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第45讲 比热容、热值及热量的计算 备战2022 浙教版科学 中考高频考点 加强练
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第45讲 比热容、热值及热量的计算
一、单选题
1.(2021·上虞模拟)比较两种煤的优劣可以通过实验比较它们的( )
A. 密度 B. 质量 C. 比热容 D. 热值
2.(2020七上·吴兴期末)下列说法错误的是( )
A. 一定质量的某种物质,温度降低的越多,放出的热量越多
B. 物质的比热容与物体的密度一样,都是物质本身的一种特性
C. 温度总是从含有热量多的物体向含有热量少的物体传递
D. 焦耳是一个比较小的热量单位,为纪念科学家焦耳而命名的。
3.(2020九上·镇海期末)在生产和生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例中与这一特性无关的是( )
A. 沿海地区的气温比内陆变化小
B. 夜间,在秧田里灌水保温
C. 发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D. 汽车发动机用水作冷却液
4.(2020九上·鄞州月考)质量、初温均相同的甲、乙两物体,将甲投入一杯热水中,达热平衡后水温降低5℃,将甲取出,接着把乙投入这杯水中,达热平衡后水温又降低5℃,下列说法正确的是( )
A. C甲>C乙 B. C甲
A. 比热跟热量成正比
B. 比热跟质量成反比
C. 比热跟温度变化成反比
D. 吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量
6.(2020七上·滨江月考)下列事实中,最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是( )
A. 体积相同的两杯水温度都升高10℃,它们吸收的热量相同
B. 体积相等的水和煤油温度都升高10℃,它们吸收的热量不相同
C. 质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃,它们吸收的热量不相同
D. 质量相等的水和铜温度都升高10℃,它们吸收的热量不相同
7.(2020七上·滨江月考)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沙子和水,装置如图。下列说法正确的是( )
A. 实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子吸热能力较强
B. 实验中,加热相同的时间,末温低的物质吸热能力强
C. 实验中,将沙子和水加热到相同温度时,它们吸收的热量相同
D. 物体吸热多少是由物质的种类决定的
8.(2020七上·兰溪期中)关于比热,下列说法中,正确的是( )
A. 只要升高相同的温度,比热较大的物质吸收的热量一定多
B. 温度较低的物质比热较小
C. 比热是物质的一种属性,它反映物质吸热或放热本领的大小
D. 物体质量越大,它的比热越大
9.(2020九上·西湖期中)下面关于温度,热量和热能的说法正确的是( )
A. 物体吸收了热量,温度一定会升高
B. 物体温度升高,热能一定会增加
C. 质量相同的两个物体,温度升高的多,所吸收的热量一定多
D. 物体热能增加时,一定是从外界吸收了热量
10.相同质量的水和砂石,吸收了相同的热量后,则( )。
A. 水上升的温度较大 B. 砂石上升的温度较大
C. 水和砂石上升的温度相同 D. 水的温度比砂石的温度高
11.甲、乙两物体的质量相同,若它们吸收相同的热量后升高的温度之比是3∶2,则甲、乙两种物质的比热容之比是( )
A. 2∶3 B. 1∶3 C. 3∶2 D. 3∶4
12.温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,甲的温度高于乙的温度。关于两种液体的质量m甲、m乙及比热容c甲、c乙 , 下列关系式中可能成立的是( )
A. m甲<m乙 , c甲<c乙 B. m甲=m乙 , c甲<c乙
C. m甲<m乙 , c甲=c乙 D. m甲>m乙 , c甲<c乙
13.下列说法正确的是( )
A. 燃料的热值与燃料燃烧情况无关
B. 容易燃烧的燃料的热值一定大
C. 煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多
D. 1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
14.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. 甲物体放出的热量多 B. 乙物体放出的热量多
C. 甲、乙两物体放出的热量一样多 D. 以上情况都有可能
15.小明根据表中所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容/J·(kg·℃)-1
水
4.2×103
水银
0.14×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.9×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
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,故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
16.下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A. 让热水流过散热器供暖 B. 用循环水冷却汽车发动机
C. 沿海地区昼夜温差较小 D. 夏天在房间内洒水降温
17.下列各种情况下比热容会发生变化的是( )
A. 一杯水倒去一半 B. 水凝结成冰
C. 一块铁加工成铁屑 D. 15℃的水变成45℃的水
18.(2020·衢州)将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”,把一瓶饮料放入“冰箱”后,冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示,在两物体温度达到相同之前,下列说法正确的是( )
A. 甲是冰块 B. 乙吸收热量 C. 甲内能增加 D. 乙内能减少
