12.3物质的比热容
一、单项选择题(共10小题;共20分)
1.
下列事实中最能说明物质吸收热量跟物质种类有关的是
?
A.
体积相同的两杯水温度都升高
,它们吸收的热量相同
B.
体积相等的水和煤油温度都升高
,它们吸收的热量不相同
C.
质量相等的两块钢温度分别升高
和
,它们吸收的热量不相同
D.
质量相等的水和铜温度都升高
,它们吸收的热量不相同
2.
铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量,则
?
A.
铜块的末温高
B.
铁块的末温高
C.
铜块的温度降低得多
D.
铁块的温度降低得多
3.
质量相等、初温相同的水和酒精,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线如图所示,关于
、
两种液体的鉴别结论正确的是
?
A.
的比热容大,是水
B.
的比热容大,是酒精
C.
的比热容大,是水
D.
的比热容大,是酒精
4.
两只完全相同的杯中分别盛有甲、乙两种液体,若使两杯液体吸收相同热量后,发现甲液体温度升高比乙大,则以下分析中合理的是
?
A.
若两杯液体的质量相等,则甲液体的比热容一定小
B.
若甲液体的质量小于乙,则甲液体的比热容一定大
C.
若两种液体的比热容相等,则甲液体的质量可能大
D.
若甲液体的比热容小于乙,则甲液体的质量一定小
5.
炎热的盛夏,游泳是非常惬意的事.到海边游泳时,同样是艳阳高照,人站在水中会感觉凉爽;而当人赤脚走在砂土上时却感到烫脚,根据上述现象你认为最有探究价值且易于探究的科学问题是
?。
A.
为什么人站在水中感觉凉爽,走在沙土上感到烫脚?
B.
水与沙土的温度变化与哪些因素有关?
C.
物体温度变化与吸热多少有什么关系?
D.
物体温度变化与物质种类有什么关系?
6.
下列过程中,物体比热容会发生变化的是
?
A.
把煤块碾碎成煤屑
B.
把铁屑熔化后浇铸成铁块
C.
把铜块投入热水中再取出
D.
冰熔化成水
7.
有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了
。把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了
,则甲球比热
和乙球比热
大小的关系是
?
A.
B.
C.
D.
以上三种情况都有可能
8.
图
是“用传感器比较不同物质的比热容”的实验装置。某次实验中,将两支温度传感器和两个相同的试管(分别盛有初温相同、质量相同的甲和乙两种液体)分别固定在铁架台上,两个试管放入同一个红外加热器中(两试管在红外加热器中相同时间内吸收的热量相同),两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,在计算机上打开与此仪器配套的专用软件,点击“开始记录”,同时打开红外加热器开关,对两试管内的液体加热,这两种液体在沸腾前,在计算机上得到图
所示的升高温度—时间实验图线。则下列说法中正确的是
?
A.
加热相同的时间甲液体比乙液体温度变化小
B.
甲、乙液体升高相同温度,甲液体比乙液体吸收的热量多
C.
甲液体的比热容小于乙液体的比热容
D.
从吸热能力方面看,选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好
9.
在“比较水与煤油吸收热量时温度升高的快慢”实验中,需要控制某些变量,以下做法多余的是
?
A.
采用完全相同的加热方式
B.
采用酒精灯加热时,酒精灯里加热的酒精量相同
C.
取相同质量的水和煤油
D.
盛放水和煤油的容器相同
10.
初温相等的甲、乙两物体,在放出相同的热量后,甲的温度高于乙的温度,那么,这两个物体的质量和比热容不可能是
?
A.
,
B.
,
C.
,
D.
,
二、填空题(共8小题;共40分)
11.
?
质量的某种物质,温度升高
?
所
?(选填“吸收”或者“放出”)的热量叫做这种物质的比热容。比热容用字母
?
表示,其单位是
?。
12.
铝的比热容为
),读作
?。它表示质量为
的铝,温度升高
,所吸收的热量是
?
;或质量为
的铝,温度降低
,所放出的热量是
?
。
13.
由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大,所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化
?(选填“大”或“小”),因此白天海边的风多是
?(选填“从陆地吹向海面”或“从海面吹向陆地”)。
14.
