6. 将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三块金属的比热容$ c_甲 $、$ c_乙 $、$ c_丙 $大小相比 (

A.$ c_甲 $最大
B.$ c_乙 $最大
C.$ c_丙 $最大
D.$ c_甲 = c_乙 = c_丙 $
C
)A.$ c_甲 $最大
B.$ c_乙 $最大
C.$ c_丙 $最大
D.$ c_甲 = c_乙 = c_丙 $
答案
6.C 【点拨】三块金属末温(为冰的熔点)相同,初温相同,即三块金属降低相同的温度,由图可以知道,放出的热量$Q_甲<Q_乙<Q_丙$,三块金属的质量相同,$\Delta t$相同,则由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可以知道,三块金属的比热容关系为$c_甲<c_乙<c_丙$,故C正确。
解析
【分析】
要解决本题,需结合热传递规律和比热容公式分析:首先,三块金属初温相同,冰块形状稳定时金属末温等于冰的熔点(0℃),因此三者降低的温度Δt相同;其次,冰块凹陷越深,说明金属放出的热量越多(融化的冰越多,金属释放热量越多),由此判断放出热量的大小关系;最后根据比热容公式,结合质量相同、温度变化相同的条件,即可比较比热容大小。
【解析】
1. 确定温度变化:三块金属初温相同,末温均为冰的熔点(0℃),故降低的温度Δt甲=Δt乙=Δt丙。
2. 判断放出热量:由图可知,丙使冰块凹陷最深,说明丙放出的热量最多,甲放出的热量最少,即Q甲<Q乙<Q丙。
3. 计算比热容:已知三块金属质量m相同,根据比热容公式$ c=\frac{Q}{m\Delta t} $,当m和Δt相同时,比热容c与放出的热量Q成正比,因此$ c_甲<c_乙<c_丙 $,即丙的比热容最大。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合冰块凹陷的现象考察比热容的应用,核心是通过凹陷程度判断金属放出热量的多少,需熟练掌握热量公式,属于热学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合热传递规律和比热容公式分析:首先,三块金属初温相同,冰块形状稳定时金属末温等于冰的熔点(0℃),因此三者降低的温度Δt相同;其次,冰块凹陷越深,说明金属放出的热量越多(融化的冰越多,金属释放热量越多),由此判断放出热量的大小关系;最后根据比热容公式,结合质量相同、温度变化相同的条件,即可比较比热容大小。
【解析】
1. 确定温度变化:三块金属初温相同,末温均为冰的熔点(0℃),故降低的温度Δt甲=Δt乙=Δt丙。
2. 判断放出热量:由图可知,丙使冰块凹陷最深,说明丙放出的热量最多,甲放出的热量最少,即Q甲<Q乙<Q丙。
3. 计算比热容:已知三块金属质量m相同,根据比热容公式$ c=\frac{Q}{m\Delta t} $,当m和Δt相同时,比热容c与放出的热量Q成正比,因此$ c_甲<c_乙<c_丙 $,即丙的比热容最大。
【答案】
C
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合冰块凹陷的现象考察比热容的应用,核心是通过凹陷程度判断金属放出热量的多少,需熟练掌握热量公式,属于热学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.5
7.(科学思维)[南通中考]小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500 mL的水,加热至沸腾,用时2 min。水用完后,他又在壶中装入1000 mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是(
A.2 min
B.4 min
C.大于2 min且小于4 min
D.大于4 min
C
)A.2 min
B.4 min
C.大于2 min且小于4 min
D.大于4 min
答案
7.C 【点拨】用电水壶烧水,已知该壶保温性能较好,且烧水时壶会吸收一些热量,在壶中装入500 mL的水,加热至沸腾,用时2 min,由$Q=cm\Delta t$知,壶温度达到水的沸点过程中会吸收一些热量,则仅将500 mL的水加热至沸腾,用时小于2 min。水用完后,小明又在壶中装入1 000 mL的水,加热至沸腾,相当于在第一次的基础上,又单独将500 mL的水加热至沸腾,故所需时间大于2 min且小于4 min,故C正确。故选C。
解析
【分析】
要解决这道题,需明确电水壶烧水时的能量流向:消耗的电能不仅被水吸收,还会被电水壶本身吸收,同时存在热量散失。已知第一次加热500mL水至沸腾用时2min,由于壶需要从常温升温到沸点,这部分吸热也消耗了时间,因此仅加热500mL水的时间小于2min。第二次装入1000mL水时,壶已处于沸点温度,无需再升温,只需加热水,结合水的质量与热量的关系,即可分析出加热时间的范围。
【解析】
根据热量公式$Q=cm\Delta t$,水的比热容$c$和温度变化$\Delta t$(从常温到沸点)相同,水的质量与体积成正比,因此1000mL水的质量是500mL水的2倍,即$Q_{水2}=2Q_{水1}$。
