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2024-2025学年北师大版物理九年级上学期期中必刷常考题之比热容
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这是一份2024-2025学年北师大版物理九年级上学期期中必刷常考题之比热容,共31页。
A.夏天中午往地上洒水降温
B.用热水袋取暖
C.初春为了避免小麦冻坏夜晚向麦田灌水
D.城市建造人工湖用来降温
2.(2024秋•顺河区校级月考)下列各种情况中,物质比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒掉一半B.0℃的水凝固成冰
C.6℃的水变成4℃的水D.将冰块挫成冰球
3.(2024•津市市一模)如图所示是某校学生参加农业生产实践活动的场景。初春时昼夜温差大,培育水稻秧苗时,为了不使秧苗冻伤,可采取的做法是( )
A.早晨多灌水,傍晚多排水
B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水
D.早晨和傍晚都不要灌水
4.(2024•溆浦县一模)依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
A.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
C.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
D.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
5.(2024•长安区校级开学)下列有关热量与内能的说法正确的是( )
A.100克的水比50克的水含有内能多
B.内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
C.高温物体放出的热量一定多
D.以上几种说法都是错误的
6.(2024•越秀区校级模拟)如图所示是甲、乙两种质量相等的不同晶体,均匀加热,在用相同的酒精灯加热条件下,两种晶体熔化前、后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量Q甲、Q乙;固态甲的比热容c甲、固态乙的比热容c乙大小关系( )
A.Q甲<Q乙 c甲>c乙B.Q甲>Q乙 c甲>c乙
C.Q甲<Q乙 c甲<c乙D.Q甲>Q乙 c甲<c乙
7.(2024•小店区校级开学)用两个相同的电热器给质量都是2kg的物质甲和水加热,理想情况,无热量损失。它们的温度随时间的变化关系如图所示,已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。下列说法正确的是( )
A.0~2min内水吸收的热量为5.04×105J
B.0~2min内水吸收的热量和物质甲吸收的热量不相等
C.物质甲的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
D.2min后,甲的温度升高了30℃
8.(2024•湖北)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
二.填空题(共6小题)
9.(2023秋•甘井子区期末)热岛效应主要原因是城市建筑群密集,在相同的日照情况下,城市地区升温较 (选填“快”或“慢”)。目前很多城市通过增大城区的绿地、水域面积来减弱城市热岛效应,这主要是利用了水的 较大的特点。
10.(2024•道里区校级开学)白天和夜晚,海洋和陆地之间的风向是相反的。这是由于海洋和陆地间的温度差造成的,风由低温地区吹向高温地区。那么,在夏季晴好的白天,风是 。(选填“从海洋吹向陆地”或“从陆地吹向海洋”)
11.(2024•道里区开学)深秋季节为保护田里的秧苗不受冻,傍晚时在田里应多 (选填“灌入”或“排出”)些水,这是因为 。
12.(2024•榆阳区校级二模)如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,在这个过程中,酒的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过 的方式改变酒的内能,若酒盏里质量为100g,温度为30℃的酒在漂流过程中,放出了1700J的热量,酒的温度降低至 ℃[c酒精=3.4×103J/(kg•℃)]。
13.(2024•道里区校级开学)用相同的电加热器(相同时间内放出热量相同)分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则另一种液体在8min内吸收的热量为 J,该液体的比热容为 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
14.(2024•万柏林区校级开学)沙石的比热容为0.92×103J/(kg•℃),其表示的物理意义是质量为1kg的沙石温度升高1℃,所吸收的热量为 J;当质量为30kg的沙石放出8.28×104J的热量后,它的比热容将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
三.实验探究题(共1小题)
15.(2023秋•赛罕区期末)在“探究不同物质的吸热能力”的实验中,把甲、乙两种液体分别装入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热,实验装置如图所示:
(1)实验中要选取初温相同且 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)实验中,两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示,则 的吸热能力更强。
四.计算题(共1小题)
16.(2024•洞口县校级开学)在标准大气压下,将一壶内质量为2kg,初温为30℃的水,加热到80℃[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)水吸收的热量Q吸;
(2)接着再继续加热,若水又吸收了3.36×105J的热量,求水的末温t末。
2024-2025学年上学期初中物理北师大版九年级期中必刷常考题之比热容
参考答案与试题解析
一.选择题(共8小题)
1.(2024•裕华区校级开学)下列实例中没有利用水的比热容较大的是( )
A.夏天中午往地上洒水降温
B.用热水袋取暖
C.初春为了避免小麦冻坏夜晚向麦田灌水
D.城市建造人工湖用来降温
【考点】水的比热容特点及实际应用.
【专题】比热容、热机、热值;实验基本能力.
