12.3 物质的比热容-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级全一册物理(沪粤版2024)

23 12.3　物质的比热容 第1课时 认识比热容 ▶ “答案与解析”见P10 1. 如表列出了一些物质的比热容,根据表中数 据,下列判断正确的是[单位:J·(kg·℃)-1] ( ) 物 质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容 4.2× 103 2.1× 103 2.1× 103 0.88× 103 0.39× 103 A. 不同物质的比热容一定不同,物质的状态 发生变化,比热容不变 B. 一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容 变小 C. 质量相等的水和煤油放出相同的热量,水 的温度降低得更多 D. 质量相等的铝和铜升高相同的温度,铝吸 收的热量更多 2. (2024·朔州期末)用如图所示的装置,先后 加热初温、质量均相同的水和煤油,比较两种 液体比热容的大小,多次实验表明:要让水和 煤油升高相同的温度,水需要的加热时间更 长。下列关于该实验的操作及分析正确的是 ( ) (第2题) A. 水比煤油的比热容小 B. 组装各器材时应该由上向下安装 C. 实验中可以不使用温度计,让水和煤油都 沸腾后再比较加热时间 D. 相同质量的水和煤油,吸收相同热量后 (未沸腾),煤油比水的温度的变化量大 3. 如图所示为冬天人们常用的热水袋,灌满热 水后 能 够 放 热 较 长 时 间,是 利 用 了 水 较大的特性;用热水袋焐手,是利用 的方式使手的内能增大。若该热水 袋内装有质量为1.2kg、初温为90℃的热 水,使用一段时间后水的温度降低了50℃, 则此过程中水放出的热量为 J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] (第3题) 4. 有体积相等的两个铝球,一个是实心的,一个 内部为真空,把它们放在沸水中足够长的时 间后,拿到室温较低的室内自然冷却,那么温 度降低较快的是 ( ) A. 空心球 B. 实心球 C. 一样快 D. 无法判断 5. 科学推理 在相同的加热条件下,对 质量为mA、比热容为cA 的A 液体 和质量为mB、比热容为cB 的B 液 体均匀加热,液体A、B 的温度随加热时间的 变化情况如图所示。下列推断正确的是( ) (第5题) A. 若mA=mB,则cA<cB B. 若mA=mB,则cA=cB C. 若mA<mB,则cA=cB D. 若mA<mB,则cA>cB 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　内能与热机 24 6. 甲、乙液体分别置于两个不同的恒温封闭环 境中,质量保持不变。测得甲、乙液体的温度 随时间变化如图所示。 (第6题) (1) (选填“甲”或“乙”)液体的分子 运动随时间越来越剧烈。 (2) 甲液体所在环境的温度 (选填 “大于35℃”“小于1.7℃”或“等于20℃”)。 (3) 乙液体在1~2min、8~9min放出的热 量分别为Q1、Q2,则Q1 (选填“>” “<”或“=”)Q2。 7. (2024·无锡二模)小明在探究“物质的放热 能力与哪些因素有关”时,分别用质量均为 0.5kg的水和另一种液体(水的比热容大于 另一种液体)进行对比实验,并用图像对实验 数据进行了处理,如图所示。实验过程中,水 和另一种液体在相同时间内放出的热量相 等,分析图像可以得出: (选填“甲” 或“乙”)液体为水,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃),这种液体在0~15min 内放出的热量为 J。[c水=4.2× 103J/(kg·℃)] (第7题) 8. 质量均为1kg,初温均为20℃的甲、乙两种 液体,经同一加热器加热相同时间后,甲液体 升温到50℃,乙液体升温到80℃,则甲液体 的比热容 (选填“大于”或“小于”)乙 液体的比热容;若其中一种液体是水,则另一 种液体的比热容是 J/(kg·℃)。 [c水=4.2×103J/(kg·℃),c水>c液] 9. 利用如图甲所示的实验装置探究 “沙子和水的温度变化与吸热的关 系”。操作如下: (第9题) (1) 在 两 烧 杯 中 分 别 装 入 初 温 相 同 且 相等的沙子和水。 (2) 用相同的酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅 拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时 刻的温度计示数如图乙所示,为 ℃。 根据实验数据绘制成温度与时间的关系图 像,如图丙所示。 (3) 实验中,通过 来间接反映沙子 和水吸收热量的多少。 (4) 分析图丙可知,对于质量相等的沙子和 水来说,吸收相同的热量,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸 收 的 热 量 较 多,由 此 可 见, 的比热容较大。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)九年级 25 第2课时 热量的计算及比热容的应用 ▶ “答案与解析”见P11 1. 在生产、生活中,常用到“水的比热容较大”这 一特性,以下事例中与这一特性无关的是 ( ) A. 沿海地区的气温变化比内陆小 B. 生物体内水的比例较高 C. 炎热的夏天,为降温在室内洒水 D. 汽车发动机用水作冷却液 2. (2024·常州溧阳期末)甲、乙两物体质量相 等,当甲物体温度升高15℃,乙物体温度升 高30℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收 热量的2倍,则甲的比热容是乙的比热容的 ( ) A. 1 4 B. 1倍 C. 2倍 D. 4倍 3. 用某型号天然气热水器烧水,完全燃烧热值 为4.0×107J/m3 的天然气0.125m3,放出 热量 J;若该热水器的加热效率为 84%,则能将质量为40kg、初始温度为20℃ 的水加热至 ℃[已知水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)]。 4. (2024·广元期末)甲、乙两杯中装 有质量相同、初温都为10℃的水, 将质量相同的A、B 两金属块都加 热到110℃后,分别投入甲、乙两杯水中足够 长时间,再测量甲、乙两杯水的温度,金属块 A 使甲杯的水温度升高了10℃,金属块B 使乙杯的水温度升高了20℃。两金属块的 比热容分别为cA 和cB,不计热量损失,则cA 与cB 之比为 ( ) A. 1∶2 B. 2∶3 C. 4∶9 D. 9∶19 5. ★(2024·遂宁期末)初温相同的甲和乙,甲的 质量是乙的3倍,乙的比热容是甲的2倍,它们 分别放出相同的热量后,立即接触,则 ( ) A. 热量从乙传到甲 B. 内能从甲传到乙 C. 甲会吸收热量 D. 温度从甲传到乙 6. 把一块质量为m、温度为t的铁块投放到一 杯0℃的水中,最终水的温度升高到t5 ;若把 一块质量为2m、温度为t的铁块投放到相同 的一杯0℃的水中,则它的最终温度是(不计 热量损失) ( ) A. 2t 3 B. t 3 C. t 2 D. t 4 7. 甲、乙两种材料不同的金属块,它们的质量相 等,同时投入沸水中充分加热,先把甲金属块 从沸水中取出投入一杯冷水中,热平衡后,水 的温度升高了10℃,取出甲金属块(不计水 的质量变化),再把乙金属块由沸水投入该杯 水中,热平衡后又使水温升高了10℃,则两金 属块的比热容关系是(不计热量损失)( ) A. c甲<c乙 B. c甲=c乙 C. c甲>c乙 D. 以上情况都有可能 8. 用热水器将20kg、温度为15℃的水加热到 65℃,消耗天然气0.15m3,在此过程中水吸 收的热量是 J,热水器的热效率是 。[c水=4.2×103J/(kg·℃), q天然气取4.0×107J/m3] 9. 熔化热是指单位质量的晶体在熔化时变成同 温度的液态物质时所需吸收的热量,用字母 λ表示,单位是J/kg。已知熔化热λ冰 = 3.35×105J/kg。1个标准大气压下100g的 冰从-20℃全部熔化成0℃的水,需要吸收 的 热 量 是 J。 [c冰 =2.1× 103J/(kg·℃)] 10. 对0.5kg的某固体物质均匀加热(假设被加 热物质在单位时间内吸收的热量相同,不考 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　内能与热机 26 (第10题) 虑质量的变化),其 温度随时间变化图 像如图所示。由图 可知,它在AB 段和 CD 段对应的比热容 之比是 ;已知该物质固态时的比热 容为1.0×103J/(kg·℃),则它在熔化过 程中吸收的热量为 J。 11. 在1个标准大气压下,质量为10kg、初温为 20℃的水吸收的热量为4.2×106J,则水的 末温为 ℃;冷水温度是20℃,热水 温度是80℃,为了使冷热水混合后的温度为 40℃,不计热量损失,冷水和热水的质量比 是 。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 12. 如表所示为一些物质的比热容。[单位: J·(kg·℃)-1] 物 质 比热容c 物 质 比热容c 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 铅 0.13×103 (1) 对于该表,小红同学有些疑惑,老师在 上课时讲比热容的单位是J/(kg·℃),可是 表中比热容的单位是J·(kg·℃)-1,这二 者是否有差异呢? 。对于这个问 题有以下三种说法,正确的是 。 A. 比热容有两个不同的单位,一种表示液 体和气体,另一种表示固体 B. 这两个单位本质上就是同一个单位,只 是写法不同而已 C. 比热容的单位有很多个,比如J也是其 中之一,使用时根据具体情况选用 (2) 从该表可以看出水的比热容比干泥土、 砂石大得多,由此可解释自然界中风的形 成。如在沿海地区,夜晚温度较低,风是从 吹向 的。(选填“海洋”或 “陆地”) (3) 请对照题中比热容表,写出两点关于比 热容的正确看法: 、 。 13. 工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫 “淬火”,即把打制成型的刀具放入火炉中充 分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有 一成型合金钢制刀具,质量为1kg,在火炉 中加热到830℃后,再浸没在10℃的水中 冷却,最后与水达到共同温度时,容器中的 水温度升高到30℃,不计热量散失。求: [水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),合金 钢的比热容为0.42×103J/(kg·℃)] (1) 刀具浸没在水中放出的热量。 (2) 容器中水的质量。 14. 甲、乙两容器中装有质量相等的 水,甲容器中水的初温为25℃,乙 容器中水的初温未知,现将一温度 为65℃的金属球放入甲容器中,热平衡后 水温升高到45℃,然后迅速取出金属球并 放入乙容器中,热平衡后乙容器中水温为 60℃(不计热量散失和水的质量的变化),则 乙容器中水的初温为 ( ) A. 80℃B. 90℃ C. 75℃ D. 85℃ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)九年级 12. (1) 1.036×106 (2) 36 (3) 77 解析:(1) 由表2知,q淀粉=1.72× 104J/g,q蛋白质=1.76×104J/g,早饭 摄入50g淀粉,获得的热量 Q1= q淀粉m1=1.72×104J/g×50g= 8.6×105J,摄入10g蛋白质,获得的 热量Q2=q蛋白质m2=1.76×104J/g× 10g=1.76×105J,早饭获得的热量 Q总=Q1+Q2=8.6×105J+1.76× 105J=1.036×106J。(2) 通常午餐 的热量要占一天总热量的40%,则午 餐需要获得的热量 Q3=40%Q= 40%×1.0×107J=4×106J,150g的 米饭 (淀 粉)提 供 的 热 量 Q4 = q淀粉m4=1.72×104J/g×150g= 2.58×106J,则还需要获得的热量 Q脂肪=Q3-Q4=4×106J-2.58× 106J=1.42×106J,由表2得,q脂肪= 3.91×104J/g,则还需摄入的脂肪的 质量m脂肪= Q脂肪 q脂肪 = 1.42×106J 3.91×104J/g ≈ 36g。