13.3 第2课时 比热容的应用 热量的计算-【拔尖特训】2024-2025学年九年级全一册物理(人教版)

8 第2课时 比热容的应用 热量的计算 ▶“答案与解析”见P3 1. 已知铜的比热容比铝的比热容小,下列说法 中,正确的是 ( ) A. 物体的比热容跟物体吸收和放出的热量 有关 B. 将一块铜的质量减小一半,它的比热容变小 C. 质量相等的铝块和铜块,吸收相同的热 量,铝块升高的温度多 D. 质量和初温都相等的铜块和铝块,在放出 相同的热量后相接触,热传递的方向是从 铝块传递给铜块 2. 质量相同的两个物体吸收相同的热量后,状 态不变,下列说法中,正确的是 ( ) A. 若升高的温度不同,则温度升高较大的物 体的比热容一定大 B. 若升高的温度不同,则末温高的物体的比 热容一定大 C. 若升高的温度相同,则这两个物体的比热 容一定相等 D. 若升高的温度相同,则这两个物体一定是 由同种物质组成的 答案讲解 3. 水稻是喜温植物,春季育秧时,通常 傍晚向秧田灌水,早晨将水放出,以 防霜冻,蕴含的物理知识是水的 较大。气温降低时,水能 (填“放出”或“吸收”)较多的 (填“温 度”“内能”或“热量”)。“汽车不仅要吃油,有 时还要喝水”,用水冷却发动机是因为水的 大,在发动机开始工作后一段时间 内,水箱中水的内能会 (填“增大”或 “减小”),这是通过 的方式来改变内 能的。 4. 小明用相同的电加热器分别对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·℃)] (第4题) 5. (1) 由同种物质制成的质量不等的物体,其 比热容 (填“相同”或“不同”)。质量 为1kg的铜块加热后温度升高100℃,铜块 吸收的热量为 J。[已知铜的比热容 为0.39×103J/(kg·℃)] (2) 使20g冰的温度从-10℃升高到0℃, 但冰未化成水,该过程中冰需要吸收多少热 量? 如果这些热量是由温度为50℃降低到 0℃的水来供给的,那么需要多少克50℃的 水? [c水=4.2×103J/(kg·℃),c冰=2.1× 103J/(kg·℃)] 6. (2024·西安校级段考)初温相等的甲、乙两 物体。甲、乙的质量、比热容分别为 m甲、 m乙、c甲、c乙,在放出相同热量后相接触,热量 从甲传到乙,下列情况中,不可能的是( ) A. m甲<m乙、c甲<c乙 B. m甲>m乙、c甲<c乙 C. m甲>m乙、c甲>c乙 D. m甲<m乙、c甲>c乙 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(人教版)九年级全一册 9 答案讲解 7. 甲、乙两物体,质量和初温都相同, 先把甲放在一杯冷水中,水的温度 升高了5℃;将甲取出,再把乙放入 此杯水中,充分接触直至温度相同后,水的温 度又升高了5℃,将乙取出,设该过程中没有 热量损失且水的质量不变,则下列说法中,正 确的是 ( ) A. 甲的比热容小 B. 甲、乙放出的热量不相等 C. 前、后两次水的内能的增加量不相等 D. 甲、乙的比热容相同 8. (2024·佛山段考)200g冰在熔化成水的过 程中,温度 (填“变大”“变小”或“不 变”),内能 (填“变大”“变小”或“不 变”);对熔化成的水继续加热,在标准大气压 下使水沸腾,水所吸收的热量为 J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (第9题) 9. 用两个相同的热源分 别给质量、初温都相 同的甲、乙两种液体 同时加热,两液体的 温度随时间变化关系 的图象如图所示。由图象可知,甲、乙两种液 体的比热容之比为 。若乙液体是 水,质 量 为500g、初 温 为20℃,吸 收 了 1.89×105J的热量,则乙液体的温度升高了 ℃。(气压为一个标准大气压) 10. (2024·长沙校级段考)将一杯热水倒入盛 有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了 10℃,这是通过 的方式改变了冷 水的内能。又向容器内倒入同样一杯热水, 冷水的温度又升高了6℃。若再向容器内 倒入同样三杯热水,则冷水的温度可再升高 ℃(不计热量损失)。 11. 