物质的比热
1.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物质的比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B.物质的比热容跟物体的温度有关
C.物质的质量越大,它的比热容越大
D.物质的比热容与温度、质量都没有关系
2.质量相等的铁块和水,吸收相等的热量后,把铁块投入水中,则( )
A.热量从铁块传到水 B.铁块与水间不发生热传递
C.热量从水传到铁块 D.无法确定是否发生热传递
3.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的特性之一,它的物理意义是反映物质吸热或放热本领的大小
B.只要温度升高相同,比热容小的物体一定比比热容大的物体吸收的热量少
C.温度高的物体比温度低的物体的比热容大
D.比热容跟物体的质量有关,质量大的物体的比热容大
4.水的比热容大,这种特性使它在生活和生产中有着十分广泛的应用。下列应用中不属于利用这种特性的是( )
A.晚上向秧田里灌水 B.夏天在地上洒水降温
C.汽车发动机用水作为冷却剂 D.冬天让热水流过散热器来取暖
5.星期天,小林同学在父母的协助下,从早上6:00开始每隔半小时分别对他家附近的气温和一个深池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度一时刻图线,如图所示。则可以判断( )
A.甲是“气温”图线,乙是“水温”图线,因为水的比热容比空气的大
B.甲是“气温”图线,乙是“水温”图线,因为水的比热容比空气的小
C.甲是“水温”图线,乙是“气温”图线,因为水的比热容比空气的大
D.甲是“水温”图线,乙是“气温”图线,因为水的比热容比空气的小
6.在生产和生活中,常用液体作“散热剂”和“冷却剂”,正确的选择是( )
A.散热剂用比热较大的液体,冷却剂用比热较小的液体
B.散热剂用比热较小的液体,冷却剂用比热较大的液体
C.两种都用比热较大的液体
D.两种都用比热较小的液体
7.水是一种比热容较大的物质,下列生产和生活中与水的这种特性没有关系的是( )
A. 对秧田晚上灌水,白天放水
B. 炎热的夏天,在地面上洒水降温
C. 暖气管内装的是流动的热水
D. 用水作为汽车发动机的冷却剂
8.质量和初温相等的甲、乙两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热,加热过程中,温度随时间变化的图线如图所示。根据图象可知( )
A. 加热过程中,乙液体的温度升高的快
B. 温度升高时,甲液体分子运动变快,乙液体分子运动变慢
C. 甲液体的比热容比乙的大
D. 升高相同的温度时,乙液体吸收的热量多
9.为了比较水和食用油吸热能力的大小,小明做了如图甲所示的探究实验。在两个相同的烧杯中分别装质量相同的食用油和水,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
加热 5 分钟升高温度(℃) 加热 10 分钟升高温度(℃) 加热15分钟升高温度(℃)
食用油 8 16 24
水 5 10 15
(1)实验中,用两个相同的酒精灯对其加热的目的是 。
(2)分析表中的实验数据可知:质量相同的水和食用油,加热相同时间,水升高的温度 (填“大于”“小于”或“等于”)食用油升高的温度。如果升高相同的温度,质量相同的水和食用油, (填“水”或“食用油”)吸收的热量更多。
10.近年来,我国在持续推进海绵城市的建设,使城市既有“面子”更有“里子”。为了比较水和干泥土的比热容,小明做了如下实验:在两个相同的塑料瓶甲和乙内分别装入室温温度下的水和干泥土,在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,装置如图所示。
(1)实验中还要控制塑料瓶中水和干泥土的________相等。
(2)本实验通过观察到________,表明水的比热容比干泥土大。
(3)海绵城市建设增大了水域和绿地面积,能有效地缓解城市升温较快的问题,请解释:为什么增大水域面积可以缓解城市升温?________。
11.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对其加热,实验数据记录如下:
质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
(1)在此实验中,用 来表示水和沙子吸热的多少。
(2)分析上表中的实验数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (填“沙子”或“水”)升高的温度更多。
(4)下列事实能用上述实验结果解释的是 。
A.烈日下,溪边的砂石烫脚,而溪水却是凉凉的
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
12.为了探究不同液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,某同学做了如下实验:在四只相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热。