【答案】A
【分析】水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
【解答】解:
A、夏天中午往地上洒水降温,这是利用水蒸发吸热来降温的,与水的比热容无关,故A符合题意;
B、由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以热水袋用水来取暖,利用了水的比热容较大的特性,故B不符合题意;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,利用了水的比热容较大的特性,故C不符合题意;
D、城市建造人工湖来调节气温,即由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收相同的热量时,水的温度上升慢,利用了水的比热容较大的特性,故D不符合题意。
故选:A。
【点评】本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握,理解并用好:相同的m、Δt,c大的Q多,可以通过Q=cmΔt帮助记忆。
2.(2024秋•顺河区校级月考)下列各种情况中,物质比热容会发生变化的是( )
A.一杯水倒掉一半B.0℃的水凝固成冰
C.6℃的水变成4℃的水D.将冰块挫成冰球
【考点】比热容的概念.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】B
【分析】比热容是物质的一种特性,其大小与物质种类及状态有关,而与质量、体积、温度无关。
【解答】解:A、一杯水倒掉一半,质量变了,但比热容不变,故A错误;
B、0℃的水凝固成冰,状态变小,故比热容发生变化,故B正确;
C、6℃的水变成4℃的水,温度变了,但水的比热容不变,故C错误;
D、将冰块挫成冰球,形状变了,但比热容不变,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了比热容的有关知识,属于基础题。
3.(2024•津市市一模)如图所示是某校学生参加农业生产实践活动的场景。初春时昼夜温差大,培育水稻秧苗时,为了不使秧苗冻伤,可采取的做法是( )
A.早晨多灌水,傍晚多排水
B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水
D.早晨和傍晚都不要灌水
【考点】利用比热容解释生活中的现象.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】B
【分析】因为水的比热容大,质量相同的水与其它物质相比,在降低相同温度水放出热量多,在吸收相同热量温度升高慢。
【解答】解:水的比热容大,故其吸(放)热本领越大,初春时白天夜晚温差大,培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻伤,所以早晨多排水,傍晚多灌水,故B正确。
故选:B。
【点评】本题主要考查学生对:水的比热容大的特点在生活中的应用的了解和掌握,是一道基础题。
4.(2024•溆浦县一模)依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
A.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
C.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
D.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
【考点】比热容的概念.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】B
【分析】(1)单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热容;
(2)由Q放=cmΔt的变形式Δt=可知,质量相同的不同物质,放出(或吸收)相同的热量时,比热容大的温度变化量小,比热容小的温度变化量大;
(3)比热容是物质的一种特性,与物体质量无关。
【解答】解:
A.由表格数据可知,水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),它表示1kg的水温度每升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量是4.2×103J,故A错误;
B.由表格数据可知,水的比热容大于煤油的比热容,由Δt=可知,质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多,故B正确;
C.比热容是物质的一种特性,与质量无关,一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故C错误;
D.由表格数据可知,水的比热容大于砂石的比热容,由Δt=可知,水和砂石放出相等热量,由于质量关系未知,所以无法比较降低的温度关系,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了学生对比热容概念的了解与掌握以及放热公式的运用,是一道基础题目。
5.(2024•长安区校级开学)下列有关热量与内能的说法正确的是( )
A.100克的水比50克的水含有内能多
B.内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体
C.高温物体放出的热量一定多
D.以上几种说法都是错误的
【考点】比热容的计算公式;影响内能大小的因素;热传递的方向与条件.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】B
【分析】(1)物体内能的大小与质量大小、温度、所处状态都有关;
(2)物体之间发生热传递的条件是存在温度差,内能小的物体温度可能高;
(3)物体在热传递过程中,放出热量的多少,与温度的变化、物体的质量、比热容有关。
【解答】解:A、物体内能的大小除了与质量大小有关外,还与温度、所处状态有关,所以100克的水比50克的水含有内能不一定多,故A错误;
B、物体之间发生热传递的条件是存在温度差,内能小的物体温度可能高,而内能大的物体温度也可能低,所以内能小的物体可以把热量传递给内能大的物体,故B正确;
C、物体在热传递过程中,放出热量的多少,不仅与温度的变化有关,还与质量和比热容有关,不知质量、比热容和温度变化,无法判断物体放出热量的多少,故C错误;
D、AC选项说法错误,B选项说法正确,故D错误。
故选:B。
【点评】本题考查了内能的影响因素、热传递的添加、物体放热多少的影响因素,属于基础题目。
6.(2024•越秀区校级模拟)如图所示是甲、乙两种质量相等的不同晶体,均匀加热,在用相同的酒精灯加热条件下,两种晶体熔化前、后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量Q甲、Q乙;固态甲的比热容c甲、固态乙的比热容c乙大小关系( )
A.Q甲<Q乙 c甲>c乙B.Q甲>Q乙 c甲>c乙
C.Q甲<Q乙 c甲<c乙D.Q甲>Q乙 c甲<c乙
【考点】比热容的计算公式;利用比热容的公式计算热量.
【专题】应用题;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】用相同的加热器加热,在相同的时间内,加热器放出的热量相同,物体吸收的热量相同;
根据公式Q=cmΔt分析比热容的大小。
【解答】解:(1)由于是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热,由图可知:甲晶体在熔化过程所用时间比乙熔化过程所用时间短,则:Q甲小于Q乙。
(2)由图形可知当质量相同的甲、乙两种固体吸收相同的热量时,甲晶体升高的温度多,根据Q=cmΔt可知,甲的比热容比乙的比热容小。
故选:C。
【点评】本题主要考查对探究比热容实验的了解和用控制变量法分析比热容大小的能力。
7.(2024•小店区校级开学)用两个相同的电热器给质量都是2kg的物质甲和水加热,理想情况,无热量损失。它们的温度随时间的变化关系如图所示,已知:水的比热容c=4.2×103J/(kg•℃)。下列说法正确的是( )
A.0~2min内水吸收的热量为5.04×105J
B.0~2min内水吸收的热量和物质甲吸收的热量不相等
C.物质甲的比热容为2.1×103J/(kg•℃)
D.2min后,甲的温度升高了30℃
【考点】利用比热容的公式计算热量.
