12.3 研究物质的比热容 同步练习 2024-2025学年 沪粤版九年级上册 物理

12.3 研究物质的比热容 同步练习 一、选择题 1．下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（　　） A．让热水流过散热器供暖 B．用循环水冷却汽车发动机 C．沿海地区昼夜温差较小 D．夏天在房间内洒水降温 2．一杯酒精用掉一半，剩下一半的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是（　　） A．质量、密度、比热容和热值不变 B．质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变 C．质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变 D．质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变 3．水的比热容比煤油的大。如图所示，隔着石棉网同时加热规格相同，分别装上质量和初温都相同的煤油和水的试管，这个过程中（　　） A．煤油温度先升到40℃ B．同一时刻水的温度比煤油高 C．加热相同时间，水吸收的热量多 D．升高相同的温度，煤油需加热较长的时间 4．夏天，人们喜欢到海边度假。白天，海风拂面，夜间却不会很凉。而沙漠的夏天昼夜温差可达50℃．对这种现象的解释，正确的是（　　） A．太阳照射沙漠地区的时间较长 B．海边有风而沙漠地区可能没有 C．海水的比热容比沙石的比热容大 D．太阳直射沙漠地区，斜射海边 5．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，加热过程中温度随时间的变化图线如图所示（　　） 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 6．若甲物质的比热容比乙物质的比热容大，下列说法中正确的是（　　） A．甲比乙含的热量多 B．若甲、乙的质量相等，放出的热量也相同，则甲降低的温度比乙少 C．若甲、乙质量相等，降低的温度也相同，则甲比乙放出的热量少 D．甲、乙两物质接触时，必定发生热传递 7．为了研究不同物质的温度变化与热量的关系，设计了如图所示的两个实验装置。对这两个装置的要求，下面哪一点是不必要的（　　） A．水和煤油的质量要相等 B．加热器的功率要相等 C．烧杯的规格要相同 D．温度计的规格要相同 8．某同学从如表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是（　　） 几种物质的比热容c/【J/（kg•℃）】 水 4.2 干泥土 0.84 酒精 2.4 铜 0.39 冰 2.1 铝 0.88 煤油 2.1 铅 0.13 水银 0.14 砂石 0.92 A．汽车发动机用水来冷却效果比较好 B．液体的比热容都比固体大 C．同种物质在不同状态下比热容值不同 D．质量相等的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多 9．图A所示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B所示（　　） A．甲是牛奶温度变化的图象 B．水的温度变化比牛奶的大 C．水和牛奶最后温度相同 D．牛奶的温度变化比水慢 二、填空题 10．单位质量的某种物质，温度升高 　 　℃所吸收的 　 　叫做这种物质的比热容。比热容用符号 　 　表示，它的单位是 　 　。 11．比热容是物质的一种 　 　性，同种物质，状态不变时　 　。升（降）温时吸收（或放出）热量的计算公式是 　 　。 12．水的比热容表示的物理意义是　 　。 13．如图所示，在发射中火箭飞到5m高以后，“喷水降温降噪系统”向箭体尾部火焰中心喷水约400t，大部分的水则通过导流槽流走。大流量喷水带走了大量的热起到降温作用，防止火箭发射台内部的仪器设备可能因高温受到影响。设“喷水降温降噪系统”喷出400t水的初温为20℃，则这部分水带走的热量为 　 　J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 14．质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为4：5时，甲升高温度是乙的2倍　 　。 15．在标准大气压下，质量为0.5kg，温度为70℃的水放出4.2×103J的热量，水的温度降低了　 　℃，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 16．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：　 　（选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为 　 　J/（kg•℃）。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 17．