(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案“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。实验室的温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升或降低时,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)下表为他们的实验记录,据此回答下列问题:
烧杯编号 液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
1 水 300 20 30 12
2 水 150 20 30 6
3 煤油 300 20 30 6
4 煤油 300 20 25 3
①分析上表,得出结论:物体温度升高时,吸收热量的多少与 有关。
②如果只从降温效果考虑,要让一块100℃的金属降温,质量相同、温度都是10℃的水和煤油,哪个效果更好 其理由是 。
13.在探究水和食用油吸热能力的实验中,小金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________;
(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,小金做了如下实验: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,下表是他的实验记录。根据实验记录可以知道:小金选择________(填方案一或方案二)进行实验。
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
答案及解析
1.D
【解析】根据对比热容的认识分析判断。
【解答】比热容是表示物质吸放热本领的物理量,与物质吸收的热量、质量和升高的温度大小无关,只与物质的种类和状态有关,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.D
【解析】物体间发生热传递的条件是有温度差,先结合热量公式Q=cm△t分析铁块和水的温度关系,判断出铁块和水的末温大小后,再判断热传递的方向。
【解答】水的比热容最大,相同质量的铁块和水,吸收相同的热量后,水的温度变化较小,但由于铁块和水的初温没有告知,无法判定两者末温的高低,因此它们之间的热传递方向也无法确定。
考法02 对比热的理解深度不够。对比热的概念、物理意义以及有关因素的理解容易出错,认为物体质量越大,比热越大
每一种物质都有一定的比热,不同物质的比热一般不同,比热是物质的一种特性。比热的大小只取决于物质的种类和状态,而跟物质的质量、形状、温度、吸热多少、放热多少等因素无关。
3.A
【解析】为了表示物质的吸热能力引入了比热容;比热容是物质的一种特性,与物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,只与物质的种类、状态有关。
A、比热容是物质的一种特性,它的物理意义是反映物质吸热或放热本领的大小,A选项正确;
B、吸收的热量与物质的比热容、质量和温度变化有关,由于质量不确定,吸收的热量无法确定,B选项错误;
C、比热容是物质的一种特性,与温度的高低无关,C选项错误;
D、比热容是物质的一种特性,与质量的大小无关,D选项错误。
4.解:A、因为水的比热容大,晚上向秧苗田里放水,水降温时可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故A不符合题意;
B、夏天在地上洒水降温是利用了水蒸发吸热来降低,不是利用水的比热容大,故B符合题意;
C、因为水的比热容较大,汽车发动机用水作为冷却剂,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,可以吸收更多的热量,故C不符合题意;
D、因为水的比热容较大,冬天让热水流过散热器来取暖,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,可以放出更多的热量,故D不符合题意。
故选:B。
5.解:水池的水和空气在同样吸放热条件下,因为水的比热容大,温度变化小,所以温度变化较小的乙是水温的图线。
故选:A。
6.C
【解析】“散热剂”是向外散热,“冷却剂”是吸收热量;相同质量的物质降低(或升高)相同的温度时,放出(或吸收)热量越多的物质散热(或冷却)效果越好。在物理学中,比热容就是表示物质吸放热本领大小的,因此两种都用比热较大的液体。
7.B
【解析】比热容是表示物体吸放热本领大小的一个物理量,据此对各个选项进行分析即可。
【解答】A.由于水的比热容大,所以晚上对秧田灌水后,水向外放出大量的热,保持秧苗不被冻伤,故A不合题意;
B.在地面上洒水降温,是因为水吸收空气的热量,与比热容大无关,故B符合题意;
C.水的比热容大,降低相同的温度时,会向外放出更多的热量,因此暖气管内装的是热水,故C不合题意;
D.水的比热容大,升高相同的温度时,会吸收更多的热量,从而保证汽车发动机的温度不至于太高,故D不合题意。
故选B。
8.D
【解答】根据图像可知,当加热相同的时间时,吸收相同的热量,那么甲液体温度升高的快,故A错误;
温度升高时,甲和乙的分子运动都变快,故B错误;故选D。
9.(1)相同时间内提供相同的(2)小于;水
【解析】(1)两个完全相同的酒精灯,在相同的时间内放出相同的热量,则可以通过加热时间控制两种液体吸收热量的多少。
(2)根据表格数据分析比较即可。