19.(2020·富阳模拟)质量和温度都相同的甲、乙两种物质,用同样的加热器进行加热,它们温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲物质的沸点一定是80℃,乙物质的沸点一定是40℃
B. 0—6min甲比乙吸收的热量多
C. 8—10min甲和乙继续吸热,虽然温度各自保持不变,但甲和乙的内能都不断增加
D. 甲的比热容大于乙的比热容
20.(2020·杭州模拟)炎热的夏日,赤脚踩在沙滩上感觉很烫脚,站在水中感觉凉爽,这是因为( )
A. 水的比热容比沙子大,相同质量的沙和水吸收相等的热量,水的温度变化比沙子小
B. 水的比热容比沙子大,相同质量的沙和水吸收相等的热量,水的温度变化比沙子大
C. 水的比热容比沙子小,相同质量的沙和水吸收相等的热量,水的温度变化比沙子大
D. 水的比热容比沙子小,相同质量的沙和水吸收相等的热量,水的温度变化比沙子小
二、填空题
21.(2021·婺城模拟)2020年6月23日,长征三号火箭将北斗三号全球卫P星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。请回答:
(1)火箭在大气层中高速飞行时,外壳与空气剧烈摩擦,是通过________ 方式使外壳内能增加,温度升高。为防止内部温度过高,火箭采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层;
(2)该火箭助推器主要燃料选用液氢,是因为液氢具有 (填字母编号) 。
A.较大的热值
B.较大的比热容
C.较高的沸点
D.较高的燃点
22.(2020九上·上虞期末)小红在实验室用酒精灯把质量是0.1kg,初温是60°C的水加热到100℃,则水吸收的热量是________J;该过程中是利用了________方式使水的内能增加。[C水=4.2×103J/ (kg·°C)]
23.(2020九上·嘉兴期末)汽车在长距离下坡的过程中如果频繁的高强度使用刹车,会因刹车片过热造成刹车失灵,刹车片发热是由于摩擦导致________,增加,司机要向刹车片喷水降温,水具有极好的降温效果是因为具有较大的________。
24.(2020七上·杭州期末)在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中
⑴实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;
⑵用相同的电加热器加热。当它们加热时间相同时,通过比较________来判断吸热能力的强弱;
⑶通过实验,记录数据如表格所示。从开始加热到分别达到42℃,甲、乙液体吸收热量的关系为Q甲________Q乙。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
⑷分析实验数据可知________物质的吸热能力强。
25.(2020七上·西湖月考)电暖气充入的是比热容小的液体,是为了通电后升温速度________(填“快”或“慢”);而暖手宝要充入比热容大的液体,是为了使它在一次通电加热后可以放出更________(填“多”或“少”)的热量。
26.(2020九上·温州月考)燃气热水器,即开即用,无需等待,受到了多市民的青睐。把质量为4千克,温度为20℃的水加热到60℃,需要吸收热量672000焦,至少需要完全燃烧________m3的天然气。假设天然气燃烧释放的热量全部被水吸收。査阅资料可知:天然气的热值为8.0×107焦/米3。
27.(2020九上·拱墅期中)夏天烈日下爆晒了一天的海滩,发现沙子的温度比海水温度高,说明沙子的比热容________水的比热容(填“大于”、 “小于”或 “等于”)。质量均为2kg,初温均为20℃的水和另一种液体,经同一加热器加热相同时间后,水温度升高到50℃,另一液体温度升高到80℃。那么此过程中水吸收的热量是________。另一种液体的比热容是________J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
28.某同学分别用图甲所示的两个完全相同的电加热器给A.B两杯中的液体加热,绘制它们的温度随时间变化的图像,如图乙所示。
(1)如果A、B两杯中的液体的质量相同,那么________杯中液体的比热较大。
(2)如果A、B两杯中是同种液体,那么________杯中液体的质量较大。
29.物体吸收或放出热的多少叫________,单位为________。物体吸收或放出热的多少除了与________和________有关外,还与________有关。
30.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”)的方法改变水的内能,在标准大气压下,将5kg初温为20℃的水烧开,需要吸收热量________J。[水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
三、实验探究题
31.(2020七上·台州期末)为比较不同物质的吸热能力,小柯利用如图所示的装置进行探究实验。
(1)此实验中,用________表示物体吸收热量的多少。
(2)由实验组 ________可知:质量相同的不同种物质,升高相同的温度吸收的热量不同。
物质
实验组别
质量/g
升高 5℃的加热时间/s
升高 10℃的加热时间/s
砂石
1
50
5
10
2
100
10
20
水
3
50
8
16
4
100
16
32
(3)等质量的水和砂石,加热相同的时间,砂石的温度升高比水快得多,请解释原因________。
32.两个同样的烧杯,内装温度和质量相等的水和液体甲,用同样的酒精灯加热,每隔1min记录一次它们的温度,测得如下数据:
时间/min
0
1
2
3
4
5
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
液体甲温度/℃
20
23
26
29
32
35
回答下列问题:
(1)加热相同的时间,升温快的是________。
(2)如果它们升高相同的温度,________吸收的热量多。
(3)由此可推出c水________ c液(选填“>”“<”或“=”)。
(4)根据以上数据可算出c液=________。
四、解答题
33.森林是一所巨大的天然“氧吧”,因为绿色植物在光合作用下可以放出大量的氧气,小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领,做了如下实验:用一个脸盆装6kg的水,水面的表面积为0.1m2 , 经太阳垂直照射15min,温度升高了1℃。请计算:[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(1)实验时6kg的水吸收了多少热量?
