6.根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,对于同一物态的某种物质(
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度的变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
D
)A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度的变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
答案
6. D
解析
【分析】
本题考查比热容的特性,比热容是物质的固有特性,仅与物质的种类和物态有关,与吸收/放出的热量、质量、温度变化量均无关。公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$是比热容的计算式,而非决定式,不能将其理解为比热容与Q、m、Δt成比例关系,需逐一分析选项判断正确性。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:比热容是物质的固有特性,与吸收或放出的热量无关,不能说比热容跟热量成正比,A错误;
2. 选项B:比热容与物质的质量无关,不能说比热容跟质量成反比,B错误;
3. 选项C:比热容与温度的变化量无关,不能说比热容跟温度的变化量成反比,C错误;
4. 选项D:对于同一物态的某种物质,比热容$c$是定值,因此吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积(即$m\Delta t$)之比(也就是$c$)是个恒量,D正确。
【答案】
D
【知识点】
比热容的特性、比热容的定义式
【点评】
本题核心是区分比热容的计算式与决定式,明确比热容是物质的固有特性,不受Q、m、Δt的影响,需避免错误的比例关系判断,属于基础概念题。
【难度系数】
0.3
本题考查比热容的特性,比热容是物质的固有特性,仅与物质的种类和物态有关,与吸收/放出的热量、质量、温度变化量均无关。公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$是比热容的计算式,而非决定式,不能将其理解为比热容与Q、m、Δt成比例关系,需逐一分析选项判断正确性。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:比热容是物质的固有特性,与吸收或放出的热量无关,不能说比热容跟热量成正比,A错误;
2. 选项B:比热容与物质的质量无关,不能说比热容跟质量成反比,B错误;
3. 选项C:比热容与温度的变化量无关,不能说比热容跟温度的变化量成反比,C错误;
4. 选项D:对于同一物态的某种物质,比热容$c$是定值,因此吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积(即$m\Delta t$)之比(也就是$c$)是个恒量,D正确。
【答案】
D
【知识点】
比热容的特性、比热容的定义式
【点评】
本题核心是区分比热容的计算式与决定式,明确比热容是物质的固有特性,不受Q、m、Δt的影响,需避免错误的比例关系判断,属于基础概念题。
【难度系数】
0.3
7. 提升题 利用图3甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况,使用相同的电加热器分别对水和食用油加热,图3乙为得到的温度随时间变化的图像。已知$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$。下列说法正确的是(

A.应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B.若水和食用油的质量相同,分析图乙可得食用油的比热容为$2.8×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$
C.加热2 min后,a吸收的热量比b吸收的热量多
D.吸热能力较强的是a,它更适合作冷却剂
B
)A.应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油
B.若水和食用油的质量相同,分析图乙可得食用油的比热容为$2.8×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$
C.加热2 min后,a吸收的热量比b吸收的热量多
D.吸热能力较强的是a,它更适合作冷却剂
答案
7. B
解析
【分析】
本题考查比热容的实验探究,需结合控制变量法和热量公式$Q = cm\Delta t$分析。解题思路:明确实验中相同电加热器在相同时间内提供的热量相同,先判断各选项的控制条件是否合理,再通过图像中温度变化与加热时间的关系,结合热量公式推导比热容、判断吸热能力等。
【解析】