【专题】定量思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)两个相同的电热器在相同时间放出的热量相同,无热量损失,则物体在相同时间吸收热量相同;
(2)根据Q吸=cmΔt求出水0~2min内升高的温度为10℃时吸收的热量;进而求出在0~10min内水吸收的热量;
(3)物体在相同时间吸收热量相同,0~2min内物质甲的温度升高20℃,吸收的热量等于该时间段水吸收的热量,利用Q吸=cmΔt求甲的比热容。
【解答】解:A、由图可知,加热2min水的温度升高10℃,0~2min水吸收的热量:
Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×10℃=8.4×104J,故A错误;
B、由题意知,两个相同的电热器在相同时间放出的热量相同,无热量损失,则物体在相同时间吸收热量相同,即0~2min内水吸收的热量和物质甲吸收的热量相等,故B错误;
CD、物体在相同时间吸收热量相同,0~2min内物质甲的温度升高20℃,吸收的热量为8.4×104J,
甲的比热容为:
c甲===2.1×103J/(kg•℃),故C正确、D错误。
故选:C。
【点评】本题考查了学生对吸热公式Q吸=cmΔt的掌握和运用,利用图象判断物质比热容的大小,比较两个量的大小一定要根据公式来分析。
8.(2024•湖北)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
【考点】比热容的图像;比热容的概念.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】C
【分析】(1)物质吸热的多少是通过加热时间的长短来衡量的。
(2)单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量,叫这种物质的比热容。比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系,比热容是反映不同物质吸放热能力强弱的一个物理量;
(3)质量和初温相同的不同物质,吸收相同的热量,温度升高越快,则比热容越小。
【解答】解:A、加热器a、b规格相同,经过相同的时间,产生的热量相同,故A错误;
B、比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系,吸热能力不受外界条件影响,故B错误;
CD、由图乙知,升高相同的温度,b加热时间长,b吸热多,b的吸热能力强,故D错误、C正确;
故选:C。
【点评】本题考查了比热容的定义和应用,难度一般。
二.填空题(共6小题)
9.(2023秋•甘井子区期末)热岛效应主要原因是城市建筑群密集,在相同的日照情况下,城市地区升温较 快 (选填“快”或“慢”)。目前很多城市通过增大城区的绿地、水域面积来减弱城市热岛效应,这主要是利用了水的 比热容 较大的特点。
【考点】利用比热容解释生活中的现象.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】快;比热容。
【分析】从引起热岛效应的原因分析:城市多水泥、沙石,郊区多水,沙石比水的比热容小,吸收相同的热量,沙石的温度升高多;水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少,据此分析。
【解答】解:城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容,所以在相同的日照情况下,城市地区比郊区升温较快。
城区的水体、绿地能一定程度上减弱城市热岛效应,这主要是利用了水的比热容大的特点,和砂石、干泥土相比,在质量和吸放热的情况下,水的温度变化较小。
故答案为:快;比热容。
【点评】本题主要考查学生对城市热导效应的原因的了解,属于基础题。
10.(2024•道里区校级开学)白天和夜晚,海洋和陆地之间的风向是相反的。这是由于海洋和陆地间的温度差造成的,风由低温地区吹向高温地区。那么,在夏季晴好的白天,风是 从海洋吹向陆地 。(选填“从海洋吹向陆地”或“从陆地吹向海洋”)
【考点】利用比热容解释生活中的现象.
【专题】比热容、热机、热值;理解能力.
【答案】从海洋吹向陆地
【分析】根据题意:风由低温地区吹向高温地区,由海水和陆地的比热容不同来分析物体吸热后温度的高低。
【解答】解:陆地多砂石,因为沙子的比热小,夏季质量相同的水和沙子吸收相同的热量,沙子升高的温度更高,陆地上方空气的气压低,海洋上方空气的气压高,夏季海陆风的风向是从海洋吹向陆地。
故答案为:从海洋吹向陆地。
【点评】本题考查利用比热容解释现象,属于基础题。
11.(2024•道里区开学)深秋季节为保护田里的秧苗不受冻,傍晚时在田里应多 灌水 (选填“灌入”或“排出”)些水,这是因为 由 Q=cm△t 可知,质量一定时,水的比热容大,夜间放出相同热量时温度降低的小,从而可以防止秧苗冻坏 。
【考点】水的比热容特点及实际应用.
【专题】比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】灌水;由 Q=cm△t 可知,质量一定时,水的比热容大,夜间放出相同热量时温度降低的小,从而可以防止秧苗冻坏。
【分析】水的比热容比较大,质量一定时,在降低相同的温度时,可以放出更多的热量;质量一定时,放出相同的热量,温度降低值较小。
【解答】解:深秋季节,夜里的温度比较低,容易将秧苗冻伤,向田里多灌些水,由 Q=cm△t 可知,质量一定时,水的比热容大,夜间放出相同热量时温度降低的小,从而可以防止秧苗冻坏。
故答案为:灌水;由 Q=cm△t 可知,质量一定时,水的比热容大,夜间放出相同热量时温度降低的小,从而可以防止秧苗冻坏。
【点评】此题考查水比热容比较大在生活中的应用,物理知识就是应用于生活的,我们要学会利用物理知识改变我们的生活、解释我们生活中的物理现象,这也是中考时的一个出题方向。
12.(2024•榆阳区校级二模)如图所示,“曲水流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,在这个过程中,酒的内能 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),这是通过 热传递 的方式改变酒的内能,若酒盏里质量为100g,温度为30℃的酒在漂流过程中,放出了1700J的热量,酒的温度降低至 25 ℃[c酒精=3.4×103J/(kg•℃)]。
【考点】利用比热容的公式计算热量;热传递改变物体的内能;温度、内能、热量的关系.
【专题】定量思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】减小;热传递;25。
【分析】(1)内能与物体的质量、温度、状态等有关;
(2)改变物体内能的方式有做功和热传递两种;
(3)根据Q放=c酒mΔt算出酒降低的温度,进而算出酒精的末温度。
【解答】解:将酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动,内能会从酒传递到水,使酒的温度降低,则酒的内能减小,这是通过热传递的方式在改变酒的内能;
根据Q放=c酒mΔt得酒降低的温度为:
Δt===5℃,
酒的末温度为:
t=t0﹣t=30℃﹣5℃=25℃。
故答案为:减小;热传递;25。
【点评】本题考查了改变物体内能的方式以及热量的计算,是一道基础题。
13.(2024•道里区校级开学)用相同的电加热器(相同时间内放出热量相同)分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则另一种液体在8min内吸收的热量为 1.26×104 J,该液体的比热容为 1.4×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
【考点】比热容的计算公式;利用比热容的公式计算热量.
