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2021学年第3节 比热容课后作业题
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这是一份2021学年第3节 比热容课后作业题，共11页。试卷主要包含了选择题，填空题，实验探究题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题
1.用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若在相等的时间内,它们吸收的热量相等,则下列判断正确的是( )
A.温度变化大的物质比热容大
B.温度变化大的物质比热容小
C.甲、乙两种物质的比热容一定相等
D.甲、乙两种物质的温度变化一定相等
2.“热岛效应”是指城市中心城区温度一般相对于郊区温度会高3~5 ℃,其原因是( )
A.城市中心接受光照比郊区充足
B.城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较小
C.城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较大
D.城市中心接受光照比郊区时间长
3.如图,在探究“不同物质的吸热情况”时,同学们使用的器材有:相同规格的电加热器、烧杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油,且通电时间相同,由此可知( )
A.食用油吸收的热量大于水吸收的热量
B.食用油吸热升温快,说明食用油比热容大
C.物体吸热多少是由它的物质种类决定的
D.若将食用油和水加热到相同的温度时,水吸收的热量多
4.关于处在同一物态的同种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.无论质量多大,比热容都相同
B.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
C.若质量增大一倍,则比热容减至一半
D.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
5.根据比热容的概念,下列说法正确的是( )
A.一滴水的比热容和一杯水的比热容相同
B.一杯水的比热容是半杯水的比热容的两倍
C.放在阳光下晒着的水比放在阴凉处的水的比热容要大
D.80 ℃水的比热容比30 ℃水的比热容大
6.质量相同的甲、乙两金属块,放在同一杯热水中,经过一段时间以后,同时取出(甲、乙的温度相同),分别放入两杯完全相同的冷水中,在分别达到平衡时,放甲金属块的杯中水温较高,则甲、乙两金属块的比热容大小是( )
A.甲的比热容大 B.乙的比热容大
C.甲、乙比热容相同 D.无法判断
7.1 kg的20 ℃的水吸收了3.78×105 J的热量后,在标准大气压下,其温度升高了[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.110 ℃ B.90 ℃
C.80 ℃ D.条件不够,无法计算
8.用相同的加热器给质量分别为mA、mB,初温均为20 ℃的A、B液体加热(如图甲所示),两种液体在相同时间内吸收的热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图线如图乙所示,以下说法正确的是( )
甲
乙
A.A、B两液体的比热容一定相等
B.在0~60 s内两液体的比热容相等
C.若mA∶mB=2∶1,则比热容cA∶cB=2∶1
D.若比热容cA∶cB=2∶1,则mA∶mB=1∶2
9.根据如表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.水和沙石放出相等的热量,水的温度降低较多
D.内能相同的水和铜接触时,有可能发生热传递
10.甲、乙的质量之比是2∶3,比热容之比是2∶1,当它们升高的温度相同时,吸收的热量之比是( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
二、填空题
11.北方冬季供暖采用水作为热的循环物质,是因为水的 比较大,若供热不达标,供热管线中水的温度较低,则水的比热容大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.如意湖湿地公园是福建省三明市沙县新开辟的市民休闲娱乐区域,从物理学角度分析,湿地能调节空气的湿度,是因为大量的水 (填写物态变化),可以提高空气中水蒸气的含量;大片湿地对当地的气温有较好的调节作用,是因为水的 。
13.美丽的西湖不仅以其旖旎的风光令人们流连忘返,更是这个城市的居民在盛夏避暑的好去处。这是因为湖面宽广,蓄水量丰富,且水的比热容 砂石、水泥的比热容,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要 砂石升高的温度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
14.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),若将一瓶水用去一半以后,则剩余的水的比热容为 J/(kg·℃)。用油和水加工食物时,油容易把食物炸黄,而水不行,这是因为油的 比水高。
15.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,则甲、乙、丙三个物体吸收的热量之比是 ,甲、乙、丙三个物体的比热容的大小关系是 。
16.夏天,小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由35 ℃降至5 ℃,这是通过 的方式改变内能的,这个过程中该矿泉水放出了 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验探究题
17.某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记录一次温度。
(1)图甲是这名同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)纠正错误后继续实验,加热过程中某时刻水的温度如图乙所示,为 ℃。
(3)本实验中如何控制不同物质吸热相同: 。
(4)该同学根据记录的实验数据,绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图象,由图象可知 的吸热能力强。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
18.小明同学为了比较不同物质的吸热情况,在两个相同的烧杯中分别装有质量相同的牛奶、豆浆,用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。
(1)本实验中,通过比较 的多少来反映物质吸收热量的多少。
(2)本实验中,使牛奶、豆浆 的温度,比较吸收热量多少。分析表格数据可知,牛奶吸收的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)豆浆吸收的热量,这表明 的吸热能力强。
四、计算题
19.学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100 g的某金属块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250 g、温度为20 ℃水中,使水温最后升高到60 ℃(不计热损),请计算炉温。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c金属=0.42×103 J/(kg·℃)]
20.把420 g、100 ℃的铁块投入225 g的水中,混合后的温度是30 ℃。
(1)若铁的比热容为0.45×103 J/(kg·℃),则铁块放出的热量是多少?