(2)若地表植物接收太阳能的能力与水相等,每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为多少焦耳?
(3)100m2绿地每秒可以放出多少升的氧气?(设绿色植物在光合作用下每吸收103J的太阳能可以放出0.05L的氧气)
34.(2020八上·新昌月考)同学们往往会利用寒暑假外出旅游。寒假,大多会选择去海南岛,那里长夏无冬;暑假则喜欢去海边城市(如大连),那里相比内陆地区更凉爽宜人。请用影响气候因素的知识对上述现象作出解释。
35.(2020九上·西湖月考)如图所示是美的牌电热水壶铭牌,小西用该热水器在额定电压下正常工作,加热1.5L初温为20℃的水直至沸腾(100℃),所需要的的时间为6分钟,试分析:
(1)水所吸收的热量是多少?(C水=4.2×103焦/千克·℃)
(2)此次烧水电热水壶的效率是多少?
(3)随着严冬的到来,小西认为该电热水壶烧水的效率会更低,请你分析原因?
36.(2020九上·下城期中)用两个相同的电加热器同时给质量都为500克、初温都为20℃的水和另一液体加热,两液体的温度随时间变化的图像如图所示。求:
(1)90秒的加热过程中,水吸收的热量为多少?[水的比热容为4.2×103焦/(千克·℃)]
(2)另一液体的比热容为多少?
37.(2020九上·吴兴月考)用燃气灶烧水时,把4.4kg初温为20℃的水加热到100℃,共燃烧了45g天然气(假设天然气完全燃烧)。已知天然气的热值为8.8×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。
(1)烧水过程中,水的内能增加了多少?
(2)烧水过程中,天然气产生了多少的化学能?
(3)燃气灶烧水时转化效率为多少?
38.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中的水加热,烧杯中盛有20℃、质量为100g的水,在一个标准大气压下加热至沸腾,假如完全燃烧酒精3g。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的热值为3.0×107J/kg]求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)此过程中酒精灯烧水的热效率(精确到0.1%)。
(3)科学研究表明:1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量。水开始沸腾后持续观察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。
39.将2kg水的温度升高30℃,至少需完全燃烧多少千克的煤?[c水=4.2×103J/(kg·C),煤的热值为3.0×107J/kg]
五、综合说理题
40. 六盘水近年来大力整治城市环境,开发了明湖湿地公园,修建人工湖,全力打造美丽凉都.作为凉都人,请你用所学知识解释修建人工湖可以调节气温的主要原因.
