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5. (★★★)某同学用如图13.1-11甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100 g水和100 g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连。计算机上显示温度随时间变化的图像,如图13.1-11乙所示。已知水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$,不计热量损失,下列说法正确的是
【 】
A.图线a描述的物质是水
B.加热2 min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
C.食用油的比热容为$2.8×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$
D.0~2 min,水吸收的热量为$1.68×10^{4}J$
【 】
A.图线a描述的物质是水
B.加热2 min,水吸收的热量大于食用油吸收的热量
C.食用油的比热容为$2.8×10^{3}J/(kg· ^{\circ }C)$
D.0~2 min,水吸收的热量为$1.68×10^{4}J$
答案
C
解析
逐一分析选项：
1. 选项A：水的比热容大于食用油，质量相同的两者吸收相等热量时，水升温更慢。图线a升温更快，对应物质是食用油，A错误。
2. 选项B：同一红外加热器加热相同时间，不计热量损失，水和食用油吸收的热量相等，B错误。
3. 选项C：两者从40℃升高到80℃时，食用油加热时长为2min，水加热时长为3min，可得吸收热量之比$Q_{油}:Q_{水}=2:3$。根据$Q=cm\Delta t$，质量$m$、温度变化量$\Delta t$相同时，比热容与吸收热量成正比，因此$c_{油}=\frac{2}{3}c_{水}=\frac{2}{3}×4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}=2.8×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，C正确。
4. 选项D：0~3min水升温40℃，该过程水吸收的热量$Q=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}×40℃=1.68×10^4\ \mathrm{J}$，因此0~2min水吸收的热量小于$1.68×10^4\ \mathrm{J}$，D错误。
1. 选项A：水的比热容大于食用油，质量相同的两者吸收相等热量时，水升温更慢。图线a升温更快，对应物质是食用油，A错误。
2. 选项B：同一红外加热器加热相同时间，不计热量损失，水和食用油吸收的热量相等，B错误。
3. 选项C：两者从40℃升高到80℃时，食用油加热时长为2min，水加热时长为3min，可得吸收热量之比$Q_{油}:Q_{水}=2:3$。根据$Q=cm\Delta t$，质量$m$、温度变化量$\Delta t$相同时，比热容与吸收热量成正比，因此$c_{油}=\frac{2}{3}c_{水}=\frac{2}{3}×4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}=2.8×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$，C正确。
4. 选项D：0~3min水升温40℃，该过程水吸收的热量$Q=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}×40℃=1.68×10^4\ \mathrm{J}$，因此0~2min水吸收的热量小于$1.68×10^4\ \mathrm{J}$，D错误。
6. (★★★)如图13.1-12所示,用规格相同的两支试管分别装上质量相等的煤油和水,放在盛水烧杯中同时对两支试管加热。已知$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,$c_{煤油}=2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,图13.1-13中能反映该实验情况的图像是【】
答案
$\boldsymbol{C}$
解析
解：
实验中两支试管放在同一烧杯的水中同时加热，相同时间内水和煤油吸收的热量相等，因此A、B图像中相同时间二者吸收热量不相等，不符合实验事实，排除A、B。
已知煤油和水质量相等，$c_{水}=2c_{煤油}$，根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，在吸收相同热量时，$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}$，可得$\Delta t_{煤油}=2\Delta t_{水}$，即相同加热时间下，煤油升高的温度是水的2倍，煤油温度上升比水更快。
对比温度-时间图像，C符合该规律，D中水升温更快，不符合规律。
实验中两支试管放在同一烧杯的水中同时加热，相同时间内水和煤油吸收的热量相等，因此A、B图像中相同时间二者吸收热量不相等，不符合实验事实，排除A、B。
已知煤油和水质量相等，$c_{水}=2c_{煤油}$，根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$，在吸收相同热量时，$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}$，可得$\Delta t_{煤油}=2\Delta t_{水}$，即相同加热时间下，煤油升高的温度是水的2倍，煤油温度上升比水更快。
对比温度-时间图像，C符合该规律，D中水升温更快，不符合规律。
7.(★★)(双选)初温相同、质量相等的铜块和铅块放出相同热量后，将它们互相接触，已知$c_{铜}＞c_{铅}$，则
【 】
A.刚接触时，铜块的温度高
B.刚接触时，铅块的温度高
C.两者接触时，热量由铜块传给铅块
D.两者接触时，热量由铅块传给铜块
【 】
A.刚接触时，铜块的温度高
B.刚接触时，铅块的温度高
C.两者接触时，热量由铜块传给铅块
D.两者接触时，热量由铅块传给铜块
答案
AC
解析
根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$，推导得温度变化量$\Delta t=\frac{Q_{放}}{cm}$。已知铜块和铅块质量相等、放出的热量相同，且$c_{铜}＞c_{铅}$，因此铜块的温度降低量$\Delta t_{铜}＜\Delta t_{铅}$。二者初温相同，由末温$t=t_0-\Delta t$可知，刚接触时铜块的温度更高。热传递的规律是热量从温度高的物体传向温度低的物体，因此两者接触时热量由铜块传给铅块。
8. (★★★)将一个温度为10 ℃、质量为500 g的物块放入温度为100 ℃、质量为800 g的水中,物块和水的温度随时间变化的图像如图13.1-14所示。不计热量损失,$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$。下列说法正确的是 【 】
A.前6 min,物块吸收的热量小于水放出的热量
B.物块的比热容与水的比热容之比为5:4
C.前6 min,物块吸收的热量为$1.008×10^{5}\ \mathrm{J}$
D.前6 min,水放出的热量为$2.016×10^{5}\ \mathrm{J}$
A.前6 min,物块吸收的热量小于水放出的热量
B.物块的比热容与水的比热容之比为5:4
C.前6 min,物块吸收的热量为$1.008×10^{5}\ \mathrm{J}$
D.前6 min,水放出的热量为$2.016×10^{5}\ \mathrm{J}$
答案
C
解析
不计热量损失时，物块吸收的热量等于水放出的热量，A错误；
前6min水的温度变化Δt水=100℃-70℃=30℃，水放出的热量：
$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}×0.8\ \mathrm{kg}×30° \mathrm{C}=1.008×10^5\ \mathrm{J}$，D错误；
不计热量损失，物块吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=1.008×10^5\ \mathrm{J}$，C正确；
物块的温度变化Δt物=70℃-10℃=60℃，由$Q_{吸}=c_{物}m_{物}\Delta t_{物}$得：
$c_{物}=\frac{Q_{吸}}{m_{物}\Delta t_{物}}=\frac{1.008×10^5\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×60° \mathrm{C}}=3.36×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$，则$c_{物}:c_{水}=4:5$，B错误。
前6min水的温度变化Δt水=100℃-70℃=30℃，水放出的热量：
$Q_{放}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}×0.8\ \mathrm{kg}×30° \mathrm{C}=1.008×10^5\ \mathrm{J}$，D错误；
不计热量损失，物块吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=1.008×10^5\ \mathrm{J}$，C正确；
物块的温度变化Δt物=70℃-10℃=60℃，由$Q_{吸}=c_{物}m_{物}\Delta t_{物}$得：
$c_{物}=\frac{Q_{吸}}{m_{物}\Delta t_{物}}=\frac{1.008×10^5\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×60° \mathrm{C}}=3.36×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$，则$c_{物}:c_{水}=4:5$，B错误。
