专题133 比热容学易试题君之K三关学年九年级物理人教版.docx
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专题133比热容学易试题君之K三关学年九年级物理人教版
第十三章内能
第3节比热容
一、比热容
1.定义:
一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的_______和_______乘积之比,叫做这种物质的比热容。
2.物理意义:
表示物体吸热或放热能力的物理量。
3.比热容是物质的一种_______。
物质的比热容大小与物质的种类、状态_______,与质量、体积、温度、密度、吸放热、形状等_______。
二、实验探究:
比较不同物质的吸热能力
1.科学方法:
_______法和转换法(以加热时间的多少来表示吸收热量的多少)。
2.除了图中的器材还需要_______。
3.实验时应当在杯内分别装入质量_______水和煤油。
4.根据实验数据画出的图像可知c甲_______c乙。
三、比热容的应用
水的比热容为________J/(kg·℃)。
水可以调节气温、取暖、作制冷剂、散热,是因为水的比热容_______。
四、计算热量的公式
Q吸=___________,Q放=cm(t0–t)。
五、热平衡方程
不计热损失
Q吸=Q放
质量温度变化量特性有关无关
控制变量停表相等<
4.2×103大
cm(t–t0)
一、比热容
定义
一定质量的某种物质,在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。
表示不同物质吸热(或放热)能力的物理量
单位
J/(kg·℃)
公式
Q吸=cm(t–t0),Q放=cm(t0–t);可以简写为Q=cmΔt
特点
1.物质的一种特性,每种物质都有自己的比热容,不同物质的比热容一般不同;因此,可以用比热容的不同来(粗略地)鉴别不同的物质
2.同一种物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变化。
如一杯水与一桶水,它们的比热容相同
3.对同一种物质,比热容大小与物态有关,例如水的比热容与冰的不同
水比热容大的应用
调节温度
1.使沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;形成海陆风
2.农民在秧田里灌一些水,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起来保护作用
作冷却剂或取暖
1.汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液
2. 冬季供暖用的散热器、暖水袋
【例题1】(2017·甘肃省兰州市第九中学等联片办学考试)由Q=cm(t-t0)可得c=
,关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若加热前后的温度差增大一倍,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.无论质量多大,比热容都一样
参考答案:
D
试题解析:
比热容是物质本身的一种特性,在状态和物质种类一定时,比热容大小与物体吸放热、温度变化大小、质量多少都没有关系,故选D。
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二、热量的计算应注意的问题
1.正确理解公式Q=cmΔt中各量的物理意义。
2.注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量和温度的变化量三个因素有关系,而与物体的温度没有关系。
3.同一公式中的各物理量的单位必须统一。
4.公式只适用于无状态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量。
5.注意温度“升高了”、“升高到”、“降低了”、“降低到”等不同的说法,要正确辨别。
6.正确理解公式
的意义,应注意:
表示物质的比热容可以用吸收(或放出)的热量与质量、变化的温度的乘积的比值表示,同种物质在同种状态下这个比值是一定的,不同物质的比值不同。
7.涉及比热容的问答说明题的表述,通常借助公式Q=cmΔt来说理更严密。
【例题2】(2017·天津市东丽区期末)相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知c铜 A.铜上升的温度较高 B.铝上升的温度较高 C.铜和铝上升的温度相同 D.条件不足,无法判断 参考答案: A 三、公式法与比例法的综合应用 运用公式法解热量的计算题时,注意首先要判断是吸热过程还是放热过程,并找出所求物理量,然后再列出相应的公式,代入已知物理量的数值,最后进行数学计算并求出结果,例如用铝壶烧水,应求铝壶、水两个物体吸收热量的总和。 由此可见,在解答物理习题时,要认真仔细地审题,考虑问题应从实际出发,做到全面周密。 运用比例法解题时,一般遵循以下步骤: 1.列出各物体吸(放)热的方程式,涉及求比热容之比、质量之比、温度差之比的还要进行公式变形; 2.针对所求量之比列出比例式; 3.代入已知数据,计算得出结果; 4.对题目中的要求加以分析。 