《第二节 科学探究:物质的比热容》培优练习
一、单选题
质量相等的铜块和铁块(c铜<c铁),使它们放出相等的热量后,再相互接触,则( )
A. 热量从铜块传到铁块 B. 热量从铁块传到铜块C. 它们之间不发生热传递 D. 无法确定
1千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后,它的温度在下列给出的四个温度中,最多有几个可能温度( ) ①80℃②100℃③120℃④130℃
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
A、B两物体质量相等,温度均为10℃;甲、乙两杯水质量相等,温度均为50℃.现将A放入甲杯,B放入乙杯,热平衡后甲杯水温降低了4℃,乙杯水温降低了8℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A. 4:9 B. 3:5 C. 2:3 D. 1:2
二、多选题
用相同的电加热器分别对质量相等A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )A. A的比热容与B的比热容之比为2:1B. A的比热容与B的比热容之比为2:3C. 加热相同的时间,B吸收的热量比A吸收的热量多D. A和B升高相同的温度,A吸收的热量较多
三、计算题
将500g温度为80℃的水兑入2.5kg温度为20℃的水中,假设没有热量的损失,那么平衡后的水温为多少?
答案和解析
【答案】
1. D 2. C 3. A 4. AD
5. 解:根据题意可知,不计热量的损失时:Q吸=Q放,由Q吸=cm(t?t0),Q放=cm(t0?t)得,cm冷水(t?t0冷水)=cm热水(t热水?t),即:4.2×103J/(kg?℃)×2.5kg×(t?20℃)=4.2×103J/(kg?℃)×0.5kg×(80℃?t),解得:t=30℃。答:热平衡后的水温为30℃。??
【解析】
1. 【分析】解决此题要知道热传递发生的条件是要有温度差,结合热量的公式Q=cm△t进行分析解答。本题考查了热量的计算、热传递的方向,知道铁和铜比热容的大小关系是突破口,然后熟练应用吸热公式是解本题的关键。【解答】由公式Q=cm△t得,△t=Qcm,因铁块和铜块放出的热量相同,铁的比热容小于铜的比热容,且质量相等,所以铁块降低温度大于铜块降低的温度,由于不知道初温,所以无法确定铁块和铜块的终温高低;热传递是从高温物体传向低温物体,所以不能确定是否发生热传递,或热传递的方向。故选:D。
2. 解:由Q吸=cm△t可得,水应升高的温度:△t=Q吸cm=4.2×105J4.2×103J/(kg?°C)×1kg=100℃,水的最高末温:t最高=t0+△t=20℃+100℃=120℃;因为水沸腾时温度达到沸点,继续吸热但温度不变,所以水吸收热量从20℃升高,温度达到沸点后,不再升高,因为水表面的气压不知道,水的沸点不确定,所以水的末温可能是80℃、100℃、120℃,不可能为130℃;故C正确。故选C。已知水的质量、水的比热容、水的初温和水吸收的热量,利用吸热公式求水的末温;再根据水沸腾时的规律(水沸腾时吸热但温度不变)分析判断。本题综合考查了吸热公式的应用和液体沸腾的规律,关键要知道气压的大小会影响液体沸点的高低。
3. 解:(1)物体A放入甲杯水后,△t水=4℃,则它们的共同温度为50℃?4℃=46℃,物体A的温度由10℃升高到46℃,则△tA=46℃?10℃=36℃,水放出的热量Q放=c水m水△t水A吸收的热量Q吸=cAmA△tA,根据热平衡方程:Q放=Q吸,即c水m水△t水=cAmA△tA代入相关数据得:cA=19=c水m水mA(2)物体B放入乙杯水后,△t水'=8℃,它们的共同温度为50℃?8℃=42℃,B的温度由10℃升高到42℃,则△tB=42℃?10℃=32℃,水放出的热量Q放=c水m水△t水'B吸收的热量Q吸=cBmB△tB,根据热平衡方程:Q放=Q吸,即c水m水△t水'=cBmB△tB代入相关数据得:cB=14=c水m水mB(3)∵A、B两物体质量相等,即mA=mB,∴cAcB=1914=4:9.