内容正文:
10.3比热容(课时练习)
2025-2026学年北师大版(2024)物理九年级全册
一、单选题
1.如图甲所示,规格相同的容器中装了不同质量的纯净水,用相同的加热器加热,忽略散热,得到如图乙的图像,下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中的水温上升快,说明甲杯中的水的比热容比乙杯中的水的比热容小
B.甲杯的水加热2min与乙杯的水加热3min吸收的热量相同
C.吸收相同热量,甲杯的水升高的温度比乙杯的多
D.升高相同的温度,甲杯水吸收的热量多
2.水的比热容较大的特点在日常生活中的应用非常广泛,下列现象及应用与此特点无关的是( )
A.冬天的暖气设备用热水供暖
B.汽车发动机冷却循环系统用水作工作物质
C.春天的夜晚,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
D.炎热的夏天在教室地面上洒水,顿时感觉变凉爽
3.某实验小组利用酒精灯对500g冰均匀加热,他们每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如图是他们根据记录的数据绘制的“温度﹣时间”图象,已知,,由图象可知( )
A.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
B.在CD段,水吸收的热量是4.2×104J
C.冰在熔化前内能增加4.2×104J
D.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
4.为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为和的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A、B两液体在内吸收的热量之比为2:1
B.A、B两液体的比热容之比为1:2
C.A液体的吸热能力比B液体的强
D.B液体比A液体更适合作发动机的冷却液
5.在生产和生活中,经常用到“水的比热容大”这一特性,以下事例中与这一特性无关的是( )
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D.汽车发动机用水作冷却液
6.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.液体很难被压缩,说明分子间有引力
B.内能和温度有关,0℃的冰块没有内能
C.常用水作冷却剂,是利用了水比热容大这一性质
D.固体分子间,是没有间隙
7.材料物理学领域研制出新材料时,往往需要研究材料的热学性质。质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时,温度随时间变化的图像如图所示,若不计热损失,已知固体甲的比热容为。下列说法正确的是( )
A.甲、乙两者有不同的熔点,甲的熔点更高
B.在各自的熔化过程中,乙比甲吸收的热量多
C.固体乙的比热容为
D.人们常用液体来冷却发热的机器,乙物质更适合做冷却剂
二、多选题
8.如图甲,网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密,某中学物理小组设计了如图乙模型。设此杯内胆中被封存着 300g水,室温 20 ;现向杯中倒入 200g、100 开水,摇一摇,静置一会后杯内水温迅速降至t1, 饮用后迅速将 200g 室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2, 若忽略内胆及空间的热能消耗,则 t1、t2 分别大约为( )
A.t1 =58℃ B.t1 =52℃ C.t2 =39.2℃ D.t2 = 55℃
9.下列说法正确的是( )
A.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容比沙石的比热容大
B.冬天双手互搓,手的温度升高,是通过热传递的方式改变手的内能
C.长时间紧压在一起的铅片和金片互相渗入,是由于发生了扩散现象
D.汽油机的做功冲程中,燃气对外做功,将机械能转化为内能
10.关于热现象,下列说法正确的是( )
A.用水做汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点
B.“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能
C.暑假同学们在家学做菜,厨房里菜香四溢,说明了分子在不停地做无规则运动
D.冬天用热水袋暖手,是通过做功改变物体的内能
11.“歼•20”作为中国第五代战斗机,融合了全球优秀战斗机的特点,具备了很强的隐形性能、机动性能等。“歼•20”表面平滑,机翼的外形做成流线型,它拥有良好的大仰角升力特性,较大的瞬时攻角与滚转率,并采用先进的光传操纵系统,以光信号的形式传输信号。可随时保证飞机与地面的联系。“歼•20”配备了大功率雷达,为解决散热问题,采用了新一代液体冷却系统,下列说法中正确的是( )
A.飞机的机翼做成流线型是为了减小空气的阻力
B.飞机与地面的联系采用光信号的形式传输信号
C.当飞机在做较大幅度的瞬时滚转时,受到了平衡力的作用