【例题3】(2017·江西省抚州市崇仁县第二中学九年级月考)水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1∶2,吸收的热量之比为2∶3,则水和煤油升高的温度之比为 A.3∶2B.4∶3C.2∶3D.3∶4 参考答案: C 四、控制变量法和转换法在探究物质的吸热能力中的应用 在探究不同物质吸热情况实验中,应用控制变量法。 试验中,应控制水和食用油(或其他物质)的质量、初温相同,通过升高相同的温度比较加热时间,或加热相同的时间比较升高温度的大小。 在探究不同物质的吸热情况的实验中,将不同物质的吸热能力的比较转换成升高温度的大小进行比较。 将吸收热量的多少转换成相同的电加热器加热时间的长短(或温度计示数的高低),都运用转换法。 【例题4】(2017·广东省江门市第二中学月考)在“探究水和煤油比热容大小”的实验中: (1)小强和小明用一套器材做加热水和煤油的实验,如图甲所示。 在组装器材时应先调节__________(填“A”、“B”)的高度,调节它的高度是为了____________________________。 (2)组装好器材,他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油,分别用同一个酒精灯进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,加热相同的时间,比较水和煤油 ____________________,得出结论。 要完成该实验,除图甲所示器材外,还需要的一个测量工具是__________________。 (3)在对实验进行反思时,他们认为原方案有需要两次加热,耗时长等缺点,因此改进方案并设计了图乙所示的装置。 与原方案相比,该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________________答出一个即可)。 (4)它们在相同时间内升温不同的原因是__________________________________。 (5)下列现象可用比热容知识来解释的是___________。 A.夏天在教室洒水,感到凉爽 B.金属勺装有塑料手柄 C.沙漠地区昼夜温差较大 参考答案: (1)A用酒精灯外焰加热 (2)升高的温度秒表(计时工具)(3)①用“水浴法”,受热更均匀,不需搅拌(②两实验同时进行,便于同时比较水和煤油升温快慢③原方案两次加热,酒精灯火焰不易控制完全相同,现方案同一热源加热确保相同时间内热量相等)(4)比热容(或吸热本领)不同(5)C 1.沿海地区昼夜温差较小,而内陆地区的昼夜温差较大,甚至出现“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”的现象,这主要是因为 A.海水的比热容大,沙石的比热容小 B.海水的密度小,沙石的密度大 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 2.(2017·广东省江门市第二中学月考)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。 根据图线可知 A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同 C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多 3.一瓶酒精用去三分之二,则剩余酒精的密度、比热容 A.密度、比热容减小为三分之一 B.两个量都不变 C.两个量都变为原来的三分之一 D.密度不变、比热容变为原来的三分之一 4.小阳从一些常见物质的比热容表中分析归纳出了几个结论,其中正确的是 水 4.2×103 水银 0.14×103 玻璃 0.84×103 钢铁 0.46×103 冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 铜 0.39×103 煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 铅 0.13×103 蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103 A.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢 B.不同物质的比热容都不一样 C.物质的比热容与物质的形态有关 D.水银的比热容太小,不宜用来做温度计中的液体 5.蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时,为了避免手被烫伤,要先用手蘸一下凉水,他这样做的主要道理是 A.利用凉水是热的不良导体,把手和热馒头分开 B.利用凉水温度低,能快速降低蒸笼内水蒸气的温度 C.利用凉水蒸发要吸热,能降低水的温度 D.利用凉水先对手进行冷却,同时又由于水的比热容较大,避免手被烫伤 6.(2017·江苏省东台市实验中学月考)一定质量的冰熔化成水的过程中,下列判断正确的是 A.内能不变,比热容不变B.内能不变,温度不变 C.比热容不变、温度不变D.比热容变大、内能增加 7.湿地具有美化环境、调节气候等功能。 从物理学的角度分析: 湿地能调节空气的湿度,是因为大量水_______(填写物态变化的名称)可以提高空中水蒸气的含量;湿地能调节空气的温度,是因为水的_________大。 