鲁教版 (五四制)九年级下册第四节 比热容测试题
展开一、单选题
甲、乙两杯中分别盛有60℃和20℃质量相同的水,现将一温度为20℃的铁球投入甲杯中足够长时间,取出后再投入乙杯,停留足够时间。如果不计热量损失,比较铁球甲杯中吸收的热量与在乙杯中放出的热量,则( )
A. Q甲
Q乙D. 无法比较
甲、乙两物体的比热容之比为2:3,吸收热量之比为3:1时,它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的质量之比是( )
A. 9:2B. 2:9C. 1:2D. 2:1
用两个相同的电加热器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关系图象如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B. 乙液体的比热容大于甲液体的比热容
C. 升高相同的温度,甲液体的加热时间比较长
D. 加热相同的时间,甲液体升高的温度小于乙液体
小明同学用酒精灯对冰块加热,研究冰的熔化现象.他依据实验数据绘制了图中甲、乙两条图线中的一条.已知m冰=0.1kg,c水=4.2×103J(kg℃),c冰=2.1×103J/(kg℃),酒精灯在相同时间内的加热效果相同.下列分析正确的是
A. 小明绘制的是甲图线
B. 1~3min内温度不变,说明冰块没有吸收热量
C. 0~1min内冰块吸收的热量为2.1×103J
D. 1~3min内,冰水混合物吸收的热量为2.1×103J
质量和初温相同的水和铜块,分别放出相同的热量后,再立即将铜块投入水中,则( )
A. 铜块向水传递热量B. 水向铜块传递热量
C. 二者之间不发生热传递D. 无法判断
如图甲所示,小虎同学将质量为20g的木块(ρ木<ρ水)轻轻放入装满水的溢水杯中,如图乙所示是当水停止外流时接水杯的按比例缩放图,接水杯为内径均匀的柱形容器。假如将这个接水杯倒满开水,水的比热容为4.2×103J/(kg⋅℃),这杯水温度降低到可以饮用时,放出的热量最可能是( )
A. 2×104JB. 5×106JC. 2×106JD. 8×105J
温度相同的甲、乙两个实心铁球,甲的质量大于乙的质量,当它们吸收了相等的热量之后,让它们相互接触,则( )
A. 热量由乙球传给甲球B. 热量由甲球传给乙球
C. 温度由乙球传给甲球D. 温度由甲球传给乙球
在日常生活中,既可以用水来取暖,也可以用水来降温,主要是因为水具有( )
A. 较高的沸点B. 较低的凝固点C. 较大的比热容D. 较好的导电性
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. 4:9B. 3:5C. 2:3D. 1:2
已知铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相等的铜块和铅块,吸收相同的热量后互相接触。则下列说法中正确的是( )
A. 铜块向铅块传热B. 铅块向铜块传热
C. 铜块和铜块没有热传递D. 无法确定
二、填空题
“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在一标准大气压下,1 g水温度升高1℃吸收的热量。那么1卡等于______焦耳。[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]
晴朗的夏天,太阳能热水器中水温升高,水的内能__________(选填“增大”、“不变”或“减小”),这是通过__________的方式改变水的内能的(选填“做功”或“热传递”).某太阳能热水器内存有50千克水[水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)],经过一天后水温升高了40℃,则这些水共吸收了__________焦的热量.
酒精的比热容为为2.4×103J/(kg⋅℃),其物理含义是______,一杯酒精倒去一半,剩下酒精的比热容将______(变大/变小/不变)
三、实验探究题
如图甲所示是探究水和色拉油(密度约0.8g/cm3)吸热能力的实验装置,将水和色拉油分别装在两个相同的烧杯中,用两个酒精灯加热.
(1)由图甲可看出一个明显的错误,错误之处是 .
(2)实验中用 表示物质吸收热量的多少.
(3)每隔2min记录一次水和色拉油的温度,将实验数据记录在如图表格中.请在图乙中画出实验中色拉油的温度随时间变化的图象(水的已画出).由图象可知 的吸热能力强.
(4)小明同学注意到0∼2min与2∼4min相比,色拉油的温度变化量较小,请你分析产生这一现象的原因可能是 .
(5)已知色拉油的比热容c=1.97×103J/(kg⋅℃),水的比热容c水=4.2×103J/(kg⋅℃)),
由此可知以上实验数据与理论存在较大差异,造成差异的主要原因是 .
