13.3 比热容 （比热容计算专题练习）-2024-2025学年人教版物理九年级全一册

13.3比热容计算专项练习 【一、比热容与液体沸点相关的计算】 【二、比热容相关的比例计算】 【三、与图像有关的计算】 【四、热平衡方程】 【五、比热容综合计算】 一、比热容与液体沸点相关的计算 1.在标准大气压下,将质量为2kg、初温为25 的水加热,当水吸收6.72 105J的热量后,水温会升高[c水=4.2 103J/(kg• )]( ) A.100 B.75 C.80 D.105 2.小明同学在家用电热水壶烧水,他家中的电热水壶如图所示可装1kg的自来水,标准大气压下将初始温度为20摄氏度烧开一壶水,水吸收的热量为[c水=4.2 103J/(kg• )]( ) A.3.36 104J B.3.36 105J C.8.4 104J D.8.4 105J 3.在标准大气压下,水的比热容为4.2 103J/(kg• ),初温为30 、质量为2kg的水吸收6.3 105J的热量后温度将升高到多少 ? 二、比热容相关的比例计算 4.甲乙两物体质量相等,甲温度降低20 ,乙温度升高15 时,乙物体吸收的热量是甲物体放出热量的2倍,甲乙两物体的比热容之比是( ) A.3∶8 B.3∶2 C.8∶3 D.4∶3 5.(2022秋•梅里斯区期末)甲、乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10 ,乙物体温度降低15 时,甲、乙两物体吸收和放出的热量相等,则甲、乙两物体的比热容之比为( ) A.2:3 B.3:2 C.4:9 D.9:4 6.(2022秋•三明期末)甲、乙两物体的质量之比为3:4,乙的比热容是甲的比热容的两倍,若它们升高相同的温度,则甲、乙两物体吸收的热量之比为( ) A.8:3 B.3:8 C.3:2 D.2:3 三、与图像有关的计算 7.(2023•花山区校级开学)小景在探究“物质的吸、放热能力与哪些因素有关”时,用质量均为0.25kg的水和煤油进行对比实验,根据实验数据绘出的图象如图所示,可以假定两种液体单位时间内放出的热量相等。则煤油的比热容约为 J/(kg• )。 8.(2022秋•承德县期末)用两个相同的“热得快”,分别给初温相同,质量均为1kg的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的关系如图所示。结合图象判断,前10min内,甲液体吸收的热量 乙液体吸收的热量,甲液体的比热容 乙液体的比热容(前两空均选填“大于”、“小于”或“等于”)。忽略加热过程中热量的损失,如果乙液体是水,则甲液体的比热容为 J/(kg• )。[c水=4.2 103J/(kg• )] 9.在完全隔热的装置中,用同一酒精灯给200g水和200g油同时加热,水和油的温度随时间的变化关系如图所示,可计算出给200g油加热6min,油吸收的热量是 J;油的比热容是 J/(kg• )。 10.小华在探究“不同物质的吸热能力”时,用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热(不考虑热损失)。已知液体的比热容小于水的比热容,通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示,分析图像可知:水在5min内吸收的热量为 J,液体的比热容为 . J/(kg. C)。 11.把凉牛奶放在热水中加热,经过一段较长时间,它们的温度随时间变化的图象如图所示。若牛奶的质量与热水相同,则其中_(选填“甲”或“乙”)代表牛奶温度变化的图象,假设不考虑热损失,从图象可以发现,甲、乙的比热容之比为_。 四、热平衡方程 12.将质量为4kg的冷水与质量为3kg温度为80 的热水混合后,末温度为40 ,不计热量损失,则 (1)热水放出的热量是多少焦耳? (2)冷水原来的温度是多少摄氏度? 13. 把质量为4 kg、温度为10 的冷水与质量为3 kg、温度为80 的热水混合,若不计热量损失,求混合后水的温度。 14.