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8.(跨学科实践)家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图甲所示。海边,仅在海陆风因素的影响下,图乙、丙所示的情形通常分别发生在 (
A.白天、夜晚
B.夜晚、白天
C.白天、白天
D.夜晚、夜晚
A
)A.白天、夜晚
B.夜晚、白天
C.白天、白天
D.夜晚、夜晚
答案
8. A 【点拨】水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，海水升温慢，陆地升温快，陆地的热空气上升，气流就从大海流向陆地，即风从大海吹向陆地；夜晚陆地降温快，而海水降温慢，风从陆地吹向海洋。因此，白天风力发电机旋翼朝向大海，夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，则图乙是白天，图丙是夜晚。
解析
【分析】
要解决本题，需利用水的比热容较大的特点分析海陆风的形成：水的比热容比砂石、泥土大，相同条件下，白天陆地升温快、夜晚陆地降温快，导致陆地与海洋的气压差异，进而形成不同风向的风；风力发电机的旋翼会自动迎风，因此旋翼朝向即为风的来向，结合风向可判断对应时间。
【解析】
1. 白天的情况：水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，陆地升温快，气温高，空气上升，近地面形成低压；海洋升温慢，气温低，近地面形成高压，风从高压（大海）吹向低压（陆地），此时风力发电机旋翼朝向大海，对应图乙，说明图乙发生在白天。
2. 夜晚的情况：夜晚时，陆地降温快，气温低，空气下沉，近地面形成高压；海洋降温慢，气温高，近地面形成低压，风从高压（陆地）吹向低压（大海），此时旋翼朝向陆地，对应图丙，说明图丙发生在夜晚。
综上，图乙对应白天，图丙对应夜晚，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
比热容、海陆风、风向判断
【点评】
本题结合跨学科实践，利用比热容知识解释海陆风的形成原理，考查学生将物理知识应用于实际生活的能力，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用水的比热容较大的特点分析海陆风的形成：水的比热容比砂石、泥土大，相同条件下，白天陆地升温快、夜晚陆地降温快，导致陆地与海洋的气压差异，进而形成不同风向的风；风力发电机的旋翼会自动迎风，因此旋翼朝向即为风的来向，结合风向可判断对应时间。
【解析】
1. 白天的情况：水的比热容大于砂石和泥土的比热容，白天太阳照射时，陆地升温快，气温高，空气上升，近地面形成低压；海洋升温慢，气温低，近地面形成高压，风从高压（大海）吹向低压（陆地），此时风力发电机旋翼朝向大海，对应图乙，说明图乙发生在白天。
2. 夜晚的情况：夜晚时，陆地降温快，气温低，空气下沉，近地面形成高压；海洋降温慢，气温高，近地面形成低压，风从高压（陆地）吹向低压（大海），此时旋翼朝向陆地，对应图丙，说明图丙发生在夜晚。
综上，图乙对应白天，图丙对应夜晚，答案选A。
【答案】
A
【知识点】
比热容、海陆风、风向判断
【点评】
本题结合跨学科实践，利用比热容知识解释海陆风的形成原理，考查学生将物理知识应用于实际生活的能力，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.6
9. ★★ 如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验，关于这两个实验，下列说法正确的是 （
A.研究对象都是容器中被加热的物体
B.甲图是通过加热时间来反映物体吸收热量的多少，乙图是通过温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少
C.两实验中都要控制燃料的质量相同、被加热物体的质量相同
D.除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表
B
）A.研究对象都是容器中被加热的物体
B.甲图是通过加热时间来反映物体吸收热量的多少，乙图是通过温度计上升的示数来比较燃料燃烧放出热量的多少
C.两实验中都要控制燃料的质量相同、被加热物体的质量相同
D.除了图中所示的测量器材，两个实验都要用到天平和秒表
答案
9. B 【点拨】甲图中研究对象是水和砂石，乙图中研究对象是酒精和碎纸片；甲图是比较水和砂石的吸热能力，通过加热时间来反映物体吸收热量的多少；乙图是比较酒精和碎纸片热值的大小，通过温度计上升的示数来比较燃料完全燃烧放出热量的多少；甲图中实验需要燃烧相同的燃料，加热物体的质量相同，乙图中实验燃料的质量相同，被加热的水的质量相同；乙图中实验不需要秒表，让燃料燃尽，比较水升高的温度即可。
解析
【分析】
本题考查“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”两个热学实验的对比，解题思路是：先明确两个实验的研究对象、实验方法（转换法、控制变量法），再逐一分析选项的正误。甲实验研究不同物质的吸热能力，乙实验研究不同燃料的热值，需区分两者的研究对象、控制条件和转换法的应用。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：甲图研究对象是容器中被加热的水和砂石，乙图研究对象是燃料（酒精和碎纸片），并非都是容器中被加热的物体，A错误。
