5. 将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整的石蜡上。经过足够长时间后,观察到如图14 - 4所示的现象。由此说明三块金属的比热容的情况是( )。


A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.一样大

C

【解析】
三块金属质量相同、初温相同，放到石蜡上后最终末温相同（等于石蜡的温度），即降低的温度Δt相同。石蜡熔化越多，说明金属放出的热量Q放越多。根据放热公式Q放=cmΔt，在m和Δt相同的情况下，Q放越大，比热容c越大。由图可知丙使石蜡熔化最多，放出热量最多，所以丙的比热容最大。
【答案】
C
【知识点】
比热容的应用、放热公式
【点评】
本题通过石蜡熔化程度判断金属放热多少，考查比热容相关知识，关键是灵活运用放热公式分析问题。
【难度系数】
0.6

6. 用稳定的热源给一个物体均匀加热,得到它的熔化图像如图14 - 5所示。该物体在固态时的比热容与在液态时的比热容之比是( )。

A.$1:2$
B.$1:1$
C.$1:4$
D.$2:1$

C

【解析】
设稳定热源每分钟提供的热量为$ Q $，物体质量为$ m $。
由图像可知：
固态阶段：加热时间$ t_1=1\min $，物体吸收热量$ Q_1=Q $，温度升高$ \Delta t $，根据吸热公式$ Q=cm\Delta t $得：$ Q = c_{\mathrm{固}}m\Delta t $ ①
液态阶段：加热时间$ t_2=2\min $，物体吸收热量$ Q_2=2Q $，温度升高$ \Delta t $，同理得：$ 2Q = c_{\mathrm{液}}m\Delta t $ ②
将①②两式相比，可得：
$ \frac{c_{\mathrm{固}}}{c_{\mathrm{液}}} = \frac{Q}{2Q} = \frac{1}{4} $
即固态与液态比热容之比为$ 1:4 $。
【答案】
C
【知识点】
比热容的计算、晶体熔化图像分析
【点评】
本题结合晶体熔化图像考查比热容的计算，关键是从图像中提取加热时间（对应吸收热量的多少）和温度变化的信息，灵活运用吸热公式$ Q=cm\Delta t $推导分析，需要学生具备图像信息提取与公式变形的能力。
【难度系数】
0.3

7. 砂石的比热容为$0.92×10^{3}J/(kg·°C)$,它表示质量为________的砂石,温度每升高$1°C$所吸收的热量为________。当质量为$30kg的砂石放出8.28×10^{4}J$的热量后,其温度将降低________。

1kg
0.92×10³J
3℃

【解析】
1. 根据比热容的定义，砂石的比热容$0.92×10^{3}J/(kg·°C)$表示质量为1kg的砂石，温度每升高$1°C$所吸收的热量为$0.92×10^{3}J$。
2. 已知砂石放出的热量$Q_{放}=8.28×10^{4}J$，质量$m=30kg$，比热容$c=0.92×10^{3}J/(kg·°C)$，由放热公式$Q_{放}=cmΔt$变形可得温度降低值：
$\Delta t=\frac{Q_{放}}{cm}=\frac{8.28×10^{4}J}{0.92×10^{3}J/(kg·°C)×30kg}=3°C$。
【答案】
1kg；$0.92×10^{3}J$；$3°C$
【知识点】
比热容的定义；放热公式应用
【点评】
本题考查比热容的物理意义及放热公式的计算，属于基础题型，需掌握比热容定义并能熟练运用热量公式进行简单计算。
【难度系数】
0.8

8. 美丽的鄂州“襟江抱湖枕名山”,素有“百湖之市”的美誉。市区及周边的湖泊,可以大大减弱该地区的“热岛效应”,这利用了水的________大的特性。

比热容

【解析】
水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化较小，能有效调节周围环境的气温，从而大大减弱该地区的“热岛效应”。
【答案】
比热容
【知识点】
水的比热容特性
【点评】
本题考查比热容的实际应用，将物理知识与生活现象相结合，体现了物理来源于生活、服务于生活的理念。
【难度系数】
0.8

9. 质量为$400g$的铜块和质量未知的铅块吸收相同的热量后,升高的温度之比为$4:3$。求此铅块的质量。$[c_{铜} = 0.39×10^{3}J/(kg·°C),c_{铅} = 0.13×10^{3}J/(kg·°C)]$

