内容正文:
九年级物理同步练习 专题一 13.1《热量 比热容》
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共30题)
考点一 比热容的概念及理解(3题)
考点二 比较不同物质的吸热能力(3题)
考点三 比热容的定义式(3题)
考点四 生活中的比热容问题(3题)
考点五 水的比热容特点及应用(3题)
考点六 比热容比值的计算(3题)
考点七 比热容图像问题(3题)
考点八 冷热混合时的温度变化和热交换的计算(3题)
考点九 计算物体温度变化时的吸放热(3题)
考点十 热平衡方程及其应用的计算(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 比热容的概念及理解
【典例01】瓶酒精用去三分之二,则剩余酒精的密度、比热容( )
A.密度,比热容减小为三分之一 B.两个量都不变
C.两个量都变为原来的三分之一 D.密度不变、比热容变为原来的三分之一
【答案】B
【详解】密度、比热容都是物质的一种特性,它们的大小与物体的质量和体积均无关系,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
【变式1-1】(2025年武汉东湖新技术开发区九上期中,4) 关于比热容,下列说法不正确的是( )
A. 沙子的比热容小,所以沙漠地区昼夜温差大
B. 在烧水时,水的温度不断上升,但是其比热容没有发生变化
C. 因为,所以质量相等的铝块和铜块,吸收相等热量,铝块的温度变化大
D. 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.比热容是指单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。沙子的比热容较小,在吸收或放出相同热量时,根据公式可知,沙子的温度变化较大。白天太阳照射,沙子升温快;夜晚热量散失,沙子降温也快,所以沙漠地区昼夜温差大,故A正确,不符合题意;
B.比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物体的温度、质量、吸热多少等因素无关。在烧水过程中,物质种类和状态都没有改变,所以其比热容不变,故B正确,不符合题意;
C.根据公式,温度变化量与比热容成反比。由常见物质的比热容可知,铝的比热容大于铜的比热容,即,质量相等,吸收热量相等时,铜块的温度变化更大,而不是铝块温度变化大,故C不正确,符合题意;
D.比热容是物质本身的一种属性,取决于物质的种类和状态,与物体的质量、吸热多少和温度变化大小等因素均无关,故D正确,不符合题意。
故选C。
【变式1-2】(2025年武汉部分学校上学期期中考试,5) 关于比热容和热值,下列说法正确的是( )
A. ,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度升得更高
B. 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关;燃料的热值只与燃料的种类有关
C. 比热容与成正比,与的乘积成反比
D. 同种物质的比热容不一定相同,同种燃料的热值一定相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于,水的吸热本领更强,由可知,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,煤油的温度升得更高,故A错误;
B.比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关,与物质的种类和状态有关;燃料的热值只与燃料的种类有关,故B错误;
C.比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关,比热容不与成正比,不与的乘积成反比,故C错误;
D.同种物质的比热容不一定相同,如冰和水的比热容不同,燃料的热值只与燃料的种类有关,同种燃料的热值一定相同,故D正确。
故选D。
考点二 比较不同物质的吸热能力
【典例02】(2025九年级上河南驻马店开学考试)在探究“不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)在此实验中,除图中所示的器材外,还需要的测量仪器有天平和 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量,本实验可根据 来反映两种物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“升高的温度”);
(2)实验中应量取 (选填“质量”、“体积”或“温度”)相同的甲、乙两种液体。分别倒入相同的烧杯中、用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来判断不同物质吸热能力的强弱;
(3)分析表中数据可知:从开始加热到,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 ;(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)分析实验数据可知: 物质的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) 秒表 加热时间
(2) 质量 升高的温度
(3)小于
(4)甲
【规范解答】(1)[1]实验中要测量加热时间的长短,所以需要时间的测量仪器秒表。
[2]水和食用油相同时间吸收热量相同,根据转换法,使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少。
(2)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验中应量取质量相同的甲乙液体,故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热。
[2]加热相同时间,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断不同物质吸热能力的强弱,升高温度越低,吸热能力越强。
(3)根据记录的数据知,从开始加热到42℃,甲、乙两种液体加热时间分别为3分钟和4分钟,由转换法,甲乙吸收热量的关系为Q甲小于Q乙。
(4)根据实验数据可知,从34℃升高到42℃,甲、乙所用的时间为2分钟和1分钟,甲吸收热量更多,根据比较吸热能力的方法,故甲物质的吸热能力强。
【变式2-1】(2024年武汉汉阳区九上期中考试,15) 为了研究不同物质的吸热能力,小明利用规格相同的电加热器给质量相同的水和煤油加热、如图甲、乙所示,并利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图象如图丙所示。
(1)实验中通过比较________(选填“加热时间”或“温度计示数变化”)来比较液体吸收热量的多少;若水和煤油加热相同时间后,水的温度上升少,说明水的吸热能力________(选填“弱”或“强”);
(2)由图象可知水和煤油的比热容之比为________;
(3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,________冷却效果更好。
【答案】 ①. 加热时间 ②. 强 ③. 2∶1 ④. 水
【解析】
【详解】(1)[1][2]实验中选择相同规格的电加热器,根据转换法可知,在相同时间内水和煤油吸收的热量相同,所以实验中通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少;若让水和煤油加热时间相同,水和煤油吸收的热量相同,通过比较它们升高温度的多少,来比较它们的吸热能力,若让水和煤油加热时间相同,水的温度上升少,说明水的吸热能力强。
(2)[3]由图丙可知,加热4min,A温度升高
50℃-10℃=40℃
B温度升高
30℃-10℃=20℃
A升高的温度是B升高的温度的2倍,说明A是煤油,B是水,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,水和煤油质量相等,吸收的热量相等,根据可知,水和煤油的比热容之比为
40℃∶20℃=2∶1
(3)[4]根据Q=cmΔt,吸收相同的热量,吸热能力强的,温度升高的就小,就更适合做冷却液,故水做冷却液更好。
【变式2-2】(2025年武汉洪山区九上期中考试,14) 小筑同学在做“比较不同物质吸热的情况”的实验,在两个相同的烧杯中分别装入质量都为200g的水和某液体,用两个相同的电热器加热,如图所示。记录的实验数据如表格:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度/℃
19
21
23
25
27
29
31
33
35
某液体的温度/℃
20
23
26
29
32
35
38
41
44
(1)实验中除了天平和温度计之外,还需要的测量工具是___________。
(2)小筑给水和某液体加热,水在前2min吸收的热量___________(选填“大于”“等于”或“小于”)某液体在前2min吸收的热量;控制相同加热时间,通过比较___________来判断水和某液体的吸热本领。
(3)根据表格数据,分析可知某液体的比热容为___________J/(kg·℃)(不计热量损失)。
【答案】(1)秒表 (2) ①. 等于 ②. 液体升高的温度
(3)
【解析】
【小问1详解】
实验需要测量加热时间,因此还需要秒表。
【小问2详解】
[1]两个相同的电热器加热,相同时间内放出的热量相同,因此水和某液体在前2min吸收的热量相等;
[2]控制加热时间相同(吸收热量相同)时,通过比较升高的温度,可判断吸热本领(升温慢的物质,吸热本领强)。
【小问3详解】
取加热2min(吸收热量相同):水升高的温度
某液体升高的温度
根据,吸收热量相同、质量相同时,,代入数据:
解得
考点三 比热容的定义式
【典例03】水的比热容是,它的物理意义是 。
【答案】见详解
【详解】水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);它表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量是4.2×103J。
【变式3-1】(2025年武汉楚才中学九上10月月考,16) 为了比较水和食用油的比热容,某同学用如图所示的器材进行了实验。实验数据记录如下:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