B选项：甲图使用相同热源加热，加热时间越长，物体吸收热量越多，因此通过加热时间反映物体吸收热量的多少；乙图中燃料燃烧放出的热量被水吸收，水的温度上升越高，说明燃料放出的热量越多，因此通过温度计上升的示数比较燃料燃烧放出热量的多少，B正确。
C选项：甲实验需控制被加热物体（水和砂石）的质量相同，使用相同的酒精灯（燃料质量相同），无需额外控制燃料质量；乙实验需控制燃料质量相同、被加热的水的质量相同，C错误。
D选项：甲实验需要天平测质量、秒表测时间；乙实验需要天平测燃料和水的质量，但不需要秒表，只需让燃料完全燃烧后比较水升高的温度即可，D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容实验、热值实验、转换法
【点评】
本题通过对比两个热学实验，考查控制变量法和转换法的应用，需明确两个实验的研究对象、变量控制要点，易混淆两者的实验条件，需仔细辨析。
【难度系数】
0.6
本题考查“探究不同物质吸热升温现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”两个热学实验的对比，解题思路是：先明确两个实验的研究对象、实验方法（转换法、控制变量法），再逐一分析选项的正误。甲实验研究不同物质的吸热能力，乙实验研究不同燃料的热值，需区分两者的研究对象、控制条件和转换法的应用。
【解析】
逐一分析各选项：
A选项：甲图研究对象是容器中被加热的水和砂石，乙图研究对象是燃料（酒精和碎纸片），并非都是容器中被加热的物体，A错误。
B选项：甲图使用相同热源加热，加热时间越长，物体吸收热量越多，因此通过加热时间反映物体吸收热量的多少；乙图中燃料燃烧放出的热量被水吸收，水的温度上升越高，说明燃料放出的热量越多，因此通过温度计上升的示数比较燃料燃烧放出热量的多少，B正确。
C选项：甲实验需控制被加热物体（水和砂石）的质量相同，使用相同的酒精灯（燃料质量相同），无需额外控制燃料质量；乙实验需控制燃料质量相同、被加热的水的质量相同，C错误。
D选项：甲实验需要天平测质量、秒表测时间；乙实验需要天平测燃料和水的质量，但不需要秒表，只需让燃料完全燃烧后比较水升高的温度即可，D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容实验、热值实验、转换法
【点评】
本题通过对比两个热学实验，考查控制变量法和转换法的应用，需明确两个实验的研究对象、变量控制要点，易混淆两者的实验条件，需仔细辨析。
【难度系数】
0.6
10.（古代典籍）《天工开物》中提到我国的淬火工艺，它是指将高温工件浸入冷的淬火介质，使其完全冷却，以提高金属工件的性能的一种工艺。工人将烧红的铁器迅速放入等质量常温的冷水中，发现水温变化不大，其主要原因是水的
比热容
（填“密度”或“比热容”）较大。常见的淬火介质有“水”和“油”两种，若某钢材要求淬火前、后不能有太高的温差，应选油
（填“水”或“油”）淬火。答案
10. 比热容；油
解析
【分析】
要解决这两个问题，需结合比热容的特性分析：
1. 第一个空：根据热量与比热容的关系，质量相同的不同物质，吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化小。烧红的铁器放入等质量的冷水中，水吸收铁器放出的热量，水温变化不大，说明水的温度变化幅度小，因此是水的比热容较大。
2. 第二个空：钢材淬火要求自身温度变化小，即冷却时温度降低幅度小。油的比热容比水小，相同质量的油和水，吸收相同热量时，油的温度升高更多，钢材与油的温差更小，钢材放出相同热量时自身温度变化小，因此应选油淬火。
【解析】
1. 第一个空：由热量公式$Q = cm\Delta t$可知，当质量$m$、吸收/放出的热量$Q$相同时，比热容$c$越大，温度变化$\Delta t$越小。烧红的铁器放入等质量的冷水中，水吸收铁器释放的热量，水温变化不大，说明水的温度变化小，故填“比热容”。
2. 第二个空：钢材淬火要求自身温度变化小，即冷却时温度降低少。油的比热容小于水，相同质量的油和水，吸收相同热量时，油的温度升高更多，钢材与油的温差更小，钢材放出相同热量时自身温度变化小，因此应选“油”淬火。
【答案】
比热容；油
【知识点】
比热容、热量公式应用
【点评】
本题结合古代淬火工艺考查比热容的实际应用，将物理知识与生产实践结合，难度较低，需理解比热容对温度变化的影响规律。
【难度系数】
0.6
要解决这两个问题，需结合比热容的特性分析：
1. 第一个空：根据热量与比热容的关系，质量相同的不同物质，吸收或放出相同热量时，比热容大的物质温度变化小。烧红的铁器放入等质量的冷水中，水吸收铁器放出的热量，水温变化不大，说明水的温度变化幅度小，因此是水的比热容较大。
2. 第二个空：钢材淬火要求自身温度变化小，即冷却时温度降低幅度小。油的比热容比水小，相同质量的油和水，吸收相同热量时，油的温度升高更多，钢材与油的温差更小，钢材放出相同热量时自身温度变化小，因此应选油淬火。
【解析】
