第十三章 内能 第3节 比热容 达标检测AB卷
A卷 基础过关
探究物质的吸热能力
1.小明和小华同学在做“探究比较水与煤油吸收热量温度升高的快慢”的实验时,使用了如图所示的装置。设计实验方案时,他们确定以下需控制的变量,其中多余的是( )
A.采用完全相同的加热方式
B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和煤油
D.盛放水和煤油的容器相同
2.探究“比较不同物质的吸热能力”,在两支相同的试管中分别加入水和砂。分别用同一酒精灯加热(如图所示),实验数据记录如表。
材料
升高10℃所需要时间/s
升高20℃所需要时间/s
升高30℃所需要时间/s
水
54
110
167
砂
11
23
36
(1)试管中加入的水和砂应保证________________(选填“体积”或“质量”)相等。
(2)实验中,物质吸热的多少是通过________________(选填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映的。
(3)分析表中的数据可知,水和砂两种物质吸热能力较强的是______________。
比热容
3.下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水
4.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.温度越高,比热容越大
B.物质放热越多,比热容越大
C.物质的质量越大,比热容越小
D.物质的比热容与质量和温度无关
5.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是__________________。
利用比热容解释简单的现象
6.小丽同学学习了比热容知识后,联想到热水袋,设计了一种水暖背心,冬天将袋内灌满热水,穿在身上可暖胸背。她设计的原理是( )
A.水的比热容大,吸热本领强
B.水的比热容大,降温时放热多
C.水资源比较丰富
D.水的流动性强,穿起来柔软舒适
7.汽车发动机的散热器用水做冷却剂,是由于水的______较大;发动机温度降低是通过______方式减少内能的。
8.沿海地区昼夜温度变化比内陆地区小这是因为沿海地区多水,水的比热容比沙石的比热容________(选填“大”或“小”)。
热量的计算
9.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),1kg水温度从50℃降低到20℃,放出的热量是( )
A.4.2×103J B.8.4×104J
C.1.26×105J D.2.1×105J
10.两个铁块质量之比是1∶3,升高温度之比为1∶2,则它们的比热容之比为________,吸热之比为________。
11.某太阳能热水器装有质量为200kg的水,在阳光的照射下,该热水器中的水的温度从15℃升高到65℃,求这些水吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
12.用电水壶烧水时,如果将壶中20℃的水温度升高到80℃,水吸收的热量是5.04×105J,那么壶内水的质量是多少?
13.用两个相同的电热器给质量同为2kg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“<”“>”或“=”)水的比热容。加热3min水吸收的热量约____________J。
B卷 课时提升
(时间40分钟 总分80分)
班级 姓名 考号 总分：
一、选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.由Q=cm(t-t0)得c=,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是
( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若质量增大一倍,则比热容增大一倍
C.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D.若吸收的热量增大一倍,比热容增大一倍
2.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成危害,这主要是因为水的( )
A.质量较小 B.沸点较高
C.比热容较小 D.比热容较大
3.如图所示,相同质量的水和煤油,用规格相同的电热器加热相同的时间后,以下说法正确的是( )
A.水的末温高
B.煤油的末温高
C.水吸收的热量多
D.煤油的温度变化量大
4.探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
B.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
5.甲、乙两种物质质量相同而比热容不同,当它们升高相同温度时,则( )
A.比热容小的吸收热量多
B.比热容大的吸收热量多
C.初温低的吸收热量多
D.甲、乙吸收的热量一样多
6.质量相等、初温相同的水和煤油,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲的比热容大,是水
B.甲的比热容大,是煤油
C.乙的比热容大,是水
D.乙的比热容大,是煤油