200
20
6
45
食用油
200
20
6
70
(1)该实验除了图示中的实验器材以外,还需要的测量工具是停表和________;
(2)实验中,两烧杯内放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内,水和食用油吸收的热量________,通过比较升高的温度来比较水和食用油的吸热能力;
(3)已知水的比热容为,则食用油的比热容为________;
(4)如图中能合理反映该实验结果的图像是________(填“甲”“乙”或“丙”);
(5)从能的角度来说,酒精燃烧的过程中把________能转化成了________能。
【答案】(1)天平 (2)相同
(3)
(4)乙 (5) ①. 化学 ②. 内
【解析】
【小问1详解】
根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,除停表外,还需要天平来测量物质的质量。
【小问2详解】
相同规格的电加热器在相同时间放出的热量相同,实验中,两烧杯内放入相同规格的电加热器,根据转换法,这样可以保证在相同的时间内,水和食用油吸收的热量相同。
【小问3详解】
加热相同的时间,水和食用油吸收的热量相同,由表格数据可知,水升高的温度为
食用油升高的温度为
则
由可得
【小问4详解】
由表中数据,加热相同时间,水升高温度少,水升温慢,能合理反映该实验结果的图像是乙图。
【小问5详解】
[1][2]酒精燃烧时,可以将酒精内储存的化学能转化为内能释放出来。
【变式3-2】(2025年武汉汉阳区九上期中考试,15) 如图甲所示,是“用传感器比较不同物质的比热容”的实验装置,两试管分别装有甲、乙两种液体,用同一个红外加热器给试管内的液体加热,试管内的液体温度通过温度传感器将采集的数据同步输出到计算机,得到试管内液体的温度-时间图线,如图乙所示。
(1)小明在两个相同的烧杯中分别装入_____相等的甲、乙两种液体,每隔相同时间读取一次温度,并记录在表格内。
(2)分析表格可知,两温度计示数都升高到42℃时,甲增加的内能_____(选填“>”“=”或“<”)乙增加的内能;若使甲、乙升高相同的温度,则吸收更多热量的是_____。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图乙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图乙中的_____(选填“①”“②”或“③”)。
【答案】(1)质量 (2) ①. < ②. 甲
(3)③
【解析】
【小问1详解】
根据比较不同物质吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,在两个相同的烧杯中分别装入质量相等的甲、乙两种液体。
【小问2详解】
[1]由表格数据可知,两温度计示数都升高到42℃时,甲需要3min,乙需要4min,乙液体的加热时间更长,吸收的热量更多,所以甲增加的内能小于乙增加的内能。
[2]由表格数据可知,温度升高8℃,甲用时2min,乙用时1min,所以若使甲、乙升高相同的温度,则甲液体的加热时间更长,吸收的热量更多。
【小问3详解】
如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,由于液体质量增加,根据可知,加热相同时间液体温度上升比原来慢,则为乙图中的③。
考点四 生活中的比热容问题
【典例04】(2024年武汉洪山区九上期中考试,4) 下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是( )
A. 夏天,洒水车在马路上洒水降温
B. 冬天,北方菜窖里放几桶水,以防窖内的菜被冻坏
C. 沙漠地区昼夜温差大,有利于瓜类糖分积累,瓜果香甜
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】D
【解析】
【详解】A.夏天,洒水车在马路上洒水降温,是利用 水汽化吸热,与水的比热容大无关,故A不符合题意;
B.因为北方的冬天气温低,在菜窖里放几桶水就是利用凝固时放热,使菜窖内温度不致太低,菜不 致冻坏,所以就在菜窖里放几桶水,与水的比热容大无关,故B不符合题意;
C.沙漠地区昼夜温差大,是因为沙土比热容小,吸收或放出相同热量的前提下,温度变化量大, 故C不符合题意;
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度都是利用水的比热容较大,吸收或放出相同热量的前提下,温度变化量小,故D符合题意。
故选D。
【变式4-1】(2025年武汉四区九上期中考试,1) 下列实例中与“水的比热容比较大”无关的是( )
A. 天热时在地面上洒水可以降低室内的温度
B. 我国北方楼房中的暖气用水作为介质
C. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
D. 海边昼夜温差比沙漠小
【答案】A
【解析】
【详解】A.天热时在地面上洒水可以降温,是因为水蒸发时要从周围空气中吸收热量,从而使室内的温度降低,该现象与水的比热容大无关,故A符合题意;
B.北方楼房内用水作为介质,是因为水的比热容较大,和其他物质相比,在质量和降低的温度相同时,水放出的热量更多,取暖效果更好,该现象与水的比热容较大有关,故B不符合题意;
C.生物体内的水的比例很高,可以调节自身的体温,这是因为水的比热容较大,与其他物质相比,在质量和放出的热量相同时,水的温度降低得少,故生物体自身的体温变化不大,这与水的比热容较大有关,故C不符合题意;
D.海水的比热容较大,沙漠的比热容较小,在质量和吸收(或放出)的热量相同时,水升高(或降低)的温度比沙漠的小,故海边的昼夜温差小,沙漠地区的昼夜温差较大,这与水的比热容较大有关,D不符合题意。
故选A。
【变式4-2】从海风形成的示意图可知,海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
【答案】A
【详解】与海洋相比,陆地以砂石和泥土为主,砂石和泥土的比热容比水小,在相同的日照条件下,质量相同的砂石、泥土和水,吸收相同热量,根据可知,砂石和泥土比热容小,上升的温度高,此时陆地表面温度比海面温度高,陆地表面的空气温度高,密度小,热空气上升,海面的冷空气吹过来形成海风。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
考点五 水的比热容特点及应用
【典例05】(2025年武汉武珞路中学九上12月月考,4) 水的比热容较大这一特性,在生产生活与自然现象中有着广泛应用。下列实例中,没有利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 冬季北方菜窖内放置一桶水,防止菜窖内温度过低导致蔬菜冻伤
B. 北方楼房的供暖系统,以水作为热量输送的介质
C. 海边地区的昼夜温差小于沙漠地区的昼夜温差
D. 生物体内水的含量较高,可避免生物体自身温度变化过快对机体造成损害
【答案】A
【解析】
【详解】A.冬季北方菜窖内放置一桶水,主要是利用水凝固时放出热量来减缓温度下降,防止蔬菜冻伤,故A符合题意;
B.我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同的温度,水可以放出更多的热量,故B不符合题意;
C.由于水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量时,水升高或降低的温度少,所以沿海地区昼夜温差小于沙漠地区,利用了水的比热容较大的特性,故C不符合题意;
D.因为水的比热容比较大,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小,因此生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害,故D不符合题意。
故选A。
【变式5-1】(2024年武汉洪山区九上期末考试,2) 下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是( )
A. 甲图,冬天的暖气设备用热水供暖
B 乙图,汽车发动机用水来冷却
C. 丙图,早春傍晚,农民向稻田里灌水保护秧苗
D. 丁图,深秋夜晚,果农给树上喷水结冰防冻坏桔子
【答案】D
【解析】
【详解】A.因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量更多,所以冬天的暖气设备用热水供暖,故A不符合题意;
B.因为水的比热容较大,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水做汽车的冷却液,故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,放出相同的热量,水降低的温度少,所以晚上向秧苗田里放水,可以保护秧苗,故C不符合题意;
D.果农给树上喷水结冰主要是利用水结冰时,放出热量来保护桔子,而不是利用水的比热容大来调节温度,故D符合题意。
故选D。
【变式5-2】(2025九年级上河南开封阶段练习)很多家庭采用“水地暖”取暖,在地板下埋置管道,让热水在管道内循环流动来加热整个地板进行供热。小华认为其中的道理是:在质量相同,放出的热量相同时,由于水的比热容比较大,所以水降低的温度较多,故“水地暖”要以水为媒介。你认为小华的说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是:在质量和降低的温度相同时, 。
【答案】
错误
水的比热容较大,放出的热量较多
【规范解答】[1][2]根据Q=cmΔt可知,当质量m和放出的热量Q相同时,比热容c越大,温度变化Δt越小,小华错误地认为此时Δt较大。实际上,水地暖的原理是:当质量m和降低的温度Δt相同时,比热容c越大,释放的热量Q越多。因此,水的比热容大使其能在降低相同温度时释放更多热量,这才是选择水的原因。
考点六 比热容比值的计算
【典例06】(2024年武汉汉阳区九上期中考试,5) 水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1︰2,吸收的热量之比为3︰2,则它们升高的温度之比为( )
A. 3︰2 B. 2︰3 C. 4︰3 D. 3︰4
【答案】A
【解析】
【详解】升高的温度之比
故选A。
【变式6-1】(2025年武汉黄陂区部分学校九上10月月考,3) 质量相等的水和煤油,它们放出相等的热量后,降低的温度分别为:Δt水、Δt煤油,根据下表中的比热容数据,则Δt水:Δt煤油为( )
