13.1 热量 比热容 同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________学号:___________
一、单选题
1.在国际单位制中,热量的单位是( )
A.牛(N) B.焦耳(J) C.瓦特(W) D.安培(A)
2.下列各种情况下,物质的比热容会发生变化的是 ( )
A.水凝固成冰 B.一杯水倒去一半
C.让水吸收更多的热量 D.15 ℃的水变成45 ℃的水
3.许多公园里都有供游人休息的石凳或木椅,在夏日阳光的照射下,用手摸石凳和木椅,感到石凳比木椅热。对于产生这种现象的原因是( )
A.石头比木头的质量大
B.石头比木头的比热容小
C.石头比木头的密度大
D.石头比木头传热
4.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体。用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多
5.小明用如图所示完全相同的两套加热装置进行探究“水的吸热与其温度、质量的关系”实验,下列说法不正确的是( )
A. 实验中加热相同的时间,甲、乙吸收的热量相同
B. 实验中加热相同的时间,甲装置的温度变化较大
C. 实验中温度变化相同时,甲装置需要的加热时间长
D. 实验中温度计的规格需要控制相同
6.在没有电热毯等取暖设备的年代,人们用如图所示的玻璃瓶装满开水放进被窝暖脚,睡觉前灌开水进去放被窝里,第二天早上还感觉温温的,水的比热容为,这样一瓶水一夜放出的热量大约为( )
A. B. C. D.
7.小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图像如图所示。下列分析不正确的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高 B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小 D.利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
8.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质热时它们的温度随时间 t 变化的图像,其中a、c质 量相同。下列对图像的分析正确的是( )
A.b 的比热容小于 c 的比热容
B.t1 ~t2时间内物质 a 的温度不变, 内能不变
C.温度从T1升高到T2时, a 物质吸收的热量比 b 多
D.如果 a 、 b 是同种物质, b 的质量大于 a 的质量
二、填空题
9.一家火锅店用某种材质的纸折成火锅,加上水,放在点燃的天然气炉上涮菜,如图所示。纸锅中的水在沸腾过程中温度 (选填“继续升高”或“保持不变”),该温度低于纸的着火点。若纸锅中水的质量为1kg,水温从20℃升高到100℃,则水需要吸收 J的热量。[已知水的比热容为]
10.如图所示的“胶囊胃镜”是一种磁控微型机器人,重0.05N,患者吞服后15分钟即可完成胃部检查。胶囊的质量为 g,胶囊材料比热容为2000J/(kg·°C),胶囊进入胃部后,温度从25°C上升到37°C,该过程胶囊吸收 J的热量。(g取10N/kg)
11.水的比热容为,现有1kg水,用掉了一半,则剩余水的比热容将 ;若剩余的水又凝固成了冰,其比热容将 。(本题选填“变大”、“变小”或“不变”)
12.在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中,自下而上安装了如图甲所示的装置,温度计所显示水的初始温度为 ℃,得到的温度随时间变化的图像如图乙所示,可知水的沸点为 ℃,烧杯内的水在前7分钟内吸收了 J的热量。[ρ水=1.0×103kg/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
三、实验题
13.为了比较甲乙两种不同液体吸热情况,某同学做了如图所示的探究实验,并在实验过程中记录了下表中的数据.
质量/g 温度升高10℃所需时间/s 温度升高20℃所需时间/s 温度升高30℃所需时间/s
液体甲 30 96 202 323
液体乙 30 64 133 212
(1)该实验中,在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙,并用两个相同的酒精灯对其加热,这其中运用了常用的物理科学方法,即 .
(2)在该实验中利用了“转化思想”,即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙 .
(3)对表中数据进行分析,液体乙的比热容 (选填“大于”、“小于”或“等于”)液体甲的比热容.