故选:A。(1)物体A放入甲杯水后,水的温度由50℃降低了4℃,变成50℃?4℃=46℃,A的温度由10℃升高到46℃,水放出的热量等于A吸收的热量,据此列出热平衡方程,就可以求出A的比热容。(2)物体B放入乙杯水后,水的温度由50℃降低了8℃,变成50℃?8℃=42℃,B的温度由10℃升高到42℃,水放出的热量等于B吸收的热量,据此列出热平衡方程,就可以求出B的比热容。求出A和B的比热容后,就可以解决问题。本题解题的关键在于学生能否正确写出高温物体放热和低温物体吸热的表达式,利用方程的思想可以解决许多物理问题,在学习中注意运用。
4. 解:(1)利用热量的计算公式Q=cm△t可知,在质量相等、吸收的热量也相同时,A的温度升高20℃,B的温度升高40℃,由公式c=Qm△t知,A与B的比热容之比为2:1,故A正确,B错误;(2)两种质量相等、初始温度也相同的不同液体,分别用两只完全相同的酒精灯加热,相同的时间内吸收的热量相等,故C错误;(3)由图象可以看出,当升高的温度相同时,A的加热时间更长,说明A吸收的热量更多,故D正确;故选AD。A、B两种液体液体质量相等、初温相同、吸热也相同,末温从图中可以看出,利用热量的计算公式分析即可。此题考查的是利用图象比较不同物质的比热容,得到正确结论的前提是读懂图象提供的信息,理解比热容的物理意义。
5. 热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同.知道热水的质量和初温、冷水的质量和初温,又知道水的比热容,利用热平衡方程Q吸=Q放求水混合后的温度。不考虑热量损失时,找出吸收热量的物体,找出放出热量的物体,吸收的热量等于放出的热量,解方程求出结果。
《第二节 科学探究:物质的比热容》基础练习
一、单选题
一瓶酒精用去一半后,则剩下的酒精( )
A. 密度变为原来的一半 B. 热值变为原来的一半C. 比热容变为原来的一半 D. 质量变为原来的一半
下列是一些物质的比热容( )
一些物质的比热容[单位:J/(kg?℃)]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
蓖麻油
1.8×103
甘油
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
?0.88×103
根据表中的数据,下列判断正确的是。
A. 1kg铝的比热容是2kg铝的比热容的12B. 工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C. 物质的比热容与物质的状态无关D. 质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度变化较大
如表列出了几种物质的比热容,下列说法不正确的是( )
物质
比热容c(J/(kg?℃)
物质
比热容c(J/(kg?℃)
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
铝
0.88×103
砂石
0.9×103
铜
0.39×103
A. 不同的物质,比热容一般不同B. 物质的比热容与自身的状态无关C. 质量相等的铝和铜,降低相同的温度,铝放出的热量多D. 炎炎夏日,沙滩烫脚而海水清凉,主要原因是水的比热容比砂石大
烈日炎炎的夏季,白天海滩上的沙子热得烫脚,海水却很凉爽;傍晚,沙子很凉了,但海水却仍然暖暖的.同样的日照条件下,沙子和海水的温度不一样的原因是( )
A. 沙子的密度比海水的密度大 B. 沙子的比热容比海水的比热容大C. 沙子的比热容比海水的比热容小 D. 沙子的质量比海水小
质量相等、初温度相同的水和酒精,分别用两个相同的加热器加热,(不计热量损失),加热过程中温度随时间的变化图象如图,a、b两种液体的鉴别结论正确的是( )
A. a的比热容大,是水 B. b的比热容大,是酒精C. b的比热容大,是水 D. a的比热容大,是酒精