为了研究不同物质的吸热能力是否相同,小雨和小风用了同样的酒精灯分别加热水和煤油,他们所用的实验装置如图所示:
(1)小雨刚要开始做实验,细心的小风质疑道:“两个烧杯中的液体体积不一样多,你没有控制变量”,你认为小风的说法是_______(填“正确”或“不正确”)的。
(2)在达成一致后,他们迅速完成了实验,并将测得的数据填入下表。在实验中,水和煤油吸热的多少是通过_______来反映的,这种方法叫做_______法。
(3)若已知水的比热容为4.2×103J(kg·℃),则根据实验数据可知:煤油的比热容为_____J/(kg·℃)。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】解:将温度为20℃的铁球放入温度为60℃的甲杯水中时,铁球吸收热量等于水放出热量,Q吸1=Q放1,
即c铁m铁(t−t0铁)=c水m水(t0水−t)------①;
再将铁球放入20℃质量相同的乙杯水中时,铁球放出热量等于水吸收热量,Q吸2=Q放2,
即c水m水(t′−t0水′)=c铁m铁(t−t′)--------②;
因为甲杯中的水温和铁球的温差大于乙杯中水的温度和铁球的温差,即t−t0铁>t−t′,
所以t0水−t>t′−t0水′,即△t甲>△t乙。
所以铁球甲杯中吸收的热量大于在乙杯中放出的热量,即Q甲>Q乙。
故选:C。
要解答本题需掌握:热传递的条件是有温度差,铁球放入温度为60℃的水中时,铁球吸收热量;再将铁球放入20℃质量相同的水中时,铁球放出热量,铁球吸收、放出的热量等于水放出和吸收的热量,根据热平衡方程作出分析和解答。
本题考查了学生对吸热公式、热平衡方程的掌握和运用,能确定甲乙两金属块的末温关系是本题的关键。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
知道比热容、热量之比,升高相同的温度,根据Q=cm△t求出质量之比。
此题主要考查的是学生对热量计算公式的理解和掌握,注意不要把比值弄混淆,基础性题目。
【解答】
由Q=cm△t得:
甲、乙两物体的质量之比:
m甲m乙=Q甲c甲△tQ乙c乙△t=Q甲c乙Q乙c甲=3×31×2=92。
故选:A。
3.【答案】B
【解析】解:
AB、根据Q吸=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,谁的温度升高得多,它的比热容就小,由图可知在其它条件相同时,甲液体升高的温度较高,所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容,故A错误、B正确;
C、由图象可以看出,升高相同的温度,乙的加热时间长,乙吸收的热量多,故C错误;
D、由图象可以看出,当加热时间相同时,即吸收的热量相同时,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,故D错误。
故选:B。
由题意可知,甲乙两种液体液体质量相等、初温相同,用两个相同的电加热器加热,在相等时间内液体吸收的热量相等;
在图象中,取相同的加热时间,即吸收相同的热量,确定两种液体末温大小关系,得出两种液体的升高温度的大小关系,再利用吸热公式比较两种液体的比热容大小关系。
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。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查了冰的熔化图象,利用好Q=cm△t是解答本题的关键,难度不大,要掌握。
(1)用同一个酒精灯加热,在相同的时间内吸收的热量是相同的,根据Q=cm△t分析温度的变化,从而得出水的图象;
(2)冰是晶体,在熔化的过程中,吸收热量,温度不变;
(3)利用Q=cm△t求出冰吸收的热量;
(4)根据相同时间内物质吸收的热量相同,并结合图象和公式Q=cm△t进行计算即可。
【解答】
A.由图可知,在0~1min内,冰吸收热量,温度升高了5℃;冰化成水后,质量不变,根据题意可知,水的比热容是冰的比热容的2倍,根据Q=cm△t可知,水升高5℃所需的热量为冰升高5℃所需热量的2倍,即水升高5℃,所需的加热时间为2min,故乙图线是水的升温图象,故A错误;
B.由图可知,冰在熔化的过程中,温度保持不变,为晶体,这个过程中,冰会吸收热量,故B错误;
C.冰吸收的热量为:Q冰=c冰m冰△t冰=2.1×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×5℃=1.05×103J,故C错误;
D.因为相同时间内物质吸收的热量相同,则1~3min内冰水混合物吸收的热量等于3~5min内水吸收的热量,为Q冰水=Q水=c水m水△t水=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×5℃=2.1×103J,故D正确。
故选D。
5.【答案】B