1. 第一个空：由热量公式$Q = cm\Delta t$可知，当质量$m$、吸收/放出的热量$Q$相同时，比热容$c$越大，温度变化$\Delta t$越小。烧红的铁器放入等质量的冷水中，水吸收铁器释放的热量，水温变化不大，说明水的温度变化小，故填“比热容”。
2. 第二个空：钢材淬火要求自身温度变化小，即冷却时温度降低少。油的比热容小于水，相同质量的油和水，吸收相同热量时，油的温度升高更多，钢材与油的温差更小，钢材放出相同热量时自身温度变化小，因此应选“油”淬火。
【答案】
比热容；油
【知识点】
比热容、热量公式应用
【点评】
本题结合古代淬火工艺考查比热容的实际应用，将物理知识与生产实践结合，难度较低，需理解比热容对温度变化的影响规律。
【难度系数】
0.6
11. (创新装置)小明将一杯热牛奶放入质量为500 g的冷水中，如图甲所示，一段时间后，牛奶和冷水的温度变化如图乙所示。不考虑热损失，0～10 min内，牛奶的内能变
创新拓展题
小
，由图乙不能
（填“能”或“不能”）分析得出：水的比热容比牛奶大，理由：未控制牛奶和水的质量相等
。创新拓展题
答案
11. 小；不能；未控制牛奶和水的质量相等
解析
【分析】
本题考查热传递与比热容的相关知识。首先，热传递过程中，高温物体放热、内能减小，低温物体吸热、内能增大；其次，比较不同物质的比热容需依据热量公式$Q=cm\Delta t$，需同时知道热量、质量、温度变化三个物理量，题目仅给出冷水质量，未提及牛奶质量，无法满足比热容比较的条件。
【解析】
1. 内能变化：0～10 min内，牛奶温度从80℃降至40℃，温度降低说明牛奶放出热量，因此牛奶的内能变小，故第一个空填“小”。
2. 比热容比较：根据公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，不考虑热损失时，牛奶放出的热量等于冷水吸收的热量（$Q_{牛奶}=Q_{水}$），但题目仅给出冷水质量为500 g，未给出牛奶的质量，缺少质量这一关键条件，无法计算或比较两者的比热容，因此不能得出水的比热容比牛奶大。
【答案】
小；不能；未控制牛奶和水的质量相等
【知识点】
热传递改变内能；比热容
【点评】
本题结合实验装置与温度变化图像，考查热传递和比热容的知识，重点考查对比热容比较条件的理解，易错点是忽略质量对比热容比较的影响，需牢记控制变量法在比热容分析中的应用。
【难度系数】
0.5
本题考查热传递与比热容的相关知识。首先，热传递过程中，高温物体放热、内能减小，低温物体吸热、内能增大；其次，比较不同物质的比热容需依据热量公式$Q=cm\Delta t$，需同时知道热量、质量、温度变化三个物理量，题目仅给出冷水质量，未提及牛奶质量，无法满足比热容比较的条件。
【解析】
1. 内能变化：0～10 min内，牛奶温度从80℃降至40℃，温度降低说明牛奶放出热量，因此牛奶的内能变小，故第一个空填“小”。
2. 比热容比较：根据公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，不考虑热损失时，牛奶放出的热量等于冷水吸收的热量（$Q_{牛奶}=Q_{水}$），但题目仅给出冷水质量为500 g，未给出牛奶的质量，缺少质量这一关键条件，无法计算或比较两者的比热容，因此不能得出水的比热容比牛奶大。
【答案】
小；不能；未控制牛奶和水的质量相等
【知识点】
热传递改变内能；比热容
【点评】
本题结合实验装置与温度变化图像，考查热传递和比热容的知识，重点考查对比热容比较条件的理解，易错点是忽略质量对比热容比较的影响，需牢记控制变量法在比热容分析中的应用。
【难度系数】
0.5
12. （创新意识）两实心金属块甲和乙的质量相等，要比较它们比热容的大小，实验如下：
步骤1：将甲、乙放入冰箱，使它们的温度都降低到0 ℃；
步骤2：把甲、乙取出，立刻放入质量相等、温度都是23 ℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示；
步骤3：一段时间后温度稳定，测得M容器内水的温度为20 ℃；N容器内水的温度为17 ℃（不考虑水、金属与外界的热传递）。
(1)实验中，M容器内水放热为$Q_M$，N容器内水放热为$Q_N$，则$Q_M$
(2)（科学论证）比热容较大的是
步骤1：将甲、乙放入冰箱，使它们的温度都降低到0 ℃；
步骤2：把甲、乙取出，立刻放入质量相等、温度都是23 ℃的水中，并将容器用隔热材料密封，如图所示；
步骤3：一段时间后温度稳定，测得M容器内水的温度为20 ℃；N容器内水的温度为17 ℃（不考虑水、金属与外界的热传递）。
(1)实验中，M容器内水放热为$Q_M$，N容器内水放热为$Q_N$，则$Q_M$
＜
（填“＜”“=”或“＞”）$Q_N$。(2)（科学论证）比热容较大的是
乙
（填“甲”或“乙”），判断依据是根据 $c=\frac{Q}{m \Delta t}$，质量相同的甲和乙，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容大
。答案
12. (1)＜ (2)乙；根据 $c=\frac{Q}{m \Delta t}$，质量相同的甲和乙，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容大
解析
【分析】
本题结合热传递规律和比热容公式解题，容器隔热，金属块吸收的热量等于对应容器中水放出的热量。第(1)问利用水的放热公式，通过水的温度变化比较放热多少；第(2)问先确定金属块的温度变化，再结合热量关系和比热容公式判断比热容大小。