(3) 多余的热量Q5= q脂肪m5= 3.91×104J/g×5g=1.955×105J, 由表3数据可知,通过打羽毛球消耗 多 余 的 热 量,需 要 的 时 间 t= Q5 3.8×104J×15min= 1.955×105J 3.8×104J× 15min≈77min。 13. (1) 由下而上 (2) 酒精和碎纸 片 的 质 量 两 杯 水 的 质 量 (3) 1.2×106 (4) 小 存在热损失 (或燃料没有完全燃烧) 解析:(1) 图 中器 件 的 安 装 顺 序 是 由 下 而 上。 (2) 为了比较酒精和碎纸片的热值大 小,必须控制二者的质量相等、烧杯内 水的质量相等以及两个烧杯相同。 (3) 相同质量的酒精和碎纸片燃烧放 热,酒精燃烧放出的热量可以将水的 温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热 量可以将水的温度升高10℃,可见酒 精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸 片的热值为1.2×106J/kg。(4) 因为 烧杯、空气等也吸收热量,并且燃料不 可能完全燃烧,所以测得的热值与实 际相比偏小。 12.3　物质的比热容 第1课时 认识比热容 1. D 2. D 3. 比热容 热传递 2.52×105 4. A 解析:实心铝球和空心铝球的 外形和体积均相同,空心铝球的质量 较小。把它们放在沸水中足够长的时 间后,两球的温度相同;拿到室温较低 的室内自然冷却,由Q=cmΔt可知, 放出相同的热量时,空心铝球温度的 变化较大,即空心铝球温度降低得较 快,故A正确。 5. D 解析:在相同的加热条件下,加 热时间的多少能够反映液体吸收热量 的多少。若mA=mB,加热相同的时 间,液体吸收相同的热量,由图像可 知,B 升高的温度较多,由c= QmΔt 可 知,B 的比热容较小,A 的比热容较 大,即cA >cB,故 A、B 错 误;若 mA<mB,在加热时间相同时,液体吸 收相同的热量,由图像可知,B 升高的 温度较多,由c= QmΔt 可知,B 的比热 容较小,A 的比热容较大,即cA>cB, 故C错误、D正确。 6. (1) 甲 (2) 大于35℃ (3) > 解析:(1) 分子的热运动与温度有关, 温度越高,运动越剧烈,由图可知,甲 的温度逐渐升高,乙的温度逐渐降低, 所以甲液体的分子运动随时间越来越 剧烈。(2) 甲液体初始温度是20℃, 随着时间变化达到了35℃,从甲的图 线可以看出,温度可能还会升高,故甲 液体所在环境的温度大于35℃,才能 够继续把热量传递给甲液体。(3) 由 图可知,1~2min乙液体温度变化量 为3℃,8~9min乙液体温度变化量 为 1.4 ℃,根 据 物 体 放 热 公 式 Q放=cmΔt可知,1~2min放出热量 更多,所以Q1>Q2。 7. 甲 2.1×103 4.2×104 解析:相同时间内,两种液体放出的热 量相等,由图可以看出,乙液体的温度 降低得快,甲液体的温度降低得慢;根 据热量的计算公式Q放=cmΔt可知, 在质量相等、初温相同、放热也相同的 情况下,温度降低得快的液体,比热容 小;所以,甲液体的比热容大于乙液体的 比热容,甲液体是水,乙液体是另一种液 体。由图可知,液体的初温都是60℃, 放热15min后甲液体的末温是40℃, 则水放出的热量Q水放 =c水m水(t- t0)=4.2×103J/(kg·℃)×m水× (60℃-40℃);由题知,水和乙液体 的质量相同,即 m水 =m乙,Q水放 = Q乙放,c水m水(t-t0)=c乙m乙 (t- t0'), c乙 = c水(t-t0) t-t0' = 4.2×103J/(kg·℃)×(60℃-40℃) 60℃-20℃ = 2.1×103J/(kg·℃)。由图可得,乙 在15min内由60℃降低到20℃,所 以乙放出的热量Q乙放=c乙m乙(t- t0')=2.1×103 J/(kg·℃)× 0.5kg×(60℃-20℃)=4.2× 104J。 