答案解析部分
一、单选题
1.答案: D
考点:燃料的热值
分析:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值,它表示燃料放热能力的好坏,据此分析判断。
解答:煤是燃料,比较煤的优劣肯定是比较放热本领的大小,比较它的密度、质量和比热容没有任何意义,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
2.答案: C
考点:物理量的单位,密度及其特性,比热容,热量的计算
分析:(1)根据Q=cm△t分析;
(2)根据比热容和密度的意义判断;
(3)根据热传递的条件分析;
(4)根据热量单位的由来分析。
解答:A.根据Q=cm△t可知,一定质量的某种物质,温度降低的越多,放出的热量越多,故A正确不合题意;
B.物质的比热容表示物质的吸放热本领,物体的密度表示质量和体积的比值,二者一样,都是物质本身的一种特性,故B正确不合题意;
C.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故C错误符合题意;
D.焦耳是一个比较小的热量单位,为纪念科学家焦耳而命名的,故D正确不合题意。
故选C。
3.答案: C
考点:比热容
分析:根据Q=cm△t可知,当物质的质量和吸收热量相同时,比热容越大的物质温度变化越小,据此分析判断。
解答:A.沿海地区水的面积较大,而内陆地区主要是泥土。由于水的比热容大于泥土,那么白天时吸热,水上升的温度小;晚上向外放热,水下降的温度小,那么一天中沿海地区的温差就小于内陆地区,故A不合题意;
B.夜间,空气温度下降,由于水的比热容大,因此会放出更多的热量,保证秧苗的温度变化不大,故B不合题意;
C.有人中暑时,在额头上擦冷水,水吸收人体热量而蒸发,从而降低人体温度,与比热容无关,故C符合题意;
D.汽车发动机用水做冷却液,由于水的比热容大,那么可以放出更多的热量,故D不合题意。
故选C。
4.答案: B
考点:热量的计算
分析:水放出的热量等于物体吸收的热量,计算并比较甲乙两个物体升高温度的大小,最后根据公式c=Qm△t比较比热容的大小即可。
解答:由题可知,甲、乙两物体分别放入水中达到热平衡时,水温都是降低5℃,
根据Q=cm△t可知,两物体吸收的热量相同。
达到热平衡时,甲物体升高的温度:△t甲=t水-5℃-t0 , 乙物体升高的温度:△t乙=t水-10℃-t0 ,
可见△t甲>△t乙 ,
根据c=Qm△t 可知,甲的比热容小于乙的比热容。
故选B。
5.答案: D
考点:比热容
分析:根据比热容的定义和特点分析判断。
解答:根据公式Q=cm△t可知,物质的比热容c=Qm△t , 因此比热容等于吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比。因为比热容是物质的一种性质,与质量、温度和热量无关,只与物质种类和状态有关,所以这个比值是个恒量,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
6.答案: D
考点:比热容
分析:根据控制变量法的要求分析判断。
解答:根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和升高的温度相同时,比热容越大的物质吸收的热量越多。因此,如果要探究物质吸收的热量与物质种类的关系,就必须控制物质的种类和温度的变化量相同,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
7.答案: B
考点:比热容
分析:(1)物质的比热容越大,则吸热能力越强;物质的比热容越小,则吸热能力越弱,;
(2)根据公式Q=cm△t可知,当吸收热量和物质的质量相等时,升高的温度与比热容成反比;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和升高温度相同时,比热容越大的物质吸收热量越多;
(4)根据公式Q=cm△t分析物质吸热多少的决定因素。
解答:A.实验中,沙子吸热升温较快,说明的比热容小,即沙子吸热能力较弱,故A错误;
B. 实验中,加热相同的时间,二者吸收相同的热量,根据公式Q=cm△t可知,末温低的物质比热容大,吸热能力强,故B正确;
C. 根据公式Q=cm△t可知,将沙子和水加热到相同温度时,水的比热容大,水吸收的热量多,故C错误;
D. 根据公式Q=cm△t可知,物体吸热多少是由物质的比热容、质量和升高的温度决定的,故D错误。
故选B。
8.答案: C
考点:比热容
分析:(1)根据公式Q=cm△t分析;
(2)(3)(4)比热容是物质本身的一种性质,与吸热、升高的温度和物体质量无关,只与物质的种类和状态有关。
解答:A.根据公式Q=cm△t可知,不同的物质质量相同且升高相同的温度时,比热容大的吸收的热量一定多,题目没有限定质量相同,故A错误;
比热是物质的一种属性,它反映物质吸热或放热本领的大小,与吸热、升高的温度和物体质量无关,只与物质的种类和状态有关。故C正确,而B、D错误。
故选C。
9.答案: B
考点:温度、热量与内能的关系
分析:根据温度、内能和热量的关系分析判断。
解答:A. 物体吸收了热量,温度不一定会升高 ,例如冰吸热熔化,但温度不变,故A错误;