物质的比热容
水4.2×103
冰2.1×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
c/J/(kg·℃)
酒精2.4×103
砂石0.92×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A. 3∶2 B. 2∶3 C. 1∶2 D. 2∶1
【答案】C
【解析】
【详解】由题可知,水和煤油质量相等、放出热量相等,根据公式可知,,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式6-2】(2025年武汉汉阳区九上期中考试,5) 比热容之比为2∶3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为2∶3时,未发生物态变化,升高的温度之比为3∶2,则甲、乙的质量之比为( )
A. 2∶3 B. 1∶6 C. 5∶6 D. 1∶1
【答案】A
【解析】
【详解】由可得,那么甲、乙的质量之比
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A
考点七 比热容图像问题
【典例07】(2024九年级上海南省直辖县级单位期末)将1kg某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其均匀加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图所示,该物质在ab段加热过程中内能 (选填“增大”“减小”或“不变”),若该物质液态时的比热容为,该物质在bc段吸收的热量为 J。
【答案】 增大 7.2×104
【详解】[1]由图像可知,该物质在ab段是熔化过程,不断吸收热量,内能增大,但温度保持不变。
[2]该物质在bc段时为液态,初温为50℃,末温为80℃,吸收的热量为
【变式7-1】(2025年武汉楚才中学九上12月,4) 在探究不同物质吸热情况的实验中,实验装置如图甲所示,用同规格的电加热器加热质量相同的水和食用油(不计热量损失),它们的温度﹣时间图像如图乙。下列说法正确的是( )
A. 图乙中,a是水的温度随时间变化图像
B. 食用油的比热容是2.1×103J/(kg•℃)
C. 加热6min,a吸收的热量大于b吸收的热量
D. 停止加热后,食用油每分钟放出的热量与降低的温度之比不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.水的比热容大于食用油,质量相同的水和食用油吸收相同热量时,根据可知,比热容越大,升高的温度越小。由图得:加热,a升高温度
b升高温度
b升温更小,因此b是水的温度变化图像。
故A错误;
B.加热,水和食用油吸收热量相同、质量相同,根据得,代入数据得
不是。
故B错误;
C.实验使用同规格电加热器,不计热量损失时,相同加热时间内两种物质吸收的热量相等,因此加热,a吸收的热量等于b吸收的热量。
故C错误;
D.根据放热公式,变形得;食用油的比热容不变,质量不变,因此食用油每分钟放出的热量与降低温度的比值不变。
故D正确。
故选D。
【变式7-2】(2025年武汉部分学校上学期期中考试,12) 小林在老师指导下,用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(图2),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精,若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,。则下列说法中正确的是( )
A. 8min后甲不再吸热,所以温度保持不变 B. 乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C. 0~8min乙吸收的热量为 D. 该酒精灯的加热效率为65%
【答案】C
【解析】
【详解】A.从图中可见,甲在 8 min 后温度保持不变,原因是此时甲处于沸腾状态,仍在持续吸热以进行汽化,而非“不再吸热”,故 A 错误;
B.由图可知,加热相同时间,如4min,乙升高的温度比甲升高的温度多,根据可知,吸收热量相同、质量相同时,温度变化量越大,比热容越小,吸热能力弱,因此甲的吸热能力比乙强,由于正常情况下,水的比热容最大,所以甲为水,故B错误;
C.由题可知,相同的加热仪器,说明相同加热时间两种液体吸收的热量相同,所以0~8min乙吸收的热量
故C正确;
D.由题可知,4 g 酒精的质量为0.004 kg,则完全燃烧放出的热量为
乙加热8min吸收的热量为 ,则加热10min,即沸腾吸收的热量
故加热效率
故D错误。
故选 C。
考点八 冷热混合时的温度变化和热交换的计算
【典例08】(2024九年级上安徽六安阶段练习)已知铁和铜的比热容大小为c铁>c铜,当质量和初温都相同的铁块和铜块,分别放出相同的热量后立即接触,则( )
A.热量由铁传给铜 B.热量由铜传给铁
C.它们之间不发生热传递 D.无法确定热传递的情况
【答案】A
【详解】质量和初温都相同的铁块和铜块,放出相同的热量,根据可知,铁的比热容大,故铁的末温高,则接触后会发生传递,热量从高温物体传递给低温物体,则由铁传递给铜。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式8-1】(2025年武汉武昌区水果湖第一中学九上10月考,13) 如图所示,是2kg的甲与1kg的乙混合时,温度随时间变化的图像。假设这个过程中没有热量损失,0~0.3min内,乙物质内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”),甲放出的热量与乙吸收的热量之比是___________,甲与乙的比热容之比是___________。
【答案】 ①. 增大 ②. 1∶1 ③. 1∶4
【解析】
【详解】[1]由图可知,0~0.3min内,乙物质吸收热量温度升高,内能增大。
[2]假设这个过程中没有热量损失,则甲放出的热量完全被乙吸收,甲放出的热量与乙吸收的热量之比是。
[3]根据可知,甲与乙的比热容之比是
【变式8-2】工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷.现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却.最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg℃),c合金钢=0.42×103J/(kg℃)],求:
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量?
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度?
【答案】(1)3.4272××105J;(2)36
【详解】解:(1)将刀具放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,其末温t=836℃,则刀具在炉火中吸收的热量:
.
(2)由题,将煅烧后的刀具迅速取出放入20℃的水中冷却,最后刀具与水达到共同的温度,设为t′,不计过程中的热损失,则Q水吸=Q合放,即:c水m水(t′﹣t0′)=c合金钢m合金钢(t﹣t′),
,
解得:t′=36℃.
答:(1)此刀具在火炉中吸收了3.4272××105J的热量;
(2)淬火后水的温度为36℃;
【点睛】本题考查了吸热公式、放热公式、热平衡方程的掌握和运用,知道达到热平衡时物体温度相同,计算时要弄清楚水和刀具的初温和末温.
考点九 计算物体温度变化时的吸放热
【典例09】(2025九年级上广西南宁开学考试)一壶体积为、温度为的水,加热到。已知,,。求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
【答案】(1)2kg
(2)4.2×105J
(3)80℃
【规范解答】(1)水的质量是
(2)水吸收的热量为
(3)接着再继续加热,若水又吸收了8.4×104J的热量,水的末温为
【变式9-1】(2025年武汉江汉五校九上期中,23) 亮亮家最近购置了一台煤气灶,他使用这台煤气灶将25kg的水从20℃加热到60℃,总共消耗了0.4kg的煤气。水的比热容是,煤气的热值是,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的效率是多少?
【答案】(1)
(2)
(3)25%
【解析】
【小问1详解】
水吸收的热量为
【小问2详解】
煤气完全燃烧放出的热量
【小问3详解】
煤气灶烧水的效率
【变式9-2】(2024年武汉硚口区九上期中,23) 如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入由天然气燃烧后加热的高温鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为50℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾。(当时气压为一个标准大气压下,鱼汤的比热容视为水的比热容)
求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少?
(2)若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,而鹅卵石放出热量的70%被鱼汤吸收。求此过程需要燃烧多少天然气?(q天然气=3.5×107J/m³)
【答案】(1)4.2×105J
(2)0.017m3
【解析】
【小问1详解】
鱼汤所吸收的热量为
【小问2详解】
天然气完全燃烧放出的热量
此过程需要燃烧天然气的体积为
考点十 热平衡方程及其应用的计算
【典例10】(2025年武汉新洲区九上10月考,14) 如图是一款自热装置的使用过程。甲图,把自动加热包放到盒里,倒入凉水;乙图,把盛食物的另一个容器放入盒中;盖上盖子,装置自动加热,食物的内能是通过________增大的(选填“做功”和“热传递”);水放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)食物吸收的热量。若倒入盒子中100 g初温是5℃的水,则这些水升温90℃,吸收的热量是________J。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 ①.
热传递 ②.
大于 ③.
