2020-2021年九年级全册人教版物理
第十三章
第三节
比热容
同步测试
一、单选题(共7题;共14分)
1.夏日午后,晋阳湖边的沙子热得烫脚,而湖水却很清凉;傍晚日落,沙子凉了,湖水却暖暖的。这主要是因为水和沙子具有不同的(?
)
A.?密度????????????????????????????????????B.?内能????????????????????????????????????C.?比热容????????????????????????????????????D.?热量
2.下列四种情况下:物质的比热容会发生变化的是(???
)
A.?一瓶酒精倒去一半??????????????B.?水凝结成冰??????????????C.?一块铁锻打成铁刀??????????????D.?铜块降温20℃
3.关于内能和比热容的知识,下列说法正确的是(??
)
A.?阳光下沙滩升温比海水快是因为沙子的吸热本领比海水强
B.?温度低于0℃的物体不具有内能
C.?做功和热传递都可以改变物体的内能
D.?物体内能增加,一定是从外界吸收了热量
4.如图装置,用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上,两试管装有质量相同的不同种液体,温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,传感器通过数据采集线与计算机相连接,在计算机上得到的实验图像如图所示,下列说法正确的是(??
)
????
A.?加热t1时间,甲吸收热量多?????????????????????????????????B.?甲的比热容大
C.?甲、乙升高相同的温度,甲吸收热量多???????????????D.?吸收相同的热量,甲升温比乙多
5.用如图所示的装置先后加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种液体比热容的大小.多次实验表明,要让水和煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更长.以下关于该实验操作及分析错误的是(??
)
A.?水比煤油的比热容大
B.?加热时用玻璃棒不断搅拌是为了让水和煤油受热均匀
C.?实验中可以不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间
D.?相同质量的水和煤油,吸收相同的热量后,煤油比水升高的温度多
6.用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,则下列说法正确的是(???
)
A.?甲物质的比热容是水的2倍??????????????????????????????????B.?随温度的升高,甲的比热容逐渐增大
C.?10分钟甲吸收的热量为2.52×105J??????????????????????D.?甲物质和水吸收相同热量后升高相同的温度
7.冷水的质量为m,温度为t0
,
吸收一定的热量后,温度升高到t1
,
另有质量为2m的热水,放出同样多的热量后,温度也降到t1
,
那么热水原来的温度为(
??)
A.?????????????????????????B.?????????????????????????C.?????????????????????????D.?
二、填空题(共7题;共16分)
8.按照“实施三年增绿计划,建设绿色生态东营”的总体规划要求,我市将大力实施湿地修复保护工程。从物理学的角度分析:湿地的水面面积大,可以调节湿度和气温,因为水的________,蒸发时________(“吸热”或者“放热”)
9.如图所示为铺设在地板下的地热管道,利用热水在管道内的循环向室内供暖,这是利用了水具有较大的________的特点,这种改变内能的方式叫做________。
10.如图所示的一种学生饮用奶,在饮用前加热的过程中,温度升高,内能________
(选填“增大”或“减小”);若其中奶的质量为0.25kg,奶的比热容是
,当把它从10°C加热到40°C需要吸收________J?的热量。
11.汽车的挡风玻璃在烈日下温度会升高,它的内能________
(选填“增加”、“不变”
或“减少”),其内能的变化是通过________方式实现的。汽车发动机中的冷却剂主要成分是水,其原因是水的________较大。
12.汽车发动机一般用水来冷却,这是利用了水的________较大的特性。质量均为2kg的水和酒精,升高相同的温度,它们吸收的热量之比Q水:Q酒精=________。[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),酒精的比热容为2.4×103J/(kg?℃)]。
13.如图,两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体,若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,加热时间相同且液体均未沸腾,则在加热结束时,温度较低的液体吸收的热量________加热结束时,温度较高的液体吸收的热量:加热结束时温度较高的液体比热容较________,请利用相关物理公式加以说明你的判断依据:________.