选项A:比较不同物质吸热能力时,需控制水和食用油的质量相同,而非体积(水和食用油密度不同,体积相同则质量不同,无法满足控制变量要求),故A错误。
选项B:若水和食用油质量相同,由图乙可知,升高相同温度(从$20° C$到$40° C$)时,a的加热时间为2min,b的加热时间为3min;相同电加热器加热时间越长,吸收热量越多,因此$Q_a:Q_b = 2:3$。根据热量公式$Q = cm\Delta t$,当$m$和$\Delta t$相同时,比热容与吸收热量成正比,即$\frac{c_{油}}{c_{水}} = \frac{Q_a}{Q_b} = \frac{2}{3}$,代入$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·° C)$,得$c_{油} = \frac{2}{3}×4.2×10^3 J/(kg·° C)=2.8×10^3 J/(kg·° C)$,故B正确。
选项C:相同电加热器加热2min,水和食用油吸收的热量相等(加热时间相同,电加热器放出的热量相同),故C错误。
选项D:吸热能力越强,比热容越大;质量相同的物质,升高相同温度时,吸收热量越多(加热时间越长),比热容越大,因此b的吸热能力更强(对应水),更适合作冷却剂,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算、控制变量法
【点评】
本题是比热容实验的综合应用,需掌握控制变量法在实验中的作用,结合热量公式分析温度、时间与比热容的关系,易错点是混淆质量与体积,或误判吸热能力对应的物质。
【难度系数】
0.5
本题考查比热容的实验探究,需结合控制变量法和热量公式$Q = cm\Delta t$分析。解题思路:明确实验中相同电加热器在相同时间内提供的热量相同,先判断各选项的控制条件是否合理,再通过图像中温度变化与加热时间的关系,结合热量公式推导比热容、判断吸热能力等。
【解析】
选项A:比较不同物质吸热能力时,需控制水和食用油的质量相同,而非体积(水和食用油密度不同,体积相同则质量不同,无法满足控制变量要求),故A错误。
选项B:若水和食用油质量相同,由图乙可知,升高相同温度(从$20° C$到$40° C$)时,a的加热时间为2min,b的加热时间为3min;相同电加热器加热时间越长,吸收热量越多,因此$Q_a:Q_b = 2:3$。根据热量公式$Q = cm\Delta t$,当$m$和$\Delta t$相同时,比热容与吸收热量成正比,即$\frac{c_{油}}{c_{水}} = \frac{Q_a}{Q_b} = \frac{2}{3}$,代入$c_{水}=4.2×10^3 J/(kg·° C)$,得$c_{油} = \frac{2}{3}×4.2×10^3 J/(kg·° C)=2.8×10^3 J/(kg·° C)$,故B正确。
选项C:相同电加热器加热2min,水和食用油吸收的热量相等(加热时间相同,电加热器放出的热量相同),故C错误。
选项D:吸热能力越强,比热容越大;质量相同的物质,升高相同温度时,吸收热量越多(加热时间越长),比热容越大,因此b的吸热能力更强(对应水),更适合作冷却剂,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算、控制变量法
【点评】
本题是比热容实验的综合应用,需掌握控制变量法在实验中的作用,结合热量公式分析温度、时间与比热容的关系,易错点是混淆质量与体积,或误判吸热能力对应的物质。
【难度系数】
0.5
8.(多选)下列关于温度、热量和内能的说法正确的是(
A.100 ℃的水一定比20 ℃的水内能大
B.两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.物体的温度不变,其内能可能增加
BD
)A.100 ℃的水一定比20 ℃的水内能大
B.两个内能相同的物体互相接触时,有可能发生热传递
C.我们不敢大口喝热气腾腾的汤,是因为汤含有的热量较多
D.物体的温度不变,其内能可能增加
答案
8. BD
解析
【分析】
本题考查温度、热量和内能的关系,需明确各物理量的概念及影响因素,结合热传递的条件逐一分析选项:内能与质量、温度、状态等有关,热量是过程量,热传递的条件是存在温度差,温度不变时内能可能变化。
【解析】
A选项:内能的大小由物体的质量、温度、状态等共同决定,100℃的水若质量远小于20℃的水,其内能可能更小,故A错误;
B选项:热传递的条件是物体间存在温度差,内能相同的物体温度可能不同(如温度低但质量大的物体与温度高但质量小的物体内能相同),互相接触时可能发生热传递,故B正确;
C选项:热量是过程量,只能描述“吸收”或“放出”,不能说“含有”热量,故C错误;
D选项:晶体熔化时,温度不变但持续吸热,内能增加,因此物体温度不变时内能可能增加,故D正确。
【答案】
BD
【知识点】
温度、热量与内能的关系;热传递的条件;内能的影响因素
【点评】
