人教版广东省深圳市初中物理八升九暑期衔接专题8:比热容

人教版广东省深圳市初中物理八升九暑期衔接专题8:比热容
一、单选题
1.(2023九上·凤凰期末)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是(  )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.汽车发动机用水作冷却液
C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗
D.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【解答】ABC.由 可知,质量相同的水与其它物质相比,因为水的比热容大,所以当变化相同温度时,水吸收或放出的热量更多,所以沿海地区的气温比内陆变化小;汽车发动机用水作冷却液;夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗。这些都是利用了水的比热容较大的性质,ABC不符合题意;
D.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热有制冷效果,与水的比热容特性无关,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温;利用水蒸发吸热,和比热容无关。
2.(2023九上·深圳期末)如图所示,在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,除了选用两个完全相同的烧杯、温度计和电加热器外,烧杯内还分别装有煤油和水。实验中还必须要控制煤油和水具有相同的(  )
A.体积 B.质量 C.初温 D.升高的温度
【答案】B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】在比较不同物质的吸热能力的实验中,根据控制变量法可知,应在两个相同的烧杯中加入质量都相同的水和煤油。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同物质进行实验。
3.(2023九下·济南开学考)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:白天在相同日照条件下,与海洋相比,陆地的(  )
A.比热容较小,升温较快,气温较高
B.比热容较小,升温较慢,气温较低
C.比热容较大,升温较快,气温较高
D.比热容较大,升温较慢,气温较低
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【解答】白天,在太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,由于水的比热容比泥土、沙石的比热容大,所以海水温度上升较慢;而海岸吸收热量后,温度上升较快,气温较高,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】谁的比热容较大,陆地的比热容小,吸收热量后温度变化大。
4.(2023九上·晋中期末)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。下列关于该实验的操作及分析正确的是(  )
A.水比煤油的比热容小
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了使水和煤油受热均匀
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,若吸收相同热量后,煤油比水的温度变化量小
【答案】B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由题意可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水需要的加热时间较长,即吸收的热量多,说明水的吸热能力能,所以水的比热容大于煤油的比热容,A不符合题意;
B.实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,B符合题意;
C.水和煤油的沸点不同,加热时间也不同,无法比较比热容的大小,C不符合题意;
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后,由煤油的比热容小可知,煤油比水升高的温度大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】水的比热容较大,质量和吸收热量相同时,温度变化小;对物体加热时,利用玻璃棒搅拌,可以使物体受热均匀。
5.(2022九上·汉寿期中)质量相等的水和铜球,具有相同的初温,吸收相等的热量后,再将铜球投入水中,则(  )
A.热量由铜球传给水 B.热量由水传给铜球
C.水和铜球之间不发生热传递 D.无法判断
【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】热传递的方向:热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递。质量相等的水和铜球,具有相同的初温,吸收相等的热量后,因水的比热容大,由 可知,水升高的温度低,铜的温度高,热量由铜球传给水,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当质量和吸收热量相同时,物体的比热容越小,温度差越大;根据温度高低判断热传递的方向。
6.(2023九上·石门期末)甲、乙两个物体的比热容之比为1:5,质量之比为3:2,若升高的温度相同,则甲、乙吸收的热量之比为(  )
A.10:3 B.3:10 C.2:15 D.15:2
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,c甲:c乙=1:5,m甲:m乙=3:2,△t甲:△t乙=1:1,
由Q吸=cm△t得甲、乙两个物体吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(1×3×1):(5×2×1)=3:10.
故答案为:B.
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
7.高勤同学对冰块加热,她绘制了冰熔化成水直到沸腾的过程中温度随时间变化的图像(如图所示),下列分析中正确的是(  )
A.冰的熔化过程经历了6min,且冰是晶体
B.在第10min,冰继续吸热温度不变,处于固液共存状态
C.由图像可知,当时液面上方气压高于1个标准大气压
D.AB段物体的比热容小于CD段物体的比热容
【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;比热容;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】根据图片可知,冰在2min时开始熔化,在6min时结束熔化,即熔化过程经历:6min-2min=4min。冰在熔化时温度保持不变,即冰有熔点,为晶体,故A错误;
在第10min时,冰的温度不断升高,为液态,故B错误;
根据图像可知,水的沸点为100℃,则液体上方的气压为一个标准大气压,故C错误;
根据图像可知,冰从-50℃升高到0℃时温度升高50℃用时2min。水从0℃时升高到100℃时温度升高100℃用时:14min-6min=8min,即水吸热2min温度升高25℃。比较可知,吸收相同的热量时冰升高的温度大于水升高的温度,根据Q=cm△t可知,AB段物体的比热容小于CD段物体的比热容,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据图像确定冰是否有熔点,从而判断它是否为晶体,熔化时间就是温度保持不变的时间;
(2)熔化前为固态,熔化中为固液共存态,熔化后为液态;
(3)将水的沸点与100℃进行比较,从而判断大气压强的变化;
(4)根据Q=cm△t分析判断。
8.两个相同的容器内分别盛有质量和初温相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器同时加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力强
【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【解答】根据图片可知,当加热相同的时间时,二者吸收相同的热量,甲升高的温度大于乙升高的温度。根据Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容,故A正确;
已知c甲加热相同的时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量,故C错误;
加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力弱,故D错误。
故选A。
【分析】用相同的加热器加热,则相同时间内吸收相同的热量,结合公式Q=cm△t对各个选项进行判断即可。