14.网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密,一中物理小组设计了如图模型。设此模型杯内胆中封存着300g水,室温20℃;现向杯中倒入200g、100℃开水,摇一摇,热平衡后杯内水温迅速降至t1=________℃;然后将杯内水倒掉,迅速将200g室温某液态物质倒入该杯,摇一摇,这种液态物质的温度可升至44℃,则这种液态物质的比热容为________J/(kg·℃)(c水=4.2×103J/(kg.℃),忽略整个过程中内胆及空间的热损失)。
三、实验探究题(共3题;共20分)
15.如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。用同一套装置,先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水。
(1)要完成该探究实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和________。
(2)小明设计的记录数据如表格,分析表格可知:他是用________相同比较________的方法来完成探究实验的。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
…
温度
煤油
水
(3)实验结束后,小明查表知道水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),则1.5kg水温度升高20℃吸收的热量是________J;若这些热量由酒精完全燃烧获得,则至少要消耗________g酒精。(酒精的热值为3.0×107J/kg)
(4)在受太阳照射的条件相同时,内陆地区昼夜温差比沿海地区________,这是因为干泥土和水相比,________较小。
16.如图所示,用功率为120W的电加热器给初温均为20℃的甲、乙液体加热(
),两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度-加热时间的图线如图:(不计热量的损失)
(1)某时刻温度计示数如图所示,此时乙的温度为________℃;
(2)甲液体第40s的内能
________第50s的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);
(3)若空烧杯的质量为51.6g,用天平测得甲液体和烧杯的总质量如图所示,则甲液体的质量为________g。该电加热器把甲液体由20℃加热至100℃,需时80s,则甲液体的比热容为________
;
(4)小明根据图中0至30s图线及题目所给信息得出:甲液体的比热容比乙液体的大。你认为小明的说法是否正确?________。你的判断依据是什么?________。
17.铁板文蛤是南通的特色佳肴,由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成,在体积相同的条件下,餐馆会尽量选择热容量大的炊具.热容量的定义是:物体的温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量.查阅资料知道:物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关,由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想:
猜想1:物体的质量越大则物体的热容量越大;
猜想2:物质的比热容越大则物体的热容量越大.
同学们先用图甲所示装置,将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中,将水加热至沸腾,用温度计测出水的温度,示数如图乙;将四个金属块同时从水中取出,快速放入四个相同的保温杯中,杯中盛有质量和初温(约20℃)均相同的水,过一段时间后分别测出保温杯内水的末温,收集记录的数据如下表.
(1)安装装置时应先固定线夹________(选填“A”或“B”);图乙温度计示数为________℃.
(2)由表中数据可知:若金属块放出的热量完全被水吸收,则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水;热容量最大的是________金属块.
(3)分析数据可判断:猜想1、猜想2都是________的.请选择猜想1或猜想2,说出你对该猜想作出上述判断的理由:________.
(4)请用热容量这个物理量,给比热容下定义:________.
四、作图题(共3题;共11分)
18.两个相同的容器中分别装有质量和初温均相同的甲、乙两种晶体,用相同的加热器同时对它们加热。甲从开始加热至熔化一段时间,温度随时间变化的图象如图所示,若乙的比热容和熔点均小于甲,请画出晶体乙在相同过程中,温度随时间变化的大致图象。
19.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,图中给出了甲液体温度与加热时间关系图像,试在图中画出乙液体大致图像(已知C甲??
20.如图甲所示,将装有热奶(80℃)的奶瓶放入20℃的水中,5min后,水和奶的温度均为40℃,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中奶的温度随时间变化的大致图象.
