第十二章 第5课时 比热容的应用 热量的计算-【课时提优计划作业本】2024-2025学年九年级物理上册（苏科版）

第十二章机械能和内能 第5课时比热容的应用 热量的计算 知识导引 1.热传递过程中吸收或放出的热量 (1)当温度升高时，物体吸收的热量Q吸= (2)当温度降低时，物体放出的热量Q= (3)可以将以上两个公式合并为一个公式 ,其中 表示物体温度的变 化量. 2.海陆风的成因. (1)海风的形成：白天，陆地比大海升温 ,地面附近密度较小的热空气 ,海 面较冷的空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风 (2)陆风的形成：夜晚，陆地比大海降温 ,海面的 空气 ,地面附近 的冷空气就会来补充，于是冷空气沿地面吹向大海，形成陆风 课堂作业 1.两个铝块的质量之比为1：4，升高的温度之比为2：1，则两个铝块的比热容之比为 吸收的热量之比为 2.用同样的酒精灯给金属块甲、乙、丙加热相同的时间，使它们吸收相同的热量.已知甲、乙，丙 的质量相等，初温均为20℃，比热容大小关系为c甲>c2>c两，则加热后末温最高的是金属 块 :若加热后立刻将三块金属放到表面平整的冰块上，则最终金属块 熔化 的冰最多 3.质量为0.5kg的水吸收了8.4×10J的热量后，温度升高到60℃，则水原来的温度是 ℃.对质量是50g、初温是40℃的水加热，水温升高到80℃，水吸收的热量是 J.[c*=4.2×103J/(kg·℃)] 4.(2023·凉山州)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).已知该液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时 30 20 间变化的关系图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的 10 热量为 J,该液体的比热容为 J/(kg·℃). 0510152025时间min 5.一个纸杯装满开水，从开水刚倒入杯中到可以喝的这一段时间内，水放出的热量大约是 ( A.5×108J B.5×10J C.5×10J D.5×103J 6.质量、初温均相同的铜球和水吸收相同的热量后，将铜球立即投入水中，则 A.铜球和水之间无法进行热传递 B.温度由铜球传给水 C.热量由铜球传给水 D.热量由水传给铜球 65 1课时提优计划作业本物理九年级上》》》 7.一块冰先后经历了以下三个过程：①一10℃的冰变为0℃的冰，吸收热量Q:②0℃的冰变 为10℃的水，吸收热量Q2:③10℃的水变为20℃的水，吸收热量Q.已知c*<c水，在整个 过程中质量保持不变，不考虑热量散失，则 () A.Q<Q:-Q B.Q<Q<Q C.Q<Q<Q D.Q=Q=Q 8.某同学将一块质量是2kg的金属块放入90℃的水中加热足够长时间后，迅速取出放人另 一个装有5kg水的容器中，容器中的水温为38℃，放入金属块后水温最终上升到40℃. [c*=4.2×103J/(kg·℃)，c金%=0.875×103J/(kg·℃)] (1)金属块放出的热量是多少？ (2)容器中水吸收的热量是多少？ (3)金属放出的热量和容器中水吸收的热量是否相等？产生这个现象的原因可能是什么？ 课后作业 9.将一瓶质量为0.5kg、温度为25℃的纯净水放入冰箱，一段时间后纯净水的温度降低到 5℃，则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能 [c*=4.2×103J(kg·℃)] 10.一个烧红的铁钉质量为2g,温度为600℃，若它的温度降低到100℃，释放的热量为 J.若这些热量全部用于加热100g常温的水，则水温将升高 ℃（结果保 留一位小数).[已知c铁=0.46×103J/(kg·℃)，c*=4.2X103J/(kg·℃)] 11.甲、乙两种液体的质量之比为2：3，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为 6：5,则甲、乙的比热容之比为 12.下列说法中能反映物体放出热量的多少跟物体降低的温度有关的是 A.相同质量的同种物质降低不同的温度，放出的热量不同 B.相同质量的不同种物质降低相同的温度，放出的热量一般不同 C.