届物理中考基础篇第16讲比热容附强化训练题附答案.docx
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届物理中考基础篇第16讲比热容附强化训练题附答案.docx
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届物理中考基础篇第16讲比热容附强化训练题附答案
第16讲比热容
16.1学习提要
16.1.1燃料的热值
1.热值的概念
燃料燃烧时能放出热量,相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值,用字母q表示。
2.热值的定义
热值的定义式为q=Q/m
3.热值的单位
在国际单位制中,热值的单位是焦/千克(J/Kg),读作“焦每千克”。
16.1.2比热容
1.比热容的概念
比热容简称比热,用字母c表示,是物质的特性之一,每种物质都有自己的比热容。
比热容是指单位质量的某种物质,温度升高(或降低)1℃吸收(或者放出)的热量。
2.比热容的定义式
比热容的定义式为c=Q/m△t
3.比热容的单位
比热容的单位是一个组合单位,在国际单位制中,比热容的单位是焦/(千克.℃),读作“焦每千克摄氏度”。
4.比热容的测定
比热容是物质的特性之一,在许多热学问题上都要用到,所以测定物质的比热容很重要。
在热传递过程中,如果没有热量的损失,那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。
(1)实验原理:
热平衡方程式Q吸=Q放
(2)实验方法:
实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。
(3)实验器材:
量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。
(4)实验步骤:
①用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量;
②将金属块放入沸水(100℃)中加热一段时间;
③在量热器小筒内装入适量的常温下的水,并用温度计测出水的温度t1;
④将金属块从沸水中取出,投入量热器的小筒内,合上盖子,用搅拌器上下搅动,直到量热器中温度达到稳定为止。
⑤用温度计测出混合温度t2.
(5)实验结果:
设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成,总质量为m;适量的常温下的水质量为m水,比热容为c水;待测金属块的质量为m金,比热容为c金。
由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1,待测金属块的初温为t2=100℃,混合后温度为t2。
由热平衡方程式Q吸=Q放。
可得
cm(t1-t2)+c水m水(t2-t1)=c金m金(t0-t2)
c金=[(cm+c水m水)(t2-t1)]/[m金(t0-t2)]
16.2难点释疑
16.2.1温度和热量
温度表示物体的冷热程度。
不论物体处于哪一种状态,总有某一个确定的温度。
物体在热传递过程中温度会发生变化,物体从外界吸收热量,其温度一般会上升;物体向外界放出热量,其温度一般会下降。
当吸收热量和放出热量的过程结束后,物体的温度仍然有一个确定的值。
热量是物体在热传递过程中,吸收或放出热的多少。
一个物体有某一个确定的温度值,并不能说一个物体就具有多少热量。
所以不能说温度高的物体热量大,也不能说同一温度质量大的物体热量大。
热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。
说的明确一点,热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。
物体的温度是某一个确定的值,对应于物体处于某一种状态。
物体吸收(或者放出)的热量是某一个确定的值,对应于物体一定的温度变化(或物态变化)。
在热传度过程中,物体吸收热量,温度会升高;放出热量,温度会降低,它反映了物体的两个不同的状态之间的一个变化过程。
16.2.2量热器的使用
量热器是热学实验的重要仪器。
在测定物质的比热容等实验中,它能使物体与水之间进行热交换,又能减少热量损失。
其结构如图16-1所示,其中A、B为大小两铜质圆筒,C为木架,D为木(或电木)盖,盖上有两个孔,中间较大的一个孔(附软木塞)插温度计用,边上较小的一个孔插铜质搅拌器。
在用量热器测定物质(如铅块)的比热容时,应注意:
①装入小筒内的水要适量,以能浸没金属块为宜;②金属块从沸水中取出到投入小筒内,动作要快,投入后要立即合上盖子,尽可能减小热损失,且投入的金属块不得带有沸水;③用搅拌器上下搅动,使液体的上下温度迅速均匀;④初温和混合温度的读取方法,已在“温度计的使用”中有过说明;⑤小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。