9.(2023·武穴模拟)已知1g甲液体温度升高1℃需要2.1J的热量,1g乙液体温度升高1℃需要4.2J的热量,1g丙液体温度升高1℃需要2.8J的热量,分别取甲、乙两种液体各60g,以相同的热源加热,其温度与加热时间的关系如图所示。若取90g的丙液体,以相同的热源加热,则其温度与加热时间的关系图像(  )
A.落在Ⅰ区 B.落在Ⅱ区 C.与甲重叠 D.与乙重叠
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,1g甲乙丙三种液体,每升高1℃,吸收的热量为2.1J、4.2J、2.8J,则三液体的比热容分别为
用相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同,由

同理可得
可见
所以丙液体的温度与加热时间的关系图像和乙重叠,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体吸收的热量和质量、温度差的比值,计算比热容;根据吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差。
10.(2023九上·定州期末)如下表列出了一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是(  )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/[J/(kg·℃)] 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的状态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同,如煤油和冰,A不符合题意;
B.水和冰是水的两种状态,分析表中数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化,B不符合题意;
C.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,因为铝的比热容大,所以根据Q=cmΔt可知,铝块吸收的热量更多,C符合题意;
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,因为煤油的比热容小,所以根据Q=cmΔt可知,煤油升高的温度更多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同;比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化;质量相等的不同物质,温度变化相同时,比热容大的物体温度变化小。
11.(2023·锦江模拟)如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为2.5×103J/(kg ℃)。则下列说法正确的是(  )
A.B杯中牛奶每分钟吸收的热量为2×104J
B.若两杯牛奶都从20℃加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:4
C.若将AB两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2:3
D.甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A、由图丙的D图线可知,加热3min 时,B杯中牛奶升高的温度:ΔtB=40℃-20℃=20℃;
由图像还可知,牛奶的温度变化随时间的增加而均匀升高,所以,加热1min时,B杯中的牛奶升高的温度:ΔtB′=ΔtB=×20℃=℃;此时B杯中的牛奶吸收热量:Q吸B′=cmBΔtB′=2.5×103J/(kg ℃)×400×10-3kg×℃≈6.67×103J,故A错误;
BD、由图丙可知,牛奶的温度从20℃升高到40℃时,A杯的加热时间为2min,此时A杯中的牛奶吸收热量:QA吸=cmAΔtA=2.5×103J/(kg ℃)×300×10-3kg×(40℃-20℃)=1.5×104J,A杯中的牛奶每分钟吸收热量为:Q吸A′=QA吸=×1.5×104J=7.5×103J;
由于加热器的加热效率相同,A杯中加热器每分钟放出的热量:,B杯中加热器每分钟放出的热量:,则甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比:QA放:QB放=:=QA吸′:Q吸B′=7.5×103J:6.67×103J=9:8,
加热5min,A、B杯中牛奶吸收的热量之比为:QA:QB=5Q吸A′:5Q吸B′=Q吸A′:Q吸B′=9:8,
根据可知,两杯牛奶升高的温度之比为:ΔtA:ΔtB=:=:=3:2,故BD错误;
C、A、B两杯中的牛奶从 20℃加热至60℃,升高的温度相同,比热容相同,
由Q吸=cmΔt可知,所需热量之比:QA吸″:QB吸″=mA:mB=300g:400g=3:4,
加热时间之比为:tA:tB=:=:=2:3,故C正确。
故选:C。
【分析】由图丙可知B杯中牛奶3min升高的温度,利用Q吸=cmΔt求出牛奶3min吸收的热量,据此求出每分钟吸收的热量;由于加热器的加热效率相同,由Q吸=ηQ放和Q吸=cmΔt即可求出每分钟放出的热量之比;根据每分钟放出的热量之比可知加热5min时吸收的热量之比,然后根据,可判断两杯牛奶升高的温度之比;根据Q吸=cmΔt可得甲、乙两杯中的牛奶从 20℃加热至60℃所需热量之比及所用时间之比。
12.(2023·兰州模拟)甲物体的质量为2kg,乙、丙两物体质量均为1kg,三个物体温度均升高1℃,吸收的热量如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲的比热容比乙的大
B.温度均降低1℃时,乙比甲放出的热量多
C.甲的比热容为2400 J/(kg·℃)
D.甲、丙的比热容之比为1∶2
【答案】D
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由题意和图像可知,甲的质量是乙的2倍,它们升高相同的温度时,甲吸收的热量是乙的2倍,由有,可知甲、乙的比热容相同,A不符合题意;
B.因甲、乙的比热容相同,甲的质量是乙的2倍,甲、乙两物体的温度均降低1℃时,由可知乙比甲放出的热量少,B不符合题意;
C.根据吸热公式可得甲的比热容,C不符合题意;
D.根据题意和图像可知,甲的质量是丙的2倍,它们升高相同的温度时,吸收的热量相同,根据可知,在吸热和升高的温度相同时,质量与比热容成反比,故它们的比热容之比为1∶2,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】质量和温度差相同时,吸收热量越多,物体的比热容越大;吸收的热量和温度差相同时,物体的质量越大,吸收热量的能力越小。
13.(2023九上·李沧期末)如图所示,是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设在热传递过程中没有热损失,由图中信息可知,热水放出的热量与冷水吸收的热量之比、热水与冷水的质量之比分别是(  )
A.1∶1,1∶2 B.2∶1,1∶1 C.1∶2,1∶1 D.1∶1,2∶1
【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由图像可知,热平衡时,冷水升高的温度为
热水降低的温度为
不计热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收热量,即
根据
可得
则热水与冷水的质量之比为
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】不计热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收热量;根据,可求出质量之比。
14.(2023九上·海珠期末)图是小慧同学在恒温封闭环境中做冰熔化实验时绘制的温度一时间图线,容器内的100g的冰最终变化成100g的水,且变成水后,水的质量保持不变。相同时间内该物质吸收的热量相同,下列说法(  )[c水:4.2×103J/(kg·℃),c冰:2.1×103J/(kg·℃)]
①该物质在“1min-2min”段吸收的热量等于它在“20min-21min”段吸收的热量
②该物质在第7min时的内能小于它第10min时的内能
③BC段该物质吸收的热量是3.36×104J
A.只有①是正确的 B.只有①②是正确
C.只有②③是正确 D.①②③都是正确的
【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;热量的计算
【解析】【解答】相同时间内该物质吸收的热量相同,在“1min-2min”段加热了1min,在“20min-21min”段也加热了1min,所以该物质在“1min-2min”段吸收的热量等于它在“20min-21min”段吸收的热量,故①正确;
加热时间越长,物体吸收的热量越多,所以该物质在第7min时的内能小于它第10min时的内能,故②正确;
由图可知,物质BC段加热时间是10min,CD段加热时间也是10min,该物质BC段加热时间和CD段加热时间相同,吸收的热量相同,所以