甲、乙两个物体的比热容之比为2:1.若使它们升高相同的温度,吸收的热量之比为3:1,则甲、乙两个物体的质量之比为( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 3:2 D. 4:1
质量和初温度都相同的水和铜块,分别吸收相同的热量后将铜块投入水中(c水>c铜,不计热损失)则( )
A. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水升高的温度和铜块降低的温度相同B. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水降低的温度和铜块升高的温度相同C. 水的温度升高,铜块的温度降低,且水增加的内能和铜块减少的内能相同D. 水的温度降低,铜块的温度升高,且水减少的内能和铜块增加的内能相同
二、填空题
在有些古代宫殿中,有许多空心铜柱子支持着宫殿的屋顶,在夏天走进宫殿会感到冷气侵人。原因是空心的铜柱中装进了许多冰块,由于冰块______时吸收大量的热量使温度降低(填物态变化名称),而且水的______较大,温度不易升高。所以宫殿里很凉爽。
在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的.这是因为______ 的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时,______ 的温度升高得更快的缘故。
用相同的装置给质量相等的甲、乙两种固体加热,其温度随时间变化情况如图所示.当加热至2min时,甲吸收的热量______乙吸收的热量(选填“等于”、“大于”或“小于”);从图中可以看出固体物质甲的比热容______固体物质乙的比热容(选填“大于”、“小于”或“等于”);根据图象分析固体甲______晶体(选填“是”、“不是”或“可能是”)。
工厂里的冷却塔多用水作为冷却介质,其原因是水的______ 大,在质量和升高的温度相同时,水能吸收______ (选填“较少”或“较多”)的热量。
三、实验探究题
在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热记录相关数据,并绘制出如图所示的图象(不计热量损失)。(1)实验时,选用初温和______均相等的甲、乙两种液体。(2)加热10min,甲吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙吸收的热量。(3)若甲、乙两种液体吸收的热量相等,______液体升高的温度大些。(4)甲、乙两种液体中,______液体的比热容较大。
四、计算题
把质量为500g的水加热到80℃,吸收了4.2×104J的热量,已知水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),求:(1)水温升高了多少?(2)原来水的温度是多少?
由于太阳能具有安全、清洁、方便等特点,使得人们越来越广泛地使用它.已知某太阳能热水器的水箱吸收太阳辐射热量为2.52×107J,如果这些热量的50%被水箱内质量为100kg温度为20℃的水吸收,可使这些水的温度升高多少℃?(C水=4.2×103J/(kg.℃))
答案和解析
【答案】
1. D 2. B 3. B 4. C 5. C 6. C 7. C
8. 熔化;比热容??
9. 水;沙子??
10. 等于;大于;可能是??
11. 比热容;较多??
12. 质量;等于;甲;乙??
13. 解:(1)由Q吸=cm△t得,升高的温度:△t=Q吸cm=4.2×104J4.2×103J(kg?°C)×500×10?3kg=20℃,(2)水原来的温度:t=80℃?20℃=60℃。答:(1)水温升高了20℃;(2)原来水的温度是60℃。??
14. 解:由题知,Q吸=50%×2.52×107J=1.26×107J,由Q吸=c水m△t可得:△t=Qc水m=1.26×107J4.2×103J/(kg?℃)×100kg=30℃。答:这些水的温度可升高30℃。??
