10. 由同种物质组成的甲、乙两个物体,质量之比为4:1,升高的温度之比为1:2,则甲、乙两个物体的比热容之比为
$1:1$
,吸收的热量之比为$2:1$
。答案
10. $1:1$ $2:1$
解析
【分析】首先,比热容是物质的固有特性,同种物质(状态不变)的比热容相同,可直接确定甲、乙的比热容之比;计算吸收热量之比需利用热量公式$Q=cm\Delta t$,将已知的质量比、温度变化比及比热容关系代入公式,即可求出热量之比。
【解析】甲、乙由同种物质组成,因此比热容$c_甲=c_乙$,故比热容之比$c_甲:c_乙=1:1$;根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,吸收热量之比$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{c_甲m_甲\Delta t_甲}{c_乙m_乙\Delta t_乙}$,代入$c_甲=c_乙$、$m_甲:m_乙=4:1$、$\Delta t_甲:\Delta t_乙=1:2$,得$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{1×4×1}{1×1×2}=\frac{2}{1}$,即热量之比为$2:1$。
【答案】$1:1$ $2:1$
【知识点】比热容、热量的计算
【点评】本题考查比热容的特性和热量公式的应用,核心是明确同种物质比热容相同,代入公式计算比值即可,属于基础题型。
【难度系数】0.3
【解析】甲、乙由同种物质组成,因此比热容$c_甲=c_乙$,故比热容之比$c_甲:c_乙=1:1$;根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,吸收热量之比$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{c_甲m_甲\Delta t_甲}{c_乙m_乙\Delta t_乙}$,代入$c_甲=c_乙$、$m_甲:m_乙=4:1$、$\Delta t_甲:\Delta t_乙=1:2$,得$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{1×4×1}{1×1×2}=\frac{2}{1}$,即热量之比为$2:1$。
【答案】$1:1$ $2:1$
【知识点】比热容、热量的计算
【点评】本题考查比热容的特性和热量公式的应用,核心是明确同种物质比热容相同,代入公式计算比值即可,属于基础题型。
【难度系数】0.3
11. 质量均为 1 kg 的铝块、铅块、水银和水($c_{水}>c_{铝}>c_{水银}>c_{铅}$),将铝块和水银的温度从10 ℃加热到20 ℃,铅块和水的温度从40 ℃加热到50 ℃,则吸热最多的是 (
A.铝块
B.铅块
C.水
D.水银
C
)A.铝块
B.铅块
C.水
D.水银
答案
11. C
解析
【分析】本题考查物体吸热多少的判断,需运用吸热公式Q吸=cmΔt分析。解题思路:先确定各物质的质量、温度变化量,再结合已知的比热容大小关系,根据公式判断吸热多少——当质量和温度变化量相同时,比热容越大,吸收的热量越多。
【解析】根据吸热公式Q吸=cmΔt:①各物质质量m均为1kg;②铝块、水银的温度变化Δt=20℃-10℃=10℃,铅块、水的温度变化Δt=50℃-40℃=10℃,即Δt均为10℃;③已知比热容关系c水>c铝>c水银>c铅。当m和Δt相同时,Q吸与c成正比,因此水吸收的热量最多。
【答案】C
【知识点】热量计算、比热容
【点评】本题直接考查吸热公式的应用,核心是明确温度变化量和比热容的关系,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】根据吸热公式Q吸=cmΔt:①各物质质量m均为1kg;②铝块、水银的温度变化Δt=20℃-10℃=10℃,铅块、水的温度变化Δt=50℃-40℃=10℃,即Δt均为10℃;③已知比热容关系c水>c铝>c水银>c铅。当m和Δt相同时,Q吸与c成正比,因此水吸收的热量最多。
【答案】C
【知识点】热量计算、比热容
【点评】本题直接考查吸热公式的应用,核心是明确温度变化量和比热容的关系,属于基础题型,难度较低。
【难度系数】0.7
12. 水的比热容大于酒精的比热容,下列说法正确的是(
A.升高相同温度的水和酒精,吸热多的质量一定大
B.初温相同的水和酒精吸收相等的热量,水的末温一定低
C.质量相等的水和酒精放出相等的热量,水降低的温度一定少
D.放出相等热量的水和酒精降低相同的温度,水的质量一定大
C
)A.升高相同温度的水和酒精,吸热多的质量一定大
B.初温相同的水和酒精吸收相等的热量,水的末温一定低
C.质量相等的水和酒精放出相等的热量,水降低的温度一定少
D.放出相等热量的水和酒精降低相同的温度,水的质量一定大
