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5. 在标准大气压下,1 kg $30\ ^{\circ}C的水吸收了3.36×10^{5}\ J$的热量后,其温度升高到( )。
A.$80\ ^{\circ}C$
B.$90\ ^{\circ}C$
C.$100\ ^{\circ}C$
D.$110\ ^{\circ}C$
A.$80\ ^{\circ}C$
B.$90\ ^{\circ}C$
C.$100\ ^{\circ}C$
D.$110\ ^{\circ}C$
答案
C
解析
根据热量计算公式$Q_{吸} = cm\Delta t$，其中$c = 4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)$，$m = 1\ kg$，$Q_{吸}=3.36×10^{5}\ J$。
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{3.36×10^{5}\ J}{4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×1\ kg} = 80\ ^{\circ}C$
初始温度$t_{0}=30\ ^{\circ}C$，则理论末温$t = t_{0}+\Delta t=30\ ^{\circ}C+80\ ^{\circ}C=110\ ^{\circ}C$。
在标准大气压下，水的沸点为$100\ ^{\circ}C$，水沸腾后继续吸热温度保持不变，故水的实际末温为$100\ ^{\circ}C$。
C
$\Delta t=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{3.36×10^{5}\ J}{4.2×10^{3}\ J/(kg\cdot^{\circ}C)×1\ kg} = 80\ ^{\circ}C$
初始温度$t_{0}=30\ ^{\circ}C$，则理论末温$t = t_{0}+\Delta t=30\ ^{\circ}C+80\ ^{\circ}C=110\ ^{\circ}C$。
在标准大气压下，水的沸点为$100\ ^{\circ}C$，水沸腾后继续吸热温度保持不变，故水的实际末温为$100\ ^{\circ}C$。
C
6. 把一定量的热水倒入适量的冷水中,冷水吸收了5000 J的热量(假设冷水从周围吸收的热量忽略不计),那么( )。
A.热水的内能一定减少了5000 J
B.热水一定放出了5000 J的热量
C.冷水的热量增加了5000 J
D.热水的内能至少减少了5000 J
A.热水的内能一定减少了5000 J
B.热水一定放出了5000 J的热量
C.冷水的热量增加了5000 J
D.热水的内能至少减少了5000 J
答案
D
7. 质量相同的两个金属块,由于吸热而升温,若它们的比热容之比为2∶1,吸收的热量之比为3∶2,则它们升高的温度之比为( )。
A.3∶4
B.4∶3
C.1∶3
D.3∶1
A.3∶4
B.4∶3
C.1∶3
D.3∶1
答案
A
解析
由$Q=cm\Delta t$得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$。
已知$m_1=m_2$，$c_1:c_2=2:1$，$Q_1:Q_2=3:2$。
则$\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{Q_1}{c_1m_1}:\frac{Q_2}{c_2m_2}=\frac{Q_1}{Q_2}×\frac{c_2}{c_1}=\frac{3}{2}×\frac{1}{2}=\frac{3}{4}$。
A
已知$m_1=m_2$，$c_1:c_2=2:1$，$Q_1:Q_2=3:2$。
则$\frac{\Delta t_1}{\Delta t_2}=\frac{Q_1}{c_1m_1}:\frac{Q_2}{c_2m_2}=\frac{Q_1}{Q_2}×\frac{c_2}{c_1}=\frac{3}{2}×\frac{1}{2}=\frac{3}{4}$。
A
8. 由同种物质组成的状态相同的甲、乙两物体,已知它们的质量之比为1∶2,甲的温度升高了$50\ ^{\circ}C$,乙的温度升高了$40\ ^{\circ}C$,那么两物体吸收的热量之比为( )。
A.1∶1
B.1∶2
C.5∶8
D.8∶5
A.1∶1
B.1∶2
C.5∶8
D.8∶5
答案
C
解析
由同种物质组成且状态相同的甲、乙两物体，比热容相同，即$c_{甲}=c_{乙}$。
已知$m_{甲}:m_{乙}=1:2$，$\Delta t_{甲}=50\ ^{\circ}C$，$\Delta t_{乙}=40\ ^{\circ}C$。
根据热量公式$Q=cm\Delta t$，两物体吸收热量之比：
$\begin{aligned}\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}&=\frac{c_{甲}m_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}m_{乙}\Delta t_{乙}}\\&=\frac{1×1×50}{1×2×40}\\&=\frac{50}{80}\\&=\frac{5}{8}\end{aligned}$
C
已知$m_{甲}:m_{乙}=1:2$，$\Delta t_{甲}=50\ ^{\circ}C$，$\Delta t_{乙}=40\ ^{\circ}C$。
根据热量公式$Q=cm\Delta t$，两物体吸收热量之比：
$\begin{aligned}\frac{Q_{甲}}{Q_{乙}}&=\frac{c_{甲}m_{甲}\Delta t_{甲}}{c_{乙}m_{乙}\Delta t_{乙}}\\&=\frac{1×1×50}{1×2×40}\\&=\frac{50}{80}\\&=\frac{5}{8}\end{aligned}$
C
9. 电脑的CPU(中央处理器)工作时发热显著,常采用铜质散热片和风扇组合冷却,以降低CPU的温度。若某电脑的CPU工作时每分钟产生216 J的热量,铜质散热片的质量为800 g,则该CPU工作半小时产生的热量可使散热片的温度升高______。[铜的比热容是$0.39×10^{3}\ J/(kg·℃)$,计算结果保留一位小数]
答案
20.8 ℃
解析
CPU工作半小时产生的热量：$Q = 216\ J/min × 30\ min = 6480\ J$
散热片的质量：$m = 800\ g = 0.8\ kg$
由$Q = cm\Delta t$得，温度升高量：$\Delta t = \frac{Q}{cm} = \frac{6480\ J}{0.39 × 10^{3}\ J/(kg·℃) × 0.8\ kg} \approx 20.8\ ℃$
20.8 ℃
散热片的质量：$m = 800\ g = 0.8\ kg$
由$Q = cm\Delta t$得，温度升高量：$\Delta t = \frac{Q}{cm} = \frac{6480\ J}{0.39 × 10^{3}\ J/(kg·℃) × 0.8\ kg} \approx 20.8\ ℃$
20.8 ℃
10. 将质量均为10 g、温度均为$20\ ^{\circ}C$的铜、铁、铝三个球置于正在加热的水中,经过一段时间后温度保持在$100\ ^{\circ}C$。已知铜、铁、铝的比热容分别为$0.39×10^{3}\ J/(kg·℃)$、$0.46×10^{3}\ J/(kg·℃)和0.88×10^{3}\ J/(kg·℃)$,则三个球的末温______(选填“相同”或“不同”)；三个球中,______球吸收热量最少；如果从水中取出三个球,分别置于三个装有等质量$10\ ^{\circ}C$水的相同烧杯中(设无热量损失),则装入______球的烧杯中水的末温最高。
答案
相同 铜 铝
11. 2024年11月4日,神舟十八号返回舱进入大气层,与空气摩擦温度升高是通过______的方式改变内能的,该过程是______能转化为内能；假设返回舱总质量为3 t,当返回舱在大气层中下落1000 m时,其重力做功的40％会被返回舱外层的防热涂料吸收,若防热涂料质量为500 kg,涂料比热容为$4×10^{3}\ J/(kg·℃)$,则防热材料升高的温度为______。(g取10 N/kg)
答案
做功 机械 6 ℃