本题为基础概念辨析题,需准确区分温度、热量、内能的本质,易错点在于混淆热量的表述、内能的影响因素及热传递的条件,整体难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查温度、热量和内能的关系,需明确各物理量的概念及影响因素,结合热传递的条件逐一分析选项:内能与质量、温度、状态等有关,热量是过程量,热传递的条件是存在温度差,温度不变时内能可能变化。
【解析】
A选项:内能的大小由物体的质量、温度、状态等共同决定,100℃的水若质量远小于20℃的水,其内能可能更小,故A错误;
B选项:热传递的条件是物体间存在温度差,内能相同的物体温度可能不同(如温度低但质量大的物体与温度高但质量小的物体内能相同),互相接触时可能发生热传递,故B正确;
C选项:热量是过程量,只能描述“吸收”或“放出”,不能说“含有”热量,故C错误;
D选项:晶体熔化时,温度不变但持续吸热,内能增加,因此物体温度不变时内能可能增加,故D正确。
【答案】
BD
【知识点】
温度、热量与内能的关系;热传递的条件;内能的影响因素
【点评】
本题为基础概念辨析题,需准确区分温度、热量、内能的本质,易错点在于混淆热量的表述、内能的影响因素及热传递的条件,整体难度适中。
【难度系数】
0.6
9.某沿海地区形成海陆风,请在图4所示虚线框内用一根箭头表示白天的风向。

答案
9. 白天风从海洋吹向陆地,箭头指向陆地,如
解析
【分析】要确定白天的风向,需结合海陆风的形成原理:首先,陆地的比热容比海洋小,白天在相同太阳照射下,陆地升温速度比海洋快;陆地近地面空气受热上升,近地面形成低气压,海洋近地面气温低,空气下沉,形成高气压;近地面的风由高气压吹向低气压,因此白天风从海洋吹向陆地,箭头指向陆地方向。
【解析】根据海陆风的形成规律:白天,陆地比热容小,升温快,近地面气压低;海洋比热容大,升温慢,近地面气压高。近地面风从高压(海洋)吹向低压(陆地),因此在虚线框内画一个指向陆地的水平箭头。
【答案】在虚线框内画一个水平向右(指向陆地)的箭头,与参考答案的箭头一致。
【知识点】比热容、海陆风形成
【点评】本题考查海陆风的形成原理,核心是利用比热容差异分析气压分布,进而确定风向,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】0.6
【解析】根据海陆风的形成规律:白天,陆地比热容小,升温快,近地面气压低;海洋比热容大,升温慢,近地面气压高。近地面风从高压(海洋)吹向低压(陆地),因此在虚线框内画一个指向陆地的水平箭头。
【答案】在虚线框内画一个水平向右(指向陆地)的箭头,与参考答案的箭头一致。
【知识点】比热容、海陆风形成
【点评】本题考查海陆风的形成原理,核心是利用比热容差异分析气压分布,进而确定风向,属于基础应用类题目,难度不大。
【难度系数】0.6
10.将质量和初温均相同的甲、乙两种晶体分别装在两个相同的容器中,用相同的加热器同时对它们加热。图5是甲的温度随时间变化的部分熔化图像,若乙的比热容和熔点均小于甲,请画出乙在相同过程中温度随时间变化的大致图像。

答案
10. 乙初始升温段斜率大于甲,熔化平台的温度低于甲,大致图像如
解析
【分析】
要画出乙的温度随时间变化图像,需结合晶体熔化特点、比热容公式分析:1. 晶体熔化规律:熔化前吸热升温(固态),熔化时温度不变(熔点),熔化后吸热升温(液态);2. 相同加热器加热,相同时间内甲、乙吸收热量Q相同,质量m相同;根据Q=cmΔt,Δt=Q/(cm),乙的比热容c小于甲,所以相同时间乙的温度变化Δt更大,即乙熔化前升温比甲快(图像斜率更大);3. 题目说明乙的熔点小于甲,所以乙的熔化平台(温度不变段)的温度低于甲的熔化平台温度;4. 甲、乙初温相同,图像起点一致,据此画出乙的图像。
【解析】
步骤1:确定图像起点:甲、乙初温相同,故乙的图像起点与甲的起点一致;
步骤2:分析熔化前升温段:相同时间吸收热量相同,质量相同,乙的比热容更小,由Δt=Q/(cm)得,乙升温更快,因此乙熔化前的图像斜率比甲大;
步骤3:分析熔化平台段:乙的熔点小于甲,所以乙的熔化平台温度低于甲的熔化平台温度,且乙升温快,达到熔点的时间更短;
步骤4:熔化后,乙的液态比热容仍小于甲,故熔化后升温也比甲快,最终图像的平台温度低于甲的平台温度。
【答案】
乙初始升温段斜率大于甲,熔化平台温度低于甲,大致图像如
所示。
【知识点】
晶体熔化图像、比热容应用、热量计算
【点评】
本题结合晶体熔化特点与比热容公式,考查学生对温度-时间图像的分析能力,需将物理规律与图像特征对应,是初中热学典型题型。
【难度系数】
0.5
要画出乙的温度随时间变化图像,需结合晶体熔化特点、比热容公式分析:1. 晶体熔化规律:熔化前吸热升温(固态),熔化时温度不变(熔点),熔化后吸热升温(液态);2. 相同加热器加热,相同时间内甲、乙吸收热量Q相同,质量m相同;根据Q=cmΔt,Δt=Q/(cm),乙的比热容c小于甲,所以相同时间乙的温度变化Δt更大,即乙熔化前升温比甲快(图像斜率更大);3. 题目说明乙的熔点小于甲,所以乙的熔化平台(温度不变段)的温度低于甲的熔化平台温度;4. 甲、乙初温相同,图像起点一致,据此画出乙的图像。
【解析】
步骤1:确定图像起点:甲、乙初温相同,故乙的图像起点与甲的起点一致;