故③正确。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】晶体熔化时,吸收热量,内能增大,温度保持不变;质量和吸收热量相同时,温度差越大, 比热容越小。
15.(2022九上·临澧期中)两实心金属球初温、质量均相等,分别为20℃和2kg,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温度降低了30℃,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了30℃,则甲球的比热c甲和乙球的比热c乙的大小关系是(  )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.以上三种情况都有可能
【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两球温度相等,设开始时水温为t。甲在水中达到热平衡后温度变化了Δt甲= t﹣30℃﹣20℃=t﹣50℃
乙在水中达到热平衡后温度变化了Δt乙=t﹣30℃﹣30℃﹣20℃=t﹣60℃﹣20℃=t﹣80℃
所以Δt甲>Δt乙
在这两种情况下,水释放出的热量相等。根据 ,可得c甲ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据相同物体的温度差关系,判断吸收热量的多少,结合放热物体的温度差,比较比热容的大小。
二、填空题
16.(2023·顺城模拟)诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”出自于苏轼的《惠崇春江晚景》。如图所示,鸭子感知春江水暖是通过    的方式。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖是由于水的    较大,温度变化较小。鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在    的作用。
【答案】热传递;比热容;引力
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子间相互作用力
【解析】【解答】改变内能的方式包括做功和热传递,水温回升传递给鸭子,是通过热传递的方式感知春江水暖。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖,水的比热容比较大,质量一定时,在吸收或放出相同热量的情况下,温度变化量小。物体的分子之间存在相互作用的引力和斥力,鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在引力的作用。
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;水的比热容较大,吸收热量后温度变化小;分子间有引力。
17.(2022九上·永吉期末)在“母亲节”这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过   的方式使汤内能减小,从而冷却。过了一会儿,水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为   J[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)]。
【答案】热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】改变物体内能方法是做功和热传递,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过热传递的方式使汤内能减小,从而冷却。
水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(30℃﹣20℃)=2.1×105J
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
18.早上小笑妈妈煮好鸡蛋后,为了便于剥开蛋壳,就用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过    方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是500g,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是    J。
【答案】热传递;2.1X 104
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过热传递的方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是500g,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(30℃-20℃)=2.1×104J。
【分析】物体放出热量,内能减少;温度不同的物体间通过热传递改变内能;根据比热容、质量和温度差的乘积计算热量。
19.在完全隔热的装置中,用同一酒精灯给水和油同时加热,水和油的温度随时间的变化关系如图所示,可计算出给油加热,油吸收的热量是   ;油的比热容是   。
【答案】;
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】根据图像,判断油和水的质量相同、温度差相同时,水吸收的热量是油吸收热量的2倍,计算油的吸热为;油的比热容为。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;利用吸收的热量和质量、温度差的比值,计算比热容。
20.(2023·达州)如图所示是热管的工作原理图,当热管的热端受热时,吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气,这一过程叫   (填物态变化的名称),蒸气在管子里跑到冷端   (选填“吸收”或“放出”)热量变成液态,液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行,不断地将热量从热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后,温度升高了40℃,则该液体的比热容为   J/(kg·℃)。
【答案】汽化;放出;
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;热量的计算
【解析】【解答】(1)根据题意可知,液体吸热后从液态变成气态发生汽化现象。蒸汽跑到冷端后放热,从气态变成液态发生液化现象。
(2)根据Q=cm△t得到:2400J=c×0.05kg×40℃;
解得:c=1.2×103J/(kg·℃)。
【分析】(1)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称,弄清吸热还是放热;
(2)根据Q=cm△t计算液体的比热容。
三、计算题
21.(2023·闵行模拟)小明将一盒200克牛奶放入质量为1千克的热水中加热,过了一会儿热水的温度降低了5℃。求热水所放出的热量Q放。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】解:由题意知,水的质量为m水=1kg,热水放出的热量为Q放=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×5℃=2.1×104J
答:热水放出的热量为2.1×104J。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
22.(2023九上·莱阳期末)小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示,实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为。
(1)CD段水吸收的热量是多少?
(2)计算出冰的比热容。
【答案】(1)解:因为冰的质量为0.5kg,所以水的质量为0.5kg,由 知道水吸收的热量是
答:CD段水吸收的热量是 ;
(2)解:由图像知道,CD段水从0℃升高到20℃,用了10min的时间,冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要了5min,故冰吸收的热量是
冰的比热容是
答:计算出冰的比热容是 。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;
(2)根据热量和物体 质量、温度差的比值计算比热容的大小。
23.(2022九上·和静期中)质量为1㎏的铁锅中放有2㎏的水,要把它们从20℃加热到80℃。已知铁的比热容是0.46×103J/(㎏·℃),水的比热容是4.2×103J/(㎏·℃)。求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)铁锅和水一共要吸收多少热量?