D.为解决雷达的散热问题,采用比热容大的液体作为冷却剂
12.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示:下列说法正确的是( )
A.如果相同质量,且初温相同的甲和乙,吸收相同的热量,相互接触后,热量从甲传向乙
B.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C.如果质量相同的甲和乙,加热相同的时间,甲吸收的热量多
D.如果甲中掺入水,则这种混合物的比热容一定增大
13.用两个功率相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两液体同时加热,它们的温度随时间变化的图像如图,下列说法正确的是( )
A.甲的吸热能力大于乙的吸热能力
B.在相同时间内,甲升高的温度大于乙升高的温度
C.在相同时间内,甲吸收的热量大于乙吸收的热量
D.升高相同的温度,乙吸收的热量较大
14.将质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了8℃,然后又向保温容器中倒入一小杯同质量同温度的热水,水温又上升4℃.不计热量的损失,则可判断( )
A.m0:m=1:2 B.m0:m=1:4
C.热水和冷水的温度差为24℃ D.热水和冷水的温度差为36℃
三、实验探究题
15.如图所示,这是探究“不同物质的吸热能力”的实验装置,下表是每隔1min记录的两种液体的温度数据。
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
液体a
20
25
30
35
40
液体b
20
22
24
28
(1)液体b加热到第3分钟时,温度如图丙所示,温度为 ;
(2)根据实验数据可得出结论,液体 (选填“a”或“b”)的吸热能力较强。
16.为了比较A、B两种液体的吸热能力,某同学用两个相同的烧杯分别装入初温相同的A、B两种液体,用两个相同的电加热器分别对两种液体加热,实验装置如图甲所示。实验过程中,A、B两种液体的温度随时间变化的图象如图乙所示。
(1)实验前应先量取 (选填“体积”或“质量”)相等的A、B两种液体。
(2)若不考虑热量损失,当A、B两种液体吸收相同的热量时,可以通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来比较A、B两种液体的吸热能力。
(3)分析图乙可以得出: A、B两种液体的比热容大小关系是cA cB(选填“>”“<”或“=”);若B液体的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则A液体的比热容为 J/(kg·℃)。
17. 在比较水和煤油吸热能力强弱的实验中,小明取来两只相同的烧杯,在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油。他用两个完全相同的热得快给它们加热,每隔一分钟记录温度并将数据绘制成图,请回答下列问题。
(1)小明给水和煤油加热,选用两个同样的“热得快”的目的是使水和煤油在相同的时间 ;
(2)除了图1中所给的器材之外,实验还需要用到的测量仪器是 和 ;
(3)如图2所示,其中 (填“A”或“B”)表示水吸热升温的情况,小明得出的结论是 的吸热能力强;
(4)如图3所示是某沿海城市和某内陆城市的年气温变化曲线。从图像可以看出,在一年中,曲线甲所表示的城市气温变化较 (填“大”或“小”)。已知,根据上面探究过程中所获得的知识可知,曲线甲表示的是 (填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。
四、填空题
18.图是小明画出的某种物质熔化时温度随时间变化的图像,若该物质每分钟吸收的热量相等,从图像可知该物质液态时的比热容与固态时的比热容之比为。
19.隔水蒸鸡是烟台常见的一道菜,其做法是:将鸡肉用盘子盛好放在装有清水的汤锅上蒸熟。盘子里的汤汁是水蒸气 形成的(填物态变化名称),烹饪时,整个房间都能闻到鸡肉的浓香味,这是发生了 现象。烈日下,小王去游泳池游泳,他感觉到游泳池边的水泥地面很烫脚,但游泳池里的水却很凉,这是因为水的 较大的缘故。
20.汽车发动机工作时,会产生大量的热量,为让它正常工作,需要对它进行冷却,“水冷”是冷却方式之一,这是因为水的 较大,冷却效果好;c水=4.2×103J/(kg•℃)的物理意义是 。
21.汽车发动机用循环水作为冷却液是因为水的 大,小轿车水箱中有5 kg的水,一次行驶中升高了20 ℃,说明水从发动机吸收了 J的热量;秋天的傍晚农民都要往稻田中放些水,以防止水稻夜间冻坏,这是因为水比泥土降温 (填“快”或“慢”)。
22.小红家买了一个电暖气,她阅读说明书时发现电暖气里的工作物质是油而不是水,好处之一是油的比热容比水的 ,加热时升温 (选填“快”或“慢”)。
23.在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风.陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的.形成海陆风的根本原因是 .如图所示是海陆风形成的示意图,其中 图反映海风形的时间是白天, 图反映陆风形成的时间是晚上.