解：已知$m_{铜}=400\ g=0.4\ kg$，$Q_{铜}=Q_{铅}$，$\Delta t_{铜}:\Delta t_{铅}=4:3$，$c_{铜}=0.39×10^{3}\ J/(kg·^{\circ}C)$，$c_{铅}=0.13×10^{3}\ J/(kg·^{\circ}C)$。 由$Q=cm\Delta t$得$Q_{铜}=c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}$，$Q_{铅}=c_{铅}m_{铅}\Delta t_{铅}$。 因为$Q_{铜}=Q_{铅}$，所以$c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}=c_{铅}m_{铅}\Delta t_{铅}$，则$m_{铅}=\frac{c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}}{c_{铅}\Delta t_{铅}}$。 代入数据：$m_{铅}=\frac{0.39×10^{3}×0.4×4}{0.13×10^{3}×3}=1.6\ kg$。 1.6 kg

【解析】
已知$m_{铜}=400\ g=0.4\ kg$，$Q_{铜}=Q_{铅}$，$\Delta t_{铜}:\Delta t_{铅}=4:3$，$c_{铜}=0.39×10^{3}\ J/(kg·°C)$，$c_{铅}=0.13×10^{3}\ J/(kg·°C)$。
由热量计算公式$Q=cm\Delta t$可得：$Q_{铜}=c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}$，$Q_{铅}=c_{铅}m_{铅}\Delta t_{铅}$。
因为$Q_{铜}=Q_{铅}$，所以$c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}=c_{铅}m_{铅}\Delta t_{铅}$，变形可得$m_{铅}=\frac{c_{铜}m_{铜}\Delta t_{铜}}{c_{铅}\Delta t_{铅}}$。
代入数据计算：$m_{铅}=\frac{0.39×10^{3}×0.4×4}{0.13×10^{3}×3}=1.6\ kg$。
【答案】
1.6 kg
【知识点】
热量计算公式应用、比热容相关计算
【点评】
本题考查热量计算公式$Q=cm\Delta t$的灵活运用，解题时需注意单位统一，通过吸收热量相等的条件建立等式求解未知量，属于基础的热学计算题型。
【难度系数】
0.7

10. 在探究“比较不同物质吸热能力”实验中,用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上,如图14 - 6(a)所示。温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触,通过温度传感器分别测量试管内液体的温度,两个温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。

(1)实验中,应控制甲、乙两种液体的________(选填“体积”或“质量”)相等。
(2)实验中,物质吸热的多少是通过________来反映的。
(3)甲、乙两种液体温度随时间变化的关系如图14 - 6(b)所示。分析图像可知,________的吸热能力强。
(4)若甲、乙两种液体中,乙是水,则甲的比热容是________$J/(kg·°C)$。

（1）质量；（2）加热时间；（3）乙；（4）2.1×10³
质量
加热时间
乙
2.1×10³

【解析】
1. 第(1)问：探究不同物质的吸热能力时，需采用控制变量法，要控制两种液体的质量相等（若控制体积相等，因不同物质密度不同，质量会存在差异，无法保证实验变量唯一），故填“质量”。
2. 第(2)问：实验中使用相同的红外加热器，相同时间内两种液体吸收的热量相同，因此物质吸热的多少可以通过加热时间来反映，这是转换法的应用，故填“加热时间”。
3. 第(3)问：由图(b)可知，相同加热时间内（吸收相同热量），乙液体升温较慢，根据比热容的物理意义，升温慢的物质吸热能力更强，故乙的吸热能力强。
4. 第(4)问：由图可知，加热8min时，甲的温度变化$\Delta t_{甲}=60° C - 20° C=40° C$，乙的温度变化$\Delta t_{乙}=40° C - 20° C=20° C$；甲、乙吸收的热量$Q$相同，质量$m$相同，根据$Q=cm\Delta t$，可得$c_{甲}m\Delta t_{甲}=c_{乙}m\Delta t_{乙}$，则$c_{甲}=\frac{\Delta t_{乙}}{\Delta t_{甲}}c_{乙}$。已知乙是水，$c_{乙}=4.2×10^3 J/(kg·° C)$，代入得$c_{甲}=\frac{20° C}{40° C}×4.2×10^3 J/(kg·° C)=2.1×10^3 J/(kg·° C)$。
【答案】
(1) 质量
(2) 加热时间
(3) 乙
(4) $2.1×10^3$
【知识点】
1. 控制变量法
2. 转换法
3. 比热容的计算
【点评】
本题是探究不同物质吸热能力的经典实验题，综合考查了控制变量法、转换法的应用，以及利用比热容公式进行定量计算，需要学生结合图像分析实验数据，理解比热容的物理意义，注重对实验探究能力和公式应用能力的考查。
【难度系数】
0.7