答案
12. C
解析
【分析】本题围绕比热容公式$ Q = cm\Delta t $展开,核心是利用水的比热容大于酒精的比热容($ c_{水} > c_{酒精} $)这一条件,结合各选项给出的已知量,推导未知量的关系,判断选项是否正确。解题时需明确公式中四个物理量的相互变形(如$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $、$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $),逐一分析每个选项的条件是否满足推导逻辑。
【解析】根据比热容公式$ Q = cm\Delta t $,变形可得$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $、$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,结合$ c_{水} > c_{酒精} $分析各选项:
选项A:升高相同温度($ \Delta t $相同),吸热$ Q $多,由$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,$ Q $大时,$ m $还与$ c $有关,因$ c_{水} > c_{酒精} $,无法直接得出质量一定大,故A错误。
选项B:初温相同,吸收相等热量($ Q $相同),由$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $,水的$ c $大,但未说明质量$ m $是否相等,无法确定$ \Delta t $的大小,因此末温(初温+$ \Delta t $)不一定低,故B错误。
选项C:质量相等($ m $相同),放出相等热量($ Q $相同),由$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $,$ c_{水} > c_{酒精} $,则水降低的温度$ \Delta t_{水} = \frac{Q}{c_{水}m} $,酒精降低的温度$ \Delta t_{酒精} = \frac{Q}{c_{酒精}m} $,因$ c_{水} > c_{酒精} $,故$ \Delta t_{水} < \Delta t_{酒精} $,即水降低的温度一定少,故C正确。
选项D:放出相等热量($ Q $相同),降低相同温度($ \Delta t $相同),由$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,$ c_{水} > c_{酒精} $,则水的质量$ m_{水} = \frac{Q}{c_{水}\Delta t} $,酒精的质量$ m_{酒精} = \frac{Q}{c_{酒精}\Delta t} $,因$ c_{水} > c_{酒精} $,故$ m_{水} < m_{酒精} $,即水的质量一定小,故D错误。
【答案】C
【知识点】比热容公式应用
【点评】本题考查比热容公式的灵活运用,关键是准确把握各物理量间的关系,分析时需注意是否遗漏变量(如质量),避免因忽略条件导致判断失误,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】根据比热容公式$ Q = cm\Delta t $,变形可得$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $、$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,结合$ c_{水} > c_{酒精} $分析各选项:
选项A:升高相同温度($ \Delta t $相同),吸热$ Q $多,由$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,$ Q $大时,$ m $还与$ c $有关,因$ c_{水} > c_{酒精} $,无法直接得出质量一定大,故A错误。
选项B:初温相同,吸收相等热量($ Q $相同),由$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $,水的$ c $大,但未说明质量$ m $是否相等,无法确定$ \Delta t $的大小,因此末温(初温+$ \Delta t $)不一定低,故B错误。
选项C:质量相等($ m $相同),放出相等热量($ Q $相同),由$ \Delta t = \frac{Q}{cm} $,$ c_{水} > c_{酒精} $,则水降低的温度$ \Delta t_{水} = \frac{Q}{c_{水}m} $,酒精降低的温度$ \Delta t_{酒精} = \frac{Q}{c_{酒精}m} $,因$ c_{水} > c_{酒精} $,故$ \Delta t_{水} < \Delta t_{酒精} $,即水降低的温度一定少,故C正确。
