的( )
A.沸点高 B.凝固点低 C.导热性差 D.比热容大
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是表示物质吸放热本领的物理量。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度,水的比热容最大,吸收的热量最多,那么散热效果最好,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
8.(2020七上·苍南期末)水是一种比热较大的物质,下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是( )
A.炎热的夏天,地面上洒水降温
B.育秧时,夜晚向秧田里灌水
C.用水作为机车发动机的冷却液
D.暖气管用循环热水来供热
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】分析各个选项中应用的原理,然后判断与比热是否有关即可。
【解答】A.炎热的夏天,喷洒在地面上的水吸收空气的热量变成水蒸气,发生蒸发现象,可以降温,与比热无关,故A符合题意;
B.晚上气温下降时,水会向外放热。由于水的比热容较大,因此可以放出很多热量,从而保证秧苗不被冻坏,故B不合题意;
C.由于水的比热容很大,因此从发动机经过时可以吸收很多的热量,从而为发动机降温,故C不合题意;
D.水的比热容很大,同样质量的水下降相同的温度会放出更多的热量,因此适于冬季供热,故D不合题意。
故选A。
9.(2020七上·温州期末)小明对三烊湿地公园内的气温和水温进行了观测,并将测得的数据绘制成如图所示曲线。据图可判断( )
A.实线代表水温,虚线代表气温,因为水的比热较大
B.实线代表水温,虚线代表气温,因为水的比热较小
C.实线代表气温,虚线代表水温,因为水的比热较大
D.实线代表气温,虚线代表水温,因为水的比热较小
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收的热量相同时,升高的温度与比热容成反比,据此分析即可。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收的热量相同时,升高的温度与比热容成反比;因为空气的比热容小于水的比热容,因此一天中气温的变化幅度较大,而水温的变化幅度较小,那么实线代表气温,虚线代表水温,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.(2020九上·温岭期末)同样的阳光照射条件下,一天之内沿海地区的气温变化比内陆地区小,其主要原因是( )
A.水的质量比砂石大 B.水的密度比砂石小
C.水的比热容比砂石大 D.水的导热性比砂石弱
【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】同样的阳光照射条件下,即质量相同的水和砂石吸收相同的热量,沿海地区的气温变化小于内陆,即△t水<△t砂石,根据公式Q=cm△t可知,水的比热容大于砂石的比热容,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
二、填空题
11.(2019·绍兴模拟)用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给A、B两种液体加热,绘制它们的温度随时间变化的图像,如图乙所示。
(1)如果A,B两种液体的质量相同,则 液体的比热容较大;
(2)如果A,B为同种液体,则 液体的质量较大。
【答案】(1)B
(2)B
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当质量和吸收热量相同时,升高温度小的比热容大,据此判断即可;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当比热容和吸收热量相同时,升高温度小的液体质量大,据此判断即可。
【解答】(1)两个完全相同的电加热器在相同的时间内吸收的热量相同;从乙图中可知,当加热时间为10min时,B升高的温度小于A升高的温度;根据Q=cm△t可知,如果A,B两种液体的质量相同,那么B液体的比热容较大;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当比热容和吸收热量相同时,升高温度小的液体质量大;据乙图可知,当加热时间为10min时,B升高的温度小于A升高的温度;如果A,B为同种液体,那么B液体的质量大。
故答案为:(1)B;(2)B
12.(2019七上·杭州期末)为比较水和煤油的吸热能力,某小组作了如下图甲的实验,实验结果见下表。
实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
(1)给烧杯中的液体加热,应在烧杯底部垫 ,以防止受热不均匀导致烧杯底部炸裂。
(2)加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(3)通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
【答案】(1)石棉网
(2)加热时间的长短
(3)水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)给烧杯中的液体加热时,烧杯的底部应垫放石棉网;(2)相同的热源,加热时间相同时,吸收的热量相同;(3)分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系。
【解答】(1)给烧杯中的液体加热时,应在烧杯的底部垫石棉网,使烧杯受热均匀,防止炸裂;
(2)该实验采用了转换法,即加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的;
(3)通过分析实验数据知,质量相同的水和煤油升高相同温度,加热时间不同,故能够得出的结论是:水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)。
故答案为:(1)石棉网;(2)加热时间的长短;(3)水的吸热能力比煤油强(合理即可;质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同;或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
13.把质量和底面积相同的钛块、铬块和锡块放到沸水中煮足够长的时间,使它们具有相同的 ,然后把它们从左至右放置于同一冰块上,它们放出热量使冰块熔化,最终三个金属块在冰块上陷入的深度依次减小,如图所示,则这三个金属块中比热容最大的是 。
【答案】初温;钛块
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据热传递的结果可知三个物块在沸水中取出放到冰块上时的初温度相同,由图片知,钛块进入冰块的体积最多,也就是钛块向冰块放出的热量最多。冰熔化时的温度一定,所以钛块、铬块和锡块降低的温度相同。质量相等的不同物体,降低相同的温度时,放出热量多的比热容大。
【解答】把质量和底面积相同的钛块、铬块和锡块放到沸水中煮足够长的时间,使它们的温度与沸水的温度相同,即具有相同的初温;已知三个金属块的质量、降低的温度相同,钛块放出的热量最多,钛块的比热容最大。故答案为:初温;钛。
14.把质量相同、材料不同的两个金属球甲和乙,加热到相同的温度,然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的冷水中,最后发现投入乙球的杯内水温较高,那么可以断定金属甲的比热 (填“大于”“小于”或“等于”)金属乙的比热。
【答案】小于
【知识点】比热容
【解析】【分析】由题意可知每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,最后发现投入乙球的杯内水温较高则说明乙球放出的热量多;质量相等的不同物体,降低相同的温度时,放出热量多的比热容大。
【解答】把质量相同的金属球甲和乙分别投入两杯初温相同、质量也相同的冷水中,最后发现投入乙球的杯内水温较高,则乙球放出的热量较多,乙球的比热容较大,即金属甲的比热小于金属乙的比热。故答案为:小于。
15.(2018七上·桐乡竞赛)将一块-20℃的冰块放在炉子里加热,当冰块的温度升高到-1℃的过程中,比热容 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】不变
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是物质的一种属性,它的大小与物质的种类和状态有关。据此可回答问题。
【解答】比热容是物质的一种属性,它的大小与物质的种类和状态有关,-20℃的冰块温度升高到-1℃的过程中,温度升高状态不变,所以比热容不变。
故答案为:不变
16.(2018·温州模拟)将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升了2.5℃.不计热量的损失,则热水和冷水的温度差为 ,m0:m= 。
【答案】33℃;1:10
【知识点】比热容
【解析】【分析】质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量并不相同;降低相同的温度,放出的热量也不相同。物质的这种特性在科学,上叫做比热容简称比热。质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)热量较多的,比热较大;吸收(或放出)热量较少的,比热较小。由此可知,不同的物质比热是不同的。例如,水的比热比砂石大。
【解答】设热水和冷水的温度差为t。
∵质量为m0 的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,
∴Q 吸 =Q 放 ,
从而可知,cm0 (t-3℃)=cm×3℃,①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m 0 同温度的热水,水温又上升了2.5℃,
∴Q 吸 =Q 放 ,
从而可知,cm0 (t-3℃-2.5℃)=c(m+m0 )×2.5℃,②
则①-②得:
2.5℃cm0 =3℃cm-2.5℃cm-2.5℃cm0 ,
整理得:5℃cm0 =0.5℃cm,
∴m0/m=0.5℃/5℃=0.1,即m=10m0 ,
把它代入①式得:
cm0 (t-3℃)=c×10m0 ×3℃,
解得:t=33℃.
