12.3物质的比热容
一、单项选择题(共10小题;共20分)
1.
如图,同学们在探究“比较水和沙子的吸热能力”。他们准备用两个相同的金属盒分别装初温相同的水和沙子,下列关于此实验说法错误的是
?
A.
本实验不能有效的控制水和沙子的质量始终相同
B.
实验中不能保证沙子和水向周围散热相同
C.
此实验最终能测出水的比热容
D.
此实验能对被测物体提供相同的加热条件,操作简便,但实验中难于及时测
2.
甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高
,乙物体温度升高
时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的
倍,则甲的比热是乙的比热的
?
A.
倍
B.
倍
C.
倍
D.
倍
3.
关于比热的概念,下列说法错误的是
?
A.
单位质量的某种物质,温度升高
所吸收的热量,叫做这种物质的比热
B.
单位质量的某种物质,温度降低
所放出的热量,也叫做这种物质的比热
C.
某种物质吸收或放出的热量越多,比热也越大,比热与热量有关
D.
各种物质都有自己的比热,它是物质的特性之一
4.
有五个完全相同的杯子,其中一个盛满开水,其他杯中没有水,仅利用杯子的吸热作用,将开水的温度降低,则下列方法中效果最好的是
?
A.
将第一杯中的水,平均倒入其余四个杯子中
B.
先将第一杯中的水整杯倒入第二个杯子中,等到杯子不再吸热时,再倒入第三个杯子中,以此类推,最后倒入第五个杯子中
C.
先平均倒入其中两个杯子中,等到杯子不再吸热,再平均倒入剩下的二个杯子中
D.
无论怎样,最终的结果都是相同的
5.
蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时,为了避免手被烫伤,要先用手蘸一下凉水,他这样做的主要道理是
?
A.
利用凉水是热的不良导体,把手和热馒头分开
B.
利用凉水温度低,能快速降低蒸笼内水蒸气的温度
C.
利用凉水蒸发要吸热,能降低水的温度
D.
利用凉水先对手进行冷却,同时又由于水的比热容较大,避免手被烫伤
6.
关于物质的比热容,下列说法中正确的是
?
A.
比热容跟物体吸收和放出的热量有关
B.
比热容与物体的温度有关
C.
比热容与物体的质量有关
D.
物质的比热容与温度、质量都没有关系
7.
苏州属沿海地区,昼夜温差较小,而内陆沙漠地区的昼夜温差较大,这主要是因为
?
.
A.
海水的密度小,砂石的密度大
B.
海水的比热容大,砂石的比热容小
C.
海水的内能多,砂石的内能少
D.
海水吸收的热量少,砂石吸收的热量多
8.
用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间的变化如表。由数据比较两种液体的比热容
?
A.
B.
C.
D.
无法确定
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
10.
质量相等的两金属块
、
长时间放在沸水中,将它们从沸水中取出后,立刻分别投入甲、乙两杯质量和温度都相同的冷水中.不计热量损失,当甲、乙两杯水的温度不再升高时,发现甲杯水的温度低于乙杯水的温度.则下列说法中错误的是
?
A.
金属块
末温比
的末温高
B.
金属块
放出的热量比
的多
C.
金属块
的比热容比
的比热容小
D.
甲杯中的水比乙杯中的水吸收的热量少
二、填空题(共8小题;共40分)
11.
水的比热容为
,它表示
?。
12.
单位质量的某种物质温度
?
放出的热量,跟温度
?
吸收的热量
?,即等于它的
?。
13.
用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图象如图所示。如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液,应选择
?
液体。
14.
如图若是小明和小娟为“比较不同物质的吸热能力”而设计的实验装置,左右两装置中,除杯内分别装的是质量相等的水和柴油外,其余都相同,完成该实验还必须的测量工具是
?,使柴油和水升高相同的温度,加热的时间
?(选填“相同”或“不同”)
15.
用功率一定的电加热器给质量一定的某种液体均匀加热,研究液体升高的温度跟吸收热量的关系。下表中是该实验获取的部分数据,请你根据数据归纳出这种液体升高的温度
跟吸收热量
的关系:在这种液体的
?
时,
=
?。
16.
水的比热容
,意思是
?。现有水
,如果喝掉一半,剩余水的比热容是
?
,水结冰后比热容
?改变。
填会或不会
17.
甲、乙两液体的密度比为
,体积比为
,比热容比为
,且它们的初温不等,现将它们混合(不发生化学反应),不计混合过程中的热损失,达到热平衡后液体温度相对各自初温变化量的绝对值分别为
和
,则
为
?.
18.
