13.3比热容
一、单选题:本大题共8小题,共16分。
1.关于比热容,下列说法正确的是( )
A. 热传递中温度变化小的物体比热容大
B. 比热容是物质的特性之一,它与质量、吸收或放出的热量及温度的变化等因素无关
C. 热传递中质量小的物体比热容大
D. 两个物体,如吸收相等的热量能升高相同的温度,则它们的比热容相同
2.已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法正确的是( )
A. 将一块铜的质量减小一半,它的比热容减半
B. 质量相同的铜块和铝块,铜块的内能比铝块的内能小
C. 质量相同的铜块和铝块,吸收相同的热量,铜块升高的温度多
D. 质量和初温都相等的铜块和铝块,放出相等热量后相接触,热传递的方向是从铜块传给铝块
3.如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆地的土地( )
A. 比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B. 比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C. 比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D. 比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
4.城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的( )
A. 密度较大 B. 沸点较高 C. 比热容大 D. 流动性好
5.热平衡,指同外界接触的物体,其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时,物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换,即。将400g、的冷水与200g、的热水混合与外界无热量交换,混合后的温度是( )
A. B. C. D.
6.甲物体质量为2kg,乙、丙两物体质量都为1kg,三个物体初始温度都是,吸收相同热量后温度如图,以下说法正确的是( )
A. 甲的比热容比乙的大
B. 乙的比热容与丙的相等
C. 若乙、丙都升高相同的温度,乙比丙吸收的热量多
D. 若甲、丙都升高相同的温度,丙比甲吸收的热量多
7.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. 甲杯内液体的比热容大于乙杯内液体
B. 甲杯内液体的比热容小于乙杯内液体
C. 内甲杯内液体放出的热量比乙杯多
D. 甲、乙两杯液体放出的热量一样多
8.质量相同,温度相同的铝块甲和铁块乙,将它们分别加热,吸收相同的热量后接触,此时( )
A. 温度从甲传向乙 B. 热量从甲传向乙
C. 热量从乙传向甲 D. 甲、乙间不发生热传递
二、填空题:本大题共6小题,共12分。
9.如图,是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了_______的方式改变内能,手炉中装热水,是利用了水的_______较大。
10.“母亲节”这天,扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤,将装汤的碗放在有5kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的_____大,过了一会儿,水温由升高到,水吸收的热量为_____J。
11.质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时,铜比铅的温度升高得_______选填“多”或“少”;质量相同的铜和铅升高相同的温度,吸收热量多的是_______选填“铜”或“铅”。已知,。
12.网上曾热销一种“55度杯”,如图为其模型图,假设此模型杯内胆中封存着300g水,室温,现向杯中倒入200g,开水,摇一摇,热平衡后杯内水温迅速降至_____;将杯内水倒掉,再将200g室温的某液体倒入该杯,摇一摇,这种液体温度可升至,则这种液体的比热容为_____。[不计热损失,
13.将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的温度_______填“相同”或“不相同”。从沸水中吸热最多的是球_______。先达到100摄氏度的是_______球。
14.如图所示是热管的工作原理图,当热管的热端受热时,吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气,这一过程叫__________填物态变化的名称,蒸气在管子里跑到冷端_________选填“吸收”或“放出”热量变成液态,液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行,不断地将热量从热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后,温度升高了,则该液体的比热容为_________。
三、实验探究题:本大题共5小题,共30分。
15.在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:
小丽和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲所示。在组装器材时应先调节_________选填“A”或“B”的高度,调节它的高度是为了方便用酒精灯_________加热;
本实验中,通过比较_________的多少来反映物质吸收热量的多少;
组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出_________相等的水和煤油,分别加热相同的时间,比较水和煤油_________,得出结论。要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是_________;
为了比较不同物质的吸热能力,物理学中引入_________表示不同物质在这种性质上的差异;
在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图乙所示的装置。与原方案相比,该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是_____________________________。答出一个即可
16.如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置:在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油,用两个相同的酒精灯同时开始加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔记录一次温度。
选择两个相同的酒精灯进行实验的目的是使水和煤油_______。水和煤油吸收热量的多少是通过_______选填“温度计示数”或“加热时间”来反映的;
根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,水和煤油都加热相同时间,_______的温度变化快一些,由图像可知_______吸热能力更强些;
使用酒精灯加热水和煤油的过程,也是酒精的化学能不断转化为_______能的过程。水和煤油温度升高、内能增大的过程是通过_______的方式来实现的;
细心的同学还发现,水的温度达到后就不再变化,而煤油的温度却继续升高,由此可推断出煤油的_______比水的高。
17.小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出:______物质为水选填“甲”或“乙”,另一种液体的比热容为_________。我们用水来冷却汽车的发动机,那是因为水的比热容______。
18.某实验小组在“比较A、B液体谁更适合做发动机冷却剂”的实验中,他们设计了两种实验方案。
方案一:将质量相等、初温相同的甲、乙液体,分别装入两只规格相同的烧杯中,分别用两只酒精灯对烧杯加热,如图甲所示;
方案二:将质量相等、初温相同的甲、乙液体,分别装入两只规格相同的试管中,再将两支试管放在盛有水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热,如图乙所示。
实验小组经过讨论,选择方案二进行实验,观察实验现象,记录相关数据,并绘制出图像,如图丙所示。
他们一致认为方案二较好,因为该方案具有___________的优点。答出一个即可
从图像上可以看出:A液体的沸点是___________。
从图像上看,A液体的比热容___________选填“大于”“小于”或“等于”液体比热容。
通过对实验结果的分析,可以知道:__________选填“A”或“B”液体更适合做汽车发动机的冷却液。
19.小明了解到有种说法“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”。他采用题图的装置进行实验:在甲、乙两个相同的瓶子中装入等体积的热水,用两层灰色薄棉布包裹着甲瓶内层紧贴,外层相对宽松,用一层灰色厚棉布紧贴包裹着乙瓶,用数显温度计测量瓶中热水的温度,测得有关数据如题表所示。
题表
室温:
时间 0 20 40 60 80
甲瓶水温
乙瓶水温
题表中有一个温度值记录错误,该错误的温度值是__________。水温会先降到的是__________瓶。已知瓶中水的体积是350mL,该瓶中水的温度降至时,其放出的热量是__________J。
如果把瓶中的热水换成冰块,__________瓶中的冰块熔化较慢。分析实验结果,可猜想“在室内穿两件薄衣服比只穿一件厚衣服更保暖”的原因可能是两件薄衣服中间有__________。
请写出一个生活中与你的猜想相符合的例子:__________。
四、计算题:本大题共2小题,共16分。
20.质量为1kg的金属锅中放有2kg的水,现把它们从20加热到70,金属锅和水一共吸收了的热量。求:
水吸收的热量是多少?
金属锅的比热容是多少?
21.宁宁用电热水壶烧开水,已知电热水壶内装有质量1kg、初温为的水,求:
该电热水壶所装水的体积;
水加热到需要吸收的热量。[水的比热容为。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】【分析】
单位质量的某种物质温度每升高或降低所吸收或放出的热量为该物质的比热容;比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和所处的状态有关,而与物体的质量无关.