【专题】比热容、热机、热值.
【答案】1.26×104;1.4×103。
【分析】(1)知道水的质量、水的比热容,由图象得出水的初温和末温,利用吸热公式Q吸=cmΔt求在16min内水吸收的热量;利用相同的电加热器加热,相同时间内吸收的热量相同,可求另一种液体在8min内吸收的热量;
(2)由图像得出另一种液体8min内的初温和末温,知道另一种液体的质量,根据c=求出液体的比热容。
【解答】解:由图知,水在16min内升高的温度:Δt=40℃﹣10℃=30℃,
16min内水吸收的热量:Q吸水=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J;
根据题意可知,相同时间内水和另一种液体吸收的热量相等,
则另一种液体加热8min,吸收的热量为:Q吸′=×2.52×104J=1.26×104J;
由图可知,另一种液体在8min内升高的温度:Δt′=50℃﹣20℃=30℃,
则另一种液体的比热容:c===1.4×103J/(kg•℃)。
故答案为:1.26×104;1.4×103。
【点评】本题考查了物体吸热公式的应用、比热容的计算,属于基础题。
14.(2024•万柏林区校级开学)沙石的比热容为0.92×103J/(kg•℃),其表示的物理意义是质量为1kg的沙石温度升高1℃,所吸收的热量为 0.92×103 J;当质量为30kg的沙石放出8.28×104J的热量后,它的比热容将 不变 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【考点】利用比热容的公式计算热量;比热容的概念.
【专题】定性思想;比热容、热机、热值;应用能力.
【答案】0.92×103;不变。
【分析】质量是1kg的某种物质温度升高1℃吸收的热量,叫做这种物质的比热容。
比热容是物质的一种特性,同种物质(状态一定)比热容相同;同种物质状态不同,比热容不同。
【解答】解:沙石的比热容为0.92×103J/(kg•℃),物理意义是质量为1kg的砂石,温度升高1℃时吸收的热量是0.92×103J。
比热容是物质的一种特性,与物体的质量、温度变化、吸收热量多少无关,故当质量为30kg的沙石放出8.28×104J的热量后,它的比热容将不变。
故答案为:0.92×103;不变。
【点评】本题考查了比热容的物理意义、对比热容特性的理解,属于基础题目。
三.实验探究题(共1小题)
15.(2023秋•赛罕区期末)在“探究不同物质的吸热能力”的实验中,把甲、乙两种液体分别装入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热,实验装置如图所示:
(1)实验中要选取初温相同且 质量 (选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)实验中,两种液体吸收热量的多少可通过 加热时间 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图丙所示,则 乙 的吸热能力更强。
【考点】物体吸热实验的数据和图像分析;比较不同物质吸热的情况;物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少.
【专题】实验题;比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【答案】(1)质量;(3)加热时间;(3)乙
【分析】我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:
①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
【解答】解:(1)探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体;
(2)由于液体吸收的热量不能直接测量,用相同的加热器,加热时间越长,液体吸收的热量越多,故加热过程中,甲、乙两种液体吸收热量的多少是通过加热时间来判断的;
(3)由图丙可知,质量相等的甲和乙两种液体,在升高相同温度时,乙的加热时间长,说明乙吸收的热量较多,乙的吸热能力更强。
故答案为:(1)质量;(3)加热时间;(3)乙。
【点评】本题是探究不同物质吸热能力强弱的实验,考查了控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
四.计算题(共1小题)
16.(2024•洞口县校级开学)在标准大气压下,将一壶内质量为2kg,初温为30℃的水,加热到80℃[已知c水=4.2×103J/(kg•℃)]。求:
(1)水吸收的热量Q吸;
(2)接着再继续加热,若水又吸收了3.36×105J的热量,求水的末温t末。
【考点】利用比热容的公式计算热量.
【专题】比热容、热机、热值;分析、综合能力.