选项D:放出相等热量($ Q $相同),降低相同温度($ \Delta t $相同),由$ m = \frac{Q}{c\Delta t} $,$ c_{水} > c_{酒精} $,则水的质量$ m_{水} = \frac{Q}{c_{水}\Delta t} $,酒精的质量$ m_{酒精} = \frac{Q}{c_{酒精}\Delta t} $,因$ c_{水} > c_{酒精} $,故$ m_{水} < m_{酒精} $,即水的质量一定小,故D错误。
【答案】C
【知识点】比热容公式应用
【点评】本题考查比热容公式的灵活运用,关键是准确把握各物理量间的关系,分析时需注意是否遗漏变量(如质量),避免因忽略条件导致判断失误,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
13. 一冰块先后经历了以下三个过程:① $-10° \mathrm{C}$的冰到$0° \mathrm{C}$的冰,吸收热量$Q_1$;② $0° \mathrm{C}$的冰变为$10° \mathrm{C}$的水,吸收热量$Q_2$;③ $10° \mathrm{C}$的水到$20° \mathrm{C}$的水,吸收热量$Q_3$。已知$c_{\mathrm{冰}}<c_{\mathrm{水}}$,在整个过程中质量保持不变,不考虑热量散失,则(
A.$Q_1<Q_2=Q_3$
B.$Q_1<Q_2<Q_3$
C.$Q_1<Q_3<Q_2$
D.$Q_1=Q_2=Q_3$
C
)A.$Q_1<Q_2=Q_3$
B.$Q_1<Q_2<Q_3$
C.$Q_1<Q_3<Q_2$
D.$Q_1=Q_2=Q_3$
答案
13. C
解析
【分析】
要比较三个过程吸收热量的大小,需结合热量计算公式$Q=cm\Delta t$和熔化吸热的特点分析:①过程是冰升温,仅需计算升温吸热;②过程是冰熔化,需额外考虑熔化潜热;③过程是水升温,利用水的比热容大于冰的比热容的特点,分别推导各过程热量再比较。
【解析】
设冰块质量为$m$,根据热量公式$Q=cm\Delta t$,结合熔化吸热的特点分析:
1. 过程①($-10° \mathrm{C}$冰$\to0° \mathrm{C}$冰):吸收热量$Q_1 = c_{\mathrm{冰}} · m · \Delta t_1$,其中$\Delta t_1=0° \mathrm{C}-(-10° \mathrm{C})=10° \mathrm{C}$,即$Q_1=10c_{\mathrm{冰}}m$;
2. 过程②($0° \mathrm{C}$冰$\to10° \mathrm{C}$水):分为两个阶段,先$0° \mathrm{C}$冰熔化(温度不变,吸收熔化潜热$Q_{\mathrm{熔}}$),再$0° \mathrm{C}$水升温到$10° \mathrm{C}$水(吸热$Q_{\mathrm{升}}$),总热量$Q_2=Q_{\mathrm{熔}} + Q_{\mathrm{升}}$;其中$Q_{\mathrm{升}}=c_{\mathrm{水}} · m · \Delta t_2$,$\Delta t_2=10° \mathrm{C}-0° \mathrm{C}=10° \mathrm{C}$,即$Q_{\mathrm{升}}=10c_{\mathrm{水}}m$;由于冰的熔化潜热$Q_{\mathrm{熔}}$远大于$10(c_{\mathrm{水}}-c_{\mathrm{冰}})m$,因此$Q_2$远大于$Q_1$和$Q_3$;
3. 过程③($10° \mathrm{C}$水$\to20° \mathrm{C}$水):吸收热量$Q_3 = c_{\mathrm{水}} · m · \Delta t_3$,$\Delta t_3=20° \mathrm{C}-10° \mathrm{C}=10° \mathrm{C}$,即$Q_3=10c_{\mathrm{水}}m$;
已知$c_{\mathrm{冰}}<c_{\mathrm{水}}$,因此$Q_1=10c_{\mathrm{冰}}m < Q_3=10c_{\mathrm{水}}m$,且$Q_2>Q_3$,故$Q_1<Q_3<Q_2$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、熔化吸热、比热容应用
【点评】
本题考查热学中热量计算与物态变化的结合,关键在于明确熔化过程需吸收额外潜热,且水的比热容大于冰的比热容,易出错点是忽略熔化潜热对$Q_2$的影响,需准确区分升温吸热与熔化吸热的差异。
【难度系数】
0.6
