初中物理人教版(2024)九年级全册第3节 比热容精品习题
展开一、单选题
1.如图所示为济南和青岛两市2022年全年平均气温的变化。由图可知:济南全年的平均气温和青岛相差不大,但济南的平均高温要明显高于青岛,而平均低温要比青岛低。从物理学的角度看,这主要是因为( )
A.海水的密度比砂石的密度大
B.海水的内能比砂石的内能大
C.海水的比热容比砂石的比热容大
D.海水的温度比砂石的温度高
2.关于物质的比热容,下列说法中正确的是( )
A.比热容是物质的一种属性,只和物质的种类有关
B.同种物质质量越大,比热容就越大
C.因为水的比热容较大,所以比较适合做冷却剂
D.物质的状态发生变化时,其比热容一般不变
3.在沿海地区,炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
4.下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)],根据表中数据和生活现象,下列判断中正确的是( )
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
5.城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的( )
A.密度较大B.沸点较高C.比热容大D.流动性好
6.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,以下说法正确的是( )
A.乙的比热容与丙的相等
B.甲的比热容比乙的大
C.甲的温度升高1 ℃,需吸收2 000 J的热量
D.甲、乙的温度都降低1 ℃,乙比甲放出的热量多
7.以下过程不发生物态变化,初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低,那么初温相同的甲、乙放出相同热量( )
A.甲的末温比乙的低,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B.甲的末温比乙的高,但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C.甲的末温比乙的高,且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D.无法判断甲、乙的末温哪一个高,且无法判断甲、乙比热容哪一个大
8.为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为
B.A、B两液体的比热容之比为
C.B液体的吸热能力比A液体的强
D.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液
9.A、B两物体质量相等,温度均为20℃,甲、乙两杯水质量相等,温度均为60℃,现将A放入甲杯,B放入乙杯、热平衡后甲杯水温降低了5℃,乙杯水温降低了10℃,不考虑热量的损耗,则A、B两物体的比热容之比为( )
A.1:2B.3:7C.2:3D.4:7
10.质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容,。下列说法中( )
①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了的热量
④乙物质的比热容为
A.只有①②正确B.只有②④正确
C.只有①③正确D.只有①④正确
11.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像,其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是( )
A.t1~t2时间内物质a的温度不变,内能不变
B.如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量
C.温度从T1升高到T2时,a物质吸收的热量比b多
D.b的比热容大于c的比热容
二、多选题
12.用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲),根据测得数据分别描绘出两液体的温度随时间变化的图象(如图乙).在相同的时间内两液体吸收的热量相等,不计液体热量散失,分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容,则结合图中信息作出的下列推断正确的是( )
A.若ma=mb,则ca>cb
B.若ma=mb,则ca<cb
C.若ca=cb,则ma<mb
D.若ca=cb,则ma>mb
三、填空题
13.利用相同电加热器分别给质量相同的水和食用油加热,如图所示,这是通过 (选填“做功”或“热传递”)使液体内能增大。实验表明加热相同时间,食用油温度上升得比水快,这是因为食用油的比热容比水 (选填“大”或“小”)。
14.质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时,铜比铅的温度升高得 (选填“多”或“少”);质量相同的铜和铅升高相同的温度,吸收热量多的是 (选填“铜”或“铅”)。已知,。
15.新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具,太阳灶烧水时将太阳能转化为水的 能;将2kg的水从20℃加热到70℃,水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg﹒℃)]
16.如图所示为冬天人们常用的电热水袋,使用十分方便,充电加热后,能够放热较长时间,其内部液体主要成分是水,是因为利用了水的 较大;若该热水袋装有1kg的水,充电加热后温度为50℃,使用一段时间后温度降低到20℃,则此过程中放出的热量为 J。
17.小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
18.煲汤时需将骨头中的营养成分尽可能多地溶于汤中,这就需要用温火炖,故煲汤多用砂锅,如图所示。砂锅比热容较大,导热性能也较差,因此用砂锅煲汤,在同等条件下,汤水加热过程中温度升高较 (大/小)。若使砂锅内初温为20C,质量为500g的水温度升高至40C,需要吸收 的热量,实际上所需提供的热量要 (大于小于等于)水吸收的热量[水的比热容c=4.2×103J/(kg·C)]。
四、实验题
19.小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
20.为了比较液体比热容的大小,如图甲所示,物理兴趣小组在两个相同的试管中,分别装入质量相等的A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量 (选填“相等”或“不相等”);
(2)B液体在第6min的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第4min的内能;
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 (选填“A”或“B”)液体。假如B液体是水,则A液体的比热容为 [水的比热容为];
(4)小明观察到试管外壁有一些小水珠,这是由于水蒸气发生了 (填物态变化名称)形成的;
(5)继续加热后,A、B两种液体温度不再升高的原因是 (写出一种可能)。
五、计算题
21.工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷.现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却.最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg℃),c合金钢=0.42×103J/(kg℃)],求:
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量?