【答案】(1)解:根据 得,水吸收的热量
(2)解:根据 得,铁锅吸收的热量
铁锅和水吸收的总热量
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;
(2)根据物体吸收的热量的总和,计算总热。
四、实验探究题
24.(2023·北海) 为了研究不同物质的吸热能力,某小组利用规格相同的电加热器给水和煤油加热,如图甲、乙所示,他们利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图像。
(1)在烧杯中加入两种液体时,要控制他们的初温和     相同。
(2)实验中通过比较    选填“加热时间”或“温度计示数变化”来反映液体吸收热量的多少;若让水和煤油加热时间相同,水的温度上升少,说明水的吸热能力    选填“弱”或“强”。
(3)如图丙所示,根据实验数据,小明做出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,由图像可知煤油的比热容是    。
(4)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,     冷却效果更好。
【答案】(1)质量
(2)加热时间;强
(3)
(4)水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的两种方法,在该实验中要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油;
(2)实验中选择相同规格的电加热器,根据转换法可知,在相同时间内水和煤油吸收的热量相同,所以实验中通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少;若让水和煤油加热时间相同,水和煤油吸收的热量相同,通过比较它们升高温度的多少,来比较它们的吸热能力,若让水和煤油加热时间相同,水的温度上升少,说明水的吸热能力强;
(3)由图可知,加热相同的时间,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据可知,煤油的比热容是水的比热容的二分之一,即煤油的比热容为:
C煤油=c水 =-x4.2x 103J/ (kg.° C)=2.1 X 103 J/(kg.° C)
(4)根据Q = cm△t,吸收相同的热量,吸热能力强的,温度升高的就小,就更适合做冷却液,故水做冷却液更好。
【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,这种方法叫转化法。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;
根据在质量和吸热相同的情况下,物质升高的温度与比热容成反比分析。
25.(2023·大庆模拟)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、   相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是:   ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为   ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点   (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容   (小于/等于/大于)水的比热容。
【答案】(1)质量
(2)使沙子和水受热均匀
(3)52
(4)错误
(5)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】
(1)根据比较吸热能力的两种方法,采用控制变量法,应控制不同物质的质量相同。故在两烧杯中分别装入出温相同且质量相等的沙子和水。
(2)实验中应用玻璃棒不断搅拌,为了使沙子和水受热均匀。
(3)温度计每一小格代表1℃,示数是52℃。
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同。故该观点是错的。
(5)根据表格中数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容 小于水 比热容。
【分析】
(1)控制质量相同研究不同物质的吸热能力。
(2)为了使其均匀受热,用玻璃棒搅拌。
(3)温度计读数,看清量程和分度值。
(4)吸收相同的时间,就是吸收相同的热量。
(5)加热相同的时间则表示吸收相同的热量。
五、科普阅读题
26.(2023九上·阳西期末)阅读短文,回答文后问题,
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时同也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做   ;
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是______;
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为   。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为   J/(kg·℃)。
【答案】(1)热传递
(2)C
(3)
(4)3.5×103
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】(1)物体向周围散热,物体的内能转移到周围温度较低的物体上,内能减小,这种方式叫热传递。
(2)q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,这三者的物理意义接近,速度单位m/s。功率单位与散热快慢单位都是J/s。因此只选C。C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3) 当物体温度为30℃,周围环境温度为20℃时,根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数
当物体温度降低到29℃时,散热快慢为
(4)由图乙可知,水从30℃降到25℃放出的热量为Q放=c水m水(t0水-t水)=4.2×103J/(kg·℃)×m水×(30℃-25℃)=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×V水×5℃
盐水从30℃降到25℃放出的热量为Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水)=c盐水m盐水×(30℃-25℃)= c盐水×1.1×103kg/m3×V盐水×5℃
其中水和盐水降温时间分别为24min和22min,盐水和水的体积相同,所以放出的热量之比为 可求得盐水的比热容为3.5×103J/(kg·℃)
【分析】(1)向周围散热,内能减小,这种方式叫热传递;
(2)q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量;
(3)根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数;
(4)根据Q放=c水m水(t0水-t水)及Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水),可求出盐水的密度。
六、简答题
27.(2022九上·安溪月考)陆游诗《秋怀》中写道:“城府尚余三伏热,秋光已到野人家”。 这就是我们今天说的“热岛效应”,请用热学相关知识分析一下城市气温为什么会高于农村?(至少写2点)
【答案】(1)工厂、交通工具排放的高温废气;(2)建筑物、马路上的砂石、水泥的比热容小,相同的日照条件下温度升温高;(3)城市中的水少,楼群林立,水蒸发吸热少,由于楼群林立,难以实现空气对流散热,农村田野高楼少,易于实现空气对流散热。
【知识点】热量的概念;比热容
【解析】【分析】高温废气、马路上的砂石、水泥的比热容小,相同的日照条件下温度升温高、楼群林立,难以实现空气对流散热等都是城市气温高的原因。
人教版广东省深圳市初中物理八升九暑期衔接专题8:比热容
一、单选题
1.(2023九上·凤凰期末)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是(  )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.汽车发动机用水作冷却液
C.夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗
D.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
2.(2023九上·深圳期末)如图所示,在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中,除了选用两个完全相同的烧杯、温度计和电加热器外,烧杯内还分别装有煤油和水。实验中还必须要控制煤油和水具有相同的(  )