7.有一铜球和铅球,质量之比是2∶3,比热容之比是3∶1。若两球吸收相同的热量后,升高的温度之比( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶9 D.9∶2
二、填空题(本大题共4小题,每空2分,共16分)
8.如图所示,隔着石棉网同时加热两规格相同的试管,试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同,则煤油和水吸收的热量______(选填“相同”或“不同”);若煤油和水的温度都升高到40℃,则________需加热较长的时间。
(c水>c煤油)
9.水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻,这是因为水的______较大,当气温降低时,水能放出较多的热量,如果某秧田中水的温度降低了2℃,放出了3.36×107J的热量,则该秧田内的水的质量为__________kg。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
10.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),将质量为10kg的水从30℃加热到80℃,需要吸收的热量是____J,如果将水倒去,剩余水的比热容为______J/(kg·℃)。
11.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,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出：______物质为水,另一种液体的比热容为______J/(kg·℃)。
三、简答题(6分)
12.暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天,烈日当空,小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。
四、实验探究题(本大题共2小题,共20分)
13.(10分)为比较两种液体的吸热能力,小军用图中两个相同的装置做实验,实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如表。
物理量
物质
质量/g
初始温
度/℃
加热时
间/min
最终
温度/℃
液体1
50
20
5
45
液体2
50
20
5
68
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,此温度值是______℃。
(2)实验中,用______间接反映液体吸收热量的多少。
(3)通过分析表中数据可知,______(选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强。物理上用______这个物理量来描述物质的吸热能力。
14.(10分)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
(1)在两个相同的烧杯中加入______和______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间__________。
(2)水和煤油温度随时间变化如图乙所示,
①根据图甲可判断出a物质是______。
②根据图乙可判断出______吸热能力强。
(3)本实验采用的物理研究方法是______法。
五、计算题(本大题共2小题,共17分)
15.(9分)小丽需用温度为40℃的水泡脚,便把90℃的热水与10kg20℃的水混合,设混合过程没有热量损失,问：需要90℃的热水的质量是多少?
16.(8分)把100g的热铁球,投入冷水中,铁球的温度从860℃下降到60℃,已知铁球放出热量3.68×104J,求铁的比热容。
第十三章 内能 第3节 比热容 达标检测AB卷
A卷 基础过关
探究物质的吸热能力
1.小明和小华同学在做“探究比较水与煤油吸收热量温度升高的快慢”的实验时,使用了如图所示的装置。设计实验方案时,他们确定以下需控制的变量,其中多余的是( )
A.采用完全相同的加热方式
B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和煤油
D.盛放水和煤油的容器相同
【解析】选B。本题考查探究物质吸热能力的实验。加热时只要用火焰大小相同的酒精灯加热即可,酒精灯中酒精的多少与其火焰的大小无关。
2.探究“比较不同物质的吸热能力”,在两支相同的试管中分别加入水和砂。分别用同一酒精灯加热(如图所示),实验数据记录如表。
材料
升高10℃所需要时间/s
升高20℃所需要时间/s
升高30℃所需要时间/s
水
54
110
167
砂
11
23
36
(1)试管中加入的水和砂应保证________________(选填“体积”或“质量”)相等。
(2)实验中,物质吸热的多少是通过________________(选填“升高的温度”或“加热的时间”)来反映的。
(3)分析表中的数据可知,水和砂两种物质吸热能力较强的是______________。
【解析】本题考查的是比热容的探究。
(1)为探究物质种类对吸热能力的影响,应控制质量相等;
(2)物质吸热的多少是通过加热的时间来反映的;
(3)物质的吸热能力是通过比较升高相同的温度所用的加热时间来反映的,升高相同的温度,水用的加热时间长,说明水的吸热能力强。