(2)若铁块放出的热量全部被水吸收,则水的温度升高了多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案全解全析
第3节 比热容
1.答案 B 甲、乙的质量和吸收的热量相等,由c=QmΔt知,温度变化大的比热容小,故A错误,B正确;由于不知温度变化量,所以无法判断甲、乙的比热容大小,故C、D错误。
2.答案 B 城市中心多采用水泥、玻璃等建筑材料,郊区的水多;水的比热容比水泥、玻璃等建筑材料大,相同质量的水和水泥、玻璃等建筑材料相比较,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化值比较小,所以城市就形成了热岛效应,故B正确。
3.答案 D 电加热器的规格相同,物体吸热多少是由它的加热时间长短决定的,加热时间相同,吸收的热量相同,故A、C错误;相同质量的水和食用油,加热相同时间,吸热多少相同,食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力弱,即食用油的比热容小,故B错误;因相同质量的水和食用油,加热相同时间,食用油吸热升温快,故将初温相等的食用油和水加热到相同的温度时,水的加热时间长,即水吸收的热量多,故D正确。
4.答案 A 比热容是物质本身的特性,处在同一物态的同种物质,无论质量多大,比热容都一样,它不会随物质吸收的热量、质量、温度的改变而改变。所以B、C、D错误,A正确。
5.答案 A 一滴水的比热容和一杯水的比热容相同,因为比热容与质量无关,故A正确;一杯水的比热容与半杯水的比热容相同,因为比热容与质量无关,故B错误;放在阳光下晒着的水与放在阴凉处的水的比热容相同,因为比热容与温度无关,故C错误;80 ℃水的比热容与30 ℃水的比热容相同,因为比热容与温度无关,故D错误。
6.答案 A 质量相同的甲、乙两金属块,放在同一杯热水中,经过一段时间以后,同时取出,甲、乙的温度相同;甲和乙分别放入两杯完全相同的冷水中,在分别达到平衡时,放甲金属块的杯中水温较高,这说明放甲金属块的杯中水吸收的热量多,甲金属块放出的热量多,甲降低的温度小于乙降低的温度;甲和乙的质量相同,甲降低的温度小于乙降低的温度,甲放出的热量多于乙放出的热量,根据Q=cmΔt可知,甲的比热容要大于乙的比热容。故选A。
7.答案 C 由Q吸=cmΔt可得,Δt=Q吸c水m=3.78×105 J4.2×103 J/(kg·℃)×1kg=90 ℃,
水的末温t=t0+Δt=20 ℃+90 ℃=110 ℃,
因一个标准大气压下水的沸点为100 ℃,所以实际上水的末温应为100 ℃,
则水实际升高的温度Δt'=100 ℃-20 ℃=80 ℃。故选C。
8.答案 D 实验中用相同的加热器,使两种液体在相同时间内吸收的热量相同,在0~60 s内两液体的温度变化相同,根据Q=cmΔt知,由于不知道两种液体质量的关系,无法比较两种液体比热容的大小,故A、B错误;在0~60 s内两液体的温度变化相同,液体吸收的热量相同,根据Q=cmΔt知质量与比热容成反比,所以若mA∶mB=2∶1,则比热容cA∶cB=1∶2,若比热容cA∶cB=2∶1,则mA∶mB=1∶2,故C错误,D正确。
9.答案 D 由表中数据可知,水银是液体,但是它的比热容比铜的比热容小,故A错误;同种物质发生物态变化后,比热容变化,例如:冰变成水后,比热容变大,故B错误;水的比热容大于沙石的比热容,质量相同的水和沙石,放出相等的热量,水的温度降低较少,故C错误;内能相同的水和铜,可能二者的温度不同,存在温度差,接触时,有可能发生热传递,故D正确。
10.答案 D 已知c甲∶c乙=2∶1,m甲∶m乙=2∶3,Δt甲=Δt乙,
根据Q=cmΔt可得甲、乙吸收的热量之比:
Q甲Q乙=c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=c甲c乙×m甲m乙×Δt甲Δt乙=21×23×11=43。
故选:D。
11.答案 比热容 不变
解析 水的比热容较大,和其他相同质量的物质比较,降低相同温度放出热量多,所以,“暖气”中用循环流动的水作散热介质;比热容的大小只与物质的种类和状态有关,所以供热管线中水的温度较低时,水的比热容大小不变。
12.答案 汽化 比热容大
