1. 如图13-1-6所示,“水地暖”供热被越来越多的家庭采用。这种取暖方式利用热水在管道中循环流动,加热整个地板。利用水为媒介是因为水具有较大的
比热容
,和其他物质相比,在质量相同、降低的温度相同时,水放出的热量
多,取暖效果好。答案
1. 比热容 放出的热量
解析
【分析】要解答本题,需回忆比热容的特性及热量计算公式:水的比热容较大,根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,当质量$m$相同、降低的温度$\Delta t$相同时,比热容$c$越大,放出的热量$Q_{放}$越多。结合“水地暖”取暖的场景,即可确定答案。
【解析】根据热量计算公式$Q_{放}=cm\Delta t$,质量相同的不同物质,降低相同温度时,比热容大的物质放出的热量更多。水的比热容比其他物质大,因此用热水作为取暖媒介,是利用水具有较大的比热容,在质量相同、降低温度相同时,水放出的热量更多,取暖效果更好。
【答案】比热容;放出的热量
【知识点】比热容;热量计算
【点评】本题结合生活实际场景,考查比热容的应用,属于基础概念题,难度较低,需学生掌握比热容的特性及与热量的关系。
【难度系数】0.6
【解析】根据热量计算公式$Q_{放}=cm\Delta t$,质量相同的不同物质,降低相同温度时,比热容大的物质放出的热量更多。水的比热容比其他物质大,因此用热水作为取暖媒介,是利用水具有较大的比热容,在质量相同、降低温度相同时,水放出的热量更多,取暖效果更好。
【答案】比热容;放出的热量
【知识点】比热容;热量计算
【点评】本题结合生活实际场景,考查比热容的应用,属于基础概念题,难度较低,需学生掌握比热容的特性及与热量的关系。
【难度系数】0.6
2.(教材变式题)小丽在海边游玩时发现,同样在烈日下,沙滩很热,而海水却比较凉,这是因为水和沙子相比,水的比热容较
大
,在质量相同、吸收相同的热量时,水的温度变化比沙子小
(选填“大”或“小”)。因此,在受太阳照射条件相同时,沙滩比海水温度高
(选填“高”或“低”)。答案
2. 大 小 高
解析
【分析】
这道题考查比热容的实际应用,解题思路是利用热量计算公式$Q = cm\Delta t$($Q$为吸收/放出的热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为温度变化量),当质量$m$相同、吸收热量$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化$\Delta t$越小。结合“沙滩热、海水凉”的现象,反推水和沙子的比热容、温度变化及温度高低的关系。
【解析】
根据热量公式变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,当水和沙子质量相同、吸收相同热量时:
1. 水的比热容比沙子大,因此水的温度变化$\Delta t$比沙子小;
2. 温度变化小意味着相同照射下,海水温度升高幅度小,沙滩温度升高幅度大,所以沙滩比海水温度高。
【答案】
大 小 高
【知识点】
比热容、热量计算公式
【点评】
本题是教材变式题,结合生活常见现象考查比热容的应用,侧重基础公式的变形应用,难度较低,能帮助学生建立物理知识与生活现象的联系。
【难度系数】
0.7
这道题考查比热容的实际应用,解题思路是利用热量计算公式$Q = cm\Delta t$($Q$为吸收/放出的热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为温度变化量),当质量$m$相同、吸收热量$Q$相同时,比热容$c$越大,温度变化$\Delta t$越小。结合“沙滩热、海水凉”的现象,反推水和沙子的比热容、温度变化及温度高低的关系。
【解析】
根据热量公式变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,当水和沙子质量相同、吸收相同热量时:
1. 水的比热容比沙子大,因此水的温度变化$\Delta t$比沙子小;
2. 温度变化小意味着相同照射下,海水温度升高幅度小,沙滩温度升高幅度大,所以沙滩比海水温度高。
【答案】
大 小 高
【知识点】
比热容、热量计算公式
【点评】
本题是教材变式题,结合生活常见现象考查比热容的应用,侧重基础公式的变形应用,难度较低,能帮助学生建立物理知识与生活现象的联系。
【难度系数】
0.7
3. 妈妈过生日时,诚诚同学早上为妈妈煮一碗长寿面,将约0.5 kg水放入锅中加热时,水升温很慢,过了一段时间锅中水温由55 ℃升高到65 ℃,则锅中水吸收了约
2.1×10⁴
J的热量。[$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]答案
3. 2.1×10⁴
解析
【分析】