【解析】
(1) 两容器中水的质量和比热容均相等，M容器中水降低的温度$\Delta t_M=23°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=3°\mathrm{C}$，N容器中水降低的温度$\Delta t_N=23°\mathrm{C}-17°\mathrm{C}=6°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，可知$Q_M=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}×3°\mathrm{C}$，$Q_N=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}×6°\mathrm{C}$，因此$Q_M＜Q_N$。
(2) 金属块甲、乙质量相等，初温均为$0°\mathrm{C}$，末温等于容器内水的末温，故甲升高的温度$\Delta t_{\mathrm{甲}}=20°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，乙升高的温度$\Delta t_{\mathrm{乙}}=17°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=17°\mathrm{C}$。由于容器隔热，金属块吸收的热量等于对应水放出的热量，即$Q_{\mathrm{甲吸}}=Q_M$，$Q_{\mathrm{乙吸}}=Q_N$，结合(1)得$Q_{\mathrm{甲吸}}＜Q_{\mathrm{乙吸}}$。根据比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，质量$m$相同，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容更大。
【答案】
(1)＜；(2)乙；根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，质量相同的甲和乙，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容大
【知识点】
比热容、热量计算、热传递
【点评】
本题考查热传递规律和比热容公式的应用，关键是明确金属块与水的热量关系，需准确计算温度变化量，难度适中，能较好考查学生对热学基础知识点的掌握。
【难度系数】
0.5
本题结合热传递规律和比热容公式解题，容器隔热，金属块吸收的热量等于对应容器中水放出的热量。第(1)问利用水的放热公式，通过水的温度变化比较放热多少；第(2)问先确定金属块的温度变化，再结合热量关系和比热容公式判断比热容大小。
【解析】
(1) 两容器中水的质量和比热容均相等，M容器中水降低的温度$\Delta t_M=23°\mathrm{C}-20°\mathrm{C}=3°\mathrm{C}$，N容器中水降低的温度$\Delta t_N=23°\mathrm{C}-17°\mathrm{C}=6°\mathrm{C}$。根据放热公式$Q_{\mathrm{放}}=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}\Delta t$，可知$Q_M=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}×3°\mathrm{C}$，$Q_N=c_{\mathrm{水}}m_{\mathrm{水}}×6°\mathrm{C}$，因此$Q_M＜Q_N$。
(2) 金属块甲、乙质量相等，初温均为$0°\mathrm{C}$，末温等于容器内水的末温，故甲升高的温度$\Delta t_{\mathrm{甲}}=20°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$，乙升高的温度$\Delta t_{\mathrm{乙}}=17°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=17°\mathrm{C}$。由于容器隔热，金属块吸收的热量等于对应水放出的热量，即$Q_{\mathrm{甲吸}}=Q_M$，$Q_{\mathrm{乙吸}}=Q_N$，结合(1)得$Q_{\mathrm{甲吸}}＜Q_{\mathrm{乙吸}}$。根据比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，质量$m$相同，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容更大。
【答案】
(1)＜；(2)乙；根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$，质量相同的甲和乙，乙吸热多且温度变化小，故乙的比热容大
【知识点】
比热容、热量计算、热传递
【点评】
本题考查热传递规律和比热容公式的应用，关键是明确金属块与水的热量关系，需准确计算温度变化量，难度适中，能较好考查学生对热学基础知识点的掌握。
【难度系数】
0.5