解析 湿地含有大量的水,水会汽化(蒸发),变成水蒸气,所以可以提高空气中水蒸气的含量,调节空气湿度;
因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
13.答案 大于 小于
解析 西湖的水面宽广、蓄水量丰富,因为水的比热容大于砂石、水泥的比热容,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要小于砂石升高的温度,所以西湖是居民在盛夏避暑的好去处。
14.答案 4.2×103 沸点
解析 比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物体的质量的多少无关,将一瓶水用去一半以后,物质的种类和状态不变,所以比热容不变,则剩余水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);
不同液体的沸点是不同的,油的沸点高,水的沸点低,沸腾的时候,油温较高,从而容易把食物炸黄。
15.答案 3∶2∶2 c甲>c乙>c丙
解析 由图象可知,三个物体温度都升高1 ℃,甲吸收的热量为3 000 J,乙、丙吸收的热量均为2 000 J,
则甲、乙、丙三个物体吸收的热量之比Q吸甲∶Q吸乙∶Q吸丙=3 000 J∶2 000 J∶2 000 J=3∶2∶2;
由Q=cmΔt可知,
甲的比热容c甲=Q吸甲m甲Δt=3 000J1kg×1℃=3 000 J/(kg·℃),
乙的比热容c乙=Q吸乙m乙Δt=2 000J1kg×1℃=2 000 J/(kg·℃),
丙的比热容c丙=Q吸丙m丙Δt=2 000J2kg×1℃=1 000 J/(kg·℃),
所以,c甲>c乙>c丙。
16.答案 热传递 6.3×104
解析 矿泉水放出热量,内能减少,是通过热传递的方法改变了矿泉水的内能;
矿泉水放出的热量Q放=c水m(t0-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(35 ℃-5 ℃)=6.3×104 J。
17.答案 (1)没有控制液体的质量相同 (2)27 (3)控制加热时间相同 (4)水 2.1×103
解析 (1)要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中液面相平,液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据m=ρV知液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同;
(2)图乙中温度计的分度值为1 ℃,温度计的示数为27 ℃;
(3)根据转换法,加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间相同,吸收的热量相同;
(4)根据图象分析可知,加热相同的时间,水升温小,所以水的吸热能力强;
由图丙可以看出,升高40 ℃,水要加热8分钟,煤油要加热4分钟,即升高相同的温度,煤油吸收的热量是水的12,根据Q吸=cmΔt可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q吸成正比,故煤油的比热容是c煤油=12×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。
18.答案 (1)加热时间 (2)升高相同 大于 牛奶
解析 (1)根据转换法,本实验中,通过比较加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(2)由表中数据知,使牛奶、豆浆升高相同的温度,比较吸收热量多少。分析表格数据可知,升高相同的温度,牛奶的加热时间长,则牛奶吸收的热量大于豆浆吸收的热量,这表明牛奶的吸热能力强。
19.答案 1 060 ℃
解析 质量为250 g、温度为20 ℃的水温度升高到60 ℃,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×250×10-3 kg×(60 ℃-20 ℃)=4.2×104 J,
因为不计热量损失,所以金属块放出的热量Q放=Q吸=4.2×104 J,
设炉温为t0',则金属块的初温为t0',金属块的末温为60 ℃,金属块质量m金属=100 g=0.1 kg,