答案：(1)质量 (2)加热的时间 (3)水
比热容
3.下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒去一半 B.水凝结成冰
C.一块铁加工成铁屑 D.15℃的水变成45℃的水
【解析】选B。比热容是物质的一种特性,大小与物体的质量、形状以及温度变化无关,只与物质的种类和状态有关。水凝结成冰,物质的状态发生了变化,所以比热容发生变化,故选B。
4.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.温度越高,比热容越大
B.物质放热越多,比热容越大
C.物质的质量越大,比热容越小
D.物质的比热容与质量和温度无关
【解析】选D。比热容是物质本身的一种性质,与物质的种类和状态有关,而与物体本身的质量、温度、吸收和放出热量的多少无关。故选D。
5.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),其物理意义是__________________。
【解析】根据比热容的概念可知,水的比热容意义是1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
答案：1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
利用比热容解释简单的现象
6.小丽同学学习了比热容知识后,联想到热水袋,设计了一种水暖背心,冬天将袋内灌满热水,穿在身上可暖胸背。她设计的原理是( )
A.水的比热容大,吸热本领强
B.水的比热容大,降温时放热多
C.水资源比较丰富
D.水的流动性强,穿起来柔软舒适
【解析】选B。由于水的比热容大,降温时放热比较多,因此冬天将袋内灌满热水,穿在身上可暖胸背。故选B。
7.汽车发动机的散热器用水做冷却剂,是由于水的______较大;发动机温度降低是通过______方式减少内能的。
【解析】水的比热容大,就是在相同的质量,降低相同温度时,比热容大的物质放出热量多;发动机温度降低是通过热传递的方式减少的。
答案：比热容 热传递
8.沿海地区昼夜温度变化比内陆地区小这是因为沿海地区多水,水的比热容比沙石的比热容________(选填“大”或“小”)。
【解析】本题考查比热容的相关知识。同质量的不同物质,吸热相同时,比热容越小,温度变化越大,沙石的比热容小于水的比热容,所以温度变化大。
答案：大
热量的计算
9.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),1kg水温度从50℃降低到20℃,放出的热量是( )
A.4.2×103J B.8.4×104J
C.1.26×105J D.2.1×105J
【解析】选C。
Q放=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1 kg×(50℃-20℃)=1.26×105J。
故选C。
10.两个铁块质量之比是1∶3,升高温度之比为1∶2,则它们的比热容之比为________,吸热之比为________。
【解析】两个物体都是铁块,所以比热容相同,故比热容
之比是1∶1,因为Q吸=cmΔt所以吸热之比,就是相应的比热容、质量、温度变化量乘积之比,所以==。
答案：1∶1 1∶6
11.某太阳能热水器装有质量为200kg的水,在阳光的照射下,该热水器中的水的温度从15℃升高到65℃,求这些水吸收的热量是多少?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【解析】水吸收的热量：Q吸=cmΔt
=4.2×103J/(kg·℃)×200kg×(65-15)℃
=4.2×107J。
答案：4.2×107J
12.用电水壶烧水时,如果将壶中20℃的水温度升高到80℃,水吸收的热量是5.04×105J,那么壶内水的质量是多少?
【解析】本题考查热量的计算。
由Q吸=cm(t-t0)得：
m===2kg。
答案：2kg
13.用两个相同的电热器给质量同为2kg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“<”“>”或“=”)水的比热容。加热3min水吸收的热量约____________J。
【解析】由题知物质A和水质量相同,相同时间内A物质升高的温度比水快,由
Q吸=cmΔt,故物质A的比热容比水的比热容小;3min水升高的温度
Δt=80℃-20℃=60℃,
则加热3min水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×60℃=5.04×105J。
答案：< 5.04×105
B卷 课时提升
(时间40分钟 总分80分)
班级 姓名 考号 总分：
一、选择题(本大题共7小题,每小题3分,共21分)
1.由Q=cm(t-t0)得c=,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是
( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若质量增大一倍,则比热容增大一倍
C.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D.若吸收的热量增大一倍,比热容增大一倍