8. 大于 2.1×103 解析:由题可 知,经同一加热器加热相同时间,即两 种液体吸收的热量相同,乙的温度升 高得快;根据Q吸=cmΔt可知,在质 量相等、初温相同、吸热也相同的情况 下,比热容小的物质升温快,所以,甲 的比热容大,乙的比热容小。若其中 一种液体是水,因为水的比热容大,所 以甲液体是水,c甲 =c水;由 Q吸 = cm(t-t0)得,c甲m甲(t甲 -t0)= c乙m乙(t乙 - t0 ), 即 4.2 × 103J/(kg·℃)×1kg×(50℃ - 20℃)=c乙×1kg×(80℃-20℃), 解得c乙=2.1×103J/(kg·℃)。 9. (1) 质量 (2) 39 (3) 加热时间 (4) 沙子 水 水 解析:(1) 为了探 究水与沙子比热容的大小,实验时,要 控制水与沙子的初温、质量相等。 (2) 温度计的分度值是1℃,图乙所 示的温度是39℃。(3) 实验中,通过 加热时间来间接反映沙子和水吸收热 量的多少。(4) 分析图丙可知,对于 质量相等的沙子和水来说,吸收相同 热量,升温较快的是沙子;若使两者升 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 01 高相同的温度,水的加热时间较长,说 明水吸收的热量较多,由此可见,水的 比热容较大。 第2课时 热量的计算 及比热容的应用 1. C 2. D 解析:由题意知,m甲=m乙, Δt甲=15℃,Δt乙=30℃,Q甲=2Q乙; 则m甲∶m乙=1∶1,Δt甲∶Δt乙=1∶2, Q甲∶Q乙=2∶1;由Q吸=cmΔt得, 比热 容 之 比 c甲:c乙 = Q甲 m甲Δt甲∶ Q乙 m乙Δt乙= 2 1×1∶ 1 1×2=4∶1 ,即甲的 比热容是乙的比热容的4倍。故 选D。 3. 5×106 45 4. C 解析:由题知,金属块A 使甲 杯的水温度升高了10℃,则甲杯中水 和A 的末温都为20℃,不计热量损 失,金属块A 放出的热量和水吸收的 热量相等,即cAmA(110℃-tA)= c水m水Δt1 ①;金属块B 使乙杯的水 温度升高了20℃,则乙杯中水和B 的末温都为30℃,不计热量损失,金 属块B 放出的热量和水吸收的热量 相等,即 cBmB (110 ℃ -tB )= c水m水Δt2 ②;因为 mA=mB,所以 ① ② = cAmA(110℃-tA) cBmB(110℃-tB) = c水m水Δt1 c水m水Δt2= Δt1 Δt2= 10℃ 20℃= 1 2 ,解得 cA cB= 4 9 ,故选C。 5. B 解析:由题意可知,m甲=3m乙, c甲=12c乙 ,由Q放=cmΔt知,放出相 同的热量,即c甲m甲Δt甲 = 12c乙 × 3m乙 × Δt甲 =c乙m乙Δt乙,解 得 3 2Δt甲=Δt乙 ,已知甲和乙的初温相 同,所以乙的末温比甲低,放出相同热 量后,立即接触,甲的热量传递给乙, 而不是温度,故A、D错误,B正确;甲 放出热量,乙吸收热量,故C错误。 热传递方向的确定 热量总是自发地从高温物体 传向低温物体或者从物体的高温 部分传向低温部分,例如甲、乙的 初温相同,只要根据Δt=Qcm 判断 出两块金属各自降低温度的多少, 就可知道末温的高低,就能判断出 热量的传递方向。 6. B 解析:由题意可知,水升高的温 度Δt水=t5-0℃= t 5 ,铁块降低的 温度Δt铁=t-t5= 4t 5 。水吸收的热 量等于铁块放出的热量,则 Q吸 = Q放,所 以 c水m水Δt水 =c铁mΔt铁, c水m水×t5=c铁m× 4t 5 ,即c水m水= 4c铁m ①;另将一块质量为2m、温度 为t的铁块投入相同的一杯0℃的水 中,则有c水m水Δt水'=c铁×2mΔt铁', 即c水m水(t'-0℃)=c铁×2m(t- t') ②,由①②可得t'=t3 ,故B正确。 7. A 解析:由题意可知,先后将甲、 乙两金属块投入同一杯水中,水升高 的温度相同,由Q吸=cmΔt可知,水 吸收的热量相同,不计热量损失时, 甲、乙两金属块放出的热量相同,因放 入金属块乙后水升高的温度是在放入 金属块甲后水升高温度的基础上,所 以,甲 金 属 块 比 乙 金 属 块 多 降 低 10℃,即Δt甲>Δt乙,由c= Q放 mΔt 知, 两金属块的比热容关系为c甲<c乙。 