五、计算题(共2题;共20分)
21.“绿水青山就是金山银山”,为建设生态优美,幸福宜居的新农村,我市部分农村地区已用上绿色能源﹣天然气(q天然气=4.2×107J/kg)。求:
(1)完全燃烧200g天然气放出的热量大小;
(2)若这些热量的25%被初温为30℃,质量为12.5kg的水吸收,能使水的温度升高到多少℃?(c水=4.2×103J/(kg?C))
22.“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,按表中热水器铭牌事先在热水器水箱中注满水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热。计算机显示出热水器中水温度随时间变化的图象如图乙所示。[水的比热容为4.2×103J/(kg?℃),天然气的热值约为4×107J/m3]求:
…型JY燃气热水器
能耗等级
热效率
容量/L
适应水压MPa
适用:天然气、液化石油气
Ⅱ
75%
15
0.02﹣0.8
(1)加热4min,水吸收的热量为多少?
(2)加热4min,消耗了多少m3的天然气?
六、综合题(共3题;共19分)
23.运用知识解决问题
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚,当身体进入水中时,觉得水比较凉,这是因为水的比热容大,海水和沙子相比,在同样受热时,沙子的温度变化比海水________。
(2)水的比热容为4.2×103J/(kg:℃),煤油的比热容为2.1×103J(kg:℃)。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上________?相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热。如图中的图像正确的是________?。
(3)关于温度内能和热量,下列说法正确的是(???
)
A.温度相同的两个物体间也能发生热传递
B.0℃的冰变成0℃的水,温度不变,内能不变
C.物体的温度越高含有的热量越多
D.热传递过程中,热量从温度高的物体传给温度低的物体
(4)下列现象中,属于机械能转化为内能的是(??
)
A.航天飞行器穿越大气层时表面发热
B.冬天用热水袋取暖
C.放爆竹时,爆竹腾空而起
D.电灯发出光和热
24.阅读短文,回答文后的问题。
热阻
当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递。传导是热传递的一种方式,物体对热量的传导有阻碍作用,称为热阻,用R表示。物体的热阻与物体在热传导方向上的长度l成正比、与横截面积S成反比,还与物体的材料有关,关系式为R=
,式中λ称为材料的导热系数,不同材料的导热系数一般不同。房屋的墙壁为了保温,往往使用导热系数较小的材料。如果墙壁一侧是高温环境,温度始终为t1;另一侧是低温环境,温度始终为t2
,
墙壁中形成稳定的热量流动,则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比。
(1)热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中
????
A.电流
B.电压
C.电阻
D.电功率
(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤勺不会烫手。由此可知铜和塑料的导热系数大小:λ铜________λ塑料(填“>”“<”或“=”)。
(3)如图甲所示,热量在墙壁中传导,虚线标出的墙壁正中间处的温度为________。
(4)如图乙所示,热量在墙壁中传导,在传导方向上的长度为L1
,
横截面积为S,导热系数为λ1;在墙壁一侧紧贴一层保温层,保温层与墙壁面积相同,在热传导方向上的长度为L2
,
导热系数为λ2
,
则单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q=________。
25.阅读短文,回答问题。
空调热水器
空调热水器,又名空气能热泵热水器,其工作原理示意图如图所示。工作过程中空调热水器通过一种工作媒质在蒸发器里迅速变成气态,再经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中重新变成液态,达到给水加热的目的。空调热水器具有高效节能的特点,产生相同的热水量,比传统的电热水器和燃气热水器的能量更高。
热水产出率和能效比是衡量空调热水器性能的两个重要指标。热水产出率是指该热水器当进水温度为20℃,出水温度为50℃时,每小时可出热水的体积数,能效比是指加热过程中水吸收的热量与消耗电能的比值。下表为两种型号“空调热水器”在进水温度20℃时测定的部分参数。
(1)水箱中水的温度升高,是通过________方式增加了水的内能;
(2)空调热水器工作时产生的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)它所消耗的电能;
(3)下列关于空调热水器的判断中,正确的是__________;
A.工作媒质在冷凝器中不断吸热
B.空调热水器消耗的电能越少,其能效比越高
C.由于电流的热效应,热水吸收的热量一部分来自于电流产生的热量
D.压缩机通过做功的方式增加了工作媒质的内能
(4)A型热水器正常加热过程中,每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为________J,其能效比为________;
(5)若B型热水器的能效比为4.2,则它的热水产出率为________L/h。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
C
【解析】【解答】比热容不同,导致在吸热与放热相同时,相同质量的水与沙子,温度的变化量不同,这主要是因为水和沙子具有不同的比热容。
故答案为:C。
【分析】吸热与放热相同时,相同质量的水与沙子,温度的变化量不同,是比热容不同。
2.【答案】
B
【解析】【解答】比热容是物质的特性,和物体的质量、形状、温度等无关,和物质种类有关,和物态有关,B符合题意。
故答案为:B.