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度?
22.把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间, 然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中,达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/( kg·℃),不计热量的损失。
(1)求此过程中,金属球放出的热量;
(2)求该液体的比热容;
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量, 求该液体的末温。
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油、冰
2.1×103
铁、钢
0.46×103
砂石
约0.92×103
铜
0.39×103
参考答案:
1.C
【详解】由于青岛是沿海城市,济南是内陆城市,海水的比热容比砂石的比热容大,相同质量的海水和砂石,吸收或放出相同的热量时,海水的温度比砂石的温度变化少,所以青岛的温差比济南的温差小,与密度、内能、温度都无关,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,与其他因素无关,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,和物体质量的大小没有关系,故B错误;
C.由于水的比热容较大,和其它物质比较,降低相同温度放出热量多,所以汽车散热器常用水作为冷却剂,故C正确;
D.比热容与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D错误。
故选C。
3.D
【详解】水的比热容较大,同样质量的水和沙石,吸收相同的热量(接受相同的太阳辐射能),沙石的温度升高得多,陆面上空空气迅速增温而上升,海面上空的气温相对较冷,冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面,补充那儿因热空气上升而造成的空缺,形成风。同理,在晚上相同受冷的情况下,陆地的温度低于海洋的温度,从而形成从陆地吹向海洋的风,故这样形成了海陆风。由图可知,风从陆地吹向海洋,则应发生在夜晚,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
4.D
【详解】A.煤油和冰是不同的物质,但它们的比热容是相同的,故A错误;
B.物质的比热容与物质的状态有关,如水和冰的比热容不同,故B错误;
C.由
知,质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜的比热容小,铜块的末温更高;
D.沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多,因为水的比热容较大,由
可知,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小,故D正确。
故选D。
5.C
【详解】水的比热容较大,白天,相同质量的水和土壤、沙石比较,吸收相同的热量时,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量时,水的温度降低得少,使得昼夜的温差小,所以修建人工湖和湿地公园可以有效调节周围环境的气温,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.B
【详解】A.根据Q=cm△t,乙丙的质量和吸收的热量相同,比热容与温度变化成反比,乙的温度变化小,乙的比热容比丙的大,A错误;
B. 根据Q=cm△t,甲乙质量相等,温度变化相同,比热容与吸收热量成正比.甲吸收热量比乙多,因此甲的比热容与乙的大,B正确;
C. 从图像看出,甲的温度升高1℃,需吸收3000J的热量,C错误;
D.根据B选项分析,甲、乙的温度都降低1℃,甲比乙放出的热量多,D错误;
7.B
