中小学教育资源及组卷应用平台
第3讲 比热容
【考情分析】
考点(知识点) 重要程度 考情分析 本讲教学目标 升学教学目标
比热容 ★☆☆ 理解能力 理解 理解
热量的计算 ★★☆ 计算能力、逻辑思维能力 掌握 掌握
注:★☆☆:普通考点知识点;★★☆:中考、高考高频考点;★★★:中高考重点、难点、必考点;
【知识导图】
【知识梳理】
知识点一、比热容
定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
定义式:。
单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
一些常见物质的比热容
知识诠释:
比热容是物质本身的一种性质
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2. 水的比热容比较大,是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,我们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
题型一:比热容概念
【例1】下面有关比热容的说法中,正确的是( )
A.夏天在河边游玩感觉河水凉,但河边的岩石却很烫,原因是水的比热容比岩石小
B.汽车发动机用水来冷却,是因为水具有较大的比热容
C.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
D.铜的比热容比铝小,所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高
[变式1]关于比热容的说法,正确的是( )
A.同种物质的比热容是相同的
B.不同物质的比热容是不同的
C.等质量的两种物质,相同时间、吸收相同的热量,比热容大的升温慢
D.一杯水倒出一部分,杯内剩余水的比热容变小
[变式2]下列情况中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.杯子中的水凝结成冰
C.将一个铁块加工成铁板 D.将锅中15℃的水加热到45℃
题型二:水比热容的利用
【例2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法,与此特点无关的是( )
A.暖气设备用热水供暖 B.汽车发动机用水冷却
C.在地面上洒水来纳凉 D.往稻田里灌水防秧苗冻坏
[变式1]水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下面事例中不是利用这一特性的是( )
A.流动的热水流过散热器取暖
B.进入冬季,宁夏南部山区晚上向小麦地里放水,以防冻坏麦苗
C.夏天,常常在地面上洒水来降低室温
D.银川城区大面积建造人工湖,以降低“热岛效应”
[变式2]比热容是物质的一种性质,自然界中水的比热容较大。下列各种生活实例或自然现象中,不能用“水的比热容大”解释的是( )
A.海边,海水的温度变化比砂石小
B.“暖气”用水作为介质,为室内供暖
C.生物体内的水的比例很高,有助于调节自身温度
D.在插有鲜花的花瓶中放一些水,可以延缓花的枯萎
题型三:生活中比热容问题
【例3】根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是( )
A. B. C. D.
[变式1]小红和小兰同学分别住荣湾湖和万福来(城市中心)附近,暑假期间她们俩对一天的气温分别进行了测量并将温度记录如图中,由图可以判断( )
A.小红住在荣湾湖 B.小兰住在荣湾湖
C.小红、小兰都住在荣湾湖 D.小红、小兰都住在万福来
[变式2]如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:白天在相同日照条件下,与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,升温较快,气温较高 B.比热容较小,升温较慢,气温较低
C.比热容较大,升温较快,气温较高 D.比热容较大,升温较慢,气温较低
知识点二:热量的计算
表达式 Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。 c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) m—质量,单位:千克(kg) △t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温
吸热(升温) Q吸=cm△t=cm(t-t0)
放热(降温) Q放=cm△t= cm(t0-t)
题型四:吸放热简单计算
【例4】用煤气灶把初温为20℃,质量为2kg的水加热到70℃,水吸收的热量为______。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
[变式]一只电热快速开水壶,内装质量为1.5kg,初温为20℃的水,在对水加热的过程中,水的内能____,将这些水烧开,水吸收的热量是 .[当地气压为1标准大气压,c水=4.2×103J/(kg ℃)].