如图所示是一个同学用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热时，根据测量结果描绘的温度﹣﹣﹣时间图象。由图可知，甲物质的比热容 　 　（填“＞”“＝”或“＜”）乙物质的比热容。 18．如图所示是小李同学在标准大压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图像。第6min时的内能 　 　（选填“大于”、等于”或“小于”）第8min时的内能；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的 　 　倍（被热物质的质量和吸、放热功率不变）。 三、解答题 19．小明猜想“液体的密度ρ越大，其比热容C也越大”。他查到了一些液体的密度值如表。由于不知表中各种液体之间比热容的大小关系，需要用实验方法得到。 物质 密度ρ/kg•m﹣3 物质 密度ρ/kg•m﹣3 水 　1.0×103 　柴油 　0.8×103 煤油 　0.8×103 　汽油 　0.71×103 植物油 　0.9×103 　酒精 　0.8×103 实验器材： 铁架台（带铁圈）、石棉网、温度计、细线、火柴、烧杯、秒表、天平和砝码（以上每一种器材数量足够、规格相同）；火焰相同的酒精灯若干，小明选取的三种液体分别是煤油、植物油和水。 （1）请完成以下实验要求： a．实验原理是：　 　。 b．实验中你准备测量　 　来间接知道液体的比热容大小。 c．实验中要控制的变量是：液体的质量和　 　。 d．实验中，要调整烧杯底部与酒精灯火焰的距离，使烧杯在单位时间内吸收的热量都　 　。 （2）如果测量的结果与小明的猜想相矛盾，则测出的三个物理量大小关系会有很多种，请写出其中一种：　 　。 （3）如果小明选取煤油、酒精和水这三种液体做实验，会存在的问题有　 　（写出一点即可）。 20．用图甲所示的装置，比较不同液体吸热升温特点，在两个相同的烧杯中分别加入初温、体积相同的水和食盐水 （1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高。其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为　 　℃．此时水上方大气压　 　（选填“高于”、“低于”或“等于”）一个标准大气压。 （2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水　 　（选填“多”或“少”）。 （3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：　 　；其原因是：　 　。 21．为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，有一组同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别装有水和煤油，用同样的加热器加热，根据记录回答问题： 烧杯编号 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 时间/min 1 水 160 16 36 3 2 水 180 16 36 4 3 煤油 160 16 36 2 4 煤油 160 16 26 1 （1）用同样加热器加热的目的是 　 　。 （2）对比1、2两杯的实验记录进行分析，其实验目的是：　 　。 （3）比较1、3两杯的实验记录，得出的结论是：　 　。 （4）结合上述结论，物体温度升高时，吸收热量的多少与物体的质量、　 　和 　 　都有关。该实验用 　 　方法进行实验探究。 22．阅读下面的短文，回答问题。 太阳能热水器 太阳能热水器能利用太阳能把水从低温加热到高温，一满足人们日常生活的需要具有安全、节能、环保等优点。 如图1所示，太阳能热水器主要由两部分组成：一部分是由许多根玻璃吸热管组成的集热器，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，它的结构与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色的吸热材料，保温储水箱下部与玻璃吸热管相通。 玻璃吸热管的工作原理如图2所示：当太阳光入射到黑色的吸热层上时，黑色吸热层能把太阳能更有效地转化为热能，将管内的水加热。向光一侧的水被加热后体积增大、密度变小而向上运动，形成冷热水循环，最终整箱水都升高到一定的温度。玻璃吸热管具有吸热保温作用。 请回答以下问题： （1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后体积增大、密度变小，所受到的浮力　 　重力。 （2）能否将黑色的吸热材料涂在玻璃吸热管的外表面？简单说明理由。 （3）将质量为100kg的初温为20℃的水加热到60℃，求这些水需要吸收多少热量？[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）]。 