专题三基础知识A教师版

1教师版基础知识讲解习题答案一、填空题1．对于同一种物质，物体吸收的热量与物体的质量有关，与物体升高的温度有关。不同的物质，在质量相等，温度升高相同时，吸收的热量是不同的。单位质量某种物质温度升高10C吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号C表示，它的单位是J/(Kg0C)。比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容。砂石的比热容为0.92×103J/(kg·℃)读作0.92×103焦耳每千克摄氏度。若某个铜球的比热容为0.39×103J/(kg·℃)，则半个铜球的比热容为_______0.39×103J/(kg·℃)_____。2．水的比热比较大，泥土和砂石的比热____小___，在同样受热或冷却的情况下，水温变化比泥土、砂石的温度变化___小__。3．一太阳能热水器水箱内装有质量为80kg的水，经太阳晒2h后，温度从20℃升高到50℃所吸收的热量是1.008×107J，这是用热传递的方式增加了水的内能．４．将质量初温相同的铝、铜、铁三个球，浸没在沸水中煮较长的一段时间，则三个球的温度相同。从沸水中吸热最多的是铝球，吸热最少的是铜球。（已知C铝C铁C铜）５．下表提供的信息中，得出几个结论，你知道是那几个结论吗？写出3个。水4.2×103干泥土0.64×103酒精2.4×103铜0.39×103冰2.1×103铝0.88×103煤油2.1×103铅0.13×103水银0.14×103砂石0.92×103①不同的物质比热容不同②水的比热容最大③一般情况下，金属的比热容比较小。５．如图15-5甲是用水来冷却热牛奶的示意图。图乙是记录牛奶、水的温度随时间变化的图像，图中表示热奶温度随时间变化的曲线应是I；，(填写I或Ⅱ)图中A点的物理意义是牛奶和水混合温度。若水的质量为1．5kg，在这个过程中水吸收的热量是5.04×104J．二．选择题１．下列说法正确的是(D)．A．一杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一B．吸收热量多的物质，比热容一定大C．高温物体放出热量一定多D．质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度２．在沙漠地区有“早穿皮袄午穿纱，夜抱火炉吃西瓜”的奇特现象．而沿海地区是“气候宜人，四季如春”，这表明水对气温有显著影响，是因为(B)．A．水的透明度高，容易吸收太阳能B．水的比热容比沙石的比热容大C．水在蒸发时有致冷作用D．水的对流性能好甲图15-5乙2３．下列有关比热的说法中正确的是（A）A．比热是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热B．在释放相同热量的条件下，比热小的物体温度降低得多C．水和冰是同一种物质构成，因此比热相同D．将一物体分成两半，其比热也必减半４．下列各种情况下比热会发生变化的是（B）A．一杯水倒去一半B．水凝结成冰C．一块铁加工成铁屑D．15℃的水变成45℃的水５．下列事实中，最能说明物质吸收的热量跟物质种类有关的是(D)A．体积相同的两杯水温度都升高10℃，它们吸收的热量相同B．质量相等的两块钢温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相同C．体积相等的水和煤油温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同D．质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相同６．在各种液体中，通常用水作冷却剂，这是因为（C）A．水具有较大的密度B．水的性质很稳定C．水具有较大的比热容D．水的凝固点较低７．质量相等、初温相同的水和酒精，分别用两个相同的加热器加热（不计热量损失），加热过程中温度随时间的变化图线如图15-6所示，关于a、b两种液体的鉴别结论正确的是（C）A．a的比热大，是水B．a的比热大，是酒精C．b的比热大，是水D．b的比热大，是酒精８．冬天，室内取暖的暖气，很多都采用让流动的热水慢慢地流过散热器，其原因是（C）A．水比较便宜B．水的密度小C．水的比热容大D．水的沸点高９．甲、乙两物体的比热容之比为2∶3，吸收热量之比为3∶1，它们升高的温度相同，则甲、乙两物体的质量之比为（A）A．9∶2B．2∶9C．1∶2D．2∶110．水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务，下列事例中与它的这一特性无关的是（D）A．让流动的热水流过散热器取暖B．汽车发动机用循环水冷却C．冬季，晚上向稻田里放水，以防冻坏秧苗D．在较大的河流上建水电站，用水发电三．计算题１．太阳能热水器内盛有25OC的水20kg，在阳光照射下水温升高到55OC，试计算这些水吸收了多少热量？（C水=4.2×103J/(kg.OC)解：Q＝cm(t－t０)＝4.2×103J/(kg.OC×20kg×(55OC－25OC)＝２．52×106J２．一锅炉每天把3t的水加热到100℃，需要吸收的热为1.008×109J的热，求：（1）、原来水的初温为多小℃？解：ccKgJJcmQt003980/102.410008.1t0＝100℃－80℃＝20℃四．探究题图15-6时间/min温度/℃ab03１．为了研究物质的某种特性，某小组同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水温随时间变化的情况。记录数据分别如表一、表二所示。（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等。）表一m1=100g时间/min0246810121416温度/℃363534333231303030降低温度/℃012345666表二m2=200g时间/min04812162024283236温度/℃36353433323130292828降低温度/℃01234567881．