粗略的测量比热容时,可忽略小筒和搅动器的吸热和放热,稍精确的测量则不能忽略。
16.3例题解析
16.3.1比热容概念的形成
例1为研究物质的某种特性,某同学选取水、煤油两种物质做实验,表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。
请根据表16-1中所提供的数据进行分析:
(1)可初步归纳出的结论是________________;
(2)为进一步研究物质的特性,该同学还应设计和增加表16-1中第7列(空栏)项目的名称是__________________________,请在该空栏下的空格中填入适当的数据,并由此可归纳出的结论是__________________,在物理学中如果要用一个物理量来反应第7列中概括出物质的特性,那么这个物理量的定义为_______________________。
【解析】
(1)对表16-1中的数据进行仔细分析可知,在这个实验中,所运用的研究方法是控制变量法。
分析比较第1行与第2行(或第4行与第5行)的数据可以发现,实验所控制的变量分别为物质的种类和质量,研究吸收的热量跟升高的温度之间的关系。
水或煤油的质量相等,当升高的温度增大到2倍,它吸收的热量也增大到2倍,由此可以得出结论1:
质量相等的同种物质,吸收的热量跟它升高的温度成正比。
分析比较第2行与第3行(或第5行与第6行)的数据可以发现,实验控制的变量分别是物质的种类和升高的温度,研究吸收的热量跟质量之间的关系。
水或煤油升高的温度相同,当质量增大到2倍,它吸收的热量也增大到2倍。
由此可以得出结论2:
升到温度相同的同种物质,吸收的热量跟它的质量成正比。
分析比较第1行与第4行(或第2行与第5行、第3行与第6行)的数据可以发现,实验所控制的变量分别为质量和升高的温度,研究吸收热量跟物质种类之间的关系。
质量相同的水或煤油,升高的温度也相同,然而吸收的热量不同。
由此可以得出结论3:
质量相等,升高温度相同的不同物质,吸收的热量多少跟物质的种类有关。
(2)再对表16-1中的数据进行分析,发现第1行与第6行的数据中,质量、升高的温度、物质的种类都不相同,那么,如何来比较这两次水和煤油的吸热本领呢?
显然,可以与密度、压强等概念形成过程所采用的方法想类比,选择一个比较的标准,这个标准为:
单位质量、温度升高1℃吸热的多少。
因此,表16-1中第7列(空栏)项目的名称是:
单位质量、温度升高1℃吸收的热量。
通过计算可知,第7列的数据分别是4.2*103J/(Kg.℃)、4.2*103J/(Kg.℃)、4.2*103J/(Kg.℃)、2.1*103J/(Kg.℃)、2.1*103J/(Kg.℃)、2.1*103J/(Kg.℃)。
分析这一列数据,可得出结论:
对于确定的物质来说(如水或煤油),物质吸收的热量跟它的质量、升高的温度之比是一个确定的值。
它跟吸收热量、质量、升高的温度均无关,而对于不同物质,这个比值却是不同的。
在物理学中如果要用一个物理量来反应物质的这种特性(吸热是本领),这个物理量的定义应为:
单位质量的某种物质,温度升高1℃吸收的热量。
16.3.2用热量计算公式解题
例2有甲乙两个温度和质量都相同的金属球,先把甲放入盛有热水的杯中,热平衡后水温降低了11℃,把甲球取出,再把乙球放入杯中,热平衡后,水温又降低了11℃,则两球比热容的大小关系是()
Ac甲>c乙
Bc甲=c乙
Cc甲 D无法判断 【【解析】同一杯热水,两次降低相同的温度,说明水两次放出的热量相同,即甲乙两球吸收的热量相同,由于两球质量相等,初温相同,末温甲球较高,即△t甲>△t乙,根据c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙,有c甲 【答案】C 16.3.3用热平衡方程解题 例3将11℃的冷水鱼66℃的热水混合成550kg,36℃的温水,在混合过程中有2.31*106J的热量损失掉了,问所用冷水和热水各多少千克? 【点拨】当高温物体和低温物体放在一起时,高温物体放热,低温物体吸热,由能量守恒可知Q吸+Q损=Q放 上式称为热平衡方程式,在热量的计算中有着极其重要的作用。 【解析】因Q吸+Q损=Q放,则c水m1*25℃+Q损=c水m2*30℃,而m1+m2=550kg,由以上两式即可求得: m1=290kg,m2=260kg 【答案】冷水的质量为290kg,热水的质量为260kg。 例4将一勺温水倒入盛有冷水的量热器中,这时量热器中水的温度升高了5℃,再加以勺同样的温水,温度又上升了3℃。 问: (1)继续再加7勺同样的温水,则此量热器中水温还将上升多少? (2)如果不断向量热器内加同样的温水,量热器中的温水最终比开始时升高多少? (假设量热器容积比勺的容积大得多且不计热量损失) 【点拨】把再加一勺同样的温水,温度又上升了3℃理解为“连加两勺同样的水,温度上升了8℃” 【解答】 (1)设每勺水的质量为m,温度为t,冷水的质量为m冷,温度为t冷。 