要比较三个过程吸收热量的大小,需结合热量计算公式$Q=cm\Delta t$和熔化吸热的特点分析:①过程是冰升温,仅需计算升温吸热;②过程是冰熔化,需额外考虑熔化潜热;③过程是水升温,利用水的比热容大于冰的比热容的特点,分别推导各过程热量再比较。
【解析】
设冰块质量为$m$,根据热量公式$Q=cm\Delta t$,结合熔化吸热的特点分析:
1. 过程①($-10° \mathrm{C}$冰$\to0° \mathrm{C}$冰):吸收热量$Q_1 = c_{\mathrm{冰}} · m · \Delta t_1$,其中$\Delta t_1=0° \mathrm{C}-(-10° \mathrm{C})=10° \mathrm{C}$,即$Q_1=10c_{\mathrm{冰}}m$;
2. 过程②($0° \mathrm{C}$冰$\to10° \mathrm{C}$水):分为两个阶段,先$0° \mathrm{C}$冰熔化(温度不变,吸收熔化潜热$Q_{\mathrm{熔}}$),再$0° \mathrm{C}$水升温到$10° \mathrm{C}$水(吸热$Q_{\mathrm{升}}$),总热量$Q_2=Q_{\mathrm{熔}} + Q_{\mathrm{升}}$;其中$Q_{\mathrm{升}}=c_{\mathrm{水}} · m · \Delta t_2$,$\Delta t_2=10° \mathrm{C}-0° \mathrm{C}=10° \mathrm{C}$,即$Q_{\mathrm{升}}=10c_{\mathrm{水}}m$;由于冰的熔化潜热$Q_{\mathrm{熔}}$远大于$10(c_{\mathrm{水}}-c_{\mathrm{冰}})m$,因此$Q_2$远大于$Q_1$和$Q_3$;
3. 过程③($10° \mathrm{C}$水$\to20° \mathrm{C}$水):吸收热量$Q_3 = c_{\mathrm{水}} · m · \Delta t_3$,$\Delta t_3=20° \mathrm{C}-10° \mathrm{C}=10° \mathrm{C}$,即$Q_3=10c_{\mathrm{水}}m$;
已知$c_{\mathrm{冰}}<c_{\mathrm{水}}$,因此$Q_1=10c_{\mathrm{冰}}m < Q_3=10c_{\mathrm{水}}m$,且$Q_2>Q_3$,故$Q_1<Q_3<Q_2$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、熔化吸热、比热容应用
【点评】
本题考查热学中热量计算与物态变化的结合,关键在于明确熔化过程需吸收额外潜热,且水的比热容大于冰的比热容,易出错点是忽略熔化潜热对$Q_2$的影响,需准确区分升温吸热与熔化吸热的差异。
【难度系数】
0.6
14. 现有甲、乙、丙三种初温度相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们各自吸收的热量和末温度,在温度—热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点,如图所示,则甲、丙之间比热容$c$和质量$m$的大小关系,正确的是(

A.$m_甲>m_丙,c_甲>c_丙$
B.$m_甲>m_丙,c_甲<c_丙$
C.$m_甲<m_丙,c_甲>c_丙$
D.$m_甲<m_丙,c_甲<c_丙$
C
)A.$m_甲>m_丙,c_甲>c_丙$
B.$m_甲>m_丙,c_甲<c_丙$
C.$m_甲<m_丙,c_甲>c_丙$
D.$m_甲<m_丙,c_甲<c_丙$
答案
14. C
解析
【分析】
要解决本题,需利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$,结合题目给出的质量关系(甲、乙质量相等,乙、丙为同种液体)和图像中的热量、温度变化信息逐步分析:
1. 先分析甲和乙:已知甲、乙质量相等,根据公式变形可比较两者比热容大小;
2. 再分析乙和丙:乙、丙为同种液体,比热容相同,由此得到甲和丙的比热容关系;
3. 最后分析乙和丙的质量:结合公式和图像中热量、温度变化,比较乙和丙的质量,再结合甲、乙质量相等的条件,得到甲和丙的质量关系,最终确定选项。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$、$m=\frac{Q}{c\Delta t}$:
1. 比较甲、乙的比热容:已知$m_甲=m_乙$,从图像可知,甲吸收热量$Q_甲=Q_2$,升高温度$\Delta t_甲=\Delta t_1$;乙吸收热量$Q_乙=Q_1$,升高温度$\Delta t_乙=\Delta t_2$。
