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一、选择题

1.质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度,则它们吸收的热量(  )

A.初温不知,无法判断          B.一样多

C.热水吸收的热量多            D.冷水吸收的热量多

答案:B

解析:根据吸放热的计算公式Q=cmt可知,物体吸收热量的多少与物质的种类、物体的质量及升高的温度有关,与物体的初温、末温等因素无关。本题中两杯水质量相等,比热容也相等,升高的温度也相等,所以它们吸收的热量一样多。

2.某同学在劳技课上,用切割机把一个铜块切成了两半,则其中的一半铜块(   

A.密度、比热容均减小一半

B.密度、比热容均不变

C.密度减小一半,比热容不变

D.密度不变,比热容减小一半

答案:B

解析:密度和比热容都是物质的一种特性,与物体的质量、体积和形状都没有关系。把铜块切成两半后,只是质量减小了一半,体积减小了一半,但密度和比热容都没有变化。

3.已知水的比热容是4.2×103J/kg·℃),水银的比热容是0.14×103J/kg·℃),则下面说法中正确的是(   

A.体积相同的水和水银,温度都升高1℃,水吸收的热量是水银的30

B.质量相同的水和水银,降低相同的温度,水银放出的热量是水的1/30

C.质量相同的水和水银,吸收相同的热量,若水银升高1℃,则水要升高30℃

D.若30kg的水温度降低1℃放出的热量全部被1kg的水银所吸收,则水银的温度升高1℃

答案:B

解析:因为水的比热容是水银的30倍,根据热量的计算公式Q=cmt-t0)可知,质量相等的不同物质,降低相同的温度时,放出的热量跟物体的比热容成正比。所以质量相等的水和水银,降低相同的温度,水银放出的热量是水的1/30。选项B正确。

4.下列事实最能说明吸收热量与物质的种类有关的是(   

A.体积相等的两杯水,温度都升高10℃,其吸收的热量相等

B.质量不等的铜块,温度都升高10℃,其吸收的热量不等

C.体积相等的水和煤油,温度都升高10℃,其吸收的热量不等

D.质量相等的水和铜块,温度都升高10℃,其吸收质量不等

答案:D

解析:由热量计算的公式Q=cmΔt,可以知道,影响吸收热量的多少与物质的种类,质量和升高温度等因素有关。从题意可以看出是研究吸收热量与物质的种类的关系,要控制其他影响吸收热量多少的因素相等,如物体的质量、升高的温度等。在A选项中体积相等的两杯水,它们的物质种类是一样的,就研究不出与种类的关系了;B中也是同种物质;C中体积相等的水和煤油,因为密度不同,所以质量也就不同了。只有D符合题意。在本题中用的物理方法叫做控制变量法。

5.江苏省的沿海地区昼夜温差较小,而内陆新疆的戈壁地区的昼夜温差较大,在某些地区出现早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜的现象。这主要是因为(   

A.海水的密度小,沙石的密度大

B.海水的比热容大,沙石的比热容小

C.海水的内能多,沙石的内能少

D.海水吸收的热量少,沙石吸收的热量多

答案:B

解析:本题是利用物质的比热容来解释实际生活中的一些现象。东部沿海地区的水多,水的比热容大。白天在太阳的照射下,质量相等的水和沙石,吸收相同的热量,沙石升高的温度高,而水升高的温度就低。傍晚,水和沙石向外放热,温度降低,水的比热容大,水降低的温度小,水的温度比沙石的温度高。所以东部地区的昼夜温差要比西部地区的小。

6.质量相等,初温相同的ab两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中,温度随时间变化的图线如图1所示。根据图线,比较两液体的比热容是(   

1

A.液体a的比热容较大

B.液体b的比热容较大

C.两种液体的比热容一样大

D.无法判断

答案:B

解析:本题考查对图像的认识,以及根据图像解答实际问题的能力。图像上的纵坐标表示液体的温度,横坐标表示加热的时间,倾斜的图线表示液体随着时间的推移不断吸热升温的过程。题目中用两个完全相同的加热器加热的含义是:在加热过程中,在相同的时间内,加热器放出的热量相同,如果这些热量全部被ab两种液体吸收,那么在相同时间内,两种液体吸收的热量相同。由图可知,吸收相同热量,质量相同的两液体,液体a温度上升较多,则说明液体a的比热容较小。

7.质量相等的两块金属同时从沸水中取出来放在冰上,能使冰熔化得较多的那块金属具有(   

A.较大的体积  

B.较大的密度

C.较大的比热容

D.较小的比热容

答案:C

解析:要使较多的冰熔化吸收的热量就多,金属块放出的热量也就多。由放热公式Q=cmΔt可知,放热的多少与金属块的比热容、质量、温度变化量有关,而两金属块的质量相同,放入同样的冰中最终末温相同,也就是说两者的温度变化量相同,比热容较大的那块金属放出的热量较多。