故答案为:33℃;1:10
17.(2016·宁波)将10℃的水30克、40℃的水50克与80℃的水20克混合后,最终的温度是 。(不考虑热量的损失)
【答案】39℃
【知识点】比热容
【解析】【分析】此题可用简便方法计算:先假设三份的水温度都降到0摄氏度,此时可求出他们所放出的总热量,这些热量被混合后降到0摄氏度的液体吸收,能升高到的温度就是它们最后混合的温度。
【解答】 10℃的水30克温度降到0摄氏度放出的热量Q1=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.03千克×10℃=1.26×103焦;40℃的水50克温度降到0摄氏度放出的热量Q2=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.05千克×40℃=8.4×103焦;80℃的水20克温度降到0摄氏度放出的热量Q3=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.02千克×80℃=6.72×103焦;则有Q总=1.26×103焦+8.4×103焦+6.72×103焦=16.38×103焦。
设混合后的最终温度为t,则有(t-0℃)=Q总/cm总=16.38×103焦÷4.2×103焦/千克·℃÷0.1千克=39℃
故答案为:39℃
18.如图为某一天中央电视台天气预报的截图。图中显示的四个地方,内陆地区的温差比沿海地区的温差大,造成这种差别的主要原因是水的比热容比泥土、砂石的比热容 (选填“大”或“小”)。
【答案】大
【知识点】比热容
【解析】【分析】相同质量的物质吸收(放出)相同的热量,比热容大的物质温度升高(降低)得少。
【解答】沿海地区,水多,主要从水的比热容角度考虑;内陆地区水少、砂石多,主要从砂石的比热容角度考虑。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,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,使得沿海地区昼夜的温差小。
故答案为:大
19.比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量 的特性。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),则在一标准大气压下,10kg20℃的水温度升到沸点时,需要吸收的热量是 J。
【答案】多;3.36×106J
【知识点】比热容
【解析】【解答】比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量多的特性。吸收的热量用热量的计算公式得:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃—20℃)=3.36×106J。
【分析】该题考查比热容的特点、热量的计算,比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量多的特性。吸收的热量用热量的计算公式得:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃—20℃)=3.36×106J。
20.炎热的盛夏,赤脚站在海边的沙滩上比站在海水中感到烫脚,这主要是因为海水的 比沙石大的缘故。
【答案】比热容
【知识点】比热容
【解析】【解答】比热容大的物质在同等条件下,温度升高得慢。由于水的比热容大,故温度低。
【分析】该题考查用比热容解释简单的自然现象。比热容大的物质在同等条件下,温度升高得慢,相反,比热容小的物质在同等条件下温度升高得快。
三、解答题
21.(2019七上·天台期末)某同学为了比较家中某品牌的牛奶和豆浆吸热本领的大小,做了图甲所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的牛奶和豆浆,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录见下表。
加热时间(分) 0 2 4 6 8 10
温度(℃) 牛奶 20 25 30 35 40 45
豆浆 20 30 40 50 60 70
(1)除了天平,该实验中还需要用到的测量工具有 。
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)牛奶吸收的热量。
(3)该同学利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图像,如图乙所示。表示牛奶的温度随时间变化的图像是 。
【答案】(1)温度计和秒表
(2)小于
(3)B
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据实验要求可知:需要控制质量不变、需要测量温度的变化、需要用加热时间来反映吸收热量,从而可确定所需器材;(2)升高相同的温度时,通过比较加热时间的关系,可知牛奶和豆浆的吸热关系;(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长。
【解答】(1)该实验需要控制质量不变,用到天平测量质量,需要观察温度的变化,用到温度计测量温度;实验中通过加热时间来表示物体吸收热量的多少,用到秒表来记录时间;
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆都升高10℃时,牛奶需要加热4min,豆浆需要加热2min,因此牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量小于牛奶吸收的热量;
(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长,则图象B表示牛奶的温度随时间变化的图像。
故答案为:(1)温度计和秒表;(2)小于;(3)B。
22.(2019七上·长兴期末)小明在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,将质量和初温相同的沙子和水分别装在两个相同的烧杯中,用两个完全相同的酒精灯对其加热(如图甲、乙),根据实验数据画出沙子和水的温度随加热时间变化的图像(如图丙、丁),请回答:
(1)分析图像可知:丙、丁中表示沙子的图像是 ;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量 (填“大于”或“小于”)水吸收的热量;
(2)下列能用上述实验结果解释的是
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.用盐水腌蛋,一段时间后重会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
【答案】(1)丙;小于
(2)A
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)图像中横轴表示时间,纵轴表示温度;分别找到丙图和丁图中加热2min时温度的变化量,确定哪个温度的变化量大;根据可知,温度的变化越小的比热容越大,它肯定是水;
根据公式判断沙子和水吸收热量的大小关系即可;
(2)分析各个现象中的物理知识,哪个利用比热容知识哪个就是正确选项。
【解答】(1)当加热2min中,丙中温度上升50℃,丁中温度上升10℃,那么丙图中的温度变化大;根据可知,丙图中物质比热容大,即丙就是沙子;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量小于水吸收的热量;
(2)A.沿海地区和内陆地区同时吸热,水的比热容大,白天温度上升的小,晚上温度下降的少,因此沿海地区昼夜温差小,故A符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后变咸,说明分子在不停的做无规则运动,故B不合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,说明发生扩散现象,故C不合题意;
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽,因为水蒸发吸热,故D不合题意。
故答案为:(1)丙, 小于 ;(2)A
23.暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑.一天,烈日当空,小梅在海边玩耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的.请用比热容的知识说明这一现象.
【答案】答:因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同热量,相同质量的沙子比海水温度上升得快,所以小梅在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却凉凉的.
【知识点】比热容
【解析】【分析】水的比热容较大,相同质量的水和沙子比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,所以沙子滚烫,而海水依旧凉爽.
24.在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,某同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关,为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制定了a、b两个方案:a.让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少;b.让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯秒表适量的水和食用油,为了完成实验,还需要 。
(2)a、b两个方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
(3)从两个方案中任选一个设计实验数据记录表。
【答案】(1)天平
(2)加热时间
(3)如下表(任选写一个)
表1让研究对象升高相同的温度
次数 物质 质量(克) 升高的温度(℃) 加热时间(分)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
表2让研究对象吸收相同热量
次数 物质 质量(克) 加热时间(分) 初温t1(℃) 末温t2(℃) 升高的温度(℃)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)分析两个方案可知,无论是升高相同的温度比较热量,还是吸收相同的热量比较升高的温度,都要控制液体的质量相等,据此确定所需器材;
(2)相同的加热器,在相同的时间内放出相同的热量,因此通过加热时间可以判断吸收热量的多少;
(3)在设计实验数据记录表格时,第一行为项目行,第一列通常记录实验次数,然后根据实验要记录的数据确定剩余的列数;实验的行数由实验的次数决定,据此画出表格即可。
【解答】(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯秒表适量的水和食用油,为了完成实验,还需要天平。
(2)a、b两个方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的。
(3)解法一:让液体升高相同的温度时,需要记录物质的种类、种类和升高的温度以及加热时间,因此表格需要5列;实验进行三次,因此表格由4行,如下所示:
次数 物质 质量(克) 升高的温度(℃) 加热时间(分)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
解法二:让液体吸收相同的热量,需要记录的为:物质种类、质量、加热时间、初温和末温和升高的温度,因此需要7列;实验要进行三次,因此表格有4行,如下图所示:
次数 物质 质量(克) 加热时间(分) 初温t1(℃) 末温t2(℃) 升高的温度(℃)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
25.将一勺热水倒入量热器内,量热器内水上升5℃再加一勺同样的热水,量热器又上升3℃继续加7勺同样的热水,量热器上升几度(设量热器热损不计)
【答案】解:设原有冷水质量为M,—勺热水质量为m,热水与冷水温度差为t℃。
第一次:冷水吸热Q吸= c水M×5t℃,而热水放热,Q放= c水m(t-5)t℃,可以得出:c水M×5t℃=c水m(t-5)t℃ ……………………………………………… ①式
第二次:把第一次整合在一起,可看作一次性倒入2m的热水温度上升8 ℃,于是又可得出:c水M×8℃=c水2m(t—8) ℃……………………………………………… ②式
两式相除,可求出t = 20℃。
第三次:把第一次、第二次整合在一起,可看作一次性倒入9m的热水,设最终温度为x℃,可列出式:c水M×x℃=c水9m(20-x)℃……………………………………………… ③式
将③式与①式相除(将t = 20℃代入①式中),即可求出x=15℃,此数再减去第二次的8℃,值为7℃,就是又上升7℃。
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容的测量器材是量热器,尽管量热器测量误差较大,但是,该器材的设计中包含许多科学的内涵,其实量热器与保温瓶的结构非常相似。尽管测量误差较大,但是我们初中阶段往往还是忽略这些误差。
26. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g 100 200 300 400
燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106
Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106
Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是 的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越 .
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料, 和 的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为 ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量.
(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水,可使 kg的水温度升高10℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了 (答一个即可).[q天然气=4.2×107J/m3,C水=4.2×103J/(kg ℃)]
(4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入 来描述,我们总是希望它的值越 越好.
【答案】(1)不同;多
(2)放出热量;质量;热值
(3)4.2×105;10;空气
(4)热效率;高
【知识点】比热容;燃料的热值
【解析】【解答】解:(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多;
(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性;
(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量:Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;
由于Q吸=Q放,由Q=cm△t得,水的质量:m===10kg;
天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收,还会被容器、空气吸收;
(4)为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入的是热效率的概念,能量损失越少,热效率越高,便能节约能源,减小对环境的破坏.
故答案为:(1)不同;多;(2)放出热量;质量;热值;(3)4.2×105;10;空气;(4)热效率;高.
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值.热值是燃料的一种特性;
(2)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关;
(3)天然气完全燃烧放出的热量利用Q=Vq计算,后利用Q=cm△t的变形公式计算水的质量;
(4)物理学中,把有效利用的热量在总热量中所占比例叫做热效率.