第一次加热500mL水用时2min,该时间包含了壶从常温升温到沸点吸收热量对应的时间,因此仅加热500mL水的时间$t_{水1}<2min$。
第二次加热1000mL水时,壶已处于沸点,无需再升温,理想情况下加热1000mL水的时间$t_{水2}=2t_{水1}$,即$t_{水2}<4min$;同时,第二次加热仍存在热量散失,实际总时间略大于2min(第一次的2min包含了壶的吸热时间,第二次无此部分消耗),因此所需时间大于2min且小于4min。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、电功与热量的关系
【点评】
本题结合生活实际场景,考查热量公式的应用,关键在于理解电水壶自身吸热对加热时间的影响,需要将物理知识与实际问题结合分析,体现了科学思维的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需明确电水壶烧水时的能量流向:消耗的电能不仅被水吸收,还会被电水壶本身吸收,同时存在热量散失。已知第一次加热500mL水至沸腾用时2min,由于壶需要从常温升温到沸点,这部分吸热也消耗了时间,因此仅加热500mL水的时间小于2min。第二次装入1000mL水时,壶已处于沸点温度,无需再升温,只需加热水,结合水的质量与热量的关系,即可分析出加热时间的范围。
【解析】
根据热量公式$Q=cm\Delta t$,水的比热容$c$和温度变化$\Delta t$(从常温到沸点)相同,水的质量与体积成正比,因此1000mL水的质量是500mL水的2倍,即$Q_{水2}=2Q_{水1}$。
第一次加热500mL水用时2min,该时间包含了壶从常温升温到沸点吸收热量对应的时间,因此仅加热500mL水的时间$t_{水1}<2min$。
第二次加热1000mL水时,壶已处于沸点,无需再升温,理想情况下加热1000mL水的时间$t_{水2}=2t_{水1}$,即$t_{水2}<4min$;同时,第二次加热仍存在热量散失,实际总时间略大于2min(第一次的2min包含了壶的吸热时间,第二次无此部分消耗),因此所需时间大于2min且小于4min。
【答案】
C
【知识点】
热量计算、电功与热量的关系
【点评】
本题结合生活实际场景,考查热量公式的应用,关键在于理解电水壶自身吸热对加热时间的影响,需要将物理知识与实际问题结合分析,体现了科学思维的考查,难度适中。
【难度系数】
0.5
8.[福州期中改编] 用相同规格的电加热器分别同时对质量相等的甲、乙两种液体加热(不计热量损失),如图所示的是甲、乙两种液体的温度随加热时间变化的关系图像。下列说法正确的是(

A.1 min内,乙吸收的热量比甲多
B.1 min后乙温度不变,内能不变
C.乙的比热容比甲的大
D.升高相同的温度,甲吸收的热量多
D
)A.1 min内,乙吸收的热量比甲多
B.1 min后乙温度不变,内能不变
C.乙的比热容比甲的大
D.升高相同的温度,甲吸收的热量多
答案
8.D 【点拨】因为用相同规格的电加热器分别同时对质量相等的甲、乙两种液体加热(不计热量损失),因此1 min内(相同的时间内),甲和乙吸收的热量相同,故A错误;1 min后乙温度不变,不断吸收热量,内能增大,故B错误;由图可知,加热相同时间,即吸收相等的热量时,乙升高的温度大于甲升高的温度,根据公式$Q_{吸}=cm\Delta t$可知,质量相同的不同物质,在吸收相同的热量时,比热容越小,温度变化越大,所以乙的比热容小于甲的比热容,故C错误;由图可知,升高相同的温度时,甲液体的加热时间大于乙液体的加热时间,所以甲吸收的热量比乙吸收的热量多,故D正确。故选D。
解析
【分析】
本题结合温度随加热时间变化的图像,考查比热容相关知识。解题思路:首先明确相同规格的电加热器在相同时间内对甲、乙提供的热量相等(不计热量损失);再结合比热容公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,通过图像中温度变化、加热时间的关系,逐一分析选项。
【解析】
选项A:相同规格的电加热器,相同时间内甲、乙吸收的热量相等,因此1min内甲和乙吸收的热量相同,A错误。
选项B:1min后乙温度不变,但电加热器仍在加热,乙持续吸收热量,内能增大,B错误。
选项C:加热相同时间(吸收相同热量)时,乙升高的温度大于甲升高的温度。根据$Q_{吸}=cm\Delta t$,质量$m$相同、吸收热量$Q$相同时,温度变化$\Delta t$越大,比热容$c$越小,因此乙的比热容小于甲的比热容,C错误。
选项D:由图像可知,升高相同温度时,甲的加热时间更长,说明甲吸收的热量更多,D正确。
【答案】
D
【知识点】
比热容、热量计算、温度-时间图像
【点评】
本题需结合图像提取关键信息,利用“相同加热器相同时间吸热相同”的隐含条件,结合比热容公式分析,重点考查学生对比热容概念的理解和图像分析能力。
【难度系数】
0.5
本题结合温度随加热时间变化的图像,考查比热容相关知识。解题思路:首先明确相同规格的电加热器在相同时间内对甲、乙提供的热量相等(不计热量损失);再结合比热容公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,通过图像中温度变化、加热时间的关系,逐一分析选项。