【答案】(1)水吸收的热量是4.2×105J;
(2)水的末温为100℃。
【分析】(1)知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cmΔt求出水吸收的热量;
(2)知道水吸收的热量、水的质量和比热容,利用Q吸=cmΔt求出水后来升高到温度,根据标准大气压下水的沸点确定水的末温。
【解答】解:(1)质量为2kg,初温为30℃的水,加热到80℃,水吸收的热量
(2)水又吸收了3.36×105J的热量,水升高的温度
则
t′=t+Δt′=80℃+40℃=120℃>100℃
在一个标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的末温为100℃。
答:(1)水吸收的热量是4.2×105J;
(2)水的末温为100℃。
【点评】本题考查热量的计算以及水沸腾的特点,在标准大气压下水的沸点是本题重点,容易出错,解题的关键是对吸热公式的灵活运用。
考点卡片
1.影响内能大小的因素
【知识点的认识】
(1)温度:同一物体,状态不变时,温度越高,物体的内能越大;
(2)质量:温度。状态相同的同种物体,物体的质量越大,分子的个数就越多,内能就越大;
(3)状态:同种物体,温度、质量不变时,状态改变,内能改变;
(4)种类:物体的质量、温度、状态相同时,物质的种类不同,内能不同。
【命题方向】
考查影响内能大小的因素,比较不同状态下的内能的大小。
例:下列关于物体的内能的说法中正确的是( )
A.物体运动得越快,物体的内能越大
B.物体被举得越高,物体的内能越大
C.温度为0℃的冰块没有内能
D.温度高的物体内能不一定大
分析:(1)物体内部所有分子做无规则运动的分子动能和分子势能的总和叫物体的内能。
(2)物体的内能与温度、质量、状态等因素有关;与物体的机械运动情况无关。
(3)一切物体在任何情况下都具有内能。
解析:解:A、物体的内能与物体做机械运动的速度无关,故A错误;
B、物体的内能与物体被举高的高度无关,故B错误;
C、温度为0℃的冰块具有内能,故C错误;
D、温度高的物体内能不一定大;质量和物态相同时,温度高的物体内能大,故D正确。
故选:D。
点评:知道内能的基本定义;知道影响内能大小的因素。
【解题方法点拨】
比较物体内能大小的因素有四个,分别是温度,质量,状态和物体种类,要同时考虑这四个影响因素,不能单纯的说温度高的物体内能就大。
2.热传递的方向与条件
【知识点的认识】
(1)热传递的条件:存在温度差;
(2)热传递的方向是从高温物体到低温物体,或者从物体的高温部分到低温部分
【命题方向】
考查概念以及通过温度大小判断热传递的方向。
例:质量相同、温度均为100℃的铝块和铜块(c铝>c铜),分别投入质量、温度均相同的两杯冷水中,当它们放出相同的热量时,取出两金属块并使它们接触,不考虑热损失,则它们( )
A.不发生热传递
B.热量从铜块传向铝块
C.热量从铝块传向铜块
D.温度从铝块传向铜块
分析:欲知热量传递的方向,必须知道铝块和铜块谁的温度高,热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分,那么,只需根据题意比较铝块和铜块谁的温度高了。
解析:解:已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q铝=Q铜,c铝>c铜,
由热量公式Q=cmΔt,可得:Δt=,
把已知条件代入可知,比热容大的温度降低的少,则铝的温度降低少,铝块的温度高,所以铝块传递热量向铜块。
故选:C。
点评:此题主要考查了热传递的规律,必须让学生清醒认识到热量总是从温度高的物体传向温度低的物体或者从物体的高温部分传向低温部分。
【解题方法点拨】
3.热传递改变物体的内能
【知识点的认识】
(1)条件:两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差
(2)过程:高温物体放出热量,温度降低,内能减少,低温物体吸收热量,温度升高,内能增加;
(3)结果:温度相同
(4)实质:内能的转移。能量的形式没有改变
【命题方向】
考查热传递改变物体内能的概念,以及现象。
例:下列实例中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.用锯条锯木头时锯条的温度升高
B.两手相互摩擦时手的温度升高
C.电钻打孔时钻头温度升高
D.热鸡蛋放入冷水中温度降低
分析:改变物体内能的方式有两种:做功和热传递,热传递过程是能量的转移过程,做功过程是能量的转化过程。
解析:解:A、锯木头是克服摩擦做功,锯条温度升高,是通过做功改变物体的内能;
B、两手相互摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,通过做功的方式改变物体的内能;
C、电钻打孔是克服摩擦做功,钻头温度升高,是通过做功改变物体内能的;
D、放入冷水中的热鸡蛋放出热量,温度降低,是通过热传递改变物体内能,故D正确。
故选:D。
点评:此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别,是中考热点,属于易错题目。
【解题方法点拨】
热传递的实例:
炒菜时,用火给炒勺加热;冬天坐在炉子边取暖;放在太阳光下晒被子;哈气;热水袋取暖。
4.温度、内能、热量的关系
【知识点的认识】
(1)内能和温度的关系
物体内能的变化,不一定引起温度的变化.这是由于物体内能变化的同时,有可能发生物态变化.物体在发生物态变化时内能变化了,温度有时变化有时却不变化.如晶体的熔化和凝固过程,还有液体沸腾过程,内能虽然发生了变化,但温度却保持不变.温度的高低,标志着物体内部分子运动速度的快慢.
因此,物体的温度升高,其内部分子无规则运动的速度增大,分子的动能增大,因此内能也增大,反之,温度降低,物体内能减小.因此,物体温度的变化,一定会引起内能的变化.
(2)内能与热量的关系物体的内能改变了,物体却不一定吸收或放出了热量,这是因为改变物体的内能有两种方式:做功和热传递.即物体的内能改变了,可能是由于物体吸收(或放出)了热量也可能是对物体做了功(或物体对外做了功).
而热量是物体在热传递过程中内能变化的量度.当物体与外界不做功时,物体吸收热量,内能增加,物体放出热量,内能减少.因此物体吸热或放热,一定会引起内能的变化.
(3)热量与温度的关系物体吸收或放出热量,温度不一定变化,这是因为物体在吸热或放热的同时,如果物体本身发生了物态变化(如冰的熔化或水的凝固).这时,物体虽然吸收(或放出)了热量,但温度却保持不变.
物体温度改变了,物体不一定要吸收或放出热量,也可能是由于对物体做功(或物体对外做功)使物体的内能变化了,温度改变了.
【命题方向】
温度、热量与内能的关系是中考的热点,主要考查学生对温度、内能、热量关系的理解和掌握.
例:关于温度、内能和热量,下列说法错误的是( )
A.炙热的铁水一定比冰冷的冰块含有的热量多
B.热量可以从内能小的物体传向内能大的物体
C.物体温度降低时内能减少,温度升高时内能增加
D.冰块温度虽然低,但其分子仍在不停运动
分析:(1)热量是一个过程量,不能说含有多少热量;
(2)发生热传递时,热量总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分;
(3)内能是物体分子无规则运动的动能和分子势能的总和,温度是表示物体冷热程度的物理量;
(4)分子永不停息地在做无规则运动。
解析:解:A、热量是一个过程量,不能说含有多少热量,故A错误;
B、发生热传递时,总是由高温物体向低温物体传递热量或从一个物体的高温部分传向低温部分,内能小的物体温度可能会高于内能大的物体,所以内能小的物体可能会将热量传给内能大的物体,故B正确;
C、物体温度降低时,它的内能一定减少,物体温度升高时,它的内能一定增加,故C正确;
D、水凝结成冰,但分子热运动没有停止,故D正确。
故选:A。
点评:热量、内能、温度是热学里三个最重要,同时也是联系最密切的概念,只有真正理解,才能保证在解题时不会出错。
【解题方法点拨】
内能和温度是物体本身就具有的,而热量是伴随着热传递存在的,内能和温度都是状态物理量,而热量则是过程物理量.物体吸收热量,内能一定增加,温度不一定升高;物体温度升高,内能一定增加.三个物理量之间既有密切联系,又有本质区别.