【分析】物质的比热容是特性,和物质种类有关,和状态有关。
3.【答案】
C
【解析】【解答】解:A、水的比热容大于沙子的比热容,在质量相同、吸收的热量相同时,水升高的温度低,沙子升高的温度高;阳光下沙滩升温比海水快是因为沙子的比热容较小,即沙子的吸热本领比海水弱,A不符合题意;
B、温度低于0℃的物体也具有内能,B不符合题意;
C、改变物体内能的两种方式是做功和热传递,C符合题意;
D、物体内能增加,可能是从外界吸收了热量,也可能是外界对物体做功,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】水的比热容较大,做功和热传递可以改变内能,一切物体都有内能。
4.【答案】
D
【解析】【解答】A.加热t1时间,加热相同的时间,同一个红外加热器,甲、乙吸收热量相同,A不符合题意;
B.从图中的坐标轴可看到,加热相同的时间,吸收的热量相同,两液体质量也相同,根据
可知,甲的温度变化量较大,那么甲的比热容较小,B不符合题意;
C.从图中的坐标轴可看到,甲、乙升高相同的温度,乙加热的时间更长,那么乙吸收的热量更多,C不符合题意;
D.从图中的坐标轴可看到,加热相同的时间,即吸收相同的热量,甲升温比乙多,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】用相同的加热器加热,加热的时间就反映的吸收的热量;比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,相同质量的物体上升或下降相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多,结合题目给出的温度和时间的变化量分析即可。
5.【答案】
C
【解析】【解答】A.要让水和煤油升高相同的温度,水需要加热的时间更长,水吸收的热量多,说明水比煤油的比热容大,A正确,不符合题意;
B.加热时不断用玻璃棒搅拌是为了让水和煤油受热均匀,B正确,不符合题意;
C.水和煤油的沸点不同,实验时不使用温度计,让水和煤油都沸腾后再比较加热时间,不能控制两种液体升高的温度相同,C错误,符合题意;
D.因为水的比热容较大,所以相同质量的水和煤油,吸收相同的热量后,煤油比水升高的温度多,D正确,不符合题意.
故答案为:C
【分析】因为水和煤油的沸点不同,加热时间不同,吸收热量不同,不能比较吸收热量的能力。
6.【答案】
C
【解析】【解答】比热容是物质的特性,是固定不变的,根据图像,当甲和水的末温为60℃时,甲加热10min,水加热20min,说明水吸收的热量是甲吸收热量的2倍,则水的比热容是甲的2倍,AB不符合题意;已知水的比热容为1.2×103J/(kg·℃),甲的比热容为2.1×103J/(kg·℃),10min时,甲吸热为
,
C符合题意;由于比热容不同,在质量和吸收的热量相同时,温度差不同,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】比热容是物质的特性,根据物质的比热容、质量和温度差的乘积可以计算吸收热量的多少。
7.【答案】
A
【解析】【解答】根据水的比热容、质量和温度差计算热量为Q=cm(t1-t0),结合热量和质量、末温计算初温为
,
A符合题意。
故答案为:A.