24.汽车是大部分家庭出行的交通工具,汽车的发动机常用水做冷却液,这是利用了水的 大的特点:汽车遇到紧急情况而刹车,会使刹车片温度升高,这是通过 方式改变了物体的内能。
五、计算题
25.质量为1kg的水,加热后温度升高30℃,求水吸收的热量Q水。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
26.小红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,相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) 。
(1)BC段吸收的热量是多少;
(2)计算出冰的比热容?
六、作图题
27.用两个相同的加热器,分别对质量、初温相等的甲、乙两种液体加热,甲的比热容比乙小,图中已经画出甲的温度随时间变化图像,请在图上画出加热相同时间。乙的温度随时间变化的大致图像。
28.小江和小李两位同学用相同的加热装置对初温都为25℃的水加热相同的时间(水未沸腾),小江加热的水质量少,小李加热的水质量多(其他条件均相同)。请在图中用实线大致绘制出小江和小李两位同学加热的水的温度随时间变化的关系图象。
七、综合题
29.由相同材料制成的M、N两固态实心物体,M、N的质量分别为0.3kg、0.1kg;物体M的温度与其吸收的热量关系如题图甲所示(不考虑热量散失),则
(1)若物体N吸收的热量为2.64×103J(未发生物态变化),则它的温度升高了 ℃;
(2)物体M的比热容为 J/(kg·℃);
(3)请写出物体M在BC段温度不变的原因 ;
(4)图乙(a)为装有200mL水的量筒,将物体N放入该量筒后,如图乙(b)所示;若在图乙(a)中放入的物体为M(能浸没),请在图乙(c)中画出水面的位置 。
答案解析部分
1.【答案】C
2.【答案】D
【解析】【解答】A.因为水的比热容大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,故冬天室内的暖气用热水循环供热,A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以汽车发动机的冷却循环系统用水做工作物质,B不符合题意;
C.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以晚上向秧苗田里放水,水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗,C不符合题意;
D.炎热的夏天,往室内地面上洒水,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,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】水的比热容较大,便于对物体降温或供热,根据水的物态变化改变能量,和比热容无关。
3.【答案】B
4.【答案】C
【解析】【解答】A、用相同的加热器加热,在相同时间内,加热器放出的热量是相同的,则两种液体吸收的热量是相同的,所以在0~8min内,A、B两液体吸收的热量是相同的,故其吸收的热量之比为1:1,故A错误;
B、由图像可知,在0~8min内,A液体温度升高了ΔtA=40℃-20℃=20℃,B液体温度升高了ΔtB=30℃-20℃=10℃,根据可得,A、B两液体的比热容之比为:,
故B正确;
C、由B知,B液体的比热容比A液体的比热容小,所以B液体的吸热能力比A液体的弱,故C错误;
D、由于A液体的比热容比B液体的比热容大,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同时,A液体吸收的热量比B液体吸收的热量多,故A液体比B液体更适合作发动机的冷却液,故D错误。
故选:B。
【分析】(1)用相同的加热器加热,在相同时间内,两种液体吸收的热量是相同的;
(2)根据求出A、B两液体的比热容之比;
(3)根据比热容的大小关系可知哪种液体吸热能力强;
(4)根据Q=cmΔt分析哪种液体更适合作发动机的冷却液。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.根据Q吸=cmΔt,当吸热相同,等质量时,比热容越大,温度变化越小,沿海地区的比热容比内陆大,所以温度变化小,故有关。
B.夜间,根据Q吸=cmΔt,当放热相同,等质量时,比热容越大,温度变化越小,故有关。
C.冷水降温,是利用水蒸发吸热,故无关。
D.汽车用水做冷却液,是因为水的比热容大,故有关。
故答案为:C
【分析】根据Q吸=cmΔt,当吸热相同,等质量时,比热容越大,温度变化越小。
6.【答案】C