【详解】依题意初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙的低,说明吸收相同的热量,甲温度变化比乙温度变化慢,由此可知,初温相同的甲、乙放出相同热量,甲乙温度都降低,由于甲温度变化比乙温度变化慢,所以甲的末温比乙的末温高,但由于不知道甲乙两块金属的质量关系,所以无法判断甲、乙比热容哪一个大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.D
【详解】A.AB被相同的加热装置加热,被加热相同时间,AB吸收热量相同,则A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为,故A错误;
B.由图得,AB加热8min 吸收相同的热量,A温度上升
B温度上升
AB的质量分别为100g、400g,由得,A、B两液体的比热容之比为
故B错误;
C. B的比热容小于A的比热容,即液体的吸热能力比A液体的弱,故C错误;
D.A比热容较大,相同质量的AB升高相同温度,A吸收的热量较多,则A液体比B液体更适合作发动机的冷却液,故D正确。
故选D。
9.B
【详解】设物体质量都为,水质量都为,A初温为20℃,甲杯水初温为60℃,A放入甲杯,热平衡后两者末温要相同,当甲水温降低5℃时,此时A物体和水的末温都为
故A温度变化为
水温变化为
由热平衡可知
所以
----①
B初温为20℃,乙杯水初温为60℃,B放入乙杯,热平衡后两者末温要相同,当乙水温降低10℃时,此时B物体和水的末温都为
故B温度变化为
水温变化为
由热平衡可知
所以
----②
由①②式可知
故ACD错误,不符合题意;
B正确,符合题意。
故选B。
10.D
【详解】①时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可知,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据Q放=cmΔt可知,在质量相等、放热也相同的情况下,谁的温度降低得快,它的比热容小;所以,甲液体的比热容大,若A、B两种液体中,一种物质是水,则一定是甲物质,故①正确;
②由图可知,0~12min乙的温度从60℃降低至20℃,所以乙的温度降低
Δt乙=60℃-20℃=40℃
故②错误;
③0~12min甲放出的热量
Q水放=c水m水Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J
故③错误;
④由题知,而水和液体的质量相同,即m水=m乙,而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等,即Q水放=Q乙放,则
c水m水Δt甲=c乙m乙Δt乙
结合图像可得,0~12min水放出的热量,即另一种液体放出的热量
Q水放=Q乙放=4.2×104J
则另一种液体的比热容
故④正确,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
11.B
【详解】由图象知:
A.t1~t2时间内,物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cmΔt知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.用相同的加热装置对b、c两种物质加热时,0~t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,但由于不知道b、c质量的大小,不能判断出b、c比热容的大小,故D错误。
故选B。
12.BC
【详解】物质吸收热量的多少与比热容、质量和升高的温度成正比,由题意知,相同时间两种液体吸收的热量相同,由图象可以得到升高的温度与热量的关系,利用Q=cm△t变形公式对比热容和质量大小作出判断.若ma=mb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的比热容较小,b的比热容较大.A选项错误,B选项正确;若ca=cb,吸收相同的热量,a的温度升高幅度大,由知,a的质量较小,b的质量较大.C选项正确,D选项错误.故选BC.