【分析】根据水的比热容、质量和温度差的乘积计算吸热的热量,利用吸收的热量和质量、比热容计算温度差。
二、填空题
8.【答案】
比热容大;吸热
【解析】【解答】解:大量增加水面面积,因为水的比热容比较大,在升高相同的温度时可以吸收相同的热量,在降低相同的温度时可以放出更多的热量,可以减小城市的温差。水蒸发吸热,可以使夏季凉爽一些。
故答案为:比热容大;吸热。
【分析】水的比热容较大,吸收能力较强。
9.【答案】
比热容;热传递
【解析】【解答】“水地暖”以水为媒介,是因为水的比热容大,和质量相同的其它物质相比,降低相同的温度,水放出的热量多,取暖效果好。“水地暖”取暖过程中,没有能量的转化,是通过热传递的方式改变物体内能的。
【分析】水的比热容比较大,和质量相同的其它物质相比,降低相同的温度,水放出的热量多;改变内能的方式有两种:做功和热传递。
10.【答案】
增大;
【解析】【解答】一种学生饮用奶,在饮用前加热的过程中,不断吸收热量,温度升高,内能增大。需要吸收的热量为
【分析】物体吸收热量,内能增加,根据比热容、质量和温度差可以计算吸收的热量。
11.【答案】
增加;热传递;比热容
【解析】【解答】挡风玻璃的温度升高,则其内能增加。此内能的变化是通过热传递的方式实现的,是空气中的热量转移给了玻璃。冷却剂的主要成分是水,是因为水的比热容较大,相较于其它物质,吸收相同的热量,水温度升高较慢。
【分析】太阳下物体的温度升高,是热传递改变内能,物体吸收热量,内能增加;水的比热容较大,利于对物体降温。
12.【答案】
比热容;7:4
【解析】【解答】解:(1)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,水吸收的热量多,所以汽车发动机用水来冷却;(2)由题知,m水=m酒精
,
△t水=△t酒精
,
∵Q吸=cm△t,
∴水和酒精吸收的热量:
Q水:Q酒精=c水m水△t水:c酒精m酒精△t酒精
=c水:c酒精
=4.2×103J/(kg?℃):2.4×103J/(kg?℃)
=7:4。
故答案为:比热容,7:4。
【分析】(1)利用水的比热容大的特点分析;(2)知道水和酒精的质量相等、升高的温度相等,又知道水和酒精的比热容,利用Q=cm△t求吸收热量的关系。
13.【答案】;小;根据吸热的公式
,吸收相同的热量,温度较高的物质比热容较小
【解析】【解答】(1)探究液体吸热能力大小时用转换法,即将相同加热器加热时间的多少转换为液体吸收热量的多少,也就是相同时间液体吸收热量相同,故加热结束时,温度较低的液体吸收的热量等于温度较高的液体吸收的热量:
(2)加热结束时温度较高的液体吸热能力较小,即比热容较小;
(3)判断依据:根据吸热的公式
,吸收相同的热量,温度较高的物质比热容较小。【分析】(1)转换思想的应用,把比较液体吸热的多少转换为加热的时间。
(2)(3)比较不同液体吸热能力有两种方法:1、质量和吸热相同时比较升高温度,升高温度小的吸热能力强;质量和升高温度相同时比较吸热多少,吸热多的吸热能力强。
14.【答案】
52;2.1×103
【解析】【解答】①热水放出的热量:Q放=cm(t0?t1),冷水吸收的热量:Q吸=cm(t1?t0);假设热水放出的热量全部被凉水吸收,所以Q吸=Q放
,
即4.2×103J/(kg?℃)×0.2kg×(100℃?t1)=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×(t1?20℃);解得t1=52℃。②放入液体后,水温度降低度数△t′=52℃?44℃=8℃,水放出的热量:Q′放=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×0.3kg×8℃=1.008×104J,液体吸收的热量Q′吸=Q′放=1.008×104J,液体升高温度:△t″=44℃?20℃=24℃,由Q放=cm△t得,液体的比热容:c液=
=2.1×103J/(kg?℃).