【解答】(1)实验中,用两个相同的酒精灯对其加热的目的是相同时间内提供相同的热量。 (2)根据表格可知,质量相同的水和食用油,都加热5分钟时,水升高5℃,而食用油升高8℃,则:质量相同的水和食用油,加热相同时间,水升高的温度小于食用油升高的温度。如果水的温度要升高8℃,那么还需要对水加热,则:升高相同的温度,质量相同的水和食用油,水吸收的热量更多。
10.(1)质量
(2)装有干泥土的(乙)瓶子上的气球膨胀得比装水的(甲)瓶子上的气球更大
(3)因为水的比热容比泥土、建筑材料大,在吸收相同热量时,水升高的温度要小,可以起到为城市降温的作用,所以可以缓解城市升温。
【解析】比热容是热力学中常用的一个物理量,表示物体吸热或散热能力。比热容越大,物体的吸热或散热能力越强。它指单位质量的某种物质升高或下降单位温度所吸收或放出的热量。其公式为: c=Q/(m·△T)
【解答】(2)水的比热容比干泥土大,说明相同质量的水和干泥土在相同条件下,水的温度变化比干泥土小,因此装有装有干泥土的瓶子上的气球膨胀得比装水的瓶子上的气球更大。
(3)海绵城市建设增大了水域和绿地面积,能有效地缓解城市升温较快的问题。这是因为水的比热容比泥土、建筑材料大,在吸收相同热量时,水升高的温度要小,可以起到为城市降温的作用,所以可以缓解城市升温。
故答案为:(1)质量;(2)装有干泥土的(乙)瓶子上的气球膨胀得比装水的(甲)瓶子上的气球更大;(3)因为水的比热容比泥土、建筑材料大,在吸收相同热量时,水升高的温度要小,可以起到为城市降温的作用,所以可以缓解城市升温。
11.(1)所需加热时间 (2)大于 (3)沙子 (4)A
【解析】(1)两个完全相同的酒精灯,在相同的时间内放出相同的热量,而它们的热量被水和沙子吸收,所以可以通过比较加热时间的长短判断吸热的多少。
(2)(3)分析表格中任意一组数据得出结论。
(4)根据上面的分析可知,水的吸热本领远远大于沙子的吸热本领,据此分析判断。
【解答】(1)在此实验中,用所需加热时间来表示水和沙子吸热的多少。
(2)根据表格中第三列数据可知,当沙子和水都升高10℃时,沙子需要64s,而水需要96s,则水需要加热的时间长,吸收的热量多,那么得到结论:质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(3)根据表格中第三列数据可知,加热96s时,水升温10℃,那么当加热64s时,水上升的温度肯定低于10℃,然后与上面沙子的数据比较可知,当沙子和水加热相同的时间时,沙子升高的温度更多。
(4)根据上面的结论可知,水的吸热本领大于沙子的吸热本领。
A.烈日下,水和砂石吸收相同的热量,因为水的吸热本领大,所以它升高的温度小;砂石的吸热本领小,温度升高的大,则溪边的砂石烫脚,而溪水却是凉凉的,故A符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,是因为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,是因为煤和地面之间发生了扩散,故C不合题意。
12.(1)液柱高度
(2)物质的种类、质量、升高的温度;水;等质量的水和煤油升高相同的温度,水吸收的热量多,对金属的降温效果更好
【解析】(1)当温度升高时,液体体积膨胀,温度计中液柱高度增大;当温度降低时,液体体积缩小,温度计中液柱高度减小。
(2)①根据实验数据的比较,确定影响吸收热量多少的因素;
②根据表格确定哪种液体的吸热能力更强即可。
【解答】(1)实验室的温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升或降低时,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比较实验1和2可知,液体的质量越大,加热时间越长,吸收热量越多;比较实验1和3可知,物质的种类不同,加热时间不同,吸收热量不同;比较实验3和4可知,升高的温度越大,加热时间越长,吸收热量越多。
则得到结论:物体温度升高时,吸收热量的多少与物质的种类、质量、升高的温度有关。
②比较实验1和3可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水的加热时间更长,即吸收的热量越多,因此水的吸热本领更大,则:让一块100℃的金属降温,质量相同、温度都是10℃的水和煤油,水的效果更好,理由是:等质量的水和煤油升高相同的温度,水吸收的热量多,对金属的降温效果更好。
13.(1)托盘天平(2)加热时间的长短(3)方案二
【解析】(1)根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收的热量相同时,升高温度大的比热容小;当物体的质量和升高的温度相同时,吸收热量多的比热容大。据此可知,无论哪种方案,都需要控制质量相同,据此判断补充的器材;
(2)在实验过程中,用两个相同的加热器对两种液体加热,根据W=Pt可知,相同的时间内加热器放出相同的热量,那么水和食用油就吸收相同的热量,因此可通过加热时间的长短反映吸热的多少。
(3)根据表格确定实验中保持哪个量相同即可。
【解答】(1)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,还需要测量质量的托盘天平。
(2)两方案中水和食用油吸热多少是通过加热时间的长短来反映的;
(3)根据表格可知,表格中统计的是加热相同时间后液体的温度,而加热相同的时间也就是控制吸收的热量相同,通过温度的变化量判断比热容的大小,因此小金选择的是方案二进行实验。