1.已知水的比热容为$4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· °\mathrm{C})$,则质量为2 kg的水,温度由25 ℃降低到20 ℃放出的热量是(
A.$4.2× 10^{4}\ \mathrm{J}$
B.$2.1× 10^{5}\ \mathrm{J}$
C.$1.68× 10^{5}\ \mathrm{J}$
D.$3.78× 10^{5}\ \mathrm{J}$
A
)。A.$4.2× 10^{4}\ \mathrm{J}$
B.$2.1× 10^{5}\ \mathrm{J}$
C.$1.68× 10^{5}\ \mathrm{J}$
D.$3.78× 10^{5}\ \mathrm{J}$
答案
1.A
解析
【分析】
本题是计算水放出的热量,需利用物体放热的热量计算公式求解。首先明确放热公式为$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$,其中$c$为比热容,$m$为质量,$t_{0}$为初温,$t$为末温;接着提取题目中已知的各物理量,代入公式计算放出的热量,最后匹配选项得出答案。
【解析】
已知水的比热容$c=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· °\mathrm{C})$,质量$m=2\ \mathrm{kg}$,初温$t_{0}=25\ \mathrm{℃}$,末温$t=20\ \mathrm{℃}$。
根据放热公式$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$,代入数值计算:
$Q_{放}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· °\mathrm{C}) × 2\ \mathrm{kg} × (25\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})=4.2×10^{4}\ \mathrm{J}$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量的计算、比热容
【点评】
本题为热学基础计算题,考查放热公式的应用,只要牢记公式、准确提取各物理量即可正确解答,是热学部分的典型基础题。
【难度系数】
0.8
本题是计算水放出的热量,需利用物体放热的热量计算公式求解。首先明确放热公式为$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$,其中$c$为比热容,$m$为质量,$t_{0}$为初温,$t$为末温;接着提取题目中已知的各物理量,代入公式计算放出的热量,最后匹配选项得出答案。
【解析】
已知水的比热容$c=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· °\mathrm{C})$,质量$m=2\ \mathrm{kg}$,初温$t_{0}=25\ \mathrm{℃}$,末温$t=20\ \mathrm{℃}$。
根据放热公式$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$,代入数值计算:
$Q_{放}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· °\mathrm{C}) × 2\ \mathrm{kg} × (25\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃})=4.2×10^{4}\ \mathrm{J}$,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
热量的计算、比热容
【点评】
本题为热学基础计算题,考查放热公式的应用,只要牢记公式、准确提取各物理量即可正确解答,是热学部分的典型基础题。
【难度系数】
0.8
2.质量和初温都相同的铁块和铝块,吸收相同的热量后相互接触,已知$c_{铁}<c_{铝}$,则下列说法正确的是(
A.温度从铁块传递给铝块
B.热量从铝块传递给铁块
C.它们之间没有热传递
D.热量从铁块传递给铝块
D
)。A.温度从铁块传递给铝块
B.热量从铝块传递给铁块
C.它们之间没有热传递
D.热量从铁块传递给铝块
答案
2.D
解析
【分析】
要解决这道题,需结合热量计算公式和热传递的核心概念分析:首先通过热量公式推导温度变化,结合已知条件判断铁块和铝块的末温高低;再根据热传递的定义,明确热传递的传递对象和方向,从而确定正确选项。
【解析】
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$,变形可得温度变化量$\Delta t = \frac{Q}{cm}$。已知铁块和铝块的质量$m$相同,吸收的热量$Q$相同,且$c_{铁}<c_{铝}$,代入公式可知:$\Delta t_{铁} = \frac{Q}{c_{铁}m}$,$\Delta t_{铝} = \frac{Q}{c_{铝}m}$,因此$\Delta t_{铁}>\Delta t_{铝}$。