【解析】
【详解】食物通过吸收热量增大内能,属于热传递改变内能。
因加热过程中存在热量散失(部分热量被容器、空气吸收),故水放出的热量大于食物吸收的热量。
水吸收的热量为
【变式10-1】(2025安徽淮北三模)将初温为质量为500g的物块,放入初温为质量为1kg的水中。一段时间后,水放出热量的被物块吸收。水温降低到。已知水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.物块吸收的热量为 B.水放出的总热量为
C.物块的比热容为 D.损失的热量为
【答案】B
【规范解答】ABD.水放出的热量是
物块吸收的热量为
损失的热量为
故B正确,AD错误;
C.物块吸收热量后温度升高,物块的温度从升高到,物块的比热容为
故C错误。
故选B。
【变式10-2】(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,17) 把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为( )
A. 50℃ B. 48℃ C. 36℃ D. 32℃
【答案】C
【解析】
【详解】把100℃的某铁块投入质量为m1,温度为20℃的水中,热平衡后温度为40℃,根据知道,
即……①
把100℃的同样的铁块投入质量为m2,温度为20℃的水中,热平衡后温度为60℃,同理有
即……②
由①②得……③
把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中,设热平衡后温度为t,同理有……④
由③④得,
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
第二部分 基础巩固
1.(2025九年级上山西开学考试)海南的湿地是野生动物的栖息天堂,在调节气候,净化水质,供给资源上有着举足轻重的地位。其中能调节温度主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.质量大 D.热值大
【答案】B
【规范解答】水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化相对较小;在湿地环境中,白天,水吸收热量但温度升高得不多,能使周围环境温度不会过高;夜晚,水放出热量但温度降低得也不多,能使周围环境温度不会过低,从而起到调节温度的作用;而密度大、质量大、热值大这些特性,都不是水调节温度的主要原因,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
2.(2024九年级上安徽合肥期末)下列事例中,不是主要利用“水的比热容较大”这个特性的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖里的菜被冻坏
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】B
【详解】ACD.汽车发动机用水作冷却剂、海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住和生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,都利用了水的比热容大的特点,故ACD不符合题意;
B.北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖里的菜被冻坏,这是利用水凝固放热,故B符合题意。
故选B。
3.(2025年武汉新洲区九上10月考,1) 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车发动机用水作冷却剂,是因为水的比热容大,故A不符合题意;
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷,是因为水蒸发吸热,故B符合题意;
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,是因为水的比热容比沙石的大,故C不符合题意;
D.物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,是因为水的比热容大,故D不符合题意。
故选B。
4.(2025年武汉东西湖区九上10月月考,6) 下列关于热现象的有关知识理解正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
B. 一块0℃的冰熔化成0℃的水,温度不变,内能也不变
C. 比热容是物质自身的性质,与质量、状态、吸收或放出的热量都无关
D. 如图所示多次摇晃装有清水和蓝色硫酸铜溶液的瓶子后,界面逐渐模糊,说明液体分子在不停地做无规则运动
【答案】A
【解析】
【详解】A. 燃料燃烧更充分意味着更多的化学能被转化为内能,进而转化为机械能,从而提高热机的效率,故A正确;
B.一块0℃的冰熔化成0℃的水,需要吸收热量,内能增大,故B错误;
C.比热容是物质的固有性质,与物质的种类和状态有关,而与物体的质量、温度高低、吸放热多少无关,故C错误;
D.分子的无规则运动是自发的,不需要外力,多次摇晃装有清水和蓝色硫酸铜溶液的瓶子使液体发生了机械运动,不能说明液体分子在不停地做无规则运动,故D错误。
故选A。
5.(2025九年级上全国随堂练习)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 (选填“相同”或“不同”)。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 (选填“一大桶酒精”或“一滴水”)。
【答案】 相同 一滴水
【规范解答】[1]比热容是物质本身的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的质量、体积等因素无关。用同种物质制成的两个物体,无论质量是否相等,只要物质种类和状态相同,它们的比热容就相同。
[2]铜球的比热容是铜这种物质的特性,与铜球的质量大小无关。半个铜球虽然质量是原来铜球的一半,但它的物质种类依然是铜,状态也没有改变,所以其比热容仍然与完整铜球的比热容相同,即。
[3]比热容只取决于物质的种类和状态,与物质的质量多少没有关系。已知一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,说明酒精这种物质的比热容本身就比水的比热容小,所以即使是一大桶酒精,其比热容还是酒精的比热容,与一滴水的比热容相比,仍然是一滴水的比热容较大。
6.(2024九年级上江苏连云港期中)汽油机工作时,通常用水为其降温,电暖宝用水作为保温液,这都是利用水的 大的特点.若一电暖宝通电后,其内所装的0.5kg水,温度从20℃升高到100℃,水吸收的热量为 J,这是通过 的方式使水变热升温。()
【答案】 比热容 168000 热传递
【详解】[1]汽油机工作时,通常用水为其降温,电暖宝用水作为保温液,这都是因为水的比热容大。比热容是物质的一种特性,它反映了物质吸热或放热能力的大小。水的比热容大,意味着在相同条件下,水可以吸收或放出更多的热量,因此更适合用于降温或保温。
[2]根据热量的计算公式Q吸=cmΔt,其中c是物质的比热容,m是物质的质量,Δt是物质的温度变化量。将题目中给出的数据代入公式,得到水吸收的热量为
[3]电暖宝通电后,其内部的电热丝会产生热量,这些热量通过热传递的方式传递给水,使水的温度升高。热传递是热量从高温物体传向低温物体或从物体的高温部分传向低温部分的过程。
7.(2025年武汉汉阳区四校联考九上期中,3) 如图甲是曾侯乙墓出土的铜冰鉴式保温器。这种保温器分为两层,外层为一方鉴,内层装一方壶,如图乙所示。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛酒。下列说法正确的是( )
A. 外方鉴中的冰温度为0 ℃,所以内能也为0J
B. 壶内酒内能减少是通过热传递的方式实现的
C. 壶内酒将温度传给方鉴中的冰块后内能增加
D. 冰块吸热熔化成水的过程中内能保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.一切物体都有内能,方鉴中的冰温度即使很低,也有内能,故A错误;
B.壶内的食物放出热量,温度降低,是通过热传递的方式减少内能,故B正确;
C.壶内的食物将热量传给方鉴中的冰块,自身内能减少,故C错误;
D.冰块受热熔化成水的过程中吸收热量,内能增加,故D错误。
故选B。
8.(2025年武汉黄陂区部分学校九上10月月考,2) 下列关于内能、温度、热量和比热容的说法,其中正确的是( )
(1)零下10℃的冰的内能为零
(2)在热传递的过程中,温度可能从内能小的物体传递给内能大的物体
(3)物体的内能减少时,温度可能不变
(4)刚煮沸的肉汤需要冷却再喝,是因为汤含有的热量较多
(5)物体内能增大,可能是从外界吸收了热量
(6)物质的比热容与物质种类、状态有关
A. (3)(5)(6) B. (2)(4)(6) C. (1)(3)(5) D. (3)(4)(5)
【答案】A
【解析】
【详解】(1)任何温度的物体都具有内能,零下10℃的冰的也具有内能,此项说法错误;
(2)热传递的方向由温度决定(从高温物体传向低温物体),与内能大小无关,在热传递的过程中,传递的是热量,而不是温度,此项说法错误;
(3)内能减少时,温度可能不变,例如晶体凝固过程,放出热量,内能减少,但温度不变,此项说法正确;
(4)热量是过程量,不能说“含有热量”;肉汤冷却是因为温度过高,而非热量多少,此项说法错误;
(5)内能增大可通过吸热或外界做功实现,物体的内能增大,可能是从外界吸收了热量,此项说法正确;
(6)比热容是物质的属性,与种类和状态(如冰和水)有关,此项说法正确;综合上述分析,故A正确,BCD不正确。
故选A。
9.(2025年武汉经开区九上期末,9) 用甲、乙两个电热水壶烧开初温、体积均相同的两壶水,分别需要5min和4min。不计热损失,下列说法正确的是( )
A. 甲壶水吸收热量较多 B. 甲壶的实际功率较大
C. 乙壶消耗的电能较多 D. 乙壶的实际功率较大
【答案】D
【解析】