14.为了比较水和沙子吸热能力的大小,小石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,实验数据记录如下表:
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)本实验中除了图中已有的测量工具,还需要 和 ;
(2)在此实验中,用 反映水和沙子吸热的多少;
(3)分析表格中的数据,可得出的结论是: ;
(4)下列事实能用上述实验结果解释的是( )
A.固体和液体很难被压缩
B.50mL酒精和50mL水混合,总体积小于100mL
C.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
D.多次用力晃动装有沙子的玻璃试管后,发现沙子变热
(5)小七利用图丙对冰进行了加热,绘制了如图丁中冰的熔化过程中的部分图像。已知到达C点时,试管里的冰恰巧完全熔化成了水,请利用所学习的知识画出C点之后,水在2分钟内的温度随时间变化的大致图像。(已知水的比热容是冰的比热容的2倍)
四、计算题
15.吃早饭时,妈妈用热水给小雪加热250g的袋装牛奶,为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃,妈妈至少要用60 ℃的热水多少kg?[水的比热容为),设该牛奶的比热容为,不计热量损失]
16.如图所示的是某种物质熔化的图像,该物质的质量为100g,从开始熔化到刚好熔化结束吸收的热量为9000J。假设该物质在单位时间内吸收的热量是相同的。
(1)该物质在固态时吸收的热量是多少?
(2)该物质在液态时的比热容是多少?
参考答案
1.【答案】B
【详解】在物理学中,热量与功的国际单位均为焦耳。故ACD错误,不符合题意;B正确,符合题意。
2.【答案】A
【详解】比热容是物质的一种特性,其大小只与物质的种类和状态有关,与质量、吸收或放出的热量、温度等无关,故A正确,B、C、D错误。
3.【答案】B
【详解】木头的比热容比石头大,相同质量的木头与石头,吸收相同热量后,木头升高的温度比较少,所以在夏日阳光的照射下,用手摸石凳和木椅,感到石凳比木椅热,故ACD不符合题意,B符合题意。
4.【答案】A
【详解】ACD.用同一热源加热相同的时间,物体吸收的热量是相同的。读图像可以知道,在吸收热量相同时,甲液体升高的温度小,根据比热容定义可以知道,甲的比热容比乙大。故A正确,CD错误;
B.读图像可以知道,升高相同的温度,对甲加热的时间长,即甲吸收的热量多。故B错误。
5.【答案】B
【解析】实验中用相同的加热装置进行加热,当加热相同时间时,两装置吸收的热量相同,故正确,不符合题意;当物体温度升高或降低时,它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度变化的多少成正比,加热相同的时间,甲装置烧杯中的水较多,水的质量较大,温度变化较小,故错误,符合题意;实验中温度变化相同时,甲装置烧杯中水较多,需要吸收较多的热量,故需要的加热时间长,故正确,不符合题意;实验中温度计的作用是读取水的温度,为了方便比较,需要控制温度计的规格相同,故正确,不符合题意。故选。
6.【答案】C
【详解】玻璃瓶中装满水的体积,由得水的质量为;水的初温约为,水的末温约为,水放出的热量,与选项最接近。故选。
【识题解读】
7.【答案】B
【详解】A.由图可知,早晨6时,海水的温度为15℃,沙子的温度为10℃,海水的温度比沙子高,故A正确,不符合题意;
B.在同一片天空,太阳每小时放出的热量相同,即海水和沙子每小时吸收的热量相同,故6时到14时,沙子吸收的热量和海水吸收的热量相等,故B错误,符合题意;
C.由图可知,在14时海水温度比沙子低,在22时海水的温度比沙子高,故14时到22时,海水降低的温度比沙子小,故C正确,不符合题意;
D.根据可知,相同质量的海水和沙子,吸收或放出相同的热量温度变化大的比热容小,温度变化小的比热容大,故利用此图像可以比较海水和沙子的比热容,故D正确,不符合题意。
8.【答案】D
【详解】A.用相同的加热装置对b、c两种物质加热时,0~t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,但由于不知道b、c质量的大小,不能判断出b、c比热容的大小,故A错误;
