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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——13.3比热容
一、比热容:比热容大的物体吸热或放热的本领强,温度变化小
1.(2023·顺城模拟)诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”出自于苏轼的《惠崇春江晚景》。如图所示,鸭子感知春江水暖是通过 的方式。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖是由于水的 较大,温度变化较小。鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在 的作用。
2.(2023·槐荫模拟)小丽在海边游泳时发现:在同样的烈日下沙滩很热,而海水却比较凉,这是因为水的 较大。相同质量的水和沙子,在同样受热或冷却的情况下,吸收或放出的热量相同,但水的温度变化比沙子 (选填“大”或“小”)。
3.(2023·滨海模拟)我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把热量带到房屋取暖,用水取暖主要是利用了水的 的性质;一杯水倒出一半后剩下半杯水的比热容 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
4.(2023·郴州模拟)水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生产、生活服务,下列事例中与它的这一特性有关的是( )
A.用加湿器使室内空气湿润
B.冬天暖气设备用水供暖
C.炎热的夏天,往地面上洒水降温
D.在较大的河流上建水电站,用水发电
5.(2023·殷都模拟)沿海地区昼夜温度变化不大,而内陆地区昼夜温差变化大,主要原因是水的比热容 砂土的比热容(填“大于”“等于”或“小于”)。
二、热量的计算:Q=cm△t
6.(2023·阿城模拟)用凉水冷却滚烫的鸡蛋,如果水的质量是1kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量为 J[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。运动员参加自行车比赛,运动员和自行车总质量80kg在水平路面行驶时,轮胎与地面的总接触面积为0.01m2,此时自行车对地面的压强是 Pa(g=10N/kg)。
7.(2023·安徽模拟)有两个温度为100℃质量相等的金属球,先把甲球放入温水杯中,热平衡后水温升高了10℃;取出甲球,将乙球放入该杯中,热平衡后水温又升高了10℃(末温未达100℃),则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙,大小的关系是( )
A.c甲C.c甲>c乙 D.以上三种情况都有可能
8.(2023·天长模拟)沼气是植物残体在隔绝空气的环境下生成的,用它烧水做饭既清洁又卫生。若1m3沼气完全燃烧能释放2.1×107J的热量,不计能量损失,这些热量可以使 kg的水温度升高50℃。
9.(2023·封开模拟)今年初,国内某汽车企业宣布自2022年3月起停止燃油汽车的整车生产,成为全球首个正式宣布停产燃油汽车的企业,引发了对汽车发动机的全民大讨论。传统燃油汽车用水冷却汽车发动机是因为水的 大;发动机工作一段时间后,水箱中水温升高,这是利用 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了水的内能;若水箱中有5kg的水,温度升高了10℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
10.(2023·瑶海模拟)“过桥米线”是一种云南特色小吃,食材很多,包括一碗热汤、上面浮着层油,一碟鲜肉薄片,一碗熟米线,等肉熟后再加入米线。已知汤的质量为2kg,初温为90℃,比热容为4.2×103J/(kg·℃);肉的初温为20℃,比热容为3.5×103J/(kg·℃)。为了饮食健康,肉必须加热至80℃,则汤内最多可以放入 kg肉(不计热量损失)。
三、比较不同物质的吸热情况的探究:加热时间相同吸收热量相同
11.(2023·顺城模拟)为了比较不同物质的吸热能力,如图所示,小明用相同的加热器对水和食用油加热。实验数据记录如表,分析表中实验数据可知:
液体 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min
食用油 50 20 50 2
水 50 20 35 2
(1)对食用油和水加热相同的时间,则食用油吸收的热量 (填“大于”或“小于”或“等于”)水吸收的热量; 的温度升高的多, 的吸热能力更强;
(2)如果让水的末温也达到50℃,还需要再继续给水加热 min;
(3)食用油和水的比热容之比为 ;
(4)通过实验小明理解了生物体内就是因为 (填“食用油”或“水”)的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免其变化太快对生物体造成严重损害。
12.(2023·封开模拟)某班同学利用图甲所示的装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在如图1中除了给出的实验器材外,还需要天平和 。在加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判定的;
(2)实验过程中,第1、2小组记录的数据如表:
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
如图2为第1小组的同学绘制的“吸收热量-时间”和“升高温度-时间”图像,你认为能真实反映实验情况的是____;
A. B.
C. D.
(3)两个小组的同学对实验装置进行了改进,将装有水和煤油的试管分别放在烧杯中,通过加热烧杯中的水再给试管中的水和煤油加热,如右图所示,这样改进的好处是 。
13.(2023·普兰店模拟)如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热,探究“不同物质吸收热量的能力”。
(1)在烧杯中需要分别装入 和初温相同的水和煤油;
(2)实验中,用 反映液体吸收热量的多少;
(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。在0~10min内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量, 升高的温度更高,由此可知, 的吸热能力更强;
(4)水在第10min的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第20min的内能。
14.(2023·顺德模拟)利用如图甲所示实验装置探究“冰熔化时温度随时间变化规律”,将装有50g碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中并用酒精灯加热。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)安装实验装置时,应遵循 (“自上而下”或“自下而上”)原则。
(2)实验过程中,某一时刻温度计的示数如图乙所示,其读数为 ℃。
(3)由图丙可知:在2min时,试管内的物质处于 状态,4min时试管内物质的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)6min时的内能。
(4)若试管内的物质从外界均匀吸热,忽略试管内物质的热量损耗,由图丙可知,试管内的物质在AB段吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)CD段,在BC段吸收的热量为 J。
15.(2023·立山模拟)如图所示,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。
(1)该实验除了图中的实验器材之外,还需要用到的实验测量仪器有: 和 ;
(2)实验中为了使两种液体在相同的时间内吸收的热量相同,应选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的电加热器;同时应该控制甲、乙两烧杯中液体的 (选填“质量”或“体积”)相同;实验记录到的数据如下表:
时间/min 0 1 2 3 4
甲液体的温度/℃ 25 32 39 46 53
乙液体的温度/℃ 25 40 55 70 85
(3)分析表格的数据可知,0~4min内,甲、乙两种液体吸收的热量是 的(选填“相同”或“不相同”),此实验是通过比较 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的大小;
(4)由实验可知,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是 ;
(5)如果甲、乙两种液体都可以用作发动机的冷却剂,而且只考虑物质的吸热能力,那么 (选填“甲液体”或“乙液体”)更适合用做发动机的冷却剂。
四、热量的比值问题:吸热相同,温度变化与比热容成反比
16.(2023·勃利模拟)用相同的电加热器分别对质量相等A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是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.加热相同的时间,B吸收的热量比A吸收的热量多
D.A和B升高相同的温度,A吸收的热量较多
17.(2023·武陟模拟)某同学利用如图甲所示的装置比较a、b两种液体吸热的情况:
(1)实验中应量取质量相等的两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热,通电后电加热器的内能增加是通过 (填“做功”或“热传递”)方式改变的。
(2)图乙是该同学根据实验数据绘制的图象,同时加热6 min,a液体吸收的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)b液体吸收的热量。分析图象可知:质量相等的液体a和b,升高相同温度时, 吸收的热量多。
(3)物理学中用比热容表示物质的吸热能力,由图象可知,a、b液体的比热容之比是 ;
18.(2023九上·石门期末)甲、乙两个物体的比热容之比为1:5,质量之比为3:2,若升高的温度相同,则甲、乙吸收的热量之比为( )
A.10:3 B.3:10 C.2:15 D.15:2
19.(2023九上·通许期末)质量相等的甲、乙两种不同液体,装在相同的容器中,用相同的电加热器加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的比热容之比为2∶1
B.甲、乙的比热容之比为3∶2
C.1min内,甲吸收的热量等于乙吸收的热量
D.1min后乙温度不变,由此判断,乙物质不再吸热,内能不变
20.(2023九上·成都期末)如图所示,用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热(不计热量损失,加热装置与环境等因素完全一样),得到液体温度与加热时间的关系图,如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙是质量相同的两种液体,则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2∶3
B.若甲、乙是质量相同的两种液体,则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃(均未沸腾)所需时间之比为1∶2
C.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中液体的质量之比为3∶2
D.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2∶3
五、综合训练
21.(2023·桂林模拟)水在0℃时 (填“有”或“没有”)内能;当5kg的水从0℃升高到40℃,需要吸收 J的热量。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
22.(2023·深圳模拟)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)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 (填“加热时间的长短”或“液体的种类”)来判断的。下列实验与此实验方法相同的是 ;
A.探究通过导体的电流和它两端电压的关系
B.探究影响电阻大小的因素时观察灯泡的亮度和电流表的示数
(2)实验中记录的实验数据如表:
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 25 40 12.0
煤油 200 25 40 7.5
某同学根据表格绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图象如下,能正确描述该实验真实情况的图象是________(选填序号)。