由于不计热量损失,热平衡方程Q吸=Q放,可得: C水m冷*5℃=C水m(t-t冷-5℃) C水m冷*8℃=C水2m(t-t冷-8℃) 解得: t-t冷=20℃,即温水与冷水的温度相差20℃。 若继续加7勺同样的温水,相当于共加了9勺温水,则 C水m冷△t=9m(t-t冷-△t) 可得: △t=15℃,则△t’=△t-8℃=7℃ (2)不断向量热器内加同样的温水,由于温水与冷水的温度差为20℃,则最终量热器中的水温度将升高20℃。 【答案】7℃,20℃ A卷 1.用两只相同的玻璃杯,装上质量和温度都相同的水和黄沙,将它们同时放在阳光下晒,经过一段时间后,黄沙的温度比水的温度高。 在这个小实验中,用两只相同的透明玻璃杯同时放在阳光下晒相同的时间,是为了使黄沙和水吸收_________________(忽略水和黄沙在热传递方面的差异)。 从这个实验可知,相同质量的不同物质________________________________________。 由此引入了表示物质的这一方面特性的物理量_______________,其符号是______________,单位是______________,读作______________________。 2.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),意义是______________________________。 在常见物质中,水的比热容较________(选填“大”或“小”)。 3.物体在热传递过程中吸收的热量,与物质的比热容、物体的质量以及物体_____有关。 4.质量相等的煤油和水,吸收相等的热量、温度升高得多的是煤油,这是因为_______。 由此推理,质量相等的煤油和水,若升高相等的温度,煤油吸收的热量___________水吸收的热量(选填“大于”、“等于”或“小于”)。 5.把质量和温度都相同的铁球、铝球和铜球同时投入沸腾的水中,一段时间后,三球的温度变化___________(选填“相同”或“不相同”)。 其中吸收热量最多的是_________球,吸收热量最少的是_____________球。 (已知c铝>c铁>c铜) 6.上海市重大公共绿地建设工程之一的太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。 绿地中的人工湖具有“吸热”功能,炎夏时它能大大降低周边地区的热岛效应。 若人工湖湖水的质量为1.0×107kg,水温升高2℃,则湖水吸收的热量为_____________J。 (已知c水=4.2×103J/(kg·℃)) 7.表16-2为某同学根据中央电视台《天气预报》栏目记录的上海和兰州两地某年5月3日到5月5日三天内每日气温的最高值和最低值。 从表16-2中可以看出____________现象,造成这种现象的主要原因是___________________________________________。 8.关于热量和温度,下列说法正确的是() A.物体温度越高,所含热量越多 B.物体温度降低,吸收的热量越少 C.物体的质量越大,放出的热量越多 D.以上说法都不对 9.质量、温度都相同的两块不同金属,吸收相同的热量后() A.两金属块温度相等 B.比热容较大的金属块温度高 C.比热容较小的金属块温度高 D.无法比较两金属块温度的高低 10.汽车发动机用水作冷却剂是因为() A.水的密度大 B.水没有腐蚀作用 C.取水方便 D.水的比热容大 11.下列说法中,能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是() A.相同质量的同种物质,降低不同温度,放出的热量不同 B.相同质量的不同物质,降低相同温度,放出的热量一般不同 C.不同质量的同种物质,降低相同温度,放出的热量不同 D.以上说法都可以 12.由吸热公式得到c=Q/m△t,那么物质的比热容跟() A.物体吸收的热量Q成正比 B.物体的质量成反比 C.物体温度变化△t成反比 D.物体吸收热量Q、质量m以及温度变化△t均无关 13.甲、乙两杯质量相同、温度分别是60℃和50℃的水,若降低相同的温度,比较它们放出的热量,则() A.甲多 B.乙多 C.一样多 D.无法比较 14.在下列各物理量中,表示物质特性的是() A.热量 B.比热容 C.温度 D.质量 15.质量和初温度都相同的一块铝和一杯水,它们吸收相等热量之后,把铝块投入水中,那么() A.热量由水传给铝块 B.热量由铝块传给水 C.水和铝块之间没有热传递 D.条件不足,无法判断 16.将一壶水从室温烧开,需吸收热量约为() A.8×102J B.8×103J C.8×104J D.8×105J 17.