【解析】解:铜块和水的质量相同,水的比热容大,放出相等的热量,水的温度降低的少,而初温相同,水的末温高,将铜块投入水中,铜将从水中吸收热量。
故选:B。
质量相等的铜块和水,放出相等的热量,比热容大的温度降低的少,而初温相同,可以得出铜块和水的末温高低,进而确定热传递的方向。
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,放出相等的热量,比热容大的温度降低的少”是本题的关键。
6.【答案】A
【解析】解:因木块的密度小于水的密度,
所以,木块轻轻放入装满水的溢水杯中后处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,
由漂浮条件和阿基米德原理可得:
F浮=G木=G排,即m木g=m排g,
则接水杯内水的质量m排=m木=20g,
由图可知,接水杯中水的体积约占容器的13,
由m=ρV可得,满接水杯内水的总质量:
m=3m排=3×20g=60g=0.06kg,
开水的初温约为100℃,人直接可以饮用水的温度约为40℃,
则开水放出的热量:
Q放=cm(t0−t)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.06kg×(100℃−40℃)=1.512×104J,
结合选项可知,与A接近,故A正确。
故选:A。
木块的密度小于水的密度,木块轻轻放入装满水的溢水杯中后处于漂浮状态,受到的浮力和自身的重力相等,根据阿基米德原理得出等式即可求出排开水的重力,由图可知接水杯中水的体积约占容器的13,根据m=ρV求出满接水杯内水的总质量,开水的初温约为100℃,人直接可以饮用水的温度约为40℃,根据Q放=cm(t0−t)求出水放出的热量,然后结合选项得出答案。
本题考查了物体浮沉条件和阿基米德原理、密度公式、放热公式的应用,要注意开水温度和人直接可以饮用水温度的估测。
7.【答案】A
【解析】由公式Q吸=cmΔt得Δt=Q吸cm,因为甲、乙两球吸收的热量相等,比热容相同,m甲>m乙,所以Δt甲<Δt乙,又因为两球的初温相等,故乙球的末温高于甲球的末温,因此热量从乙球传给甲球,热传递过程中传递的是热量,不是温度。故选A。
8.【答案】C
【解析】解:在日常生活中,既可以用水来取暖,也可以用水来降温,利用水的比热容大的特点,把这些热迅速吸收,使温度不致升得太高,太快。
故选:C。
水的比热容较大,质量相同的水和其它液体相比较,升高相同的温度时,吸收的热量多;吸收或放出相同的热量时,温度变化较小,因此常用来做冷却剂、取暖剂、防冻剂等。
考查了水的比热容的特点以及在生活中的应用,要求学生牢固掌握。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
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。
(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。
【解答】
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,不考虑热量的损耗,根据热平衡方程Q放=Q吸得:c水m水△t水=cAmA△tA,代入相关数据得:cA=19×c水m水mA;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;因为A、B两物体质量相等,即mA=mB,所以cAcB=49,故A正确,BCD错误。
故选A。
10.【答案】D
【解析】
【分析】
热传递发生的条件是要有温度差,热量将从高温物体传向低温物体;
质量相等的铜块和铅块,吸收相同的热量后,比热容大的升高的温度小,确定初温大小,据此分析解答。
本题主要考查学生对热传递的条件及方向的了解和掌握,知道题目没告诉初温关系,不能确定末温关系是本题的关键。
【解答】
由公式Q吸=cm△t可知,△t=Q吸cm,因为铜块和铅块的质量和吸收的热量相同,铜的比热容是铅的比热容的3倍,所以铜块升高的温度值是铅块升高的温度值的13;
由于不知道初温是否相同,所以铜快和铅块的末温大小关系不能确定;存在下列三种可能:
如果铜块的末温高于铅块的末温,热量从铁块传向铅块;
如果铜块的末温低于铅块的末温,热量从铅块传向铁块;
如果铜块的末温等于铅块的末温,二者之间将不发生热传递。
综上所述,只有选项D的说法正确。
故选:D。
11.【答案】4.2
【解析】
【分析】
本题考查了热量单位卡与焦耳的换算关系,要利用好条件:1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡。
利用Q吸=cm△t求1g的水温度升高1℃所吸收的热量,即1卡的大小。
【解答】
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,
1g的水温度升高1℃所吸收的热量:
Q吸=c水m水△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.001kg×1℃=4.2J,
所以1卡=4.2J。
故答案为:4.2。
12.【答案】增大;热传递;8.4×106
【解析】
【分析】
本题考查了学生对吸热公式的掌握和运用,涉及到改变物体内能的方法。
改变物体内能的方法有二:一是做功,二是热传递,据此得出答案;
知道水的质量、水的温度升高值、水的比热容,利用吸热公式Q吸=cm△t求热水器内的水吸收的热量。
【解答】
太阳热水器内的水吸收热量,温度升高、内能增大,发生了热传递,是通过热传递改变水的内能的;
水吸收的热量:
Q吸=cm△t
=4.2×103J/(kg⋅℃)×50kg×40℃
=8.4×106J;
故答案为:增大;热传递;8.4×106。
13.【答案】1kg酒精温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为2.4×103J 不变
【解析】解:(1)酒精的比热容为2.4×103J/(kg⋅℃),根据比热容的概念,其物理含义是:1kg酒精温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为2.4×103J。
(2)比热容和热值是物质的一种特性,一杯酒精倒去一半,剩下酒精的比热容将不变。
答案是:1kg酒精温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为2.4×103J;不变。
利用比热容的概念也是物质的一种特性可判断。
本题考查了比热容的概念,此题属于常见题型。
14.【答案】(1)水和色拉油的体积相同;
(2)加热时间;
(3)如图 水;
(4)石棉网、烧杯等吸收了热量;
(5) 两个酒精灯的火力不一样(或相同时间内水和色拉油吸收的热量不同)
【解析】
【分析】
(1)比较水和色拉油的吸热能力,要控制水与油的质量相等、初温相等;
(2)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来;
(3)作图时应先描点,再用平滑的曲线将各点相连;由Q=cm△t可知,吸收相同的热量,升高的温度越低,比热容越大;
(4)加热相同的时间,色拉油吸收的热量应该相同,色拉油的温度变化量不一样,可能是热量有损失,如石棉网、烧杯等吸收了热量;
(5)酒精灯在给液体加热的时候,周围的空气、烧杯、石棉网都在吸收热量,酒精燃烧释放的热量不能完全被色拉油和水吸收,所以会造成实验结果与理论值有差异;
解决此题要学会用控制变量法进行分析,把吸收的热量转化为加热时间的长短来表示,应用了转换法,考查了学生对数据的分析和理解,是中考中常见的题目。
【解答】
(1)比较水和色拉油的吸热能力,要控制水与油的质量相等、初温相等;
(2)实验中用加热时间表示物质吸收热量的多少;
(3)色拉油的温度随时间变化的图像如图所示;加热10min,水升高的温度为23℃,色拉油升高了48℃,吸收相同的热量,水升高的温度较低,根据c=QmΔt可知,水的吸热能力强;
(4)加热相同的时间,色拉油吸收的热量应该相同,色拉油升高的温度也应该相同,2−4min色拉油的温度变化较小可能是因为热量有损失,如石棉网、烧杯等吸收了热量;
(5)酒精燃烧释放的热量不能完全被色拉油和水吸收,热量有损失或者两个酒精灯的火力不一样(或相同时间内水和色拉油吸收的热量不同);
15.【答案】 (1)不正确;
(2)加热时间(的长短);转换;
(3) 2.1×103
【解析】
【分析】
本题是热学的重要实验之一,考查的是学生观察实验现象、分析实验现象,得出实验结论的能力,这种能力的考查将在中考所占的比例越来越大,此实验过程充分利用了控制变量法和转换法,是中考中常见的题目。
(1)要研究不同物质的吸热本领,根据控制变量法的思路,就要控制两者的质量相等,升高的温度相同,只让两种物质的种类不同;
(2)掌握转换法,实验中通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少;
(3)根据Q=cmΔt进行分析解答。
【解答】
(1)要研究不同物质的吸热本领,根据控制变量法的思路,就要控制两者的质量相等,升高的温度相同,
只让两种物质的种类不同.相同质量的不同物质体积是不一样多的,小风说的不正确;
(2)本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现,这种方法称为“转换法”;
(3)由表格中的数据可知道,对质量相等的水和煤油加热相同的时间,即Q相等,温度的变化不同,
根据Q=cmΔt可知道,,则
。 t/min
0
2
4
6
8
10
t水/℃
7
10
15
20
25
30
t油/℃
7
15
25
35
45
55
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