由Q放=cm(t0-t)可得,t0'=Q放c金属m金属+t=4.2×104 J0.42×103 J/(kg·℃)×0.1kg+60 ℃=1 060 ℃。
20.答案 (1)1.323×104 J (2)14 ℃
解析 (1)铁块放出的热量:
Q放=c铁m铁Δt=0.45×103 J/(kg·℃)×0.42 kg×(100 ℃-30 ℃)=1.323×104 J;
(2)由题知,铁块放出的热量全部被水吸收,即:Q吸=Q放=1.323×104 J,
由Q吸=cmΔt可得水的温度升高值:
Δt水=Q吸c水m水=1.323×104 J4.2×103 J/(kg·℃)×0.225kg=14 ℃。
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
水银
0.14×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
名称
质量/g
温度升高10 ℃
加热时间/s
温度升高20 ℃
加热时间/s
温度升高30 ℃
加热时间/s
牛奶
350
260
520
650
豆浆
350
220
330
550
一、选择题
1.用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热,若在相等的时间内,它们吸收的热量相等,则下列判断正确的是( )
A.温度变化大的物质比热容大
B.温度变化大的物质比热容小
C.甲、乙两种物质的比热容一定相等
D.甲、乙两种物质的温度变化一定相等
2.“热岛效应”是指城市中心城区温度一般相对于郊区温度会高3~5 ℃,其原因是( )
A.城市中心接受光照比郊区充足
B.城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较小
C.城市采用的水泥、玻璃等建筑材料比热容较大
D.城市中心接受光照比郊区时间长
3.如图,在探究“不同物质的吸热情况”时,同学们使用的器材有:相同规格的电加热器、烧杯、温度计、初温和质量都相同的水和食用油,且通电时间相同,由此可知( )
A.食用油吸收的热量大于水吸收的热量
B.食用油吸热升温快,说明食用油比热容大
C.物体吸热多少是由它的物质种类决定的
D.若将食用油和水加热到相同的温度时,水吸收的热量多
4.关于处在同一物态的同种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.无论质量多大,比热容都相同
B.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
C.若质量增大一倍,则比热容减至一半
D.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
5.根据比热容的概念,下列说法正确的是( )
A.一滴水的比热容和一杯水的比热容相同
B.一杯水的比热容是半杯水的比热容的两倍
C.放在阳光下晒着的水比放在阴凉处的水的比热容要大
D.80 ℃水的比热容比30 ℃水的比热容大
6.质量相同的甲、乙两金属块,放在同一杯热水中,经过一段时间以后,同时取出(甲、乙的温度相同),分别放入两杯完全相同的冷水中,在分别达到平衡时,放甲金属块的杯中水温较高,则甲、乙两金属块的比热容大小是( )
A.甲的比热容大 B.乙的比热容大
C.甲、乙比热容相同 D.无法判断
7.1 kg的20 ℃的水吸收了3.78×105 J的热量后,在标准大气压下,其温度升高了[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]( )
A.110 ℃ B.90 ℃
C.80 ℃ D.条件不够,无法计算
8.用相同的加热器给质量分别为mA、mB,初温均为20 ℃的A、B液体加热(如图甲所示),两种液体在相同时间内吸收的热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图线如图乙所示,以下说法正确的是( )
甲
乙
A.A、B两液体的比热容一定相等
B.在0~60 s内两液体的比热容相等
C.若mA∶mB=2∶1,则比热容cA∶cB=2∶1
D.若比热容cA∶cB=2∶1,则mA∶mB=1∶2
