12.3研究物质的比热容1、关于比热客,下列说法中正确的是()A.物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关B.物体的比热容与物体的温度有关C.物体的比热容与跟物体的质量有关D.物体的比热容是物体的一种属性,与温度、质量都没有关系答案:D解析:比热容是物质本身的性质,反映了物质吸、放热的能力,与温度、质量无关,所以B、C错误;比热容可以用单位质量的某种物质升高或降低1℃时吸收或放出的热量表示,A选项中没有单位质量和升降1℃条件,所以不正确。选D。2、下列说法正确的是()A.两杯水温度相同,内能也一定相同B.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递C.由于水的比热容大,工厂里的冷却塔通常用水作为冷却物质D.质量、初温相同的水和煤油放出相同热量后,水的温度高于煤油的温度答案:CD解析:内能不仅与温度有关,还与物体的质量、状态有关,故A错误;热量总是从温度高的物体传向温度低的物体,而不是从内能大的物体传向内能小的物体,B错误;因为水的比热容较大,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水来做冷却物质,C正确;质量相同的水和煤油放出相同热量后,水的比热容大,降低的温度少,在初温相同的情况下水的末温高于煤油的末温,D正确。选CD。3、下列说法不正确的是( )A.船闸是利用连通器原理工作的B.海洋比陆地昼夜温差小是因为水的比热容大C.人在高山上呼吸困难是因为高山上气压比山下气压高D.并行的船不能靠得太近是因为流体中流速越大的位置压强越小答案:C解析:船闸的闸室分别与上游和下游构成连通器,故A正确;因为水的比热容大,在同等情况下吸、放热时,海洋与陆地相比温度变化较小,故B正确;人在高山上呼吸困难是因为高山上气压比山下气压低,故C错误;并行的船不能靠得太近是因为流体中流速越大的位置压强越小,中间压强小,两侧压强大,会将船向中间挤压,从而造成事故,故D正确。故选C。4、炎热的夏天,小明在小河边游玩时发现:沙滩上的的石头热得烫脚,而河水却比较凉,其主要原因是()A.水吸收的热量少,因此河水比岸上石头的温度低B.水的比热容比石头的大,在受到太阳同样照射的情况下,水升高的温度少C.石头的吸热能力强,因此石头升温快D.这是小明的错觉造成的,实际上岸上石头与水的温度相同答案:B解析:质量相同的水和石头吸收相同热量后,水的比热容大,升高的温度少,人会感到石头比较热,而水比较凉。选B。5、农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,这是因为水()
A.密度大B.比热容大C.温度高D.热膨胀大答案:B解析:质量相同的水和石头放出相同热量后,水的比热容大,降低的的温度少,保持秧田夜间的温度不至于太低,选B。6、水与我们的生活息息相关,下列有关水的物理量间的关系图线中,正确的是( )A.B.C.D.答案:D
解析:水的压强与深度成正比,故A错误;密度是物质的特性,只与物质的种类、状态和温度有关,与物体的体积和质量无关,故BC错误;水的比热容是它自身的特性,不随温度的变化而变化,故D正确。选D。7、下列物质的比热容发生改变的是()A.一杯水倒掉半杯B.水凝固成冰C.0℃的水变成4℃的水D.将铁块锉成铁球答案:B解析:比热容是物质本身的特性,与物质种类、状态有关,与质量、温度无关。所以ACD中比热容都不会改变,水凝固成冰状态发生了变化,所以比热容也会随之改变。选B。8、铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量,则( )A.铜块的末温高B.铁块的末温高C.铜块的温度降低得多D.铁块的温度降低得多答案:BC解析:根据公式Q=cm△t可知,△t=,当Q和m一定时,△t与c成反比。所以,铁的比热容大,铁的温度降低的少,末温高,铜的比热容小,铜降低的温度多。选BC。9、质量相等的铜和铝(C铜<C铝),放出相等的热量后相互接触,内能将( )A.一定从铜传给铝B.一定从铝传给铜C.不会发生热传递D.不能确定是否发生热传递答案:D解析:热传递是否发生甚至传递内能的方向,取决于两物体接触时的温度,而根据题目条件,仅可推出两金属块放出相等热量后降低的温度多少,而不知它们降温前的初温高低,所以无法得到降温后的末温高低,也就不知道它们相互接触前的初温,无法确定是否发生热传递及其方向。因此选D。10、一杯热水逐渐变凉了,则()A.水的内能不变B.水内部分子无规则运动速度变小C.水含有的热量减小D.水的比热容减小答案:B解析:水的内能随温度的降低而减小,故A错误;温度降低表明水分子无规则运动速度减小,B正确;热量是过程量,不能说“含有”热量,C错误;比热容是水的特性之一,不随温度的变化而变化,D错误。选B。11、用高压锅烧水,拧紧锅盖后水温缓慢上升,在水烧开前,锅内水的()A.体积变小B.内能变大C.密度变大D.比热容变小
答案:B解析:水的体积随温度的升高而增大,故A错误;水的内能随温度的升高而增大,B正确;水的质量不变而体积增大,所以密度减小,故C错误;比热容与温度无关,保持不变,故D错误。选B。12、同种物质做成的甲、乙金属块的质量之比为2:1,降低相同的温度后,甲、乙两金属块的比热容之比和放出的热量之比分别是()。A.1:1,2:1B.2:1,1:1C.1:1,1:2D.1:2,1:1答案:A解析:根据题目条件,同种物质,所以c相同,它们降低相同的温度,△t相同。根据公式Q=cm△t可知,Q和m成正比,甲、乙金属块的质量之比为2:1,所以它们放出的热量之比也是2:1,所以选A。13、根据下表中给出的物质的比热容,判断下列说法正确的是()几种物质的比热容[J/(kg·℃)]水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103蓖麻油1.8×103煤油2.1×103砂石0.92×103铝0.88×103铜0.39×103干泥土0.84×103水银0.14×103钢铁0.46×103铅0.13×103A.制作体温计常用水银做介质,原因之一是水银的比热容小B.由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好C.由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大D.质量相同的铜和铅,升高相同的温度,铅吸收的热量多答案:AC解析:水银的比热容小,与等质量的其他物质相比,吸收相同的热量,升高的温度多,用作体温计的测温介质更灵敏,故A正确;由于在吸热升温之前,冰先熔化成同温度的水时要吸收更多的热量,所以冷却食品时0℃的冰效果好,故B错误;根据公式Q=cm△t可知,△t=Q/cm,当Q和m一定时,△t与c成反比,也就是以比热容较小的砂石为主的内陆地区温度变化较沿海大,C正确;根据公式Q=cm△t可知,在m△t相同时,铜的比热容大,铜吸收的热量多,故D错误。选AC。14、下表列出的是某内陆城市和沿海城市两地的气温情况。根据气温变化情况作出的判断和判断依据正确的是()2015年7月25日城市甲晴28~32℃城市乙晴26~36℃A.城市甲是内陆城市,依据是水的比热容较大 B.城市乙是内陆城市,依据是砂石的比热容较大 C.城市甲是沿海城市,依据是水的比热容较大 D.城市乙是沿海城市,依据是水的比热容较大