【解析】
选项A:相同规格的电加热器,相同时间内甲、乙吸收的热量相等,因此1min内甲和乙吸收的热量相同,A错误。
选项B:1min后乙温度不变,但电加热器仍在加热,乙持续吸收热量,内能增大,B错误。
选项C:加热相同时间(吸收相同热量)时,乙升高的温度大于甲升高的温度。根据$Q_{吸}=cm\Delta t$,质量$m$相同、吸收热量$Q$相同时,温度变化$\Delta t$越大,比热容$c$越小,因此乙的比热容小于甲的比热容,C错误。
选项D:由图像可知,升高相同温度时,甲的加热时间更长,说明甲吸收的热量更多,D正确。
【答案】
D
【知识点】
比热容、热量计算、温度-时间图像
【点评】
本题需结合图像提取关键信息,利用“相同加热器相同时间吸热相同”的隐含条件,结合比热容公式分析,重点考查学生对比热容概念的理解和图像分析能力。
【难度系数】
0.5
【变式-变图像】[宿州期中] 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度—热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容$c_{甲}\_\_\_\_\_\_c_{丙}$;甲、丙两种液体的质量$m_{甲}\_\_\_\_\_\_m_{丙}$。(均选填“>”“=”或“<”)

答案
【变式】<;> 【点拨】由题知,甲、乙、丙三种物质的初温相同,在“温度—热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,将这三点分别与坐标原点相连(初温相同,直线表示液体的温度随吸收热量的变化关系图线),如图所示,乙、丙为质量相等的不同液体,即$m_乙=m_丙$,由图像可知,在吸收热量相等时,乙升高的温度较多,根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可知,乙液体的比热容较小,即$c_乙<c_丙$,由题知甲、乙为同种液体,即$c_甲=c_乙$,所以$c_甲<c_丙$;甲、乙为质量不等的同种液体,$c_甲=c_乙$,由图像可知,在吸收热量相等时,甲升高的温度较少,根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可知,甲液体的质量较大,即$m_甲>m_乙$,而已知$m_乙=m_丙$,所以$m_甲>m_丙$。
解析
【分析】
要解决这道题,需利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$($Q_{吸}$为吸收的热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为升高的温度),结合题目条件和图像分析:
1. 明确题目条件:甲、乙是同种液体→$c_{甲}=c_{乙}$;乙、丙质量相等→$m_{乙}=m_{丙}$;三种液体初温相同,图像中各点的纵坐标差即为升高的温度$\Delta t$。
2. 比较比热容$c_{甲}$和$c_{丙}$:取图像中相同的吸收热量$Q$,观察到$\Delta t_{乙}>\Delta t_{丙}$,结合$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,$Q$和$m$($m_{乙}=m_{丙}$)相同时,$\Delta t$越大,$c$越小,得$c_{乙}<c_{丙}$,再结合$c_{甲}=c_{乙}$,推出$c_{甲}<c_{丙}$。
3. 比较质量$m_{甲}$和$m_{丙}$:取相同的吸收热量$Q$,观察到$\Delta t_{甲}<\Delta t_{乙}$,结合$m=\frac{Q}{c\Delta t}$,$Q$和$c$($c_{甲}=c_{乙}$)相同时,$\Delta t$越小,$m$越大,得$m_{甲}>m_{乙}$,再结合$m_{乙}=m_{丙}$,推出$m_{甲}>m_{丙}$。
【解析】
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}$、$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$。
1. 比较$c_{甲}$和$c_{丙}$:
甲、乙为同种液体,故$c_{甲}=c_{乙}$;乙、丙质量相等,即$m_{乙}=m_{丙}$。取图像中吸收热量$Q$相同的点,可知$\Delta t_{乙}>\Delta t_{丙}$,代入$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}$,因$Q_{吸}$、$m$相同,$\Delta t$越大则$c$越小,故$c_{乙}<c_{丙}$,因此$c_{甲}=c_{乙}<c_{丙}$,即$c_{甲}<c_{丙}$。
2. 比较$m_{甲}$和$m_{丙}$:
甲、乙为同种液体,故$c_{甲}=c_{乙}$;取图像中吸收热量$Q$相同的点,可知$\Delta t_{甲}<\Delta t_{乙}$,代入$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$,因$Q_{吸}$、$c$相同,$\Delta t$越小则$m$越大,故$m_{甲}>m_{乙}$;又因$m_{乙}=m_{丙}$,因此$m_{甲}>m_{丙}$。
【答案】
<;>
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合“温度—热量”图像考查比热容和质量的比较,核心是利用吸热公式的变形,结合题目给出的“同种液体、质量相等”的条件分析图像,关键是找准相同热量下的温度变化量,难度中等。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$($Q_{吸}$为吸收的热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为升高的温度),结合题目条件和图像分析:
1. 明确题目条件:甲、乙是同种液体→$c_{甲}=c_{乙}$;乙、丙质量相等→$m_{乙}=m_{丙}$;三种液体初温相同,图像中各点的纵坐标差即为升高的温度$\Delta t$。
2. 比较比热容$c_{甲}$和$c_{丙}$:取图像中相同的吸收热量$Q$,观察到$\Delta t_{乙}>\Delta t_{丙}$,结合$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,$Q$和$m$($m_{乙}=m_{丙}$)相同时,$\Delta t$越大,$c$越小,得$c_{乙}<c_{丙}$,再结合$c_{甲}=c_{乙}$,推出$c_{甲}<c_{丙}$。
3. 比较质量$m_{甲}$和$m_{丙}$:取相同的吸收热量$Q$,观察到$\Delta t_{甲}<\Delta t_{乙}$,结合$m=\frac{Q}{c\Delta t}$,$Q$和$c$($c_{甲}=c_{乙}$)相同时,$\Delta t$越小,$m$越大,得$m_{甲}>m_{乙}$,再结合$m_{乙}=m_{丙}$,推出$m_{甲}>m_{丙}$。
【解析】
根据吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}$、$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$。
1. 比较$c_{甲}$和$c_{丙}$:
甲、乙为同种液体,故$c_{甲}=c_{乙}$;乙、丙质量相等,即$m_{乙}=m_{丙}$。取图像中吸收热量$Q$相同的点,可知$\Delta t_{乙}>\Delta t_{丙}$,代入$c=\frac{Q_{吸}}{m\Delta t}$,因$Q_{吸}$、$m$相同,$\Delta t$越大则$c$越小,故$c_{乙}<c_{丙}$,因此$c_{甲}=c_{乙}<c_{丙}$,即$c_{甲}<c_{丙}$。
2. 比较$m_{甲}$和$m_{丙}$:
甲、乙为同种液体,故$c_{甲}=c_{乙}$;取图像中吸收热量$Q$相同的点,可知$\Delta t_{甲}<\Delta t_{乙}$,代入$m=\frac{Q_{吸}}{c\Delta t}$,因$Q_{吸}$、$c$相同,$\Delta t$越小则$m$越大,故$m_{甲}>m_{乙}$;又因$m_{乙}=m_{丙}$,因此$m_{甲}>m_{丙}$。
【答案】
<;>
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题结合“温度—热量”图像考查比热容和质量的比较,核心是利用吸热公式的变形,结合题目给出的“同种液体、质量相等”的条件分析图像,关键是找准相同热量下的温度变化量,难度中等。
【难度系数】
0.5
9. (科学论证)[淮安模拟]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

小
,由图乙不能
(选填“能”或“不能”)分析得出:水的比热容比牛奶大,理由是牛奶和水的质量未知
。答案
9.小;不能;牛奶和水的质量未知
解析
【分析】
要解决这个问题,首先根据热传递中温度变化判断内能变化:温度降低时,物体内能减小;其次,比较比热容大小需利用热量公式$Q=cm\Delta t$,不考虑热损失时,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即$Q_{奶放}=Q_{水吸}$,但要比较比热容,还需要知道牛奶和水的质量,结合公式分析即可。
【解析】
1. 0~10 min内,牛奶的温度从70℃降低到40℃,温度降低,因此牛奶的内能变小;
2. 不考虑热损失,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即$Q_{奶放}=Q_{水吸}$,根据热量公式可得$c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$;