四、实验探究题
27.(2020七上·诸暨期末)在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,小明同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关。为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制订了两个方案:
方案一:让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少。
方案二:让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要的测量工具是 。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
(3)为了验证猜想,小明做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,上表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小明选择 (填 “方案一”、“方案二”)进行实验。
加热时间/min 0 2 4 6
水的温度/℃ 2 2 2 3
油的温度/℃ 2 2 3 4
【答案】(1)天平
(2)加热时间
(3)方案二
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,探究物质吸收热量的多少与物质种类的关系时,需要控制物质的质量和升高的温度相同,比较吸收热量的多少。吸收热量的多少可以通过加热时间来反应,温度的高低可通过温度计来反映,而质量只能通过天平来测量。
(2)根据W=Pt可知,相同的加热器的电功率相等,那么相等的时间内放出相同的热量,因此通过加热时间可以反映吸收热量的多少。
(3)根据表格,分析控制的变量是哪个,变量是哪个即可。
【解答】(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要的测量工具是天平。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的。
(3)根据表格可知,本实验控制时间相等,即吸收相同的热量,然后记录水和油升高的温度,因此小明选择方案二进行实验。
28.(2020九上·浙江期末)如图甲所示是“探究水与煤油升高相同温度时吸收热量的多少”的实验装置。实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的煤油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小科经过分析思考,将实验装置甲加以改进,如图乙所示。
(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制 相同。
(2)图乙的实验操作中存在的一处错误是 。
(3)根据实验测得的数据画出它们升高的温度ΔT随时间t变化的图像如图丙所示,它们都是过原点的直线,即ΔT=kt。用m表示水和煤油的质量,c1和 c2分别表示水和煤油的比热容,则两条直线k的比值k水∶k煤油等于 。(用含有c1、c2的式子表示)
【答案】(1)吸收的热量
(2)煤油与水的质量不相等(或没有控制煤油与水的质量相同)
(3)c2∶c1
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)图乙中,装有两种液体的试管都放在同一烧杯中,那么在相同的时间内肯定吸收相同的热量;
(2)根据题目要求可知,如果要用升高温度的大小反应吸热能力的大小,就必须保证吸收的热量、液体的质量相同。根据图乙可知,煤油和水的液面高度相同,即液体的体积相同,根据公式m=ρV可知,煤油和水的质量肯定不相同。
(3)根据公式Q=cm△t和△T=kt进行推导即可。
【解答】(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制吸收的热量相同。
(2)图乙的实验操作中存在的一处错误是:煤油与水的质量不相等(或没有控制煤油与水的质量相同)。
(3)将△T=kt代入吸热公式Q=cm△t得到:Q=cmkt;
那么直线k的比值为:;
则两条直线k的比值为:;
因为水和煤油的质量相同,吸热相同,加热时间相同,
所以得到:。
29.某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表中所示。
实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 (填字母)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
【答案】(1)秒表;加热时间长短
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多)
(3)C
(4)酒精灯的火焰大小不同
(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,温度升高大的吸热能力小。探究水和煤油的吸热能力,必须控制它们的质量和吸收热量相同,测量质量需要天平,相同的酒精灯加热相同的时间放出相同的热量,因此需要秒表,测量温度需要温度计;
(2)将每组中的两组数据进行比较,确定相同的因素和不同的因素,根据控制变量法描述实验结论;
(3)根据公式Q=cm△t可知进行分析即可;
(4)质量相同的水升高相同的温度吸收的热量是相等的,第1组加热时间长,肯定是因为酒精灯在单位时间内放出的热量较少,即酒精灯的火焰大小不同;
(5)由于外面的水温相同,所以在相同的时间内,两种液体吸收的热量应该是相等的。
【解答】(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和秒表。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间长短来判断的。
(2)根据表格数据比较可知,质量相同,升高的温度也相同,但是水和煤油加热时间不同,那么得到结论:质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多)。
(3)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的水和煤油,在相同的加热时间内吸收相同的热量,水的比热容大,因此水升高的温度小与煤油升高的温度,故A、D错误;
因为实验开始时水和煤油的温度都不是0℃,故B错误,C正确。
故选C。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是酒精灯的火焰大小不同。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
30.(2019九上·奉化期末)如图甲、乙所示是小科比较物质比热容的实验仪器,主要由保温性能较好且相同的两容器、两个相同加热电阻A和B、电源(为加热电阻遇传感器供电)和温度传感器等部分组成。温度传感器可以将液体中的温度信息传入电脑,通过电脑处理得到温度T和时间t的关系图象。
(1)老师观察装置后指出该装置缺少 装置,会使液体受热不均匀,导致实验失败。
(2)小科对装置改进后,在甲、乙两容器中分别装入100g初温相同的两种不同液体a和b打开电源,通过电脑得到了如图丙的图像,从丙图中可以看出液体 (选填“a”或“b”)比热容较大。
(3)若小科保持其他条件不变,将a、b两种液体的质量都增加到150g再次实验,则得到的图像中两条线的夹角α较原来相比将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)搅拌
(2)b
(3)减小
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)加热电阻在容器的底部,那么底部的液体温度会更高一些,但是上面的液体温度会低一些。如果能够加入搅拌装置,就可以使液体受热均匀,收集到更准确的数据。
(2)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质当吸热相同时,升高的温度与比热容成比,即升高的温度越大,比热容越小。
(3)根据公式Q=cm△t可知,相同的物质吸收相同的热量时,升高的温度与质量成反比,据此判断夹角的大小。
【解答】(1)老师观察装置后指出该装置缺少搅拌装置,会使液体受热不均匀,导致实验失败。
(2)如下图所示:当吸收相同的热量时,△ta>△tb,根据公式Q=cm△t可知,a的比热容就小于b的比热容,即液体b的比热容较大。
(3)根据公式Q=cm△t可知,相同的物质吸收相同的热量时,升高的温度与质量成反比,即质量为150g时升高的温度肯定小于质量为100g时的温度,那么图像中两条线的夹角与原来相比将减小,如下图所示:
31.(2019七上·越城期末)探究物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中 的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小西探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况“多”或“少”
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
①分析表中信息,小西采用的是 (选填“方案一”或“方案二”);
②分析表中数据,可得出的结论: ;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选 液体作发动机冷却液。
【答案】(1)液柱高度
(2)方案二;甲的吸热能力强;甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)使用温度计时,液柱的高度越大,物体的温度越高;液柱的高度越小,物体的温度越低;
(2)①根据表格数据分析,是“吸收了相同的热量”还是“升高了相同的温度”即可;
②根据控制变量法分析并得出结论;
③根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度时,吸热能力越大的物质吸收的热量越多,散热本领越好。
【解答】(1)实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中液柱高度的变化便可知温度的变化。
(2)①根据表格可知,液体的初温和末温都相同,因此两种液体都升高了相同的温度,因此小西采用的是方案二;
②根据表格可知,质量相同的不同液体升高相同的温度,甲的加热时间长,即甲吸收的热量多,那么甲的吸热能力就强;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选甲液体作发动机冷却液。
32.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。
加热时间/分钟 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(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。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。
(3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强。
【答案】(1)相等;升高的温度
(2)小于
(3)甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高温度越小的吸热能力越强;
(2)根据表格,确定甲、乙到达42℃时的时间长短,时间越长,吸收的热量越多;
(3)根据表格分析吸收相同的热量时哪种物质升高的温度小,温度小的比热容大。
【解答】(1)实验中应量取质量相等的甲、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。当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
(2)根据表格可知,甲升高到42℃需要3分钟,而乙则需要4分钟;因为加入时间越长,吸收的热量越多,所以Q甲(3)根据表格可知,当同时加热2分钟时,甲温度升高:38℃-30℃=8℃,乙到达26℃-10℃=16℃,因此吸收相同热量时甲的温度升高的少,因此甲的吸热能力强。
33.某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。
液体 次数 质量m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
甲 1 0.1 5 1
2 0.1 10 2
3 0.2 10 4
乙 4 0.1 10 1
5 0.1 20 2
6 0.2 20 4
(1)分析第1、4次,第2、5次或第3、6次实验数据,某同学认为:加热相同的时间时,乙升高的温度高一些,这说明乙吸收的热量多一些。这位同学的判断是否正确?请说明理由。
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,物质的 越大,吸收的热量就越 。(填“多”或“少”)
(3)通过比较第2、4次实验数据可知,液体吸收的热量多少与液体的 有关, 的吸热能力更强(填“甲”或“乙”)。
【答案】(1)不正确。因为完全相同的加热器,加热相同的时间,放出的热量相同。所以甲、乙两种液体吸收的热量相等
(2)质量;多
(3)种类;甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)相同的加热器的功率相同,根据Q=Pt可知,相同的时间内,产生相同的热量;
(2)根据表格数据,分析物质的质量和吸收热量的关系;
(3)分析2和4中哪个因素不同即可;加入时间越长,吸收的热量越多,吸热能力越强。
【解答】(1)这位同学的判断不正确,因为完全相同的加热器,加热相同的时间,放出的热量相同。所以甲、乙两种液体吸收的热量相等;
(2)2和3中,物质的种类相同,升高温度相同,只有质量不同,因此得到结论:同种物质升高相同温度时,物质的质量越大,吸收的热量就越多。
(3)分析2和4可知,质量和升高的温度相同,只有物质种类不同,因此得到:液体吸收的热量多少与液体的种类有关;因为甲的加热时间长,吸收的热量多,所以甲的吸热能力更强。
34.某同学为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,如表是他的实验数据记录:
烧杯号 液体 质量(g) 初温(℃) 末温(℃) 加热时间(min)
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 煤油 200 20 28 4
4 煤油 200 20 24 2
请根据表中的实验记录回答:
(1)比较1、2记录,得出的结论是
(2)比较3、4记录,得出的结论是
(3)比较1、3记录,得出的结论是
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与 有关。
(5)该同学在本次实验中用到的研究方法是 。
【答案】(1)同种物质升高相同温度,质量大的需要吸收的热量多
(2)质量相同的同种物质,升温越高,吸收热量越多
(3)相同质量的不同种物质升高相同温度,吸收的热量不同(吸收热量多少与物质种类有关)
(4)物质种类、质量大小、升温的多少
(5)控制变量法
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)分析1和2中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(2)分析3和4中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(3)分析1和3中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(4)根据前面的结论解答;
(5)当探究某一因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,这种方法叫控制变量法。
【解答】(1)1和2中,液体的种类相同,升高的温度相同,而质量不同,那么得到的结论是:同种物质升高相同温度,质量大的需要吸收的热量多;
(2)3和4中,液体的种类和质量相同,而升高温度不同,那么得到结论:质量相同的同种物质,升温越高,吸收热量越多;
(3)1和3中,液体的质量和升高温度相同,但种类不同,那么得到结论:相同质量的不同种物质升高相同温度,吸收的热量不同;
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与物质种类、质量大小、升温的多少有关。
(5)该同学在本次实验中用到的研究方法是:控制变量法。
35.(2019七上·秀洲期末)“探究水和砂子的吸热能力”实验器材如图所示,两个酒精灯、两个金属杯、两个温度计.对质量相等的水和砂子进行加热请回答下列问题:
(1)怎样使水和干砂子吸收相同的热量? 。
(2)质量相等的水和干砂子吸收相等的热量时, 的温度升高较快,若升高相同的温度, 吸收的热量较多.
(3)这个实验说明了质量相同的不同物质的吸热能力是 的.