B. 物体温度升高,热能一定会增加,故B正确;
C. 根据公式Q=cm△t可知,吸收热量多少由比热容、质量和升高的温度决定。质量相同的两个物体,温度升高的多,如果比热容较小,那么所吸收的热量也不一定多,故C错误;
D.物体热能增加时,可能是从外界吸收热量,也可能是外界对物体做功,故D错误。
故选B。
10.答案: B
考点:比热容
分析:根据公式Q=cm△t分析判断。
解答:根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量相同且吸收相同的热量时,上升的温度与比热容成反比,即比热容越大,温度升高的越小。因为砂石的比热容远远小于水的比热容,所以砂石升高的温度远远大于水,故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
11.答案: A
考点:热量的计算
分析:根据公式Q=cm△t作比即可。
解答:因为甲、乙物体的质量相同,
所以m甲:m乙=1:1;
它们吸收相同的热量,
那么Q甲:Q乙=1:1;
升高的温度之比为3:2;
那么△t甲:△t乙=3:2;
根据公式Q=cm△t得到:Q甲Q乙=c甲m甲△t甲c乙m乙△t乙;
11=c甲×1×3c乙×1×2;
解得:c甲c乙=23。
故选A。
12.答案: D
考点:热量的计算
分析:根据公式Q=cm△t分析即可。
解答:温度相同的甲、乙两种液体放出相等热量后,
即Q甲=Q乙;
甲的温度高于乙的温度,即△t甲>△t乙;
根据公式Q=cm△t得到:Q甲Q乙=c甲m甲△t甲c乙m乙△t乙;
1=c甲m甲△t甲c乙m乙△t乙;
△t甲△t乙=c乙m乙c甲m甲;
因为△t甲<△t乙 ,
所以:c乙m乙
如果m甲=m乙 , c甲>c乙 , 故B正确;
如果m甲>m乙 , c甲<c乙或c甲>c乙都有可能 , 故D正确。
故选D。
13.答案: A
考点:燃料的热值
分析:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值,与燃料的质量大小无关,只与种类有关。
解答:A.提到热值,肯定指燃料完全燃烧的情形,因此燃料的热值与燃料燃烧情况无关,故A正确;
B.燃料的热值与是否容易燃烧无关,故B错误;
C.煤的热值大于干木柴的热值,那么相同质量燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量多,没有限制质量相同,故C错误;
D.煤的热值与质量无关,故D错误。
故选A。
14.答案: A
考点:热量的计算
分析:根据公式Q=cm△t分析即可。
解答:甲和乙的初温相同,最终都会降低到与冰箱相同的温度,因此温度的变化量△t相同;甲的比热容大于乙,甲的质量也大于乙。根据公式Q=cm△t可知,甲物体放出的热量肯定大于乙放出的热量,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
15.答案: D
考点:比热容
分析:(1)将水银的比热容与铜比较;
(2)将水和冰的比热容比较;
(3)根据公式Q=cm△t分析;
(4)根据公式Q=cm△t计算即可。
解答:A.将水银和铜比较可知,液体的比热容不一定比固体的比热容大,故A错误;
B.将水和冰比较可知,同种物质发生物态变化后,比热容会变化,故B错误;
C.根据公式Q=cm△t可知,由于水的比热容大,故白天海水温度比沙滩低,故C错误;
D.2kg的水温度升高50℃,吸收的热量是:Q=cm△t=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×50℃=4.2×105J,故D正确。
故选D。
16.答案: D
考点:比热容
分析:分析各个选项中现象包含的物理原理即可。
解答:A.水的比热容大,那么它可以释放出更多的热量,让热水流过散热器供暖,可以使温度升高的更多,故A不合题意;
B.水的比热容大,那么它可以吸收更多的热量,用循环水冷却汽车发动机,有利于汽车发动机保持正常工作温度,故B不合题意;
C.水的比热容比沙土大,因此白天吸收热量升温小,晚上放出热量降温小,那么沿海地区比内陆地区昼夜温差较小,故C不合题意;
D.夏天在房间内洒水降温,是因为水汽化吸热,与比热容无关,故D符合题意。
故选D。
17.答案: B
考点:比热容
分析:比热容是物质本身的一种特性,与吸收的热量、本身质量和温度的变好量无关,只与物质的种类和状态有关。
解答:A.一杯水倒去一半,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故A不合题意;
B.水凝结成冰,水的状态改变,比热容变化,故B符合题意;
C.一块铁加工成铁屑,铁的种类和状态不变,比热容不变,故C不合题意;
D.15℃的水变成45℃的水,水的种类和状态不变,因此比热容不变,故D不合题意。
故选B。
18.答案: B
考点:温度、热量与内能的关系
分析:①在热传递的过程中,高温物体放出热量,温度降低;低温物体吸收热量,温度升高;
②放出热量,内能减少;吸收热量,内能增大。
解答:饮料原来的温度高,放出热量,降低温度,因此甲是饮料;冰块原来的温度低,吸收热量,升高温度,因此乙是冰块,故A错误;
乙是冰块,吸收热量,故B正确;
甲是饮料,放出热量,内能减少,故C错误;
乙吸收热量,内能增多,故D错误。