故选A。 8. 4.2×106 70% 9. 3.77×104 解析:冰从-20℃升 高到0℃吸收的热量Q吸1=c冰mΔt= 2.1×103 J/(kg·℃)×100× 10-3kg×[0℃-(-20℃)]=4.2× 103J,100g0℃的冰全部熔化成相同 温度的水,吸收的热量Q吸2=λ冰m= 3.35×105J/kg×100×10-3kg= 3.35×104J,1个标准大气压下100g 的冰从-20℃全部熔化成0℃的水, 需要吸收的热量Q吸=Q吸1+Q吸2= 4.2×103J+3.35×104J=3.77×104J。 10. 1∶4 1.5×104 解析:被加热 物质在单位时间内吸收的热量相同, 且不考虑质量的变化,即质量保持不 变,由图可知,物质在AB 段处于固 态、CD 段处于液态、BC 段处于熔化 过 程,它 在 AB 段 升 高 的 温 度 ΔtAB=-10℃-(-20℃)=10℃, 在CD 段升高的温度ΔtCD=-5℃- (-10℃)=5℃,即升高的温度之比 ΔtAB∶ΔtCD=10℃∶5℃=2∶1,加 热时间分别为2min和4min,即它在 AB 段 和CD 段 吸 收 的 热 量 之 比 QAB∶QCD=1∶2,根据Q吸=cmΔt 可得,AB 段和CD 段对应物质的比 热 容 之 比cAB ∶cCD = QAB mΔtAB ∶ QCD mΔtCD= QABΔtCD QCDΔtAB= 1×1 2×2= 1 4 ;该物 质 在 AB 段 吸 收 的 热 量 QAB = cABmΔtAB=1.0×103J/(kg·℃)× 0.5kg×10℃=5×103J, 由图可知, 该物质的熔化过程的受热时间为 8min-2min=6min,是AB 段加热 时间的3倍,所以该物质熔化过程中 吸收的热量QBC=3QAB=3×5× 103J=1.5×104J。 11. 100 2∶1 解析:水的末温t= Q吸 c水m水 + t0 = 4.2×106J 4.2×103J/(kg·℃)×10kg + 20℃=120℃;在1个标准大气压下, 水沸腾时的温度为100℃,水温达到 沸点后,吸热但温度保持不变,所以水 的末温为100℃。设冷 水 的 质 量 为m1,初温为t1,热水的质量为m2, 初 温 为 t2,则 冷 水 吸 收 的 热 量 Q冷吸=c水m1(t'-t1),热水放出的热 量Q热放=c水m2(t2-t'),不计热量损 失,则 Q冷吸 =Q热放,即c水m1(t'- t1)=c水m2(t2-t'),则 m1 m2= t2-t' t'-t1= 80℃-40℃ 40℃-20℃= 2 1 。 12. (1) 否 B (2) 陆地 海洋 (3) 水的比热容较大 不同物质的比 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 11 热容一般不同(合理即可) 解析:(1) 比 热容的计算公式是c= QmΔt ,其中质 量的单位是kg,热量的单位是J,温度 的单位是℃,所以比热容的单位是 J/(kg·℃),也可以写成J·(kg·℃)-1, 因此这两个单位本质上是相同的,只 是写法不同,所以B说法正确。(2) 因 为水的比热容比干泥土、砂石的比热 容大,夜晚,陆地和海洋放出相同的热 量,陆地比海洋降温快,海面的热空气 上升,地面附近的冷空气就会来补充, 于是冷的空气(风)从陆地吹向海洋。 (3) 分析表中数据可以发现:水的比热 容较大;不同物质的比热容一般不同; 同种物质,状态不同,比热容一般不 同;少数不同物质的比热容相同;液体 的比热容一般大于固体等合理即可。 13. 解析:(1) 合金钢制刀具放入火炉 中加热到830℃,所以,合金钢制刀具 的初温t0=830℃;刀具浸没在水中 放出的热量Q合放=c合金钢m合金钢(t0- t)=0.42×103J/(kg·℃)×1kg× (830℃-30℃)=3.36×105J。 (2) 不计热量散失,则Q水吸=Q合放= 3.36×105J,由Q水吸 =c水m水 (t- t0水 ),得 m水 = Q水吸 c水(t-t0水)= 3.36×105J 4.2×103J/(kg·℃)×(30℃-10℃) = 4kg。 