小明同学在实验室利用电热器加热完成了 冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时 间变化的关系图线如图所示。实验时,冰的 质量 为 0.5kg。水 的 比 热 容 为 4.2× 103J/(kg·℃),相同时间内被加热物质吸 收的热量相同。求: (1) CD 段水吸收的热量。 (2) 冰的比热容。 (第11题) (第12题) 12. 网上曾热销过一种“55度 杯”,如图所示为其模型图, 假设此模型杯内胆中封存 着300g水,室温为20℃, 现 向 杯 中 倒 入 200g、 100℃的开水,摇一摇,热平衡后杯内水温 迅速降至 ℃;将杯内的水倒掉,再 将200g室温下的某液体倒入该杯,摇一 摇,这种液体的温度可升至44℃,则这种液 体的比热容为 J/(kg·℃)。[不计 热损失,c水=4.2×103J/(kg·℃)] 13. 容器中盛有一定质量的热水。若将质量为 6000g、温度为-11℃的冰投入容器中,则 容器中的物质将恰好全部结冰。若投入的 冰块质量为100g、温度为0℃,则容器中的 物质将恰好全部熔化成水。容器内原有水 的质量为 g。如果一开始投入冰的 质量为100g、温度为-11℃,那么最终容器 内的温度为 ℃。不计热损失。已 知冰的熔化热λ=330kJ/kg,冰的比热容 c冰=2.1×103J/(kg·℃),水的比热容 c水=4.2×103J/(kg·℃)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十三章　内　能 D符合题意。 4. C [解析] 冬天用热水袋取暖是 利用了水的比热容比较大的特点,相 同质量的水和其他物质相比,降低相 同温度时可以放出更多热量,故A不 符合题意;沿海地区昼夜温差会比内 陆地区小,是因为水的比热容比沙石 的大,相同质量的水和沙石相比,水吸 收或放出相同热量时温度变化较小, 故B不符合题意;冬天水管中的水结 冰后容易把水管胀裂,是因为水结冰 后密度变小,体积变大,故C符合题 意;生物体内水的比例很高有助于调 节自身温度,是因为水的比热容较大, 和其他物体相比,吸收或放出相同热 量时温度变化较小,故D不符合题意。 5. B [解析] 由图可知,使用同一个 烧杯进行水浴法加热,两支相同的试 管内分别装了质量相同的水和煤油, 则在相同的时间内,水和煤油吸收的 热量相同,故A、D错误,B正确;相同 质量的不同物质吸收相同的热量,比 较温度的变化,温度变化大的吸热能 力弱,比热容小,故C错误。 6. 降低 煤油 煤油的比热容小 [解析] 温度计吸收热量,被测物体放 出热量,使被测物体的温度降低。酒 精与煤油的密度相同,体积相同时,酒 精与煤油的质量相同,煤油的比热容 较小,由Q吸=cm(t-t0)得,煤油吸 收的热量较少,被测物体放出的热量 较少,被测物体的温度降低得较少,因 此在这种情况下,为了使测量值更接 近真实值,应选择煤油温度计。 7. B 大于 内陆 [解析] 从图乙 可以看到,相同的加热时间内,A、B 两液体吸收的热量是相同的,但是B 液体升高的温度较小,A、B 两种液体 的质量相同,根据比热容公式Q= cmΔt可知,B 液体的比热容较大。 在“比较不同液体吸热本领大小”的实 验中,红外加热器消耗的电能转化成 的内能,只是一部分给了液体,但是计 算液体的比热容大小时,热量值是偏 大的,质量大小和温度变化量是准确 的,则比热容的值偏大。根据比热容 公式Q=cmΔt可知,沿海城市和内陆 城市在相同时间内,吸收太阳的热量 是相同的,由于c沙石<c水,则沿海城 市的温度变化量较小,内陆城市的温 度变化量较大,观察图丙可知,曲线a 在相同时间内比曲线b的温度变化量 大,所以曲线a表示的是内陆城市。 8. A [解析] 据Δt= Q放 cm 和题意可 知,质量及初温都相等的水和酒精放 出相等的热量后,t水末>t酒精末,再倒在 一起混合时,热量将从水传递到酒精, 故A错误;均匀混合后,混合液的凝 固点、密度、比热容的数值均介于水和 酒精的数值之间,故B、C、D正确。 