【详解】A.两壶水的初温、体积均相同,烧开时升高的温度相同,水的质量相同,水吸收的热量相同,故A错误;
B.不计热损失,电热水壶消耗电能等于水吸收的热量,两壶消耗的电能相同,甲壶加热时间更长,实际功率更小,故B错误;
C.不计热损失,电热水壶消耗的电能全部被水吸收,两壶水吸收的热量相同,消耗的电能也相同,故C错误;
D.两壶消耗的电能相同,乙壶的加热时间更短,实际功率更大,故D正确。
故选D。
10.(2025河南一模)在生产生活中,物质的比热容是选择材料的考虑因素之一,下列应用中主要从比热容大小的角度考虑的是( )
A.给马路洒水进行降温 B.用铜做输电线
C.用水当供暖的搬运工 D.用豆油炸丸子
【答案】C
【规范解答】A.洒水降温的原理是水蒸发吸热,水由液态变为气态时,会吸收周围环境的热量,从而降低路面温度。这一过程利用的是物态变化的吸放热特性,与水的比热容大小无关,故A不符合题意;
B.铜作为输电线材料,主要是因为铜的导电性良好,能让电流顺畅通过,减少电阻带来的能量损耗,与比热容无关,故B不符合题意;
C.供暖系统中,水作为“热量搬运工”,相同质量的水与其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量;输送到室内后,降低相同温度时能放出更多热量,且温度变化平缓,可实现持续、稳定的供暖,这是利用水的比热容较大的特性,故C符合题意;
D.用豆油炸丸子,主要利用的是油的沸点高,高于水的沸点,高温油能让丸子快速定型、熟透,并形成酥脆口感。这一过程与油的比热容大小无关,故D不符合题意。
故选C。
11.(2025年武汉东西湖区九上10月月考,17) 某实验小组用如图甲所示的装置比较液体a、b吸收热量的情况,实验中选用了两个相同规格的加热器进行加热,图乙是该实验小组根据实验数据绘制的图像。
(1)加热前,在烧杯中倒入______(填“体积”或“质量”)相同的液体a和液体b;
(2)根据实验数据绘制出如图乙的图像,同时开始加热到第4分钟,则液体a吸收的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量;
(3)实验中,给相同质量的不同物质,加热相同的时间,通过比较______,(填“加热时间”或“升高的温度”)可以判断它们的吸热能力的强弱。从图像可知,______物质吸热能力更强;
(4)a、b两种液体的比热容之比是______。
【答案】(1)质量 (2)等于
(3) ①. 升高的温度 ②. b
(4)1∶2
【解析】
【小问1详解】
比较不同物质的吸热能力时,根据控制变量法可知,应控制质量相同,所以加热前,在烧杯中倒入质量相同的液体a和液体b。
【小问2详解】
实验中选用了两个相同规格的加热器进行加热,相同时间内加热器放出的热量相同,所以同时开始加热到第4分钟,液体a吸收的热量等于液体b吸收的热量。
【小问3详解】
[1]实验中,给相同质量的不同物质,加热相同的时间,吸收的热量相同,通过比较升高的温度可以判断它们的吸热能力的强弱,升高的温度越低,吸热能力越强。
[2]从图像可知,加热相同时间,b升高的温度低,所以b物质吸热能力更强。
【小问4详解】
由图像可知,加热4分钟,a升高的温度
b升高的温度
加热4min,a、b两液体吸收的热量相同,根据可得
所以a、b两种液体的比热容之比是
12.(2025年武汉四区九上期中考试,15) 在“比较不同物质吸收热量的情况”的实验中,小明采用图甲所示的装置进行实验。
(1)实验中应该控制甲、乙两液体的_____;
(2)实验中应选用两个_____的电加热器,目的是可通过_____来比较甲、乙两液体吸收的热量多少;
(3)小明根据实验中记录的实验数据绘制出温度与时间的关系图像如图乙,分析可知甲、乙液体的比热容之比为_____。
【答案】(1)质量相同
(2) ①. 规格相同 ②. 加热时间
(3)5:3
【解析】
【小问1详解】
探究物质吸热能力实验,实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中,加热相同的时间,比较温度计示数的变化情况。
【小问2详解】
[1][2]由于液体吸收的热量不能直接测量,因此要用相同规格的加热器,这样相同时间内两液体吸收的热量相同,实验中就可以通过加热时间来比较液体吸收热量的多少,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
【小问3详解】
甲和乙的质量相等,升高相同的温度,如从20℃升高到50℃,甲加热的时间为5min,乙加热的时间为3min,可知甲吸收的热量与乙吸收的热量之比为5∶3,故甲、乙液体的比热容之比为
第三部分 培优提高
1.(2024年武汉武昌区九上期末考试,15) 如图所示,是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置;
(1)为了让甲、乙液体在相同时间内吸收热量相同,应选用___________的电加热器加热,且电加热器的发热体要___________在液体中;
(2)实验中记录的数据如下表所示,甲、乙液体的质量相同,分析实验数据,若甲液体是水,则乙液体的比热容___________;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲液体的温度/℃
20
24
28
32
36
乙液体的温度/℃
20
28
36
44
52
(3)停止加热冷却至室温,甲、乙液体的内能会减小,降低相同的温度时,___________液体的内能变化量大。
【答案】(1) ①. 规格相同 ②. 浸没
(2)
(3)甲
【解析】
【小问1详解】
[1][2]根据转换法用加热时间表示吸热的多少,实验中为了使两种液体在相同的时间内吸收的热量相同,应选用规格相同的电加热器,且电加热器的发热体要浸没在液体中。
【小问2详解】
由表中数据可知,液体的质量相同,升高温度相同时,甲需要的加热时间要长于乙需要的时间,故甲吸收的热量大于乙吸收的热量,所以甲物质的吸热能力强,甲为水;甲、乙从都升高到,甲的吸热时间是乙的吸热时间的2倍,则甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍;甲、乙质量相同,升高的温度相同,根据可知,乙的比热容为甲的比热容的一半,即乙的比热容为
【小问3详解】
停止加热冷却至室温,放出热量,甲、乙液体的内能会减小,甲、乙质量相同,降低相同的温度时,甲的比热容大于乙的比热容,根据知,甲液体放出的热量多,内能变化量大。
2.(2025江苏南通中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
【答案】C
【规范解答】A.如果所需时间为2min,则与第一次加热500mL水的时间相同。但第二次水量加倍(1000mL),即使壶在第二次加热时吸收较少热量(因壶已预热),加热时间也应增加,不可能与第一次相同。因此A不合理,不符合题意;
B.如果所需时间为4min,则相当于水量加倍导致时间加倍,但这仅在壶不吸收热量或壶在第二次加热时完全冷却的情况下成立。由于壶吸收热量且保温性能好,壶在第二次加热时已预热,吸收热量较少,因此时间应少于4min。因此B不合理,不符合题意;
C.第二次水量加倍(1000mL),由Q=cmΔt可知,加热所需热量加倍,但因壶在第一次加热后已预热且保温好,壶吸收热量减少,故时间应少于4min;同时,水量增加导致时间多于2min。因此C最合理,符合题意。
D.如果所需时间大于4min,则意味着加热时间超过水量加倍的比例,但壶在第二次加热时吸收较少热量,应减少时间,不可能大于4min。因此D不合理,不符合题意。
故选C。
3.(2025年武汉东西湖区九上期中,2) 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 图甲中冰山的温度非常低,所以内能为0
B. 图乙烧水时水的温度逐渐升高,比热容也逐渐增大
C. 图丙中迅速压下活塞,活塞压缩筒内气体做功使其内能增加,温度升高
D. 图丁中向烧瓶内不断打气,瓶塞会跳起,瓶塞在跳起时烧瓶内的气体内能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.一切物体都有内能,虽然冰山的温度非常低,但还是存在内能,故A错误;
B.比热容是物质的一种特性,与温度无关,图乙烧水时水的温度逐渐升高,比热容不变,故B错误;
C.迅速压下活塞,活塞压缩筒内气体做功,气体内能增加,温度升高,故C正确;
D.图丁中向烧瓶内不断打气,瓶塞会跳起,气体对外做功,内能减小,故D错误。
故选C。
4.(2025四川绵阳模拟预测)在探究热现象的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了探究固体在熔化时温度的变化规律,应选用多种固体分别实验。在实验中,除了记录加热时间外,还要观察的现象和记录的数据分别是 和温度的变化。
(2)为了使试管中的物质受热均匀,且便于记录各时间段的温度值,小明应选用 (填“甲”或“乙”)装置来进行实验。
(3)图丙是某小组根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知:“AB”段和“CD”段比较,它们吸热时间相同,但升高的温度不同,这是因为这两段物质的 不同。
【答案】(1)物质状态的变化
(2)乙
(3)比热容
【规范解答】(1)探究固体在熔化时温度的变化规律的过程中,固体的物质状态会发生变化,所以在记录加热时间的同时,还需观察记录温度的变化和物质状态的变化。
(2)甲装置对试管直接加热,物质熔化快,不便于记录各个时刻的温度,而乙装置利用水浴法加热,不但能使试管中的固态物质受热均匀,而且物质的温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度,故应选择乙装置。
(3)AB段和CD段的加热时间相同,该物体的温度变化值不同,由热量公式Q吸=cmΔt可知,在加热时间一定,即吸收相同热量时,物体的温度变化值越大,比热容就越小。“AB”段和“CD”段升高的温度不同,这是因为这两段物质的比热容不同。