【解析】选C。本题考查比热容大小。比热容是物质本身的一种特性,大小只与物质状态和物质种类有关,与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系。故选C。
2.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成危害,这主要是因为水的( )
A.质量较小 B.沸点较高
C.比热容较小 D.比热容较大
【解析】选D。生物体内水的比例很高,在外界环境温度升高时,生物体即使吸收较多的热量,由于水的比热容较大,体温不会升得过高;同理,在外界环境温度降低时,由于水的比热容较大,即使放出较多的热量,体温也不会过低,所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。故选D。
3.如图所示,相同质量的水和煤油,用规格相同的电热器加热相同的时间后,以下说法正确的是( )
A.水的末温高
B.煤油的末温高
C.水吸收的热量多
D.煤油的温度变化量大
【解析】选D。本题考查利用比热容知识。用相同的电热器加热相同的时间,说明水和煤油吸收的热量相等,水和煤油的质量相等,又因为水的比热容大于煤油的比热容,由公式Q吸=cmΔt可知,煤油的温度变化比水大,因为不知道两者的初温,故末温无法比较。
4.探究“比较不同物质的吸热能力”时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的沙子和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
B.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
C.实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
【解析】选A。本题考查比热容的概念。实验中,物质的吸热多少在相同的加热时间内是相同的,与物质种类无关,故B、C错;吸收一样的热量,升温快及末温高的吸热能力弱,比热容小,D错。故选A。
5.甲、乙两种物质质量相同而比热容不同,当它们升高相同温度时,则( )
A.比热容小的吸收热量多
B.比热容大的吸收热量多
C.初温低的吸收热量多
D.甲、乙吸收的热量一样多
【解析】选B。根据Q吸=cmΔt,甲、乙两种物质质量相同,当它们升高相同温度时,则比热容大的吸收热量多,故B正确。
6.质量相等、初温相同的水和煤油,分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失),加热过程中温度变化如图所示,则下列判断正确的是( )
A.甲的比热容大,是水
B.甲的比热容大,是煤油
C.乙的比热容大,是水
D.乙的比热容大,是煤油
【解析】选C。本题考查图象法分析比热容。由图象可以看出甲、乙两物质初温相同,在横轴任选一点作横轴的垂线,则可以看出在吸收相同热量时,乙的温差小,所以乙的比热容大。故选C。
【方法归纳】
对于同种物质,由c=知,温度的变化与吸收的热量(加热时间)成正比,若横坐标表示时间,纵坐标表示温度,反映在温度与时间的关系图象上是一条倾斜的直线,如图所示,且直线越陡,表示物质的比热容越小;直线越缓,表示物质的比热容越大。如图,cb7.有一铜球和铅球,质量之比是2∶3,比热容之比是3∶1。若两球吸收相同的热量后,升高的温度之比( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶9 D.9∶2
【解析】选A。m铜∶m铅=2∶3,c铜∶c铅=3∶1,Q吸铜：Q吸铅=1∶1,因为Q吸=cmΔt,所以两球升高的温度之比：==××=××=。故选A。
二、填空题(本大题共4小题,每空2分,共16分)
8.如图所示,隔着石棉网同时加热两规格相同的试管,试管中分别装有质量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同,则煤油和水吸收的热量______(选填“相同”或“不同”);若煤油和水的温度都升高到40℃,则________需加热较长的时间。
(c水>c煤油)
【解析】同一加热器具,在相同的加热时间内,两种液体吸收的热量相同。相同质量的水和煤油,升高相同的温度,因为水的比热容大,水的吸热能力强,所以水吸收的热量多,所以水的加热时间长。
答案：相同 水
9.水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻,这是因为水的______较大,当气温降低时,水能放出较多的热量,如果某秧田中水的温度降低了2℃,放出了3.36×107J的热量,则该秧田内的水的质量为__________kg。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【解析】本题考查比热容的知识、热量的计算。根据比热容的性质可以判断,水的比热容较大,在吸热、放热时,温度变化都比同质量的其他液体温度变化缓慢一些。根据热量的计算公式可以快速求出水的质量。
答案：比热容 4×103
10.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),将质量为10kg的水从30℃加热到80℃,需要吸收的热量是____J,如果将水倒去,剩余水的比热容为______J/(kg·℃)。
【解析】本题考查热量的基本计算及比热容概念辨析。