8.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

解析:要判断物体之间热传递的方向,就必须知道两个物体的温度高低,一般情况下,热量是由温度高的传向温度低的物体。由Q=cmt-t0)可知物体最后温度t的高低与物体吸收的热量、比热容、质量和初温有关。在本题中物体吸收热量相同,质量和初温相等,水的比热容比铜的比热容大,升高的温度水比小,即水的末比铜的末温低。所以热量是由铜传给水的。

9.下列说法中正确的是(不计热损失)(   

A.一壶开水,温度从100 ℃降到70 ℃比温度从70 ℃降到40 ℃放出的热量多

B.质量相同的物体,吸收相同热量后,温高的物体比热容小

C.热水和冷水混合后,冷水吸收的热量一定等于热水放出的热量

D.热水和冷水混合后,冷水升高的温度一定等于热水降低的温度

答案:C

解析:由热量的计算公式Q=cmΔt可以知道,物体放出热量的多少与物体的比热容、质量和温度降低的程度有关。只要这三个因素相同,则它们放出的热量就相同,所以A中的热量是相等的;而B中质量和吸收热量相同,但物质的初温不知道,即温度变化量不能确定,所以比热容也不能确定;在D中,冷、热水混合时,热水要放出热量,冷水要吸收热量,冷水吸收的热量就等于热水放出的热量,直到它们的温度相同。而冷水和热水的质量不确定,所以升高和降低的温度并不一定相同。

10.探究比较不同物质的吸热能力时,同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的水和食用油,装置如图2所示。下列说法正确的是(  )

2

A.在本实验中,物体吸热多少是由物质的种类决定的

B.实验中,加热相同的时间,温低的物质吸热能力强

C.实验中,食用油吸热升温较快,说明食用油吸热能力较强

D.实验中,将食用油和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同

答案:B

解析:相同质量的不同的物质吸热升温的快慢不同,在比较吸热升温快慢时有两种方法,一种是吸收相同热量,比较升高温度;另一种是升高相同温度比较吸收热量。在加热时要利用相同的加热器,相同时间内,被加热物体吸收热量相同;加热时间越长,物体吸收的热量越多。在本实验中物体吸热的多少是由加热时间决定的。在实验中,加热相同时间,说明吸收热量相同,温低的物质,升高的温度较少,说明它的吸热能力强。食用油吸热升温较快,说明食用油吸热能力弱。

11.小阳从下面一些常见物质的比热容表中,分析归纳出几个结论,其中正确的是(  )

A.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢

B.从节能角度考虑,烧开水用铝壶比铁壶好

C.不同物质的比热容都不一样  

D.测量小质量物体的温度时适宜用水银温度计

答案:D

解析:比热容反映了质量相同的不同物质吸热升温快慢的物理量,比热容越大,吸热升温越慢。湿泥土中有水,水的比热容大,吸热升温较慢,故A选项错误。在烧开水时,水吸收的热量是有用的,吸收的热量是额外的,铁的比热容比铝小,所以烧水时使用铁壶,吸收热量少,节约能源。不同物质比热容一般不同,也有不同物质比热容相同的,如冰和煤油。普通温度计是利用了液体的热胀冷缩的原理,测温液体与被测物体发生热传递,被测物体的质量较小时,温度计与被测物体间热传递的能量,对被测物体的温度影响较大,所以应尽量选择比热较小的测温物质,例如水银。

12.甲、乙两个物体,质量相等,温度相同,先把投入一杯热水中,热平衡后水温降低了8℃,取出热量和水量均无损失),再把乙投入这杯热水,热平衡后水温又降低了8℃,由此可知(   

A.甲的比热容大

B.乙的比热容大

C.甲、乙比热容一样大

D.条件不足,无法判断比热容的大小

答案:B

解析:从题意可以看出甲乙两物体放入热水中,都使热水的温度降低了8℃,由热量计算的公式可以知道,水放出的热量是相等的,并且都被物体所吸收了,即甲、乙两物体吸收的热量相等。根据Q=cmt-t0),两物体的Qm相等,先放入水中,水温降低了8℃,水的末比初温低8℃,即甲的末比水的初温低8℃;而是在放入之后再放入水中的,水温又降低了8℃,此时水的温度比水的初温低16℃,即乙的末比水的初温低了16℃。所以乙的末比甲的低,升高的温度也比甲的小。根据Q=cmt-t0),所以乙的比热容比甲的比热容大。

二、填空题

13炎热的盛夏中午,当人赤脚走在沙滩上时感到烫脚,站在水中时感觉凉爽,这主要是因为水的比热容比沙子的比热容__________,在相同条件下,水吸热升温_________,而沙子吸热升温_________

答案:  较慢  较快

解析:不同的物质有不同的物理属性,同样在太阳的照射下,水和沙升高的温度不同,即物体吸热升温的快慢不同,这个主要是由于不同物质的比热容不同造成的。相同质量的水和沙子,吸收相同热量,水的比热容大,温度升高较小,所以水的温度上升较慢。

14.已知水的比热容是4.2×103J/kg·℃),质量为1kg20℃的水,温度升高到70℃,需要吸收_______J的热量。汽车发动机利用循环流动的水进行冷却,这是因为水的_________大,在相同条件下能带走较多的___________,所以冷却效果好。