8.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_____的方式改变鸡蛋的内能;如果水的质量是1kg,初温为20℃,鸡蛋取出时水温为30℃,水吸收的热量是_______J。 (c水=4.2×103J/(kg·℃)) 9.将一个温度为20℃质量为4.2kg的铁块的温度升高到80℃,需要吸收____J的热量。 然后将其放入一个装有温度为10℃质量为1.15kg的水的量热器中,最后水的温度将升高到_____℃。 (忽略量热器吸热,c水=4.2×103J/(kg·℃),c铁=0.46×103J/(kg·℃)) 10.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),将4kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容是____J/(kg·℃);初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到______℃。 11.水的比热是________J/(kg•℃)。 装有50L水的太阳能热水器,在阳光照射下,水温从20℃上升到50℃,该热水器中水吸收的热量是_________kJ。 12.(2017·广东省江门市第二中学月考)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图所示的实验,并设计了如下实验步骤: A.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油; B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温; C.在烧杯中,分别用功率相同的电热器,加热时间相同; D.用温度计分别测出水和煤油的末温。 小聪认为: (1)步骤A存在的错误是: 在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的水和煤油;应改为____________; (2)步骤C,加热时间相同是为了使水和煤油___________; (3)步骤B和D是为了得出水和煤油的_______________; (4)实验中搅拌器的作用是: 使液体__________________; (5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高得___________(选填“快”或“慢”),这表明___________吸热本领更强。 13.(2017·福建省福州文博中学质检)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,用相同的电加热器同时加热。 记录相关数据,并绘制出如图所示的图象。 (不计热量损失) (1)实验时,选用初温和_______均相等的甲、乙两种液体。 (2)加热10min,甲吸收的热量_______乙吸收的热量;甲液体A点的质量________B点的质量(以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。 甲液体的沸点是_____℃。 乙液体的比热容是甲液体比热容的______倍。 14.(2017·甘肃省定西市临洮县质量评估)质量为2kg,初温为20℃的水,当吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到多少摄氏度? 15.一杯酒精用掉一半,剩下一半的酒精的质量、密度、比热容的情况是 A.质量、密度、比热容不变 B.质量和密度变为原来的一半,比热容不变 C.质量变为原来的一半,密度和比热容不变 D.质量变为原来的一半,密度、比热容不变 16.(2017·四川省成都市温江区适应性考试)质量相同的甲、乙两种物质从固态开始同时加热,它们在相同时间内吸收的热量相等,加热时间都为20分钟,它们的温度随时间变化的图象如图所示。 下列说法正确的是 A.甲是非晶体,乙是晶体 B.甲的比热容大于乙的比热容 C.在5~15min内,乙的内能增大 D.在10~20min内,甲是固液共存状态 17.(2017·江苏省江阴市华士片期末)根据表中数据,下列判断正确的是 A.不同物质的比热容不可能相同 B.在阳光照射下,干泥土比湿泥土升温慢 C.因为水的比热容较大,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差大 D.质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,铝块吸收的热量多 18.(2017·山东省临沂市临沐县青云镇中心)有质量为100g的某种液体,从20℃升温至90℃,吸收的热量是29400J,这种液体的比热容是多少? 而另一根钢钉的质量是20g,从1000℃的红热状态冷却至25℃,会放出多少热量? [c钢=0.46×103J/(kg·℃)] 19.(2017·自贡)关于物质的比热容,下列说法中正确的是 A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关 B.同种物质质量越大比热容就越 大 C.因为水的比热容较大所以比较适合做冷却剂 D.物质的状态发生变化时其比热容一般不变 20.