【答案】(1)加热相同的时间
(2)干砂子;水
(3)不同的
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)该实验中采用了转换法,相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同;(2)该实验还采用了控制变量法,质量和吸收的热量相同时,根据Q=cm△t可知谁温度升高的快;(3)从实验的现象可知结论。
【解答】(1)该实验中采用了转换法,相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同;
(1)要使水和干砂子吸收相同的热量,可以用同样的酒精灯,加热相同的时间
(2)质量相等的水和干砂子吸收相等的热量时,由于水的比热容大于干沙子的比热容,根据Q=cm△t可知干砂子温度升高较快;若升高相同的温度,则水吸收的热量较多;
(3)这个实验说明了质量相同的不同物质的吸热能力是不同的。
故答案是:(1)加热相同的时间;(2)干砂子;水。(3)不同。
36.(2019七上·绍兴期末)为了比较不同物质吸收热量的多少跟物质自身的特性有关,小明选取了水和煤油进行实验,并组装了如图所示的装置,将质量和初始温度相同的煤油和水分别装在两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时开始加热,并适时记录两者的温度(记录结果如下表),试分析。
(1)实验时为比较水和煤油吸热本领的大小方法有:
方法一:可以在加热时间相同的情况下,比较 ;
方法二: 。
(2)从表中可得出的结论是:相同质量的水和煤油加热5分钟后,煤油升高的温度高,煤油的比热容比水 (选填“大”或“小”)一些;
(3)为了缩短实验时间,使效果更加显著,下列改进措施合理的是 。
A.将两个烧杯均盖上相同的盖子 B.将装置移到通风良好处进行
C.减少水和煤油的质量
【答案】(1)可以在加热时间相同的情况下,比较升高的温度(温度);升高相同温度的情况下,比较加热的时间
(2)小
(3)A、C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)两个相同的酒精灯相同的时间放出相同的热量,因此可以用加热时间反映吸收热量的多少。根据公式可知,质量相等的水和煤油,升高温度相同时,吸收热量多的比热容大;吸收热量相同时,升高温度小的比热容大,据此解答;
(2)根据上面的描述,吸收相同的热量,升高温度大的比热容小;
(3)加热时间长,其实就是吸收的热量多,可以从热量的散失,液体的质量等方面思考回答。
【解答】(1)实验时为比较水和煤油吸热本领的大小方法有:
方法一:可以在加热时间相同的情况下,比较比较升高的温度(温度);
方法二:升高相同温度的情况下,比较加热的时间。
(2)从表中可得出的结论是:相同质量的水和煤油加热5分钟后,煤油升高的温度高,煤油的比热容比水小;
(3)A.给两个烧杯加上相同的盖子,可以减小热量的散失,缩短加热时间,故A符合题意;
B.将装置移到通风处进行,可以加快蒸发,导致热量散失更多,延长加热时间,故B不合题意;
C.减少水和煤油的质量,可以减小吸收的热量,缩短加热时间,故C符合题意。
故答案为:(1)同解析;(2)小;(3)AC
37.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 。
(2)加热10min,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。(q酒精=3.0×107J/kg)
【答案】(1)控制不同物质的质量相同
(2)等于
(3)98;2.1×103
(4)6.0×105
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,探究水和煤油的吸热能力大小时,必须控制液体的质量和升高温度相同,比较吸收热量的多少,据此分析天平的作用;
(2)相同的酒精灯,在相同的时间内放出相同的热量,那么水和煤油就吸收相同的热量;
(3)根据乙图确定水保持不变的温度,这就是水的沸点。根据乙图的加热时间,确定水和煤油都升高到98℃时吸收的热量之比,然后根据公式Q=cm△t作比计算煤油的比热容;
(4)根据Q=qm计算酒精燃烧放出的热量。
【解答】(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制不同物质的质量相同。
(2)加热10min,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)根据乙图可知,水的温度保持98℃不变,那么水的沸点就是98℃。
水和煤油都升高到98℃时,它们升高的温度相同,
那么它们吸收的热量之比等于加热时间之比,即Q煤:Q水=10min:20min=1:2;
根据公式Q=cm△t得到:;
;
解得:c煤油=2.1×103J/(kg·℃);
(4)酒精燃烧放出的热量:Q=qm=3.0×107J/kg×0.02kg=6.0×105J。
38.小明设计了如图4—4—6所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。
(1)写出调整实验器材的方法步骤。
(2)依据小明的探究方案,实验探究过程中,除了选用相同规格的烧杯和酒精灯,还需要控制不变的量有哪些
(3)实验探究记录数据如表
加热时间t/min 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水的温度/℃ 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
食用油的温度/℃ 30 32.5 35 37.5 40 42.5 47 47.5 50 52.5 55
在这些数据中,哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误 分析实验数据,可以得出的结论是什么
【答案】(1)调整下面铁夹,使石棉网被酒精灯的外焰加热;调整上面铁夹,使温度计的液泡完全浸没在液体中,且不与容器底和侧壁接触。
(2)水与食用油的质量和初始温度相同。
(3)第6 min食用油的温度记录错误。分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高。分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油长,进而得出水的吸热本领比食用油大。
【知识点】比热容
【解析】【分析】点拨:本题考查了对不同物质吸热本领大小的实验探究过程。本题考查的角度新颖,主要考查了实验方案魄设计、实验装置的调整及实验结论的得出,难度较大。认真观察实验装置图,正确理解与运用控制变量法,准确找出数据间的定量关系是解题的关键,同时,在日常学习物理的过程中,加强动手操作能力的培养也是至关重要的。 (1)实验时,要用酒精灯的外焰加热,所以需要先调整下面的铁夹,使石棉网处于适当的高度,再调整上面的铁夹,使悬吊的温度计的玻璃泡正好浸没在液体中,但不能接触到容器底和容器壁。(2)在探究过程中,要注意控制变量,除相同的酒精灯和烧杯外,还要控制水和食用油的质量与初始温度相同。(3)在多数情况下,水和食用油在相同时间内升高的温度不变,但第6 min食用油的温度为47℃,与前后的温度相差都没有体现出相应的规律,所以第6 min食用油的温度记录错误;在分析数据得出结论时,既要分析加热相同时间后水与食用油温度的变化,也要分析水与食用油升高相同的温度需要的时间不同,来得出水与食用油吸热本领的大小不同。
【解答】(1)调整实验器材的步骤:①调整下面的铁圈,使石棉网处于适当的高度;②调整上面铁夹,使温度计处于适当的高度;
(2)探究水和食用油的吸热本领,除了要选用相同规格的烧杯和酒精灯,还要使水与食用油的质量和初始温度相同;
(3)分析表中数据可以看出,食用油每分钟温度升高2.5℃,所以第6min食用油的温度记录错误,应该是45℃。
分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高;分析比较水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油的长,进而得出水的吸热本领比食用油大。
五、综合说理题
39.根据气象资料显示,夏季我国大部分地区多东南风,而冬季多西北风。试用你学过的知识加以解释。
【答案】我国东南沿海多水,西北内陆多泥土、沙石。夏季,水吸热升温慢(水的比热容大),而使东南沿海地区的空气升温也慢。泥土、沙石的比热容小,它们在同样吸热时升温快,导致内陆地区气温上升快,内陆地区的较热的空气上升,沿海地区的低温空气流过来填补,形成东南风。而冬季,在同样放热时,沿海地区的水降温慢,空气降温也慢;内陆地区泥土、沙石降温快,空气降温也快,刚好与夏季相反,沿海地区空气温度比内陆地区空气温度高,故风向也就相反,多以西北风为主。
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当物质吸收或放出的热量相同时,且质量相同时,物质升高或降低的温度与比热容成反比,据此分析夏季和冬季时,东南沿海和内地的气温高低;
(2)空气受热上升,使本地的气压减小,于是空气从气压高的地方流向气压小的地方,形成季风。
1 / 1浙教版科学七上第四章第4节 物质的比热同步练习(优生加练)
一、单选题
1.用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间t的变化如表中所示。由数据比较两种液体的比热容( )
时间t/min 0 1 2 3 4 5
甲的温度/℃ 20 22 24 26 28 30
乙的温度/℃ 20 25 30 35 40 45
A.c甲>c乙 B.c甲=c乙 C.c甲<c乙 D.无法确定
2.质量相等的A、B两种液体,用相同规格的酒精灯加热,其温度随时间的变化关系如图所示,下列判断中正确的是( )
A.由图可知,加热开始前A液体的初温比B液体的初温更高
B.由图可知,第10min时,A液体吸收了更多的热量
C.由图可知,B液体的比热容较大
D.由图可知,B液体在第20min时吸收了和第10min时的A液体一样多的热量
3.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
4.下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水
5.(2020·富阳模拟)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B.0—6min甲比乙吸收的热量多
C.8—10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D.甲的比热容大于乙的比热容
6.(2019九上·奉化期末)下列事例主要不是利用水的比热容大的是( )
A.热水袋盛热水来取暖 B.夏天中午洒水车洒水降温
C.初春夜晚要向稻田中灌水 D.城市建造人工湖来调节气温
7.(2019九上·慈溪期末)汽车发动机用水做冷却剂,主要是利用水的( )
A.沸点高 B.凝固点低 C.导热性差 D.比热容大
8.(2020七上·苍南期末)水是一种比热较大的物质,下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是( )
A.炎热的夏天,地面上洒水降温
B.育秧时,夜晚向秧田里灌水
C.用水作为机车发动机的冷却液
D.暖气管用循环热水来供热
9.(2020七上·温州期末)小明对三烊湿地公园内的气温和水温进行了观测,并将测得的数据绘制成如图所示曲线。据图可判断( )
A.实线代表水温,虚线代表气温,因为水的比热较大
B.实线代表水温,虚线代表气温,因为水的比热较小
C.实线代表气温,虚线代表水温,因为水的比热较大
D.实线代表气温,虚线代表水温,因为水的比热较小
10.(2020九上·温岭期末)同样的阳光照射条件下,一天之内沿海地区的气温变化比内陆地区小,其主要原因是( )
A.水的质量比砂石大 B.水的密度比砂石小
C.水的比热容比砂石大 D.水的导热性比砂石弱
二、填空题
11.(2019·绍兴模拟)用如图甲所示的两个完全相同的电加热器分别给A、B两种液体加热,绘制它们的温度随时间变化的图像,如图乙所示。
(1)如果A,B两种液体的质量相同,则 液体的比热容较大;
(2)如果A,B为同种液体,则 液体的质量较大。
12.(2019七上·杭州期末)为比较水和煤油的吸热能力,某小组作了如下图甲的实验,实验结果见下表。
实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
(1)给烧杯中的液体加热,应在烧杯底部垫 ,以防止受热不均匀导致烧杯底部炸裂。
(2)加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(3)通过分析实验数据,能够得出的结论是: 。
13.把质量和底面积相同的钛块、铬块和锡块放到沸水中煮足够长的时间,使它们具有相同的 ,然后把它们从左至右放置于同一冰块上,它们放出热量使冰块熔化,最终三个金属块在冰块上陷入的深度依次减小,如图所示,则这三个金属块中比热容最大的是 。
14.把质量相同、材料不同的两个金属球甲和乙,加热到相同的温度,然后分别投入两杯初温相同、质量也相同的冷水中,最后发现投入乙球的杯内水温较高,那么可以断定金属甲的比热 (填“大于”“小于”或“等于”)金属乙的比热。
15.(2018七上·桐乡竞赛)将一块-20℃的冰块放在炉子里加热,当冰块的温度升高到-1℃的过程中,比热容 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
16.(2018·温州模拟)将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升了2.5℃.不计热量的损失,则热水和冷水的温度差为 ,m0:m= 。
17.(2016·宁波)将10℃的水30克、40℃的水50克与80℃的水20克混合后,最终的温度是 。(不考虑热量的损失)
18.如图为某一天中央电视台天气预报的截图。图中显示的四个地方,内陆地区的温差比沿海地区的温差大,造成这种差别的主要原因是水的比热容比泥土、砂石的比热容 (选填“大”或“小”)。
19.比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量 的特性。水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),则在一标准大气压下,10kg20℃的水温度升到沸点时,需要吸收的热量是 J。
20.炎热的盛夏,赤脚站在海边的沙滩上比站在海水中感到烫脚,这主要是因为海水的 比沙石大的缘故。
三、解答题
21.(2019七上·天台期末)某同学为了比较家中某品牌的牛奶和豆浆吸热本领的大小,做了图甲所示的实验:在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的牛奶和豆浆,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录见下表。
加热时间(分) 0 2 4 6 8 10
温度(℃) 牛奶 20 25 30 35 40 45
豆浆 20 30 40 50 60 70
(1)除了天平,该实验中还需要用到的测量工具有 。
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)牛奶吸收的热量。
(3)该同学利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图像,如图乙所示。表示牛奶的温度随时间变化的图像是 。
22.(2019七上·长兴期末)小明在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,将质量和初温相同的沙子和水分别装在两个相同的烧杯中,用两个完全相同的酒精灯对其加热(如图甲、乙),根据实验数据画出沙子和水的温度随加热时间变化的图像(如图丙、丁),请回答:
(1)分析图像可知:丙、丁中表示沙子的图像是 ;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量 (填“大于”或“小于”)水吸收的热量;
(2)下列能用上述实验结果解释的是
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.用盐水腌蛋,一段时间后重会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
23.暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑.一天,烈日当空,小梅在海边玩耍时发现:海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的.请用比热容的知识说明这一现象.