答案:2.1×105J    比热容   热量

解析:热传递中吸收或放出热量的多少可以利用Q =cmt进行计算。汽车发动机利用水来作为冷却液,这是利用了水的比热容大,这样升高一定的温度,能吸收较多的热量,冷却效果较好。

15.某中学为学生供应开水,用焦炭作为燃料,焦炭燃烧后放出1.26×106J的热量。如果这些热量全部被10kg的煤油吸收,能使煤油温度升高__________℃(煤油未沸腾);若该热量有25%被水吸收,能将       kg的水从25 ℃加热到100℃[c=4.2×103J/kg·℃)、c煤油=2.1×103J/kg·℃]

答案:60  1

解析:本题是热量的计算,还初步涉及能源的利用率,与实际联系较紧密。

利用Q=cm煤油t可得

水吸收的热量为Q=25%Q=3.15×105J

根据Q=cmt可得

三、解答题

16.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的电加热器,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像,如图3所示。

1)根据图像,某同学认为:加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些。这位同学的判断是否正确?请说明理由。 ______________________

2)要使甲、乙升高相同的温度,应给______加热更长的时间,这说明______的吸热能力强些。

3)如果已知甲的比热容是1.8×103 J/kg·),则乙的比热容是_____J/kg·℃)。

3

答案:1)不正确,因为用完全相同的酒精灯加热,相同时间内放出的热量是相等的,甲、乙吸收的热量也相等    2)乙      32.4×103

解析:物体吸热升温的快慢与物质的种类、物体的质量等因素有关,在实验中还要使用相同的加热器,使物体在相同时间内吸收热量相同。加热相同时间,电加热器放出的热量相等,物体吸收的热量也相等,不同物体升高的温度不同,主要是因为物质的比热容不同。由图可知,加热相同时间,甲升高的温度多,说明吸热升温较快,要让它们升高相同的温度,所需要加热的时间就短,乙的时间长,说明乙的吸热能力更强。在相同时间内甲、乙两液体吸收的热量相等,例如同时加热4min,甲、乙两液体吸收热量相等,即Q=Q,吸收热量可以利用Q=cmt计算。cmt=cmt,它们的质量相等,代入数据得:

1.8×103 J/kg·℃×40 ℃=c×30 ℃

c=2.4×103 J/kg·℃)。

17.为了研究物质的某种物质的某种特性,某小组的同学先做如下实验:他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100 g200 g的温水,实验时,让它们自然冷却,并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况,记录数据分别如表一、表二所示(甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)。

1)分析比较表一和表二中的数据可知,实验时,两杯水所处环境的温度________________(填相同不同)。

2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据及相关条件,可得出的初步结论是:_________________________,放出的热量与降低的温度成正比。

3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件,可得出的初步结论是:_________________________________________________

4)进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件,还可得出的初步结论是:________________________________________________________________

答案:1)不同  2)相同质量的水(同种物质)  3)水(同种物质)降低的温度相同时,放出热量与质量成正比  4)水(同种物质)放出的热量与质量、降低温度的比值是一定的

解析:1)热水冷却时,不断地向外放热,直到水的温度与外界环境的温度相同,所以分析表中的数据,可以看到两杯水的温度开始时都在下降,但表一中的水温度降低到30℃时就不再降了,即环境温度为30℃;同样可以分析出表二中环境温度为28℃。所以环境温度不同。

2)表一中的数据是在水的质量为100g的前提下,第一和第三行分别是时间和温度降低的值,随着时间的推移,温度逐渐下降,所以质量相同的水,放出的热量与降低温度成正比。这里用到控制变量的方法,本小题研究的是放出的热量与降低温度的关系,所以必须在质量相等、物质的比热容相同的前提下。

3)表一和表二中水的质量不同,表二的质量是表一质量的两倍。它们的第三、第四和第五列温度都是下降1℃,但表二用的时间是表一时间的两倍,即放出的热量表二的是表一的两倍。所以同种物质,降低相同的温度,放出的热量与质量成正比。

4)这一研究物质的某种特性,所以先可以判断出这是物质的比热容,并且同一种物质的比热容应该是相等的。综合分析两张表,可以得出两张表的共性,即内部联系。

18.一个家用电热水器的容积为80L,装满水后开启加热功能,使水的温度从20℃升高60℃,水需要吸收多少热量?[c=4.2×103J/kg·℃]

答案:2.016×107J

解析:在利用Q=cmt进行计算时,要注意几个问题(1)要分清各个物理量及单位;(2t是指温度的变化值,不是指物体的初温也不是末温;(3)注意温度升高温度升高到的区别,前者是指温度的变化值,后者是指末温

本题中给出的是水的体积,在计算时要利用密度公式算出水的质量;温度变化是60℃,不是40℃

水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×80×10-3m3=80kg,

水吸收的热量:Q=cmt=4.2×103J/kg·℃×80kg×60℃=2.016×107J

 

    
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