A. B.
C. D.
23.(2023九下·苏州开学考)质量和初温都相同的甲、乙两物体,乙的比热容大些,当它们放出相同的热量后,再立即把它们相互接触,不计热量损失和状态变化,则( )
A.它们之间不发生热传递 B.甲向乙传递热量
C.乙向甲传递热量 D.以上情况均可能
24.(2022九上·永吉期末)在“母亲节”这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过 的方式使汤内能减小,从而冷却。过了一会儿,水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为 J[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)]。
25.(2023九上·澄城期末)下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/[J/(kg ℃)] 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
26.(2023九上·梁子湖期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质自身的性质,与质量、状态、吸收或放出的热量均无关
B.相同质量的铝和铜,吸收相同的热量,铝上升的温度高()
C.沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区的昼夜温差较大,这主要是因为海水吸收的热量少,砂石吸收的热量多
D.我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质利用了水的比热容大的特性
27.(2023九上·固安期末)为了比较水和食用油的吸热能力,铭铭用两个相同的装置做了如图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 76
(1)选用相同规格电加热器的目的是 ;
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)分析实验数据可知, 的吸热能力更强;
(4)此实验中,要使水和食用油的最后温度相同,水需要吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(5)本实验中食用油的比热容为 J/(kg ℃)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
28.(2023九上·宁德期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,小夏的实验小组做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装入A、B两种液体,用相同的酒精灯加热。
(1)在烧杯中装入液体A、B时,要控制他们的初温和 相同;
(2)加热4min,A吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)加热相同时间后,液体A、B的温度如甲图所示,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大;
(4)小夏分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示,如果A的比热容是 ,则B的比热容是 。
29.(2023九上·新泰期末)小华利用如图甲所示的实验装置。探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,燃料的质量都是10g。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为 ℃,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知, 的吸热能力更强,沙子的比热容为 J/(kg ℃);
(5)小华在实验前用天平分别测出了烧杯中液体的质量以及燃料的质量,并由记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了液体吸收的热量,小华想通过这些数据计算出燃料的热值,你认为他的计算结果是 (可靠/不可靠),理由是 。
30.(2023·九台模拟)探究“不同物质的吸热能力”实验中,取质量和初始温度都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图所示。
(1)图丙为某时刻的温度,其示数为 ℃;
(2)分析图丁可知,吸收相同热量,液体 升温更高;液体 更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)若甲、乙液体从图丁所示的初始温度都升高到40℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
答案解析部分
1.【答案】热传递;比热容;引力
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子间相互作用力
【解析】【解答】改变内能的方式包括做功和热传递,水温回升传递给鸭子,是通过热传递的方式感知春江水暖。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖,水的比热容比较大,质量一定时,在吸收或放出相同热量的情况下,温度变化量小。物体的分子之间存在相互作用的引力和斥力,鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在引力的作用。
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;水的比热容较大,吸收热量后温度变化小;分子间有引力。
2.【答案】比热容;小
【知识点】比热容
【解析】【解答】在同样受热的情况下,吸收的热量相同时,海水的温度变化小,沙子的温度变化大,根据,所以海水比沙子的比热容大。
根据,相同质量的海水和沙子相比,在受太阳照射条件相同时,吸收的热量相同,海水比沙子的比热容大,所以水的温度变化比沙子小。
【分析】在同样受热的情况下,吸收的热量相同时,温度变化小的比热容大。
3.【答案】比热容大;不变
【知识点】比热容
【解析】【解答】“暖气”用水作为介质,主要是利用了水的比热容大的性质,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。
比热容是物质本身的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半后质量减小,剩下半杯水的比热容不变。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温,比热容和物体的质量无关。
4.【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【解答】A. 用加湿器使室内空气湿润,这是利用分子的扩散,A不符合题意;
B.让热水流过散热器来取暖,由于水的比热容大,水吸收的热量较多,通过房间时,这些热量又放出来供人们取暖,B符合题意;
C.炎热的夏天,往地面上洒水降温,利用蒸发吸热,C不符合题意;
D.在较大的河流上建水电站,用水能向电能的转化,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】水的比热容大,升高相同的温度,水吸收的热量较多。
5.【答案】大于
【知识点】比热容
【解析】【解答】沿海地区多水,水的比热容较大,白天,在相同的吸热条件下,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,昼夜温差较小;而内陆地区砂石、土壤等的比热容小,在相同的吸热条件下,沙石的温度升高的多,夜晚,放出相同的热量,沙石的温度降低的多,昼夜温差较大。
【分析】当物体的质量和吸收的热量相同时,比热容越大的物体升高的温度越小。
6.【答案】4.2×104;8×104
【知识点】热量的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】水吸收的热量Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(30℃﹣20℃)=4.2×104J,运动员和自行车总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N,在水平路面上,自行车对地面的压力F=G=800N,自行车对地面的压强。
【分析】根据公式Q吸=c水m水(t﹣t0),可求出水吸收的热量;根据公式F=G及,可求出压强。
7.【答案】A
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】把甲球放入温水杯中,热平衡后水温升高了10℃,设水的初温为t,则水的末温为,金属球甲的末温等于水的末温,则金属球的末温,金属球甲温度变化为,金属球甲放出的热量等于水吸收的热量为,把乙球放入该温水杯中,热平衡后水温又升高了10℃,则水的末温为,金属球乙的末温等于水的末温,则金属球的末温,金属球乙温度变化为,金属球乙放出的热量等于水吸收的热量为,即甲乙球放出的热量相等,甲球温度变化大于乙球温度变化,依题意得,甲乙球质量相等,由得,甲球比热容小于乙球比热容,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;根据热量、质量和温度差懒得比热容的大小。
8.【答案】100
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】根据题意可知,1m3沼气完全燃烧能释放2.1×107J的热量,不计能量损失,则Q吸=Q放=2.1×107J,根据可得水的质量为
【分析】根据公式,可求出水的质量。
9.【答案】比热容;热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;热量的计算
【解析】【解答】汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作,由公式Q=cmΔt知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。汽车散热器是通过水等冷却液的循环使得温度降低,内能减小,它的内能变化实质是通过热传递的方式改变的。5kg的水温升高了10℃吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5kg×10℃=2.1×105J
【分析】在质量和升高的温度相同时,水的比热容大,可以吸收更多的热量;放出热量,内能减小,是通过热传递的方式改变物体内能的;根据公式Q吸=c水mΔt,可求出水吸收的热量。
10.【答案】0.4
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】把肉放进汤里,肉吸收热量,温度升高,则汤的温度降低,放出热量;汤的温度从90℃降低至80℃时放出的热量为
不计热量损失,肉吸收的热量等于汤放出的热量,即
则肉的质量为
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;结合热量和物体的比热容、温度差,计算质量。
11.【答案】(1)等于;食用油;水
(2)2
(3)1:2
(4)水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,对食用油和水加热相同的时间,则食用油吸收的热量等于水吸收的热量。由表格可知,加热相同时间,食用油的温度升高的多。
根据比较吸热能力的方法,吸收相同的热量,水温度升高的慢,则水的吸热能力更强。
(2)根据Q=cmΔt可知,对一定质量的水而言,升高的温度与吸收的热量成正比,即与加热时间成正比;根据表中数据可知,水加热2分钟升高15℃,如果让水的末温也达到50℃,即水升高的温度为30℃,水要加热4min,故还需要再继续给水加热2min。
(3)根据表中数据知,加热2分钟(吸热相同),水升高的温度为35℃﹣20℃=15℃,食用油升高的温度为50℃﹣20℃=30℃,在质量和吸热相同的情况下,根据Q=cmΔt可知,升高的温度与比热容成反比,则食用油和水的比热容之比为15℃∶30℃=1∶2