【解析】
1. 解:A、密度是物质的特性,决定于物质的种类、状态和温度,酒精用去一半后,种类、状态、温度没有变化,所以密度不变.此选项错误;B、热值是燃料的特性,决定于燃料的种类,酒精用去一半后,种类没有变化,所以热值不变.此选项错误;C、比热容是物质的特性,决定于物质的种类和状态,酒精用去一半后,种类、状态没有变化,所以比热容不变.此选项错误;D、质量是指物体所含物质的多少;一瓶酒精用去一半后,物质总量减半,其质量减半.此选项正确。故选D。①密度、比热容、热值是物质的某种特性,与物质的种类和状态有关,同种燃料的密度、比热容、热值一般不变;②质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变化时才会改变。此题主要考查学生对物质概念的理解和掌握,明确各个物理量的真正含义后,可顺利解决此题。
2. 解:A、比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,与物质的质量无关,所以1kg铝的比热容和2kg铝的比热容相同.此选项错误;B、在所有物质中,水的比热容最大,相同质量的水和其它液体、升高相同的温度时,由Q吸=cm△t知,水吸收的热量最多,所以冷却塔大多用水作为冷却剂.此选项正确;C、分析表中数据可知,水和冰是水的两种状态,比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关.此选项错误;D、分析表中数据可知c水>c煤油,质量相同的水和煤油吸收相同的热量时,根据△t=Qcm知,水的温度变化小.此选项错误。故选B。(1)单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容;比热容是物质的一种特性,决定于物质的种类和状态.不同的物质比热容一般不同,同种物质状态改变,比热容也发生改变;(2)物质吸收或放出的热量用公式Q=cm△t计算,其中c表示物质的比热容,△t表示物质温度的变化量;(3)相同质量的不同物质,吸收相同的热量,温度变化用公式△t=Qcm比较。本题考查了比热容的相关知识,同时也考查了学生根据这个知识点对数据进行分析归纳的能力.比较物理量大小关系时,可用相关的公式进行分析。
3. 解:A、不同物质的比热容一般不同,有的也相同,故A正确;B、同种物质在不同状态下比热容不同,如水和冰比热容不同,故B错误;C、铜的比热容比铝的比热容小,由Q放=cm△t可知,质量相等的铜块和铝块,降低相同的温度,铝块放出的热量一定多,故C正确;D、因为水比沙石的比热容大,由Q吸=cm△t可知,在吸收和放出相同的热量时,水的温度变化值更小,沙石的温度变化值大,所以相同质量的水和沙石吸收相同的热量后,沙石升温比水高,故D正确。故选B。从表中可以得出几种物质的比热容,比热容是物质的一种特性,同种物质(同种状态)比热容不同,不同物质的比热容一般不同,据此分析判断。本题考查了学生对比热容概念、热量公式的掌握和运用,能从比热容表查出物质的比热容并知其意义是本题的关键。
4. 解:海水比沙子的比热容大,因此,相同质量的海水和沙子,在吸收相同的热量时,沙子温度高,海水温度低,故C符合题意。故选C。水的比热容大,在吸收和放出相同热量时,与同质量的其他物质相比,其温度变化小。本题主要考查学生对:水的比热容大在生活中的应用的了解.是一道基础题。
5. 解:如图所示,在某一定时间时,a的温度的变化量比b的温度变化量大;利用热量的计算公式Q=cm△t分析,a的比热容小,是酒精;b的比热容大,是水。故选C。如图所示,可以采用控制变量法分析,具体做法在时间一定时,比较温度的变化量;然后再利用热量的计算公式分析即可。本题采用了控制变量法,这是一种常用的一种分析问题和探究物理问题的方法.学生要熟知其道理。
6. 解:由题知,甲、乙两物体的比热容之比是2:1,升高的温度之比是1:1,吸收的热量Q甲:Q乙=3:1,由Q吸=cm△t,可得m=Q吸c△t,则m甲:m乙=Q甲c甲△t甲:Q乙c乙△t乙=Q甲Q乙×c乙c甲×△t乙△t甲=31×12×11=3:2。故选C。已知甲、乙两物体的比热容之比、升高的温度关系和吸收热量的关系,可利用公式m=Q吸c△t计算物体的质量之比。本题考查学生对热量公式的掌握和运用,并可以利用其公式变形计算物体的质量之比,在代入数值的时候应注意要一一对应,这是一个比较容易出错的地方。