5.比较不同物质吸热的情况
【知识点的认识】
1、实验器材:铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。
2、实验装置:
3、实验方法:
①控制变量法:控制不同物质的质量相同,吸收热量相同,比较升高的温度,从而比较吸热能力大小;或控制不同物质的质量相同,升高的温度相同,比较吸收的热量,从而比较吸热能力的大小。
②转换法:由于物质吸收的热量不容易测量,可以通过转换法,将物质吸收热量的多少转换成加热时间,因此比较加热时间,就可以比较得出吸收热量的多少。
4、实验设计:
①液体的选取,应保证质量相同。
②选用相同热源的目的是相同时间内,控制吸收热量相同。
③实验数据分析:
(1)让两种液体吸收相同的热量,比较液体的温度变化,温度变化小的吸热本领强;
(2)让两种液体变化相同的温度,比较液体吸收热量的多少,吸收热量多的吸热本领强。
5、实验结论:不同物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量不同,比热容大的物质吸收热量多。
【命题方向】
考查比较不同物质吸热的情况的实验,包括实验原理,实验器材,实验步骤,实验方法,数据分析,注意事项等内容。
例:同样日照条件下,夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此现象小强提出猜想,并利用如图实验装置进行探究。
(1)小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与 物质种类 有关;
(2)实验时需要的测量工具有温度计、停表和 天平 ;
(3)用相同酒精灯加热,控制水和沙子的质量和加热时间相同,通过比较水和沙子 升高的温度 ,来验证猜想。
(4)同组的小红提出不同的猜想:中午海水比沙子温度低,可能是因为海水蒸发吸热造成的。大家基于此猜想进一步推理,得出日落后海水比沙子降温 快 (选填“快”或“慢”),这与实际不符。
分析:(1)物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关;
(2)实验需要的器材,可根据Q=cmΔt来判断,采用控制变量法实验;
(3)实验中采用了转换法,通过观察温度的变化来研究水和沙子的吸热能力;
(4)我们知道,海水的昼夜温差小,是由于水的比热容比砂石的比热容大,不是由于海水蒸发吸热所致,因此可通过举反例来推翻这部分同学的猜想。
解析:解:(1)夏天中午海边的沙子热得烫脚,但海水较凉爽;傍晚日落后,海边的沙子很快变凉,而海水仍然温暖。对此小强的猜想是物质温度变化的快慢可能与物质的种类有关;
(2)根据Q=cmΔt,必须控制变量,控制水和沙子的质量相同,就需要用天平;
(3)比较“水和沙子吸热能力”的方法是:在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度,来比较水和沙子吸热能力,温度升高的越多,吸热能力越弱; (4)海水蒸发吸热,在白天和晚上都会进行;如果猜想正确,那么无论白天、晚上,都会因海水的蒸发吸热导致其温度较低,日落后海水比沙子降温快,显然与事实不符。
故答案为:(1)物质种类;(2)天平;(3)升高的温度;(4)快。
点评:本题的探究实际上是对沙子和水吸放热能力的比较,而物质吸放热能力是用比热容来量度的,在实验过程中,影响的量较多,有质量、加热时间、升高温度等,因此,要注意结论的严密性。
【解题方法点拨】
1、实验方法:控制变量法 转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。
2、实验液体的选择:质量相同的不同液体。
3、选择相同的热源目的是:以保证相同加热时间释放的热量相同。
4、使用电加热器代替酒精灯的好处:易于控制产生热量的多少。
5、实验中不断搅拌的目的:使液体受热均匀。
6、描述物体吸热能力的物理量是:比热容。
7、结论:相同质量的不同物体,吸收相同的热量后升高的温度不同,比热容大的升高的温度低。
8、实验中,物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。
6.物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少
【知识点的认识】
在物体吸热的实验中,由于吸收热量的多少无法直接感知,科学家们采用了一种名为“转换法”的研究方法。这种方法将无法直接测量的变化转换为可以直接测量的变化,以便于观察和研究。在物体吸热的实验中,通过加热时间的长短来体现吸收热量的多少,即加热时间越长,表明物体吸收的热量越多。这种方法的原理在于,如果使用相同功率的加热源,加热时间与吸收的热量成正比
【命题方向】
考查比较物体吸热实验如何反映吸收热量的多少,常以实验题考查。
例:小西暑假去了海边,发现中午的时候沙子烫脚,而海水是温的,于是回到家中利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图乙所示;
(3)实验中,是通过比较 加热时间 来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图乙可知, 水 的比热容较大。
分析:(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
(2)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
解析:解:(3)根据转换法,实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量;
(4)分析图乙可知,加热相同时间,水升温慢,水的比热容较大。
故答案为:(3)加热时间;(4)水。
点评:本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法,为热学中的重要实验。
【解题方法点拨】
记忆性知识,牢记即可。
7.物体吸热实验的数据和图像分析
【知识点的认识】
物体吸热实验的数据和图像分析方法主要包括比较相同时间内物质升高的温度和比较升高相同温度所需的时间长短。
【命题方向】
考查比较物体吸热实验的数据和图像分析,包括比热容的比较与计算。
例:为了比较水和煤油两种液体的吸热性能,晶晶做了如图甲所示实验,并在实验过程中记录了温度﹣时间坐标图,如图乙所示。
(1)在组装实验装置时,应先固定 铁圈 (选填“铁圈”或“铁杆”)的位置;
(2)实验中,在两个相同的试管中分别装上 质量 、初温都相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”),并放入大烧杯水中进行加热;两个试管同时加热的目的是 控制相同时间吸热相同 ;
(3)由图乙可知:当加热相同的时间,试管中的 煤油 升温更高;若水的比热容为c水=4.2×103J/(kg•℃),则煤油的比热容为c煤油= 2.1×103J/(kg•℃) (不计热损)。
(4)通过以上实验,冬天取暖,小明应该选取 水 (选填“水”或“煤油”)来自制一个暖手袋。