(4)通过实验小明理解了生物体内就是因为水的比例很高,由于水比热容大,在吸收或者放出相同的热量时,温度变化的比较慢,有助于调节生物体自身的温度,以免其变化太快对生物体造成严重损害。
【分析】(1)相同的加热器加热时间相同,物体吸收的热量相同;根据实验记录的数据判断温度变化大小,温度变化越小,吸热能力越强;
(2)根据物体的质量和温度差相同时,吸收的热量,判断加热时间;
(3)根据质量和温度差和吸收热量的关系,计算比热容的关系;
(4)水的比热容较大,吸收热量后,温度变化小。
12.【答案】(1)秒表;加热时间
(2)C
(3)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)相同加热器在相同时间内释放的热量相同,根据转换法可知,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少,故还用到秒表记录加热时间。
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是: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。
AB.加热时间相同,吸收的热量相同,AB不符合题意;
CD.由表中数据可知,加热相同时间,吸收相同的热量,水的温度变化量小,水升温慢,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
(3)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,可以保证加热相同的时间,从而保证吸收的热量相同。故这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
【分析】(1)实验中需要天平测量质量,秒表测量时间;水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同;
(3)加热器相同,在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
13.【答案】(1)质量
(2)加热时间长短
(3)煤油;水
(4)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)探究“不同物质吸收热量的能力”, 要控制不同物质的质量相同,所以在烧杯中需要分别装入质量和初温相同的水和煤油。
(2)水和煤油吸热热量的多少是无法直接看出来的,可以通过加热时间长短反映液体吸收热量的多少,这是转换法。
(3)在0~10min内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量,由图乙可知,煤油升高的温度更高,由Q=cmΔt可知,煤油的吸热能力弱,水的吸热能力更强。
(4)一个物体吸热,内能变大,从第10min加热到20nin,水一直吸收热量内能增加,所以第10min的内能小于第20min的内能。
【分析】(1)探究“不同物质吸收热量的能力”, 要控制不同物质的质量相同;
(2)实验中,可以通过加热时间长短反映液体吸收热量的多少;
(3)由Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,温度变化小的吸热本领强;
(4)物体吸收热量,内能变大。
14.【答案】(1)自下而上
(2)0
(3)固液共存;小于
(4)等于;1.68×104
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;熔化和凝固的探究实验;热量的计算
【解析】【解答】(1)实验中要用酒精灯外焰加热,所以需要点燃酒精灯,温度计玻璃泡完全浸没被测物质中,但不能碰容器底和壁,所以组装仪器需要按照自下而上的顺序。
(2)该温度计的分度值为1℃,示数为0℃。
(3)从图像可以看出,在第2分钟,冰处于熔化过程中,所以处于固液共存态;冰在熔化过程中需要吸热,所以冰在第4min时具有的内能小于在第6min时具有的内能。
(4)相同的酒精灯加热,AB段和CD段加热时间相同,物质吸收热量相同,酒精灯加热1min水吸收的热量为
在BC段加热8min,吸收的热量为
【分析】(1)探究熔化规律时,组装器材从下到上;
(2)根据温度计液柱位置,测量温度;
(3)晶体在熔化过程中,处于固液共存状态,熔化吸热后,内能变大;
(4)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
15.【答案】(1)天平;秒表
(2)相同;质量
(3)相同;温度变化
(4)比热容
(5)甲液体
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故要用到天平,根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,故还用到秒表。
(2)实验中为了使两种液体在相同的时间内吸收的热量相同,应选用规格相同的电加热器。
要控制不同物质的质量相同,应该控制甲、乙两烧杯中液体的质量相同。
(3)分析表格的数据可知,0~4min内,因加热时间相同,甲、乙两种液体吸收的热量是相同。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。
(4)由实验可知,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是比热容。
(5)根据表中数据可知,加热相同的时间,甲液体升温慢,故甲的吸热能力强,甲的比热容大,根据可知,在质量和升高的温度相同时,甲吸热多,甲液体更适合用做发动机的冷却剂。
【分析】(1)探究不同物质吸热能力,需要天平测量质量,秒表计算加热时间;
(2)相同的加热器,加热时间相同,可以使物体吸收热量相同;
(3)加热相同时间,物体吸收热量相等,通过比较温度差,反应吸热能力大小;
(4)描述物体吸热能力的是比热容;
(5)质量和吸收热量相同时,温度差越小,吸热能力越强。
16.【答案】A,D
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】ABC.用电加热器加热,则在时间内放出的热量相等,液体吸收的热量相等。由图示知,在相同的时间内,A的温度升高了20℃,B的温度升高了40℃,据Q吸=cm t知,质量相等的液体的比热容之比cA∶cB= tB∶ tA=40℃∶20℃=2∶1
A符合题意,BC不符合题意;
D.由图示知,升高相同温度时,B需要的时间少,A所需时间长,则A所需吸收热量多,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据物体质量和吸收热量相同,结合温度差的比值,计算比热容的关系;当质量和温度差相同时,升温慢的物体吸收热量多。
17.【答案】(1)做功
(2)等于;a
(3)5:4
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)电加热器是通过电流做功来改变内能的,所以通电后电加热器的内能增加是通过做功的方式改变的;
(2)相同的加热器加热相同的时间,放出的热量相等,所以a液体吸收的热量等于b液体吸收的热量;
分析乙图象可知:质量相等的液体a和b,吸收相等热量时,a升高的温度低,故升高相同温度时,a吸热的时间比较长,所以a吸收的热量多;
(3)根据 和乙图可知,a、b液体的比热容之比为
【分析】(1)机械能和内能相互转化,是通过做功改变内能的;
(2)相同的加热器加热相同的时间,放出的热量相等;升高相同的温度,加热时间长的,吸收的热量多;
(3)根据公式,可求出比热容之比。
18.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,c甲:c乙=1:5,m甲:m乙=3:2,△t甲:△t乙=1:1,
由Q吸=cm△t得甲、乙两个物体吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(1×3×1):(5×2×1)=3:10.
故答案为:B.
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
19.【答案】A,C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】AB.由图可知,甲液体加热3min,升高的温度为
乙液体加热1min,升高的温度为
则甲、乙两种液体吸收的热量之比为
升高的温度之比为
质量之比为
由 可得比热容之比为
A符合题意,B不符合题意;
C.用相同的加热器加热时,加热时间相同,吸收的热量相同,因此1min内,甲吸收的热量等于乙吸收的热量,C符合题意;
D.乙液体在1min后,温度不变,处于沸腾状态,继续吸收热量,内能增加,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据质量和吸收热量的关系,结合温度差,计算比热容,判断比热容的比值;相同的加热器加热时间相同,吸收的热量相等。
20.【答案】A
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】由图丙可知,将甲、乙两种液体从20℃加热至40℃时,甲用时2min,乙用时3min,由于加热器相同,则甲乙所吸收的热量之比为 ,
AB.若甲、乙是质量相同的两种液体,由 可知,甲、乙两杯中液体的比热容之比为 ,若将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃(均未沸腾),温度变化量相同,所需吸收的热量之比为 ,因为两加热器相同,吸收热量的多少与时间成正比,故所需时间之比为 ,A符合题意,B不符合题意;
C.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中液体的质量之比为 ,C不符合题意;
D.用规格相同的加热器加热,意味着在相同时间内加热器放出的热量相同,甲乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比应为1∶1。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用相同的加热器探究物体的吸热能力时,若物体的质量和温度差相同,加热时间表示吸收热量的不同,加热时间越长,比热容越大;根据热量和物体的质量、温度差的比值, 可以计算比热容。
21.【答案】有;8.4×105
【知识点】内能的概念;热量的计算
【解析】【解答】一切物体在任何情况下都有内能,所以水在0℃也有内能。
水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃﹣0℃)=8.4×105J
【分析】一切物体在任何情况下都有内能;根据公式Q吸=cm(t末-t初),求出水吸收的热量。
22.【答案】(1)加热时间的长短;B
(2)C
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热过程中,相同加热器相同时间内释放的热量相同,根据转换法可知,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。
A.探究通过导体的电流和它两端电压的关系,需要控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察通过它的电流,采用了控制变量法,A不符合题意;
B.探究影响电阻大小的因素时,电阻的大小不能直接测量出来,通过观察灯泡的亮度和电流表的示数来反映电阻的大小,采用了转换法;B符合题意。
故答案为:B。
(2)AB.实验通过加热时间长短反映吸收热量多少,加热相同时吸热相同,AB不符合题意;
CD.根据表中数据可知,升高相同的温度,水加热时间长,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)通过加热时间表示物体吸收热量的多少,是转换法的利用;探究电阻的影响因素时,通过电流表示数大小可以反应电阻大小,利用了转换法;
(2)根据实验测量的时间和数据,在坐标图像分析数据。
23.【答案】C
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】因甲.乙两个物体的质量、温度均相同,甲的比热容小于乙的比热容,当它们放出相同的热量后,由Q放=cm△t可知,甲降低的温度较大,所以甲的温度会低于乙的温度.当它们接触后,温度高的乙会向温度低的甲传递热量.