7. 解:质量和初温都相同的水和铜块,当它们吸收相同的热量后,由Q=cm△t可知,比热容越大,升高的温度越小;由于水的比热容大,所以水升高的温度小,由于初温相同,所以水的末温低。根据热传递的条件,所以质量和初温都相同的水和铜块,当它们吸收相同的热量后,再将铜块投入水中,热量由高温的铜传给低温的水。故铜块内能变小,水的内能增大,因不计热损失,则水增加的内能和铜块减少的内能相同。故C正确,ABD错误。故选:C。物体间发生热传递的条件是有温度差,先结合热量公式Q=cm△t分析铜块和水的温度关系,判断出铁块和水的末温大小后,再判断热传递的方向。本题考查了学生对放热公式的掌握和应用,理解用好“质量相等的不同物质,吸收相等的热量,比热容大的温度升高的少”是本题的关键。
8. 解:当冰熔化时,需要向周围吸收热量,导致周围的温度较低,所以感觉格外凉爽;水的比热容大,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,即温度不易升高,所以宫殿里很凉爽。故答案为:熔化;比热容。(1)当物质从固态变为液态时,这个过程叫做熔化,熔化过程需要向外界吸收热量,从而使周围的环境温度降低。(2)对水的比热容的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少。本题考查学生对晶体在熔化过程中吸热但温度保持不变的特点、水的比热容特点及应用等知识点的了解和掌握,并将所学的知识应用到实际中,具有现实性意义。
9. 解:因为沙子的比热容比海水的比热容小,在吸收相同热量时,相同质量的沙子比海水温度上升得快,所以在烈日当空的海边玩耍,会感到沙子烫脚,海水却凉凉的。故答案为:水;沙子。水的比热容较大,相同质量的水和沙子比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少,所以沙子滚烫,而海水依旧凉爽。本题主要考查学生对“水的比热容大”的了解和掌握,是一道基础题。
10. 解:用相同的装置加热,在相同的时间内放出的热量相同,故甲吸收的热量等于乙吸收的热量;从图中可以看出吸收相同的热量甲的温度低,故甲的吸热能力大于乙的吸热能力,即甲的比热容大于乙的比热容;甲有可能还没有达到熔点,所以甲可能是晶体。故答案为:等于;大于;可能是。分析装置放出热量的多少可以分析甲和乙吸收热量的多少;吸收相同的热量温度变化越慢吸热能量越强;晶体有固定的熔点。能看懂题目中温度时间图象的信息,并知道热传递的条件、晶体、非晶体的区别等知识点是解决该题的关键。
11. 解:因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量较多,所以常用水作为冷却介质;故答案为:比热容;较多。单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为该物质的比热容,水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。本题主要考查了学生对水的比热容大的特点及应用,应用好“物体的m、△t相同时,c大的Q大”是本题的关键。
12. 解:(1)要研究两种液体的吸热本领,应控制两个烧杯中所装的甲、乙两种液体的初温相同、质量相等;(2)相同加热器加热相同时间,加热器放出的热量相等,因此甲吸收的热量等于乙吸收的热量;(3)根据图象可知,吸收相同的热量,即加热相同时间,甲液体升高的温度大些;(4)根据c=Qm△t可知,质量相同的甲乙两种液体、吸收相同的热量,温度变化越小,比热容越大,即乙液体的比热容较大。故答案为:(1)质量;(2)等于;(3)甲;(4)乙。(1)要探究不同液体的吸热本领,需要取初温相同,质量相同的不同液体;(2)相同加热器加热相同时间,加热器放出的热量相等,甲乙吸收的热量相等;(3)根据图示判断甲乙两种液体吸收相同的热量那种液体温度变化大;(4)根据c=Qm△t比较两种液体比热容的大小。此题是探究物质吸热本领的实验,考查了控制变量法和转换法的应用及吸热公式的应用,解决此题的关键是能够通过图象得出物质之间吸热的关系。
13. 知道水的质量、比热容和吸收的热量,利用吸热公式求水温升高值,又知道水的末温,再求水原来的温度。本题考查了热量公式的灵活应用,条件已知,难度不大。
14. 由题知,热水器中水吸收的热量、水的质量、水的比热容,利用吸热公式Q吸=c水m△t求水的温度可升高值。本题考查了学生对吸热公式Q吸=cm△t的掌握和运用,因条件已给出,难度不大.注意温度升高了(△t)、升高(△t)与升高到(末温)的区别。
《第二节 科学探究:物质的比热容》提高练习
一、单选题
下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是(????)