将一温度为
质量为
的铁块的温度升高到
,需要吸收
?
的热量。然后将其放入一个装有温度为
质量为
的水的量热器中,最后水的将升高到
?
。【忽略量热器吸热,,
】
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.
一支保温瓶内装有
的水,温度从
降低到
,问保温瓶内的水放出多少热量?(水的比热容为
)。
23.
质量是
的金属块,温度从
升高到
时,吸收的热量是
,求:这种金属的比热容是多少?这种金属可能是什么?几种物质的比热容
〔焦
/(千克
)
答案
第一部分
1.
A
【解析】水在加热过程中不断发生汽化,所以很难有效的控制水和沙子的质量始终相同,说法正确,A不符合题意;
水是液体,沙子是固体,所以向外散热情况是不同的,说法正确,B不符合题意;
由于不能测出水吸收的热量,所以无法测出水的比热容,说法错误,C符合题意;
此实验能对被测物体提供相同的加热条件,操作简便。由于同时加热要同时读出两组数据,沙子温度升高得较快,所以难于及时测量温度,说法正确,D不符合题意。
2.
B
【解析】
,
;
,
;
,所以
A,C,D错误,B正确。
3.
C
4.
B
【解析】无论采用哪种方法,当杯子注入开水后,杯子本身的温度升高,杯内开水的温度降低。直到杯子的温度和杯内水的温度相等为止,这时杯子不再吸热。
杯子升高的温度
,
当采用
方法时,整杯开水注入第二个杯中,杯子所升高的温度一定比
、
方法高。而杯子升高的温度较高,就表示杯子吸收开水的热量较多。同理,把开水(现在变为暖水)从第二个杯子再注入第三个杯子中,则第三个杯子所升高的温度,一定比
、
方法的第三个杯子所升高的温度高,如此类推。可知采用
方法,可以使开水失去较多的热量,也就是降低较大的温度。
5.
D
6.
D
7.
B
【解析】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.
8.
A
【解析】由表中数据可以看出,相同的加热器当加热时间相同即液体吸收的热量相同时,乙的温度升高的快,
利用热量的计算公式
可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得快,它的比热容小;
所以,乙的比热容小,甲的比热容大。
故选A。
9.
B
10.
A
【解析】达到热平衡后,金属块的末温等于水的末温,因为甲杯水的温度低于乙杯水的温度,所以金属块
末温比金属块
的末温低,故A错;
两金属块使水温升高,甲杯水的温度低于乙杯水的温度,甲杯水吸热少、金属块
放热少,故B正确;
两金属块都从沸水中取出、初温相同,
对于金属块
来说有:
对于金属块
来说有:
,则
得:
,
又
,
,
则有
,
又
,
,故C正确;
甲杯水的温度低于乙杯水的温度,而初温相同,两杯水甲的温度变化小,而甲、乙两杯水的质量相同,由吸热公式
可知甲杯里的水比乙杯里的水吸收的热量少,故D正确
第二部分
11.
质量为
的水温度升高
时吸收的热量为
12.
降低
,升高
,相等,比热容
13.
乙
【解析】分析甲和乙的图象可知:甲和乙在升高相同的温度时,乙的加热时间比甲长,即乙吸收的热量多.根据热量计算公式
可知,在质量和升高的温度都相同时,吸收的热量与物质的比热容成正比。所以乙的比热容大。
则质量相同的甲和乙,都升高相同的温度,乙吸收的热量比甲多,所以应选用乙做冷却液。
14.
秒表和温度计;不同
15.
质量一定时;
16.
的水每升高(或降低
吸收(或放出)的热量为
;;会。
【解析】根据比热容的定义可以知道,水的比热容为
,读作
焦每千克摄氏度;它表达的物理意义是:
的水每升高(或降低
吸收(或放出)的热量为
;
水的比热容与质量大小无关,有水
克,如果喝掉一班,剩余水的比热容不变,仍为
;
水结冰后,状态发生改变,所以比热容也会改变。
17.
【解析】由
得,液体的质量
,
则甲、乙两液体的密度比为:,
不计混合过程中的热损失,根据热平衡方程可得:,
即:,
则液体温度相对各自初温变化量的绝对值:
18.
;
【解析】由吸热公式
可得铁块需要吸收的热量
。根据热平衡方程
,水吸收的热量等于铁块放出的热量。设最后水的温度将升高到
,则
解得:,最后水的温度将升高到
。
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.
保温瓶内的水放出的热量为
【解析】
,,,
。
23.
这种金属块的比热容是
),可能是铝。
【解析】由
可得,金属块的比热容:
,
查表可知,这种金属可能是铝。
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