4. 小明根据下表所列数据得出了四个结论,其中正确的是()。

A.液体的比热容一定比固体的大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2 kg的水温度升高$50\ °\mathrm{C}$,吸收的热量是$4.2×10^{5}$ J
A.液体的比热容一定比固体的大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2 kg的水温度升高$50\ °\mathrm{C}$,吸收的热量是$4.2×10^{5}$ J
答案
D
解析
逐一分析选项:
1. 选项A:水银是液体,其比热容为0.14×10³J/(kg·℃),小于沙石、铝等固体的比热容,液体的比热容不一定比固体大,A错误。
2. 选项B:水和冰是同种物质的不同物态,二者比热容不同,说明同种物质发生物态变化后比热容会改变,B错误。
3. 选项C:水的比热容比沙石大,白天相同日照下吸收相同热量,水升温更慢,海水温度比沙滩低,C错误。
4. 选项D:根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入数据计算得$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × 50\ ℃=4.2×10^5\ \mathrm{J}$,结果正确,D正确。
1. 选项A:水银是液体,其比热容为0.14×10³J/(kg·℃),小于沙石、铝等固体的比热容,液体的比热容不一定比固体大,A错误。
2. 选项B:水和冰是同种物质的不同物态,二者比热容不同,说明同种物质发生物态变化后比热容会改变,B错误。
3. 选项C:水的比热容比沙石大,白天相同日照下吸收相同热量,水升温更慢,海水温度比沙滩低,C错误。
4. 选项D:根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,代入数据计算得$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 2\ \mathrm{kg} × 50\ ℃=4.2×10^5\ \mathrm{J}$,结果正确,D正确。
5. 铁块甲的质量是铁块乙的3倍,若两铁块吸收相同的热量,则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为()。
A.$1:1,1:3$
B.$1:3,1:3$
C.$1:1,3:1$
D.$3:1,3:1$
A.$1:1,1:3$
B.$1:3,1:3$
C.$1:1,3:1$
D.$3:1,3:1$
答案
A
解析
1. 比热容是物质的特性,仅与物质种类、状态有关,甲乙均为铁块,物质种类相同,因此比热容之比为1:1。
2. 根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,两铁块吸收的热量Q相同、比热容c相同,可得升高的温度$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,因此升高的温度之比$\Delta t_甲:\Delta t_乙=\frac{Q}{cm_甲}:\frac{Q}{cm_乙}=m_乙:m_甲=1:3$。
2. 根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,两铁块吸收的热量Q相同、比热容c相同,可得升高的温度$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,因此升高的温度之比$\Delta t_甲:\Delta t_乙=\frac{Q}{cm_甲}:\frac{Q}{cm_乙}=m_乙:m_甲=1:3$。
6. 质量均为0.5 kg的水和另一种液体,在相同时间内放出的热量相等,它们的温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容为$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,$c_\mathrm{水}>c_\mathrm{液}$。下列说法中不正确的是()。

A.0~12 min,物质乙的温度降低了$40°\mathrm{C}$
B.0~12 min,物质甲放出了$4.2×10^4\ \mathrm{J}$的热量
C.物质乙的比热容为$2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
D.物质乙是水
A.0~12 min,物质乙的温度降低了$40°\mathrm{C}$
B.0~12 min,物质甲放出了$4.2×10^4\ \mathrm{J}$的热量
C.物质乙的比热容为$2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
D.物质乙是水
答案
D
解析
根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,质量相等的两种物质,相同时间放出相等热量时,比热容越大,温度降低越慢:
1. 由$c_{水}>c_{液}$可知,温度降低更慢的甲是水,乙是另一种液体,故D选项说法错误。
2. 验证A选项:0~12min,乙的初温为$60°\mathrm{C}$,末温为$20°\mathrm{C}$,温度降低了$60°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$,A正确。
3. 验证B选项:甲是水,0~12min温度降低$\Delta t_{甲}=60°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$,放出的热量$Q_{放甲}=c_{水}m\Delta t_{甲}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}×0.5\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,B正确。
4. 验证C选项:相同时间乙和甲放出热量相等,$Q_{放乙}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,则乙的比热容$c_{乙}=\frac{Q_{放乙}}{m\Delta t_{乙}}=\frac{4.2×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×40°\mathrm{C}}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$,C正确。
综上,不正确的是D。
1. 由$c_{水}>c_{液}$可知,温度降低更慢的甲是水,乙是另一种液体,故D选项说法错误。
2. 验证A选项:0~12min,乙的初温为$60°\mathrm{C}$,末温为$20°\mathrm{C}$,温度降低了$60°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=40°\mathrm{C}$,A正确。
3. 验证B选项:甲是水,0~12min温度降低$\Delta t_{甲}=60°\mathrm{C}-40°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$,放出的热量$Q_{放甲}=c_{水}m\Delta t_{甲}=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}×0.5\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,B正确。
4. 验证C选项:相同时间乙和甲放出热量相等,$Q_{放乙}=4.2×10^4\ \mathrm{J}$,则乙的比热容$c_{乙}=\frac{Q_{放乙}}{m\Delta t_{乙}}=\frac{4.2×10^4\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×40°\mathrm{C}}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$,C正确。
综上,不正确的是D。
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