【分析】根据Q放=cm(t0?t1)求出热水放出的热量;根据Q吸=cm(t1?t0)可求出冷水吸收的热量;热水放出的热量全部被凉水吸收,根据Q吸=Q放,即可解出;根据放入液体后,水温度降低度数△t′,再根据Q′放=cm△t求出水放出的热量;再根据液体吸收的热量Q′吸=Q′放,Q放=cm△t,解得液体的比热容.
三、实验探究题
15.【答案】
(1)秒表
(2)加热时间;升高的温度
(3)1.26×105;4.2
(4)大;比热容
【解析】【解答】解:(1)研究物体吸热本领的与物质的种类的关系时,要保证两者的升高相同的温度所需要的时间,因此还需要秒表这个测量工具。(2)由表中数据可知:由于是相同的酒精灯加热,即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等,所以他是用加热时间相同比较升高的温度的方法来完成探究实验的。(3)水吸收的热量:
Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg?℃)×1.5kg×20℃=1.26×105J;
由题意得,酒精完全燃烧放出的热量Q放=Q吸=1.26×105J,
由Q=mq得,至少要消耗酒精的质量:
m=
=
=4.2×10﹣3kg=4.2g;(4)沿海地区水多;内陆地区水少、干泥土多。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和干泥土比较,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。
故答案为:(1)秒表;(2)加热时间;升高的温度;(3)1.26×105;4.2;(4)大;比热容。
【分析】(1)利用秒表测量加热的时间,以便完成表格;
(2)加热器相同,那么单位时间释放的热量就相同,两种不同的液体吸收的热量就相同;
(3)结合水的质量和温度的变化量,利用比热容公式求解水吸收的热量即可;结合酒精的热值,利用热值公式求解酒精的质量;
(4)比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,相同质量的物体上升或下降相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多。
16.【答案】
(1)58
(2)小于
(3)30;
(4)正确;质量相等、升高温度相同的情况下,甲吸收的热量比乙多(甲比乙的吸收本领强)。
【解析】【解答】(1)此温度计的分度值为
,故其示数为
。(2)甲液体40s时的温度低于50s时的温度,故甲液体第40s的内能小于第50s的内能。(3)如图可知,甲液体和烧杯的总质量为81.6g,则甲液体的质量
不计热损失,80s内甲液体吸收的热量和加热器消耗的电能相等
甲液体的比热容
(4)在
内,甲、乙两种液体吸收的热量相同,即Q甲=Q乙;又因为在
甲乙变化图像是重合的,即甲、乙升高的温度相同,由于甲的质量小于乙的质量,即
,根据
可知,甲的比热容大于乙的比热容,故小明的说法是正确的。
【分析】(1)通过观察体温计明确体温计的量程和分度值,再进行读数即可;
(2)热传递可以改变物体的内能,热量向外界传递,物体的内能减小,热量由外界传向物体,物体的内能增加;
(3)利用质量差值求解液体的质量即可,结合液体吸热和温度的变化量求解比热容即可;
(4)比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量,相同质量的物体上升或下降相同的温度,比热容大的物体吸收或放出的热量多。
17.【答案】
(1)B;99
(2)铁;铁
(3)错误;猜想1:铁的热容量最大,但是铁的质量不是很大,铁的比热容不是最大
(4)物体的热容量与质量之比
【解析】【解答】(1)用酒精灯加热时,由于酒精灯的高度是固定的,所以安装装置时应先固定线夹B;图乙中温度计的分度值是1℃,示数是99℃;(2)从表中数据可知,放入铁块的烧杯中水的末温最高,为48.1℃,由于放入铁块的水的末温最高,说明铁块放出的热量最多,即热容量最大的是铁块;(3)分析数据可知,质量最大的铅块其热容量不是最大,比热容最大的铝块其热容量不是最大,故猜想1、猜想2都是错误的;猜想1:由数据可知,铁块的热容量最大,但是铁块的质量不是最大的,故猜想1错误;猜想2:由数据可知,铁块的热容量最大,但是铁的比热容不是最大的,故猜想2错误;(4)物体的热容量与物体的质量之比叫做物质的比热容。
【分析】(1)由下向上组装,目的是确保用酒精灯的外焰加热.