本题是利用吸热公式计算水吸收的热量,解题思路为:1. 回忆并明确吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$($\Delta t$为温度变化量);2. 确定题目中的已知量:水的质量$m=0.5\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,初温$t_0=55\ \mathrm{℃}$,末温$t=65\ \mathrm{℃}$;3. 计算温度变化量$\Delta t=t-t_0$;4. 将各量代入公式计算水吸收的热量,计算时注意单位统一、数值准确。
【解析】
根据热量计算公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t - t_0)$,代入已知数据:
温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 65\ \mathrm{℃} - 55\ \mathrm{℃} = 10\ \mathrm{℃}$,
则水吸收的热量:
$Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) × 0.5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{℃} = 2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$。
【答案】
$2.1×10^{4}$
【知识点】
热量的计算、比热容的应用
【点评】
本题为热学基础计算题,考查学生对吸热公式的掌握与应用,只需准确确定各物理量、代入公式计算即可,难度较低,是学生必须掌握的基础题型。
【难度系数】
0.9
本题是利用吸热公式计算水吸收的热量,解题思路为:1. 回忆并明确吸热公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$($\Delta t$为温度变化量);2. 确定题目中的已知量:水的质量$m=0.5\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,初温$t_0=55\ \mathrm{℃}$,末温$t=65\ \mathrm{℃}$;3. 计算温度变化量$\Delta t=t-t_0$;4. 将各量代入公式计算水吸收的热量,计算时注意单位统一、数值准确。
【解析】
根据热量计算公式$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}m(t - t_0)$,代入已知数据:
温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 65\ \mathrm{℃} - 55\ \mathrm{℃} = 10\ \mathrm{℃}$,
则水吸收的热量:
$Q_{\mathrm{吸}}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}) × 0.5\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{℃} = 2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$。
【答案】
$2.1×10^{4}$
【知识点】
热量的计算、比热容的应用
【点评】
本题为热学基础计算题,考查学生对吸热公式的掌握与应用,只需准确确定各物理量、代入公式计算即可,难度较低,是学生必须掌握的基础题型。
【难度系数】
0.9
4.(2025长沙岳麓区三模)“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为50 g的酒,随溪水流动时会降低酒的温度,漂流过程中酒的温度从30 ℃降低至25 ℃,会放出
850
J的热量。[酒的比热容$c_{酒}=3.4×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]答案
4. 850
解析
【分析】
要计算酒放出的热量,需利用放热公式$Q_{放}=c_{酒}m\Delta t$,首先统一质量单位(将g转换为kg),再确定温度变化量$\Delta t$,最后代入公式计算即可。
【解析】
已知酒的质量$m=50g=0.05kg$,温度变化量$\Delta t=30℃-25℃=5℃$,酒的比热容$c_{酒}=3.4×10^3 J/(kg·℃)$,根据放热公式:
$Q_{放}=c_{酒}m\Delta t=3.4×10^3 J/(kg·℃)×0.05kg×5℃=850J$
【答案】
850
【知识点】
热量计算、比热容应用
【点评】
本题考查放热公式的基本应用,关键是注意质量单位的换算和温度变化量的确定,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
要计算酒放出的热量,需利用放热公式$Q_{放}=c_{酒}m\Delta t$,首先统一质量单位(将g转换为kg),再确定温度变化量$\Delta t$,最后代入公式计算即可。
【解析】
已知酒的质量$m=50g=0.05kg$,温度变化量$\Delta t=30℃-25℃=5℃$,酒的比热容$c_{酒}=3.4×10^3 J/(kg·℃)$,根据放热公式:
$Q_{放}=c_{酒}m\Delta t=3.4×10^3 J/(kg·℃)×0.05kg×5℃=850J$
【答案】
850
【知识点】
热量计算、比热容应用
【点评】
本题考查放热公式的基本应用,关键是注意质量单位的换算和温度变化量的确定,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】
0.8
5. (2025安庆桐城二模)铀-235是一种重要的核燃料,1 g铀-235全部裂变释放的能量约为$8.4× 10^{10}\ \mathrm{J}$。在标准大气压下,这些能量最多可以使质量为400 t、初温为10 ℃的水温度升高
50
℃。[$c_{\mathrm{水}}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· \mathrm{℃})$]答案
5. 50
解析
【分析】本题是利用裂变释放的能量加热水,需根据热量计算公式$Q_{吸}=cm\Delta t$求解水升高的温度。首先统一各物理量的单位,明确水吸收的热量等于铀-235裂变释放的能量,再代入公式计算,同时需结合标准大气压下水的沸点判断结果合理性。
【解析】已知铀-235裂变释放的能量$Q=8.4×10^{10}\ \mathrm{J}$,水的质量$m=400\ \mathrm{t}=400×10^3\ \mathrm{kg}=4×10^5\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})$。根据热量公式$Q_{吸}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$,变形得水升高的温度:
$\Delta t=\frac{Q}{c_{\mathrm{水}}m}=\frac{8.4×10^{10}\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×4×10^5\ \mathrm{kg}}=50\ \mathrm{℃}$
验证:水初温10℃,升高50℃后温度为60℃,低于标准大气压下水的沸点100℃,符合实际。
【答案】50
【知识点】热量的计算、比热容的应用
【点评】本题考查热量计算公式的应用,核心是单位统一和公式变形计算,需注意实际场景中水温不超过沸点,属于基础应用题型,难度不大。
【难度系数】0.6
【解析】已知铀-235裂变释放的能量$Q=8.4×10^{10}\ \mathrm{J}$,水的质量$m=400\ \mathrm{t}=400×10^3\ \mathrm{kg}=4×10^5\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})$。根据热量公式$Q_{吸}=c_{\mathrm{水}}m\Delta t$,变形得水升高的温度:
$\Delta t=\frac{Q}{c_{\mathrm{水}}m}=\frac{8.4×10^{10}\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg·℃})×4×10^5\ \mathrm{kg}}=50\ \mathrm{℃}$
验证:水初温10℃,升高50℃后温度为60℃,低于标准大气压下水的沸点100℃,符合实际。
【答案】50
【知识点】热量的计算、比热容的应用
【点评】本题考查热量计算公式的应用,核心是单位统一和公式变形计算,需注意实际场景中水温不超过沸点,属于基础应用题型,难度不大。
【难度系数】0.6
6.(2025淮北相山区三模)涂料的比热容大小会影响材料的散热性能和干燥速度。某种1 kg非膨胀防火涂料吸收$2.4×10^{4}$ J的热量,温度可以从15 ℃升高到35 ℃,则该防火涂料的比热容是
1.2×10³
J/(kg·℃)。答案
6. 1.2×10³
解析
【分析】本题考查比热容的计算,需利用吸热公式$Q=cm\Delta t$求解。首先确定已知的热量$Q$、质量$m$、初温$t_0$和末温$t$,计算温度变化量$\Delta t$;再将吸热公式变形为$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,代入数值即可求出比热容。
【解析】已知涂料吸收的热量$Q_{吸}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$,质量$m=1\ \mathrm{kg}$,初温$t_0=15\ ℃$,末温$t=35\ ℃$,
温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 35\ ℃ - 15\ ℃ = 20\ ℃$,
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得比热容:
$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}=\frac{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{kg}×20\ ℃}=1.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】1.2×10³
