第44页

信息发布者:
B
B
比热容
较快
海洋吹向陆地
大于
小于
A
【分析】
这是一道比热容的概念辨析题,解题的核心思路是先明确比热容的本质属性:比热容是物质本身固有的一种特性,仅由物质自身的属性决定,和物体的质量、吸放热多少、温度变化量等外部因素都无关。接下来我们逐个对照选项判断正误,排除所有错误描述,即可得到正确答案。
【解析】
我们对每个选项逐一分析:
1. 选项A:比热容是物质的固有特性,不会随物体吸收或放出的热量发生改变,因此A说法错误。
2. 选项B:不同种类的物质比热容一般不同,同一种物质状态改变时(例如水和冰)比热容也会发生变化,因此比热容的大小与物质的种类和状态有关,B说法正确。
3. 选项C:比热容和物体的质量没有关联,例如1kg的水和10kg的水比热容完全相同,因此C说法错误。
4. 选项D:比热容不会随物体升高的温度大小发生变化,同种物质即使升高的温度不同,比热容也保持不变,因此D说法错误。
综上,正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
比热容的概念,比热容的影响因素
【点评】
本题属于比热容板块的基础概念题,易错点是很多同学会把比热容的计算式c=Q/(mΔt)中的Q、m、Δt误认为是决定比热容大小的因素,要明确该公式只是比热容的计算式而非决定式,比热容不会被这三个物理量影响,仅由物质的种类和状态决定。
【难度系数】
0.9
【分析】
我们可以逐个结合表格数据和热学基础概念对选项进行排查:
1. 先看A选项:回忆晶体熔化的特点,冰是晶体,熔化时吸热温度不变,内能是增加的,虽然冰熔化后比热容变大,但内能总量不变的描述错误,直接排除A。
2. 再看B选项:观察表格里的不同物质,查找是否存在比热容数值相等的不同物质,发现冰和煤油的比热容都是2.1×10³J/(kg·℃),说明不同物质比热容可以相同,该选项大概率正确,继续验证剩余选项。
3. 接着看C选项:明确热量的定义,热量是热传递过程中传递能量的多少,属于过程量,不能描述为物体“含有热量”,表述本身错误,排除C。
4. 最后看D选项:找表格里的液态物质水银,它的比热容是0.14×10³J/(kg·℃),比大部分固体比热容都小,说明不是所有液体比热容都比固体大,排除D。最终确定正确选项是B。
【解析】
我们逐一分析每个选项:
A. 冰是晶体,熔化过程中吸收热量,温度保持不变,内能总量增大,虽然冰熔化为水后比热容从2.1×10³J/(kg·℃)变为4.2×10³J/(kg·℃),比热容变大,但内能不变的描述错误,A错误。
B. 从表格数据可以看到,冰和煤油是不同物质,二者的比热容均为2.1×10³J/(kg·℃),说明不同物质的比热容可能相同,B正确。
C. 热量是过程量,只能描述热传递过程中吸收或放出的能量,不能说物体“含有热量”,该表述本身不符合物理定义,C错误。
D. 表格中水银是液体,其比热容为0.14×10³J/(kg·℃),远小于沙石、干泥土等固体的比热容,因此“液体的比热容都比固体的比热容大”的结论不成立,D错误。
【答案】
B
【知识点】
比热容概念,晶体熔化特点,热量定义
【点评】
本题属于热学基础概念辨析题,结合比热容表格考查对核心概念的理解,易错点一是容易忽略热量是过程量,误判C选项;二是没有注意到水银这类液态金属的比热容很小,误选D,需要学生准确记忆热学基础概念,学会从给定数据中提取信息验证结论。
【难度系数】
0.7
【分析】
这道题需要结合比热容的特性和风的形成逻辑推导海风的成因:首先明确相同日照条件下,陆地和海洋吸收的太阳辐射热量相近,根据热量公式Q=cmΔt,当吸收的热量Q、物质质量m相近时,比热容c越小,温度升高的幅度Δt就越大。对比陆地和海洋的物质构成:陆地以砂石泥土为主,海洋以水为主,水的比热容远大于砂石,因此陆地的比热容比海洋小,相同吸热下陆地温度上升更快,陆地上方热空气上升后近地面形成低压,海洋上方空气下沉近地面形成高压,近地面的风会从高压区域流向低压区域,最终形成从海洋吹向陆地的海风。
【解析】
1. 第一空:海陆热力性质差异的核心原因是物质的比热容不同,相同日照下陆地的砂石土壤比热容远小于海水,因此此处填比热容。
2. 第二空:根据Δt=Q/(cm),在吸收相同热量、质量相近时,比热容越小,温度上升越快,因此陆地温度上升较快。
3. 第三空:陆地近地面因空气上升形成低压,海洋近地面因空气下沉形成高压,风由高压的海洋流向低压的陆地,因此是海洋吹向陆地。
【答案】
比热容;较快;海洋吹向陆地
【知识点】
比热容,海陆风成因,大气运动
【点评】