B.t1~t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故B错误;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cmΔt知,b的质量大于a的质量,故D正确。
9.【答案】保持不变;3.36×105J
【详解】水沸腾时仍要继续吸热,温度不变。
若纸锅中水的质量为1kg,水温从20℃升高到100℃,则水需要吸收的热量为
10.【答案】5;120
【详解】胶囊的质量
胶囊吸收的热量Q吸=cmΔt=2000J/(kg·°C)×0.005kg×(37℃-25℃)=120J
11.【答案】不变;变小
【详解】根据比热容的意义可以知道,比热容是物质的一种特性,只与物质种类有关,所以,将1kg的水,用掉了一半,水的比热容不变。
水结冰后,状态改变,比热容发生改变,冰的比热容为,所以,水结冰后比热容将变小。
12.【答案】18;98;1.68105
【详解】由图甲可知,温度计的分度值为1℃,由液柱位置可知,此时温度计的示数为18℃,即水的初温为18℃。
由图乙可知,当水的温度达到98℃时,继续吸热,温度保持不变,所以水的沸点是98℃。
由图乙可知,7min内,水升高的温度Δt=98℃-18℃=80℃
水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg
水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×80℃=1.68×105J
13.【答案】控制变量法;吸收的热量;小于
【分析】通过控制相同热源的不同加热时间来控制吸收的热量多少.
【详解】运用了控制变量法,控制变量法实质在于控制一个变量作比较,其余量均不变,该题中仅有液体不同这一个变量,质量、初温、加热方式均相同,则为控制变量法;由于使用相同热源进行加热,故认为加热时间越长吸收热量越多,加热时间相等时吸收热量相同,即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙吸收热量多少;由公式可知,当质量、温度改变量相同时,吸收热量越多,比热容越大,由表中数据可知,当质量、初温相同的甲、乙均升高10℃时,甲加热时间更长,故吸收热量更大,比热容更大。
14.【答案】(1)天平;秒表
(2)加热时间
(3)见解析
(4)C
(5)
【详解】(1)实验中要使得沙子和水的初温和质量相等,需要的测量工具有天平、温度计(图中已有);根据转换法,在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,需要用秒表测量时间。
(2)根据转换法,在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。加热时间越长表示吸收的热量越多。
(3)根据表中数据,质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水加热时间长,水吸收的热量多,说明水的吸热能力强。
(4)A.固体和液体很难被压缩,说明分子间存在斥力,故A不符合题意;
B.50mL酒精和50mL水混合,总体积小于100mL,说明分子间存在间隙,故B不符合题意;
C.相同质量的水和干泥土相比较,在相同的受冷和受热的情况下,由于水的比热容大(水的吸热能力大),水温度变化慢,而干泥土温度变化快,沿海地区水分较多,内陆地区泥沙土较多。故沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,故C符合题意;
D.将装有沙子的试管用力晃动多次,发现沙子变热,是由于沙子克服摩擦做功,使沙子的内能增大,故D不符合题意。
(5)已知水的比热容是冰的比热容的2倍,加热相同的时间,吸收的热量相同,冰在0~2min升高的温度是4℃,冰熔化成水,质量不变,由Q=cmΔt可知升高的温度与比热容成反比,水在2min内升高的温度。
15.【答案】
【详解】解:牛奶吸收的热量是
因为不计热量损失,所以,又因为
所以妈妈至少要用60℃的热水质量为
答:妈妈至少要用60℃的热水0.25kg。
16.【答案】(1)3000J
(2)
【详解】(1)物质从开始熔化到刚好熔化结束,持续的时间为
吸收的热量为9000J,则单位时间内吸收的热量为
该物质在固态时的时间为,吸收的热量是
(2)该物质在液态时的时间为,在液态时吸收的热量为
在液态时升高的温度为,该物质在液态时的比热容是
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