A.体积 B.质量 C.初温 D.升高的温度
3.(2023九下·济南开学考)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:白天在相同日照条件下,与海洋相比,陆地的(  )
A.比热容较小,升温较快,气温较高
B.比热容较小,升温较慢,气温较低
C.比热容较大,升温较快,气温较高
D.比热容较大,升温较慢,气温较低
4.(2023九上·晋中期末)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。下列关于该实验的操作及分析正确的是(  )
A.水比煤油的比热容小
B.加热时用玻璃棒不断搅拌,是为了使水和煤油受热均匀
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,若吸收相同热量后,煤油比水的温度变化量小
5.(2022九上·汉寿期中)质量相等的水和铜球,具有相同的初温,吸收相等的热量后,再将铜球投入水中,则(  )
A.热量由铜球传给水 B.热量由水传给铜球
C.水和铜球之间不发生热传递 D.无法判断
6.(2023九上·石门期末)甲、乙两个物体的比热容之比为1:5,质量之比为3:2,若升高的温度相同,则甲、乙吸收的热量之比为(  )
A.10:3 B.3:10 C.2:15 D.15:2
7.高勤同学对冰块加热,她绘制了冰熔化成水直到沸腾的过程中温度随时间变化的图像(如图所示),下列分析中正确的是(  )
A.冰的熔化过程经历了6min,且冰是晶体
B.在第10min,冰继续吸热温度不变,处于固液共存状态
C.由图像可知,当时液面上方气压高于1个标准大气压
D.AB段物体的比热容小于CD段物体的比热容
8.两个相同的容器内分别盛有质量和初温相同的甲、乙两种液体,用相同规格的电加热器同时加热,液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法正确的是(  )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两液体吸收的热量相同
C.加热相同的时间,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力强
9.(2023·武穴模拟)已知1g甲液体温度升高1℃需要2.1J的热量,1g乙液体温度升高1℃需要4.2J的热量,1g丙液体温度升高1℃需要2.8J的热量,分别取甲、乙两种液体各60g,以相同的热源加热,其温度与加热时间的关系如图所示。若取90g的丙液体,以相同的热源加热,则其温度与加热时间的关系图像(  )
A.落在Ⅰ区 B.落在Ⅱ区 C.与甲重叠 D.与乙重叠
10.(2023九上·定州期末)如下表列出了一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是(  )
物质 水 煤油 冰 铝 铜
比热容/[J/(kg·℃)] 4.2×103 2.1×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103
A.不同物质的比热容一定不同
B.物质的状态发生变化,比热容不变
C.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量更多
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度更多
11.(2023·锦江模拟)如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为2.5×103J/(kg ℃)。则下列说法正确的是(  )
A.B杯中牛奶每分钟吸收的热量为2×104J
B.若两杯牛奶都从20℃加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:4
C.若将AB两杯中的牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2:3
D.甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3:4
12.(2023·兰州模拟)甲物体的质量为2kg,乙、丙两物体质量均为1kg,三个物体温度均升高1℃,吸收的热量如图所示,下列说法正确的是(  )
A.甲的比热容比乙的大
B.温度均降低1℃时,乙比甲放出的热量多
C.甲的比热容为2400 J/(kg·℃)
D.甲、丙的比热容之比为1∶2
13.(2023九上·李沧期末)如图所示,是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设在热传递过程中没有热损失,由图中信息可知,热水放出的热量与冷水吸收的热量之比、热水与冷水的质量之比分别是(  )
A.1∶1,1∶2 B.2∶1,1∶1 C.1∶2,1∶1 D.1∶1,2∶1
14.(2023九上·海珠期末)图是小慧同学在恒温封闭环境中做冰熔化实验时绘制的温度一时间图线,容器内的100g的冰最终变化成100g的水,且变成水后,水的质量保持不变。相同时间内该物质吸收的热量相同,下列说法(  )[c水:4.2×103J/(kg·℃),c冰:2.1×103J/(kg·℃)]
①该物质在“1min-2min”段吸收的热量等于它在“20min-21min”段吸收的热量
②该物质在第7min时的内能小于它第10min时的内能
③BC段该物质吸收的热量是3.36×104J
A.只有①是正确的 B.只有①②是正确
C.只有②③是正确 D.①②③都是正确的
15.(2022九上·临澧期中)两实心金属球初温、质量均相等,分别为20℃和2kg,先把甲球放入盛有热水的杯中,热平衡后水温度降低了30℃,把甲球取出,再将乙球放入杯中,热平衡后水温又降低了30℃,则甲球的比热c甲和乙球的比热c乙的大小关系是(  )
A.c甲>c乙 B.c甲<c乙
C.c甲=c乙 D.以上三种情况都有可能
二、填空题
16.(2023·顺城模拟)诗句“竹外桃花三两枝,春江水暖鸭先知。”出自于苏轼的《惠崇春江晚景》。如图所示,鸭子感知春江水暖是通过    的方式。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖是由于水的    较大,温度变化较小。鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在    的作用。
17.(2022九上·永吉期末)在“母亲节”这天,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过   的方式使汤内能减小,从而冷却。过了一会儿,水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为   J[c水= 4.2×103 J/(kg·℃)]。
18.早上小笑妈妈煮好鸡蛋后,为了便于剥开蛋壳,就用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过    方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是500g,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是    J。
19.在完全隔热的装置中,用同一酒精灯给水和油同时加热,水和油的温度随时间的变化关系如图所示,可计算出给油加热,油吸收的热量是   ;油的比热容是   。
20.(2023·达州)如图所示是热管的工作原理图,当热管的热端受热时,吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气,这一过程叫   (填物态变化的名称),蒸气在管子里跑到冷端   (选填“吸收”或“放出”)热量变成液态,液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行,不断地将热量从热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后,温度升高了40℃,则该液体的比热容为   J/(kg·℃)。
三、计算题
21.(2023·闵行模拟)小明将一盒200克牛奶放入质量为1千克的热水中加热,过了一会儿热水的温度降低了5℃。求热水所放出的热量Q放。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
22.(2023九上·莱阳期末)小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示,实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为。
(1)CD段水吸收的热量是多少?
(2)计算出冰的比热容。
23.(2022九上·和静期中)质量为1㎏的铁锅中放有2㎏的水,要把它们从20℃加热到80℃。已知铁的比热容是0.46×103J/(㎏·℃),水的比热容是4.2×103J/(㎏·℃)。求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)铁锅和水一共要吸收多少热量?