本题属于物理与地理的跨学科融合题型,将比热容的知识点和生活中常见的海岸气象现象结合,跳出了纯公式计算的考查模式,引导学生用所学物理原理解释自然现象,深化对比热容物理意义的理解。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先判断内能大小:B到C是冰的熔化过程,晶体熔化时温度不变但持续吸热,吸热会使内能增加,因此可直接对比C、B点的内能。之后比较两段比热容:相同加热器加热时,单位时间内物质吸收的热量相等,结合图像分别提取AB段、CD段的加热时长、温度变化量,利用比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,在质量相同的前提下,对比两段的吸热量和温度变化量的比值,就能推导得出两段比热容的大小关系。
【解析】
1. 内能对比:从B点到C点,冰处于晶体熔化阶段,持续从外界吸收热量,虽然温度始终保持0℃不变,但内能随吸热过程不断增大,因此物质在C点的内能大于在B点的内能。
2. 比热容对比:设加热器每分钟提供的热量为q,物质质量m始终为500g保持不变:
AB段:加热时长为2min,吸收总热量$Q_{AB}=2q$,温度变化量$\Delta t_{AB}=0℃-(-40℃)=40℃$,代入比热容公式得$c_{AB}=\frac{Q_{AB}}{m\Delta t_{AB}}=\frac{2q}{m×40℃}=\frac{q}{20m}$
CD段:加热时长为$16min-8min=8min$,吸收总热量$Q_{CD}=8q$,温度变化量$\Delta t_{CD}=100℃-0℃=100℃$,同理得$c_{CD}=\frac{Q_{CD}}{m\Delta t_{CD}}=\frac{8q}{m×100℃}=\frac{2q}{25m}$
对比可得$c_{AB}<c_{CD}$,即物质在AB段的比热容小于在CD段的比热容。
【答案】大于 小于
【知识点】晶体熔化内能变化;比热容计算
【点评】本题结合冰熔化直至沸腾的温度-时间图像命题,易错点是容易误认为晶体熔化温度不变内能就不变,忽略熔化过程持续吸热内能增加的核心特点;第二空通过控制变量法结合比热容公式推导,也可结合冰和水的已知比热容大小直接验证结论。
【难度系数】0.6
【分析】
首先判断内能大小:B到C是冰的熔化过程,晶体熔化时温度不变但持续吸热,吸热会使内能增加,因此可直接对比C、B点的内能。之后比较两段比热容:相同加热器加热时,单位时间内物质吸收的热量相等,结合图像分别提取AB段、CD段的加热时长、温度变化量,利用比热容公式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,在质量相同的前提下,对比两段的吸热量和温度变化量的比值,就能推导得出两段比热容的大小关系。
【解析】
1. 内能对比:从B点到C点,冰处于晶体熔化阶段,持续从外界吸收热量,虽然温度始终保持0℃不变,但内能随吸热过程不断增大,因此物质在C点的内能大于在B点的内能。
2. 比热容对比:设加热器每分钟提供的热量为q,物质质量m始终为500g保持不变:
AB段:加热时长为2min,吸收总热量$Q_{AB}=2q$,温度变化量$\Delta t_{AB}=0℃-(-40℃)=40℃$,代入比热容公式得$c_{AB}=\frac{Q_{AB}}{m\Delta t_{AB}}=\frac{2q}{m×40℃}=\frac{q}{20m}$
CD段:加热时长为$16min-8min=8min$,吸收总热量$Q_{CD}=8q$,温度变化量$\Delta t_{CD}=100℃-0℃=100℃$,同理得$c_{CD}=\frac{Q_{CD}}{m\Delta t_{CD}}=\frac{8q}{m×100℃}=\frac{2q}{25m}$
对比可得$c_{AB}<c_{CD}$,即物质在AB段的比热容小于在CD段的比热容。
【答案】大于 小于
【知识点】晶体熔化内能变化;比热容计算
【点评】本题结合冰熔化直至沸腾的温度-时间图像命题,易错点是容易误认为晶体熔化温度不变内能就不变,忽略熔化过程持续吸热内能增加的核心特点;第二空通过控制变量法结合比热容公式推导,也可结合冰和水的已知比热容大小直接验证结论。
【难度系数】0.6
【分析】
本题围绕探究不同物质吸热升温现象的实验展开,我们可以结合实验原理、控制变量的思路逐个判断选项:首先明确实验需要测量的物理量:质量、温度、加热时间,对应判断所需仪器;再结合实验中用相同红外灯同时间照射保证吸热近似相等的设计,判断热量吸收情况;最后结合比热容的特性,质量相同的不同物质吸收相同热量时,比热容越小升温越快,判断升温图线对应的物质,同时结合热量不可能100%被目标物质吸收的常识,逐一排除错误选项得到正确答案。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:实验中需要控制沙子和水的质量相等,因此需要托盘天平测量质量;需要记录沙子和水的温度变化,需要温度计;需要通过加热时长来反映物质吸收热量的多少,需要秒表,三种测量仪器均为实验所需,A正确。