24.在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,某同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关,为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制定了a、b两个方案:a.让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少;b.让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯秒表适量的水和食用油,为了完成实验,还需要 。
(2)a、b两个方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
(3)从两个方案中任选一个设计实验数据记录表。
25.将一勺热水倒入量热器内,量热器内水上升5℃再加一勺同样的热水,量热器又上升3℃继续加7勺同样的热水,量热器上升几度(设量热器热损不计)
26. 木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g 100 200 300 400
燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106
Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106
Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是 的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越 .
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料, 和 的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为 ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量.
(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水,可使 kg的水温度升高10℃;实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多,原因是用燃气灶烧水时,除了水吸收的热量外,一部分传给了盛水容器,另外一部分传给了 (答一个即可).[q天然气=4.2×107J/m3,C水=4.2×103J/(kg ℃)]
(4)在烧水过程中,人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收,为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入 来描述,我们总是希望它的值越 越好.
四、实验探究题
27.(2020七上·诸暨期末)在“探究水和食用油吸热能力”的实验中,小明同学猜想物体温度升高吸收热量的多少可能与质量和物质的种类有关。为了验证猜想,同组的同学经过讨论,制订了两个方案:
方案一:让研究对象升高相同的温度,然后比较它们吸收热量的多少。
方案二:让研究对象吸收相同的热量,然后比较它们升高温度的高低。
(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要的测量工具是 。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过 来反映的。
(3)为了验证猜想,小明做了如下实验:在2个相同的烧杯中分别盛有质量相等的水和食用油,用两个规格相同的电加热器进行加热,上表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小明选择 (填 “方案一”、“方案二”)进行实验。
加热时间/min 0 2 4 6
水的温度/℃ 2 2 2 3
油的温度/℃ 2 2 3 4
28.(2020九上·浙江期末)如图甲所示是“探究水与煤油升高相同温度时吸收热量的多少”的实验装置。实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的煤油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小科经过分析思考,将实验装置甲加以改进,如图乙所示。
(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制 相同。
(2)图乙的实验操作中存在的一处错误是 。
(3)根据实验测得的数据画出它们升高的温度ΔT随时间t变化的图像如图丙所示,它们都是过原点的直线,即ΔT=kt。用m表示水和煤油的质量,c1和 c2分别表示水和煤油的比热容,则两条直线k的比值k水∶k煤油等于 。(用含有c1、c2的式子表示)
29.某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的。
(2)实验中第1、2两个小组记录的实验数据如表中所示。
实验组别 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
2 水 200 25 40 12
煤油 200 25 40 5.5
通过分析实验数据,能够得出的结论是 。
(3)图乙是第1组同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图像,能正确描述该实验真实情况的图像是 (填字母)。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是 。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是 。
30.(2019九上·奉化期末)如图甲、乙所示是小科比较物质比热容的实验仪器,主要由保温性能较好且相同的两容器、两个相同加热电阻A和B、电源(为加热电阻遇传感器供电)和温度传感器等部分组成。温度传感器可以将液体中的温度信息传入电脑,通过电脑处理得到温度T和时间t的关系图象。
(1)老师观察装置后指出该装置缺少 装置,会使液体受热不均匀,导致实验失败。
(2)小科对装置改进后,在甲、乙两容器中分别装入100g初温相同的两种不同液体a和b打开电源,通过电脑得到了如图丙的图像,从丙图中可以看出液体 (选填“a”或“b”)比热容较大。
(3)若小科保持其他条件不变,将a、b两种液体的质量都增加到150g再次实验,则得到的图像中两条线的夹角α较原来相比将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
31.(2019七上·越城期末)探究物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化。
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量。
(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少。实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中 的变化便可知温度的变化。
(2)下表是小西探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min 液体吸热情况“多”或“少”
甲 10 30 40 6 多
乙 10 30 40 3 少
①分析表中信息,小西采用的是 (选填“方案一”或“方案二”);
②分析表中数据,可得出的结论: ;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选 液体作发动机冷却液。
32.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。
加热时间/分钟 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
(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。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。
(3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强。
33.某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给液体甲和乙加热。
液体 次数 质量m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
甲 1 0.1 5 1
2 0.1 10 2
3 0.2 10 4
乙 4 0.1 10 1
5 0.1 20 2
6 0.2 20 4
(1)分析第1、4次,第2、5次或第3、6次实验数据,某同学认为:加热相同的时间时,乙升高的温度高一些,这说明乙吸收的热量多一些。这位同学的判断是否正确?请说明理由。
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据,可以得出的初步结论是:同种物质升高相同温度时,物质的 越大,吸收的热量就越 。(填“多”或“少”)
(3)通过比较第2、4次实验数据可知,液体吸收的热量多少与液体的 有关, 的吸热能力更强(填“甲”或“乙”)。
34.某同学为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,如表是他的实验数据记录:
烧杯号 液体 质量(g) 初温(℃) 末温(℃) 加热时间(min)
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 煤油 200 20 28 4
4 煤油 200 20 24 2
请根据表中的实验记录回答:
(1)比较1、2记录,得出的结论是
(2)比较3、4记录,得出的结论是
(3)比较1、3记录,得出的结论是
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与 有关。
(5)该同学在本次实验中用到的研究方法是 。
35.(2019七上·秀洲期末)“探究水和砂子的吸热能力”实验器材如图所示,两个酒精灯、两个金属杯、两个温度计.对质量相等的水和砂子进行加热请回答下列问题:
(1)怎样使水和干砂子吸收相同的热量? 。
(2)质量相等的水和干砂子吸收相等的热量时, 的温度升高较快,若升高相同的温度, 吸收的热量较多.
(3)这个实验说明了质量相同的不同物质的吸热能力是 的.
36.(2019七上·绍兴期末)为了比较不同物质吸收热量的多少跟物质自身的特性有关,小明选取了水和煤油进行实验,并组装了如图所示的装置,将质量和初始温度相同的煤油和水分别装在两个相同的烧杯中,用相同的酒精灯同时开始加热,并适时记录两者的温度(记录结果如下表),试分析。
(1)实验时为比较水和煤油吸热本领的大小方法有:
方法一:可以在加热时间相同的情况下,比较 ;
方法二: 。
(2)从表中可得出的结论是:相同质量的水和煤油加热5分钟后,煤油升高的温度高,煤油的比热容比水 (选填“大”或“小”)一些;
(3)为了缩短实验时间,使效果更加显著,下列改进措施合理的是 。
A.将两个烧杯均盖上相同的盖子 B.将装置移到通风良好处进行
C.减少水和煤油的质量
37.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是 。
(2)加热10min,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示。由图像可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(4)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。(q酒精=3.0×107J/kg)
38.小明设计了如图4—4—6所示的实验装置来探究水和食用油的吸热本领。
(1)写出调整实验器材的方法步骤。
(2)依据小明的探究方案,实验探究过程中,除了选用相同规格的烧杯和酒精灯,还需要控制不变的量有哪些
(3)实验探究记录数据如表
加热时间t/min 0 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水的温度/℃ 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
食用油的温度/℃ 30 32.5 35 37.5 40 42.5 47 47.5 50 52.5 55
在这些数据中,哪一个最可能是由于测量或者记录的疏忽而产生了错误 分析实验数据,可以得出的结论是什么
五、综合说理题
39.根据气象资料显示,夏季我国大部分地区多东南风,而冬季多西北风。试用你学过的知识加以解释。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】首先根据△t=t-t0计算出某一时刻两种液体升高的温度,再根据公式Q=cm△t分析二者比热容的大小。
【解答】根据表格可知,当加热时间为2min时,甲升高的温度:△t甲=24℃-20℃=4℃;
乙升高的温度:△t乙=30℃-20℃=10℃;
那么△t甲<△t乙;
根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高的温度与比热容成反比。
那么比热容c甲>c乙。
故选A。
2.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据图像确定二者初温的大小关系;
(2)酒精灯相同,因此相同的时间内放出的热量相等;
(3)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物体升高相同的温度,比热容越大吸收的热量越多;
(4)根据(2)分析判断。
【解答】A.由图可知,加热开始前A液体的初温和B液体的初温相同,都是20℃,故A错误;
B.由图可知,第10min时,A液体和B液体吸收了相同的热量,故B错误;
C.由图可知,当都升高到80℃时,A需要加热10min,B需要加热20min,即B吸收的热量多,根据Q=cm△t可知,B液体的比热容较大,故C正确;
D.由图可知,B液体在第20min时比和第10min时的A液体吸收的热量多,故D错误。
故选C。
3.【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】分析各个选项中现象包含的物理原理即可。
【解答】A.水的比热容大,那么它可以释放出更多的热量,让热水流过散热器供暖,可以使温度升高的更多,故A不合题意;
B.水的比热容大,那么它可以吸收更多的热量,用循环水冷却汽车发动机,有利于汽车发动机保持正常工作温度,故B不合题意;
C.水的比热容比沙土大,因此白天吸收热量升温小,晚上放出热量降温小,那么沿海地区比内陆地区昼夜温差较小,故C不合题意;
D.夏天在房间内洒水降温,是因为水汽化吸热,与比热容无关,故D符合题意。
故选D。