不同质量的同种物质降低相同的温度，放出的热量不同 D.不同质量的同种物质降低不同的温度，放出的热量一般不同 13,水的比热容是煤油的比热容的2倍，若水和煤油的质量之比为1·2，吸收的热量之比为 2：3,则水和煤油升高的温度之比是 () A.3:2 B.2:3 C.4:3 D.3:4 14.A、B两个物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯中水的质量相等，温度均为50℃.现将 A放入甲杯，B放人乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，不考虑热 66 第十二章机械能和内能 量的损耗，则A、B两个物体的比热容之比为 ( A.4:9 B.3t5 C.2:3 D.1:2 15,(2023·常州)家用小型风力发电机独特的尾翼结构能使其旋翼自动迎风，如图甲所示.在 海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情景通常分别发生在 () 大河 地 甲 丙 A,白天、夜晚 B.夜晚、白天 C.白天、白天 D.夜晚、夜晚 16.用相同的酒精灯分别对a、b两种液体加热（如图甲所示），根据测得的数据分别描绘出两种 液体的温度随时间变化的关系图像（如图乙所示）.在相同的时间内两种液体吸收的热量相 等，不计热量散失，分别用m、w和c。,c表示a、b两种液体的质量和比热容，则结合图中 信息作出的推断正确的是 温度/C 时间/mim 甲 乙 A.若m。=m6,则ca>c B.若ma=mb,则ca<ca C.若ca=c6,则n=m D.若c=c6,则m.>m 17.(2022·徐州)阅读短文，回答问题 牛顿冷却定律 当一个物体表面的温度比周围环境温度高时，就会向周围环境散热，散热快慢可以用 单位时间内散失热量的多少来表示，英国物理学家牛领提出：物体散热快慢与物体和周国 环境的温度差成正比.后人研究发现，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符 合实际散热规律，它被称为牛顿冷却定律.如果散热快慢用q表示，则牛顿冷却定律可以表 示为q=k(1物一1环)，其中k是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境的性质等因 素有关，和物质种类无关，如果上述因素相同，不同物质的散热系数就相同，由于不同物质 的比热容不同，即使散热快慢相同，它们降低相同温度需要的时间也不同，根据降温时间可 以得到两种物质比热容的大小关系，从而可以进行比热容的测量 (1)物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫作 (2)下列物理量的物理意义和散热快慢q接近的有 ( A.速度 B.密度 C.功率 D.效率 67☑ 课时提优计划作业本物理九年级上>》》》 (3)一个物体的温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的散热快慢为9.当 物体温度降低到29℃时，散热快慢为 (4)如图甲所示，用两个相同的保温杯分别装满水和盐水，水和盐水的温度都是30℃，周围 环境温度保持20℃不变，保温杯散开口，水和盐水的温度随时间变化的关系图像如图 乙所示.已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐 水的比热容为 J/(kg·℃). 溢度/℃ 30 水 盐水 20 2224时间min 甲 乙 18.早上，小明妈妈用热水给小明热牛奶.袋装牛奶的标签上标明牛奶的质量为420g,牛奶从 25℃加热至75℃，所用热水的初温为95℃.[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，牛奶的 比热容为2.5×103J/(kg·℃)] (1)牛奶吸收了多少焦耳的热量？ (2)所用热水的质量至少为多少千克？ 19.小华同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150g的金属块放在火焰中心加热足够长 的时间后，立即投人到盛有200g、20℃水的容器中，水温升到80℃.