第2课时 比热容的应用 热量的计算 1. D [解析] 比热容是物质本身具 有的性质,跟物体吸收和放出的热量 无关,跟质量无关,质量变化,比热容 不变,故A、B错误;由Q吸=cmΔt得, 质量相等的铝块和铜块,吸收相同的 热量,因为铜的比热容比铝的比热容 小,所以铜块升高的温度多,故C错 误;由Q放=cmΔt得,质量和初温都 相等的铜块和铝块,放出相同的热量, 因为铜的比热容比铝的比热容小,所 以铜块降低的温度多,铜块的末温低, 热传递的方向是热量由温度高的传给 温度低的,两者相接触,热传递的方向 是从铝块传递给铜块,故D正确。 2. C 3. 比热容 放出 热量 比热容 增大 热传递 4. 2.52×104 1.4×103 5. (1) 相同 3.9×104 (2) 420J 2g 6. A [解析] 初温相同的甲、乙在放 出相同的热量后相接触,热量从甲传 到乙,说明放出相同的热量后,温度的 变化量Δt甲<Δt乙;根据Q=cmΔt有 c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,已知 Δt甲 < Δt乙,则 可 得 c甲m甲 >c乙m乙。若 m甲 <m乙、c甲 <c乙,则 c甲m甲 < c乙m乙,这种情况不可能出现,故A符 合题意;若m甲>m乙、c甲<c乙,则存 在c甲m甲 <c乙m乙、c甲m甲 =c乙m乙、 c甲m甲>c乙m乙 三种可能,即这种情况 可能出现,故B不符合题意;若m甲> m乙、c甲>c乙,则c甲m甲>c乙m乙,即这 种情况可能出现,故C不符合题意; 若 m甲 <m乙、c甲 >c乙,则 存 在 c甲m甲 <c乙m乙、c甲m甲 =c乙m乙、 c甲m甲>c乙m乙 三种可能,即这种情况 可能出现,故D不符合题意。 7. A [解析] 由题知,两次水升高的 温度相同,两次水吸收的热量相同,因 为没有热量损失且水的质量不变,即 Q吸=Q放,所以Q放甲=Q放乙,即甲、乙 两物体放出的热量相同;物体吸热,内 能增加,所以两次水的内能的增加量 相等;设水的初温为t0水,甲和乙的初 温为t0,甲和乙的质量为m,甲放入 冷水中,充分接触直至温度相同后,则 甲和水的末温为t0水+5℃,甲降低的 温度Δt甲=t0-(t0水+5℃),取出甲, 再放入乙,水的温度又升高了5℃,乙 和水的末温为t0水 +5℃+5℃= t0水+10℃,乙降低的温度Δt乙=t0- t0水+10℃ ,所以Δt甲>Δt乙,因为 Q放甲=Q放乙,甲和乙质量相等,由 Q=cmΔt知c甲<c乙,故A正确。 8. 不变 变大 8.4×104 [解析] 冰 属于晶体,根据晶体熔化特点知,晶体 熔化时吸收热量、内能变大,但温度保 持不变。冰熔化成水时质量不变, m=200g=0.2kg,水的初始温度为 0℃,在标准大气压下,水的沸点为 100℃,水吸收的热量Q吸=c水mΔt= 4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg× (100℃-0℃)=8.4×104J。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3 9. 3∶7 80 [解析] 两种液体的质 量相同,取加热时间相同,即吸收的热 量相同,由Q吸=cmΔt可知,质量相 同的不同物质,吸收相同的热量,升高 的温度与比热容成反比,所以c甲∶ c乙=Δt乙∶Δt甲=(50℃-20℃)∶ (90℃-20℃)=3∶7。由 Q吸 = cmΔt可得,乙液体升高的温度Δt= Q吸 c水m= 1.89×105J 4.2×103J/(kg·℃)×0.5kg = 90℃,此 时 水 的 末 温t=20℃+ 90℃=110℃,因为在一个标准大气 压下,水的沸点为100℃,所以乙液体 升高的温度Δt'=100℃-20℃=80℃。 10. 热传递 9 [解析] 将热水倒入 冷水中,热水放出热量,冷水吸收热 量,冷水的温度升高,是通过热传递的 方式改变冷水的内能。将热水倒入冷 水中,热水放出的热量等于冷水吸收 的热量,设一杯热水的质量为m,冷水 的质量为m0,热水与冷水的温度差为 t,由热平衡方程可得第一次加入热水 时cm(t-10℃)=cm0×10℃,第二 次加入热水时cm(t-16℃)=c(m0+ m)×6℃,两式相减得m0=3m,代入 解得t=40℃。若再加入同样三杯热 水,设升高的温度为Δt,则3cm(40℃- 16℃-Δt)=c(m0+2m)Δt,解得 Δt=9℃。 