四、计算题 23．已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），钢的比热容为0.46×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3，请进行下列相关的计算（不计热量损失）： （1）若一太阳能热水器内装有体积为100L、温度为20℃的水，阳光照射一天后，水温升高到80℃ （2）一把质量为250g的钢刀，加热到560℃，然后在空气中自然冷却，这把钢刀在冷却过程中放出多少热量？若用这些热量给30℃、0.5kg的水加热，水温大约可以上升多少摄氏度？升高到多少摄氏度？（温度保留整数） 参考答案与试题解析 一、选择题 1．【解答】解： A、因为水的比热容大，降低相同的温度，所以让流动的热水流过散热器取暖； B、因为水的比热容大，升高相同的温度，所以汽车发动机用循环水冷却； C、因为水的比热容大于沙石的比热容，水的温度升高或降低的温度少，故C不符合题意； D、炎热的夏天，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，不是利用水的比热容大的特点。 故选：D。 2．【解答】解：（1）质量是指物体所含物质的多少；一杯酒精用掉一半后。 （2）酒精的密度、比热容和热值，是从不同的角度来描述酒精的特性； 综上所述，一杯酒精用掉一半、比热容和热值不变，D正确。 故选：D。 3．【解答】解： A、水的比热容比煤油的大，煤油吸收的热量少，煤油先升高到40℃； B、由图可知，两试管的规格相同，水和煤油吸收的热量相同，水和煤油的质量相同，故B错； C、用同一个酒精灯加热，则在相同的时间内，故C错； D、水的比热容比煤油的大，升高相同的温度，需要的加热时间长。 故选：A。 4．【解答】解：沿海地区水多，水的比热容较大，地表以砂石为主。 白天，相同质量的水和砂石比较，水的温度升高的少，所以海边升高温度较低；夜晚，水的温度降低的少，所以海边降低温度较少，因此海边白天海风拂面，夜间却不会很凉。 故选：C。 5．【解答】解：由图示可以看出，当加热时间相同时即吸收的热量相同时，利用热量的计算公式Q＝cmΔt可知、初温相同，温度升高得快的物质；所以a的比热容小，即b为水。 故选：C。 6．【解答】解：A、热量是指热传递中吸收或放出的热量，故A错误； B、由Q放＝cmΔt可知，若甲，放出的热量相等，故甲降低的温度比乙少； C、由Q吸＝cmΔt可知，若甲，降低的温度也相同，故甲比乙放出的热量多； D、当甲乙之间没有温度差时，故D错误。 故选：B。 7．【解答】解：因为研究不同物质的温度变化与热量的关系，这里唯一的变量应该是物质的种类不同，应控制质量和吸收的热量相同，而加热过程中，从而对温度的结果造成影响，控制烧杯的规格相关同也是必要的，只要测量准确即可。 故选：D。 8．【解答】解：A、水的比热容较大，可以吸收较多的热量，故A正确。 B、液体物质的比热容不一定比固体物质的比热容大，故B错误。 C、同种物质状态不同时，例如水和冰是同一种物质的不同状态，故C正确； D、质量相等的铜块和铅块升高相同的温度时，由Q＝cmΔt可知，故D正确。 故选：B。 9．【解答】解：A、将凉牛奶放入时、温度升高、温度降低，因此甲是水的温度变化图象； B、由图可以看出，即水的温度变化比牛奶小； C、热传递的条件是有温度差。水和牛奶最后温度相同； D、水和牛奶是同时开始发生热传递的，牛奶温度变化比水快。 故选：C。 二、填空题 10．【解答】解：单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量叫做这种物质的比热容，它的单位是J/（kg•℃）。 故答案为：1；热量；c。 11．【解答】解：比热容是物质的一种特性，同种物质，比热容不变。 故答案为：特；不变。 12．【解答】解：水的比热容是4.2×108J/（kg•℃），表示质量为1kg水温度升高（或降低）1℃2J。 故答案为：1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为5.2×103J。 13．【解答】解：水的质量：m水＝30%×400×103kg＝1.6×105kg， 这部分水带走的热量：Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝2.2×103J/（kg•℃）×5.2×105kg×（100℃﹣20℃）＝2.032×1010J。 故答案为：4.032×1010。 14．【解答】解：根据公式Q＝cmΔt可知甲、乙的比热容之比为： ＝＝＝××＝××＝。 故答案为：3：5。 15．【解答】解： 由Q放＝c水m水Δt可得水的温度降低了： Δt＝＝＝2℃。 故答案为：2. 16．【解答】解：（1）时间相等时，两种液体放出的热量相等，乙液体的温度降低的快，所以，所以甲液体是水； （2）由图可知：液体的初温是60℃，放热20分钟后甲液体的末温是30℃， 则水放出的热量： Q放＝c水m水（t水﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×m×（60℃﹣30℃）。 