故选B。
19.答案: C
考点:比热容
分析:(1)液体到达沸点,晶体到达熔点时,继续吸热,温度都保持不变;
(2)加热器相同,即相同的时间内产生相同的热量;
(3)物质吸收热量,内能增大;放出热量,内能减少;
(4)根据公式Q=cm△t可知,当质量和吸收相同的热量时,物体的比热容与升高的温度成反比。
解答:A.甲在80℃,乙在40℃时,继续吸热温度不变,那么这两个温度可能是它们的沸点,也可能是它们的熔点,故A错误;
B.0~6min时,甲和乙吸收的热量一样多,故B错误;
C.8~10min时,甲和乙继续吸热,那么它们的内能不断增大,故C正确;
D.当加热6min时,甲升高的温度大于乙升高的温度,即△t甲>△t乙。根据公式Q=cm△t可知,甲的比热容小于乙的比热容,故D错误。
故选C。
20.答案: A
考点:比热容
分析:根据公式Q=cm△t可知,当热量和质量相同时,物质升高的温度与比热容成反比,据此分析判断。
解答:炎热的夏日,赤脚踩在沙滩上感觉很烫脚,站在水中感觉凉爽,这是因为:水的比热容比沙子大,相同质量的沙和水吸收相等的热量,水的温度变化比沙子小,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
二、填空题
21.答案: (1)做功
(2)A
考点:能量及其存在的不同形式,能量的相互转化和转移,燃料的热值
分析:(1)改变物体的内能有两种方式:做功和热传递;
(2)液态氢作燃料,是因为它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的燃料,液态氢燃烧时放出的热量会更多。
解答:(1)根据关键词“外壳与空气剧烈摩擦”可以知道,是摩擦生热,具体即为通过做功的形式改变物体内能;
(2)助推器很明显需要大量的能量,氢气的热值相对较高,燃烧后能够产生大量的能量,为火箭的运行提供动力。
故答案为:(1) 做功 ;(2)A
22.答案: 1.68×104 ;热传递
考点:物体内能的改变方法,热量的计算
分析:根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)改变物体内能的方式:①做功;②热传递。
解答:(1)水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/ (kg·°C)×0.1kg×(100℃-60℃)=1.68×104J。
(2)该过程中,酒精灯火焰的内能转移到水里,从而使水的内能增大,因此利用了热传递的方式使水的内能增加。
23.答案: 内能;比热容
考点:物体内能的改变方法,比热容
分析:(1)刹车片受到摩擦,将机械能转化为自身的内能,从而使内能增大;
(2)根据Q=cm△t可知,质量相等的不同物质升高相同的温度时,水的比热容大,吸收的热量更多,具有更好的降温效果。
解答:(1)汽车在长距离下坡的过程中如果频繁的高强度使用刹车,会因刹车片过热造成刹车失灵,刹车片发热是由于摩擦导致内能增加;
(2)司机要向刹车片喷水降温,水具有极好的降温效果是因为具有较大的比热容。
24.答案: 升高的温度;<;甲
考点:比热容
分析:(2)根据W=Pt可知,相同的加热器加热相同的时间,那么两种液体吸收相同的热量。根据Q=cm△t可知,当液体的质量和吸收热量相同时,液体的吸热能力与温度的变化量成反比;
(3)从表格中找到加热到42℃时的时间,通过比较时间确定吸收热量的大小关系;
(4)根据(2)中的方法比较吸热本领的大小。
解答:(2)用相同的电加热器加热。当它们加热时间相同时,通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱;
(3)根据表格可知,甲升高到42℃用了3min,而乙升高到42℃用了4min,因此吸收的热量Q甲 (4)根据表格可知,加热2min时,甲升高了:38℃-30℃=8℃,乙升高了:26℃-10℃=16℃,即△t甲<△t乙。根据Q=cm△t可知,c甲>c乙 , 即甲的吸热本领大。
25.答案: 快;多
考点:比热容
分析:(1)根据公式Q=cm△t可知,当质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高的温度与比热容成反比,即比热容越小,温度升高的越快;
(2)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质降低相同的温度时,放出的热量与比热容成正比,即比热容越大,放出的热量越多。
解答:(1)电暖气充入的是比热容小的液体,是为了通电后升温速度快;
(2)而暖手宝要充入比热容大的液体,是为了使它在一次通电加热后可以放出更多的热量。
26.答案: 0.0084
考点:燃料的热值
分析:根据公式V=Qq计算需要完全燃烧的天然气的体积。
解答:需要完全燃烧的天然气的体积V=Qq=672000J8.0×108J/m3=8.4×10-3m3。
27.答案: 小于;2.52×105;2.1×103
考点:比热容,热量的计算
分析:(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相等的不同物质吸收相同的热量时,升高的温度与比热容成反比,即比热容大的升高温度小。