四、实验探究题
24.(2023·北海) 为了研究不同物质的吸热能力,某小组利用规格相同的电加热器给水和煤油加热,如图甲、乙所示,他们利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图像。
(1)在烧杯中加入两种液体时,要控制他们的初温和     相同。
(2)实验中通过比较    选填“加热时间”或“温度计示数变化”来反映液体吸收热量的多少;若让水和煤油加热时间相同,水的温度上升少,说明水的吸热能力    选填“弱”或“强”。
(3)如图丙所示,根据实验数据,小明做出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,由图像可知煤油的比热容是    。
(4)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,     冷却效果更好。
25.(2023·大庆模拟)小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、   相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是:   ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 ﹣
水 18 19 21 23 25 27
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为   ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点   (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容   (小于/等于/大于)水的比热容。
五、科普阅读题
26.(2023九上·阳西期末)阅读短文,回答文后问题,
牛顿冷却定律
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(t物-t环),其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时同也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做   ;
(2)散热快慢q和下列概念中物理意义最接近的是______;
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为   。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为   J/(kg·℃)。
六、简答题
27.(2022九上·安溪月考)陆游诗《秋怀》中写道:“城府尚余三伏热,秋光已到野人家”。 这就是我们今天说的“热岛效应”,请用热学相关知识分析一下城市气温为什么会高于农村?(至少写2点)
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】比热容
【解析】【解答】ABC.由 可知,质量相同的水与其它物质相比,因为水的比热容大,所以当变化相同温度时,水吸收或放出的热量更多,所以沿海地区的气温比内陆变化小;汽车发动机用水作冷却液;夜晚向稻田里放水以防冻坏秧苗。这些都是利用了水的比热容较大的性质,ABC不符合题意;
D.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温,是利用水蒸发吸热有制冷效果,与水的比热容特性无关,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温;利用水蒸发吸热,和比热容无关。
2.【答案】B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】在比较不同物质的吸热能力的实验中,根据控制变量法可知,应在两个相同的烧杯中加入质量都相同的水和煤油。ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】探究不同物质的吸热能力时,选择质量相同的不同物质进行实验。
3.【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【解答】白天,在太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量,由于水的比热容比泥土、沙石的比热容大,所以海水温度上升较慢;而海岸吸收热量后,温度上升较快,气温较高,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风。A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】谁的比热容较大,陆地的比热容小,吸收热量后温度变化大。
4.【答案】B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由题意可知,质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,水需要的加热时间较长,即吸收的热量多,说明水的吸热能力能,所以水的比热容大于煤油的比热容,A不符合题意;
B.实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀,B符合题意;
C.水和煤油的沸点不同,加热时间也不同,无法比较比热容的大小,C不符合题意;
D.相同质量的水和煤油,若吸收相同热量后,由煤油的比热容小可知,煤油比水升高的温度大,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】水的比热容较大,质量和吸收热量相同时,温度变化小;对物体加热时,利用玻璃棒搅拌,可以使物体受热均匀。
5.【答案】A
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】热传递的方向:热量从高温物体向低温物体传递或从同一物体的高温部分向低温部分传递。质量相等的水和铜球,具有相同的初温,吸收相等的热量后,因水的比热容大,由 可知,水升高的温度低,铜的温度高,热量由铜球传给水,A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】当质量和吸收热量相同时,物体的比热容越小,温度差越大;根据温度高低判断热传递的方向。
6.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,c甲:c乙=1:5,m甲:m乙=3:2,△t甲:△t乙=1:1,
由Q吸=cm△t得甲、乙两个物体吸收的热量之比:Q甲:Q乙=c甲m甲△t甲:c乙m乙△t乙=(1×3×1):(5×2×1)=3:10.
故答案为:B.
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
7.【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;比热容;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】根据图片可知,冰在2min时开始熔化,在6min时结束熔化,即熔化过程经历:6min-2min=4min。冰在熔化时温度保持不变,即冰有熔点,为晶体,故A错误;
在第10min时,冰的温度不断升高,为液态,故B错误;
根据图像可知,水的沸点为100℃,则液体上方的气压为一个标准大气压,故C错误;
根据图像可知,冰从-50℃升高到0℃时温度升高50℃用时2min。水从0℃时升高到100℃时温度升高100℃用时:14min-6min=8min,即水吸热2min温度升高25℃。比较可知,吸收相同的热量时冰升高的温度大于水升高的温度,根据Q=cm△t可知,AB段物体的比热容小于CD段物体的比热容,故D正确。
故选D。
【分析】(1)根据图像确定冰是否有熔点,从而判断它是否为晶体,熔化时间就是温度保持不变的时间;
(2)熔化前为固态,熔化中为固液共存态,熔化后为液态;
(3)将水的沸点与100℃进行比较,从而判断大气压强的变化;
(4)根据Q=cm△t分析判断。
8.【答案】A
【知识点】比热容
【解析】【解答】根据图片可知,当加热相同的时间时,二者吸收相同的热量,甲升高的温度大于乙升高的温度。根据Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容,故A正确;
已知c甲加热相同的时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量,故C错误;