9.根据如表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.水和沙石放出相等的热量,水的温度降低较多
D.内能相同的水和铜接触时,有可能发生热传递
10.甲、乙的质量之比是2∶3,比热容之比是2∶1,当它们升高的温度相同时,吸收的热量之比是( )
A.1∶3 B.3∶1 C.3∶4 D.4∶3
二、填空题
11.北方冬季供暖采用水作为热的循环物质,是因为水的 比较大,若供热不达标,供热管线中水的温度较低,则水的比热容大小 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
12.如意湖湿地公园是福建省三明市沙县新开辟的市民休闲娱乐区域,从物理学角度分析,湿地能调节空气的湿度,是因为大量的水 (填写物态变化),可以提高空气中水蒸气的含量;大片湿地对当地的气温有较好的调节作用,是因为水的 。
13.美丽的西湖不仅以其旖旎的风光令人们流连忘返,更是这个城市的居民在盛夏避暑的好去处。这是因为湖面宽广,蓄水量丰富,且水的比热容 砂石、水泥的比热容,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要 砂石升高的温度。(均选填“大于”“等于”或“小于”)
14.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),若将一瓶水用去一半以后,则剩余的水的比热容为 J/(kg·℃)。用油和水加工食物时,油容易把食物炸黄,而水不行,这是因为油的 比水高。
15.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,则甲、乙、丙三个物体吸收的热量之比是 ,甲、乙、丙三个物体的比热容的大小关系是 。
16.夏天,小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由35 ℃降至5 ℃,这是通过 的方式改变内能的,这个过程中该矿泉水放出了 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、实验探究题
17.某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记录一次温度。
(1)图甲是这名同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)纠正错误后继续实验,加热过程中某时刻水的温度如图乙所示,为 ℃。
(3)本实验中如何控制不同物质吸热相同: 。
(4)该同学根据记录的实验数据,绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图象,由图象可知 的吸热能力强。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为 J/(kg·℃)。
18.小明同学为了比较不同物质的吸热情况,在两个相同的烧杯中分别装有质量相同的牛奶、豆浆,用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验。
(1)本实验中,通过比较 的多少来反映物质吸收热量的多少。
(2)本实验中,使牛奶、豆浆 的温度,比较吸收热量多少。分析表格数据可知,牛奶吸收的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)豆浆吸收的热量,这表明 的吸热能力强。
四、计算题
19.学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100 g的某金属块放炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250 g、温度为20 ℃水中,使水温最后升高到60 ℃(不计热损),请计算炉温。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c金属=0.42×103 J/(kg·℃)]
20.把420 g、100 ℃的铁块投入225 g的水中,混合后的温度是30 ℃。
(1)若铁的比热容为0.45×103 J/(kg·℃),则铁块放出的热量是多少?