【解答】
【解析】
比热容是物质特性之一,与物质的种类有关,与物体的质量、吸收或放出的质量及温度变化等无关,故B正确,ACD错误。
故选
2.【答案】C
【解析】解:比热容是物质的一种特性,与质量无关,故将一块铜的质量减小一半,铜的比热容不变,故A错误;
B.影响物体内能的因素有物质的种类、质量、温度和状态,而选项中不确定铜块和铝块的温度,因此不确定二者之间的内能大小,故B错误;
C.根据可知,质量相同的铜块和铝块,吸收相同的热量,铜的比热容较小,因此铜块升高的温度多,故C正确;
D.根据可知,质量相同的铜块和铝块,放出相同的热量,铜的比热容较小,因此铜块降低的温度多,铜块和铝块初温相同,则铜块的末温较低,所以热传递的方向是从铝块传给铜块,故D错误。
故选:C。
比热容是指单位质量的某种物质温度升高或降低,吸收或放出的热量,比热容是物质的一种特性,其大小与物质的种类和状态有关,与质量、体积、形状、吸热或放热等无关;
内能的影响因素有:物质的种类、质量、温度和状态,据此分析;
根据可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容较小的物质,温度升高的多;
根据可知,质量相同的不同物质,放出相同的热量,比热容较小的物质,温度降低的多,则末温较低,再根据热传递的方向是从高温物体传递给低温物体来分析。
本题考查了学生对比热容计算公式的运用,以及对内能的了解,需要熟练掌握相关的基本知识点。
3.【答案】A
【解析】解:白天,太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,水的比热容比泥土、沙石的比热容大,海水温度上升慢;而海岸吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风;
夜晚,海岸和海水放出相同的热量,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆风,故A符合题意。
故选:A。
根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析海陆风和陆海风的形成过程。
本题主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握,应用好“相同的m、Q,c大的小”,也可以借助帮助记忆。
4.【答案】C
【解析】解:人工湖和湿地公园能调节气温,是因为水的比热容比较大,由可知在质量和吸收或放出的热量相同时,水升高或降低的温度少,使得周围的温度变化不明显,所以会起到调节气温的作用;调节气温与沸点、密度、流动性等没有关系,故只有选项C正确。
故选:C。
对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量时,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度时,水吸收或放出的热量多。
本题主要考查了水的比热容大的特点及应用,属于基础题目。
5.【答案】A
【解析】解:冷水和热水混合,混合后冷水和热水最后的温度相同,
设混合后的温度为,
冷水吸收的热量,
热水放出的热量,
又因为冷水与热水混合时与外界无热量交换,冷水吸收的热量与热水放出的热量相等,即,
所以,
解得混合后的温度。
故选:A。
冷水和热水混合,混合后冷水和热水最后的温度相同,设混合后的温度为,根据可计算出冷水吸收的热量,根据可计算出热水放出的热量,根据冷水与热水混合时与外界无热量交换,即冷水吸收的热量与热水放出的热量相等,可列出等式,然后求解出混合后的温度。
本题主要考查热量的计算公式的应用,其中根据冷水与热水混合时与外界无热量交换得出冷水吸收的热量与热水放出的热量相等是解题的关键。
6.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了吸热公式的灵活应用,明确比热容的概念和从图表中获取有用的信息是关键。
由题意可知,甲、乙、丙三物体的质量关系,由图可知三个物体吸收相同热量后,温度的变化,根据求出三物质的比热容,然后得出三物质的比热容关系;
根据得出升高相同温度时吸收的热量关系。
【解答】
由题意可知,甲物体的质量为2kg,乙、丙两物体质量都为1kg,