14. C 解析:当将金属球放入甲容器 中时,金属球放出的热量与水吸收的 热量相等,即Q金=Q水。设金属球的 质量为m金、比热容为c金、水的质量 为 m水、水 的 比 热 容 为 c水 ,则 Q金=c金 ×m金 ×(65℃-45℃), Q水=c水×m水×(45℃-25℃),因 为 Q金 =Q水,所 以 c金 ×m金 × (65℃-45℃)=c水×m水×(45℃- 25℃),化简得 c水m水 c金m金= 1 1 ;当将金属 球放入乙容器中时,乙容器中的水放 出的热量与金属球吸收的热量相等, 即Q水'=Q金',由于甲、乙容器中的水 的质量相等,又是同一个金属球,所以 仍设金属球的质量为 m金、比热容 为c金、水的质量为m水、水的比热容 为c水,设乙容器中水的初温为t0,则 Q水'=c水 ×m水 × (t0 -60 ℃), Q金'=c金×m金×(60℃-45℃),因 为Q水'=Q金',即c水×m水×(t0- 60℃)=c金×m金×(60℃-45℃),又 因 c水m水 c金m金= 1 1 ,解得t0=75℃,故选C。 12.4　热机与社会发展 1. D 2. D 判断热机冲程的方法 一看气门开闭;二看活塞运动 方向。 3. D 4. B 5. D 解析:由于汽油容易挥发等原 因,其利用率只有90%,则2kg汽油 能利用的质量 m=2kg×90%= 1.8kg,汽油完全燃烧放出的热量 Q放=qm=4.6×107J/kg×1.8kg= 8.28×107J,由题可知,汽油机的效率 η=100%-30%-35%-10%= 25%,则获得的机械能 W=Q放η= 8.28×107J×25%=2.07×107J,故 D正确。 6. B 解析:由图知,活塞向上运动, 进气门和排气门都关闭,因此图示冲 程是压缩冲程,故A错误;完全燃烧 5kg汽油放出的热量Q放=q汽油m= 4.6×107J/kg×5kg=2.3×108J,由 η= W有用 Q放 ×100% 可 得,有 用 功 W有用=Q放η=2.3×108J×30%= 6.9×107J,故B正确;曲轴每转两圈 对外做功一次,所以1min转动1800r, 对外做功900次,则该汽油机在1s内 做功的次数为900 60=15 ,故C错误;汽 油机消耗的燃料越少,其做的有用功 也可能少,其效率不一定就越高,故D 错误。 7. 3000 4.2×105 0.07 8. 做功 300 2250 解析:高温的 蒸汽推动风车转动,将蒸汽的内能转 化成了风车的机械能;汽油机的做功 冲程将燃气的内能转化为活塞的机械 能,燃气的内能减小,所以蒸汽推动风 车转动时的能量转化与汽油机做功冲 程的能量转化相同。四冲程汽油机飞 轮转速为3600r/min=60r/s,即汽油 机飞轮每秒转60r,由于四冲程汽油 机一个工作循环完成4个冲程,飞轮 和曲轴转2r,对外做功1次,所以1s 内该汽油机对外做功30次,则10s内 对外做功300次。缸内燃气推动活塞 一次所做的功 W=Fs=1500N× 0.05m=75J,由于1s内该汽油机对 外做功30次,则做功一次所用的时间 t=130s ,汽油机的功率 P=Wt = 75J 1 30s =2250W。 9. 1×107 1.5×107 解析:如果内 燃机的效率提高1%,内燃机的效率 变为η2=η1+1%=30%+1%= 31%,内燃机效率提高后有用功不变, 即W1=W2。由η= W Q ×100%= W qm×100% 可得,η1q油m1=η2q油m2, 则内燃机效率提高后,消耗的燃油的 质量m2=η 1 η2 m1,每辆汽车每年节约 燃油Δm=m1-m2=m1-η 1 η2 m1= 1-η1 η2 m1= 1-30%31% ×1.6t≈ 0.05t,我国每年可以节约燃油的质 量m油=nΔm=2.0×108×0.05t= 1×107t。由Q=qm 可得,如果燃油 和煤 炭 放 出 相 同 的 热 量,那 么 q油m油 =q煤m煤,所 以 煤 炭 的 质 量 m煤=q 油 q煤m油= 4.5×107J/kg 3.0×107J/kg ×1× 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 21