由于铁块和铝块的初温$t_0$相同,所以末温$t_{铁}=t_0+\Delta t_{铁}$,$t_{铝}=t_0+\Delta t_{铝}$,即$t_{铁}>t_{铝}$。
热传递的条件是存在温度差,传递的是热量(而非温度),方向由高温物体指向低温物体,因此热量从温度更高的铁块传递给铝块。
【答案】
D
【知识点】
热量的计算、热传递的条件
【点评】
本题考查热量公式的应用和热传递的基本概念,核心是利用$\Delta t=\frac{Q}{cm}$判断末温,需注意区分“温度”和“热量”的概念,避免误选混淆概念的选项,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合热量计算公式和热传递的核心概念分析:首先通过热量公式推导温度变化,结合已知条件判断铁块和铝块的末温高低;再根据热传递的定义,明确热传递的传递对象和方向,从而确定正确选项。
【解析】
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$,变形可得温度变化量$\Delta t = \frac{Q}{cm}$。已知铁块和铝块的质量$m$相同,吸收的热量$Q$相同,且$c_{铁}<c_{铝}$,代入公式可知:$\Delta t_{铁} = \frac{Q}{c_{铁}m}$,$\Delta t_{铝} = \frac{Q}{c_{铝}m}$,因此$\Delta t_{铁}>\Delta t_{铝}$。
由于铁块和铝块的初温$t_0$相同,所以末温$t_{铁}=t_0+\Delta t_{铁}$,$t_{铝}=t_0+\Delta t_{铝}$,即$t_{铁}>t_{铝}$。
热传递的条件是存在温度差,传递的是热量(而非温度),方向由高温物体指向低温物体,因此热量从温度更高的铁块传递给铝块。
【答案】
D
【知识点】
热量的计算、热传递的条件
【点评】
本题考查热量公式的应用和热传递的基本概念,核心是利用$\Delta t=\frac{Q}{cm}$判断末温,需注意区分“温度”和“热量”的概念,避免误选混淆概念的选项,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
3.质量为500 g的金属块,温度从100 ℃降低到20 ℃时共放出了$3.52× 10^{4}\ \mathrm{J}$的热量,则金属块的比热容为(
A.$0.88× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
B.$0.44× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
C.$0.22× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
D.$0.11× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
A
)。A.$0.88× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
B.$0.44× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
C.$0.22× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
D.$0.11× 10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$
答案
3.A
解析
【分析】本题考查比热容的计算,需利用放热公式求解。首先明确放热公式为$Q_{放}=cm(t_{0}-t)$,其中$Q_{放}$是放出的热量,$c$是比热容,$m$是质量,$t_{0}$是初温,$t$是末温。解题时先统一单位,再将公式变形为$c=\frac{Q_{放}}{m(t_{0}-t)}$,代入已知数值计算得出结果后,对应选项选出答案。
【解析】首先统一单位:金属块质量$m=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$,温度变化量$\Delta t=t_{0}-t=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,变形得比热容$c=\frac{Q_{放}}{m\Delta t}$,代入数据计算:$c=\frac{3.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×80\ \mathrm{℃}}=0.88×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,对应选项A。
【答案】A
【知识点】比热容的计算、放热公式的应用
【点评】本题为基础的比热容计算应用题,重点考查放热公式的掌握和单位换算,难度较低,只要牢记公式并正确计算即可得分。
