知能提升作业(十五)
第四节 比 热 容
(30分钟 40分)
一、选择题(本大题共5小题,每小题4分,共20分)
1.物理学中引入比热容的概念,是为了比较( )
A.相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收热量不同
B.相同质量的不同物质,吸收不同的热量,升高温度不同
C.不同质量的相同物质,升高相同的温度,吸收热量不同
D.不同质量的相同物质,吸收相同的热量,升高温度不同
2.小明阅读了下表后,得出了一些结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
水银
0.14×103
砂石
0.92×103
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小
B.同种物质在不同状态下,其比热容不同
C.质量相等的铜块和铅块,升高相同的温度,铜块吸热多
D.液体的比热容都比固体大
3.株洲沿江风光带有一段人造沙滩,在炙热的夏天赤脚踩在沙滩上感觉烫脚,而站在湘江边的浅水滩处却感到凉爽。形成这种现象的原因,下面解释正确的是( )
A.沙子的密度小,水的密度大
B.沙子的密度大,水的密度小
C.沙子的比热容大,水的比热容小
D.沙子的比热容小,水的比热容大
4.甲、乙两种物质,质量之比为4∶1,放出热量之比是3∶1,则它们的比热容之比和降低温度之比分别是下列四种情况,可能满足题设条件的是( )
①1∶1 3∶4 ②2∶1 1∶3
③1∶2 3∶2 ④1∶3 9∶4
A.①② B.①③④ C.②③ D.①②④
5.若将一质量为50g、温度为10℃、比热容为2.52J/(g·℃)的金属块投入装有温度为90℃水的容器内,其水温与时间的关系如图所示。若无其他热量散失且容器所释放的热量忽略不计,在金属块投入15s后,水温不再明显改变,则由水传递至金属块的热量约为( )
A.2100J B.4200J
C.6300J D.8400J
二、填空题(本大题共3小题,每空1分,共8分)
6.用热水袋取暖是利用 的方法改变物体的内能;汽车发动机用水作冷却剂,是利用了水的 较大的性质;一辆汽车的水箱中有10kg水,如果这些水的温度升高了50℃,则水吸收的热量是 J。
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
7.已知铜的比热容是铅的比热容的3倍,现有质量相等、温度相同的铜块和铅块,当它们吸收相同的热量后互相接触,则 块一定向 块传递热量。
8. “可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力。同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数10倍,说明“可燃冰”的
很大。以10倍的关系粗略计算,1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为
J,这些热量可以使 kg的水从20℃加热至100℃。[c=4.2×103J/(kg·℃),q煤气=4.2×107J/kg]
三、实验探究题(4分)
9.小军同学用如图甲所示装置探究“不同液体的吸热能力”的情况:
(1)实验时,他在两个相同的烧杯中分别装入相同质量的水和煤油,采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小相同,与烧杯底的距离相等)对水和煤油分别加热,使它们的温度升高相同的度数,发现加热水需要的时间比煤油的长,这说明了水吸热能力比煤油 (选填“强”或“弱”),他在以上实验中主要采用的研究方法是 。
(2)当水沸腾时温度计的局部放大图如图乙所示,此时水的沸点为 ℃。若烧杯中水的质量是200g,温度升高了50℃,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),这些水吸收的热量为 J。
四、计算题(8分)
10.太阳能热水器是一种常见的利用太阳能的装置。如图是某品牌壁挂式太阳能热水器,在晴天能接收到的太阳能平均辐射强度(用R表示)为R=300J/(m2·s),它表示每平方米面积上一秒内接收到的太阳能为300J。该太阳能热水器集热管接收阳光照射时的有效面积是2m2,贮水箱中盛有100kg的水。若在阳光下照射70min,所接收到的太阳能全部用来加热水,贮水箱中的水温度可升高多少度?
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
答案解析
1.【解析】选A。这是一道体现控制变量方法的题目,注意体会这种方法的运用,找出相关的因素加以控制,便于研究物理规律。比热容反映物质的吸热本领,而物质吸收热量还与物质的质量、升高的温度等因素有关,所以在比较物质的吸热本领时,应控制影响吸收热量的其他因素不变,只改变物质的种类。
2.【解析】选D。由表中数据看出,由于水的比热容比干泥土和砂石的大,吸收(或放出)相同的热量,比热容较大的水比干泥土升高(或降低)的温度小,因此使得沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故A正确;水和冰的比热容不同,说明同种物质在不同状态下,其比热容不同,故B正确;铜的比热容大于铅,因此质量相等的铜块和铅块,升高相同的温度,铜块吸收热量较多,故C正确;水银的比热容小于干泥土、铜等,故D错。
3.【解析】选D。沙子烫,江水凉,跟它们的密度无关,故A、B错;因为水的比热容较大,在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的温度升高得少,沙子的温度升高得多,所以江水凉,沙子烫,故C错、D正确。
4.【解析】选B.由题设条件可知m甲∶m乙=4∶1,Q甲∶Q乙=3∶1,由Q=cmΔt得
Δt=,所以====,然后把①②③④代入上式中,①③④均满足上式,只有②不满足,故选B。
5.【解析】选C。在无其他热量散失且容器所释放的热量忽略不计的情况下,水放出的热量全部被金属块吸收,根据公式Q放=cm(t0-t),得由水传递至金属块的热量约为:Q吸=2.52J/(g·℃)×50g×50℃=6300J。
6.【解析】本题考查内能的改变、比热容和热量的计算。用热水袋取暖是利用了热传递的方式改变内能;水的比热容较大,在质量相同的情况下,升高相同的温度,吸收的热量较多,降温效果较好,因此汽车发动机利用水来降温;利用吸热公式可求得吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×50℃=2.1×106J
答案:热传递 比热容 2.1×106
7.【解析】质量相等、温度相同的铜块和铅块,吸收相同热量时,比热容较小的铅块温度升高得多,故吸热后铅块的温度较高,热量从高温的铅块向低温的铜块传递。
答案:铅 铜
8.【解析】本题考查的是热值的相关知识。热值是1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。热值与燃料的种类有关。Q放=10qm=10×4.2×107J/kg×1kg=4.2×108J
由Q吸=cmΔt得m=
=
=1.25×103kg
答案:热值 4.2×108 1.25×103
9.【解析】(1)采用相同的加热方法,使相同时间内水和煤油吸收的热量相同。烧杯内装入的水和煤油的质量相同,升高相同的温度,加热时间长的吸收热量多,说明其吸热能力强。(2)读图可以看出,水沸腾时温度计的示数为98℃,所以水的沸点为98℃;由热量的计算公式可得
Q吸=c水m水Δt水
=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×50℃
=4.2×104J
答案:(1)强 控制变量法 (2)98 4.2×104
10.【解析】太阳能热水器接收到的太阳能
Q=RSt=300J/(m2·s)×2m2×70×60s
=2.52×106J
当接收到的太阳能全部用来加热水时,贮水箱中的水温度可升高
Δt=
==6℃
答案:6℃