第二节 比热容
一.选择题(共10小题)
1.(2018?桂林)经常下厨的小关发现,同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油,油的温度总是升高得快些。这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快 B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多 D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
2.(2018?长沙模拟)对公式c=的理解,下列说法正确的是( )
A.物质的比热容与物体的质量成反比
B.比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少无关
C.物质的比热容与物体是吸热或放热有关
D.物质的比热容与物体的温度变化大小成反比
3.(2018?遵义二模)2017年11月3日至5日,2017第二届遵义全艮车展在遵义市游客集散中心(奥特莱斯广场)举行。如图是一辆停在展区的传祺GS4城市SUV,下列关于该车的说法中正确的是( )
A.静止停放的汽车不具有惯性
B.静止的汽车受到的重力和汽车对路面的压力是一对平衡力
C.汽车受到的重力的施力物体是地面
D.汽车的发动机用水作冷却剂是因为水的比热容较大
4.(2018?淄博)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.沿海地区昼夜温差较小 D.夏天在房间内洒水降温
5.(2018?福建)福建沿海地区昼夜温差较小,而内陆沙漠地区昼夜温差较大。这主要是因为海水与砂石相比具有较大的( )
A.密度 B.内能 C.比热容 D.质量
6.(2018?烟台)炎炎夏日,烈日下海滩的沙子热得烫脚,而海水很清凉,榜晚落日后,沙子凉了,海水却依然暖暖的,这主要是因为海水和沙子具有不同的( )
A.密度 B.内能 C.热量 D.比热容
7.(2018?青羊区校级模拟)探究“比较不同物质吸热的情况”时,同学们用电加热器同时开始均匀加热质量和初温都相等的食用油和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A.实验中,食用油吸热升温较快,说明食用油吸热能力较强
B.实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
C.实验中,将食用油和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的
8.在:“比较不同液体的比热容大小”的实验中,用相同的酒精灯对四种液体加热,得到如表所示的数据,则下列说法正确的是( )
次数
液体
质量/g
升高的温度/℃
加热时间/min
1
水
200
10
7
2
甲
200
20
10
3
乙
400
20
14
4
丙
400
15
14
A.第1次实验中,水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量
B.第1、2次实验中,甲液体吸收的热量比水吸收的热量少
C.甲和乙升高的温度相同,比热容一定也是相同的
D.丙液体的比热容大于乙液体的比热容
9.在相同加热条件下,对初温相同的甲、乙两个物体加热,设它们的质量分别为m甲、m乙,比热容分别为C甲、C乙,甲、乙两物体的温度与加热时间关系如图所示,则( )
A.若C甲=C乙,则m甲=m乙 B.若C甲>C乙,则m甲>m乙
C.若m甲=m乙,则C甲>C乙 D.若m甲>m乙,则C甲<C乙
10.根据表一、表二所提供的几种物质的比热容和密度,以下四个说法中正确的是( )
表一几种常见物质的比热容
物质
比热容/J/(kg?℃)
物质
比热容/J/(kg?℃)
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
表二几种常见的密度(常温常压下)
物质
密度/kg/m3
物质
密度/kg/m3
纯水
1.0×103
冰
0.9×103
酒精
0.8×103
铝
2.7×103
水银
13.6×103
铜
8.9×103
A.固体的密度大于液体的密度,固体的比热容小于液体的比热容
B.质量相等的水和酒精,吸收相等的热量后,温度的变化一定相等
C.体积相等的铝块和铜块升高相同的温度,铜块吸收的热量多
D.物体的密度越大,比热容也就越大
二.填空题(共4小题)
11.(2018?自贡)汽车发动机工作时,需要对它进行冷却。人们常常选用“水”作冷却液,这是因为水的 较大,冷却效果好;当水吸收发动机缸体热量后,水的内能 。
12.(2018?达州)如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象,第6min时的内能 第8min时的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 倍(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)。
13.(2018?长春一模)夏季长春南湖的气温会低于市区,这是由于水的比热容 ;若遇到雨季,南湖的水量增多,水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
14.在“比较两种液体比热容的大小”实验中,小明选用的两个相同的烧瓶中分别装有A、B两种不同液体,A、B液体的初温相同,连接了如图所示的实物,两烧瓶中的发热电阻丝和温度计相同。实验时,A、B两种液体还必须满足的条件是 ;小明认为:实验操作时应“先闭合S1和S2,后闭合S3,一段时间后,断开S3。”这样操作的目的是 。通过观察,若发现A液体中温度计示数的变化量大,则 液体比热容大。
三.实验探究题(共1小题)
15.(2017秋?诸城市期中)某校物理兴趣小组的同学在探究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量是200g的沙子和水加热,如图所示是沙子与水的温度随加热时间变化的图象。水的比热容是4.2×107J/(kg?℃),
(1)比较分析可知:图a是 (选填“水”或“沙子”)吸热升温的图象,这说明 (选填“水”或“沙子”)吸热本领大。
(2)加热2min,水吸收的热量是 。
(3)沙子的比热容是 。
四.解答题(共2小题)
16.(2017秋?垫江县校级月考)质量为5kg的某种金属块,温度从40℃升高到70℃时吸收了1.95×104J热量,这种金属块的比热容是多少?它可能是哪种金属?