星期天,小明同学在父母的协助下,从早上七点开始每隔半小时对他家附近的气温和一个深水池里的水温进行测量,并根据记录的数据绘成温度-时间图象,如图所示。从图线可以看出乙的温度变化幅度小,是
?(选填“气温”或“水温”)的图线,温度变化幅度小的原因是
?。
15.
水的比热容是
,其物理意义为
?。
16.
一杯水的比热容是
,它表达的物理意义是
?.若将此杯水倒掉一半,剩下半杯水的比热容是
?.
17.
甲、乙两金属球的质量之比是
,比热容之比为
,若它们吸收的热量之比是
,则它们的升高的温度之比为
?。
18.
已知水的比热容比煤油的比热容大,用两盏完全相同的酒精灯,给质量和温度均相同的水和煤油加热,使它们加热的时间相同,结果发现
?
温度上升得较高;要使它们都上升
,则对
?
加热所需的时间较长。
三、简答题(共3小题;共24分)
19.
家中为什么要用水做取暖剂?说明理由。
20.
在两个相同的容器中分别装有质量相等的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,并绘制出液体温度与加热时间关系的图线(如图所示)。根据图线特点可判断
?的吸热能力强,判断的过程是
?。
21.
在野外施工中,需要把质量为
千克的铝合金构件温度从
升高到
或以上.现只有保温瓶中
千克温度为
的热水可以利用,不计热损失,请设计一个加热构件的方案.同学甲设计的方案和运算如下:将铝合金构件直接放人
热水中,在不考虑热损失的前提下,热水放出的热量等于构件吸收的热量.根据热量计算公式:
、
,将数值代入计算,得出构件与热水在达到热平衡时的温度
.显然,这种方案不能使构件达到规定的温度.同学乙设计的方案是把
的热水分成等质量的两份,让构件先放人第一份
的热水中,达到热平衡后取出,再放入第二份
的热水中,再使构件与热水达到热平衡.通过计算表明,这一方案可使构件的最后温度达到
。
问:
(1)怎样才能让构件达到
呢?请写出你的设计方案;
(2)若采用最佳加热方案,构件最后的温度可达
、这一结果启示我们,工业上也可以用这一方法用冷水来冷却某些构件,请简要说明这种最佳冷却方案。
四、计算题(共2小题;共16分)
22.
质量是
的某种液体,温度从
降低到
时,放出了
焦耳的热量。这种液体的比热容是多少?
23.
质量为
、初温是
的实心金属小球放出
的热量之后,温度降低到
。那么,这种金属的比热容是多少?可能是哪种金属?
答案
第一部分
1.
D
【解析】A
、体积相同的同种物质质量相同,升高的温度相同,吸收的热量就相同。不能说明物质吸收的热量跟物质种类有关。不符合题意。
B
、由于水和煤油的密度不同,所以体积相等的水和煤油质量不同,那么温度都升高
,吸收热量不同,与物质种类有关,也与质量有关。不符合题意。
C
、质量相同的同种物质升高的温度不同,吸收的热量就不同。不能说明物质吸收的热量跟物质种类有关。不符合题意。
D
、质量相等的水和铜升高温度相等,吸收热量不同,说明物质吸收的热量跟物质的种类有关。符合题意。
2.
C
【解析】质量相同的铁块和铜块,因为铁的比热容大于铜的比热容,放出相同的热量后,由
可知,铜块的温度降低的多;因为铁和铜的初温未知,所以无法判断末温的高低。
3.
C
【解析】如图所示,在加热时间相同时,
的温度的变化量比
的温度变化量大;
利用热量的计算公式
分析,
的比热容小,是酒精;
的比热容大,是水。
4.
A
【解析】由公式
变形得:,由题可知,质量和吸收的热量都相同的甲、乙两种液体,甲液体升高的温度高,所以甲比乙液体的比热容小,A正确;
由公式
变形得:,若甲液体的质量小于乙,由题可知,吸收的热量都相同的甲、乙两种液体,甲液体升高的温度高,但甲液体的比热容可能小于乙液体的比热容,B错误;
由公式
变形得:,若两种液体的比热容相等,由题可知,吸收相同热量时,甲液体升高的温度高,所以甲比乙液体的质量一定小,C错误;
由公式
变形得:,若甲液体的比热容小于乙,由题可知,吸收相同热量时,甲液体升高的温高,但甲液体的质量可能比乙液体的质量大,D错误。
5.