5.(2025四川成都中考真题)小丽用图甲装置进行实验,两个完全相同的试管各装入20g甘油和水,用水浴法加热。它们的温度随时间变化图像如图乙,温度上升时单位时间内试管里甘油与水吸收的热量相等。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),甘油的沸点为290℃,气压为标准大气压。下列说法正确的是( )
A.加热时间越长,甘油温度越高
B.0~6min甘油吸收的热量为2.4×103J
C.6~10.5min甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同,所以它们吸热能力一样
【答案】B
【规范解答】A.由图乙可知,在0-6min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度升高;在6~10.5min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度保持100℃不变,故A错误;
B.由图乙可知,在0-10.5min,水吸收的热量为
则0~6min甘油吸收的热量为
故B正确;
C.由图乙可知,在0-6min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度升高;在6min时,甘油与烧杯中水的温度相同,温度保持100℃(水的沸点)不变,此后甘油将不能再从水中吸收热量,而试管内的水温度不断升高,一直在吸收热量。故C错误;
D.在0-6min,质量相等的甘油和水吸收的热量相等,由图乙可知,甘油升温比水快,根据可知,甘油的比热容比水的小,即甘油的吸热能力比水的弱,故D错误。
故选B。
6.(2025年武汉华师一附属中学初中部九上10月,4) 用同样的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的两种物质甲、乙,已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图所示,物质甲、乙单位时间吸收的热量相等,物质甲的比热容为,酒精的热值为(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A. 物质甲的沸点一定为80℃,物质乙的沸点一定为40℃
B. 0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3%
C. 物质甲、乙的初温为20℃
D. 物质乙的比热容为
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体在熔化时,温度不变,液体沸腾时,温度也保持不变,所以80℃可能是甲的熔点,也可能是其沸点,40℃可能是乙的熔点,也可能是其沸点,故A错误;
B.由图示知,甲在6min到8min,温度变化量为
在这2min内,甲吸收的热量
消耗的酒精完全燃烧放出的热量
甲和乙单位时间吸收的热量相等,单位时间消耗酒精的质量相同,所以在0~8min,酒精灯对甲的加热效率不变,则0~6min酒精灯对物质甲的加热效率为,故B正确;
C.甲和乙单位时间吸收的热量相等,0~6min这6分钟内,甲吸收的热量为
则甲在0~6min升高的温度为
则甲的初温为
甲乙初温相同,所以乙的初温也为0℃,故C错误;
D.乙在0~6min升温40℃,吸收的热量为12000J,则乙的比热容,故D错误。
故选B。
7.(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,3) 利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 升温较快的是甲,吸热能力较强的是乙
B. 实验中物体吸热的多少是通过升温的多少来反映的
C. 分析图乙可得食用油的比热容为2.8×103J/(kg·℃)
D. 应在两个相同的烧杯中加入质量相同的水和食用油
【答案】B
【解析】
【详解】AD.本实验采用的是控制变量法,实验中要控制水和食用油的质量相同;根据Q=cmΔt可知,水、食用油质量相同时,吸收相同的热量,甲升温较快,吸热能力弱,乙升温较慢,吸热能力强,故甲是食用油,乙是水,故AD正确,不符合题意;
B.根据转换法可知,实验中物体吸热的多少是通过加热时间来衡量的,故B错误,符合题意;
C.质量相同的食用油和水升高相同的温度,水的加热时间与食用油的加热时间之比为3︰2,则吸收的热量的关系为3︰2,由可知,在质量和升高的温度相同时,比热容之比等于吸收热量之比,食用油的比热容为
故C正确,不符合题意。
故选B。
8.(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,5) 探究“同种物质不同状态中的吸热能力”时,小明用酒精灯给200g冰加热,如图所示,是他依据实验数据绘制而成,已知从开始加热到冰刚好熔化完共消耗了2g酒精,c冰<c水。若相同时间内水和冰吸收的热量相同,下列说法正确的是( )[c水=4.2×103J/(kg•℃);q酒精=3×107J/kg]
A. 小明绘制的是甲图线
B. 冰熔化过程中酒精完全燃烧放出的热量为6×104J
C. 0~1min冰吸收的热量是8.4×103J
D. 该酒精灯的加热效率为21%
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,冰吸收热量;冰化成水后,根据题意可知,c冰<c水,根据可知,水的温度升高10℃所需的热量比冰温度升高10℃所需热量多,所需的加热时间长,应为丙图,故A错误;
B.已知从开始加热到冰刚好熔化完共消耗了2g酒精,则放出热量为
1~3min是冰熔化过程,占整个过程的一部分,所以冰熔化过程中酒精完全燃烧放出的热量小于6×104J,故B错误;
CD.由图知3~4min时间内,水吸收的热量为
所以1min内水吸收的热量为:Q水=4.2×106J,因为相同时间内水和冰吸收的热量相同,所以0~1min冰吸收的热量Q冰=4.2×103J,故C错误;
D.6~3min时间内,该酒精灯的加热效率为
故D正确。
故选D。
9.(2025年武汉武昌区粮道街中学九上10月月考,12) 如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为2.5×103J/(kg·℃)。则下列说法正确的是( )
①B杯中牛奶每分钟吸收的热量为2×104J
②若两杯牛奶都从20℃加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:2
③若将A、B两杯中牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2:3
④甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为9:8
A. ①②③④ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
【答案】B
【解析】
【详解】①A、B两杯中装有同种物质,升高相同的温度,D图像需要加热的时间长,说明D牛奶的质量大,因此D图像表示的是B杯牛奶,由图可知B杯牛奶加热3min温度为40℃,则加热1min吸收的热量为
①错误;
②由图可知,A杯牛奶加热2min末温为40℃,则A被牛奶加热1min吸收的热量为
若两杯牛奶都从20℃加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为
②正确;
③由图可知A、B两杯中的牛奶升高相同的温度,加热时间之比为2∶3,③正确;
④已知加热器的加热效率相同,则甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为
④正确;综合上述分析,故B正确,ACD错误。
故选B。
10.(2025九年级上安徽合肥阶段练习)小亮用相同的酒精灯分别对质量均为100g的水和甲液体进行加热,8min内各消耗酒精2g,用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。若单位时间内两液体吸收的热量相等,酒精的热值为J/kg,水的比热容为J/(kg·℃),则下列说法正确的是( )
A.升高相同温度时,水和甲液体吸收的热量相等
B.甲液体在4min内吸收的热量为J
C.甲液体的比热容为J/(kg·℃)
D.酒精灯的加热效率为21%
【答案】D
【规范解答】A.据图可知,水和甲两物质均升高30℃时,水需要加热的时间是8min,甲液体需要加热的时间是4min,则水吸收的热量大于甲液体吸收的热量,故A错误;
B.由图可知,8min内,水的初温为、末温为,水吸收的热量
4min内,水吸收的热量
由题可知,单位时间内甲液体吸收的热量与水吸收的热量相等,所以甲液体在4min内吸收的热量也是,故B错误;
C.由图可知,4min内,甲液体的初温为、末温为,由可得,故C错误;
D.消耗2g酒精放出的热量
酒精灯的加热效率,故D正确。
故选D。
11.(2025年武汉汉阳区四校联考九上期中,22) 某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热,同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精,水的比热容为,酒精的热值约为。求:
(1)酒精完全燃烧产生的热量;
(2)经过时间加热,水所吸收的热量;
(3)酒精炉烧水时的热效率;
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧煤气的质量。(煤气的热值为,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
酒精完全燃烧产生的热量
【小问2详解】
由图像可知,经过时间加热,水的温度从20℃升高到80℃,则水所吸收的热量
【小问3详解】
酒精炉烧水时的热效率
【小问4详解】
改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧煤气的质量为
12.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示,已知水的比热容是c水 = 4.2×103J/(kg·℃),那么请问:
(1)你如何判断a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象?