分析:(1)根据要用酒精灯的外焰加热分析;
(2)我们使用同一酒精灯加热,通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力的2种方法:使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;
(3)由图乙可知得出升高一个格代表的温度煤油和水的加热时间关系为,由转换法得出水吸热和煤油吸热的关系,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,据此得出煤油的比热容。
(4)水的比热容大,根据Q=cmΔt分析。
解析:解:(1)要用酒精灯的外焰加热,在组装实验装置时,应先固定铁圈的位置;
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同),实验中,在两个相同的试管中分别装上质量、初温都相同的水和煤油,并放入大烧杯水中进行加热;由转换法,两个试管同时加热的目的是控制相同时间吸热相同;
(3)由图乙可知,升高一个格代表的温度,煤油加热时间为t1;水加热时间为t2,而t2=2t1,由转换法,水吸热是煤油的2倍,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,则煤油的比热容为
c煤油=×4.2×103J/(kg•℃)=2.1×103J/(kg•℃);
(4)水的比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,水放热多,冬天取暖,小明应该选取水来自制一个暖手袋。
故答案为:(1)铁圈;(2)质量;控制相同时间吸热相同;(3)煤油;2.1×103J/(kg•℃);(4)水。
点评:本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和Q=cmΔt的运用,为热学中的重要实验。
【解题方法点拨】
通过绘制和观察温度随时间变化的图像,可以直观地看到在不同加热时间内温度的变化情况,从而分析物质的吸热能力
8.比热容的概念
【知识点的认识】
(1)定义:一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫作这种物质的比热容,用符号c表示。
(2)单位:比热容的单位是J/(kg•℃),读作作焦每千克摄氏度。
(3)物理意义:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)。它的物理意义是1千克水,温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量是4.2×103焦耳。
【命题方向】
考查比热容的概念,单位以及物理意义,通常在选择填空题中,以概念的形式考查。
例:比热容是物质的一种属性,每种物质都有自己的比热容,查表可知,水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)表示 1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量 。一桶水倒掉一半后,剩下的水的比热容 不变 (选填“变大”“不变”或“变小”)。
分析:比热容是物质的一种特性;物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
解析:解:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)表示1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量;
水的比热容与水的质量无关,一桶水倒掉一半后,质量减半,但水的比热容不变。
故答案为:1kg的水每升高(或降低)1℃吸收(或放出)4.2×103J的热量;不变。
点评:本题考查学生对比热容概念的理解,知道物质的比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关。
【解题方法点拨】
(1)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关,同一种物质在同一状态下的比热容是一定的,但在不同状态时,比热容是不同的。如:水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),而冰的比热容是2.1×103J(kg•℃)。
(2)对于物质的比热容,可以从以下两个方面理解:首先,比热容跟密度一样,也是物质的一种特性,它既不随物质质量的改变而变化,也不随物质吸收(或放出)热量的多少及温度的变化而变化,也就是说,只要是相同的物质,不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何,它的比热容一定是相同的;其次,不同物质的比热容不同,同种物质的比热容相同,它反映了不同物质吸、放热本领的强弱,还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。
9.利用比热容解释生活中的现象
【知识点的认识】
(1)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
(2)现象与应用
①白天沿海地区比内陆地区升温慢,夜晚沿海地区温度降低也慢。因此,在一年之中,夏季时内陆比沿海炎热,冬季时内陆比沿海寒冷。
②水比热容大的特点,在生产,生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。
【命题方向】
考查利用比热容解释在实际生活中的应用。
例:下列现象中,不能用比热容解释的是( )
A.中午沙子很烫、海水较凉
B.汽车发动机用水做冷却剂
C.我国西北沙漠地区日温差较大
D.火箭采用液态氢作为燃料
分析:(1)对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;
(2)热值是燃料的一种特性,热值越大的燃料在完全燃烧相同质量的燃料时,释放出的热量多,所以在选择火箭燃料时首先应该考虑燃料热值的大小。
解析:解:A.中午沙子很烫、海水较凉,是因为沙子比热容小,而海水比热容大,故A不符合题意;
B.汽车发动机用循环水冷却,是利用升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多的特点,将汽车发动机工作时产生大量热量迅速转移,故B不符合题意;
C.我国西北沙漠地区日温差较大,是因为沙漠地区多沙少水,沙子比热容小,故C不符合题意;
D.火箭采用液态氢作为燃料是因为液态气热值高,故D符合题意。
故选:D。
点评:本题考查了水的比热容大的特点的应用和热值,应用所学知识,解决实际问题,体现了物理知识来源于生活、服务生活的理念。
【解题方法点拨】
主要考查学生对水的比热容大的特点及应用的了解和掌握.对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多.