题型五:图像问题
【例5】如图是用两个相同的加热器对质量相同的甲、乙两液体加热后它们的温度随时间的变化关系图像。假设加热过程中热量损失相同,已知甲、乙两液体中有一种是水。甲、乙两液体的比热容之比为______,其中______(选填“甲”或“乙”)是水。
[变式]用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质A和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,则物质A的比热容______(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容;加热3 min水吸收的热量约为______J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
题型六:冷热混合问题
【例6】把一金属块加热到100℃,投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃;迅速取出金属块,放到火炉里加热很长时间后,此时水温已经降到17℃,拿出金属块迅速投入那杯水中,水温又升高45℃,已知水的质量为金属质量的2倍,则金属块的比热容为______,火炉的温度是______℃(不计热量损失)。
[变式]学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250g,温度为20℃水中,致使水温最后升高到60℃(不计热损),请计算炉温为____℃【c水=4.2×103J/(kg ℃),c铁= 0.46×103J/(kg·℃),计算结果取整】
【题型演练】
一、单选题
1.在下列过程中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.把铜放在热水中再取出 B.把煤块碾成煤粉
C.水凝固成冰 D.一杯水倒掉一半
2.冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是( )
A.比热容不变,温度改变 B.比热容改变,温度不变
C.比热容、温度都增加 D.比热容、温度都不变
3.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下列事例中与它的这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.汽车发动机用循环水冷却
C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗 D.北方冬季贮菜人们在地窖里放几桶水
4.湿地被称为“地球之肾”,它能调节空气湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水具有较大( )
A.热量 B.内能 C.温度 D.比热容
5.如图,利用了“水的比热容大”这一特性的是( )
A.利用水冷却 B.利用水做功
C.利用水造雪 D.利用水扑火
6.甲、乙两种物质的质量之比是2:3,比热容之比是3:5,它们吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体升高温度之比是( )
A.5:4 B.4:5 C.1:5 D.5:1
7.下列事例中,没有利用水的比热容大这一特性的是( )
A.在北方冬天,菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏
B.供暖系统用热水循环供热
C.海边昼夜温差变化比沙漠中小
D.汽车的发动机用水降温
8.甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的同种液体,在恒温的室内静置,两杯液体的温度—时间变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的比热容大于乙杯 B.甲杯液体的比热容小于乙杯
C.0~1h乙杯液体放出的热量比甲杯多 D.0~6h甲杯液体放出的热量比乙杯多
9.现有甲、乙两个实心金属球,初温度、质量均分别为25℃和3kg,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了30℃,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水又降低了30℃,不计热量损失,则甲球的比热c甲和乙球的比热c乙的大小关系是( )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.以上三种情况都有可能
二、填空题
10.将一杯水倒掉半杯,水的比热容大小将______(选填“变小”或“不变”或“变大”)。用水作为汽车的发动机及发电站中汽轮机的冷却剂,是利用了水______的特点。
11.小明在玻璃试管内装入1kg沙子,将温度计插在沙子中,用力晃动十余下,发现温度计示数变大了0.3℃,这说明沙子的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)了,这主要是通过________的方式改变沙子的内能在这个过程中沙子相当于吸收________J的热量。()
12.用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,根据测量数据绘制如图所示图像,由图可知,_____物质升温更慢,_____物质的比热容更大(选填“甲”或“乙”)。
三、实验题
13.如图是“探究不同物质吸热能力”的实验装置。实验时将质量、初温相等的煤油和水分别装入两个相同的烧杯中,然后用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度,实验记录如表所示。请你解答下列问题:
加热时间t/min 0 2 4 6 8
温度/℃ 煤油 20 24 28 32 36
水 20 22 24 26 28