(2)根据Q吸=c水m水△t水计算出水吸收的热量,另一种液体吸收的热量与其相等,再根据c=Q吸m液×△t液计算出液体的比热容即可。
解答:(1)夏天烈日下爆晒了一天的海滩,发现沙子的温度比海水温度高,说明沙子的比热容小于水的比热容。
(2)水吸收的热量Q吸=c水m水△t水=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(50℃-20℃)=2.52×105J;
另一种液体的比热容:c=Q吸m液×△t液=2.52×105J2kg×(80℃-20℃)=2.1×103J/(kg·℃)。
28.答案: (1)B
(2)B
考点:比热容
分析:(1)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质升高相同的温度时,比热容越大,吸收的热量越多;
(2)根据公式Q=cm△t可知,同种物质升高相同的温度,质量越大,吸收的热量越多。
解答:(1)根据乙图可知,A和B都从20℃升高到80℃时,B需要加热20min,A需要加热10min,因此B吸收的热量多。根据公式Q=cm△t可知,当二者质量相同时,B的比热容大;
(2)根据乙图可知,A和B都从20℃升高到80℃时,B需要加热20min,A需要加热10min,因此B吸收的热量多。根据公式Q=cm△t可知,当二者比热容相同时,B的质量更大。
29.答案: 热量;焦耳;物体的质量;温度的变化量;物质的种类
考点:热量的计算
分析:(1)根据热量的定义和单位解答;
(2)根据公式Q=cm△t分析物体吸收或放出热量的多少的影响因素。
解答:(1)物体吸收或放出热的多少叫热量,单位为焦耳。
(2)物体吸收或放出热的多少除了与物体的质量和温度的变化量有关外,还与物质的种类有关。
30.答案: 热传递;1.68×106
考点:物体内能的改变方法,热量的计算
分析:(1)改变物体内能的方式:①做功;②热传递;
(2)根据公式Q=cm△t计算水烧开吸收的热量即可。
解答:(1)用天然气灶烧水的过程,其实就是将火焰的热量传递给水的过程,因此是通过热传递的方法改变水的内能;
(2)水烧开吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J。
三、实验探究题
31.答案: (1)加热时间长短
(2)1、3(或 2、4)
(3)相同质量的水和砂石,吸收了相同的热量, 由于砂石比热小于水,所以砂石升高的温度较高。
考点:比热容
分析:(1)在实验中,使用相同的酒精灯进行加热,那么相同的时间内酒精灯放出相同的热量,那么相同的时间内物质吸收的热量相等。
(2)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(3)根据公式Q=cm△t可知,质量相同的不同物质吸收相同的热量时,升高的温度与物质的比热容成反比,据此分析判断。
解答:(1)此实验中,用加热时间长短表示物体吸收热量的多少。
(2)探究吸收热量的多少与物质种类的关系时,必须控制质量和升高的温度相同而改变物质的种类,故选1、3(或2、4);
(3)等质量的水和砂石,加热相同的时间,砂石的温度升高比水快得多,原因是:相同质量的水和砂石,吸收了相同的热量, 由于砂石比热小于水,所以砂石升高的温度较高。
32.答案: (1)液体甲
(2)水
(3)>
(4)2800J/(kg·℃)
考点:比热容,热量的计算
分析:(1)挑选一个加热时间,然后比较二者温度的高低,温度高的升温快;
(2)加热时间越长,吸收的热量越多,根据表格比较二者都升高到26℃时加热时间的长短即可;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比,据此比较比热容的大小;
(4)根据表格数据,求出升高相同的温度时二者吸收热量之比,然后再用公式Q=cm△t计算液体的比热容。
解答:(1)根据表格可知,当加热1min时,水升高到22℃,甲升高到23℃,可见,升温快的是甲液体;
(2)根据表格可知,同样都升高到26℃时,水需要加热3min,甲需要加热2min,因此如果它们升高相同的温度,水吸收的热量多;
(3)根据公式Q=cm△t可知,当液体的质量和升高的温度相同时,吸收的热量与比热容成正比。根据(2)中数据可知,水吸收的热量多,那么水的比热容大,即c水>c液;
(4)根据(2)中数据可知,当升高相同的温度时,水和液体甲吸收的热量之比:Q水:Q液=3min:2min=3:2。根据公式Q=cm△t得到:Q水Q液=c水m水△t水c液m液△t液=c水c液;
32=4.2×103J/kg·℃c液;
解得:c液=2.8×103J/(kg·℃)。
四、解答题
33.答案: (1)实验时6kg水吸收的热量为Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×6kg×1℃=2.52×104J。
(2)每平方米水每秒吸收的太阳能为 2.52×104J0.1×15×60 =280J,
由于地表植物接收太阳能的能力与水相等,所以每平方米绿色植物每秒接收的太阳能为280J。
(3)100m2绿地每秒可以放出氧气 100m2×280J/(m2⋅s)×1s103J ×0.05L=1.4L。
考点:热量的计算