11. [解析] (1) CD 段水的温度从 0℃升高到 20℃,所以,CD 段水吸收 的热量Q1=c1m1(t1-t01)=4.2× 103J/(kg·℃)×0.5kg×(20℃- 0℃)=4.2×104J。(2) 由图象知, CD 段水的温度从0℃升高到20℃, 用了 10min的时间;AB 段冰吸收热 量,温度从-20℃升高到0℃,需要 5min。因为相同加热时间内被加热 物质吸收的热量是相同的,则冰吸收 的热 量 Q2= 5min 10min×Q1= 1 2 × 4.2×104J=2.1×104J,冰的比热容 c2= Q2 m2(t2-t02)= 2.1×104J 0.5kg×[0℃-(-20℃)]=2.1× 103J/(kg·℃)。 12. 52 2.1×103 [解析] 热水放出 的热量Q放=c水m(t0-t1),冷水吸收 的热量Q吸=c水m'(t1-t0'),假设热 水放出的热量全部被冷水吸收,所以 Q吸=Q放,即4.2×103J/(kg·℃)× 0.2kg× (100 ℃ -t1)=4.2× 103J/(kg·℃)×0.3kg× (t1 - 20℃),解得t1=52℃,倒入液体后, 水降低的温度Δt'=52℃-44℃= 8℃,水放出的热量Q放'=c水m'Δt= 4.2×103J/(kg·℃)×0.3kg× 8℃=1.008×104J,液体吸收的热量 Q吸'=Q放'=1.008×104J,液体升高 的温度Δt″=44℃-20℃=24℃,液 体 的 比 热 容 c液 = Q吸' m液Δt' = 1.008×104J 0.2kg×24℃=2.1×10 3J/(kg·℃)。 13. 320 0 [解析] 若将质量为 6000g、温度为-11℃的冰投入容器 中,则容器中的物质将恰好全部结冰, 不计热损失,说明冰从-11℃升高到 0℃吸收的热量等于水从初温降低到 0℃放出的热量和水凝固放出的热量 之 和,即 Q冰吸1=Q水放 +Q水固,故 c冰m冰1Δt冰1=c水m水Δt水+λm水 ①, 若投入的冰块质量为100g、温度为 0℃,则容器中的物质将恰好全部熔 化成水,说明冰熔化吸收的热量等于 水从初温降低到0℃放出的热量,即 Q冰吸2=Q水放,故λm冰2=c水m水Δt水 ②, 由①②可知c冰m冰1Δt冰1=λm冰2+ λm水,则λm水=c冰m冰1Δt冰1-λm冰2= 2100J/(kg·℃)×6kg×11℃- 330×103J/kg×0.1kg=105600J, 则m水= 105600J330×103J/kg =0.32kg= 320g,将 m水 代 入 ② 式 得 Δt= λm冰2 c水m水= 330×103J/kg×0.1kg 4200J/(kg·℃)×0.32kg ≈ 24.6℃。则容器内原有水的初温 t0=t+Δt=0℃+24.6℃=24.6℃, 如果一开始投入冰的质量为100g、温 度为-11℃,那么冰完全熔化吸收的 热量Q冰吸3=c冰m冰3Δt冰3+λm冰3= 2100J/(kg·℃)×0.1kg×11℃+ 330×103J/kg×0.1kg=35310J,容 器内原有的水温度降低到0℃放出的 热 量 Q水放 = c水m水Δt水 = 4200J/(kg·℃)× 0.32 kg × 24.6℃=33062.4J,由于 Q冰吸3> Q水放,说明冰不能完全熔化,此时处 于固液共存状态,故最终容器内的温 度为0℃。 第十三章复习 ［知识体系构建］ 动能 势能 增加 减少 减少 增大 ［高频考点突破］ 典例1 C [解析] 热量是过程量, 不能说物体含有的热量多,故 A错 误;物体吸收热量过程中温度不一定 升高,例如:晶体在熔化过程中,吸热 但温度不变,故B错误;气体膨胀对 外做功,内能转化为机械能,则物体内 能减少,故C正确;在发生热传递时, 高温物体放出热量,低温物体吸收热 量,内能总是从高温物体转移到低温 物体,故D错误。 [跟踪训练] 1. A [解析] 将凝固点 为47℃的某液态合金放在室温为 25℃的实验室中,合金的温度从 70℃降至47℃的过程是放热的降温 过程,处于液态;保持47℃一段时间 是凝固过程,放热但温度不变,合金处 于固液共存态;从47℃降至35℃的 过程是放热过程,合金处于固态。故该 合金一直对外放热,内能一直减小。故 A正确,符合题意,B、C、D错误,不符 合题意。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 4