根据温度计的分度值读出温度计的示数.
(2)根据Q=cm△t分析解答.
(3)根据表格数据判断出猜想1和猜想2是否正确.
(4)利用类比法得出比热容的定义即可.
四、作图题
18.【答案】
解:如图所示:
【解析】【解答】由乙的熔点小于甲,所以乙图像的熔点在甲图像的下面;乙比热容小于甲,由
可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,乙的温度升高得快,因此斜率大于甲。
【分析】结合对晶体的熔化图象和比热容了解与掌握,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),若乙的比热容和熔点均小于甲,利用热量的计算公式Q吸=cm△t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.
19.【答案】解:如图所示:
【解析】【解答】已知热源一定,也就是相同时间给两种液体提供的热量相同,所以从加热时间长短比较吸收的热量多少;加热时间相同,也就是两种液体吸收的热量相同,C甲【分析】比热容反应物体的吸热能力,比热容大的物体升温慢.
20.【答案】解:
【解析】【解答】已知水温约为20℃,热奶约为80℃,当把热奶的奶瓶放入室温水中时,热量会从热奶传递给温水中,热奶的温度缓慢下降,温水的温度缓慢上升,最后直至它们的温度相同时,温度不再变化,如下图所示:
【分析】解决此题要知道发生热传递的条件是物体之间有温度差,热量会从高温物体传递给低温物体
五、计算题
21.【答案】
(1)解:完全燃烧200g天然气放出的热量:
Q放=mq=0.2kg×4.2×107J/kg=8.4×106J
答:完全燃烧200g天然气放出的热量为8.4×106J;
(2)解:由题知,水吸收的热量:Q吸=25%Q放=25%×8.4×106J=2.1×106J;
由Q吸=cm△t得,水升高的温度:
△t=
=
=40℃,
则水的末温:t=t0+△t=30℃+40℃=70℃。
答:能使水的温度升高到70℃。
【解析】【分析】(1)结合天然气的质量和热值,利用热值公式求解天然气燃烧释放的热量;
(2)结合水的质量和吸收的热量,利用比热容公式求解水温度的变化量。
22.【答案】
(1)解:根据公式ρ=
可知,
水的质量为:m=ρV=1×103kg/m3×15×10﹣3m3=15kg;
由图可知,加热4min,水从20℃升高到70℃,则水吸收的热量:
Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg?℃)×15kg×(70℃﹣20℃)=3.15×106J;
答:水吸收的热量为3.15×106J。
(2)解:由题知,Q放×75%=Q吸
,
Q放=
=
=4.2×106J,
根据Q放=vq可知,天然气的体积:v=
=
=0.105m3。
答:需要消耗0.105m3的天然气。
【解析】【分析】(1)阅读图像的能力和挖掘题目当中隐含信息的能力是此类问题考查的目的,题目中问加热4min钟其实隐含的问从?0℃-70
℃吸收的热量;
(2)注意天然气完全燃烧放出的热量只有
75%
被谁吸收。
六、综合题
23.【答案】
(1)大
(2)质量;C
(3)D
(4)A
【解析】【解答】(1)由于海水的比热容比沙子大,说明在吸收的热量相同时,沙子的温度比海水大;
(2)探究不同物质的吸热能力时,需要选择质量相同的不同液体进行实验,由于水的比热容是煤油的2倍,在吸收相同热量时,水的温度差是煤油温度差的一半,C符合题意;