(2)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(3)试求出沙子的比热容。(结果保留整数)
【答案】(1)图a表示的是沙子吸热升温的过程;(2)4.2×104J;(3)913J/(kg·℃)
【详解】解:(1)由图像可知,在加热过程中a物质的温度一直升高(会超过250℃),而b物质的温度升高到某一温度时就不再升高(远低于250℃),因水的沸点约为100℃,且水沸腾时温度不再升高,所以b图是水吸热升温的图象,则a图沙子吸热升温的图象。
(2)由b图象可知,水的温度从20℃上升到70℃,加热满2min时水吸收的热量
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2分钟的时间内Q沙吸=Q水吸=4.2×104J
又因为加热满2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,沙子升高的温度为Δt沙=250℃-20℃=230℃
沙子的质量是m沙=200g=0.2kg
沙子的比热容为
答:(1)图a表示的是沙子吸热升温的过程;
(2)水吸收了4.2×104J的热量;
(3)沙子的比热容为913J/(kg·℃)。
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九年级物理同步练习 专题一 13.1《热量 比热容》
分考点精练 · 基础巩固 · 培优提高
目 录
第一部分 分考点精练(共30题)
考点一 比热容的概念及理解(3题)
考点二 比较不同物质的吸热能力(3题)
考点三 比热容的定义式(3题)
考点四 生活中的比热容问题(3题)
考点五 水的比热容特点及应用(3题)
考点六 比热容比值的计算(3题)
考点七 比热容图像问题(3题)
考点八 冷热混合时的温度变化和热交换的计算(3题)
考点九 计算物体温度变化时的吸放热(3题)
考点十 热平衡方程及其应用的计算(3题)
第二部分 基础巩固(共12题)
第三部分 培优提高(共12题)
第一部分 分考点精练
考点一 比热容的概念及理解
【典例01】瓶酒精用去三分之二,则剩余酒精的密度、比热容( )
A.密度,比热容减小为三分之一 B.两个量都不变
C.两个量都变为原来的三分之一 D.密度不变、比热容变为原来的三分之一
【变式1-1】(2025年武汉东湖新技术开发区九上期中,4) 关于比热容,下列说法不正确的是( )
A. 沙子的比热容小,所以沙漠地区昼夜温差大
B. 在烧水时,水的温度不断上升,但是其比热容没有发生变化
C. 因为,所以质量相等的铝块和铜块,吸收相等热量,铝块的温度变化大
D. 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小无关
【变式1-2】(2025年武汉部分学校上学期期中考试,5) 关于比热容和热值,下列说法正确的是( )
A. ,质量相等的水和煤油吸收相同的热量,水的温度升得更高
B. 比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关;燃料的热值只与燃料的种类有关
C. 比热容与成正比,与的乘积成反比
D. 同种物质的比热容不一定相同,同种燃料的热值一定相同
考点二 比较不同物质的吸热能力
【典例02】(2025九年级上河南驻马店开学考试)在探究“不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)在此实验中,除图中所示的器材外,还需要的测量仪器有天平和 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量,本实验可根据 来反映两种物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“升高的温度”);
(2)实验中应量取 (选填“质量”、“体积”或“温度”)相同的甲、乙两种液体。分别倒入相同的烧杯中、用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时,通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来判断不同物质吸热能力的强弱;
(3)分析表中数据可知:从开始加热到,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 ;(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)分析实验数据可知: 物质的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
【变式2-1】(2024年武汉汉阳区九上期中考试,15) 为了研究不同物质的吸热能力,小明利用规格相同的电加热器给质量相同的水和煤油加热、如图甲、乙所示,并利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图象如图丙所示。
(1)实验中通过比较________(选填“加热时间”或“温度计示数变化”)来比较液体吸收热量的多少;若水和煤油加热相同时间后,水的温度上升少,说明水的吸热能力________(选填“弱”或“强”);
(2)由图象可知水和煤油的比热容之比为________;
(3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,________冷却效果更好。
【变式2-2】(2025年武汉洪山区九上期中考试,14) 小筑同学在做“比较不同物质吸热的情况”的实验,在两个相同的烧杯中分别装入质量都为200g的水和某液体,用两个相同的电热器加热,如图所示。记录的实验数据如表格:
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
水的温度/℃
19
21
23
25
27
29
31
33
35
某液体的温度/℃
20
23
26
29
32
35
38
41
44
(1)实验中除了天平和温度计之外,还需要的测量工具是___________。
(2)小筑给水和某液体加热,水在前2min吸收的热量___________(选填“大于”“等于”或“小于”)某液体在前2min吸收的热量;控制相同加热时间,通过比较___________来判断水和某液体的吸热本领。
(3)根据表格数据,分析可知某液体的比热容为___________J/(kg·℃)(不计热量损失)。
考点三 比热容的定义式
【典例03】水的比热容是,它的物理意义是 。
【变式3-1】(2025年武汉楚才中学九上10月月考,16) 为了比较水和食用油的比热容,某同学用如图所示的器材进行了实验。实验数据记录如下:
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
200
20
6
45
食用油
200
20
6
70
(1)该实验除了图示中的实验器材以外,还需要的测量工具是停表和________;
(2)实验中,两烧杯内放入相同规格的电加热器,这样可以保证在相同的时间内,水和食用油吸收的热量________,通过比较升高的温度来比较水和食用油的吸热能力;
(3)已知水的比热容为,则食用油的比热容为________;
(4)如图中能合理反映该实验结果的图像是________(填“甲”“乙”或“丙”);
(5)从能的角度来说,酒精燃烧的过程中把________能转化成了________能。
【变式3-2】(2025年武汉汉阳区九上期中考试,15) 如图甲所示,是“用传感器比较不同物质的比热容”的实验装置,两试管分别装有甲、乙两种液体,用同一个红外加热器给试管内的液体加热,试管内的液体温度通过温度传感器将采集的数据同步输出到计算机,得到试管内液体的温度-时间图线,如图乙所示。
(1)小明在两个相同的烧杯中分别装入_____相等的甲、乙两种液体,每隔相同时间读取一次温度,并记录在表格内。
(2)分析表格可知,两温度计示数都升高到42℃时,甲增加的内能_____(选填“>”“=”或“<”)乙增加的内能;若使甲、乙升高相同的温度,则吸收更多热量的是_____。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(3)图乙中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图乙中的_____(选填“①”“②”或“③”)。
考点四 生活中的比热容问题
【典例04】(2024年武汉洪山区九上期中考试,4) 下列事例中与“水的比热容较大”这个特性有关的是( )
A. 夏天,洒水车在马路上洒水降温
B. 冬天,北方菜窖里放几桶水,以防窖内的菜被冻坏
C. 沙漠地区昼夜温差大,有利于瓜类糖分积累,瓜果香甜
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【变式4-1】(2025年武汉四区九上期中考试,1) 下列实例中与“水的比热容比较大”无关的是( )
A. 天热时在地面上洒水可以降低室内的温度
B. 我国北方楼房中的暖气用水作为介质
C. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
D. 海边昼夜温差比沙漠小
【变式4-2】从海风形成的示意图可知,海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
考点五 水的比热容特点及应用
【典例05】(2025年武汉武珞路中学九上12月月考,4) 水的比热容较大这一特性,在生产生活与自然现象中有着广泛应用。下列实例中,没有利用水的比热容较大这一特性的是( )