由题知，而水和乙液体的质量相同水＝m乙， Q水放＝Q乙放，即：c水m水Δt＝c乙m（60℃﹣10℃）＝4.7×103J/（kg•℃）×m×（60℃﹣30℃）。 解得c乙＝2.52×108J/（kg•℃）。 故答案为：甲；2.52×103。 17．【解答】解： 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，甲的温度升高的快； 由公式Q吸＝mcΔt可知，在质量相等、吸热也相同的情况下，温度升高慢的液体比热容大，乙的比热容大。 故答案为：＜。 18．【解答】解：（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加； （2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段温度升高10℃；在CD段温度升高5℃； 则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：6，根据Q＝cmΔt可得， ＝＝＝＝， 所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的3倍。 故答案为：小于；2。 三、解答题 19．【解答】解：（1）a、物质的比热容可以通过c＝； b、测量物质的比热容就要测出：液体吸收的热量。则实验中要控制的变量是：保持液体的质量和升高的温度相同。 c、要通过液体升高的温度来反映物质的比热容。 d、要调整烧杯底部与酒精灯火焰的距离。 （2）比热容的大小是通过液体升高的温度来体现出来的，根据公式c＝，比热容小的升高温度大； （3）要探究比热容和密度的关系，就要采用密度不同的物质，无法比较比热容和密度的关系。 故答案为： （1）a、c＝； b、液体升高的温度； c、液体吸收的热量； d、相等； （2）Δt煤油＝Δt植物油＝Δt水； （3）酒精和煤油的密度相等，无法比较比热容和密度的关系。 20．【解答】解：（1）根据图中所示，温度计的分度值为1℃； 水在1标准大气压下的沸点为100℃，所以当时气压低于一个标准大气压； （2）我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，说明食盐水吸收的热量比水多； （3）要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。 故答案为：（1）98；低于；（3）不能。 21．【解答】解：（1）用同样加热器加热的目的是保持水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。 （2）对比1、2两杯的实验记录可知、末温相同，说明水吸收的热量与质量有关。 （3）比较3、3两杯的实验记录可知，初温相同，质量相同。 （4）综合归纳可以得出：物体温度升高时，吸收热量的多少与物体的质量。 该实验运用了控制变量法进行探究。 故答案为：（1）保持水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。 （2）研究物体温度升高时吸收热量的多少与质量是否有关。 （3）物体温度升高时吸收热量的多少与物质的种类有关。 （4）物质种类；温度的变化量。 22．【解答】解：（1）玻璃吸热管内向光一侧的水吸热后温度升高，体积变大，根据ρ＝，密度变小，形成对流； （2）不能，因为玻璃属于热的不良导体。集热管内又是真空，不利于将热量传给水； （3）水吸收的热量： Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×103J。 答：（1）大于； （2）不能，因为玻璃属于热的不良导体，集热管内又是真空，不利于将热量传给水； （3）这些水需要吸收1.68×107J热量。 四、计算题 23．【解答】解：（1）水的体积V＝100L＝100dm3＝100×10﹣3m5＝0.1m2， 由ρ＝可得水＝ρV＝1.0×104kg/m3×0.2m3＝100kg， 水吸收的热量Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（80℃﹣20℃）＝2.52×108J； （2）钢刀放出的热量：Q放＝c钢m铜Δt钢＝0.46×103J/（kg•℃）×250×10﹣4kg×（560℃﹣20℃）＝6.21×104J； 钢刀放出的热全部被水吸收，则： Q吸′＝Q放＝8.21×104J， 由Q吸＝cmΔt得，水升高的温度： Δt′＝＝≈30℃， 水升高到的温度为t＝30℃+30℃＝60℃。 答：（1）热水器内的水吸收的太阳能是2.52×107焦耳； （2）这把钢刀在冷却过程中放出5.21×104J的热量；若用这些热量给30℃，水温大约可以上升30摄氏度 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$