由图可知,三个物体吸收相同热量后,甲物体的温度变化了,乙物体的温度变化了,丙物体的温度变化了,
由可得,三物质的比热容分别为:
,
,
,
综上可知,甲和乙的比热容一样大,丙的比热容最小,故AB错误;
C.因为乙和丙的质量相同,乙的比热容比丙的比热容大,则升高的温度相同时,由可得,乙吸收的热量比丙吸收的热量多,故C正确;
D.因为甲的质量大于丙的质量,甲的比热容比丙的比热容大,则升高的温度相同时,由可得,甲吸收的热量比丙吸收的热量多,故D错误。
故选C。
7.【答案】D
【解析】根据题意可知,两杯内装有同种液体,所以两杯液体的比热容相等,故AB错误;
两杯液体的温度都是,1h时甲杯液体的温度是,乙杯液体的温度约是,6h时两杯液体的温度都是,利用可知,乙杯放出的热量多,两杯放出的热量相同,故C错误,D正确。
故选:D。
分析:比热容是物质的一种特性,同种物质、同种状态时的比热容相同;
甲、乙杯中液体的质量相同、比热容相同,确定、内的温度变化,利用比较放热多少。
本题考查比热容的概念及学生对热量的理解,难度不大,是一道基础题。
8.【答案】C
【解析】由公式
可知, ,铁块和铝块的质量以及吸收的热量相同,铁的比热容小于铝的比热容,所以铁块的温度升高值大于铝的温度升高值,由于初温相同,所以铁的末温大于铝的末温,热传递是从高温物体传向低温物体,所以热量会从铁块传给铝块。
故选C。
9.【答案】热传递 比热容
【解析】解:用热水袋暖手是把暖水袋的热量转移到手上,即通过热传递的方式改变手的内能;
在冬天,人们常在热水袋中装入热水来取暖,这是利用了水比热容大的特点。
故答案为:热传递;比热容。
改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程;做功过程是能量的转化过程,即机械能与内能之间相互转化;
水的比热容大,说明相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
本题考查了水的比热容大的特点及改变物体内能方式,考查学生灵活运用知识的能力。
10.【答案】比热容
【解析】由于水的比热容大,质量相同的水和其它物质相比,升高相同的温度,水吸热多,冷却效果好,所以将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性。
水吸收的热量
11.【答案】少 铜
【解析】,质量相同的铜和铅吸收相同的热量时,根据可知,,故铜比铅的温度升高得少;质量相同的铜和铅升高相同的温度,,故铜吸收的热量多.
12.【答案】
【解析】解:
①热水放出的热量:,冷水吸收的热量:;
假设热水放出的热量全部被凉水吸收,所以,
即;
解得。
②放入液体后,水温度降低度数,
水放出的热量:,
液体吸收的热量,液体升高温度:,
由得,液体的比热容:。
故答案为:52;。
①已知热水和冷水的质量、比热容以及初温、末温,根据和表示出冷水吸收的热量和热水放出的热量,列出平衡方程计算终温;
②热水放出的热量和液体吸收的热量相等,再根据吸热公式计算液体比热容。
本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,解决此类题目,要结合热量公式和热传递的条件进行分析解答。
13.【答案】相同;铝;铜
【解析】解:由于热传递的结果是温度相等,所以煮较长的一段时间后,三个金属球的温度都与沸水温度相同。
由于铝的比热容较大,升高相同的温度,比热容大的物体吸收的热量多,故从沸水中吸收热量最多的是铝球。
由分析可知,当升高的温度相同时,比热容越小,吸收的热量越少,吸热的时间越短;铜的比热容最小,所以铜吸热的时间最短,最先达到100摄氏度。
故答案为:相同;铝;铜。
解决此题可利用控制变量法进行分析,结合热量公式求解水温度的变化,吸收的热量。
解决此题要结合控制变量法和热量公式进行分析计算。
14.【答案】汽化 放出
【解析】热管的热端受热后,吸液芯里的液体在高温下,吸收热量,由液态变为气态,发生了汽化现象。
蒸气在管子里跑到冷端温度降低时,这些蒸气又遇冷变为液体,发生液化放出热量。
根据 可得,液体的比热容为
15.【答案】 A 外焰 加热时间 质量 升高的温度 秒表 比热容 见解析
【解析】组装实验器材时,应根据酒精灯及其外焰的高度先固定图中的A的高度,使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热,然后再固定图中的B部分,这样可以避免重复调整。