金属块的比热容c金= 0.5×103J/(kg·℃)，水的比热容c本=4.2×103J/(kg·℃)，不计热量损失. (1)求水吸收的热量， (2)求火焰中心的温度. 经典提优 20.有两个温度和质量都相等的金属球甲、乙，先将甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降 低了△，把甲球取出，再将乙球放人杯中，热平衡后水温又降低了△，若不计热损失，则两 球比热容的大小关系为 () A.c甲>ct B.c<c C.C=cu D.无法判定 68由题表数据可知，放入了铁块的杯子中的水温度升高得最 ②中包含了两个过程：首先是0℃的冰熔化成0℃的水，这 多，即这杯水吸收的热量最多，也就是铁块放出的热量最多： 个过程不升温但要不断吸热，然后是0℃的水再变为10℃ 开始时金属块的初温都为99℃，最后铁块的末温最高，则铁 的水，这个过程与过程③吸收的热量相等，所以Q>Q,故 块的温度降低得最少，由于铁块放出的热量最多，温度却降 有Q<Q<Q 低得最少，所以结合热容量的定义可知，铁块的热容量最大， 8.(1)Q做=c据mg(t1一t)=0.875×10J/(kg·℃)× (3)根据题表数据可知，猜想1、猜想2都是错误的，以猜想12kg×(90℃一40℃)=8.75×10J(2)Q:=cm(t一 为例：铁块的热容量最大，但铁块的质量不是最大的：以猜根2t:)=4.2×102J/(kg·℃)×5kg×(40℃一38℃)=4.2× 为例：铁块的热容量最大，但铁块的比热容不是最大的.10】(3)金属块放出的热量大于水吸收的热量：原因可能 (4)因为热容量是物体的温度升高（或降低）】℃所吸收（或放 是在热传递过程中有很大一部分热量传递到容器和空气中， 出)的热量，而比热容是单位质量的某种物质温度升高（或降 造成了热量的损失解析：(1)金属块放出的热量Q做三 低)1℃所吸收（或效出）的热量，所以比热容是物体的热容量 金m鱼(4-t)=0.875×10J/(kg·℃)×2kg×(90℃ 与质量之比. 40℃)=8.75×10J.(2)水吸收的热量Q*w=(体m(1-1) 第5课时比热容的应用热量的计算 4.2×10J(kg·℃)×5kg×(40℃-38℃)=4.2×10'J. 知识导引 (3)由以上计算可知，金届块放出的热量大于水吸收的热量 1.(1)m(1-ta)(2)m(ta-t)(3)Q=m△1△4 造成这一现象的原因可能是在热传递过程中容器吸收了一 2.(1)快上升(2)快热上升 部分热量，还有一部分热量散发到空气中。 课堂作业 课后作业 1.1:11:2解析：同种物质的比热容相等，因此两个铝 9.4,2×10热传递解析：水的内能藏少量等于水放出的 块的比热容之比为1·1：根据Q=cm△可得，吸收的热量之 热量，Qk城=Ckm△/=4.2X10J/(kg·℃)×0,5kgX (25℃一5℃)=4.2×10J:这是通过热传递的方式改变水的 t8-m出-出-×是-12 内能 2.丙甲解析：已知Q即=Q2=Q,m甲=2=m牌，初温 10.4601.1解析：铁钉放出的热量Q铁数=c钱m:(16: 都相同.C>cz>cm,银据Q=(m△可得，△fm<△1z<到： 1)=0.46×10J(kg·℃)×2×10kg×(600℃ 由题意可知，三个金属块吸收了相同的热量，放到冰上后温 100℃)=460J:因为水吸收的热量等于铁钉放出的热量，所 度均降至20℃时，放出的热量也应该相同，熔化的冰块也一 以水吸收的热量Q传=Q做=460J小，即Q喷=c米m水△Y生= 样，之后继续熔化冰块时，因为m厚=m之=网·降低的温度 4.2×103J/(kg·℃)×100×10akg×△1*=460J,解得 都为20℃，甲>2>c西，根据Q=(m△r可知，甲放出的热量 △M≈1.1℃ 最多，则最终金属块甲熔化的冰最多. 11,7:4解析：由题意可知，m:mz=2:3,△1甲：△之一 3.208.4×102解析：根据Q=cm(1-1o)可知，t=t 6:5,Q。:Qz=7:5.