2. 选项B:红外灯释放的热量除了被沙子和水吸收外,还有部分会散失到空气中、被瓷盘等实验装置吸收,无法全部被沙子和水吸收,B错误。
3. 选项C:实验用同一个红外灯均匀照射,相同时间内沙子和水获得的热量近似相等,加热4min时二者吸收的热量是相同的,并非水吸收更多热量,C错误。
4. 选项D:沙子的比热容小于水的比热容,质量相同的沙子和水吸收相同热量时,沙子的温度升高更快,因此图乙中升温更陡的图线①是沙子的升温图线,升温平缓的图线②是水的升温图线,D错误。
综上,本题选A。
【答案】
A
【知识点】
比热容实验,比热容特性,控制变量法
【点评】
本题是热学基础实验的常规考题,重点考察对探究不同物质吸热升温实验的原理、器材、现象的理解,易错点是混淆沙子和水的升温快慢,错选D选项,解题时要牢记:质量相同的不同物质吸收相等热量,比热容越小,温度升高得越快。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们首先明确解题核心是利用吸热公式$Q=cm\Delta t$的变形$c=\frac{Q}{m\Delta t}$,结合题目给出的质量、吸热、升温的已知条件,先推导三个物体的比热容大小关系,再逐一验证每个选项是否正确:
1. 先整理已知条件:质量关系$m_甲=m_乙>m_丙$,从柱状图得吸热关系$Q_甲=Q_乙=Q$,$Q_丙=2Q$,升温关系$\Delta t_甲<\Delta t_乙=\Delta t_丙$。
2. 先对比甲、乙:两者吸热相等、质量相等,升温甲更小,因此甲的比热容大于乙;再对比乙、丙:两者升温相等,丙吸热是乙的2倍,且$m_乙>m_丙$,代入公式可推导出丙的比热容大于乙的2倍,由此可知三者中乙的比热容最小。
3. 再逐个分析选项,排除错误选项得到正确结论。
【解析】
解:
已知条件整理:
① 质量:$m_甲=m_乙>m_丙$;
② 吸收热量:由图可知$Q_甲=Q_乙=Q$,$Q_丙=2Q$;
③ 升高温度:$\Delta t_甲<\Delta t_乙=\Delta t_丙$。
根据比热容定义式$c=\frac{Q}{m\Delta t}$推导:
1. 对比甲、乙:$Q_甲=Q_乙$,$m_甲=m_乙$,$\Delta t_甲<\Delta t_乙$,代入得$c_甲=\frac{Q}{m_甲\Delta t_甲}$,$c_乙=\frac{Q}{m_乙\Delta t_乙}$,因此$c_甲>c_乙$。
2. 对比乙、丙:$Q_丙=2Q_乙$,$\Delta t_乙=\Delta t_丙$,$m_乙>m_丙$,代入得$c_丙=\frac{2Q}{m_丙\Delta t_丙}$,$c_乙=\frac{Q}{m_乙\Delta t_乙}$,两式作比可得$\frac{c_丙}{c_乙}=\frac{2m_乙}{m_丙}$,由于$m_乙>m_丙$,因此$\frac{c_丙}{c_乙}>2$,即$c_丙>2c_乙$。
逐一判断选项:
选项A:由推导可知三者中$c_乙$最小,并非甲的比热容最小,A错误。
选项B:推导得$c_丙>2c_乙$,并非等于2倍,B错误。
选项C:末温$t=t_0+\Delta t$,已知$\Delta t_甲<\Delta t_乙$,若甲的初温$t_{0甲}$高于乙的初温$t_{0乙}$,是可以满足$t_{0甲}+\Delta t_甲 = t_{0乙}+\Delta t_乙$的,即两者末温有可能相等,C错误。
选项D:物体放热公式为$Q_放=cm\Delta t$,若降低相同温度$\Delta t$:
甲和乙对比:$c_甲>c_乙$,$m_甲=m_乙$,因此$Q_{甲放}>Q_{乙放}$;
乙和丙对比:由$c_丙 m_丙=2c_乙 m_乙$,代入放热公式得$Q_{丙放}=c_丙 m_丙 \Delta t=2c_乙 m_乙 \Delta t=2Q_{乙放}$,因此$Q_{丙放}>Q_{乙放}$;
综上可得乙放出的热量一定最少,D正确。
【答案】D
【知识点】热量公式应用,比热容计算
【点评】本题属于比热容的定性推导题型,重点考察对吸热、放热公式的灵活变形应用,需要注意控制变量的分析逻辑,避免忽略质量的大小关系误判B选项,同时要明确“升高的温度”和“末温”是完全不同的物理量,不要混淆概念错选C。
【难度系数】0.6