则$c_甲=\frac{Q_甲}{m_甲\Delta t_甲}=\frac{Q_2}{m_甲\Delta t_1}$,$c_乙=\frac{Q_乙}{m_乙\Delta t_乙}=\frac{Q_1}{m_乙\Delta t_2}$,因$m_甲=m_乙$,故$\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{Q_2\Delta t_2}{Q_1\Delta t_1}$。由图像知$Q_2>Q_1$、$\Delta t_1>\Delta t_2$,因此$\frac{c_甲}{c_乙}>1$,即$c_甲>c_乙$。
2. 比较甲、丙的比热容:乙、丙为同种液体,同种物质的比热容相同,故$c_乙=c_丙$,结合上一步结论得$c_甲>c_丙$。
3. 比较甲、丙的质量:乙、丙为同种液体,故$c_乙=c_丙$,从图像知乙、丙升高温度相同($\Delta t_乙=\Delta t_丙=\Delta t_2$),乙吸收热量$Q_1$,丙吸收热量$Q_2$。根据$m=\frac{Q}{c\Delta t}$,得$m_乙=\frac{Q_1}{c_乙\Delta t_2}$,$m_丙=\frac{Q_2}{c_丙\Delta t_2}=\frac{Q_2}{c_乙\Delta t_2}$,因$Q_2>Q_1$,故$m_丙>m_乙$;又$m_甲=m_乙$,因此$m_丙>m_甲$,即$m_甲<m_丙$。
综上,$c_甲>c_丙$,$m_甲<m_丙$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
比热容公式应用、热量与比热容的关系
【点评】
本题结合图像考查比热容公式的灵活应用,核心是利用“同种物质比热容相同”和$Q=cm\Delta t$变形分析物理量关系,需理清不同液体的质量、比热容条件,属于热学中等难度的典型题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$,结合题目给出的质量关系(甲、乙质量相等,乙、丙为同种液体)和图像中的热量、温度变化信息逐步分析:
1. 先分析甲和乙:已知甲、乙质量相等,根据公式变形可比较两者比热容大小;
2. 再分析乙和丙:乙、丙为同种液体,比热容相同,由此得到甲和丙的比热容关系;
3. 最后分析乙和丙的质量:结合公式和图像中热量、温度变化,比较乙和丙的质量,再结合甲、乙质量相等的条件,得到甲和丙的质量关系,最终确定选项。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$、$m=\frac{Q}{c\Delta t}$:
1. 比较甲、乙的比热容:已知$m_甲=m_乙$,从图像可知,甲吸收热量$Q_甲=Q_2$,升高温度$\Delta t_甲=\Delta t_1$;乙吸收热量$Q_乙=Q_1$,升高温度$\Delta t_乙=\Delta t_2$。
则$c_甲=\frac{Q_甲}{m_甲\Delta t_甲}=\frac{Q_2}{m_甲\Delta t_1}$,$c_乙=\frac{Q_乙}{m_乙\Delta t_乙}=\frac{Q_1}{m_乙\Delta t_2}$,因$m_甲=m_乙$,故$\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{Q_2\Delta t_2}{Q_1\Delta t_1}$。由图像知$Q_2>Q_1$、$\Delta t_1>\Delta t_2$,因此$\frac{c_甲}{c_乙}>1$,即$c_甲>c_乙$。
2. 比较甲、丙的比热容:乙、丙为同种液体,同种物质的比热容相同,故$c_乙=c_丙$,结合上一步结论得$c_甲>c_丙$。
3. 比较甲、丙的质量:乙、丙为同种液体,故$c_乙=c_丙$,从图像知乙、丙升高温度相同($\Delta t_乙=\Delta t_丙=\Delta t_2$),乙吸收热量$Q_1$,丙吸收热量$Q_2$。根据$m=\frac{Q}{c\Delta t}$,得$m_乙=\frac{Q_1}{c_乙\Delta t_2}$,$m_丙=\frac{Q_2}{c_丙\Delta t_2}=\frac{Q_2}{c_乙\Delta t_2}$,因$Q_2>Q_1$,故$m_丙>m_乙$;又$m_甲=m_乙$,因此$m_丙>m_甲$,即$m_甲<m_丙$。
综上,$c_甲>c_丙$,$m_甲<m_丙$,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
比热容公式应用、热量与比热容的关系
【点评】
本题结合图像考查比热容公式的灵活应用,核心是利用“同种物质比热容相同”和$Q=cm\Delta t$变形分析物理量关系,需理清不同液体的质量、比热容条件,属于热学中等难度的典型题。
【难度系数】
0.5
15. 用两个相同的电加热器给质量和初温相同的甲、乙两种物质加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,下列说法正确的是 (