(2017·广州)甲、乙两物体质量都为1kg,丙物体质量为2kg,三个物体温度都升高1℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是 A.乙的比热容与丙的相等 B.甲的比热容与乙的大 C.甲的温度升高1℃,需吸收2000J的热量 D.甲、乙的温度都降低1℃,乙比甲放出的热量多 21.(2017·成都)小明根据下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.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高 D.2kg的水温度升高50℃,吸收的热量是4.2×105J 22.(2017·宜昌)下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是 A.夏天,在地上洒水会感到凉快 B.北方楼房内的“暖气”用水作为介质 C.海边昼夜温差变化比沙漠中小 D.生物体内水的比例高,有助于调节自身的温度 23.(2017·衡阳)如图为某物质熔化时温度随加热时间变化而变化的图象(加热装置的功率不变),从图中能得到的正确信息是 A.该物质为晶体,熔点为0℃ B.熔化过程持续了4min C.该物质在AB段的比热容比在CD段小 D.该物质在B、C段两点时温度、内能都相同 24.(2016·四川广安)水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质。 下表列出了它们在标准大气压下的部分物理特征数据,请你参照这些特征分析: 让质量及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出相等的热量后再倒在一起混合。 下列哪个判断是错误的 物质 密度[kg/m3] 比热容(J/(kg·℃) 凝固点[℃] 沸点[℃] 水 1.0×103 4.2×103 0 100 酒精 0.8×103 2.4×103 -117 78 A.在混合过程中,热将从酒精传递给水 B.均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝固点低些 C.均匀混合后,混合液的密度将比水的密度小些 D.均匀混合后,混合液的比热容将比水的比热容小些 25.(2017·威海)生活中热现象随处可见,下列说法中不正确的是 A.在远处前闻到花的香味,是分子无规则运动的结果 B.冬天很冷的时候搓手就感到暖和,是用做功的方式改变内能 C.夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热,是因为水的比热容大 D.使用高压锅更容易把食物煮熟,是利用了液体沸点随气压增大而降低的原理 26.(2017·黔西南)在烈日当空的海边玩耍,你会发现沙子烫脚,而海水却是凉凉的。 这是因为的比热容较大,当沙子和水同时接受相同的阳光照射时,的温度升高得更快的缘故。 27.(2017·德阳)质量和初温相同的甲乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容 乙液体的比热容(填“大于”、“等于”或“小于”)。 如果乙液体的质量为1kg,初温为20℃,加热一段时间后温度升高到50℃,吸收的热量为1.26×105J,则乙液体的比热容为 J/(kg·℃)。 28.(2017·武汉)图1是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置。 两个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和食用油。 (1)选用两个相同规格的电加热器加热,目的是使水和食用油在相等时间内 。 (2)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和 。 (3)图2中能合理反映该实验结果的图象是 (选填“甲”“乙”或“丙”)。 29.(2017·烟台)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示,实验过程中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图象可以得出: (选填“甲”或“乙”)物质为水,另一种液体的比热容为 ,这种液体在0~15min内放出的热量为 。 30.(2017·重庆A)世界卫生组织倡导大家饮用烧开后的水。 用天然气灶烧水的过程是通过(选填“做功”或“热传递”)的方法改变谁的内能。 在标准大气压下,将5kg初温为20℃的水烧开,需吸收热量J[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)] 1.A【解析】因为沙子的比热容较小,白天,吸收热量后,沙子的温度升高的多,气温较高;夜晚,放出热量后,沙子的温度下降的多,气温较低;由此可知内陆地区白天黑夜的温差大,产生了早穿皮袄午穿纱的现象,因此,A符合题意。 学科.