两个质量不同的金属快,放出相同热量,降低了相同温度,那么() A.质量大的金属块的比热容大 B.质量大的金属块的比热容小 C.两金属的比热容相同 D.两金属的比热容大小无法确定 18.物理学中引入比热容,是为了比较() A.不同质量的相同物质,升高相同的温度,吸收热量不同 B.不同质量的相同物质,吸收相同热量,升高温度不同 C.相同质量的不同物质,升高相同温度,吸收热量不同 D.以上说法都不对 19.铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量,那么() A.铁块的温度升高得多 B.铜块的温度升高得多 C.铁块和铜块升高相同的温度 D.由于初温度未知,所以不能判断 20.甲、乙两块质量相同的不同金属,在沸水里加热一段时间。 先取出甲投入一杯冷水里,当达到热平衡后,水温又升高20℃。 再取出甲,立即将乙从沸水中取出投入这杯水中,再次达到热平衡,水温又升高20℃。 若不计热的损失,则可判断() A.甲的比热容比乙大 B.甲的比热容比乙小 C.甲的比热容跟乙相等 D.无法确定比热容的大小 21.冷水的温度为t1,热水的温度为t2,现要把冷水和热水混合为t3的温水,若不计热量损失,冷水和热水的质量比应为() A.(t2—t1)/t1 B.(t3—t2)/(t3—t1) C.(t2—t3)/(t3—t1) D.t3/(t2—t1) 22.把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中,混合温度为40℃;把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中,混合温度为60℃;如果把同样加热到100℃的该铁块投入(m1+m2)克20℃的水中,混合温度为() A.50℃ B.48℃ C.36℃ D.32℃ 23.在质量是0.5kg的铝壶里装了2kg的水,把这壶水从20℃加热到100℃,求: (1)水吸收的热量[c水=4.2×103J/(kg·℃)]; (2)铝壶吸收的热量[c铝=0.9×103J/(kg·℃)]。 B卷 1.质量为m的物体,温度从t0降低到t,放出的热量为Q,则该物体的比热容为______;当物体放出热量为3Q时,该物体的比热容为_____________________。 2.质量相等的甲、乙两种物质吸收热量之比为3: 4,升高温度之比4: 3,那么它们的比热容之比c甲: c乙=______________。 3.铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相等的铜块和铅块,如果吸收相等的热量,铜块升高了15℃,则铅块升高了______________。 4.质量为m1的热水和质量为m2的冷水混合,已知热水的初温是3t,冷水初温为t,混合后水温为2t,则热水和冷水的质量之比是_____________。 5.现将质量相等、初温相同的铜球、铁球、铝球投入质量相等、温度为80℃的三杯热水中,过一段时间后(假设无热损失),温度最低的是投入_______球的那杯水。 (已知c铝>c铁>c铜)。 6.同种材料组成的两个物体在下列情况下,放出的热量相等的是() A.初温和末温都相等 B.初温不等,降低的温度相等 C.质量相等,降低的温度相等 D.质量相等,初温不等,末温相等 7.质量相等、初温相同的铁块和铜块, (1)吸收相等的热量后再相互接触,那么() (2)若它们放出相等的热量后的再相互接触,那么() A.热从铜块传到铁块 B.温度从铜块传到铁块 C.热从铁块传到铜块 D.不发生热传递 8.一大杯热水的温度为t1,一小杯冷水的温度为t2,混合后的温度为t,则() A.t=(t1+t2)/2 B.t<(t1+t2)/2 C.t=(t1—t2)/2 D.t>(t1+t2)/2 9.在标准大气压下,1kg20℃的水吸收4.2×105J的热量后,可能的温度是() A.80℃ B.100℃ C.120℃ D.130℃ 10.甲、乙两个物体,初温相同,甲的比热容大,乙的质量小,把它们同时放入同一个冰箱内冷却,经过一段时间() A.甲放出的热量多 B.乙放出的热量多 C.甲、乙两物体放出的热量一样多 D.以上情况都有可能 11.甲、乙两球,吸收相同热量后,甲球可把热量传给乙球,不可能发生的情况是() A.甲球质量较大,初温较低 B.甲球质量较大,初温较高 C.甲球质量较小,初温较高 D.甲球质量较小,初温较低 12.等质量的两种物质,吸收或放出相同的热量,则比热容较大的物质,() A.末温一定高 B.末温一定低 C.温度变化可能较大 D.温度变化一定较小 13.5℃的冷水和热水混合后,得到30℃的温水,若不计热损失,可以判断() A.混合前热水的热量不一定比冷水的热量多 B.混合前热水的热量一定比冷水的热量多 C.热水的质量不一定比冷水的质量多 D.