故答案为:C.
【分析】质量、初温和放出热量相同时,比热容越大,温度差越小;热传递时,热量从温度高的物体传向温度低的物体。
24.【答案】热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】改变物体内能方法是做功和热传递,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过热传递的方式使汤内能减小,从而冷却。
水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(30℃﹣20℃)=2.1×105J
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
25.【答案】C,D
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表中信息可知,不同物质的比热容也可能相同,如煤油和冰,A不符合题意;
B.物质的物态发生变化,比热容会改变,如水和冰,B不符合题意;
C.因为水的比热容比煤油大,由 可知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多,C符合题意;
D.由表中信息可知:铝的比热容比铜的大,由 可知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】不同物质的比热容也可能相同;物质的物态发生变化,比热容会改变;水的比热容比煤油大,由 可知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多;铝的比热容比铜的大,由 可知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多。
26.【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【解答】A.比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,与其他因素无关,不符合题意;
B.已知 ,对于相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,由公式 可知,铜上升的温度高,不符合题意;
C.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,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜温差小,不符合题意;
D.“暖气”用水作为介质,因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,符合题意.
故答案为:D
【分析】比热容是物质本身的一种特性;水的比热容较大,在吸收热量后,温度变化小。
27.【答案】(1)使水和食用油在相同时间内吸热相同
(2)升高的温度
(3)水
(4)大于
(5)1.875×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)选用相同规格的电加热器,根据W=Pt,不计能量损耗,相同时间内电加热器放出相同热量,其目的是使水和食用油在相同时间内吸热相同。
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,由Q=cm t可得,通过比较升高的温度来比较和研究水和食用油吸热能力的差异。
(3)实验中,是通过比较加热时间来间接反映水和食用油所吸收的热量,分析实验数据可知,加热相同时间(即吸收的热量相同),水升高的温度较少(即水升温慢),说明水的吸热能力更强。
(4)因加热相同时间,水升高的温度较少,据此推理,要使水和食用油的最后温度相同,水需要的加热时间长,则水需要吸收的热量大于食用油吸收的热量;
(5)由表中数据,加热6分钟,水升高的温度为 t水=45℃﹣20℃=25℃,食用油升高的温度为 t油=76℃﹣20℃=56℃,根据Q=cm t可得在质量和吸热相同的情况下,升高的温度与比热容乘积相等,即c水 t水=c油 t油故本实验中食用油的比热容
【分析】(1)选用相同规格的电加热器,根据W=Pt,不计能量损耗,相同时间内电加热器放出相同热量;
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,由Q=cm t可得,通过比较升高的温度来比较和研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)加热相同时间(即吸收的热量相同),水升高的温度较少(即水升温慢),说明水的吸热能力更强;
(4)要使水和食用油的最后温度相同,水需要的加热时间长,则水需要吸收的热量大于食用油吸收的热量;
(5)根据c水 t水=c油 t油,可求出比热容。
28.【答案】(1)质量
(2)等于
(3)B
(4)
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制A、B两种液体的质量相同,即在试管中装入液体A、B时,要控制他们的初温和质量相同。
(2)实验中用相同的装置加热,加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同,因此液体A、B吸收的热量相同。
(3)加热相同时间后,液体吸收的热量相同,液体A、B的温度如图甲,温度计分度值为1℃,A液体的温度38℃,B液体的温度32℃,液体A的温度高于液体B的温度,这表明液体B的比热容较大。
(4)根据 可知,在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比,A的温度变化值为 ,B的温度变化值为 ,据 得 ,B的比热容
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同液体;
(2)相同的加热器,加热时间相同吸热相等;
(3)根据温度计液柱位置,可以测量温度;质量和吸收热量相同时,温度差越小,比热容越大;
(4)根据已知物体的比热容,结合质量和热量相等,利用温度差的不同,计算未知物体的比热容。
29.【答案】(1)质量
(2)39
(3)加热的时间
(4)水;2.1×103
(5)不可靠;燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)研究沙子和水的温度变化与吸热的关系,要控制质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)某时刻的温度如图乙所示,温度计分度值为1℃,其示数为39℃。
(3)实验中,用相同的热源给沙子和水加热,在相同的时间内放出的热量相同,根据转换法,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量的。
(4)由图知质量相等的沙子和水,加热相同时间,升温较快的是沙子,根据比较吸热能力的方法知水的吸热能力强。
根据表格数据可知,在5min内,水的温度变化为 t水=30℃-10℃=20℃
沙子的温度变化为 t沙子=50℃-10℃=40℃
它们吸收的热量相等 即c水mΔt水=c沙子mΔt沙子
即4.2×103J/(kg ℃)×m×20℃=c沙子×m×40℃
解得,沙子的比热容
(5)在实验过程中,燃料不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量,计算结果不准确,不可靠。
【分析】(1)研究沙子和水的温度变化与吸热的关系,要控制质量相同;
(2)看清温度计的分度值,结合对应刻度读数;
(3)用相同的热源给沙子和水加热,在相同的时间内放出的热量相同;
(4)根据c水mΔt水=c沙子mΔt沙子,可求出沙子的比热容;
(5)在实验过程中,燃料不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量,计算结果不准确,不可靠。
30.【答案】(1)39
(2)乙;甲
(3)2∶1
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)图丙为某时刻的温度,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为39℃。
(2)相同的加热器,可以保证加热时间相同时,两液体吸收的热量相等,所以分析图丁可知,吸收相同热量,即加热相同的时间时,乙液体升温更高,甲液体升温低;根据可知,乙的比热容小,甲的比热容大,则升高相同的温度时,甲液体吸收的热量多,制冷效果好,所以甲液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图丁所示的初温分别升高到40℃,吸收热量之比为2∶1,则升高的温度为Δt=40℃-20℃=20℃
甲、乙液体的比热容之比为
【分析】(1)根据温度计液柱位置,测量温度;
(2)质量和吸收热量相同时,温度差越小,比热容较大;
(3)根据热量和物体的质量、温度差的比值,计算比热容,再计算比值。
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人教版九年级全册物理“举一反三”变式练习——13.3比热容
一、比热容:比热容大的物体吸热或放热的本领强,温度变化小
1.(2023·顺城模拟)诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”出自于苏轼的《惠崇春江晚景》。如图所示,鸭子感知春江水暖是通过 的方式。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖是由于水的 较大,温度变化较小。鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在 的作用。
【答案】热传递;比热容;引力
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子间相互作用力
【解析】【解答】改变内能的方式包括做功和热传递,水温回升传递给鸭子,是通过热传递的方式感知春江水暖。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖,水的比热容比较大,质量一定时,在吸收或放出相同热量的情况下,温度变化量小。物体的分子之间存在相互作用的引力和斥力,鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在引力的作用。
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;水的比热容较大,吸收热量后温度变化小;分子间有引力。
2.(2023·槐荫模拟)小丽在海边游泳时发现:在同样的烈日下沙滩很热,而海水却比较凉,这是因为水的 较大。相同质量的水和沙子,在同样受热或冷却的情况下,吸收或放出的热量相同,但水的温度变化比沙子 (选填“大”或“小”)。
【答案】比热容;小
【知识点】比热容
【解析】【解答】在同样受热的情况下,吸收的热量相同时,海水的温度变化小,沙子的温度变化大,根据,所以海水比沙子的比热容大。
根据,相同质量的海水和沙子相比,在受太阳照射条件相同时,吸收的热量相同,海水比沙子的比热容大,所以水的温度变化比沙子小。