(1)除了温度计、停表外,实验还需要使用的测量工具是__________;
(2)选用相同的酒精灯加热目的是:保证相同时间内水和煤油__________相同。
四、计算题
14.小明将一盒200克牛奶放入质量为1千克的热水中加热,过了一会儿热水的温度降低了5℃。求热水所放出的热量Q放。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15.需要配制68kg、50℃的洗澡水,现在有足量的凉水、热水,凉水的温度为20℃,热水的温度80℃,求需要凉水和热水各多少千克?(温馨提示:凉水吸热与热水放热相等)[]。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第2讲 内能
【考情分析】
考点(知识点) 重要程度 考情分析 本讲教学目标 升学教学目标
比热容 ★☆☆ 理解能力 理解 理解
热量的计算 ★★★ 计算能力、逻辑思维能力 掌握 掌握
注:★☆☆:普通考点知识点;★★☆:中考、高考高频考点;★★★:中高考重点、难点、必考点;
【知识导图】
【知识梳理】
知识点一、比热容
定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
定义式:。
单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃),比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。
物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
一些常见物质的比热容
知识诠释:
比热容是物质本身的一种性质
(1)同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收(或放出)热量的多少及温度的改变无关。
(2)同一种物质在不同的状态下比热容不同,如冰、水的比热容是不同的。
2. 水的比热容比较大,是4.2×103J/(㎏·℃)。主要表现:
(1)由于水的比热容较大,一定质量的水升高(或降低)一定的温度吸收(或放出)的热量较多,我们用水作为冷却剂和取暖用。
(2)由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气候。夏天,太阳晒到海面上,海水的温度升高过程中吸收大量的热,所以人们住在海边并不觉得特别热;冬天,气温低了,海水由于温度降低而放出大量的热,使沿海气温降得不是太低,所以住在海边的人又不觉得特别冷。
题型一:比热容概念
【例1】下面有关比热容的说法中,正确的是( )
A.夏天在河边游玩感觉河水凉,但河边的岩石却很烫,原因是水的比热容比岩石小
B.汽车发动机用水来冷却,是因为水具有较大的比热容
C.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
D.铜的比热容比铝小,所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高
【答案】B
【详解】A.因为水的比热容比岩石的大,相同质量的水和岩石比较,吸收相同的热量(都在太阳照射下),水的温度升高的少,河水是凉凉的,而岩石的温度升高的多,热得烫脚,故A错误;
B.汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高,故B正确;
C.比热容是物质的一种特性,和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系,与物质的种类和状态有关,故C错误;
D.根据Q=cmΔt可知,物体温度的变化与吸收热量的多少、比热容的大小以及质量有关,因此只确定比热容、热量的关系,不确定质量关系时,无法比较铜与铝温度变化的高低,故D错误。
故选B。
[变式1]关于比热容的说法,正确的是( )
A.同种物质的比热容是相同的
B.不同物质的比热容是不同的
C.等质量的两种物质,相同时间、吸收相同的热量,比热容大的升温慢
D.一杯水倒出一部分,杯内剩余水的比热容变小
【答案】C
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与物质的种类、物态等因素有关,如;水和冰,它们属于同种物质,但比热容不同,故A错误;
B.不同物质的比热容有可能是相同的,如:冰和煤油,常温常压,它们的比热容都是,故B错误;
C.根据,等质量的两种物质,相同时间、吸收相同的热量,比热容大的升高的温度低,升温慢,故C正确;
D.比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量无关;一杯水倒出一部分,杯内剩余水的比热容不变,故D错误。
故选C。
[变式2]下列情况中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.杯子中的水凝结成冰
C.将一个铁块加工成铁板 D.将锅中15℃的水加热到45℃
【答案】B
【详解】物质的比热容是物质本身的一种特性。与物质种类及状态有关,与质量大小、温度变化、热量多少没有关系。所以一杯水倒去一半、将一个铁块加工成铁板和将锅中15℃的水加热到45℃的情况下,物质的比热容不会发生变化。而水凝结成冰,状态发生改变,比热容也会发生改变。故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
题型二:水比热容的利用
【例2】水的比热容较大在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。下列做法,与此特点无关的是( )
A.暖气设备用热水供暖 B.汽车发动机用水冷却
C.在地面上洒水来纳凉 D.往稻田里灌水防秧苗冻坏
【答案】C