(3)A.温度相同的物体间不能发生热传递;0℃的冰变为0℃的水时,由于冰吸收了热量,内能增大了;物体温度越高,内能越多,热量是热传递时内能的改变量;ABC不符合题意;热传递时,热量从高温物体传向低温物体,D符合题意;
(4)A.航天器穿越大气层时发热,是摩擦做功使内能增加,机械能转为内能,A符合题意;冬天利用热水袋取暖是热传递,爆竹腾空而起,是内能转化为机械能,电灯发光和热,是电能转化为光能和内能,BCD不符合题意。
【分析】(1)在质量和吸收的热量相同时,物体的比热容越大,温度差越小;
(2)探究不同物体的吸热能力时,选取质量相同的不同液体,根据比热容可以分析温度变化;
(3)温度表示物体的冷热程度,内能是物体内部含有的能量,热量是热传递是能量的改变量;
(4)运动的物体具有机械能,对物体做功内能增加。
24.【答案】
(1)B
(2)>
(3)
(4)
【解析】【解答】解:(1)热传递的条件是温度差,电压是形成电流的原因,热量传导过程和电流相似,温度差相当于电路中电压,B符合题意;(2)铜汤勺放在热汤中,把手很快就会烫手,而塑料把手的汤勺不会烫手,说明塑料的传热性能差,根据题意知:导热系数越小,热阻越大,导热能力越差,所以铜导热系数大于塑料的导热系数,即λ铜>λ塑料;(3)墙壁中形成稳定的热量流动,相同时间内,温度的减少相同,所以墙壁正中间处的温度为:
;(4)根据“单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q与墙壁两侧的温度差成正比,与墙壁的热阻成反比”知单位时间内从高温环境传导到低温环境的热量Q=
。
故答案为:(1)B;(2)>;(3)
;(4)
。
【分析】(1)热传递的条件是温度差;(2)塑料的传热性能差,导热系数越小,热阻越大,导热能力越差,所以铜导热系数大于塑料的导热系数;(3)根据平均温度值计算温度;(4)根据温度差值计算传导的热量大小。
25.【答案】
(1)热传递
(2)大于
(3)D
(4)1.
26×107;3.5
(5)240
【解析】【解答】(1)工作煤质在冷凝器中由气态变为液态,发生了液化放热,放出的热量给水加热,是通过热传递的形式增加了水的内能。(2)工作过程中空调热水器通过一种工作媒质经过压缩机(消耗少量电能)将其压缩成高温高压的气体,然后在冷凝器中重新变成液态,达到给水加热的目的,由此可知工作时产生的热量大于它所消耗的电能。(3)A.工作媒质在冷凝器中由气态变为液态,发生了液化,液化是放热过程,A不符合题意;
B.根据能效比定义可知,由于水吸收热量不确定,故其能效比没法确定,B不符合题意;
C.工作物质在冷凝器中重新变成液态,即液化放热,达到给水加热的目的,不是利用电流的热效应工作的,C不符合题意;
D.压缩机将工作物质压缩成高温高压的气体,压缩机在工作过程中利用做功方式改变了工作媒质的内能,D符合题意。
故答案为:D。(4)由表知,A型热水器热水产出率是100L/h,即当进水温度为20℃,出水温度为50℃时,每小时可出热水的体积是100L。
则水的质量
则水吸收的热量为
每小时A型热水器消耗电能
热水器的能效比
(5)每小时B型热水器消耗电能
因为B型热水器的能效比为4.2,即
所以
由
可得
所以B型热水器工作1h提供的热水体积为
【分析】(1)温度不同的物体间可以发生热传递;
(2)利用压缩空气,实现物态变化,可以节能;
(3)能量的转化是做功改变内能的方式;
(4)根据水的比热容、质量和温度差计算吸收的热量,利用吸收的热量和消耗的电能计算能效比;
(5)根据能效比计算吸收的热量,结合水的比热容和温度差计算质量,再计算体积。