【分析】在同样受热的情况下,吸收的热量相同时,温度变化小的比热容大。
3.(2023·滨海模拟)我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,把热量带到房屋取暖,用水取暖主要是利用了水的 的性质;一杯水倒出一半后剩下半杯水的比热容 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】比热容大;不变
【知识点】比热容
【解析】【解答】“暖气”用水作为介质,主要是利用了水的比热容大的性质,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。
比热容是物质本身的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半后质量减小,剩下半杯水的比热容不变。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温,比热容和物体的质量无关。
4.(2023·郴州模拟)水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生产、生活服务,下列事例中与它的这一特性有关的是( )
A.用加湿器使室内空气湿润
B.冬天暖气设备用水供暖
C.炎热的夏天,往地面上洒水降温
D.在较大的河流上建水电站,用水发电
【答案】B
【知识点】比热容
【解析】【解答】A. 用加湿器使室内空气湿润,这是利用分子的扩散,A不符合题意;
B.让热水流过散热器来取暖,由于水的比热容大,水吸收的热量较多,通过房间时,这些热量又放出来供人们取暖,B符合题意;
C.炎热的夏天,往地面上洒水降温,利用蒸发吸热,C不符合题意;
D.在较大的河流上建水电站,用水能向电能的转化,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】水的比热容大,升高相同的温度,水吸收的热量较多。
5.(2023·殷都模拟)沿海地区昼夜温度变化不大,而内陆地区昼夜温差变化大,主要原因是水的比热容 砂土的比热容(填“大于”“等于”或“小于”)。
【答案】大于
【知识点】比热容
【解析】【解答】沿海地区多水,水的比热容较大,白天,在相同的吸热条件下,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,昼夜温差较小;而内陆地区砂石、土壤等的比热容小,在相同的吸热条件下,沙石的温度升高的多,夜晚,放出相同的热量,沙石的温度降低的多,昼夜温差较大。
【分析】当物体的质量和吸收的热量相同时,比热容越大的物体升高的温度越小。
二、热量的计算:Q=cm△t
6.(2023·阿城模拟)用凉水冷却滚烫的鸡蛋,如果水的质量是1kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量为 J[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。运动员参加自行车比赛,运动员和自行车总质量80kg在水平路面行驶时,轮胎与地面的总接触面积为0.01m2,此时自行车对地面的压强是 Pa(g=10N/kg)。
【答案】4.2×104;8×104
【知识点】热量的计算;压强的大小及其计算
【解析】【解答】水吸收的热量Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(30℃﹣20℃)=4.2×104J,运动员和自行车总重力G=mg=80kg×10N/kg=800N,在水平路面上,自行车对地面的压力F=G=800N,自行车对地面的压强。
【分析】根据公式Q吸=c水m水(t﹣t0),可求出水吸收的热量;根据公式F=G及,可求出压强。
7.(2023·安徽模拟)有两个温度为100℃质量相等的金属球,先把甲球放入温水杯中,热平衡后水温升高了10℃;取出甲球,将乙球放入该杯中,热平衡后水温又升高了10℃(末温未达100℃),则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙,大小的关系是( )
A.c甲C.c甲>c乙 D.以上三种情况都有可能
【答案】A
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】把甲球放入温水杯中,热平衡后水温升高了10℃,设水的初温为t,则水的末温为,金属球甲的末温等于水的末温,则金属球的末温,金属球甲温度变化为,金属球甲放出的热量等于水吸收的热量为,把乙球放入该温水杯中,热平衡后水温又升高了10℃,则水的末温为,金属球乙的末温等于水的末温,则金属球的末温,金属球乙温度变化为,金属球乙放出的热量等于水吸收的热量为,即甲乙球放出的热量相等,甲球温度变化大于乙球温度变化,依题意得,甲乙球质量相等,由得,甲球比热容小于乙球比热容,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;根据热量、质量和温度差懒得比热容的大小。
8.(2023·天长模拟)沼气是植物残体在隔绝空气的环境下生成的,用它烧水做饭既清洁又卫生。若1m3沼气完全燃烧能释放2.1×107J的热量,不计能量损失,这些热量可以使 kg的水温度升高50℃。
【答案】100
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】根据题意可知,1m3沼气完全燃烧能释放2.1×107J的热量,不计能量损失,则Q吸=Q放=2.1×107J,根据可得水的质量为
【分析】根据公式,可求出水的质量。
9.(2023·封开模拟)今年初,国内某汽车企业宣布自2022年3月起停止燃油汽车的整车生产,成为全球首个正式宣布停产燃油汽车的企业,引发了对汽车发动机的全民大讨论。传统燃油汽车用水冷却汽车发动机是因为水的 大;发动机工作一段时间后,水箱中水温升高,这是利用 (选填“做功”或“热传递”)的方式改变了水的内能;若水箱中有5kg的水,温度升高了10℃,吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】比热容;热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;热量的计算
【解析】【解答】汽车发动机工作过程中,不可避免地产生很多热量,这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作,由公式Q=cmΔt知,在质量和升高的温度相同时,与其它液体比较,因为水的比热最大,所以吸收的热量最多,冷却效果最好。汽车散热器是通过水等冷却液的循环使得温度降低,内能减小,它的内能变化实质是通过热传递的方式改变的。5kg的水温升高了10℃吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×5kg×10℃=2.1×105J
【分析】在质量和升高的温度相同时,水的比热容大,可以吸收更多的热量;放出热量,内能减小,是通过热传递的方式改变物体内能的;根据公式Q吸=c水mΔt,可求出水吸收的热量。
10.(2023·瑶海模拟)“过桥米线”是一种云南特色小吃,食材很多,包括一碗热汤、上面浮着层油,一碟鲜肉薄片,一碗熟米线,等肉熟后再加入米线。已知汤的质量为2kg,初温为90℃,比热容为4.2×103J/(kg·℃);肉的初温为20℃,比热容为3.5×103J/(kg·℃)。为了饮食健康,肉必须加热至80℃,则汤内最多可以放入 kg肉(不计热量损失)。
【答案】0.4
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】把肉放进汤里,肉吸收热量,温度升高,则汤的温度降低,放出热量;汤的温度从90℃降低至80℃时放出的热量为
不计热量损失,肉吸收的热量等于汤放出的热量,即
则肉的质量为
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;结合热量和物体的比热容、温度差,计算质量。
三、比较不同物质的吸热情况的探究:加热时间相同吸收热量相同
11.(2023·顺城模拟)为了比较不同物质的吸热能力,如图所示,小明用相同的加热器对水和食用油加热。实验数据记录如表,分析表中实验数据可知:
液体 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min
食用油 50 20 50 2
水 50 20 35 2
(1)对食用油和水加热相同的时间,则食用油吸收的热量 (填“大于”或“小于”或“等于”)水吸收的热量; 的温度升高的多, 的吸热能力更强;
(2)如果让水的末温也达到50℃,还需要再继续给水加热 min;
(3)食用油和水的比热容之比为 ;
(4)通过实验小明理解了生物体内就是因为 (填“食用油”或“水”)的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免其变化太快对生物体造成严重损害。
【答案】(1)等于;食用油;水
(2)2
(3)1:2
(4)水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据转换法,对食用油和水加热相同的时间,则食用油吸收的热量等于水吸收的热量。由表格可知,加热相同时间,食用油的温度升高的多。
根据比较吸热能力的方法,吸收相同的热量,水温度升高的慢,则水的吸热能力更强。
(2)根据Q=cmΔt可知,对一定质量的水而言,升高的温度与吸收的热量成正比,即与加热时间成正比;根据表中数据可知,水加热2分钟升高15℃,如果让水的末温也达到50℃,即水升高的温度为30℃,水要加热4min,故还需要再继续给水加热2min。
(3)根据表中数据知,加热2分钟(吸热相同),水升高的温度为35℃﹣20℃=15℃,食用油升高的温度为50℃﹣20℃=30℃,在质量和吸热相同的情况下,根据Q=cmΔt可知,升高的温度与比热容成反比,则食用油和水的比热容之比为15℃∶30℃=1∶2
(4)通过实验小明理解了生物体内就是因为水的比例很高,由于水比热容大,在吸收或者放出相同的热量时,温度变化的比较慢,有助于调节生物体自身的温度,以免其变化太快对生物体造成严重损害。
【分析】(1)相同的加热器加热时间相同,物体吸收的热量相同;根据实验记录的数据判断温度变化大小,温度变化越小,吸热能力越强;
(2)根据物体的质量和温度差相同时,吸收的热量,判断加热时间;
(3)根据质量和温度差和吸收热量的关系,计算比热容的关系;
(4)水的比热容较大,吸收热量后,温度变化小。
12.(2023·封开模拟)某班同学利用图甲所示的装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在如图1中除了给出的实验器材外,还需要天平和 。在加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判定的;
(2)实验过程中,第1、2小组记录的数据如表:
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
如图2为第1小组的同学绘制的“吸收热量-时间”和“升高温度-时间”图像,你认为能真实反映实验情况的是____;