【详解】A.因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故冬天室内的暖气用热水循环供热,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质,故B不符合题意;
C.炎热的夏天,往室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,不是利用水的比热容大的特点,故C符合题意;
D.水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故D不符合题意。
故选C。
[变式1]水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下面事例中不是利用这一特性的是( )
A.流动的热水流过散热器取暖
B.进入冬季,宁夏南部山区晚上向小麦地里放水,以防冻坏麦苗
C.夏天,常常在地面上洒水来降低室温
D.银川城区大面积建造人工湖,以降低“热岛效应”
【答案】C
【详解】A.让流动的热水流过散热器取暖,由于水的比热容大,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A不符号题意;
B.进入冬季,宁夏南部山区晚上向小麦地里放水,由于水的比热容大,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,可防冻坏秧苗,故B不符号题意;
C.夏天,往室内地面上洒水降温,是利用了水的蒸发吸热,与比热容大小无关,故C符号题意;
D.城市修建人工湖,使水的覆盖面积增大,因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量,温度升高的少,可以减弱热岛效应,故D不符号题意。
故选C。
[变式2]比热容是物质的一种性质,自然界中水的比热容较大。下列各种生活实例或自然现象中,不能用“水的比热容大”解释的是( )
A.海边,海水的温度变化比砂石小
B.“暖气”用水作为介质,为室内供暖
C.生物体内的水的比例很高,有助于调节自身温度
D.在插有鲜花的花瓶中放一些水,可以延缓花的枯萎
【答案】D
【详解】A.水的比热容比砂石的比热容大,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化较小,海边,海水的温度变化比砂石小,故A不符合题意;
B.北方楼房内的“暖气”用水作为介质,水的比热容比较大,和其它介质相比,降低相同的温度,水放出的热量更多,故B不符合题意;
C.生物体内水的比例高,利用比热容较大,有助于调节自身的温度,故C符合题意。
D.在插有鲜花的花瓶中放一些水,鲜花可以吸收水分,延缓花的枯萎,不能用“水的比热容大”解释,故D不不符合题意。
故选C。
题型三:生活中比热容问题
【例3】根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是( )
A.B.C. D.
【答案】D
【详解】水的比热容比砂石的比热容大,相同质量的水和砂石,在相同受热或者放热的情况下,温度变化小,所以海洋比陆地的昼夜温度小,同时天气晴朗时,白天地面吸收的热量多,夜晚地面放出的热量多,天气为多云时,白天由于云层的阻挡,地面吸收太阳的热量较少,夜晚地面放出的热量由于云层的阻挡,散失的热量较少,所以昼夜温差最小的是天气为多云时的海洋,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
[变式1]小红和小兰同学分别住荣湾湖和万福来(城市中心)附近,暑假期间她们俩对一天的气温分别进行了测量并将温度记录如图中,由图可以判断( )
A.小红住在荣湾湖 B.小兰住在荣湾湖
C.小红、小兰都住在荣湾湖 D.小红、小兰都住在万福来
【答案】A
【详解】水和沙石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左图是水多的地方一天中温度随时间变化的图线。由于荣湾湖中的水多,万福来周围沙石多,故左图为荣湾湖的温度变化曲线,小红住在荣湾湖,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
[变式2]如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:白天在相同日照条件下,与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,升温较快,气温较高 B.比热容较小,升温较慢,气温较低
C.比热容较大,升温较快,气温较高 D.比热容较大,升温较慢,气温较低
【答案】A
【详解】白天,在太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,由于水的比热容比泥土、沙石的比热容大,所以海水温度上升较慢;而海岸吸收热量后,温度上升较快,气温较高,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
知识点二:热量的计算
表达式 Q吸—吸收的热量,单位:焦(J),Q放—放出的热量。 c—比热容,单位:焦每千克摄氏度(J/(kg·℃)) m—质量,单位:千克(kg) △t—变化的温度(升高或降低的温度),单位:摄氏度(℃);t0—初始温度、t—末温
吸热(升温) Q吸=cm△t=cm(t-t0)
放热(降温) Q放=cm△t= cm(t0-t)
题型四:吸放热简单计算
【例4】用煤气灶把初温为20℃,质量为2kg的水加热到70℃,水吸收的热量为______。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】
【详解】[1]水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J
[变式]一只电热快速开水壶,内装质量为1.5kg,初温为20℃的水,在对水加热的过程中,水的内能____,将这些水烧开,水吸收的热量是____.[当地气压为1标准大气压,c水=4.2×103J/(kg ℃)].