10.水的比热容特点及实际应用
【知识点的认识】
(1)水的比热容比较大,质量相同的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化要小些。
(2)现象与应用
①白天沿海地区比内陆地区升温慢,夜晚沿海地区温度降低也慢。因此,在一年之中,夏季时内陆比沿海炎热,冬季时内陆比沿海寒冷。
②水比热容大的特点,在生产,生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器,在工作时要发热,通常要用循环流动的水来冷却。
【命题方向】
考查水的比热容比较大特点的实际应用,并解释其现象。
例:生产生活中,我们常利用水的比热容大这一性质,下列事例中与这一性质无关的是( )
A.用冷水冷却发动机
B.散热器用流动的热水供暖
C.傍晚,往春播秧苗田里灌水保温
D.在发烧病人的额头上擦冷水降温
分析:水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多;吸收或放出相同的热量,水升高或降低的温度少,据此分析。
解析:解:A、水的比热容较大大,和其它物质比较,降低相同温度吸收热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故A错误;
B、散热器用流动的热水供暖,是因为相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,由于水的吸热能力大,则水放出热量更多,故B错误;
C、因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,故C错误;
D、在发烧病人的额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热的原理,故D正确。
故选:D。
点评:本题主要考查学生对水的比热容大的特点以及应用的了解和掌握。
【解题方法点拨】
水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面:
调节气候,作为冷却剂和取暖介质,在农业和日常生活中的应用,沿海地区的气温调节。
11.比热容的计算公式
【知识点的认识】
比热容的计算公式:c=。(c是比热容,t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,Q表示吸收或放出的热量)
【命题方向】
考查比热容的计算,根据图像信息以及题干信息求比热容。
例:蔡浩哲在自然条件下完成了冰的熔化实验,并描绘出温度随时间变化的关系图线,如图所示。实验时,冰的质量为0.5kg,AB段冰吸热为2.1×104J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(1)计算出冰的比热容;
(2)CD段水吸收的热量是多少?
分析:(1)在AB段,知道吸收的热量、质量、温度变化量,根据Q=cmΔt,计算冰的比热容;
(2)冰变成水,物质的状态变化,质量不变;CD段是水,知道水的质量、比热、温度变化,根据Q=cmΔt,计算水吸收的热量。
解析:解:(1)冰从﹣20℃吸收热量升高到0℃,需要5min,吸收热量为:Q吸冰=2.1×104J,
由Q吸=cmΔt得冰的比热容为:c冰==2.1×103J/(kg•℃);
(2)冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,
由图象知,水从0℃升高到20℃,加热时间为AB段的两倍,CD段水吸收的热量是:
Q吸水=2Q吸冰=2×2.1×104J=4.2×104J。
答:(1)冰的比热容为2.1×103J/(kg•℃);
(2)CD段水吸收的热量是4.2×104J。
点评:本题主要考查Q=cmΔt的应用,知道其中的三个量,求第四个量。利用好条件“相同时间冰和水吸收的热量相同”是关键。
【解题方法点拨】
t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,注意题干中对于他们的说法是有差别的,如“升高到”,“降低到”指的是末温,而“升高了”,“降低了”表示的是温度的变化。
12.比热容的图像
【知识点的认识】
一般情况下横轴表示加热时间,纵轴表示温度。
(1)定性分析解答方法有两种:
①选取相同的加热时间,比较温度的变化,加热时间相同,温度变化小的比热容大;
②选取相同的温度变化,比较加热的时间,温度变化相同,加热时间长的比热容大。
(2)定量分析:要从图像中提取有效信息,选取正确的物理公式进行计算。
【命题方向】
根据比热容的图像进行定性分析以及比热容的计算。
例: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变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.图像中的a是水,b是酒精
B.加热相同的时间,两种液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,a升温比b慢
D.升高相同的温度,a需要的加热时间更长
分析:用相同的加热器加热相同时间,两种液体吸收的热量相同;由图可直接确定选项CD的正误,质量相同,吸热相同,水的比热容大于酒精的,由c=可判断图像a是酒精,b是水。
解析:解:B、用相同的加热器加热相同时间,两种液体吸收的热量相同,故B正确;
CD、由图知,加热相同时间,b升温比a慢;升高相同温度,b需要的加热时间更长,故CD错误;
A、质量相同,吸热相同,水的比热容大于酒精的,由c=知水的温度变化小,可判断图像a是酒精,b是水,故A错误。
故选:B。
点评:本题考查温度﹣时间图像的分析和比热容的计算,属于基础题,难度不大。
【解题方法点拨】
观察图像的一般方法“看两轴抓三点”,即看准横坐标、纵坐标分别表示的物理量及单位,抓住起点、终点和拐点。
13.利用比热容的公式计算热量
【知识点的认识】
物体的温度升高时吸收热量为:Q吸=cm(t﹣t0)
物体的温度降低时放出的热量为:Q放=cm(t0﹣t)
式中的c为物体的比热容,m为物体的质量,t0表示物体原来的温度,t表示物体后来的温度.若用Δt表示物体变化的温度(升高或降低的温度),那么,物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为:Q=cm△t.
【命题方向】
考查利用热量的计算公式,计算热量。
例:一壶质量为2千克、温度为20℃的水,加热后使其升高到70℃,这些水吸收了多少热量?[水的比热容为4.2×103焦/(千克•℃)]。
分析:掌握热量公式:Q=cm△t的计算公式是解答本题的关键,题干中已知水的质量是2kg,水的初温和末温分别是20℃、70℃,把数据代入公式即可求出水吸收的热量。
解析:解:由分析知水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(70℃﹣20℃)=4.2×105J
答:这些水吸收了4.2×105J的热量。
点评:本题主要考查学生对热量的计算公式的理解和掌握,是一道中档题。
【解题方法点拨】
t是末温,t0是初温,Δt表示温度的变化,注意题干中对于他们的说法是有差别的,如“升高到”,“降低到”指的是末温,而“升高了”,“降低了”表示的是温度的变化。
物质
比热容c/[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
物质
比热容c/[J•(kg•℃)﹣1]
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
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