4.【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是物质本身的一种特性,与吸收的热量、本身质量和温度的变好量无关,只与物质的种类和状态有关。
【解答】A.一杯水倒去一半,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故A不合题意;
B.水凝结成冰,水的状态改变,比热容变化,故B符合题意;
C.一块铁加工成铁屑,铁的种类和状态不变,比热容不变,故C不合题意;
D.15℃的水变成45℃的水,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故D不合题意。
故选B。
5.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)液体到达沸点,晶体到达熔点时,继续吸热,温度都保持不变;
(2)加热器相同,即相同的时间内产生相同的热量;
(3)物质吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少;
(4)根据公式Q=cm△t可知,当质量和吸收相同的热量时,物体的比热容与升高的温度成反比。
【解答】A.甲在80℃,乙在40℃时,继续吸热温度不变,那么这两个温度可能是它们的沸点,也可能是它们的熔点,故A错误;
B.0~6min时,甲和乙吸收的热量一样多,故B错误;
C.8~10min时,甲和乙继续吸热,那么它们的内能不断增大,故C正确;
D.当加热6min时,甲升高的温度大于乙升高的温度,即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容,故D错误。
故选C。
6.【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是反映物质吸放热本领的物理量,分析各个选项中应用的原理进行比较即可。
【解答】A.热水袋盛热水来取暖,因为水的比热容大,所以能放出更多的热量,故A不合题意;
B.夏天中午洒水车洒水降温 ,是因为水蒸发时要吸收大量的热,故B符合题意;
C.初春夜晚要向稻田中灌水,是因为水的比热容大,在降温时能够向外放出大量的热,保护秧苗不被冻坏,故C不合题意;
D.城市建造人工湖来调节气温,是因为水的比热容大,在温度变化时能够吸收或放出更多的热量,从而保证气温不至于变化太大,故D不合题意。
故选B。
7.【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是表示物质吸放热本领的物理量。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度,水的比热容最大,吸收的热量最多,那么散热效果最好,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
8.【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【分析】分析各个选项中应用的原理,然后判断与比热是否有关即可。
【解答】A.炎热的夏天,喷洒在地面上的水吸收空气的热量变成水蒸气,发生蒸发现象,可以降温,与比热无关,故A符合题意;
B.晚上气温下降时,水会向外放热。由于水的比热容较大,因此可以放出很多热量,从而保证秧苗不被冻坏,故B不合题意;
C.由于水的比热容很大,因此从发动机经过时可以吸收很多的热量,从而为发动机降温,故C不合题意;
D.水的比热容很大,同样质量的水下降相同的温度会放出更多的热量,因此适于冬季供热,故D不合题意。
故选A。
9.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收的热量相同时,升高的温度与比热容成反比,据此分析即可。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收的热量相同时,升高的温度与比热容成反比;因为空气的比热容小于水的比热容,因此一天中气温的变化幅度较大,而水温的变化幅度较小,那么实线代表气温,虚线代表水温,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
10.【答案】C
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】同样的阳光照射条件下,即质量相同的水和砂石吸收相同的热量,沿海地区的气温变化小于内陆,即△t水<△t砂石,根据公式Q=cm△t可知,水的比热容大于砂石的比热容,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
11.【答案】(1)B
(2)B
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当质量和吸收热量相同时,升高温度小的比热容大,据此判断即可;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当比热容和吸收热量相同时,升高温度小的液体质量大,据此判断即可。
【解答】(1)两个完全相同的电加热器在相同的时间内吸收的热量相同;从乙图中可知,当加热时间为10min时,B升高的温度小于A升高的温度;根据Q=cm△t可知,如果A,B两种液体的质量相同,那么B液体的比热容较大;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当比热容和吸收热量相同时,升高温度小的液体质量大;据乙图可知,当加热时间为10min时,B升高的温度小于A升高的温度;如果A,B为同种液体,那么B液体的质量大。
故答案为:(1)B;(2)B
12.【答案】(1)石棉网
(2)加热时间的长短
(3)水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)给烧杯中的液体加热时,烧杯的底部应垫放石棉网;(2)相同的热源,加热时间相同时,吸收的热量相同;(3)分析表中数据找出相同的量和不同的量,分析析得出吸热与变化量的关系。
【解答】(1)给烧杯中的液体加热时,应在烧杯的底部垫石棉网,使烧杯受热均匀,防止炸裂;
(2)该实验采用了转换法,即加热过程中水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的;
(3)通过分析实验数据知,质量相同的水和煤油升高相同温度,加热时间不同,故能够得出的结论是:水的吸热能力比煤油强(合理即可,质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)。
故答案为:(1)石棉网;(2)加热时间的长短;(3)水的吸热能力比煤油强(合理即可;质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同;或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸热的热量多)
13.【答案】初温;钛块
【知识点】比热容
【解析】【分析】根据热传递的结果可知三个物块在沸水中取出放到冰块上时的初温度相同,由图片知,钛块进入冰块的体积最多,也就是钛块向冰块放出的热量最多。冰熔化时的温度一定,所以钛块、铬块和锡块降低的温度相同。质量相等的不同物体,降低相同的温度时,放出热量多的比热容大。
【解答】把质量和底面积相同的钛块、铬块和锡块放到沸水中煮足够长的时间,使它们的温度与沸水的温度相同,即具有相同的初温;已知三个金属块的质量、降低的温度相同,钛块放出的热量最多,钛块的比热容最大。故答案为:初温;钛。
14.【答案】小于
【知识点】比热容
【解析】【分析】由题意可知每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,最后发现投入乙球的杯内水温较高则说明乙球放出的热量多;质量相等的不同物体,降低相同的温度时,放出热量多的比热容大。
【解答】把质量相同的金属球甲和乙分别投入两杯初温相同、质量也相同的冷水中,最后发现投入乙球的杯内水温较高,则乙球放出的热量较多,乙球的比热容较大,即金属甲的比热小于金属乙的比热。故答案为:小于。
15.【答案】不变
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容是物质的一种属性,它的大小与物质的种类和状态有关。据此可回答问题。
【解答】比热容是物质的一种属性,它的大小与物质的种类和状态有关,-20℃的冰块温度升高到-1℃的过程中,温度升高状态不变,所以比热容不变。
故答案为:不变
16.【答案】33℃;1:10
【知识点】比热容
【解析】【分析】质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量并不相同;降低相同的温度,放出的热量也不相同。物质的这种特性在科学,上叫做比热容简称比热。质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度,吸收(或放出)热量较多的,比热较大;吸收(或放出)热量较少的,比热较小。由此可知,不同的物质比热是不同的。例如,水的比热比砂石大。
【解答】设热水和冷水的温度差为t。
∵质量为m0 的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了3℃,
∴Q 吸 =Q 放 ,
从而可知,cm0 (t-3℃)=cm×3℃,①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m 0 同温度的热水,水温又上升了2.5℃,
∴Q 吸 =Q 放 ,
从而可知,cm0 (t-3℃-2.5℃)=c(m+m0 )×2.5℃,②
则①-②得:
2.5℃cm0 =3℃cm-2.5℃cm-2.5℃cm0 ,
整理得:5℃cm0 =0.5℃cm,
∴m0/m=0.5℃/5℃=0.1,即m=10m0 ,
把它代入①式得:
cm0 (t-3℃)=c×10m0 ×3℃,
解得:t=33℃.
故答案为:33℃;1:10
17.【答案】39℃
【知识点】比热容
【解析】【分析】此题可用简便方法计算:先假设三份的水温度都降到0摄氏度,此时可求出他们所放出的总热量,这些热量被混合后降到0摄氏度的液体吸收,能升高到的温度就是它们最后混合的温度。
【解答】 10℃的水30克温度降到0摄氏度放出的热量Q1=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.03千克×10℃=1.26×103焦;40℃的水50克温度降到0摄氏度放出的热量Q2=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.05千克×40℃=8.4×103焦;80℃的水20克温度降到0摄氏度放出的热量Q3=cm t=4.2×103焦/千克·℃×0.02千克×80℃=6.72×103焦;则有Q总=1.26×103焦+8.4×103焦+6.72×103焦=16.38×103焦。
设混合后的最终温度为t,则有(t-0℃)=Q总/cm总=16.38×103焦÷4.2×103焦/千克·℃÷0.1千克=39℃
故答案为:39℃
18.【答案】大
【知识点】比热容
【解析】【分析】相同质量的物质吸收(放出)相同的热量,比热容大的物质温度升高(降低)得少。
【解答】沿海地区,水多,主要从水的比热容角度考虑;内陆地区水少、砂石多,主要从砂石的比热容角度考虑。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,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,使得沿海地区昼夜的温差小。
故答案为:大
19.【答案】多;3.36×106J
【知识点】比热容
【解析】【解答】比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量多的特性。吸收的热量用热量的计算公式得:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃—20℃)=3.36×106J。
【分析】该题考查比热容的特点、热量的计算,比热容反映了质量相等的不同物质升高相同的温度时,吸收的热量多的特性。吸收的热量用热量的计算公式得:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(100℃—20℃)=3.36×106J。
20.【答案】比热容
【知识点】比热容
【解析】【解答】比热容大的物质在同等条件下,温度升高得慢。由于水的比热容大,故温度低。
【分析】该题考查用比热容解释简单的自然现象。比热容大的物质在同等条件下,温度升高得慢,相反,比热容小的物质在同等条件下温度升高得快。
21.【答案】(1)温度计和秒表
(2)小于
(3)B
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据实验要求可知:需要控制质量不变、需要测量温度的变化、需要用加热时间来反映吸收热量,从而可确定所需器材;(2)升高相同的温度时,通过比较加热时间的关系,可知牛奶和豆浆的吸热关系;(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长。
【解答】(1)该实验需要控制质量不变,用到天平测量质量,需要观察温度的变化,用到温度计测量温度;实验中通过加热时间来表示物体吸收热量的多少,用到秒表来记录时间;
(2)由表中数据可知:牛奶和豆浆都升高10℃时,牛奶需要加热4min,豆浆需要加热2min,因此牛奶和豆浆升高相同的温度,豆浆吸收的热量小于牛奶吸收的热量;
(3)根据质量相同的牛奶和豆浆,升高相同的温度时,牛奶加热时间长,则图象B表示牛奶的温度随时间变化的图像。
故答案为:(1)温度计和秒表;(2)小于;(3)B。
22.【答案】(1)丙;小于
(2)A
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)图像中横轴表示时间,纵轴表示温度;分别找到丙图和丁图中加热2min时温度的变化量,确定哪个温度的变化量大;根据可知,温度的变化越小的比热容越大,它肯定是水;
根据公式判断沙子和水吸收热量的大小关系即可;
(2)分析各个现象中的物理知识,哪个利用比热容知识哪个就是正确选项。
【解答】(1)当加热2min中,丙中温度上升50℃,丁中温度上升10℃,那么丙图中的温度变化大;根据可知,丙图中物质比热容大,即丙就是沙子;质量相同的沙子和水,升高相同的温度时,沙子吸收的热量小于水吸收的热量;
(2)A.沿海地区和内陆地区同时吸热,水的比热容大,白天温度上升的小,晚上温度下降的少,因此沿海地区昼夜温差小,故A符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后变咸,说明分子在不停的做无规则运动,故B不合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,说明发生扩散现象,故C不合题意;
D.夏天给教室洒水,感觉凉爽,因为水蒸发吸热,故D不合题意。
故答案为:(1)丙, 小于 ;(2)A
23.【答案】答:因为沙子的比热容比海水的比热容小,吸收相同热量,相同质量的沙子比海水温度上升得快,所以小梅在烈日当空的海边玩耍,感到沙子烫脚,海水却凉凉的.