A. 夏天,在地上洒水会感到凉快B. 北方楼房内的“暖气”用水作为介质C. 海边昼夜温差变化比沙漠中小D. 生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度
两个质量不同的金属块,放出相同热量,降低相同温度,则( )
A. 质量大的金属块的比热容一定大 B. 质量大的金属块的比热容一定小C. 质量大的金属块的比热容可能大 D. 两个金属块的比热容有可能相同
一铜块与铝块质量之比是2:3,铜、铝的比热容之比是3:1,若它们吸收的热量相同,则升高的温度之比为( )
A. 2:1 B. 1:2 C. 4:9 D. 9:4
冰在熔化成水的过程中,下列判断正确的是(? ? ? )
A. 比热容改变,内能和温度不变B. 比热容改变,内能增加,温度不变C. 比热容、内能和温度都增加D. 比热容、内能和温度都不变
根据表中数据,下列判断正确的是( )一些物质的比热容[J/(kg?℃)]
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
沙石
0.92×103
铜
0.39×103
A. 物质的比热容与物质的状态无关B. 因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大C. 质量相等铝块和铜块升高相同的温度后,铝块吸收的热量多D. 一块干泥土变湿后,在同样光照条件下其升温速度将变快
二、填空题
小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,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:______(选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为______,这种液体在0~15min内放出的热量为______。
水沸腾过程中的温度______(选填“升高”、“降低”或“不变”),该过程中水______(选填“吸热”、“放热”或“不吸热也不放热”),若将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(C铝>C铁>C铜)浸没在同一沸水中煮较长的一段时间,从沸水中吸热最多的是______球。
将一瓶容量为550mL的矿泉水放入冰箱一段时间后,水温从30℃降低到10℃,这是用______方式改变了矿泉水的内能;在这个过程中水放出的热量为______J.[c水=4.2×103J/(kg?℃)]。
三、实验探究题
物理兴趣小组同学们为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关,做了如下实验:在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油,用同样的加热器加热,下表是他的实验数据记录:
烧杯号
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
1
水
200
20
28
8
2
水
100
20
28
4
3
煤油
200
20
28
4
4
煤油
200
20
24
2
请根据表中的实验记录回答:(1)探究实验中,选择“相同的加热器加热”的目的是为了______ 。实验中,同学们是通过观察______ 来比较吸收热量多少的。(2)比较1、2记录,得出的结论是在相同条件下,物体吸热的多少与______ 有关;(3)比较3、4记录,得出的结论是在相同条件下,物体吸热的多少与______ 有关;(4)比较1、3记录,得出的结论是在相同条件下,物体吸热的多少与______ 有关;(5)同学们在探究实验中采用的研究方法是______ 。
为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,并设计了如下实验步骤:A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温;C.在烧杯中,分别用功率相同的电热器,加热时间相同;D.用温度计分别测出水和煤油的末温。小聪认为:(1)步骤A存在的错误是:在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;应改为______ ;(2)步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油______ 。(3)步骤B和D是为了得出水和煤油的______ 。(4)实验中搅拌器的作用是:使液体______ ;(5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高得______ (选填“快”或“慢”),这表明______ 吸热本领更强。
答案和解析
【答案】
1. A 2. B 3. B 4. B 5. C
6. 甲 ?2.1×103J/(kg?℃) ?4.2×104J??
7. 不变;吸热;铝??
8. 热传递;4.62×104??
9. 用加热时间的长短表示吸收热量的多少;升高的温度;质量;升高的温度;种类;控制变量法和转换法??
10. 装入等质量的水和煤油;吸收相等的热量;升高的温度;受热均匀;快;水??