(1)水吸收的热量：Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(80℃-30℃)=2.1×106J;
(2)比热容是物质的一种特性,其大小是由物质的种类、状态决定的,和物体的质量大小,吸收或放出热量的多少,温度改变的多少都没有关系,将水倒去后,剩余水的比热容仍为4.2×103J/(kg·℃)。
答案：2.1×106 4.2×103
11.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,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示。实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图象可以得出：______物质为水,另一种液体的比热容为______J/(kg·℃)。
【解析】本题考查了比热容概念的理解和计算。由图象可知,当质量相等的甲、乙液体,15min内放出相同热量时,甲液体温度降低20℃,乙液体温度降低40℃,由Q=cmΔt的变形公式知,甲的比热容比乙大,所以甲物质为水;由Q甲放=Q乙放可得,c甲mΔt甲=c乙mΔt乙,c甲mΔt甲=c乙m2Δt甲,c乙=c甲=2.1×103J/(kg·℃)。
答案：甲 2.1×103
三、简答题(6分)
12.暑假里,小梅跟着妈妈去青岛避暑。一天,烈日当空,小梅在海边玩耍时发现：海边的沙子热得烫脚,而海水却是凉凉的。请用比热容的知识说明这一现象。
【解析】本题考查利用比热容解释自然现象。根据Q=cmΔt,由于海水的比热容比沙子的比热容大,在质量、吸收热量基本相同的情况下,海水升温低,沙子升温高,因此感觉到沙子热得烫脚而海水却很凉。
答案：见解析
四、实验探究题(本大题共2小题,共20分)
13.(10分)为比较两种液体的吸热能力,小军用图中两个相同的装置做实验,实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如表。
物理量
物质
质量/g
初始温
度/℃
加热时
间/min
最终
温度/℃
液体1
50
20
5
45
液体2
50
20
5
68
(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,此温度值是______℃。
(2)实验中,用______间接反映液体吸收热量的多少。
(3)通过分析表中数据可知,______(选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强。物理上用______这个物理量来描述物质的吸热能力。
【解析】本题考查探究不同物质吸热能力。
(1)温度计的分度值是1℃,故读数为26℃;
(2)实验采用了相同的加热方式,故物质吸收热量的多少是由加热时间反映的;
(3)由表格可知,相同质量的液体,吸收相同的热量,液体2温度变化较大,故液体2的吸热能力小,物理学上用比热容描述这一不同。
答案：(1)26 (2)加热时间 (3)液体1 比热容
14.(10分)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
(1)在两个相同的烧杯中加入______和______相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间__________。
(2)水和煤油温度随时间变化如图乙所示,
①根据图甲可判断出a物质是______。
②根据图乙可判断出______吸热能力强。
(3)本实验采用的物理研究方法是______法。
【解析】本实验考查“探究不同物质的吸热能力”实验。
(1)实验中要保持水和煤油的质量相同、初温相同;选用相同的电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。
(2)甲图中,两种液体的质量相同,由图知,a液体体积较小,由ρ=知,a液体密度较大。所以a为水。由乙图知,在质量和吸收热量相同时,水温升高较小,由c=知,水的比热容较大,水的吸热能力强。
(3)实验中,通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少,这是利用了转换法;实验中,控制水和煤油的质量相同、初温相同,这是利用了控制变量法。
答案：(1)质量 初温 吸收相同的热量
(2)水 水 (3)转换(或控制变量)
五、计算题(本大题共2小题,共17分)
15.(9分)小丽需用温度为40℃的水泡脚,便把90℃的热水与10kg20℃的水混合,设混合过程没有热量损失,问：需要90℃的热水的质量是多少?
【解析】设需要90℃的热水质量为m1,20℃的水质量为m2,由题意得：Q吸=Q放,
所以,c1m1Δt1=c2m2Δt2;因c1=c2
所以,m1===4kg。
答案：4kg
16.(8分)把100g的热铁球,投入冷水中,铁球的温度从860℃下降到60℃,已知铁球放出热量3.68×104J,求铁的比热容。
【解题指南】解答本题的关键：
(1)根据题意判断是吸热过程还是放热过程,正确选择公式。
(2)判断温度变化是“升高了”“升高到”,还是“降低了”“降低到”。
(3)各物理量单位采用国际单位制。
【解析】由Q放=cm(t0-t)得：c===0.46×103J/(kg·℃)。
答案：0.46×103J/(kg·℃)