【知识点】比热容
【解析】【分析】水的比热容较大,相同质量的水和沙子比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,所以沙子滚烫,而海水依旧凉爽.
24.【答案】(1)天平
(2)加热时间
(3)如下表(任选写一个)
表1让研究对象升高相同的温度
次数 物质 质量(克) 升高的温度(℃) 加热时间(分)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
表2让研究对象吸收相同热量
次数 物质 质量(克) 加热时间(分) 初温t1(℃) 末温t2(℃) 升高的温度(℃)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)分析两个方案可知,无论是升高相同的温度比较热量,还是吸收相同的热量比较升高的温度,都要控制液体的质量相等,据此确定所需器材;
(2)相同的加热器,在相同的时间内放出相同的热量,因此通过加热时间可以判断吸收热量的多少;
(3)在设计实验数据记录表格时,第一行为项目行,第一列通常记录实验次数,然后根据实验要记录的数据确定剩余的列数;实验的行数由实验的次数决定,据此画出表格即可。
【解答】(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯秒表适量的水和食用油,为了完成实验,还需要天平。
(2)a、b两个方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的。
(3)解法一:让液体升高相同的温度时,需要记录物质的种类、种类和升高的温度以及加热时间,因此表格需要5列;实验进行三次,因此表格由4行,如下所示:
次数 物质 质量(克) 升高的温度(℃) 加热时间(分)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
解法二:让液体吸收相同的热量,需要记录的为:物质种类、质量、加热时间、初温和末温和升高的温度,因此需要7列;实验要进行三次,因此表格有4行,如下图所示:
次数 物质 质量(克) 加热时间(分) 初温t1(℃) 末温t2(℃) 升高的温度(℃)
1 食用油 50 10
2 食用油 100 10
3 水 50 10
25.【答案】解:设原有冷水质量为M,—勺热水质量为m,热水与冷水温度差为t℃。
第一次:冷水吸热Q吸= c水M×5t℃,而热水放热,Q放= c水m(t-5)t℃,可以得出:c水M×5t℃=c水m(t-5)t℃ ……………………………………………… ①式
第二次:把第一次整合在一起,可看作一次性倒入2m的热水温度上升8 ℃,于是又可得出:c水M×8℃=c水2m(t—8) ℃……………………………………………… ②式
两式相除,可求出t = 20℃。
第三次:把第一次、第二次整合在一起,可看作一次性倒入9m的热水,设最终温度为x℃,可列出式:c水M×x℃=c水9m(20-x)℃……………………………………………… ③式
将③式与①式相除(将t = 20℃代入①式中),即可求出x=15℃,此数再减去第二次的8℃,值为7℃,就是又上升7℃。
【知识点】比热容
【解析】【分析】比热容的测量器材是量热器,尽管量热器测量误差较大,但是,该器材的设计中包含许多科学的内涵,其实量热器与保温瓶的结构非常相似。尽管测量误差较大,但是我们初中阶段往往还是忽略这些误差。
26.【答案】(1)不同;多
(2)放出热量;质量;热值
(3)4.2×105;10;空气
(4)热效率;高
【知识点】比热容;燃料的热值
【解析】【解答】解:(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多;
(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性;
(3)完全燃料0.01m3的天然气放出的热量:Q放=Vq=0.01m3×4.2×107J/m3=4.2×105J;
由于Q吸=Q放,由Q=cm△t得,水的质量:m===10kg;
天然气完全燃烧放出的热量一部分被水吸收,还会被容器、空气吸收;
(4)为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例,物理中引入的是热效率的概念,能量损失越少,热效率越高,便能节约能源,减小对环境的破坏.
故答案为:(1)不同;多;(2)放出热量;质量;热值;(3)4.2×105;10;空气;(4)热效率;高.
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值.热值是燃料的一种特性;
(2)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关;
(3)天然气完全燃烧放出的热量利用Q=Vq计算,后利用Q=cm△t的变形公式计算水的质量;
(4)物理学中,把有效利用的热量在总热量中所占比例叫做热效率.
27.【答案】(1)天平
(2)加热时间
(3)方案二
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,探究物质吸收热量的多少与物质种类的关系时,需要控制物质的质量和升高的温度相同,比较吸收热量的多少。吸收热量的多少可以通过加热时间来反应,温度的高低可通过温度计来反映,而质量只能通过天平来测量。
(2)根据W=Pt可知,相同的加热器的电功率相等,那么相等的时间内放出相同的热量,因此通过加热时间可以反映吸收热量的多少。
(3)根据表格,分析控制的变量是哪个,变量是哪个即可。
【解答】(1)实验室准备了两个规格相同的电加热器、两支温度计、烧杯、秒表、适量的水和食用油,为了完成实验,还需要的测量工具是天平。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间来反映的。
(3)根据表格可知,本实验控制时间相等,即吸收相同的热量,然后记录水和油升高的温度,因此小明选择方案二进行实验。
28.【答案】(1)吸收的热量
(2)煤油与水的质量不相等(或没有控制煤油与水的质量相同)
(3)c2∶c1
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)图乙中,装有两种液体的试管都放在同一烧杯中,那么在相同的时间内肯定吸收相同的热量;
(2)根据题目要求可知,如果要用升高温度的大小反应吸热能力的大小,就必须保证吸收的热量、液体的质量相同。根据图乙可知,煤油和水的液面高度相同,即液体的体积相同,根据公式m=ρV可知,煤油和水的质量肯定不相同。
(3)根据公式Q=cm△t和△T=kt进行推导即可。
【解答】(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制吸收的热量相同。
(2)图乙的实验操作中存在的一处错误是:煤油与水的质量不相等(或没有控制煤油与水的质量相同)。
(3)将△T=kt代入吸热公式Q=cm△t得到:Q=cmkt;
那么直线k的比值为:;
则两条直线k的比值为:;
因为水和煤油的质量相同,吸热相同,加热时间相同,
所以得到:。
29.【答案】(1)秒表;加热时间长短
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多)
(3)C
(4)酒精灯的火焰大小不同
(5)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,温度升高大的吸热能力小。探究水和煤油的吸热能力,必须控制它们的质量和吸收热量相同,测量质量需要天平,相同的酒精灯加热相同的时间放出相同的热量,因此需要秒表,测量温度需要温度计;
(2)将每组中的两组数据进行比较,确定相同的因素和不同的因素,根据控制变量法描述实验结论;
(3)根据公式Q=cm△t可知进行分析即可;
(4)质量相同的水升高相同的温度吸收的热量是相等的,第1组加热时间长,肯定是因为酒精灯在单位时间内放出的热量较少,即酒精灯的火焰大小不同;
(5)由于外面的水温相同,所以在相同的时间内,两种液体吸收的热量应该是相等的。
【解答】(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和秒表。加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间长短来判断的。
(2)根据表格数据比较可知,质量相同,升高的温度也相同,但是水和煤油加热时间不同,那么得到结论:质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同(或质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量多)。
(3)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的水和煤油,在相同的加热时间内吸收相同的热量,水的比热容大,因此水升高的温度小与煤油升高的温度,故A、D错误;
因为实验开始时水和煤油的温度都不是0℃,故B错误,C正确。
故选C。
(4)使质量相同的水升高相同的温度,加热时间应该相同,但1、2两组的同学在交流实验数据时发现:第1小组的加热时间明显偏长,其原因可能是酒精灯的火焰大小不同。
(5)这两组同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
30.【答案】(1)搅拌
(2)b
(3)减小
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)加热电阻在容器的底部,那么底部的液体温度会更高一些,但是上面的液体温度会低一些。如果能够加入搅拌装置,就可以使液体受热均匀,收集到更准确的数据。
(2)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质当吸热相同时,升高的温度与比热容成比,即升高的温度越大,比热容越小。
(3)根据公式Q=cm△t可知,相同的物质吸收相同的热量时,升高的温度与质量成反比,据此判断夹角的大小。
【解答】(1)老师观察装置后指出该装置缺少搅拌装置,会使液体受热不均匀,导致实验失败。
(2)如下图所示:当吸收相同的热量时,△ta>△tb,根据公式Q=cm△t可知,a的比热容就小于b的比热容,即液体b的比热容较大。
(3)根据公式Q=cm△t可知,相同的物质吸收相同的热量时,升高的温度与质量成反比,即质量为150g时升高的温度肯定小于质量为100g时的温度,那么图像中两条线的夹角与原来相比将减小,如下图所示:
31.【答案】(1)液柱高度
(2)方案二;甲的吸热能力强;甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)使用温度计时,液柱的高度越大,物体的温度越高;液柱的高度越小,物体的温度越低;
(2)①根据表格数据分析,是“吸收了相同的热量”还是“升高了相同的温度”即可;
②根据控制变量法分析并得出结论;
③根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度时,吸热能力越大的物质吸收的热量越多,散热本领越好。