【解析】
1. 解:A、夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热,而不是利用水的比热容大的特点,故A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,降低相同的温度,水放出的热量多,所以北方楼房内的“暖气”用水作为介质,故B不符合题意;C、沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容大,在相同的吸放热条件下,水的温度变化小,冬暖夏凉,昼夜温差小;沙漠地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸热条件下,砂石的温度变化大,故C不符合题意;D、生物体内水的比例很大,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容大的特点,故D不符合题意。故选A。水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。本题考查了蒸发吸热、水的比热容大的特点的应用,应用所学知识,解释了实际问题,体现了新课标的要求,属于中考热点题目。
2. 解:据公式Q=cm△t可得c=Qm△t,金属块的质量不同,放出的热量相同,其变化的温度相同,质量大的金属块的比热容一定小,故B正确。故选:B。两个质量不同、散发热量相同的物体,降低相同的温度时,其所能放出热量的多少与其比热容有关,故在分析判断时应联系公式Q=cm△t进行判断。能利用控制变量的思想分析涉及比热容的是解决该题的关键。
3. 解:由题意可知:吸收的热量是相同的,热量之比为1:1,由Q吸=cm△t可得:△t=Qcm;则升高的温度之比:△t铜:△t铝=Q铜c铜m铜:Q铝c铝m铝=12×3:13×1=1:2。故选:B。已知两种物质的比热容之比和质量之比,根据Q吸=cm△t求出它们升高相同的温度时吸收的热量之比和吸收相同的热量时升高的温度之比。本题考查了学生对热量公式的掌握和运用,代入比值时要细心,防止因颠倒出错。
4. 解:冰在熔化过程中,吸收热量,而温度保持不变,但内能在增加,由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关,当冰熔化成水后,比热容变大;故选:B。冰在熔化过程温度不变,但需要继续吸热,所以内能增加,水的比热容比冰的比热容大,所以比热容变化。解决此类问题要知道熔化过程的特点及不同物质比热容不同。
5. 解:A、比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,由图可知,水的比热容和冰的比热容是不同的,故比热容的大小与状态有关,故A错误;B、内陆的砂石的比热容小于水的比热容,在吸收或放出相同的热量,水的温度变化小,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小,故B错误;C、已知c铜<c铝,质量相同的铝块和铜块升高相同的温度,根据Q=cm△t可知,比热容大的物质,吸热的热量多,故C正确;D、干泥土的比热容要小于湿泥土的比热容,在同等质量、同样吸热的情况下,湿泥土的温度上升的慢,故D错误。故选:C。(1)比热容:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容;(2)比热容是物质的一种特性,不同的物质比热容一般不同;比热容与物质的种类有关,同种物质状态改变,比热容就发生了改变;(3)物质吸收或放出的热量用公式Q=cm△t计算,其中c表示物质的比热容,△t表示物质温度的变化量。本题考查了比热容的相关知识,同时也考查了学生根据这个知识点对数据进行分析归纳的能力。比较物理量大小关系时,可用相关的公式进行分析。
6. 【分析】(1)选同样的加热时间,甲和乙吸热相同,根据温度变化的多少判断,温度变化多的比热容小,温度变化少的比热容大,据此分析判断;(2)根据甲、乙两种液体的比热容的大小判断出哪一种液体是水,由题知,分别用质量相等的水和另一种液体进行了实验,相同时间水和液体放出的热量不相同。而水和液体的质量相同,根据吸热公式求液体的比热容;(3)根据Q放=cm△t可求出乙液体放出的热量。本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,能从温度?时间图象得出相关信息是本题的关键。本题考查了学生对比热容了解与掌握,注意要学会看图形(取相同的时间比较甲乙温度变化的高低)。【解答】(1)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;利用热量的计算公式Q放=cm△t可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,所以若A、B两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是甲液体,由图可知:液体的初温是60℃,放热15分钟后甲液体的末温是40℃,则水放出的热量:Q放=c水m水(t水?t0)=4.2×103J/(kg?℃)×m×(60℃?40℃)。(2)由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙c水m水△t=c乙m(60℃?20℃)=4.2×103J/(kg?℃)×m×(60℃?40℃)。解得c乙=2.1×103J/(kg?℃)。(3)读图可得,乙在15min内由60℃降低到20℃,降低的温度是60℃?20℃=40℃,所以乙放出的热量Q放=cm△t=2.1×103J/(kg?℃)×0.5kg×40℃=4.2×104J。故答案为:甲;2.1×103J/(kg?℃);4.2×104J。