加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体吸热能力弱,故D错误。
故选A。
【分析】用相同的加热器加热,则相同时间内吸收相同的热量,结合公式Q=cm△t对各个选项进行判断即可。
9.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知,1g甲乙丙三种液体,每升高1℃,吸收的热量为2.1J、4.2J、2.8J,则三液体的比热容分别为
用相同的热源加热相同的时间,吸收的热量相同,由

同理可得
可见
所以丙液体的温度与加热时间的关系图像和乙重叠,D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据物体吸收的热量和质量、温度差的比值,计算比热容;根据吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差。
10.【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表中数据可知,不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同,如煤油和冰,A不符合题意;
B.水和冰是水的两种状态,分析表中数据可知,其比热容是不同的,说明比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化,B不符合题意;
C.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,因为铝的比热容大,所以根据Q=cmΔt可知,铝块吸收的热量更多,C符合题意;
D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量,因为煤油的比热容小,所以根据Q=cmΔt可知,煤油升高的温度更多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】不同物质的比热容一般不同,但也有的物质比热容相同;比热容与物质状态有关,物质的物态发生变化,比热容也会发生变化;质量相等的不同物质,温度变化相同时,比热容大的物体温度变化小。
11.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】A、由图丙的D图线可知,加热3min 时,B杯中牛奶升高的温度:ΔtB=40℃-20℃=20℃;
由图像还可知,牛奶的温度变化随时间的增加而均匀升高,所以,加热1min时,B杯中的牛奶升高的温度:ΔtB′=ΔtB=×20℃=℃;此时B杯中的牛奶吸收热量:Q吸B′=cmBΔtB′=2.5×103J/(kg ℃)×400×10-3kg×℃≈6.67×103J,故A错误;
BD、由图丙可知,牛奶的温度从20℃升高到40℃时,A杯的加热时间为2min,此时A杯中的牛奶吸收热量:QA吸=cmAΔtA=2.5×103J/(kg ℃)×300×10-3kg×(40℃-20℃)=1.5×104J,A杯中的牛奶每分钟吸收热量为:Q吸A′=QA吸=×1.5×104J=7.5×103J;
由于加热器的加热效率相同,A杯中加热器每分钟放出的热量:,B杯中加热器每分钟放出的热量:,则甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比:QA放:QB放=:=QA吸′:Q吸B′=7.5×103J:6.67×103J=9:8,
加热5min,A、B杯中牛奶吸收的热量之比为:QA:QB=5Q吸A′:5Q吸B′=Q吸A′:Q吸B′=9:8,
根据可知,两杯牛奶升高的温度之比为:ΔtA:ΔtB=:=:=3:2,故BD错误;
C、A、B两杯中的牛奶从 20℃加热至60℃,升高的温度相同,比热容相同,
由Q吸=cmΔt可知,所需热量之比:QA吸″:QB吸″=mA:mB=300g:400g=3:4,
加热时间之比为:tA:tB=:=:=2:3,故C正确。
故选:C。
【分析】由图丙可知B杯中牛奶3min升高的温度,利用Q吸=cmΔt求出牛奶3min吸收的热量,据此求出每分钟吸收的热量;由于加热器的加热效率相同,由Q吸=ηQ放和Q吸=cmΔt即可求出每分钟放出的热量之比;根据每分钟放出的热量之比可知加热5min时吸收的热量之比,然后根据,可判断两杯牛奶升高的温度之比;根据Q吸=cmΔt可得甲、乙两杯中的牛奶从 20℃加热至60℃所需热量之比及所用时间之比。
12.【答案】D
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由题意和图像可知,甲的质量是乙的2倍,它们升高相同的温度时,甲吸收的热量是乙的2倍,由有,可知甲、乙的比热容相同,A不符合题意;
B.因甲、乙的比热容相同,甲的质量是乙的2倍,甲、乙两物体的温度均降低1℃时,由可知乙比甲放出的热量少,B不符合题意;
C.根据吸热公式可得甲的比热容,C不符合题意;
D.根据题意和图像可知,甲的质量是丙的2倍,它们升高相同的温度时,吸收的热量相同,根据可知,在吸热和升高的温度相同时,质量与比热容成反比,故它们的比热容之比为1∶2,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】质量和温度差相同时,吸收热量越多,物体的比热容越大;吸收的热量和温度差相同时,物体的质量越大,吸收热量的能力越小。
13.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由图像可知,热平衡时,冷水升高的温度为
热水降低的温度为
不计热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收热量,即
根据
可得
则热水与冷水的质量之比为
A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A。
【分析】不计热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收热量;根据,可求出质量之比。
14.【答案】D
【知识点】熔化和凝固的温度—时间图象;热量的计算
【解析】【解答】相同时间内该物质吸收的热量相同,在“1min-2min”段加热了1min,在“20min-21min”段也加热了1min,所以该物质在“1min-2min”段吸收的热量等于它在“20min-21min”段吸收的热量,故①正确;
加热时间越长,物体吸收的热量越多,所以该物质在第7min时的内能小于它第10min时的内能,故②正确;
由图可知,物质BC段加热时间是10min,CD段加热时间也是10min,该物质BC段加热时间和CD段加热时间相同,吸收的热量相同,所以
故③正确。ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】晶体熔化时,吸收热量,内能增大,温度保持不变;质量和吸收热量相同时,温度差越大, 比热容越小。
15.【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两球温度相等,设开始时水温为t。甲在水中达到热平衡后温度变化了Δt甲= t﹣30℃﹣20℃=t﹣50℃
乙在水中达到热平衡后温度变化了Δt乙=t﹣30℃﹣30℃﹣20℃=t﹣60℃﹣20℃=t﹣80℃
所以Δt甲>Δt乙
在这两种情况下,水释放出的热量相等。根据 ,可得c甲ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据相同物体的温度差关系,判断吸收热量的多少,结合放热物体的温度差,比较比热容的大小。
16.【答案】热传递;比热容;引力
【知识点】热传递改变物体内能;比热容;分子间相互作用力
【解析】【解答】改变内能的方式包括做功和热传递,水温回升传递给鸭子,是通过热传递的方式感知春江水暖。初春的傍晚,江水比岸上砂石暖,水的比热容比较大,质量一定时,在吸收或放出相同热量的情况下,温度变化量小。物体的分子之间存在相互作用的引力和斥力,鸭子离开水面时身上沾有水珠,是因为分子间存在引力的作用。
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;水的比热容较大,吸收热量后温度变化小;分子间有引力。
17.【答案】热传递;2.1×105
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】改变物体内能方法是做功和热传递,小唐同学为妈妈炖了一碗排骨汤,然后用盆装了5kg的水,将装汤的碗放在水中通过热传递的方式使汤内能减小,从而冷却。