13. 热传递 小
【详解】[1]食用油和水的内能增加是通过热传递方式改变的。
[2]加热相同时间,质量相同,食用油温度上升得比水快,由Q=cmΔt可知,食用油的比热容比水小。
14. 少 铜
【详解】[1]由可知,质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时,由于铜比铅的比热容大,所以铜比铅的温度升高少。
[2]由可知,质量相同的铜和铅升高相同的温度,由于铜比铅的比热容大,所以铜吸收热量较多。
15. 内 4.2×105
【详解】[1]太阳灶利用太阳能把水加热,太阳能转化为水的内能。
[2]水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)= 4.2×103J/(kg﹒℃)×2kg×(70℃-20℃)=4.2×105J
16. 比热容
【详解】[1]相同质量的不同种液体温度变化相同时,水放出或吸收的热量较多,电热水袋内部液体主要成分是水,就是利用了水的这一特性,即水的比热容较大。
[2]1kg的水,充电加热后温度为50℃,使用一段时间后温度降低到20℃,则此过程中放出的热量
17. 2.52×104 1.4×103
【详解】[1]由图像可知,水的初温是10℃,16min时的末温是40℃,则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J,所以水8min吸收的热量为
由于是用相同的电加热器加热,所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的,即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知,另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃,根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知,另一种液体的比热容为
18. 小 4.2×104J
大于
【详解】[1]砂锅比热容较大,因此用砂锅煲汤,根据公式Q=cmΔt可知,在同等条件下,汤水加热过程中温度升高较小。
[2]砂锅需要吸收为
Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg×(40℃-20℃)=4.2×104J
[3]实际上,砂锅也需要吸热,同时热量也不能完全被吸收,所需提供的热量要大于水吸收的热量。
19. 自下而上 质量 热传递 加热时间的长短 33 B
【详解】(1)[1]实验时要用酒精灯的外焰加热,故组装器材时,先安装酒精灯,应按照自下而上的顺序依次安装。
(2)[2][3]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验时,选取质量相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过热传递方式来增大液体内能的。
(3)[4]实验中运用转换法,通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
(4)[5]由乙图可知,温度计分度值为1℃,加热一段时间后,液体B的温度为33℃。
(5)[6]根据绘制出的温度—时间图象可知,升高相同的温度,B加热时间长,B的吸热能力强,比热容大,根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,故液体B更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
20. 相等 大于 B 2.1×103 液化 不能从烧杯中的水中吸收热量
【详解】(1)[1]在内,加热时间相同,加热的方式相同,质量相等的A、B两种液体吸收的热量是相等的。
(2)[2]B持续吸收热量,内能变大,所以B液体在第6min的内能大于第4min的内能。
(3)[3]因质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时,B的加热时间长,B吸热多,所以B的吸热能力强,在降低相同的温度时,B放热多,供热效果好;故从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择B。
[4]从图中可以看到,当温度都升高40℃时,A的加热时间为3min,B的加热时间为6min,B的加热时间是A的加热时间的2倍,则B吸收的热量为A吸收的热量的2倍;在质量、升高的温度相同时,物质吸收的热量与物质的比热容成正比,所以B液体的比热容是A液体比热容的2倍,B液体是水,则A液体的比热容
(4)[5]水蒸气遇到冷的试管外壁会液化为小水珠。
(5)[6]因为烧杯中的水处于沸腾状态,水的温度不变,试管中的液体与水温度相同时,无法从烧杯的水吸收热量,使得液体的温度不变。
21.(1)3.4272××105J;(2)36
【详解】解:(1)将刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,其末温t=836℃,则刀具在炉火中吸收的热量:
.
(2)由题,将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却,最后刀具与水达到共同的温度,设为t′,不计过程中的热损失,则Q水吸=Q合放,即:
c水m水(t′﹣t0′)=c合金钢m合金钢(t﹣t′),
,
解得:t′=36℃.
答:(1)此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量;
(2)淬火后水的温度为36℃;
【点睛】本题考查了吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用,知道达到热平衡时物体温度相同,计算时要弄清楚水和刀具的初温和末温.
22.(1)2.1×104 J;(2)4.2×103 J/(kg·℃);(3)86℃
【详解】解:(1)从开始投入某液体中到热平衡的过程中,金属球放出的热量
Q放=c金m金(t金-t)=0.42×103J/(kg·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
(2)根据Q放=Q吸=cm(t-t0)可得,该液体的比热容
c== =4.2×103J/(kg ·℃)
(3)若该液体再吸收2.52×103J的热量,则该液体升高的温度
t升== =6℃
所以该液体的末温
t末=80℃+6℃=86℃
答:(1)此过程中,金属球放出的热量是2.1×104J;
(2)该液体的比热容是4.2×103J/(kg·℃);
(3)该液体的末温是86℃。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
D
D
C
B
B
D
B
D
题号
11
12
答案
B
BC
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