几种物质的比热容 J/(kg?℃)
铝 0.88×103
铅 0.13×103
铁 0.46×103
铜 0.39×103
17.(2018?海丰县模拟)南门湖治理工程(如图)是我县重点民生工程。工程将在南门湖清淤截污,加大湖水疏浚,生态治理和环境综合整治;同时从青年水库引水入湖,进行补水,一改湖水原来脏、臭现象,使湖水更清、湖岸更绿、县城更美!极力打造人人向往的观光湖、修身养性的休闲湖、精彩纷呈的娱乐湖、净化环境的生态湖。为我县擦亮集“红色文化、生态文明、人文和谐”于一体的县城形象品牌添光彩。
(1)文中提到南门湖需补水,这是因为湖水会发生 (填物态变化名称),不补水,湖水将会干涸;
(2)整治后的夏天在湖边散步会感觉到更加凉爽,这是因为水的 较大,在发生(1)所述物态变化时 热量较多的原因;
(3)水资源是宝贵的,说说你在日常生活中是如何节约用水的?
(4)你是如何评价南门湖治理工程的?
参考答案
一.选择题(共10小题)
1.【解答】解:
(1)用相同的燃气灶加热,相同时间内水和食用油吸收的热量相同,故CD错误;
(2)质量相等、初温相同的水和食用油,相同时间内吸收的热量相同,因为水的比热容大于食用油的比热容,根据Q=cm△t知,油的温度升高得快些,故A错误、B正确。
答案:B。
2.【解答】解:比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关,与物体吸收或放出的热量、温度的变化、质量的大小均无关,故A、D、C错误,B正确。
答案:B。
3.【解答】解:
A、一切物体都有惯性,惯性是物体固有的属性,静止的物体和运动的物体都有惯性,故A错误;
B、汽车重力是汽车受到的,汽车对路面的压力,是路面受到的,两个力没作用在同一物体上,方向相同,不是一对平衡力,故B错误;
C、汽车受到的重力的施力物体是地球,故C错误;
D、汽车发动机用水作冷却液是因为水的比热容较大,故D正确。
答案:D。
4.【解答】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、因为水的比热容大于沙石的比热容,相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的温度少,所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小,故C不符合题意;
D、炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,故D符合题意。
答案:D。
5.【解答】解:沿海地区水多;内陆地区水少、沙石多。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,使得沿海地区昼夜的温差小。
答案:C。
6.【解答】解:
水的比热容比沙子的比热容大,同样受热或冷却的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比沙小,因此,在受太阳照射条件相同时,海水比沙滩的温度低,放出相同热量时,海水比沙滩的温度高,故D正确。
答案:D。
7.【解答】解:A、实验中,食用油吸热升温较快,说明食用油的比热容小,吸热能力较弱,故A错误。
B、实验中,加热相同的时间,说明吸收了相同的热量,末温低的物质比热容大,吸热能力强。故B正确。
C、由Q=cm△t可知,质量相同的水和食用油,由于比热容不同,并且初温相等,则当末温相同时,吸收的热量不相同,故C错误。
D、在本实验中,物体吸热多少是由加热时间决定的,故D错误。
答案:B。
8.【解答】解:A、用酒精灯加热液体,酒精燃烧放出的热量只有一部分被水吸收,还有一部分热量被容器吸收和散失到空气中,故A错误;
B、相同的酒精灯加热液体,在单位时间内酒精灯放出的热量相同,加热时间越长,放出的热量越多,故甲液体比水液体吸收的热量多,故B错误;
C、相同的酒精灯加热液体,单位时间内放出的热量相等,故Q乙:Q水=2:1,
又知△t乙:△t水=2:1,m乙:m水=2:1,
由Q=cm△t得,====,故C错误;
D、根据吸热公式Q=I2Rt,乙、丙两种液体质量相等,吸收相同的热量,丙升高的温度越低,所以丙的比热容大于乙的比热容,故D正确。
答案:D。
9.【解答】解:在物体的温度﹣时间图象上,做一条与温度轴平行的直线,分别与甲、乙相交于A、B两点,如下图所示:
由图可见:由于初始温度相同,在相同时间t0内,甲升高的温度温度比乙大,即△t甲>△t乙;加热条件相同,相同时间内吸收的热量也是相同的。
∵Q吸=cm△t,
∴cm=,
∵在Q吸相同时,△t甲>△t乙,
∴C甲m甲<C乙m乙