【难度系数】0.8
【解析】首先统一单位:金属块质量$m=500\ \mathrm{g}=0.5\ \mathrm{kg}$,温度变化量$\Delta t=t_{0}-t=100\ \mathrm{℃}-20\ \mathrm{℃}=80\ \mathrm{℃}$。根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,变形得比热容$c=\frac{Q_{放}}{m\Delta t}$,代入数据计算:$c=\frac{3.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{0.5\ \mathrm{kg}×80\ \mathrm{℃}}=0.88×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,对应选项A。
【答案】A
【知识点】比热容的计算、放热公式的应用
【点评】本题为基础的比热容计算应用题,重点考查放热公式的掌握和单位换算,难度较低,只要牢记公式并正确计算即可得分。
【难度系数】0.8
4.已知水的比热容比煤油的大,如图,隔着陶土网同时加热规格相同、装有质量和初温都相同的煤油和水的试管,至管内液体升温到$40°\mathrm{C}$,这个过程中(

A.煤油温度先升到$40°\mathrm{C}$
B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量多
D.升高相同的温度,煤油需加热较长的时间
A
)。A.煤油温度先升到$40°\mathrm{C}$
B.同一时刻水的温度比煤油高
C.加热相同时间,水吸收的热量多
D.升高相同的温度,煤油需加热较长的时间
答案
4.A
解析
【分析】本题考查比热容的应用,需利用热量公式$Q = cm\Delta t$分析。已知水和煤油的质量$m$相同、初温相同,同一酒精灯加热时,相同时间内两者吸收的热量$Q$相同。根据$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,比热容$c$越大,升高的温度$\Delta t$越小。水的比热容比煤油大,所以煤油升温更快,据此逐一分析选项。
【解析】
A选项:水的比热容大于煤油,质量相同、吸收相同热量时,煤油升高的温度更多,因此煤油温度先升到$40°\mathrm{C}$,A正确;
B选项:同一时刻,水和煤油吸收的热量相同,煤油比热容小,升高的温度更大,所以煤油温度比水高,B错误;
C选项:同一酒精灯加热相同时间,水和煤油吸收的热量相等,C错误;
D选项:升高相同温度时,水的比热容大,需要吸收更多热量,因此水需要加热更长时间,D错误。
【答案】A
【知识点】比热容、热量计算
【点评】本题结合实验装置考查比热容的实际应用,核心是掌握热量公式$Q=cm\Delta t$,明确相同加热条件下,相同时间内物质吸收热量相同,再结合比热容大小分析温度变化,属于基础题型,需仔细辨析各选项的逻辑关系。
【难度系数】0.7
【解析】
A选项:水的比热容大于煤油,质量相同、吸收相同热量时,煤油升高的温度更多,因此煤油温度先升到$40°\mathrm{C}$,A正确;
B选项:同一时刻,水和煤油吸收的热量相同,煤油比热容小,升高的温度更大,所以煤油温度比水高,B错误;
C选项:同一酒精灯加热相同时间,水和煤油吸收的热量相等,C错误;
D选项:升高相同温度时,水的比热容大,需要吸收更多热量,因此水需要加热更长时间,D错误。
【答案】A
【知识点】比热容、热量计算
【点评】本题结合实验装置考查比热容的实际应用,核心是掌握热量公式$Q=cm\Delta t$,明确相同加热条件下,相同时间内物质吸收热量相同,再结合比热容大小分析温度变化,属于基础题型,需仔细辨析各选项的逻辑关系。
【难度系数】0.7
5. 在标准大气压下,1 kg 30 ℃的水吸收了$3.36×10^5$ J的热量后,其温度升高到(
A.80 ℃
B.90 ℃
C.100 ℃
D.110 ℃
C
)。A.80 ℃
B.90 ℃
C.100 ℃
D.110 ℃
答案
5.C
解析
【分析】
本题考查热量计算及水的沸点的应用。解题思路:先利用吸热公式计算水理论上升高的温度,再结合标准大气压下水的沸点为100℃,判断实际末温,因为水沸腾时温度保持不变,不会超过沸点,从而得出正确结果。
【解析】
已知水的比热容$c=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,质量$m=1 kg$,吸收热量$Q_{吸}=3.36×10^5 J$,初始温度$t_0=30℃$。
根据吸热公式$Q_{吸}=cmΔt$,可得水理论上升高的温度:
$Δt=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{3.36×10^5 J}{4.2×10^3 J/(kg·℃)×1 kg}=80℃$
理论末温为$t=t_0+Δt=30℃+80℃=110℃$,但标准大气压下水的沸点为100℃,水沸腾时温度保持不变,不会超过沸点,因此实际温度升高到100℃。