D
【解析】人站在水中会感觉凉爽,在砂土上时却感到烫脚,说明水和砂土温度变化不同,原因是它们的种类不同,虽然比热容也不同,但比热容具体数值未知,所以“在其他条件相同时,物体温度变化与物质种类的关系”最有探究价值且易于探究.选项D符合题意。
故选D.
6.
D
7.
B
【解析】先后将甲乙两球投入到同一杯水中,水降低的温度相同,水放出的热量相同,
由题知,,
甲乙两球吸收的热量相同,
而乙球比甲球少升高了
,即乙球的末温低;
由上述分析可知,质量相同的甲乙两球,吸收相同的热量,乙球升高的温度少,所以乙球的比热容大。
8.
C
9.
B
【解析】实验中,应采用完全相同的加热方式,保证在相同的时间内提供相同的热量,故有必要,A不合题意;实验中,酒精灯里所加的酒精量对升温的快慢不会造成影响,属多余的量,B符合题意;实验中,必须取相同质量的水和煤油,符合控制变量法的要求,故有必要,C不合题意;实验中,盛放水和煤油的容器也会影响其吸热与升温的情况,故应使容器保持相同,故有必要,D不合题意
10.
C
【解析】甲、乙两个物体初温
,放出热量后,甲的温度高于乙的温度,说明甲乙降低的温度关系为:;又知放出热量
,
由
可知,;
若质量关系:,则
或
,都有可能,A、B正确;若质量关系:,则
,不可能
,C错误、D正确。
第二部分
11.
单位;;吸收;;
12.
乘以十的三次方焦每千克摄氏度;;
13.
大;从海面吹向陆地
【解析】因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,风从海洋吹向陆地,形成海风;同样的道理,夜晚的风向则正好相反。
14.
水温;水的比热容大
【解析】水池的水和陆地在同样吸放热条件下,水的比热容大,温度变化小,所以温度变化较小的乙是水温的图线,原因就在于水的比热容大。
15.
为
千克的水温度升高(或降低),吸收(或放出)的热量为
16.
的水每升高
吸收的热量为
;
【解析】根据比热容的定义可以知道,水的比热容为
,它表达的物理意义是:
的水每升高
吸收的热量为
;
将此杯水倒掉一半,质量改变,但比热容与质量无关,所以水的比热容不变,仍然为
.
17.
【解析】甲、乙两金属球的质量之比:,比热容之比
,吸收的热量之比
,
由
得,
它们的升高的温度之比:::。
18.
煤油;水
第三部分
19.
当其他条件一定时,水的比热容比较大,根据
可知,水可以放出更多的热量,因此用水做取暖剂。
20.
甲液体;如图所示,加热时间为
时,甲液体升高的温度为
,乙液体升高的温度为
;
已知甲、乙两种液体的质量相等,又知用同一热源加热,加热时间相同,吸收的热量
相同,乙液体温度升高比甲液体温度升高得多,所以甲液体吸热能力强。
21.
(1)操作方案:将保温瓶中
的热水分若干次倒出来.
第一次先倒出一部分,与温度为
的构件充分接触,并达到热平衡,构件温度升高到
;
将这部分温度为
的水倒掉,再从保温瓶倒出一部分热水,再次与温度为
的构件接触,并达到热平衡,此时构件的温度升高到
;
再将这些温度为
的热水倒掉,然后再从保温瓶倒出一部分热水来使温度为
的构件升温,.
直到最后一次将剩余的热水倒出来与构件接触,达到热平衡,最终就可使构件的温度达到所要求的值;
验证:如将
热水分
次倒出,每次倒出
,在第一次使热水与构件达到热平衡的过程中:
,
即:
解得:,
同理:
解得
,
解得
.
由此可知,倒到第三次时构件达到
(2)用冷水对构件进行流水喷淋(或用流水法进行),因为这样能充分地利用资源,使物体间内能更有效地转移,最大限度地实现降温。
第四部分
22.
这种液体的比热容是
【解析】已知
,由
得:
。
23.
这种金属的比热容是
,查表知道该金属可能是钢铁。
【解析】金属的质量
,则由
可得,该金属的比热容:
,
查表知道该金属可能是钢铁。
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