因此:①若c甲=c乙,则m甲<m乙;
②若c甲>c乙,则m甲<m乙;
③若m甲=m乙,则c甲<c乙;
④若m甲>m乙,则c甲<c乙;
答案:D。
10.【解答】解:
A、由表二可知,固体的密度不一定都大于液体的密度,冰的密度比纯水的密度小,冰、铝、铜的密度都比水银的密度小;由表一可知,固体的比热容不一定都小于液体的比热容,冰、铝、铜的比热容都大于水银的比热容,所以选项A错;
B、由表一可知,水的比热容和酒精的比热容不相同,则质量相等的水和酒精,吸收相等的热量,根据热量计算公式Q=cm△t可知,温度变化一定不相等,比热容大的温度变化小,比热容小的温度变化大,所以选项B错;
C、体积相同的不同物质,质量与密度成正比,所以铜的质量与铝的质量之比是89:27;由表一可知,铜的比热容与铝的比热容之比是39:88.根据热量计算公式,可得铜块与铝块升高相同的温度吸收的热量之比是:==≈1.4,则表明铜块吸收的热量多,所以选项C正确;
D、由表二可知,水银的密度大于水的密度,由表一可知,水银的比热容小于水的比热容,所以选项D错。
故选:C。
二.填空题(共4小题)
11.【解答】解:
(1)汽车的发动机用水做冷却剂,是因为水的比热容较大,升高相同的温度时,吸收的热量多,冷却效果最好;
(2)发动机工作过程中会产生热量,热量传递到水,所以水的内能增大。
答案:比热容;增大。
12.【解答】解:(1)晶体熔化过程要吸收热量,内能增加。所以第6min时的内能小于第8min时的内能;
(2)根据图中坐标信息可知,该物质在AB段温度升高10℃,被加热4min;在CD段温度升高5℃,被加热4min;
则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1:1,根据Q=cm△t可得,
====,
所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍。
答案:小于;2。
13.【解答】解:
长春南湖水多,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;
比热容是物质的属性,与物质的质量和体积无关,所以若遇到雨季,南湖的水量增多,虽然水的质量和体积改变了,但水的比热容不变。
答案:较大;不变。
14.【解答】解:
要比较两种液体比热容的大小,应控制两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相同;
由图示和题意可知,A和B是并联在电路中(电压相同),两发热电阻丝也相同,实验操作时应“先闭合S1和S2,后闭合S3,一段时间后,断开S3”,这样控制了加热时间相等,由Q=t可知,两电热丝产生的热量相同,则两种液体吸收的热量相等;
两种液体吸收的热量相同,两液体质量也相同,由Q=cm△t知,不同物质的比热容与△t成反比,A液体中温度计示数的变化量大,说明A液体的比热容小,则B液体比热容大。
答案:质量相同;控制两种物质吸收的热量相同;B。
三.实验探究题(共1小题)
15.【解答】解:(1)由图可知,在2min内两种物质吸收的热量是相同的,在质量相同时和吸收相同时,由于沙子比热容小,则沙子升的温度高,故a是沙子的升温图象;水的温度变化小,则这说明水吸热本领大;
(2)根据图象可知:加热2min水的温度由20℃升高到70℃;
则水吸收的热量:Q吸=c水m水(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×104J。
(3)沙子在2min吸收的热量为:Q吸=4.2×104J,则沙子的比热容为:
c沙===0.91×103J/(kg?℃)。
答案:(1)沙子;水;(2)4.2×104J;(3)0.91×103J/(kg?℃)。
四.解答题(共2小题)
16.【解答】解:由Q吸=cm(t﹣t0)可得,金属块的比热容:
c===0.13×103J/(kg?℃),
查表可知,这种金属可能是铅。
答:这种金属块的比热容是0.13×103J/(kg?℃),可能是铅金属。
17.【解答】解:(1)湖水是水变成水蒸气跑了,是蒸发现象,蒸发属于汽化现象。故南门湖需补水,这是因为湖水会发生汽化不补水,湖水将会干涸;
(2)水的比热容大,在吸收相同的热量,温度变化不大,且水在蒸发时候吸热,所以夏天在湖边散步会感觉到更加凉爽;
(3)我国是水资源严重缺乏的国家,我们应该做到随手关水,一水多用,比如洗菜的水可以浇花等;
(4)南门湖的治理,改善了环境,稳定了气候。
故答案为:(1)汽化;(2)比热容;吸收;(3)随手关水,一水多用,比如洗菜的水可以浇花等;(4)改善环境,利国利民。