【知识点】比热容的计算、热量公式的应用
【点评】本题为基础的比热容计算题型,直接运用吸热公式变形求解,考查学生对物理基本公式的掌握,难度较低,适合巩固相关基础知识点。
【难度系数】0.8
【解析】已知涂料吸收的热量$Q_{吸}=2.4×10^{4}\ \mathrm{J}$,质量$m=1\ \mathrm{kg}$,初温$t_0=15\ ℃$,末温$t=35\ ℃$,
温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 35\ ℃ - 15\ ℃ = 20\ ℃$,
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得比热容:
$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}=\frac{2.4×10^{4}\ \mathrm{J}}{1\ \mathrm{kg}×20\ ℃}=1.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】1.2×10³
【知识点】比热容的计算、热量公式的应用
【点评】本题为基础的比热容计算题型,直接运用吸热公式变形求解,考查学生对物理基本公式的掌握,难度较低,适合巩固相关基础知识点。
【难度系数】0.8
7. (2025厦门同安区二模)护城河雾霭升腾,坐上古色古香雕梁画栋的游船,围炉煮茶,恍若穿越千年时光。茶壶中装入一定质量的初温为$20\ \mathrm{℃}$的水,用火炉加热至$100\ \mathrm{℃}$吸收的热量为$1.68× 10^{5}\ \mathrm{J}$,则茶壶中所盛水的质量是多少?$[c_{\mathrm{水}}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· \mathrm{℃})]$
答案
7. 由$Q_{吸}=c_{水} m\Delta t$可知,茶壶中盛水的质量:$m = \frac{Q_{吸}}{c_{水}(t-t_{0})} = \frac{1.68×10^{5}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×(100\ ℃-20\ ℃)} = 0.5\ \mathrm{kg}$。
解析
【分析】要解决该问题,需利用物体吸热的计算公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$。首先明确公式中各物理量的含义:$Q_{吸}$是水吸收的热量,$c_{水}$是水的比热容,$m$是水的质量,$\Delta t$是水升高的温度(等于末温减去初温)。题目已给出$Q_{吸}$、$c_{水}$、初温$t_0$和末温$t$,因此将公式变形为求质量的表达式$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}(t-t_{0})}$,代入已知数值计算即可得到水的质量。
【解析】根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。将公式变形得水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}(t-t_{0})}$,代入已知数据:
$m=\frac{1.68×10^{5}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×80\ \mathrm{℃}}=0.5\ \mathrm{kg}$。
【答案】0.5kg
【知识点】热量的计算、比热容公式应用
【点评】本题是基础的热量计算应用题,直接考查吸热公式的变形应用,属于对核心基础知识点的巩固,只要牢记公式并准确代入数值即可完成解答。
【难度系数】0.8
【解析】根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。将公式变形得水的质量$m=\frac{Q_{吸}}{c_{水}(t-t_{0})}$,代入已知数据:
$m=\frac{1.68×10^{5}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×80\ \mathrm{℃}}=0.5\ \mathrm{kg}$。
【答案】0.5kg
【知识点】热量的计算、比热容公式应用
【点评】本题是基础的热量计算应用题,直接考查吸热公式的变形应用,属于对核心基础知识点的巩固,只要牢记公式并准确代入数值即可完成解答。
【难度系数】0.8
8.(2024南阳期中)水的比热容较大,人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下列事例中描述正确的是 (
A.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
B.工厂中的冷却塔大多用水作为冷却介质