【答案】 增大 5.04×105
【详解】对水加热,通过热传递的方式增加水的内能;
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg ℃)×1.5kg×(100℃﹣20℃)=5.04×107J。
题型五:图像问题
【例5】如图是用两个相同的加热器对质量相同的甲、乙两液体加热后它们的温度随时间的变化关系图像。假设加热过程中热量损失相同,已知甲、乙两液体中有一种是水。甲、乙两液体的比热容之比为______,其中______(选填“甲”或“乙”)是水。
【答案】 3∶7 乙
【详解】[1]由图可知,初温都为20℃,加热时间90min后,两物质的末温t甲=90℃,t乙=50℃
因为m甲=m乙,Q吸甲=Q吸乙,根据得,甲、乙两液体的比热容之比
[2]由图像可以看出,在相等时间内,液体甲温度变化量大,而两个加热器相同、加热时间相等时,两种液体吸收的热量相等,由可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,末温高的液体比热容小,所以甲的比热容小,乙的比热容大,故乙液体是水。
[变式]用两个相同的电热器给质量同为2 kg的物质A和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,则物质A的比热容______(选填“小于”“大于”或“等于”)水的比热容;加热3 min水吸收的热量约为______J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 小于 5.04×105
【详解】[1]根据图像可以知道相同时间A的升温要比水快,比热容大的升温慢,比热容小的升温快,故物质A的比热容小于水的比热容。
[2]3min后水升温为80℃,初温为20℃,水吸收的热量为
题型六:冷热混合问题
【例6】把一金属块加热到100℃,投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃;迅速取出金属块,放到火炉里加热很长时间后,此时水温已经降到17℃,拿出金属块迅速投入那杯水中,水温又升高45℃,已知水的质量为金属质量的2倍,则金属块的比热容为______,火炉的温度是______℃(不计热量损失)。
【答案】 525 622
【详解】(1)已知水的质量为金属质量的2倍,假设金属质量为m,则水的质量为2m,把一金属块加热到100℃,投入到15℃的一杯水中,水温升高到20℃,水吸收的热量等于金属块放出的热量,则
可得
(2)假设金属块第二次在火炉中取出的温度为t,则水和金属块的末温为
水吸收的热量等于金属块放出的热量,则,代入数据后计算可得。
[变式]学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100g的铁块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250g,温度为20℃水中,致使水温最后升高到60℃(不计热损),请计算炉温为____℃【c水=4.2×103J/(kg ℃),c铁= 0.46×103J/(kg·℃),计算结果取整】
【答案】973
【详解】不计热损情况下,出炉后的高温铁块向低温水进行热传递,最终温度趋于一致后不再传热,铁块放出的热量等于水吸收的热量,即,
联立可得,代入数据可得,
解得
【题型演练】
一、单选题
1.在下列过程中,物质的比热容会发生变化的是( )
A.把铜放在热水中再取出 B.把煤块碾成煤粉
C.水凝固成冰 D.一杯水倒掉一半
【答案】C
【详解】物质的比热容是物质本身的一种特性,与形状、位置无关,与物质的状态、种类有关。
A.把铜放在热水中再取出,铜物质并没有改变,比热容不会发生变化,故A不符合题意;
B.把煤块碾成煤粉,物质种类并没有发生改变,比热容不会发生变化,故B不符合题意;
C.水结冰,物质的状态发生了变化,比热容会发生改变,故C符合题意;
D.一杯水倒掉一半,水还是水,物质种类没有改变,比热容不会发生变化,故D不符合题意。
故选C。
2.冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是( )
A.比热容不变,温度改变 B.比热容改变,温度不变
C.比热容、温度都增加 D.比热容、温度都不变
【答案】B
【详解】冰在熔化过程中,吸收热量,内能增加,但温度保持不变,由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关,当冰熔化成水后,比热容变大,故B正确,ACD错误。
故选B。
3.水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务,下列事例中与它的这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.汽车发动机用循环水冷却