根据Q=cm△可得，三 8.4×10J Q=60℃-42×100kg.)x05e=20℃ C本加水 mme△里=州X2X6_=7 7 Q级=ckmk△1=4.2×10J/(kg·℃)×50×10-1kg× 2m22一2X8x号日，解得=子=74. (80℃-40℃)=8.4×10J. 12,A解析：要得出放出热量的多少和降低温度的关系，就 4.3.15×10°2.7×103解析：水在20min内吸收的热量 要保证物质的质量、物质的种类相同，而降低的温度不同. Qm=ckm△1=4.2×10J'(kg·℃)×1kgX(50℃ 13.B解析：由题意可知，水的比热容是煤油的比热容的2 20℃)=1.26×10J,则水在5min内吸收的热量Q ，且器一号吸收的热量之此8品一号眼 倍，即k=2 C整镇 沉维满 Q=×L26×10J=3.15×10J:该液体和水在 Q l5mi内吸收的热量相同，由此可得该液体的比热容c= 据Q=m心可得，生三c米一 Q QX军值×w胜 Q型量 恶-0股-德爱%-2×1010g0 (罩油加客油 5.C解析：一个纸杯里装满的开水的质量约为0.2kg,开 水的温度大约是100℃，水温大约为40℃时可以喝，则水放 14,A解析：热平衡后，物体A与甲杯中水的温度相同，物 出的热量大约为Q=cm(1一t6)=4.2×10J(kg·℃)× 体B与乙杯中水的温度相同，因为Q酸=Q母本做·Q= 0.2kg×(100℃一40℃)=5,04×10J,C符合题意. Q2米蓝，则mcA×(46℃-10℃)=m*ck×4℃①， 6.C解析：根据Q=cm△Y可知，质量相等的铜球和水在吸 mcm×(42℃-10℃)=mkc米X8℃②，联立①②解得 收的热量也相等的情况下，温度变化量的大小与比热容成反 rA:m=4:9. 比，铜球的比热容小，温度变化量大，因为铜球和水的初温相 15.A解析：题图乙中，发电机的旋翼朝向大海，说明此时风 同，所以吸收相同的热量后，铜球的温度比水的温度高.铜球 从海洋吹向陆地，由于海水的比热容较大，白天时陆地比大海 和水之间有温度差，所以能进行热传递，A错误：温度是表示 升温快，地面的热空气上升，风从海洋吹向陆地，故题图乙所 物体冷热程度的物理量，不能说传递温度，B错误：铜球的温 示的情景通常发生在白天：题图丙中，发电机的旋翼朝向陆 度比水的温度高，所以热量由铜球传给水，C正确，D错误， 地，说明此时风从陆地吹向海洋，由于海水的比热容较大，夜 7.C解析：比较①和③，根据Q=cm△r可知，冰和水的质量 晚时陆地比大海降温快，海面的热空气上升，风从陆地吹向海 相等，升高的温度也相等，因为℃拿>冰，所以Q>Q1:过程 洋，故题图丙所示的情曼通常发生在夜晚.A符合题意」 ·26· 16.B解析：若加A=m和，吸收相同的热量，液体a的温度升 的温度相同，所以火始中心的温度为752℃. 高幅度大，由c=Q可知，“的比热容较小，b的比热容较 经典提优 m△ 20.B解析：先后将甲、乙两球投人到水中，水的质量和降 大，A错误，B正确：若c。=c,吸收相同的热量，液体a的温 低的温度相同，水放出的热量相同，由题意可知，不计热损 度升高解度大，由m一只可知口的质量较小6的质量较 失，Q=Q:,甲，乙两球吸收的热量相同，面乙球的温度比 甲球少升高了△.即乙球的末温低：由上述分析可知，温度和 大，C,D错误 质量相同的甲，乙两球吸收相同的热量，乙球升高的温度少， 17.4)热传递(2)AC(3)号9(4)3,5×10解析： 所以乙球的比热容大，即c甲<c乙.B正确. (】)物体向周丽散热，物体的内能转移到周围温度较低的物 第6课时机械能和内能的相互转化 体上，内能减小，这种改变内能的方式是热传递.(2)q是表示 知识导引 散热快慢的物理量，速度是表示物体运动快慢的物理量，功 1.做功热传递等效其他形式的能（如机械能）与内能 率是表示做功快慢的物理量，这三者的物理意义接近，(3)当 之间的转化内能的转移2.内机械一个冲程4吸 物体的温度为30℃，周围环境温度为20℃时，根据牛顿冷 气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程做功压缩 却定律q=k(1物一1件)可得，物体的散热系数=， 3.221做功惯性 课堂作业 30℃”20元一10七，当物体温度降低到29℃时，散热快慢 1.温度做功解析：改变物体内能的两种方式是做功和热 传递.快速反复弯折铁丝，对铁丝做功，铁丝弯折处会发热 9-M6-标)=0品×(20℃-20℃)=品.（④）水从30℃ 其温度升高，内能增大，说明做功可以改变物体的内能 降到25℃放出的热量Q年做=c泰m*(1本一1水)=c0V本X 2.