分析比较表一和表二中数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是不同（相同/不同）的。2．分析比较表一和表二中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是一定质量的水放出热量与降低的温度成正比。3．分析比较表一和表二中第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是降低相同温度时，水质量越大放出热量越多。4．进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是__水放出的热量与质量、水降低温度的比值是个定值。例1温度相同的铝块甲和铁块乙，m甲＝m乙，将它们分别加热，使其吸收相同的热量后接触，此时（）A、温度从甲传向乙B、内能从甲传向乙C、内能从乙传向甲D、甲、乙间不发生热传递思路解析在热传递时，传递的是能量而不是温度，故A不正确。由于能量是从高温物体传向低温物体，所以此题的解题关键是判断甲、乙两物体吸收热量后温度的高低。由Q甲＝c甲m甲（t甲－t0甲），Q乙＝c乙m乙（t乙－t0乙），因它们吸收相同的热量，有Q甲＝Q乙，又m甲＝m乙，所以c甲（t甲－t0甲）＝c乙（t乙－t0乙），因为c甲＞c乙，t0甲＝t0乙，所以t甲＜t乙，故内能从乙传向甲正确解答C误点警示知识补充：（1）内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。（2）热传递的本质是内能的转移。知识点2比热容的意义比热容是物质的特性之一，由物质本身和物质所处的状态决定，对处于某一定状态下的物质来说，其比热容是一定的，跟物质的质量和体积的大小、温度的高低、吸收（或放出）热量的多少无关。例2把两个质量相等的20℃的铜球，分别放进质量相等的、温度均为50℃的水和煤油中，达到热平衡后，水和煤油的温度相比哪个低？思路解析本题是关于热平衡现象的问题。可以利用热平衡方程，以及公式Q＝cm△t来解。正确解答设水的质量为m1，比热为c1，水的初温为t01＝50℃，热平衡后温度为t末1；又设煤油质量m2（m1＝m2），比热为c2，煤油的初温为t02＝50℃，热平衡后温度为t末2；铜的质量为m3，比热为c3，铜球的初温4为t03＝20℃，铜在水中热平衡后温度为t末3＝t末1；铜在煤油中热平衡后的温度为t′末3＝t末2.铜球放在水中的情况下，根据热平衡方程，有Q铜吸＝Q水放，即c3m3（t末1－t03）＝c1m1（t01－t末1）①铜在煤油中时，同理可得c3m3（t末2－t03）＝c2m2（t02－t末2）②由①/②得.又m1＝m2，化简上式得.因为c1＞c2，所以.所以（t末1－t03）（t02－t末2）＞（t01－t末1）（t末2－t03）。两边展开，代入已知条件，合并同类项，得30t末1＞30t末2，所以t末1＞t末2.所以达到热平衡后煤油的温度低些。误点警示此题中的热平衡是指不计热损失的情况下。知识点3水的比热容水的比热容为4.2×103J/（kg.℃）。水的比热容比较大，在工、农业生产和日常生活中有广泛的应用，其应用主要有两方面：一是用水来做制冷剂或取暖；二是调节气候。例3宿迁境内的洪泽湖在盛夏季节，对周围地区气温起着很好的调节作用，这主要是因为洪泽湖的水面大，水量多。更重要的是因为水的比陆地大，太阳晒后水的变化比陆地小。思路解析从小的比热比干泥土的比热大3倍多去理解、分析。正确解答根据公式，可知当比热较大的水在吸收或放出与陆地相当的热量时，温度的变化较小。所以，本题答案为：比热温度。误点警示公式Q＝cm△t，体现了各种物质吸收或放出热量与物质的比热、物质的质量以及温度变化之间的关系。知识点4热量的计算吸热计算式：Q吸＝cm（t－t0）放热计算式：Q放＝cm（t0－t）其中Q为热量，单位是J；c为物质的比热容，单位J/（kg.℃）；m为物体质量，单位为kg；t0为物体初始温度，t为物体末温，单位为℃。「注意」应用计算式进行计算时，代入的数据一定要连同单位一起代入，且单位要统一。例4质量为5kg的冷水和质量2kg的热水混合后，其共同温度是40℃，则冷水和热水的初温可能是（）A、10℃，52℃B、20℃，50℃C、20℃，90℃D、30℃，70℃思路解析根据题意可知cm冷（t末－t冷初）＝cm热（t热初－t末），即5（40℃－t冷却）＝2（t热初－40℃）展开，合并可得5t冷初＋2t热初＝280℃此式为二元一次方程，应有无数组解，但题中只给了四个选项。当t冷初＝20℃，t热初＝90℃时，满足上述二元一次方程。正确解答选C.误点警示解好本题除了要掌握好所学的物理知识，还要应用好有关的数学知识。例5把质量为4kg的冷水与3kg、80℃的热水混合后的温度为40℃，若不计热量损失，求冷水的温度是多少？命题意图本题考查了能量守恒定律在热传递过程中的应用。题型特点本题是理想状况下的热传递，解题时的关键是明确热传递过程中热水放出的热量与冷水吸收的热量相等。且本题涉及的物理量较多，因此解题时应注意加脚标以示区别。分析解答热水与冷水混合会发生热传递，直到二者温度相同时为止。若不计热量损失，根据能量守恒定律，热水放出的热量等于冷水吸收的热量。下面以两种解法示例。解法一：分步计算法：由题意得，热水放出的热量为Q放＝cm1（t1－t）＝4.2×103J/（kg.℃）×3kg×（80℃－40℃）＝5.04×105J，冷水吸收的热量为Q放＝Q吸＝5.04×105J由于Q吸＝cm2（t－t2），变换得冷水的温度解法二：综合法：由题意得Q放＝Q吸，展开得cm1（t1－t）＝cm2（t－t2）所以冷水的温度为课堂小结比热容的定义比热容表示的物理意义，物质的比热容物质的比热容比热容的单位水的比热容及其应用热量的计算同步练习一、填空题1、质量为200g的某金属，温度从100℃降到20℃，共放出7360J的热量，则此金属的比热容是。由几种物质的比热容表可以知道，此金属可能是