C.城市建设人工湖用来缓解热岛效应,与水的比热容较大这一特性无关
D.“泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯。”同样的太阳照射,沙子由于比热容比水小而升温慢
B
)A.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沿海地区的生活写照
B.工厂中的冷却塔大多用水作为冷却介质
C.城市建设人工湖用来缓解热岛效应,与水的比热容较大这一特性无关
D.“泥融飞燕子,沙暖睡鸳鸯。”同样的太阳照射,沙子由于比热容比水小而升温慢
答案
8. B
解析
【分析】
本题围绕水的比热容较大的特性,结合生活实例考查其应用,需依据“比热容越大,相同质量物质吸/放相同热量时温度变化越小”的规律,逐一分析选项判断正误。
【解析】
选项A:“早穿皮袄午穿纱”描述的是昼夜温差大的内陆沙漠地区,沿海地区水多,水的比热容大,昼夜温差小,故A错误。
选项B:水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,因此工厂冷却塔常用水作为冷却介质,故B正确。
选项C:城市人工湖利用水的比热容大,吸收相同热量时升温慢,可调节周边温度以缓解热岛效应,与水的比热容特性有关,故C错误。
选项D:沙子的比热容比水小,同样太阳照射下,沙子吸收相同热量时升温更快,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容的应用、比热容的概念
【点评】
本题结合生活场景考查比热容特性的实际应用,需准确理解比热容对温度变化的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
本题围绕水的比热容较大的特性,结合生活实例考查其应用,需依据“比热容越大,相同质量物质吸/放相同热量时温度变化越小”的规律,逐一分析选项判断正误。
【解析】
选项A:“早穿皮袄午穿纱”描述的是昼夜温差大的内陆沙漠地区,沿海地区水多,水的比热容大,昼夜温差小,故A错误。
选项B:水的比热容大,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,因此工厂冷却塔常用水作为冷却介质,故B正确。
选项C:城市人工湖利用水的比热容大,吸收相同热量时升温慢,可调节周边温度以缓解热岛效应,与水的比热容特性有关,故C错误。
选项D:沙子的比热容比水小,同样太阳照射下,沙子吸收相同热量时升温更快,故D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容的应用、比热容的概念
【点评】
本题结合生活场景考查比热容特性的实际应用,需准确理解比热容对温度变化的影响,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
9. (2025扬州仪征一模)根据如图13-1-7所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最小的是 (
D
) 答案
9. D
解析
【分析】要判断昼夜温差最小,需明确影响昼夜温差的两个关键因素:①天气状况:阴天时云层厚,白天大气对太阳辐射的削弱作用强,白天气温较低;夜晚大气逆辐射强,保温作用好,夜晚气温较高,昼夜温差小;晴天则昼夜温差大。②下垫面性质:水的比热容远大于陆地,海洋升温、降温速度均慢于陆地,因此海洋昼夜温差比陆地小。接下来逐一分析选项:A是陆地晴天,白天升温快、夜晚降温快,温差大;B是陆地阴天,陆地比热容小,温差仍大于海洋;C是海洋晴天,晴天夜晚降温快,温差大于海洋阴天;D是海洋阴天,结合海洋比热容大、阴天温差小的特点,昼夜温差最小。
【解析】根据影响昼夜温差的核心因素分析:1. 天气维度:阴天昼夜温差小于晴天;2. 下垫面维度:海洋昼夜温差小于陆地。对各选项逐一判断:A(陆地晴天):陆地比热容小+晴天,昼夜温差大;B(陆地阴天):陆地比热容小,即使阴天,温差仍大于海洋;C(海洋晴天):晴天夜晚降温快,温差大于海洋阴天;D(海洋阴天):同时具备海洋比热容大、阴天温差小的优势,昼夜温差最小。
【答案】D
【知识点】大气受热过程、海陆热力性质差异
【点评】本题结合天气状况和下垫面性质考查昼夜温差的影响因素,需综合两个条件分析,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】根据影响昼夜温差的核心因素分析:1. 天气维度:阴天昼夜温差小于晴天;2. 下垫面维度:海洋昼夜温差小于陆地。对各选项逐一判断:A(陆地晴天):陆地比热容小+晴天,昼夜温差大;B(陆地阴天):陆地比热容小,即使阴天,温差仍大于海洋;C(海洋晴天):晴天夜晚降温快,温差大于海洋阴天;D(海洋阴天):同时具备海洋比热容大、阴天温差小的优势,昼夜温差最小。
【答案】D
【知识点】大气受热过程、海陆热力性质差异
【点评】本题结合天气状况和下垫面性质考查昼夜温差的影响因素,需综合两个条件分析,难度适中。
【难度系数】0.5
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