7.【答案】C
【解析】【解答】A.从图像可以看出,甲、乙有固定的熔点,所以均为晶体且乙的熔点高,故A错误;
B.读图可知,甲熔化持续的时间为10min,乙熔化持续的时间为10min,二者熔化时间相同,吸收热量相同,故B错误;
C.升高相同温度,甲加热10min,乙加热13min,所以比热容乙是甲的1.3倍,乙的比热容
,故C正确;
D.人类利用比热容大的物体冷却,液体以吸收热量温度变化较快,所以比热容较小,D错误。
故选C。
【分析】比较不同物质吸热:原理为Q=cmΔt,在控制材料不同的前提下,保证质量、吸收热量相同,根据加热时间代表物体吸收热量的多少(加热时间越长表明吸收热量越大),当加热时间相同时,温度变化少,物质的比热容大(吸热能力强)。
8.【答案】B,C
【解析】【解答】不考虑热量损失,热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即
代入数据可得
解得 ,迅速将 200g 室温矿泉水倒入该杯,摇一摇,矿泉水的温度可升至t2,同理得
解得 。
故答案为:BC。
【分析】结合水的质量和吸收的热量,利用比热容公式求解水温度的变化量即可。
9.【答案】A,C
【解析】【解答】A.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因沿海地区多水,内陆地区多砂石,水的比热容比砂石的比热容大,同样受冷和受热时水的温度变化小,A符合题意;
B.冬天双手互搓,手克服摩擦做功,机械能转化为内能,使手的温度升高,这是用做功的方式改变内能,B不符合题意;
C.铅片与金片紧压在一起,过几年铅片和金片互相渗入,是扩散现象形成的,C符合题意;
D.汽油机在做功冲程中,高温、高压的燃气膨胀推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】水的比热容较大,吸热后温度变化小;物体间相互摩擦,是做功改变内能;分子在不停的无规则运动,形成扩散现象。
10.【答案】A,C
【解析】【解答】A.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点,在同等情况下,能够吸收较多的热量,故A正确;
B.“钻木取火”是将机械能转化为内能,因此是通过做功的方式改变物体的内能,故B错误;
C、厨房里菜香四溢,是饭菜分子不停地做无规则运动的结果,属于扩散现象,故C正确;
D、冬天用热水袋暖手,手吸收热量,是通过热传递的方式改变物体的内能,故D错误。
故选:AC
【分析】(1 )分子间存在相互作用的引力和斥力;
(2 )不同的物质在相互接触时,分子彼此进入对方的现象叫做扩散,这一现象说明一切物体的分子都在不停地做无规则运动;
(3 )改变物体的内能有两种方式:做功和热传递。
11.【答案】A,B,D
12.【答案】A,D
13.【答案】B,D
【解析】【解答】AD.由图像可知,升高相同的温度,乙的加热时间长,说明乙吸收的热量多,也就是乙的吸热能力大于甲,A不符合题意,D符合题意;
B.由图像可知,当加热时间相同时,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度。B符合题意;
C.由题知,用两个相同的电加热器加热,则在相等时间内两液体吸收的热量相等,C不符合题意。
故答案为:BD。
【分析】当相同总量的物体吸收热量相同时,温度差越大,吸热能力小,温度差相同时,加热时间越长,吸热能力越强。
14.【答案】A,C
15.【答案】26℃;b
16.【答案】(1)质量
(2)加热时间
(3)<;
17.【答案】(1)吸收的热量相同
(2)秒表;天平
(3)B;水
(4)大;内陆
【解析】【解答】(1) 第1空、 在研究物体的吸热能力强弱的实验中,他用两个完全相同的“热得快”给它们加热,目的是让水和煤油在相同的时间吸收的热量相同。
故该空填“ 吸收的热量相同 ”;
(2) 第1、2空、 根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,要用到天平;根据转换法,用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,还需要秒表。
故第1空填“ 秒表 ”,故第2空填“ 天平 ”;
(3) 第1空、 由图2可知,相同条件下,升温慢的是B,所以B表示水吸热升温的情况。
故该空填“ B ”;
第2空、 比较A、B液体升温的图像,它们升高相同的温度时,B用时更长,吸收的热量更多,所以水的吸热能力强。
故该空填“ 水 ”;
(4) 第1空、 从图3 可以看出,在一年中,曲线甲所表示的城市气温最高与最低的温差比较大。
故该空填“ 大 ”;