本实验中,用相同的酒精灯加热,通过比较加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,这里运用的实验方法是转换法。
要比较水和煤油的吸热能力,有两种比较方法:①分别加热相同的时间,比较水和煤油升高的温度,升温小的吸热能力强;②使它们升高相同的温度,比较加热时间,加热时间长的吸热能力强。两种方法中都要让两种液体的质量相同。
实验中分别对水和煤油加热相同的时间,为确保加热的时间相同,还需要一个测量时间的工具-秒表。
物理学中,引入“比热容”这一概念来表示不同物质的吸热能力。比热容越大,则物质的吸热能力就越强。
由图乙所示实验可知,实验中用同一烧杯采用“水浴法”对水与煤油同时加热,该方案避免两次加热,用同一热源加热确保在相同时间内吸收的热量相等。
16.【答案】 在相同时间内吸收的热量相同 加热时间 煤油 水 内 热传递 沸点
【解析】实验中用两个相同的酒精灯同时进行加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同;水和食用油在相同时间内吸收的热量相同,加热时间长放出的热量多,液体吸收的热量也多,所以实验中通过加热时间的长短来比较吸热多少,这用到了转换法。
分析图像可知,水和煤油加热相同时间,水和煤油吸收相同热量时,煤油温度升高较多;若使两者升高相同的温度,若升高
水加热16分钟,煤油加热8分钟,水用的时间是煤油的2倍,即水吸收的热量是煤油的2倍,则水吸收的热量较多,根据 可知,水的吸热能力更强些。
燃烧过程将化学能转化为内能,使用酒精灯加热水和煤油的过程,也是酒精的化学能不断转化为内能的过程;改变物体内能的方式有做功和热传递,水和煤油温度升高、内能增大的过程是酒精燃烧产生的内能通过热传递的方式传递给水和煤油的。
水的温度达到后就不再变化,说明已经达到了水的沸点,而煤油的温度却继续升高,说明煤油的温度还没有达到沸点,由此可推断出煤油的沸点比水的高。
17.【答案】 甲 大
【解析】时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,乙的温度降低得快,乙的比热容小;所以,甲液体的比热容大,甲物质为水。
由图题可知,水和液体的质量相同,水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,当时,水降低的温度为
液体降低的温度为
由可知,当m、Q相同时,c与成反比,故液体的比热容为
质量相同的水和气体物质相比,使发动机降低相同的温度时,由于水的比热容大,所以水从发动机处吸收的热量更多,冷却效果更好。
18.【答案】受热均匀 60 小于 B
【解析】方案二中,将两支试管放在盛有水的烧杯中,用酒精灯对烧杯加热,这样可以使得两支试管受热均匀。
从图像上可以看出,A液体当温度达到后,温度不增加了,故A液体温度达到了沸点。
从图像可以看出,质量相等、初温相同的A、B液体,吸收相同的热量后,A升高的温度大于B升高的温度,由知,A液体的比热容小于B液体的比热容。
汽车发动机的冷却液选取比热容比较高的液体,通过结果对比,B液体更适合做冷却液。
19.【答案】 乙 甲 空气 见解析
【解析】由于温度是逐渐降低的,不可能比初温还高,故可知甲瓶是错误的。
根据表格温度变化趋势可知,乙瓶中温度下降更快,故乙瓶中水温更快降到。
由于瓶中水的体积是350mL,可得水的质量为
根据 可得,放出的热量为
由于甲瓶保温更好,如果把瓶中的热水换成冰块,则甲瓶中的冰块熔化较慢。
可能是两件薄衣服中间有空气,减慢了热量的流失速度。
羽绒服内充满空气更保暖,双层玻璃隔热效果更好。
20.【答案】 ;
【解析】解:水吸收的热量是
金属吸收热量为
金属锅的比热容是
答:水吸收的热量是 ;
金属锅的比热容是 。
21.【答案】解:由得水的体积:
;
水吸收的热量:
答:该电热水壶所装水的体积为;
水加热到需要吸收的热量为
【解析】知道水的质量,利用密度公式求水的体积;
又知道水的初温和末温、水的比热容,根据吸热公式计算出水吸收的热量;
本题考查了密度公式、吸热公式的应用,属于基础题目.
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