A. B.
C. D.
(3)两个小组的同学对实验装置进行了改进,将装有水和煤油的试管分别放在烧杯中,通过加热烧杯中的水再给试管中的水和煤油加热,如右图所示,这样改进的好处是 。
【答案】(1)秒表;加热时间
(2)C
(3)在相同时间内水和煤油吸收的热量相同
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)相同加热器在相同时间内释放的热量相同,根据转换法可知,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少,故还用到秒表记录加热时间。
(2)通过分析实验数据,能够得出的结论是: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。
AB.加热时间相同,吸收的热量相同,AB不符合题意;
CD.由表中数据可知,加热相同时间,吸收相同的热量,水的温度变化量小,水升温慢,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
(3)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,可以保证加热相同的时间,从而保证吸收的热量相同。故这样做的好处是:在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
【分析】(1)实验中需要天平测量质量,秒表测量时间;水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来比较吸热多少;
(2)质量相同的水和煤油升高相同温度,吸收的热量不同;
(3)加热器相同,在相同时间内水和煤油吸收的热量相同。
13.(2023·普兰店模拟)如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热,探究“不同物质吸收热量的能力”。
(1)在烧杯中需要分别装入 和初温相同的水和煤油;
(2)实验中,用 反映液体吸收热量的多少;
(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。在0~10min内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量, 升高的温度更高,由此可知, 的吸热能力更强;
(4)水在第10min的内能 (选填“大于”“等于”或“小于”)第20min的内能。
【答案】(1)质量
(2)加热时间长短
(3)煤油;水
(4)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)探究“不同物质吸收热量的能力”, 要控制不同物质的质量相同,所以在烧杯中需要分别装入质量和初温相同的水和煤油。
(2)水和煤油吸热热量的多少是无法直接看出来的,可以通过加热时间长短反映液体吸收热量的多少,这是转换法。
(3)在0~10min内,水吸收的热量等于煤油吸收的热量,由图乙可知,煤油升高的温度更高,由Q=cmΔt可知,煤油的吸热能力弱,水的吸热能力更强。
(4)一个物体吸热,内能变大,从第10min加热到20nin,水一直吸收热量内能增加,所以第10min的内能小于第20min的内能。
【分析】(1)探究“不同物质吸收热量的能力”, 要控制不同物质的质量相同;
(2)实验中,可以通过加热时间长短反映液体吸收热量的多少;
(3)由Q=cmΔt可知,吸收相同的热量,温度变化小的吸热本领强;
(4)物体吸收热量,内能变大。
14.(2023·顺德模拟)利用如图甲所示实验装置探究“冰熔化时温度随时间变化规律”,将装有50g碎冰的试管放入装有适量水的烧杯中并用酒精灯加热。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)安装实验装置时,应遵循 (“自上而下”或“自下而上”)原则。
(2)实验过程中,某一时刻温度计的示数如图乙所示,其读数为 ℃。
(3)由图丙可知:在2min时,试管内的物质处于 状态,4min时试管内物质的内能 (选填“大于”、“小于”或“等于”)6min时的内能。
(4)若试管内的物质从外界均匀吸热,忽略试管内物质的热量损耗,由图丙可知,试管内的物质在AB段吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)CD段,在BC段吸收的热量为 J。
【答案】(1)自下而上
(2)0
(3)固液共存;小于
(4)等于;1.68×104
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;熔化和凝固的探究实验;热量的计算
【解析】【解答】(1)实验中要用酒精灯外焰加热,所以需要点燃酒精灯,温度计玻璃泡完全浸没被测物质中,但不能碰容器底和壁,所以组装仪器需要按照自下而上的顺序。
(2)该温度计的分度值为1℃,示数为0℃。
(3)从图像可以看出,在第2分钟,冰处于熔化过程中,所以处于固液共存态;冰在熔化过程中需要吸热,所以冰在第4min时具有的内能小于在第6min时具有的内能。
(4)相同的酒精灯加热,AB段和CD段加热时间相同,物质吸收热量相同,酒精灯加热1min水吸收的热量为
在BC段加热8min,吸收的热量为
【分析】(1)探究熔化规律时,组装器材从下到上;
(2)根据温度计液柱位置,测量温度;
(3)晶体在熔化过程中,处于固液共存状态,熔化吸热后,内能变大;
(4)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
15.(2023·立山模拟)如图所示,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。
(1)该实验除了图中的实验器材之外,还需要用到的实验测量仪器有: 和 ;
(2)实验中为了使两种液体在相同的时间内吸收的热量相同,应选用规格 (选填“相同”或“不相同”)的电加热器;同时应该控制甲、乙两烧杯中液体的 (选填“质量”或“体积”)相同;实验记录到的数据如下表:
时间/min 0 1 2 3 4
甲液体的温度/℃ 25 32 39 46 53
乙液体的温度/℃ 25 40 55 70 85
(3)分析表格的数据可知,0~4min内,甲、乙两种液体吸收的热量是 的(选填“相同”或“不相同”),此实验是通过比较 (选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的大小;
(4)由实验可知,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是 ;
(5)如果甲、乙两种液体都可以用作发动机的冷却剂,而且只考虑物质的吸热能力,那么 (选填“甲液体”或“乙液体”)更适合用做发动机的冷却剂。
【答案】(1)天平;秒表
(2)相同;质量
(3)相同;温度变化
(4)比热容
(5)甲液体
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故要用到天平,根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,故还用到秒表。
(2)实验中为了使两种液体在相同的时间内吸收的热量相同,应选用规格相同的电加热器。
要控制不同物质的质量相同,应该控制甲、乙两烧杯中液体的质量相同。
(3)分析表格的数据可知,0~4min内,因加热时间相同,甲、乙两种液体吸收的热量是相同。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。
(4)由实验可知,不同物质吸热的本领大小不同,为了描述物质吸热本领大小,引入了一个物理量,它就是比热容。
(5)根据表中数据可知,加热相同的时间,甲液体升温慢,故甲的吸热能力强,甲的比热容大,根据可知,在质量和升高的温度相同时,甲吸热多,甲液体更适合用做发动机的冷却剂。
【分析】(1)探究不同物质吸热能力,需要天平测量质量,秒表计算加热时间;
(2)相同的加热器,加热时间相同,可以使物体吸收热量相同;
(3)加热相同时间,物体吸收热量相等,通过比较温度差,反应吸热能力大小;
(4)描述物体吸热能力的是比热容;
(5)质量和吸收热量相同时,温度差越小,吸热能力越强。
四、热量的比值问题:吸热相同,温度变化与比热容成反比
16.(2023·勃利模拟)用相同的电加热器分别对质量相等A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是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.加热相同的时间,B吸收的热量比A吸收的热量多
D.A和B升高相同的温度,A吸收的热量较多
【答案】A,D
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】ABC.用电加热器加热,则在时间内放出的热量相等,液体吸收的热量相等。由图示知,在相同的时间内,A的温度升高了20℃,B的温度升高了40℃,据Q吸=cm t知,质量相等的液体的比热容之比cA∶cB= tB∶ tA=40℃∶20℃=2∶1
A符合题意,BC不符合题意;
D.由图示知,升高相同温度时,B需要的时间少,A所需时间长,则A所需吸收热量多,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】根据物体质量和吸收热量相同,结合温度差的比值,计算比热容的关系;当质量和温度差相同时,升温慢的物体吸收热量多。