做功内压缩解桥：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部 (30℃-25℃)=4.2×10J,(kg·℃)×1×103kgm3× 放一小团干燥的棉花，用力将活寒迅速向下压，棉花燃烧起 V本×5℃①，盐水从30℃降到25℃放出的热量Q本做一 来，说明活塞对筒内空气做功，空气的内能增大，温度升高： G生东位本(1本一量水)=C货东P求V独本X(30℃一25℃）=C段本X 在压缩过程中，活塞的机械能转化为空气的内能，故该过程 1.1×10kg/m×V拉泰×5℃②，由题图乙可知，水和盐 与汽油机的压缩冲程相同， 水的降温时间分别为24min和22min,V本=V:*,故它们 3.做功内减小8020解析：由题图可知，汽缸的进 放出的热最之此品一器-吕 气门、排气门都关闭，活塞下移，是汽油机的做功冲程：在做 ③，联立①③解得盐 功冲程中内能转化为机械能：汽油机的一个工作循环中有四 水的比热容c*=3.5×103J/(kg·℃). 个神程，飞轮转2圈：单缸四神程汽油机飞轮的转速为 18.(1)Qa=cm(1-41)=2.5×10J(kg·℃)×420× 2400 r/min=40rs,则该汽油机飞轮每秒钟转40圈，完成 101kg×(75℃-25℃)=5.25×10J(2)Q=Qs=5.25× 20个工作循环，完成80个冲程，对外做功20次. Q 5.25×10J 4.做功内机械做功解析：当按动电火花发生器的按 10J,-司L.2x10J/kg℃)×(9s℃-75C 钮时，酒精燃烧产生的燃气对盒盖做功，是将燃气的内能转 0.625kg解析：(1)牛奶的质量m,=420g=0.42kg,牛奶升温 化为盒盖的机械能：四神程汽油机中的做功冲程是将内能转 时吸收的热量Q题=c1m(1一t)=2.5×10J/(kg·℃)× 化为机械能的. 0.42kg×(75℃一25℃)=5.25×10J.(2)水放出的热量全被 5.B解析：A,C,D三个选项中都是通过做功的方式改变物 牛奶吸收时，需要的热水质量最少，热水放出的热量Q“=Q= 体内能，B选项中是通过热传递的方式改变物体内能. 5.25×10小，至少需要热水的质量m-G-可 Q盛 6.B解析：把气球封口的夹子松开，球内气体向后喷出，气 球的弹性形变程度变小，则气球的弹性势能减小，A错误：喷 5.25×101J 4.2X10J(kg·c)×(95℃-75℃)=0.625kg. 出的气体对外做功.故其内能减小，B正确：喷出的气体内能 19.(1)mk=200g=0.2kg,Qe=ckmg(1-t6)=4.2× 减小，温度降低，热运动诚缓，C错误：喷出的气体温度降低， 10J/(kg·℃)×0.2kg×(80℃-20℃)=5.04×10J 低于外界温度，会从外界吸收热量，D错误， 7.A解析：汽油机飞轮转速为800rmin,即每分钟飞轮转 (2Q=Qa=5.04×10'J小me=150g=0.15kg.i=Q+ C金川金 动800圈，完成400个工作循环，对外做功400次.汽油机工 5.04×10'J 作时，推动活塞一次做功1500J,则1min内做的功W 1-a.5x10j7kg·Cx.15kg+80℃=732℃ 解析： (1)水的质量m水=200g=0,2kg,水吸收的热量Q= 1500J×400=6×10小，这台汽油机的功率P=W- ckms(t-tn)=4.2×103」(kg·℃)×0.2kg×(80℃- 6X10」=1×10W=10kW,A正确. 605 20℃)=5.04×10'J.(2)不计热量损失，金属块放出的热量 8.D解析：汽油机一个工作循环中的四个冲程为吸气冲 Q=Q=5.04×10J,达到热平衡后，金属块的温度与水 的温度相同，金属块的质量m金=150g=0.15kg,由Q微= 程、压缩冲程，做功冲程、排气冲程，题图甲是压缩冲程，题图 乙是排气冲程，题图丙是做功冲程，题图丁是吸气冲程，故正 cm(-一)可知，金属块的初温.=Q十1= C童m童 确的排列顺序应该为丁甲丙乙 0.5×10J(kg·℃)×0.15kg+80℃=752℃，金属块放 5.04×10J 9.D解析：一切物体在任何情况下都有内能，0℃物体的内 能一定不为0，A错误：物体内能增加，可能是从外界吸收了 在火焰中心加热足够长的时间后，金属块的温度与火焰中心 热量，也可能是有物体对它做了功，B错误：功率是反映物体 ·27·