第2空、 内陆地区多砂石,比热容小,温度变化明显,温差大。沿海地区多水,比热容大,温度变化不明显,温差小,故曲线甲表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
故该空填“ 内陆 ”。
【分析】 明确实验目的是研究物体吸热能力,用相同“热得快”加热是为保证水和煤油吸收热量相同。指出要控制质量相同需用天平,比较吸热多少需用秒表来记录加热时间。根据图像中升温快慢判断 B 表示水,再通过比较得出水吸热能力强。观察图 3 中曲线特点,温差大的是内陆地区,因为内陆砂石比热容小,温度变化大,从而判断出甲表示内陆城市年气温变化曲线。
18.【答案】2∶1
19.【答案】液化;扩散;比热容
20.【答案】比热容;1kg的水温度升高或降低1℃时,吸收或放出的热量为4.2×103J
【解析】【解答】因为水的比热容大,和相同质量的其它物质相比,升高相同温度,可以吸收更多的热量,所以常用作冷却剂。
水的比热容的物理意义是:1kg 的水温度升高或降低1℃时,吸收或放出的热量为4.2×103J。
【分析】水的比热容较大,便于对物体吸热和放热;比热容的物理意义是:1kg 的水温度升高或降低1℃时,吸收或放出的热量。
21.【答案】比热容;4.2×105;慢
22.【答案】小;快
【解析】【解答】根据比热容的公式,当质量m相同、吸收的热量Q相同时,比热容c越小,温度变化量Δt越大。
油的比热容比水的小,在电暖气工作时,相同质量的油和水吸收相同的热量,油的温度升高得更快,能更快地提升室内温度,所以电暖气里的工作物质用油而不是水。【分析】回忆比热容的概念及热量计算公式。
分析电暖气的工作需求:需要工作物质快速升温来供热。
结合公式,对比油和水的比热容大小,判断在吸收相同热量时,油和水的升温快慢。
23.【答案】水与泥土的比热容不同;乙;甲
【解析】【解答】根据题意知道,在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风,而形成海陆风的根本原因是海水的比热容比泥土的大;因为陆地泥土的比热容比海水的小,日间陆地受太阳辐射温度升高很快,陆面上空空气迅速增温而向上抬升,而海面上由于海水比热容大受热升温慢,上空的气温相对较冷,冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面,补充那儿因热空气上升而造成的空缺,形成海风,如图乙;夜间陆地冷却快,海上较为温暖,近地面气流从陆地吹向海面,称为陆风,如图甲.
【分析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点以及风是从高压区吹向低压区来分析海风的形成过程。
24.【答案】比热容;做功
【解析】【解答】水的比热容大,升温慢,适合做冷却液;刹车过程中摩擦产生热量,属于做功改变物体的内能。
【分析】本题考查水的比热容大的特点的利用和改变物体内能的其中一种方式——做功。
25.【答案】1.26×105J
26.【答案】解:(1)根据质量的特性可知,冰熔化成水质量不变,则水的质量为m水=m冰=0.5kg;
CD段水温的变化量为20℃,故CD段水吸收的热量是
Q水=c水m水Δt水=0.5kg×4.2×103J/(kg·℃) ×20℃=4.2×104 J。
CD段加热时间是55min-45min=10min;
BC段加热时间是45min-5min=40min;
根据吸收的热量与加热时间成正比可知,
故BC段吸收的热量是CD段水吸收的热量的4倍,
即Q'水=4Q水=4×4.2×104 J=1.68×105J。
答:BC段吸收的热量是1.68×105J。
(2)根据图片可知,冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要5min,CD段水从0℃升高到20℃,需要10min,
根据吸收的热量与加热时间成正比可知,冰吸收的热量是水吸收热量的一半,
故冰在AB段吸收的热量为
冰的比热容为。
答:冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。
【解析】【分析】 (1)由图像读出CD段水温的变化量,然后根据热量公式计算可得CD段水吸收的热量,利用相同时间冰和水吸收的热量相同,再求BC段吸收的热量;
(2)由图象可知,冰温度升高20℃是水温度升高20℃加热时间的一半,由转换法知冰吸收热量是水吸收热量的一半,据此求出冰温度升高20℃吸收热量Q冰,然后将数据代入热量公式可求出冰的比热容。
27.【答案】
28.【答案】
29.【答案】30;0.88×103;处于熔化过程中;
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