17.(2023·武陟模拟)某同学利用如图甲所示的装置比较a、b两种液体吸热的情况:
(1)实验中应量取质量相等的两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热,通电后电加热器的内能增加是通过 (填“做功”或“热传递”)方式改变的。
(2)图乙是该同学根据实验数据绘制的图象,同时加热6 min,a液体吸收的热量 (填“大于”“等于”或“小于”)b液体吸收的热量。分析图象可知:质量相等的液体a和b,升高相同温度时, 吸收的热量多。
(3)物理学中用比热容表示物质的吸热能力,由图象可知,a、b液体的比热容之比是 ;
【答案】(1)做功
(2)等于;a
(3)5:4
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)电加热器是通过电流做功来改变内能的,所以通电后电加热器的内能增加是通过做功的方式改变的;
(2)相同的加热器加热相同的时间,放出的热量相等,所以a液体吸收的热量等于b液体吸收的热量;
分析乙图象可知:质量相等的液体a和b,吸收相等热量时,a升高的温度低,故升高相同温度时,a吸热的时间比较长,所以a吸收的热量多;
(3)根据 和乙图可知,a、b液体的比热容之比为
【分析】(1)机械能和内能相互转化,是通过做功改变内能的;
(2)相同的加热器加热相同的时间,放出的热量相等;升高相同的温度,加热时间长的,吸收的热量多;
(3)根据公式,可求出比热容之比。
18.(2023九上·石门期末)甲、乙两个物体的比热容之比为1:5,质量之比为3:2,若升高的温度相同,则甲、乙吸收的热量之比为( )
A.10:3 B.3:10 C.2:15 D.15:2
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,c甲:c乙=1:5,m甲:m乙=3:2,△t甲:△t乙=1:1,
由Q吸=cm△t得甲、乙两个物体吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(1×3×1):(5×2×1)=3:10.
故答案为:B.
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
19.(2023九上·通许期末)质量相等的甲、乙两种不同液体,装在相同的容器中,用相同的电加热器加热,其温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲、乙的比热容之比为2∶1
B.甲、乙的比热容之比为3∶2
C.1min内,甲吸收的热量等于乙吸收的热量
D.1min后乙温度不变,由此判断,乙物质不再吸热,内能不变
【答案】A,C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】AB.由图可知,甲液体加热3min,升高的温度为
乙液体加热1min,升高的温度为
则甲、乙两种液体吸收的热量之比为
升高的温度之比为
质量之比为
由 可得比热容之比为
A符合题意,B不符合题意;
C.用相同的加热器加热时,加热时间相同,吸收的热量相同,因此1min内,甲吸收的热量等于乙吸收的热量,C符合题意;
D.乙液体在1min后,温度不变,处于沸腾状态,继续吸收热量,内能增加,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】根据质量和吸收热量的关系,结合温度差,计算比热容,判断比热容的比值;相同的加热器加热时间相同,吸收的热量相等。
20.(2023九上·成都期末)如图所示,用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热(不计热量损失,加热装置与环境等因素完全一样),得到液体温度与加热时间的关系图,如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.若甲、乙是质量相同的两种液体,则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2∶3
B.若甲、乙是质量相同的两种液体,则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃(均未沸腾)所需时间之比为1∶2
C.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中液体的质量之比为3∶2
D.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2∶3
【答案】A
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】由图丙可知,将甲、乙两种液体从20℃加热至40℃时,甲用时2min,乙用时3min,由于加热器相同,则甲乙所吸收的热量之比为 ,
AB.若甲、乙是质量相同的两种液体,由 可知,甲、乙两杯中液体的比热容之比为 ,若将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃(均未沸腾),温度变化量相同,所需吸收的热量之比为 ,因为两加热器相同,吸收热量的多少与时间成正比,故所需时间之比为 ,A符合题意,B不符合题意;
C.若甲、乙是质量不同的同种液体,则甲、乙两杯中液体的质量之比为 ,C不符合题意;
D.用规格相同的加热器加热,意味着在相同时间内加热器放出的热量相同,甲乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比应为1∶1。D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】利用相同的加热器探究物体的吸热能力时,若物体的质量和温度差相同,加热时间表示吸收热量的不同,加热时间越长,比热容越大;根据热量和物体的质量、温度差的比值, 可以计算比热容。
五、综合训练
21.(2023·桂林模拟)水在0℃时 (填“有”或“没有”)内能;当5kg的水从0℃升高到40℃,需要吸收 J的热量。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】有;8.4×105
【知识点】内能的概念;热量的计算
【解析】【解答】一切物体在任何情况下都有内能,所以水在0℃也有内能。
水吸收的热量Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(40℃﹣0℃)=8.4×105J
【分析】一切物体在任何情况下都有内能;根据公式Q吸=cm(t末-t初),求出水吸收的热量。
22.(2023·深圳模拟)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)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 (填“加热时间的长短”或“液体的种类”)来判断的。下列实验与此实验方法相同的是 ;
A.探究通过导体的电流和它两端电压的关系
B.探究影响电阻大小的因素时观察灯泡的亮度和电流表的示数
(2)实验中记录的实验数据如表:
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 25 40 12.0
煤油 200 25 40 7.5
某同学根据表格绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图象如下,能正确描述该实验真实情况的图象是________(选填序号)。
A. B.
C. D.
【答案】(1)加热时间的长短;B
(2)C
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热过程中,相同加热器相同时间内释放的热量相同,根据转换法可知,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。
A.探究通过导体的电流和它两端电压的关系,需要控制电阻不变,改变电阻两端的电压,观察通过它的电流,采用了控制变量法,A不符合题意;
B.探究影响电阻大小的因素时,电阻的大小不能直接测量出来,通过观察灯泡的亮度和电流表的示数来反映电阻的大小,采用了转换法;B符合题意。
故答案为:B。
(2)AB.实验通过加热时间长短反映吸收热量多少,加热相同时吸热相同,AB不符合题意;
CD.根据表中数据可知,升高相同的温度,水加热时间长,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】(1)通过加热时间表示物体吸收热量的多少,是转换法的利用;探究电阻的影响因素时,通过电流表示数大小可以反应电阻大小,利用了转换法;
(2)根据实验测量的时间和数据,在坐标图像分析数据。
23.(2023九下·苏州开学考)质量和初温都相同的甲、乙两物体,乙的比热容大些,当它们放出相同的热量后,再立即把它们相互接触,不计热量损失和状态变化,则( )
A.它们之间不发生热传递 B.甲向乙传递热量
C.乙向甲传递热量 D.以上情况均可能
【答案】C
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】因甲.乙两个物体的质量、温度均相同,甲的比热容小于乙的比热容,当它们放出相同的热量后,由Q放=cm△t可知,甲降低的温度较大,所以甲的温度会低于乙的温度.当它们接触后,温度高的乙会向温度低的甲传递热量.
故答案为:C.