【解答】(1)实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中液柱高度的变化便可知温度的变化。
(2)①根据表格可知,液体的初温和末温都相同,因此两种液体都升高了相同的温度,因此小西采用的是方案二;
②根据表格可知,质量相同的不同液体升高相同的温度,甲的加热时间长,即甲吸收的热量多,那么甲的吸热能力就强;
③如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选甲液体作发动机冷却液。
32.【答案】(1)相等;升高的温度
(2)小于
(3)甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高温度越小的吸热能力越强;
(2)根据表格,确定甲、乙到达42℃时的时间长短,时间越长,吸收的热量越多;
(3)根据表格分析吸收相同的热量时哪种物质升高的温度小,温度小的比热容大。
【解答】(1)实验中应量取质量相等的甲、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。当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。
(2)根据表格可知,甲升高到42℃需要3分钟,而乙则需要4分钟;因为加入时间越长,吸收的热量越多,所以Q甲(3)根据表格可知,当同时加热2分钟时,甲温度升高:38℃-30℃=8℃,乙到达26℃-10℃=16℃,因此吸收相同热量时甲的温度升高的少,因此甲的吸热能力强。
33.【答案】(1)不正确。因为完全相同的加热器,加热相同的时间,放出的热量相同。所以甲、乙两种液体吸收的热量相等
(2)质量;多
(3)种类;甲
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)相同的加热器的功率相同,根据Q=Pt可知,相同的时间内,产生相同的热量;
(2)根据表格数据,分析物质的质量和吸收热量的关系;
(3)分析2和4中哪个因素不同即可;加入时间越长,吸收的热量越多,吸热能力越强。
【解答】(1)这位同学的判断不正确,因为完全相同的加热器,加热相同的时间,放出的热量相同。所以甲、乙两种液体吸收的热量相等;
(2)2和3中,物质的种类相同,升高温度相同,只有质量不同,因此得到结论:同种物质升高相同温度时,物质的质量越大,吸收的热量就越多。
(3)分析2和4可知,质量和升高的温度相同,只有物质种类不同,因此得到:液体吸收的热量多少与液体的种类有关;因为甲的加热时间长,吸收的热量多,所以甲的吸热能力更强。
34.【答案】(1)同种物质升高相同温度,质量大的需要吸收的热量多
(2)质量相同的同种物质,升温越高,吸收热量越多
(3)相同质量的不同种物质升高相同温度,吸收的热量不同(吸收热量多少与物质种类有关)
(4)物质种类、质量大小、升温的多少
(5)控制变量法
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)分析1和2中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(2)分析3和4中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(3)分析1和3中相同的因素和不同的因素,根据控制变量法得到结论;
(4)根据前面的结论解答;
(5)当探究某一因素对物理量的影响时,必须控制其它因素相同,这种方法叫控制变量法。
【解答】(1)1和2中,液体的种类相同,升高的温度相同,而质量不同,那么得到的结论是:同种物质升高相同温度,质量大的需要吸收的热量多;
(2)3和4中,液体的种类和质量相同,而升高温度不同,那么得到结论:质量相同的同种物质,升温越高,吸收热量越多;
(3)1和3中,液体的质量和升高温度相同,但种类不同,那么得到结论:相同质量的不同种物质升高相同温度,吸收的热量不同;
(4)综合上述结论,物体温度升高时吸热的多少与物质种类、质量大小、升温的多少有关。
(5)该同学在本次实验中用到的研究方法是:控制变量法。
35.【答案】(1)加热相同的时间
(2)干砂子;水
(3)不同的
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)该实验中采用了转换法,相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同;(2)该实验还采用了控制变量法,质量和吸收的热量相同时,根据Q=cm△t可知谁温度升高的快;(3)从实验的现象可知结论。
【解答】(1)该实验中采用了转换法,相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同;
(1)要使水和干砂子吸收相同的热量,可以用同样的酒精灯,加热相同的时间
(2)质量相等的水和干砂子吸收相等的热量时,由于水的比热容大于干沙子的比热容,根据Q=cm△t可知干砂子温度升高较快;若升高相同的温度,则水吸收的热量较多;
(3)这个实验说明了质量相同的不同物质的吸热能力是不同的。
故答案是:(1)加热相同的时间;(2)干砂子;水。(3)不同。
36.【答案】(1)可以在加热时间相同的情况下,比较升高的温度(温度);升高相同温度的情况下,比较加热的时间
(2)小
(3)A、C
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)两个相同的酒精灯相同的时间放出相同的热量,因此可以用加热时间反映吸收热量的多少。根据公式可知,质量相等的水和煤油,升高温度相同时,吸收热量多的比热容大;吸收热量相同时,升高温度小的比热容大,据此解答;
(2)根据上面的描述,吸收相同的热量,升高温度大的比热容小;
(3)加热时间长,其实就是吸收的热量多,可以从热量的散失,液体的质量等方面思考回答。
【解答】(1)实验时为比较水和煤油吸热本领的大小方法有:
方法一:可以在加热时间相同的情况下,比较比较升高的温度(温度);
方法二:升高相同温度的情况下,比较加热的时间。
(2)从表中可得出的结论是:相同质量的水和煤油加热5分钟后,煤油升高的温度高,煤油的比热容比水小;
(3)A.给两个烧杯加上相同的盖子,可以减小热量的散失,缩短加热时间,故A符合题意;
B.将装置移到通风处进行,可以加快蒸发,导致热量散失更多,延长加热时间,故B不合题意;
C.减少水和煤油的质量,可以减小吸收的热量,缩短加热时间,故C符合题意。
故答案为:(1)同解析;(2)小;(3)AC
37.【答案】(1)控制不同物质的质量相同
(2)等于
(3)98;2.1×103
(4)6.0×105
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,探究水和煤油的吸热能力大小时,必须控制液体的质量和升高温度相同,比较吸收热量的多少,据此分析天平的作用;
(2)相同的酒精灯,在相同的时间内放出相同的热量,那么水和煤油就吸收相同的热量;
(3)根据乙图确定水保持不变的温度,这就是水的沸点。根据乙图的加热时间,确定水和煤油都升高到98℃时吸收的热量之比,然后根据公式Q=cm△t作比计算煤油的比热容;
(4)根据Q=qm计算酒精燃烧放出的热量。
【解答】(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制不同物质的质量相同。
(2)加热10min,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。
(3)根据乙图可知,水的温度保持98℃不变,那么水的沸点就是98℃。
水和煤油都升高到98℃时,它们升高的温度相同,
那么它们吸收的热量之比等于加热时间之比,即Q煤:Q水=10min:20min=1:2;
根据公式Q=cm△t得到:;
;
解得:c煤油=2.1×103J/(kg·℃);
(4)酒精燃烧放出的热量:Q=qm=3.0×107J/kg×0.02kg=6.0×105J。
38.【答案】(1)调整下面铁夹,使石棉网被酒精灯的外焰加热;调整上面铁夹,使温度计的液泡完全浸没在液体中,且不与容器底和侧壁接触。
(2)水与食用油的质量和初始温度相同。
(3)第6 min食用油的温度记录错误。分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高。分析比较水在第5 min、10 min和食用油在第2 min、4 min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油长,进而得出水的吸热本领比食用油大。
【知识点】比热容
【解析】【分析】点拨:本题考查了对不同物质吸热本领大小的实验探究过程。本题考查的角度新颖,主要考查了实验方案魄设计、实验装置的调整及实验结论的得出,难度较大。认真观察实验装置图,正确理解与运用控制变量法,准确找出数据间的定量关系是解题的关键,同时,在日常学习物理的过程中,加强动手操作能力的培养也是至关重要的。 (1)实验时,要用酒精灯的外焰加热,所以需要先调整下面的铁夹,使石棉网处于适当的高度,再调整上面的铁夹,使悬吊的温度计的玻璃泡正好浸没在液体中,但不能接触到容器底和容器壁。(2)在探究过程中,要注意控制变量,除相同的酒精灯和烧杯外,还要控制水和食用油的质量与初始温度相同。(3)在多数情况下,水和食用油在相同时间内升高的温度不变,但第6 min食用油的温度为47℃,与前后的温度相差都没有体现出相应的规律,所以第6 min食用油的温度记录错误;在分析数据得出结论时,既要分析加热相同时间后水与食用油温度的变化,也要分析水与食用油升高相同的温度需要的时间不同,来得出水与食用油吸热本领的大小不同。
【解答】(1)调整实验器材的步骤:①调整下面的铁圈,使石棉网处于适当的高度;②调整上面铁夹,使温度计处于适当的高度;
(2)探究水和食用油的吸热本领,除了要选用相同规格的烧杯和酒精灯,还要使水与食用油的质量和初始温度相同;
(3)分析表中数据可以看出,食用油每分钟温度升高2.5℃,所以第6min食用油的温度记录错误,应该是45℃。
分析表中的数据可知,加热时间相同时,食用油升高的温度比水高;分析比较水在第5min、10min和食用油在第2min、4min的数据可知,升高相同的温度,水需要加热的时间比食用油的长,进而得出水的吸热本领比食用油大。
39.【答案】我国东南沿海多水,西北内陆多泥土、沙石。夏季,水吸热升温慢(水的比热容大),而使东南沿海地区的空气升温也慢。泥土、沙石的比热容小,它们在同样吸热时升温快,导致内陆地区气温上升快,内陆地区的较热的空气上升,沿海地区的低温空气流过来填补,形成东南风。而冬季,在同样放热时,沿海地区的水降温慢,空气降温也慢;内陆地区泥土、沙石降温快,空气降温也快,刚好与夏季相反,沿海地区空气温度比内陆地区空气温度高,故风向也就相反,多以西北风为主。
【知识点】比热容
【解析】【分析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当物质吸收或放出的热量相同时,且质量相同时,物质升高或降低的温度与比热容成反比,据此分析夏季和冬季时,东南沿海和内地的气温高低;
(2)空气受热上升,使本地的气压减小,于是空气从气压高的地方流向气压小的地方,形成季风。
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