步骤2:分析熔化前升温段:相同时间吸收热量相同,质量相同,乙的比热容更小,由Δt=Q/(cm)得,乙升温更快,因此乙熔化前的图像斜率比甲大;
步骤3:分析熔化平台段:乙的熔点小于甲,所以乙的熔化平台温度低于甲的熔化平台温度,且乙升温快,达到熔点的时间更短;
步骤4:熔化后,乙的液态比热容仍小于甲,故熔化后升温也比甲快,最终图像的平台温度低于甲的平台温度。
【答案】
乙初始升温段斜率大于甲,熔化平台温度低于甲,大致图像如
【知识点】
晶体熔化图像、比热容应用、热量计算
【点评】
本题结合晶体熔化特点与比热容公式,考查学生对温度-时间图像的分析能力,需将物理规律与图像特征对应,是初中热学典型题型。
【难度系数】
0.5
11. 提升题 在“探究冰的熔化规律”的实验中,某同学利用电加热器对质量为
0.5 kg 的冰块持续加热。实验过程中,他记录了冰块的温度随时间变化的关系,并绘制了如图6所示的温度—时间图像。图中AB段为固态冰,BC段为固液共存状态,CD段为液态水。已知水的比热容为 $4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。

(1)根据图线信息,求CD段水吸收的热量。
(2)求冰在熔化过程中吸收的热量。
(3)求冰的比热容。
0.5 kg 的冰块持续加热。实验过程中,他记录了冰块的温度随时间变化的关系,并绘制了如图6所示的温度—时间图像。图中AB段为固态冰,BC段为固液共存状态,CD段为液态水。已知水的比热容为 $4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
(1)根据图线信息,求CD段水吸收的热量。
(2)求冰在熔化过程中吸收的热量。
(3)求冰的比热容。
答案
11. 解:(1)$Q_{吸}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×(20\ ℃-0\ ℃)=4.2×10^4\ \mathrm{J}$。
(2)BC段冰吸热时间为CD段水吸热时间的4倍,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的4倍,即$Q=4Q_{吸}=4×4.2×10^4\ \mathrm{J}=1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(3)AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即$Q_{吸冰}=\frac{1}{2}Q_{吸}=\frac{1}{2}×4.2×10^4\ \mathrm{J}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$。
AB段冰升高的温度$t_{冰}=0\ ℃-(-20\ ℃)=20\ ℃$,
冰的比热容$c_{冰}=\frac{Q_{吸冰}}{mt_{冰}}=\frac{2.1×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×20\ ℃}=2.1×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$。
(2)BC段冰吸热时间为CD段水吸热时间的4倍,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的4倍,即$Q=4Q_{吸}=4×4.2×10^4\ \mathrm{J}=1.68×10^5\ \mathrm{J}$。
(3)AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即$Q_{吸冰}=\frac{1}{2}Q_{吸}=\frac{1}{2}×4.2×10^4\ \mathrm{J}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$。
AB段冰升高的温度$t_{冰}=0\ ℃-(-20\ ℃)=20\ ℃$,
冰的比热容$c_{冰}=\frac{Q_{吸冰}}{mt_{冰}}=\frac{2.1×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×20\ ℃}=2.1×10^3\mathrm{J/(kg·℃)}$。
解析
【分析】
要解决这三个问题,需结合图像信息和电加热器“相同时间内吸收的热量相同”的特点:
1. 第(1)问:CD段为液态水,已知水的比热容、质量和温度变化,直接利用吸热公式计算水吸收的热量;
2. 第(2)问:BC段是冰的熔化过程,熔化时温度不变,根据加热时间的比例关系,结合CD段的吸热,算出熔化过程吸收的热量;
3. 第(3)问:AB段为固态冰,先由加热时间比例算出冰吸收的热量,再确定冰升高的温度,最后通过吸热公式变形计算冰的比热容。
【解析】
解:(1) CD段水的温度变化$\Delta t_{水}=20℃ - 0℃=20℃$,根据吸热公式:
$Q_{吸水}=c_{水}m\Delta t_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×20℃=4.2×10^4\ \mathrm{J}$;
(2) 由图像可知,BC段加热时间为$45min -5min=40min$,CD段加热时间为$55min -45min=10min$,同一电加热器相同时间吸热相同,因此BC段(熔化过程)吸热是CD段的$\frac{40min}{10min}=4$倍,即:
$Q_{熔化}=4Q_{吸水}=4×4.2×10^4\ \mathrm{J}=1.68×10^5\ \mathrm{J}$;
(3) AB段加热时间为$5min -0min=5min$,AB段冰吸热是CD段的$\frac{5min}{10min}=\frac{1}{2}$,即:
$Q_{吸冰}=\frac{1}{2}Q_{吸水}=\frac{1}{2}×4.2×10^4\ \mathrm{J}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$;
AB段冰升高的温度$\Delta t_{冰}=0℃ - (-20℃)=20℃$,由$Q_{吸}=cm\Delta t$变形得冰的比热容:
$c_{冰}=\frac{Q_{吸冰}}{m\Delta t_{冰}}=\frac{2.1×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×20℃}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;
【答案】
(1) $4.2×10^4\ \mathrm{J}$;(2) $1.68×10^5\ \mathrm{J}$;(3) $2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
【知识点】
热量计算、比热容、熔化规律
【点评】
本题结合温度-时间图像,利用电加热器相同时间吸热相同的隐含条件,考查吸热公式的应用,关键是从图像提取加热时间和温度变化,理解熔化过程的特点,是一道结合图像的热量计算综合题。
【难度系数】
0.5
要解决这三个问题,需结合图像信息和电加热器“相同时间内吸收的热量相同”的特点:
1. 第(1)问:CD段为液态水,已知水的比热容、质量和温度变化,直接利用吸热公式计算水吸收的热量;
2. 第(2)问:BC段是冰的熔化过程,熔化时温度不变,根据加热时间的比例关系,结合CD段的吸热,算出熔化过程吸收的热量;
3. 第(3)问:AB段为固态冰,先由加热时间比例算出冰吸收的热量,再确定冰升高的温度,最后通过吸热公式变形计算冰的比热容。
【解析】
解:(1) CD段水的温度变化$\Delta t_{水}=20℃ - 0℃=20℃$,根据吸热公式:
$Q_{吸水}=c_{水}m\Delta t_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.5\ \mathrm{kg}×20℃=4.2×10^4\ \mathrm{J}$;
(2) 由图像可知,BC段加热时间为$45min -5min=40min$,CD段加热时间为$55min -45min=10min$,同一电加热器相同时间吸热相同,因此BC段(熔化过程)吸热是CD段的$\frac{40min}{10min}=4$倍,即:
$Q_{熔化}=4Q_{吸水}=4×4.2×10^4\ \mathrm{J}=1.68×10^5\ \mathrm{J}$;
(3) AB段加热时间为$5min -0min=5min$,AB段冰吸热是CD段的$\frac{5min}{10min}=\frac{1}{2}$,即:
$Q_{吸冰}=\frac{1}{2}Q_{吸水}=\frac{1}{2}×4.2×10^4\ \mathrm{J}=2.1×10^4\ \mathrm{J}$;
AB段冰升高的温度$\Delta t_{冰}=0℃ - (-20℃)=20℃$,由$Q_{吸}=cm\Delta t$变形得冰的比热容:
$c_{冰}=\frac{Q_{吸冰}}{m\Delta t_{冰}}=\frac{2.1×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×20℃}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;
【答案】
(1) $4.2×10^4\ \mathrm{J}$;(2) $1.68×10^5\ \mathrm{J}$;(3) $2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
【知识点】
热量计算、比热容、熔化规律
【点评】
本题结合温度-时间图像,利用电加热器相同时间吸热相同的隐含条件,考查吸热公式的应用,关键是从图像提取加热时间和温度变化,理解熔化过程的特点,是一道结合图像的热量计算综合题。
【难度系数】
0.5
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