【答案】
C
【知识点】
热量的计算;水的沸点
【点评】
本题需注意液体沸腾时温度保持沸点不变的特点,避免直接用理论计算的温度作为结果,考查对热量公式和沸点知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
本题考查热量计算及水的沸点的应用。解题思路:先利用吸热公式计算水理论上升高的温度,再结合标准大气压下水的沸点为100℃,判断实际末温,因为水沸腾时温度保持不变,不会超过沸点,从而得出正确结果。
【解析】
已知水的比热容$c=4.2×10^3 J/(kg·℃)$,质量$m=1 kg$,吸收热量$Q_{吸}=3.36×10^5 J$,初始温度$t_0=30℃$。
根据吸热公式$Q_{吸}=cmΔt$,可得水理论上升高的温度:
$Δt=\frac{Q_{吸}}{cm}=\frac{3.36×10^5 J}{4.2×10^3 J/(kg·℃)×1 kg}=80℃$
理论末温为$t=t_0+Δt=30℃+80℃=110℃$,但标准大气压下水的沸点为100℃,水沸腾时温度保持不变,不会超过沸点,因此实际温度升高到100℃。
【答案】
C
【知识点】
热量的计算;水的沸点
【点评】
本题需注意液体沸腾时温度保持沸点不变的特点,避免直接用理论计算的温度作为结果,考查对热量公式和沸点知识的综合应用。
【难度系数】
0.6
6.把一定量的热水倒入适量的冷水中,冷水吸收了5 000 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5 000 J
B.热水一定放出了5 000 J的热量
C.冷水的热量增加了5 000 J
D.热水的内能至少减少了5 000 J
D
)。A.热水的内能一定减少了5 000 J
B.热水一定放出了5 000 J的热量
C.冷水的热量增加了5 000 J
D.热水的内能至少减少了5 000 J
答案
6.D
解析
【分析】
要解决这道题,需明确热传递过程中内能与热量的关系,以及热量、内能的概念:热量是过程量,只能描述吸收或放出,不能说物体“含有”或“增加”热量;内能是状态量,热传递中,物体放出热量则内能减少,吸收热量则内能增加。解题时需注意:冷水吸收的5000J热量来自热水,但热水放出的热量可能有部分散失到周围环境(题目仅说明冷水从周围吸收的热量忽略,未限制热水的热量散失),因此热水放出的热量≥5000J。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 分析选项C:热量是过程量,不能说“冷水的热量增加”,应表述为冷水的内能增加,故C错误。
2. 分析选项A、B:冷水吸收的5000J热量来自热水,但热水放出的热量可能因散失到外界而大于5000J,因此热水放出的热量不一定等于5000J,其内能减少量等于放出的热量,故A“一定减少5000J”、B“一定放出5000J”均错误。
3. 分析选项D:热水放出的热量至少等于冷水吸收的5000J(无热量散失时等于,有散失时更多),而热水内能的减少量等于其放出的热量,因此热水的内能至少减少5000J,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
热传递、内能与热量的关系
【点评】
本题考查热传递中内能与热量的核心概念,易错点在于混淆热量(过程量)和内能(状态量)的表述,以及忽略热水可能向外界散失热量的情况,需准确理解能量守恒在热传递中的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需明确热传递过程中内能与热量的关系,以及热量、内能的概念:热量是过程量,只能描述吸收或放出,不能说物体“含有”或“增加”热量;内能是状态量,热传递中,物体放出热量则内能减少,吸收热量则内能增加。解题时需注意:冷水吸收的5000J热量来自热水,但热水放出的热量可能有部分散失到周围环境(题目仅说明冷水从周围吸收的热量忽略,未限制热水的热量散失),因此热水放出的热量≥5000J。据此逐一分析选项即可。
【解析】
1. 分析选项C:热量是过程量,不能说“冷水的热量增加”,应表述为冷水的内能增加,故C错误。
2. 分析选项A、B:冷水吸收的5000J热量来自热水,但热水放出的热量可能因散失到外界而大于5000J,因此热水放出的热量不一定等于5000J,其内能减少量等于放出的热量,故A“一定减少5000J”、B“一定放出5000J”均错误。
3. 分析选项D:热水放出的热量至少等于冷水吸收的5000J(无热量散失时等于,有散失时更多),而热水内能的减少量等于其放出的热量,因此热水的内能至少减少5000J,故D正确。
【答案】
D
【知识点】
热传递、内能与热量的关系
【点评】
本题考查热传递中内能与热量的核心概念,易错点在于混淆热量(过程量)和内能(状态量)的表述,以及忽略热水可能向外界散失热量的情况,需准确理解能量守恒在热传递中的应用,难度适中。
【难度系数】
0.5
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