水温由20℃升高到30℃,水吸收的热量为Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(30℃﹣20℃)=2.1×105J
【分析】温度不同的物体间,通过热传递改变内能;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
18.【答案】热传递;2.1X 104
【知识点】热传递改变物体内能;热量的计算
【解析】【解答】用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋的温度降低,内能减少,这是通过热传递的方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是500g,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(30℃-20℃)=2.1×104J。
【分析】物体放出热量,内能减少;温度不同的物体间通过热传递改变内能;根据比热容、质量和温度差的乘积计算热量。
19.【答案】;
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】根据图像,判断油和水的质量相同、温度差相同时,水吸收的热量是油吸收热量的2倍,计算油的吸热为;油的比热容为。
【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;利用吸收的热量和质量、温度差的比值,计算比热容。
20.【答案】汽化;放出;
【知识点】汽化及汽化吸热的特点;热量的计算
【解析】【解答】(1)根据题意可知,液体吸热后从液态变成气态发生汽化现象。蒸汽跑到冷端后放热,从气态变成液态发生液化现象。
(2)根据Q=cm△t得到:2400J=c×0.05kg×40℃;
解得:c=1.2×103J/(kg·℃)。
【分析】(1)根据物质的初始态和终末态确定物态变化的名称,弄清吸热还是放热;
(2)根据Q=cm△t计算液体的比热容。
21.【答案】解:由题意知,水的质量为m水=1kg,热水放出的热量为Q放=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×5℃=2.1×104J
答:热水放出的热量为2.1×104J。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量。
22.【答案】(1)解:因为冰的质量为0.5kg,所以水的质量为0.5kg,由 知道水吸收的热量是
答:CD段水吸收的热量是 ;
(2)解:由图像知道,CD段水从0℃升高到20℃,用了10min的时间,冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要了5min,故冰吸收的热量是
冰的比热容是
答:计算出冰的比热容是 。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;
(2)根据热量和物体 质量、温度差的比值计算比热容的大小。
23.【答案】(1)解:根据 得,水吸收的热量
(2)解:根据 得,铁锅吸收的热量
铁锅和水吸收的总热量
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积计算热量;
(2)根据物体吸收的热量的总和,计算总热。
24.【答案】(1)质量
(2)加热时间;强
(3)
(4)水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的两种方法,在该实验中要控制不同物质的质量相同,故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油;
(2)实验中选择相同规格的电加热器,根据转换法可知,在相同时间内水和煤油吸收的热量相同,所以实验中通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少;若让水和煤油加热时间相同,水和煤油吸收的热量相同,通过比较它们升高温度的多少,来比较它们的吸热能力,若让水和煤油加热时间相同,水的温度上升少,说明水的吸热能力强;
(3)由图可知,加热相同的时间,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据可知,煤油的比热容是水的比热容的二分之一,即煤油的比热容为:
C煤油=c水 =-x4.2x 103J/ (kg.° C)=2.1 X 103 J/(kg.° C)
(4)根据Q = cm△t,吸收相同的热量,吸热能力强的,温度升高的就小,就更适合做冷却液,故水做冷却液更好。
【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,这种方法叫转化法。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;
根据在质量和吸热相同的情况下,物质升高的温度与比热容成反比分析。
25.【答案】(1)质量
(2)使沙子和水受热均匀
(3)52
(4)错误
(5)小于
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】
(1)根据比较吸热能力的两种方法,采用控制变量法,应控制不同物质的质量相同。故在两烧杯中分别装入出温相同且质量相等的沙子和水。
(2)实验中应用玻璃棒不断搅拌,为了使沙子和水受热均匀。
(3)温度计每一小格代表1℃,示数是52℃。
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同。故该观点是错的。
(5)根据表格中数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容 小于水 比热容。
【分析】
(1)控制质量相同研究不同物质的吸热能力。
(2)为了使其均匀受热,用玻璃棒搅拌。
(3)温度计读数,看清量程和分度值。
(4)吸收相同的时间,就是吸收相同的热量。
(5)加热相同的时间则表示吸收相同的热量。
26.【答案】(1)热传递
(2)C
(3)
(4)3.5×103
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】(1)物体向周围散热,物体的内能转移到周围温度较低的物体上,内能减小,这种方式叫热传递。
(2)q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量,这三者的物理意义接近,速度单位m/s。功率单位与散热快慢单位都是J/s。因此只选C。C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
(3) 当物体温度为30℃,周围环境温度为20℃时,根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数
当物体温度降低到29℃时,散热快慢为
(4)由图乙可知,水从30℃降到25℃放出的热量为Q放=c水m水(t0水-t水)=4.2×103J/(kg·℃)×m水×(30℃-25℃)=4.2×103J/(kg·℃)×1.0×103kg/m3×V水×5℃
盐水从30℃降到25℃放出的热量为Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水)=c盐水m盐水×(30℃-25℃)= c盐水×1.1×103kg/m3×V盐水×5℃
其中水和盐水降温时间分别为24min和22min,盐水和水的体积相同,所以放出的热量之比为 可求得盐水的比热容为3.5×103J/(kg·℃)
【分析】(1)向周围散热,内能减小,这种方式叫热传递;
(2)q是表示散热快慢的物理量,速度是表示物体运动快慢的物理量,功率是表示做功快慢的物理量;
(3)根据牛顿冷却定律q=k(t物-t环)可得物体的散热系数;
(4)根据Q放=c水m水(t0水-t水)及Q放ˊ=c盐水m盐水(t0盐水-t盐水),可求出盐水的密度。
27.【答案】(1)工厂、交通工具排放的高温废气;(2)建筑物、马路上的砂石、水泥的比热容小,相同的日照条件下温度升温高;(3)城市中的水少,楼群林立,水蒸发吸热少,由于楼群林立,难以实现空气对流散热,农村田野高楼少,易于实现空气对流散热。
【知识点】热量的概念;比热容
【解析】【分析】高温废气、马路上的砂石、水泥的比热容小,相同的日照条件下温度升温高、楼群林立,难以实现空气对流散热等都是城市气温高的原因。

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