(2)若铁块放出的热量全部被水吸收,则水的温度升高了多少?[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案全解全析
第3节 比热容
1.答案 B 甲、乙的质量和吸收的热量相等,由c=QmΔt知,温度变化大的比热容小,故A错误,B正确;由于不知温度变化量,所以无法判断甲、乙的比热容大小,故C、D错误。
2.答案 B 城市中心多采用水泥、玻璃等建筑材料,郊区的水多;水的比热容比水泥、玻璃等建筑材料大,相同质量的水和水泥、玻璃等建筑材料相比较,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化值比较小,所以城市就形成了热岛效应,故B正确。
3.答案 D 电加热器的规格相同,物体吸热多少是由它的加热时间长短决定的,加热时间相同,吸收的热量相同,故A、C错误;相同质量的水和食用油,加热相同时间,吸热多少相同,食用油吸热升温快,说明食用油的吸热能力弱,即食用油的比热容小,故B错误;因相同质量的水和食用油,加热相同时间,食用油吸热升温快,故将初温相等的食用油和水加热到相同的温度时,水的加热时间长,即水吸收的热量多,故D正确。
4.答案 A 比热容是物质本身的特性,处在同一物态的同种物质,无论质量多大,比热容都一样,它不会随物质吸收的热量、质量、温度的改变而改变。所以B、C、D错误,A正确。
5.答案 A 一滴水的比热容和一杯水的比热容相同,因为比热容与质量无关,故A正确;一杯水的比热容与半杯水的比热容相同,因为比热容与质量无关,故B错误;放在阳光下晒着的水与放在阴凉处的水的比热容相同,因为比热容与温度无关,故C错误;80 ℃水的比热容与30 ℃水的比热容相同,因为比热容与温度无关,故D错误。
6.答案 A 质量相同的甲、乙两金属块,放在同一杯热水中,经过一段时间以后,同时取出,甲、乙的温度相同;甲和乙分别放入两杯完全相同的冷水中,在分别达到平衡时,放甲金属块的杯中水温较高,这说明放甲金属块的杯中水吸收的热量多,甲金属块放出的热量多,甲降低的温度小于乙降低的温度;甲和乙的质量相同,甲降低的温度小于乙降低的温度,甲放出的热量多于乙放出的热量,根据Q=cmΔt可知,甲的比热容要大于乙的比热容。故选A。
7.答案 C 由Q吸=cmΔt可得,Δt=Q吸c水m=3.78×105 J4.2×103 J/(kg·℃)×1kg=90 ℃,
水的末温t=t0+Δt=20 ℃+90 ℃=110 ℃,
因一个标准大气压下水的沸点为100 ℃,所以实际上水的末温应为100 ℃,
则水实际升高的温度Δt'=100 ℃-20 ℃=80 ℃。故选C。
8.答案 D 实验中用相同的加热器,使两种液体在相同时间内吸收的热量相同,在0~60 s内两液体的温度变化相同,根据Q=cmΔt知,由于不知道两种液体质量的关系,无法比较两种液体比热容的大小,故A、B错误;在0~60 s内两液体的温度变化相同,液体吸收的热量相同,根据Q=cmΔt知质量与比热容成反比,所以若mA∶mB=2∶1,则比热容cA∶cB=1∶2,若比热容cA∶cB=2∶1,则mA∶mB=1∶2,故C错误,D正确。
9.答案 D 由表中数据可知,水银是液体,但是它的比热容比铜的比热容小,故A错误;同种物质发生物态变化后,比热容变化,例如:冰变成水后,比热容变大,故B错误;水的比热容大于沙石的比热容,质量相同的水和沙石,放出相等的热量,水的温度降低较少,故C错误;内能相同的水和铜,可能二者的温度不同,存在温度差,接触时,有可能发生热传递,故D正确。
10.答案 D 已知c甲∶c乙=2∶1,m甲∶m乙=2∶3,Δt甲=Δt乙,
根据Q=cmΔt可得甲、乙吸收的热量之比:
Q甲Q乙=c甲m甲Δt甲c乙m乙Δt乙=c甲c乙×m甲m乙×Δt甲Δt乙=21×23×11=43。
故选:D。
11.答案 比热容 不变
解析 水的比热容较大,和其他相同质量的物质比较,降低相同温度放出热量多,所以,“暖气”中用循环流动的水作散热介质;比热容的大小只与物质的种类和状态有关,所以供热管线中水的温度较低时,水的比热容大小不变。
12.答案 汽化 比热容大
解析 湿地含有大量的水,水会汽化(蒸发),变成水蒸气,所以可以提高空气中水蒸气的含量,调节空气湿度;
因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。
13.答案 大于 小于
解析 西湖的水面宽广、蓄水量丰富,因为水的比热容大于砂石、水泥的比热容,在质量相同的情况下吸收相同的热量后水升高的温度要小于砂石升高的温度,所以西湖是居民在盛夏避暑的好去处。
14.答案 4.2×103 沸点