C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗 D.北方冬季贮菜人们在地窖里放几桶水
【答案】D
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以让流动的热水流过散热器取暖,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故C不符合题意;
D.冬天菜窖里放几桶水防止蔬菜冻坏,即是利用水凝固放热,故与水的比热容无关,故D符合题意;
故选D。
4.湿地被称为“地球之肾”,它能调节空气湿度和温度,其中能调节温度主要是因为水具有较大( )
A.热量 B.内能 C.温度 D.比热容
【答案】D
【详解】因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,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,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
5.如图,利用了“水的比热容大”这一特性的是( )
A.利用水冷却 B.利用水做功
C.利用水造雪 D.利用水扑火
【答案】A
【详解】A.利用水进行冷却,利用的是水的比热容大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度可以吸收更多的热量。故A符合题意;
B.利用水做功,将内能转化为机械能,没有利用水的比热容大,故B不符合题意;
C.利用水造雪,液态的水变为固态的雪,这是凝固现象,故C不符合题意;
D.利用水扑火,是用水隔绝空气,减少可燃物与空气接触,故D不符合题意。
故选A。
6.甲、乙两种物质的质量之比是2:3,比热容之比是3:5,它们吸收的热量之比是1:2,则甲、乙两物体升高温度之比是( )
A.5:4 B.4:5 C.1:5 D.5:1
【答案】A
【详解】已知,,根据知甲、乙两物体升高温度之比为,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.下列事例中,没有利用水的比热容大这一特性的是( )
A.在北方冬天,菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏
B.供暖系统用热水循环供热
C.海边昼夜温差变化比沙漠中小
D.汽车的发动机用水降温
【答案】A
【详解】A.在北方冬天,菜窖里放几桶水可以防止菜被冻坏,利用水凝固时放出热量,不是利用水的比热容大的特点,故A符合题意;
B.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故B不符合题意;
C.沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,昼夜温差小;沙漠地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸放热条件下,砂石的温度变化大,故C不符合题意;
D.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车的发动机用水降温,故D不符合题意。
故选A。
8.甲、乙两保温杯装有初温相同、等质量的同种液体,在恒温的室内静置,两杯液体的温度—时间变化图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.甲杯液体的比热容大于乙杯 B.甲杯液体的比热容小于乙杯
C.0~1h乙杯液体放出的热量比甲杯多 D.0~6h甲杯液体放出的热量比乙杯多
【答案】C
【详解】AB.比热容与种类和状态有关,根据题意可知两杯装有同种液体,所以两杯液体的比热容相等,故AB错误;
CD.由图像可知,两杯液体的起始温度都是100℃,1h后甲杯液体的温度是80℃,乙杯液体的温度约是50℃,6h后两杯液体的温度都是20℃,所以0~1h乙杯液体降低的温度多,0~6h两杯液体降低的温度相同,根据Q=cmΔt,可知0~1h乙杯放出的热量多,0~6h两杯放出的热量相同,故C正确,D错误。
故选C。