甲、乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10 ,乙物体温度降低15 时,甲、乙两物体吸收和放出的热量相等,则甲、乙两物体的比热容之比为多少? 五、比热容综合计算 15.(2022秋•西城区校级期中)质量为5kg的某种物质,温度从﹣15 降到﹣25 的过程中,共放出热量1.05 105J,通过计算和所给表格判断它可能是什么物质? 物体比热容 比热容c/[J•(kg• )﹣1] 冰 2.1 103 砂石 0.92 103 铅 0.88 103 16.(2023•金山区二模)质量为5kg的水温度升高10 。求水吸收的热量Q吸。[c水=4.2 103J/(kg• )] 17.(2022秋•同心县期末)用天然气灶烧水,燃烧0.5m3的天然气,把100kg的水从20 加热到70 ,则水吸收的热量是多少?水的比热容为4.2 103J/(kg• )。 18.“水地暖”取暖的原理是以温度不高于60 的热水为热媒,在埋置于地面以下填充层中的管道内循环流动,加热整个地板,通过地面以热传递的方式向室内供热的一种供暖方式。如图所示,某房间一段时间内循环流动的水质量为1000千克,进水温度为55 ,出水温度为40 。求这段时间里: (1)水降低的温度 t; (2)水向外界放出的热量Q放。[c水=4.2 103焦/(千克• )] 13.3比热容计算专项练习答案 1.【答案】B 【解答】解: 由Q吸=cm t得: t===80 ; 理论上水的末温:t= t+t0=80 +25 =105 , 在一个标准大气压下,水的沸点为100 , 水的温度升高到100 将不再上升,则水的实际水温会升高100 ﹣25 =75 。 故选:B。 2.【答案】B 【分析】标准大气压下水的沸点为100 ,即水的末温为100 ,知道水的质量,又知道水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量。 【解答】解:烧开水吸收到的热量: Q吸=cm t=4.2 103J/(kg• ) 1kg (100 ﹣20 ) =3.36 105J; 故选:B。 3. 二、比热容相关的比例计算 4.【答案】A 【详解】已知,,,,则甲乙两物体的比热容之比是 故A符合题意,BCD不符合题意。 故选A。 5.【答案】D 【分析】知道两物体的质量之比和甲、乙两物体升高的温度关系,根据热量公式、乙物体吸收热量和甲物体放出热量的关系,求甲、乙两物体的比热容关系 【解答】解:由题知,m甲:m乙=2:3, t甲=10 , t乙=15 , ∵Q吸=c甲m甲 t甲,Q放=c乙m乙 t乙, ∴====。 故选:D。 6.【答案】B 【分析】知道质量、比热容之比,升高相同的温度,根据Q=cm t求出甲、乙两物体吸收的热量之比。 【解答】解:甲、乙两物体的质量之比为3:4,甲、乙的比热容之比为1:2; 由Q=cm t得甲、乙两物体吸收的热量之比为: == = =,故B正确。 故选:B。 三、与图像有关的计算 7.【答案】2.1 103。 【分析】(1)比热容是描述物质吸热能力的物理量。 (2)根据Q放=cm t来计算煤油的比热容。 【解答】解:两种液体单位时间内放出的热量相等,根据题图可知:在15min时,甲是水,温度从60 降低到40 ,乙是煤油,温度从60 降低到20 ,水放出的热量为:Q水放=c水m(60 ﹣40 ); 煤油放出的热量为:Q煤油放=c煤油m(60 ﹣20 );依题意:水和煤油放出的热量相等,所以有:Q水吸=Q煤油吸;所以煤油的比热容为:=2.1 103J/(kg• )。 故答案为:2.1 103。 8.【答案】等于;小于;2.1 103。 【解答】解:(1)由图象可以看出:在相等时间内,液体甲温度变化量大,两个加热器相同、加热时间相等时,两种液体吸收的热量相等,由公式Q吸=cm t可知,在质量相等、吸热相等的情况下,温度变化大的液体比热容小,所以甲的比热容小于乙的比热容; (2)如果乙液体是水,由图可知,两液体都从0 加热到60 时,甲需要10min,而乙需要20min,即乙需要的时间是甲的两倍,那么吸收的热量2Q甲=Q乙, 根据Q吸=cm t且两液体的质量相等得: t===, 则c甲=c乙= 4.2 103J/(kg• )=2.1 103J/(kg• )。 