解析 比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物体的质量的多少无关,将一瓶水用去一半以后,物质的种类和状态不变,所以比热容不变,则剩余水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);
不同液体的沸点是不同的,油的沸点高,水的沸点低,沸腾的时候,油温较高,从而容易把食物炸黄。
15.答案 3∶2∶2 c甲>c乙>c丙
解析 由图象可知,三个物体温度都升高1 ℃,甲吸收的热量为3 000 J,乙、丙吸收的热量均为2 000 J,
则甲、乙、丙三个物体吸收的热量之比Q吸甲∶Q吸乙∶Q吸丙=3 000 J∶2 000 J∶2 000 J=3∶2∶2;
由Q=cmΔt可知,
甲的比热容c甲=Q吸甲m甲Δt=3 000J1kg×1℃=3 000 J/(kg·℃),
乙的比热容c乙=Q吸乙m乙Δt=2 000J1kg×1℃=2 000 J/(kg·℃),
丙的比热容c丙=Q吸丙m丙Δt=2 000J2kg×1℃=1 000 J/(kg·℃),
所以,c甲>c乙>c丙。
16.答案 热传递 6.3×104
解析 矿泉水放出热量,内能减少,是通过热传递的方法改变了矿泉水的内能;
矿泉水放出的热量Q放=c水m(t0-t)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(35 ℃-5 ℃)=6.3×104 J。
17.答案 (1)没有控制液体的质量相同 (2)27 (3)控制加热时间相同 (4)水 2.1×103
解析 (1)要探究不同物质的吸热能力,需要控制液体的质量相同,图甲中液面相平,液体的体积相同,由于液体的密度不相同,根据m=ρV知液体的质量不相同,故甲图中的错误是没有控制液体的质量相同;
(2)图乙中温度计的分度值为1 ℃,温度计的示数为27 ℃;
(3)根据转换法,加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间相同,吸收的热量相同;
(4)根据图象分析可知,加热相同的时间,水升温小,所以水的吸热能力强;
由图丙可以看出,升高40 ℃,水要加热8分钟,煤油要加热4分钟,即升高相同的温度,煤油吸收的热量是水的12,根据Q吸=cmΔt可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c与Q吸成正比,故煤油的比热容是c煤油=12×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。
18.答案 (1)加热时间 (2)升高相同 大于 牛奶
解析 (1)根据转换法,本实验中,通过比较加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少。
(2)由表中数据知,使牛奶、豆浆升高相同的温度,比较吸收热量多少。分析表格数据可知,升高相同的温度,牛奶的加热时间长,则牛奶吸收的热量大于豆浆吸收的热量,这表明牛奶的吸热能力强。
19.答案 1 060 ℃
解析 质量为250 g、温度为20 ℃的水温度升高到60 ℃,
水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×250×10-3 kg×(60 ℃-20 ℃)=4.2×104 J,
因为不计热量损失,所以金属块放出的热量Q放=Q吸=4.2×104 J,
设炉温为t0',则金属块的初温为t0',金属块的末温为60 ℃,金属块质量m金属=100 g=0.1 kg,
由Q放=cm(t0-t)可得,t0'=Q放c金属m金属+t=4.2×104 J0.42×103 J/(kg·℃)×0.1kg+60 ℃=1 060 ℃。
20.答案 (1)1.323×104 J (2)14 ℃
解析 (1)铁块放出的热量:
Q放=c铁m铁Δt=0.45×103 J/(kg·℃)×0.42 kg×(100 ℃-30 ℃)=1.323×104 J;
(2)由题知,铁块放出的热量全部被水吸收,即:Q吸=Q放=1.323×104 J,
由Q吸=cmΔt可得水的温度升高值:
Δt水=Q吸c水m水=1.323×104 J4.2×103 J/(kg·℃)×0.225kg=14 ℃。
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×103
水银
0.14×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
名称
质量/g
温度升高10 ℃
加热时间/s
温度升高20 ℃
加热时间/s
温度升高30 ℃
加热时间/s
牛奶
350
260
520
650
豆浆
350
220
330
550
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