9.现有甲、乙两个实心金属球,初温度、质量均分别为25℃和3kg,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了30℃,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水又降低了30℃,不计热量损失,则甲球的比热c甲和乙球的比热c乙的大小关系是( )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【详解】甲、乙两球温度相等,设为t0,设开始时水温为t,甲在水中达到热平衡后温度变化了Δt甲=t-30℃-t0=t-30℃-25℃=t-55℃,乙在水中达到热平衡后温度变化了Δt乙=t-30℃-30℃-t0=t-60℃-25℃=t-85℃,所以Δt甲>Δt乙,在这两种情况下,水释放出的热量Q放=m水c水Δt水=30℃×m水c水相等,所以热平衡时,甲、乙吸收的热量相等,而甲、乙吸收的热量分别为Q吸甲=m甲c甲Δt甲,Q吸乙=m乙c乙Δt乙,又因为m甲=m乙,Δt甲>Δt乙,所以c甲<c乙。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
二、填空题
10.将一杯水倒掉半杯,水的比热容大小将______(选填“变小”或“不变”或“变大”)。用水作为汽车的发动机及发电站中汽轮机的冷却剂,是利用了水______的特点。
【答案】 不变 比热容大
【详解】[1]比热容是物质的一种特性,与质量的大小无关,一杯水倒出一半后,剩下水的比热容不变。
[2]用水作为汽车的发动机及发电站中汽轮机的冷却剂,是因为水的比热容大,与其他物质相比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,冷却效果好。
11.小明在玻璃试管内装入1kg沙子,将温度计插在沙子中,用力晃动十余下,发现温度计示数变大了0.3℃,这说明沙子的内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)了,这主要是通过________的方式改变沙子的内能在这个过程中沙子相当于吸收________J的热量。()
【答案】 增大 做功 360
【详解】[1][2]用力晃动试管十余下,发现温度计示数变大了,说明沙子的温度升高了,这是因为晃动试管时,试管内的沙子互相摩擦做功,将机械能转化为内能,使沙子的内能增大。
[3]在这个过程中沙子相当于吸收的热量
12.用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,根据测量数据绘制如图所示图像,由图可知,_____物质升温更慢,_____物质的比热容更大(选填“甲”或“乙”)。
【答案】 乙 乙
【详解】[1]分析图像可知:相同的时间内,甲的温度变化值大,甲的温度升高快,乙物质升温更慢。
[2]根据公式知,甲、乙两种物质的质量相等,加热相同的时间它们吸收的热量也是相等的,甲升高的温度值大,甲的比热容小,乙物质的比热容更大。
三、实验题
13.如图是“探究不同物质吸热能力”的实验装置。实验时将质量、初温相等的煤油和水分别装入两个相同的烧杯中,然后用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度,实验记录如表所示。请你解答下列问题:
加热时间t/min 0 2 4 6 8
温度/℃ 煤油 20 24 28 32 36
水 20 22 24 26 28
(1)除了温度计、停表外,实验还需要使用的测量工具是__________;
(2)选用相同的酒精灯加热目的是:保证相同时间内水和煤油__________相同。
【答案】 天平 吸热
【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,除了温度计、停表外,实验还需要使用的测量工具是天平。
(2)[2]根据转换法,选用相同的酒精灯加热目的是:保证相同时间内水和煤油吸热相同。
四、计算题
14.小明将一盒200克牛奶放入质量为1千克的热水中加热,过了一会儿热水的温度降低了5℃。求热水所放出的热量Q放。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】2.1×104J
【详解】解:由题意知,水的质量为m水=1kg,热水放出的热量为
Q放=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×5℃=2.1×104J
答:热水放出的热量为2.1×104J。
15.需要配制68kg、50℃的洗澡水,现在有足量的凉水、热水,凉水的温度为20℃,热水的温度80℃,求需要凉水和热水各多少千克?(温馨提示:凉水吸热与热水放热相等)[]。
【答案】34kg,34kg
【详解】解:需要配制68kg、50℃的洗澡水,即凉水和热水的总质量为68kg,凉水和热水达到热平衡时的温度为50℃。设凉水的质量为m凉水,则热水的质量为
凉水的温度从20℃升高到50℃,则凉水升高的温度
热水的温度从80℃降低到50℃,则热水降低的温度
由题可知,则,即
所以,解得,则热水的质量
答:需要凉水和热水均为34千克。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)