分析:(1)根据公式Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)每平方米水每秒吸收的太阳能=Q表面积×时间;
(3)首先根据每平方米绿地每秒吸收的太阳能×面积×时间计算出绿地吸收的太阳能,再根据太阳能103J计算出放出氧气的体积。
34.答案: 答:海南长夏无冬是因为纬度低,太阳辐射强;大连与内陆相比更凉爽是海陆分布造成,陆地土壤比热容小于海洋水的比热容。
考点:比热容,影响气候的因素
分析:影响气候的因素主要有纬度因素、海陆因素、地形地势因素、洋流因素及人类活动。
解答:海南岛纬度较低,太阳辐射强,气温高,所以海南岛长夏无冬, 由于水的比热容比沙石或陆地土壤的比热容大,大连与内陆相比更凉爽。
故答案为:海南长夏无冬是因为纬度低,太阳辐射强;大连与内陆相比更凉爽是海陆分布造成,陆地土壤比热容小于海洋水的比热容
35.答案: (1)热水壶内水的质量m=ρV=103kg/m3×1.5×10-3m3=1.5kg;
水吸收的热量为:Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)=5.04×105J。
(2)电水壶消耗的电能W=Pt=1800W×(60s×6)=648000J;
那么电热水壶的效率:η=QW=5.04×105J64800J=82.9%。
(3)随着严冬的到来,小西认为该电热水壶烧水的效率会更低,原因可能为:环境温度降低,烧水时对外散热更多,水所吸收的热量不变,所以效率降低。
考点:能量利用效率,热量的计算
分析:(1)首先根据m=ρV计算热水壶内水的质量,再根据Q=cm△t计算水吸收的热量;
(2)首先根据W=Pt计算出消耗的电能,再根据公式η=QW计算电热水壶的效率。
(3)冬季的气温低,电水壶向外散热更多,从这个角度分析效率降低的原因。
36.答案: (1)水吸收的热量为:Q=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(50℃-20℃)=6.3×104J;
(2)未知液体吸收的热量Q'=Q=6.3×104J;
那么这种液体的比热容为:c'=Q'm'(t'-t0')=6.3×104J0.5kg×(90℃-20℃)=1.8×103J/(kg•℃)。
考点:热量的计算
分析:(1)根据公式Q=cm(t-t0)计算水吸收的热量;
(2)90s内水吸收的热量与未知液体吸收的热量相同,根据公式c'=Qm'(t'-t0')计算液体的比热容。
37.答案: (1)Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2.2kg×(100℃-20℃)=7.392×105J
(2)Q放=mq=45×10-3kg×4.4×107J/kg=1.98×106J
(3)η= Q吸Q放 ×100%= 7.392×105J1.98×106J ×100%=37.3%
考点:能量利用效率,热量的计算,燃料的热值
分析:(1)根据公式Q吸=cm(t-t0)计算水的内能的增加量;
(2)根据公式Q=mq计算天然气放出的化学能;
(3)根据公式 η=Q吸Q放 计算燃气灶烧水时的转化效率。
38.答案: (1)水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J。
(2)3g酒精完全燃烧释放的热量Q放=mq=3×10-3kg×3.0×107J/kg=9×104J,酒精灯烧水的热效率η= Q吸Q放 ×100%= 3.36×104J9×104J ×100%≈37.3%。
(3)1g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收2.26×103J的热量,则5g100℃的水汽化成同温度的水蒸气需要吸收的热量Q=5g×2.26×103J/g=1.13×104J。
考点:能量利用效率,热量的计算,燃料的热值
分析:(1)根据公式Q吸=cm(t-t0)计算水吸收的热量;
(2)根据公式Q放=mq计算酒精燃烧放出的热量,然后根据公式 η=Q吸Q放 计算酒精灯烧水的热效率;
(3)水蒸气需要吸收的热量=1g水蒸发吸收的热量×水的质量。
39.答案: 2kg水的温度升高30℃,需吸收热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×30℃=252000J;由Q吸=Q放=mq得,m= Q吸q=252000J3.0×107J/kg =8.4×10-3kg,即至少需完全燃烧8.4×10-3kg的煤。
考点:热量的计算
分析:首先根据Q吸=c水m水Δt水计算出水吸收的热量,再根据Q吸=Q放计算煤放出的热量,最后根据m=Q放q计算燃烧煤的质量即可。
五、综合说理题
40.答案: 答:因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,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.
考点:比热容
分析:修建人工湖和内河,使该地区含水量增多,因为水的比热容较大,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.
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