3. 从图乙可知,牛奶温度变化$\Delta t_{奶}=70℃-40℃=30℃$,水的温度变化$\Delta t_{水}=40℃-20℃=20℃$,但题目中未给出牛奶和水的质量$m_{奶}$和$m_{水}$,无法根据公式判断$c_{水}$和$c_{奶}$的大小,因此不能得出水的比热容比牛奶大的结论。
【答案】
小;不能;牛奶和水的质量未知
【知识点】
热传递、比热容
【点评】
本题结合温度变化图像考查热传递与比热容的知识,核心是理解比较比热容大小需要控制质量条件,题目缺少质量信息,需结合热量公式分析,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这个问题,首先根据热传递中温度变化判断内能变化:温度降低时,物体内能减小;其次,比较比热容大小需利用热量公式$Q=cm\Delta t$,不考虑热损失时,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即$Q_{奶放}=Q_{水吸}$,但要比较比热容,还需要知道牛奶和水的质量,结合公式分析即可。
【解析】
1. 0~10 min内,牛奶的温度从70℃降低到40℃,温度降低,因此牛奶的内能变小;
2. 不考虑热损失,牛奶放出的热量等于水吸收的热量,即$Q_{奶放}=Q_{水吸}$,根据热量公式可得$c_{奶}m_{奶}\Delta t_{奶}=c_{水}m_{水}\Delta t_{水}$;
3. 从图乙可知,牛奶温度变化$\Delta t_{奶}=70℃-40℃=30℃$,水的温度变化$\Delta t_{水}=40℃-20℃=20℃$,但题目中未给出牛奶和水的质量$m_{奶}$和$m_{水}$,无法根据公式判断$c_{水}$和$c_{奶}$的大小,因此不能得出水的比热容比牛奶大的结论。
【答案】
小;不能;牛奶和水的质量未知
【知识点】
热传递、比热容
【点评】
本题结合温度变化图像考查热传递与比热容的知识,核心是理解比较比热容大小需要控制质量条件,题目缺少质量信息,需结合热量公式分析,难度适中。
【难度系数】
0.5
10. (科学探究)[广州期末]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$0°\mathrm{C}$;
步骤2:把甲、乙取出,立刻放入质量相等、温度都是$23°\mathrm{C}$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$20°\mathrm{C}$,N容器内水的温度为$17°\mathrm{C}$(不考虑水、金属与外界的热传递)。
(1)实验中,M容器的水放热为$Q_M$,N容器的水放热为$Q_N$,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$0°\mathrm{C}$;
步骤2:把甲、乙取出,立刻放入质量相等、温度都是$23°\mathrm{C}$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$20°\mathrm{C}$,N容器内水的温度为$17°\mathrm{C}$(不考虑水、金属与外界的热传递)。
(1)实验中,M容器的水放热为$Q_M$,N容器的水放热为$Q_N$,则$Q_M$
<
(选填“<”“=”或“>”)$Q_N$。(2)(科学论证)比热容较大的是
乙
(选填“甲”或“乙”),判断依据是甲和乙的质量相等,$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,又因为$Q_M<Q_N$,则$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,$c_甲<c_乙$
。答案
10.(1)< (2)乙;甲和乙的质量相等,$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,又因为$Q_M<Q_N$,则$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,$c_甲<c_乙$。
【点拨】(1)两容器中水的质量相同,M容器中的水降低的温度为$23 ℃−20 ℃=3 ℃$,N容器中的水降低的温度为$23 ℃−17 ℃=6 ℃$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$知,$Q_M<Q_N$。不考虑水、金属与外界的热传递,甲、乙吸收的热量等于各自容器中水放出的热量,有$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$。(2)金属块甲和乙的质量相等,甲升高的温度为$20 ℃−0 ℃=20 ℃$,乙升高的温度为$17 ℃−0 ℃=17 ℃$,即$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,$c_甲<c_乙$。