热水的质量一定比冷水的质量少 14.铁的比热容约为酒精比热容的1/5,取铁块质量为酒精质量的5倍,并使它们吸收相同的热量后,再把铁块放入酒精中,此后() A.热从铁块传向酒精 B.热从酒精传向铁块 C.铁和酒精之间不发生热传递 D.以上说法都有可能 15.甲、乙两物体的质量、温度都相同,比热容c甲>c乙,当两物体放出相等的热量后放在一起,() A.热量从甲传到乙 B.热量从乙传到甲 C.不发生热传递 D.上述情况都有可能 16.质量相同的一块铝和一杯水,它们吸收了相等的热量后,把铝块投入水中,那么() A.热量由水传给铝块 B.热量由铝块传给水 C.水和铝之间不发生热传递 D.条件不足,无法判断 17.初温相同的a、b两球,它们的质量和比热容分别为ma、ca、mb、cb,吸收相等热量后,a球可把热量传给b球,则下列情况中不可能的是() A.ma>mb,ca B.ma C.ma D.ma>mb,ca>cb 18.甲、乙两物体质量相同,温度相同,把甲放入一杯热水中,平衡后,水温降低了t℃;把甲拿出,设水量没有损失,也没有热量损失,再把乙投入水中,平衡后,水温降低了t℃,则() A.甲的比热容大 B.乙的比热容大 C.甲、乙比热容一样大 D.无法判断 19.把质量为m、温度为t的铜块放入一杯质量为1kg、温度为0℃的水中,水的温度升高到t/5,若把质量为2m、温度为t的铜块投入质量为1kg、温度为0℃的水中(不考虑散热和容器吸收的热)达到热平衡时,可使水的温度() A.升高t/3 B.升高2t/3 C.升高2t/5 D.升高t/5 20.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。 若对这三种物体分别加热,则根据它们吸收的热量和升高的温度,在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图16-2所示,则甲的比热容和质量跟丙的比热容和质量相比,应是() A.丙的比热容比甲的比热容大 B.丙的比热容比甲的比热容小 C.丙的质量比甲的质量大 D.丙的质量比甲的质量小 21.质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水,它们的共同温度为t0,现将一块质量为m3、温度为t(t 22.温度不同的两个物体相互接触后将发生热传递现象,当两物体达到热平衡状态时,它们的温度相同。 若不计热量的损失,高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。 现有三种不同的液体A、B、C,它们的初温分别为15℃、25℃、35℃。 当A和B液体混合并达到平衡状态,其平衡温度为21℃;当B和C液体混合并达到平衡状态时,其平衡温度为32℃。 求A和C液体混合到到平衡时的平衡温度。 23.质量相等的A和B两固体,它们的初温均为20℃。 把A和B同时放入盛有沸水的大锅炉内后,它们分别以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸热速度吸收热量。 已知A和B的比热容分别为2.1×103J/(kg·℃)和3.36×103J/(kg·℃),且在吸热过程中,A和B两个物体均未发生物态变化,10s后,求: (1)A物体的温度和它每克吸收的热量; (2)B物体的温度和它每克吸收的热量。 24.已知冰的比热容为2.1×103J/(kg·K),冰的熔化热为3.36×105J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·K)。 把质量为10g、温度为0℃的冰和质量为200g、温度为100℃的金属块同时投入质量为100g、温度为20℃的水中,当它们达到热平衡时,它们的共同温度为30℃。 若不计热量损失,求金属块的比热容。 25.将一勺热水倒入盛有一些冷水的保温容器内,使得冷水温度升高5℃。 然后又向保温容器内倒入一勺热水,水的温度又上升了3℃。 如果再连续倒入10勺同样的热水,则保温容器内的水温还得升高多少(保温容器吸收热量忽略不计)? 参考答案: A卷 1.相同热量;吸收相同的热量,升高的温度不同;比热;c;焦/(千克·℃);焦每千克摄氏度 2.质量为1kg的水,温度每升高1℃,吸收的热量为4.2×103J;大 3.升高的温度 4.煤油的比热比水小,小于 5.相同,铝,铜 6.8.4×1010 7.上海地区每天的温度变化小于兰州地区;上海是沿海地区,兰州是内陆地区,水的比热比泥沙石土大,在同样吸热的情况下,水的温度变化较小 8.D9.C10.D11.B
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- 物理 中考 基础 16 热容 强化 训练 答案
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