【分析】质量、初温和放出热量相同时,比热容越大,温度差越小;热传递时,热量从温度高的物体传向温度低的物体。
24.(2022九上·永吉期末)在“母亲节”这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过 的方式使汤内能减小,从而冷却。过了一会儿,水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为 J[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)]。
【答案】热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】改变物体内能方法是做功和热传递,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过热传递的方式使汤内能减小,从而冷却。
水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(30℃﹣20℃)=2.1×105J
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
25.(2023九上·澄城期末)下表列出一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是( )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/[J/(kg ℃)] 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的物态发生变化,比热容不变
C.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多
D.质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多
【答案】C,D
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表中信息可知,不同物质的比热容也可能相同,如煤油和冰,A不符合题意;
B.物质的物态发生变化,比热容会改变,如水和冰,B不符合题意;
C.因为水的比热容比煤油大,由 可知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多,C符合题意;
D.由表中信息可知:铝的比热容比铜的大,由 可知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多,D符合题意。
故答案为:CD。
【分析】不同物质的比热容也可能相同;物质的物态发生变化,比热容会改变;水的比热容比煤油大,由 可知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油升高的温度更多;铝的比热容比铜的大,由 可知,质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸收的热量更多。
26.(2023九上·梁子湖期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质自身的性质,与质量、状态、吸收或放出的热量均无关
B.相同质量的铝和铜,吸收相同的热量,铝上升的温度高()
C.沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区的昼夜温差较大,这主要是因为海水吸收的热量少,砂石吸收的热量多
D.我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质利用了水的比热容大的特性
【答案】D
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【解答】A.比热容是物质本身的一种特性,决定于物质的种类和状态,与其他因素无关,不符合题意;
B.已知 ,对于相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,由公式 可知,铜上升的温度高,不符合题意;
C.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,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜温差小,不符合题意;
D.“暖气”用水作为介质,因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,符合题意.
故答案为:D
【分析】比热容是物质本身的一种特性;水的比热容较大,在吸收热量后,温度变化小。
27.(2023九上·固安期末)为了比较水和食用油的吸热能力,铭铭用两个相同的装置做了如图所示的实验。已知甲、乙两个容器分别装有水和食用油。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食用油 60 20 6 76
(1)选用相同规格电加热器的目的是 ;
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,通过比较 来研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)分析实验数据可知, 的吸热能力更强;
(4)此实验中,要使水和食用油的最后温度相同,水需要吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;
(5)本实验中食用油的比热容为 J/(kg ℃)。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)使水和食用油在相同时间内吸热相同
(2)升高的温度
(3)水
(4)大于
(5)1.875×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)选用相同规格的电加热器,根据W=Pt,不计能量损耗,相同时间内电加热器放出相同热量,其目的是使水和食用油在相同时间内吸热相同。
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,由Q=cm t可得,通过比较升高的温度来比较和研究水和食用油吸热能力的差异。
(3)实验中,是通过比较加热时间来间接反映水和食用油所吸收的热量,分析实验数据可知,加热相同时间(即吸收的热量相同),水升高的温度较少(即水升温慢),说明水的吸热能力更强。
(4)因加热相同时间,水升高的温度较少,据此推理,要使水和食用油的最后温度相同,水需要的加热时间长,则水需要吸收的热量大于食用油吸收的热量;
(5)由表中数据,加热6分钟,水升高的温度为 t水=45℃﹣20℃=25℃,食用油升高的温度为 t油=76℃﹣20℃=56℃,根据Q=cm t可得在质量和吸热相同的情况下,升高的温度与比热容乘积相等,即c水 t水=c油 t油故本实验中食用油的比热容
【分析】(1)选用相同规格的电加热器,根据W=Pt,不计能量损耗,相同时间内电加热器放出相同热量;
(2)此实验可以控制质量和吸收热量相同,由Q=cm t可得,通过比较升高的温度来比较和研究水和食用油吸热能力的差异;
(3)加热相同时间(即吸收的热量相同),水升高的温度较少(即水升温慢),说明水的吸热能力更强;
(4)要使水和食用油的最后温度相同,水需要的加热时间长,则水需要吸收的热量大于食用油吸收的热量;
(5)根据c水 t水=c油 t油,可求出比热容。
28.(2023九上·宁德期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,小夏的实验小组做了如图甲所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装入A、B两种液体,用相同的酒精灯加热。
(1)在烧杯中装入液体A、B时,要控制他们的初温和 相同;
(2)加热4min,A吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B吸收的热量;
(3)加热相同时间后,液体A、B的温度如甲图所示,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大;
(4)小夏分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图乙所示,如果A的比热容是 ,则B的比热容是 。
【答案】(1)质量
(2)等于
(3)B
(4)
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制A、B两种液体的质量相同,即在试管中装入液体A、B时,要控制他们的初温和质量相同。
(2)实验中用相同的装置加热,加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同,因此液体A、B吸收的热量相同。
(3)加热相同时间后,液体吸收的热量相同,液体A、B的温度如图甲,温度计分度值为1℃,A液体的温度38℃,B液体的温度32℃,液体A的温度高于液体B的温度,这表明液体B的比热容较大。
(4)根据 可知,在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比,A的温度变化值为 ,B的温度变化值为 ,据 得 ,B的比热容
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同液体;
(2)相同的加热器,加热时间相同吸热相等;
(3)根据温度计液柱位置,可以测量温度;质量和吸收热量相同时,温度差越小,比热容越大;
(4)根据已知物体的比热容,结合质量和热量相等,利用温度差的不同,计算未知物体的比热容。
29.(2023九上·新泰期末)小华利用如图甲所示的实验装置。探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,燃料的质量都是10g。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为 ℃,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象如图丙所示;
(3)实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图象可知, 的吸热能力更强,沙子的比热容为 J/(kg ℃);
(5)小华在实验前用天平分别测出了烧杯中液体的质量以及燃料的质量,并由记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了液体吸收的热量,小华想通过这些数据计算出燃料的热值,你认为他的计算结果是 (可靠/不可靠),理由是 。
【答案】(1)质量
(2)39
(3)加热的时间
(4)水;2.1×103
(5)不可靠;燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)研究沙子和水的温度变化与吸热的关系,要控制质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)某时刻的温度如图乙所示,温度计分度值为1℃,其示数为39℃。
(3)实验中,用相同的热源给沙子和水加热,在相同的时间内放出的热量相同,根据转换法,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量的。
(4)由图知质量相等的沙子和水,加热相同时间,升温较快的是沙子,根据比较吸热能力的方法知水的吸热能力强。
根据表格数据可知,在5min内,水的温度变化为 t水=30℃-10℃=20℃
沙子的温度变化为 t沙子=50℃-10℃=40℃
它们吸收的热量相等 即c水mΔt水=c沙子mΔt沙子
即4.2×103J/(kg ℃)×m×20℃=c沙子×m×40℃
解得,沙子的比热容
(5)在实验过程中,燃料不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量,计算结果不准确,不可靠。
【分析】(1)研究沙子和水的温度变化与吸热的关系,要控制质量相同;
(2)看清温度计的分度值,结合对应刻度读数;
(3)用相同的热源给沙子和水加热,在相同的时间内放出的热量相同;
(4)根据c水mΔt水=c沙子mΔt沙子,可求出沙子的比热容;
(5)在实验过程中,燃料不可能完全燃烧,且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收,同时水也会向外散热,不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量,计算结果不准确,不可靠。
30.(2023·九台模拟)探究“不同物质的吸热能力”实验中,取质量和初始温度都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图所示。
(1)图丙为某时刻的温度,其示数为 ℃;
(2)分析图丁可知,吸收相同热量,液体 升温更高;液体 更适合作汽车发动机的冷却液;
(3)若甲、乙液体从图丁所示的初始温度都升高到40℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】(1)39
(2)乙;甲
(3)2∶1
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)图丙为某时刻的温度,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为39℃。
(2)相同的加热器,可以保证加热时间相同时,两液体吸收的热量相等,所以分析图丁可知,吸收相同热量,即加热相同的时间时,乙液体升温更高,甲液体升温低;根据可知,乙的比热容小,甲的比热容大,则升高相同的温度时,甲液体吸收的热量多,制冷效果好,所以甲液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图丁所示的初温分别升高到40℃,吸收热量之比为2∶1,则升高的温度为Δt=40℃-20℃=20℃
甲、乙液体的比热容之比为
【分析】(1)根据温度计液柱位置,测量温度;
(2)质量和吸收热量相同时,温度差越小,比热容较大;
(3)根据热量和物体的质量、温度差的比值,计算比热容,再计算比值。
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