故答案为:等于;小于;2.1 103。 9.【答案】1.26 104;2.1 103。 【解答】解:由图可知,加热12min水升高的温度 t水=30 ﹣0 =30 ,水的质量m水=200g=0.2kg, 水吸收的热量:Q吸水=c水m水 t水=4.2 103J/(kg• ) 0.2kg 30 =2.52 104J, 相同的热源,相同时间内吸收的热量相等,则200g油加热6min,油吸收的热量:Q吸油=Q吸水= 2.52 104J=1.26 104J, 由图可知,加热6min油升高的温度 t油=30 ﹣0 =30 ,油的质量m油=200g=0.2kg, 由Q吸=cm t可知,油的比热容:c油===2.1 103J/(kg• )。 故答案为:1.26 104;2.1 103。 10.答案:3.15 104;2.7 103。 11.【答案】 乙 2:1 【详解】把凉牛奶放在热水中加热,牛奶吸热、温度升高,热水放热、温度降低,直至两者的末温相等,因此甲是水的温度变化图象,乙是牛奶的温度变化图象;若不考虑热损失,热水和凉牛奶发生热传递时,凉牛奶吸收的热量和热水放出的热量相同;根据图象可知,凉牛奶温度升高了60 -20 =40 , 热水温度降低了80 -60 =20 ,即 t奶=2 t水,不考虑热损失,则Q奶吸=Q水放,已知m奶=m水,由Q=cm t可得甲、乙的比热容之比:。 四、热平衡方程 12.【答案】(1)5.04 105J;(2)10 【详解】(1)热水放出的热量=c−t)=4.2 J/(kg⋅ ) 3kg (80 −40 )=5.04 J (2)不计热量损失=5.04 J,冷水的初温=t−=40 −=10 。 答:(1) 热水放出的热量是5.04 105J; (2) 冷水原来的温度是10 。 13. 解析:不计热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,即Q吸=Q放。 设冷水的质量为m1,初温t01=10 ,热水的质量为m2,初温t02=80 ,冷水和热水混合后的温度为t,则 cm1(t-t01)=cm2(t02-t) 代入数据,得 4.2 103 J/(kg ) 4 kg (t-20 )=4.2 103 J/(kg ) 3 kg (80 -t) 解得t=40 。 14.解:由题知,m甲:m乙=2:3, t甲=10 , t乙=15 , ∵Q吸=c甲m甲 t甲,Q放=c乙m乙 t乙,变形可得 ∴====。 故答案为9:4 五、比热容综合计算 15.【答案】该物质是冰。 【分析】知道物体的质量、放出的热量、初温和末温,根据公式Q放=cm t=cm(t0﹣t)求该物质的比热容,对应表格中的数据判断是什么物质。 【解答】解:因为Q放=cm t=cm(t0﹣t), 该物质的比热容为: 由表中数据可知,该物质是冰。 16.【答案】水吸收的热量为2.1 105J。 【分析】知道水的质量、水的比热容、水温度升高值,利用吸热公式Q吸=cm t求水吸收的热量。 【解答】解:水吸收的热量: Q吸=c水m t =4.2 103J/(kg• ) 5kg 10 =2.1 105J。 答:水吸收的热量为2.1 105J。 17.【答案】水吸收的热量是2.1 107J。 【分析】知道水的质量、比热容、初温和末温,利用Q吸=cm(t﹣t0)求出水吸收的热量。 【解答】解:水吸收的热量:Q吸=cm(t﹣t0)=4.2 103J/(kg• ) 100kg (70 ﹣20 )=2.1 107J。 答:水吸收的热量是2.1 107J。 18.【答案】(1)水降低的温度为15 ; (2)这段时间里水向外界放出6.3 107J的热量。 【分析】(1)利用 t=t﹣t0求得水降低的温度; (2)知道水的质量、水的比热容和水的初温和末温,由热量公式Q放=cm t求出水放出的热量。 【解答】解:(1)水降低的温度 t=t﹣t0=55 ﹣40 =15 ; (2)水放出的热量: Q=cm t =4.2 103J/(kg• ) 1000kg 15 =6.3 107J。 答:(1)水降低的温度为15 ; (2)这段时间里水向外界放出6.3 107J的热量。 学科网(北京)股份有限公司 $$