7. 解:(1)水沸腾时温度的特点是:虽然继续吸热,但温度保持不变;(2)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;根据热量公式Q=cm△t分析可知,三种质量和初温相同的物质升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,比热容小的吸收的热量少,所以铝球吸收的热量最多,铜球吸收的热量最少。故答案为:不变;吸热;铝。(1)水沸腾的条件是温度达到沸点并且继续吸热,吸收的热量全部都用来由液体变成气体的变化,所以温度是不变的;(2)解决此题可利用控制变量法进行分析,结合热量公式Q=cm△t求解水温度的变化,吸收的热量。解决此题要记住沸腾的相关知识点:沸腾时的特点:虽然继续吸热,但温度保持不变。沸腾的条件:温度达到沸点,继续吸热。结合控制变量法和热量公式进行分析计算。
8. 解:水放出热量、内能减少,是通过热传递的方法减小水的内能;水放出的热量:Q放=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.55kg×(30℃?10℃)=4.62×104J。故答案为:热传递;4.62×104。(1)改变内能的方法:一是做功,二是热传递,水放出热量、内能减少、温度降低,是通过热传递的方法减小水的内能;(2)知道水的质量、水的比热容、水的温度降低值,利用放热公式求水放出的热量。本题考查了热量的计算、内能的改变方法,计算时注意温度降低了(△t)与降低到(末温)的区别,属于基础题目。
9. 解:(1)实验中用同样的加热器,放出的热量才相同,物质吸收的热量才会相同,故用同样的加热器的目的是用加热时间的长短表示吸收热量的多少.(3)实验中用同样的加热器,放出的热量才相同,物质吸收的热量才会相同,故用同样的加热器的目的是在相同的时间里吸收的热量相同。实验中,比较物质升高的温度,来比较它们吸收的热量。(2)比较1、2记录,同种物质,升高相同温度,质量越大,加热时间越长,吸收热量越多;得出结论:同种物质升高温度相同时,吸收的热量与质量成正比;(3)比较3、4记录,同种物质质量相同时,升高的温度不同,且是升高的温度越多时,加热时间越长,即吸收的热量越多,得出结论:质量相同的同种物质时,吸收的热量与升高的温度成正比。(4)比较1、3记录,质量相同、升高相同的温度,物质的种类不同,吸收的热量不同,说明吸收的热量与种类有关。(5)用能直接观察的温度计示数显示不能直接观察的热量变化,采用的是“转换法”;实验中要控制加热情况相同,水和煤油的质量等相同,用到了控制变量法。故答案为:(1)用加热时间的长短表示吸收热量的多少;升高温度;(2)质量;(3)升高的温度;(4)种类;(5)控制变量法和转换法。(1)实验中用同样的加热器,放出的热量才相同,通过比较物质升高的温度,来比较它们吸收的热量(2)从表格中比较1、2记录,升高温度相同、物质相同、质量不同,比较所用的时间,用时越长说明吸收的热量越多,说明与物体质量有关;(3)从表格中比较3、4记录,质量相同、物质相同、升高的温度不同的杯号,比较所用的时间,用时越长说明吸收的热量越多,说明与温度的变化量有关;(4)从表格中比较1、3记录,质量相同、升高相同的温度,物质的种类不同,比较所用的时间,用时越长说明吸收的热量越多,说明与种类有关。(5)实验中用到了控制变量法和转换法。本题是探究物质的比热容的实验,利用了控制变量法进行研究.控制变量法就是在研究和解决问题的过程中,对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制,只改变某个变量的大小,而保证其它的变量不变,最终解决所研究的问题。
10. 解:(1)根据控制变量法,要保持不同物质的质量相同,应改为:在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油;(2)根据转换法,加热时间相同是为了使水和煤油吸收相等的热量。(3)步骤B和D是为了得出水和煤油升高的温度相同;(4)实验中搅拌器的作用是:使液体受均匀;(5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高快,根据比较吸热能力的第2种方法,这表明水吸热本领更强。故答案为:(1)装入等质量的水和煤油;(2)吸收相等的热量;(3)升高的温度;(4)受热均匀;(5)快;水。(1)(2)(3)(5)我们使用相同的酒精灯(或加热器)通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法。比较物质吸热能力的2种方法:①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强②使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;(4)搅拌器的作用是:使液体受均匀。本题比较水和煤油的吸热能力,考查控制变量法及转换法的运用及注意事项。