【点拨】(1)两容器中水的质量相同,M容器中的水降低的温度为$23 ℃−20 ℃=3 ℃$,N容器中的水降低的温度为$23 ℃−17 ℃=6 ℃$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$知,$Q_M<Q_N$。不考虑水、金属与外界的热传递,甲、乙吸收的热量等于各自容器中水放出的热量,有$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$。(2)金属块甲和乙的质量相等,甲升高的温度为$20 ℃−0 ℃=20 ℃$,乙升高的温度为$17 ℃−0 ℃=17 ℃$,即$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,由$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,$c_甲<c_乙$。
解析
【分析】
本题利用隔热容器无热量损失的特点,结合热量公式和比热容的关系解题。首先,水放出的热量等于金属块吸收的热量;第一问通过水的质量、比热容相同,比较温度变化判断放热多少;第二问利用金属块质量相等,结合吸热和温度变化,根据比热容公式判断比热容大小。
【解析】
(1) 两容器中水的质量相等、比热容相同,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、乙初温均为$0°\mathrm{C}$,末温分别为$20°\mathrm{C}$、$17°\mathrm{C}$,则甲升高的温度$\Delta t_甲=20°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$,乙升高的温度$\Delta t_乙=17°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=17°\mathrm{C}$。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$Q_{甲吸}=Q_M$,$Q_{乙吸}=Q_N$,故$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$。已知甲、乙质量相等,根据比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,当$m$相同时,$Q$越大、$\Delta t$越小,比热容越大。因为$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,所以$c_甲<c_乙$,比热容较大的是乙。
【答案】
(1)<;(2)乙;甲和乙质量相等,吸收的热量$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,甲升高的温度$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,乙的比热容更大
【知识点】
比热容、热量计算、热传递
【点评】
本题结合热平衡原理,通过控制变量法探究金属块比热容大小,需明确水的放热与金属吸热的等量关系,灵活运用比热容公式分析,是初中热学的基础应用题型,注重公式的实际运用。
【难度系数】
0.6
本题利用隔热容器无热量损失的特点,结合热量公式和比热容的关系解题。首先,水放出的热量等于金属块吸收的热量;第一问通过水的质量、比热容相同,比较温度变化判断放热多少;第二问利用金属块质量相等,结合吸热和温度变化,根据比热容公式判断比热容大小。
【解析】
(1) 两容器中水的质量相等、比热容相同,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、乙初温均为$0°\mathrm{C}$,末温分别为$20°\mathrm{C}$、$17°\mathrm{C}$,则甲升高的温度$\Delta t_甲=20°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=20°\mathrm{C}$,乙升高的温度$\Delta t_乙=17°\mathrm{C}-0°\mathrm{C}=17°\mathrm{C}$。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$Q_{甲吸}=Q_M$,$Q_{乙吸}=Q_N$,故$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$。已知甲、乙质量相等,根据比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,当$m$相同时,$Q$越大、$\Delta t$越小,比热容越大。因为$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,所以$c_甲<c_乙$,比热容较大的是乙。
【答案】
(1)<;(2)乙;甲和乙质量相等,吸收的热量$Q_{甲吸}<Q_{乙吸}$,甲升高的温度$\Delta t_甲>\Delta t_乙$,根据$c=\frac{Q}{m\Delta t}$可知,乙的比热容更大
【知识点】
比热容、热量计算、热传递
【点评】
本题结合热平衡原理,通过控制变量法探究金属块比热容大小,需明确水的放热与金属吸热的等量关系,灵活运用比热容公式分析,是初中热学的基础应用题型,注重公式的实际运用。
【难度系数】
0.6
登录