网 2.A【解析】根据下面的图象可知: 质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,根据公式Q吸=cm(t–t0),质量、升高的温度一定时,吸收的热量和物质的比热容成正比,甲吸收的热量多说明甲的比热容大,所以A正确;根据下面的图象可知: 质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,所以B错误;同一热源加热,相同的时间内甲乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C错误;根据下面的图象可知: 质量相同的甲乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,所以D错误;图象如下: 故选A。 3.B【解析】密度、比热都是物质的一种特性,它们的大小与物体的质量和体积均无关系,所以选项ACD错误,B正确。 5.D【解析】手沾水后,在遇到高温的馒头时,手上的水要汽化,水汽化时要吸热,同时又由于水的比热容较大,这样可以避免手的烫伤,故选D。 6.D【解析】一定质量的冰熔化成水的过程中,吸收热量,内能增加,温度不变,物态发生了变化,由于比热容与物质的种类和物质所处的状态有关,当冰熔化成水后,比热容变大。 故ABC错误,D正确。 7.汽化比热容 【解析】湿地含有水,水会不停地汽化(蒸发),变成水蒸气,散在空气中,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,相同质量的水和沙石泥土比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小,能有效调节周围环境的气温。 8.热传递4.2×104 【解析】用凉水冷却滚烫的鸡蛋,鸡蛋放出热量、温度降低,是通过热传递的方式改变内能的;水吸收的热量: Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(30℃﹣20℃)=4.2×104J。 9.11592034 【解析】由吸热公式Q吸=cmΔt可得,铁块需要吸收的热量Q吸=cmΔt=0.46×103J/(kg·℃)×4.2kg×(80℃–20℃)=115920J。 根据热平衡方程Q吸=Q放,水吸收的热量等于铁块放出的热量。 设最后水的温度将升高到t℃,则c水m水(t–10℃)=c铁m铁(80℃–t)解得: t=34℃,最后水的温度将升高到34℃。 11.4.2×1036300 【解析】水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),水的体积: V=50L=50×10﹣3m3,水的质量: m=ρv=1×103kg/m3×50×10﹣3m3=50kg;水吸收的热量: Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃﹣20℃)=6.3×106J=6300kJ。 12. (1)在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油 (2)吸收相等的热量(3)升高的温度(4)受热均匀(5)快水 【解析】 (1)根据控制变量法,要保持不同物质的质量相同,应改为: 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的水和煤油; (2)根据转换法,加热时间相同是为了使水和煤油吸收相等的热量; (3)步骤B和D是为了得出水和煤油升高的温度相同; (4)实验中搅拌器的作用是: 使液体受均匀; (5)实验中发现煤油的温度比水的温度升高快,根据比较吸热能力的第2种方法,这表明水吸热本领更强。 13. (1)质量 (2)等于小于60℃2 【解析】 (1)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,应选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体。 (2)用相同的加热器同时加热,加热时间相同,甲吸收的热量等于乙吸收的热量。 甲液体吸收热量温度不变,A点的内能小于B点的内能。 甲液体温度达到60℃时,吸收热量温度不变,所以甲液体的沸点是60℃。 根据图象可知,甲加热10min温度的变化量等于乙加热20min温度的变化量,即 , ,并且 ,由 可得, ,所以 。 14.当吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到45℃. 【解析】由题意可知,m=2kg,t0=20℃,Q吸=2.1×105J,c=4.2×103J/(kg·℃), 由 可得,水升高到的温度: 。 答: 当吸收了2.1×105J的热量后,温度升高到45℃。 15.D【解析】质量是指物体所含物质的多少;一杯酒精用去一半后,其质量将减半。 酒精的密度、比热容,表示酒精的某种特性,是从不同的角度来描述酒精的特性,一般不发生变化;综上所述,一杯酒精用去一半,则剩下的酒精密度、比热容不变。 故ABC错误,D正确。 17.D【解析】由表可知,煤油和冰的比热容相同,故A错误。 在阳光照射下,因为干泥土的比热容比湿泥土的比热容小,吸收相同的热量升温较快,故B错误。 沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多。 因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小,故C错误。 质量相等的铝块和铜块升高相同的温度,由于铝的比热容比铜的比热容大,铝块吸收的热量多,故D正确
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