答案:C解析:根据公式Q=cm△t可知,△t=,当Q和m一定时,△t与c成反比,从表中看出,城市甲温度变化较城市乙小,说明城市甲的组成物质比热容大,靠近比热容较大的沿海,城市甲为沿海城市。选C。15、两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示,则()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,甲液体温度升高的比乙液体温度升高的多答案:D解析:用同一热源分别加热,加热时间相同,两种液体吸收的热量也就相同,所以C错误;从图中看出,等质量的两种液体,加热时间相同(也就是吸收热量相同)时,甲升高的温度多,再根据比热容的定义,甲的比热容小于乙的比热容,故A错误;看图可知,升高相同的温度时,乙的加热时间大于甲的加热时间,也就是乙吸收的热量多一些,故B错误;选D。二、填空题16、质量相等的水和干沙子吸收相等的热量时,升高的温度_______,若升高相同的温度,吸收的热量_______.说明了质量相同的不同物质的吸热能力是_______的.为了描述物质的这种性质,物理学中引入了_______这个物理量.答案:不同不同不同比热容解析:物体吸热的多少不仅与质量和升高的温度有关,还与物质的种类有关:质量相等的水和干沙子吸收相等的热量时,升高的温度不同;若升高相同的温度,吸收的热量不同。所以引入比热容用以描述物质的吸热能力这一特性。17、水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是,若水结成冰,则它的比热容(填“变大”“变小”或“不变”)。答案:1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J变小解析:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是:1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。比热容随物质的状态的改变而改变,水结成冰后,比热容变小。18、用一热水器将质量为1kg的水从20℃加热到30℃,水吸收的热量是J。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]答案:4.2×104解析:水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(30℃-20℃)=4.2×104J。19、小强将质量为2kg的水从28℃加热至沸腾时,测得水温为98℃,由此可知当地大气压 小于(选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压;水吸收的热量是J.[c水=4.2×103
J/(kg•℃)]答案:小于5.88×105解析:(1)水的沸点是98℃,低于100℃,说明当地的大气压小于标准大气压;(2)水吸收的热量:Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(98℃﹣28℃)=5.88×105J。三、解答题20、冬天用空调将室温从2℃调升至22℃,至少需要热量?[室内空气质量为60kg,空气的比热容为1000J/(kg·℃)]答案:1.2×106J解析:空气至少需要吸热:Q吸=cm(t﹣t0)=1×103J/(kg•℃)×60kg×(22℃﹣2℃)=1.2×106J。21、在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中:(1)小丽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(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,分别加热相同的时间,比较水和煤油,得出结论。(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)答案:(1)A确保用外焰加热(2)升高的温度(3)①用“水浴法”加热,受热均匀,不需搅拌;②用同一热源加热,确保相同时间内提供的热量相等;③便于控制相同的加热时间,以同时比较水和煤油升温的快慢。22、体积为1×10-3m3的水质量是多少?这些从30℃加热到80℃要吸收多少的热量?答案:1kg2.1×105J解析:由密度公式变形m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg吸收的热量Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(80℃-30℃)=2.1×105J23、某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求(1)天然气完全燃烧放出的热量;(2)水吸收的热量;(3)该热水器工作的效率。答案:(1)3.2×107J(2)1.26×107J(3)39.4%
解析:(1)Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J(2)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J(3)η=Q吸/Q放=1.26×107J/3.2×107J=39.4%.24、小明和家人在郊外野餐,用木炭烧水.铁锅内装有5kg水,把水从18℃加热至98℃,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃).如果木炭的热值为3.4×107J/kg,它燃烧放出的热有10%被水吸收。求:(1)在这个过程中水吸收的热量;(2)在这个过程中用掉多少木炭。答案:(1)1.68×106J(2)0.49kg解析:(1)吸收的热量Q吸=cm(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×5kg×(98℃﹣18℃)=1.68×106J;(2)由η=得,Q放===1.68×107J,由Q放=mq得:需要的木炭m