① 0~10 min,甲、乙两种物质吸收的热量之比为2:1;
② 甲、乙两种物质的比热容之比为1:2;
③ 当甲、乙两物质都升高至60 ℃,甲、乙两种物质吸收的热量之比为1:2。

A.①②正确
B.只有③正确
C.②③正确
D.①②③都正确
C
)① 0~10 min,甲、乙两种物质吸收的热量之比为2:1;
② 甲、乙两种物质的比热容之比为1:2;
③ 当甲、乙两物质都升高至60 ℃,甲、乙两种物质吸收的热量之比为1:2。
A.①②正确
B.只有③正确
C.②③正确
D.①②③都正确
答案
15. C
解析
【分析】
要解决本题,需明确:相同电加热器在相同时间内给甲、乙提供的热量相等,即相同时间内甲、乙吸收的热量相同;结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析比热容和吸收热量的关系,从温度-时间图像中提取对应温度、时间数据是解题关键。先判断0~10min甲乙吸热的关系,再计算比热容之比,最后分析升高到60℃时的吸热之比。
【解析】
1. 分析①:两个相同的电加热器,相同时间内甲、乙吸收的热量相等,因此0~10min,甲、乙吸收的热量之比为1:1,故①错误。
2. 分析②:由热量公式$Q=cm\Delta t$变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,已知甲、乙质量$m$相同,取时间$t=10min$时,甲的温度变化$\Delta t_甲=60℃$(初温为0℃),乙的温度变化$\Delta t_乙=30℃$;此时甲、乙吸收的热量$Q_甲=Q_乙$(相同加热时间),则比热容之比$\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{\Delta t_乙}{\Delta t_甲}=\frac{30℃}{60℃}=\frac{1}{2}$,故②正确。
3. 分析③:当甲、乙都升高至60℃时,从图像可知,甲需要的加热时间为10min,乙需要的加热时间为20min;相同电加热器,加热时间越长,吸收热量越多,因此吸收热量之比$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{10min}{20min}=\frac{1}{2}$,故③正确。
综上,②③正确,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算、温度-时间图像
【点评】
本题结合温度-时间图像考查比热容的应用,核心是理解相同加热器相同时间吸热相同,需灵活运用热量公式分析,难度适中,需准确提取图像中的对应数据。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需明确:相同电加热器在相同时间内给甲、乙提供的热量相等,即相同时间内甲、乙吸收的热量相同;结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析比热容和吸收热量的关系,从温度-时间图像中提取对应温度、时间数据是解题关键。先判断0~10min甲乙吸热的关系,再计算比热容之比,最后分析升高到60℃时的吸热之比。
【解析】
1. 分析①:两个相同的电加热器,相同时间内甲、乙吸收的热量相等,因此0~10min,甲、乙吸收的热量之比为1:1,故①错误。
2. 分析②:由热量公式$Q=cm\Delta t$变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,已知甲、乙质量$m$相同,取时间$t=10min$时,甲的温度变化$\Delta t_甲=60℃$(初温为0℃),乙的温度变化$\Delta t_乙=30℃$;此时甲、乙吸收的热量$Q_甲=Q_乙$(相同加热时间),则比热容之比$\frac{c_甲}{c_乙}=\frac{\Delta t_乙}{\Delta t_甲}=\frac{30℃}{60℃}=\frac{1}{2}$,故②正确。
3. 分析③:当甲、乙都升高至60℃时,从图像可知,甲需要的加热时间为10min,乙需要的加热时间为20min;相同电加热器,加热时间越长,吸收热量越多,因此吸收热量之比$\frac{Q_甲}{Q_乙}=\frac{10min}{20min}=\frac{1}{2}$,故③正确。
综上,②③正确,答案选C。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算、温度-时间图像
【点评】
本题结合温度-时间图像考查比热容的应用,核心是理解相同加热器相同时间吸热相同,需灵活运用热量公式分析,难度适中,需准确提取图像中的对应数据。
【难度系数】
0.5
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