A. 冬季北方菜窖内放置一桶水,防止菜窖内温度过低导致蔬菜冻伤
B. 北方楼房的供暖系统,以水作为热量输送的介质
C. 海边地区的昼夜温差小于沙漠地区的昼夜温差
D. 生物体内水的含量较高,可避免生物体自身温度变化过快对机体造成损害
【变式5-1】(2024年武汉洪山区九上期末考试,2) 下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是( )
A. 甲图,冬天的暖气设备用热水供暖
B 乙图,汽车发动机用水来冷却
C. 丙图,早春傍晚,农民向稻田里灌水保护秧苗
D. 丁图,深秋夜晚,果农给树上喷水结冰防冻坏桔子
【变式5-2】(2025九年级上河南开封阶段练习)很多家庭采用“水地暖”取暖,在地板下埋置管道,让热水在管道内循环流动来加热整个地板进行供热。小华认为其中的道理是:在质量相同,放出的热量相同时,由于水的比热容比较大,所以水降低的温度较多,故“水地暖”要以水为媒介。你认为小华的说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是:在质量和降低的温度相同时, 。
考点六 比热容比值的计算
【典例06】(2024年武汉汉阳区九上期中考试,5) 水的比热容是煤油比热容的2倍,若水和煤油的质量之比为1︰2,吸收的热量之比为3︰2,则它们升高的温度之比为( )
A. 3︰2 B. 2︰3 C. 4︰3 D. 3︰4
【变式6-1】(2025年武汉黄陂区部分学校九上10月月考,3) 质量相等的水和煤油,它们放出相等的热量后,降低的温度分别为:Δt水、Δt煤油,根据下表中的比热容数据,则Δt水:Δt煤油为( )
物质的比热容
水4.2×103
冰2.1×103
煤油2.1×103
铝0.88×103
c/J/(kg·℃)
酒精2.4×103
砂石0.92×103
水银0.14×103
铜0.39×103
A. 3∶2 B. 2∶3 C. 1∶2 D. 2∶1
【变式6-2】(2025年武汉汉阳区九上期中考试,5) 比热容之比为2∶3的甲、乙两种液体,当它们吸收的热量之比为2∶3时,未发生物态变化,升高的温度之比为3∶2,则甲、乙的质量之比为( )
A. 2∶3 B. 1∶6 C. 5∶6 D. 1∶1
考点七 比热容图像问题
【典例07】(2024九年级上海南省直辖县级单位期末)将1kg某种固态物质放入加热功率恒定的装置中,对其均匀加热至沸腾,温度随时间变化的关系如图所示,该物质在ab段加热过程中内能 (选填“增大”“减小”或“不变”),若该物质液态时的比热容为,该物质在bc段吸收的热量为 J。
【变式7-1】(2025年武汉楚才中学九上12月,4) 在探究不同物质吸热情况的实验中,实验装置如图甲所示,用同规格的电加热器加热质量相同的水和食用油(不计热量损失),它们的温度﹣时间图像如图乙。下列说法正确的是( )
A. 图乙中,a是水的温度随时间变化图像
B. 食用油的比热容是2.1×103J/(kg•℃)
C. 加热6min,a吸收的热量大于b吸收的热量
D. 停止加热后,食用油每分钟放出的热量与降低的温度之比不变
【变式7-2】(2025年武汉部分学校上学期期中考试,12) 小林在老师指导下,用如图1所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化图像(图2),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精,若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,。则下列说法中正确的是( )
A. 8min后甲不再吸热,所以温度保持不变 B. 乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C. 0~8min乙吸收的热量为 D. 该酒精灯的加热效率为65%
考点八 冷热混合时的温度变化和热交换的计算
【典例08】(2024九年级上安徽六安阶段练习)已知铁和铜的比热容大小为c铁>c铜,当质量和初温都相同的铁块和铜块,分别放出相同的热量后立即接触,则( )
A.热量由铁传给铜 B.热量由铜传给铁
C.它们之间不发生热传递 D.无法确定热传递的情况
【变式8-1】(2025年武汉武昌区水果湖第一中学九上10月考,13) 如图所示,是2kg的甲与1kg的乙混合时,温度随时间变化的图像。假设这个过程中没有热量损失,0~0.3min内,乙物质内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”),甲放出的热量与乙吸收的热量之比是___________,甲与乙的比热容之比是___________。
【变式8-2】工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷.现有一成型的合金钢刀具的质量为1kg,温度为20℃,放入836℃的炉火中煅烧足够长时间,迅速取出放入5kg、20℃的水中冷却.最后与水达到共同的温度[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103J/(kg℃),c合金钢=0.42×103J/(kg℃)],求:
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量?
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度?
考点九 计算物体温度变化时的吸放热
【典例09】(2025九年级上广西南宁开学考试)一壶体积为、温度为的水,加热到。已知,,。求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
【变式9-1】(2025年武汉江汉五校九上期中,23) 亮亮家最近购置了一台煤气灶,他使用这台煤气灶将25kg的水从20℃加热到60℃,总共消耗了0.4kg的煤气。水的比热容是,煤气的热值是,求:
(1)水吸收的热量是多少?
(2)煤气完全燃烧放出的热量是多少?
(3)煤气灶烧水的效率是多少?
【变式9-2】(2024年武汉硚口区九上期中,23) 如图所示,网红“木桶鱼”是在木桶里放入由天然气燃烧后加热的高温鹅卵石,再加入质量为2kg、初温为50℃的鱼汤,鹅卵石放热能使鱼汤沸腾。(当时气压为一个标准大气压下,鱼汤的比热容视为水的比热容)
求:
(1)鱼汤所吸收的热量为多少?
(2)若天然气完全燃烧放出的热量被鹅卵石全部吸收,而鹅卵石放出热量的70%被鱼汤吸收。求此过程需要燃烧多少天然气?(q天然气=3.5×107J/m³)
考点十 热平衡方程及其应用的计算
【典例10】(2025年武汉新洲区九上10月考,14) 如图是一款自热装置的使用过程。甲图,把自动加热包放到盒里,倒入凉水;乙图,把盛食物的另一个容器放入盒中;盖上盖子,装置自动加热,食物的内能是通过________增大的(选填“做功”和“热传递”);水放出的热量________(选填“大于”“等于”或“小于”)食物吸收的热量。若倒入盒子中100 g初温是5℃的水,则这些水升温90℃,吸收的热量是________J。[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
【变式10-1】(2025安徽淮北三模)将初温为质量为500g的物块,放入初温为质量为1kg的水中。一段时间后,水放出热量的被物块吸收。水温降低到。已知水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.物块吸收的热量为 B.水放出的总热量为
C.物块的比热容为 D.损失的热量为
【变式10-2】(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,17) 把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中,热平衡后温度为( )
A. 50℃ B. 48℃ C. 36℃ D. 32℃
第二部分 基础巩固
1.(2025九年级上山西开学考试)海南的湿地是野生动物的栖息天堂,在调节气候,净化水质,供给资源上有着举足轻重的地位。其中能调节温度主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.质量大 D.热值大
2.(2024九年级上安徽合肥期末)下列事例中,不是主要利用“水的比热容较大”这个特性的是( )
A.汽车发动机用水作冷却剂
B.北方冬季贮菜,人们常在地窖里放几桶水,以防止地窖里的菜被冻坏
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
3.(2025年武汉新洲区九上10月考,1) 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是( )
A. 汽车发动机用水作冷却剂
B. 人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小,适于居住
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
4.(2025年武汉东西湖区九上10月月考,6) 下列关于热现象的有关知识理解正确的是( )
A. 使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率
B. 一块0℃的冰熔化成0℃的水,温度不变,内能也不变
C. 比热容是物质自身的性质,与质量、状态、吸收或放出的热量都无关
D. 如图所示多次摇晃装有清水和蓝色硫酸铜溶液的瓶子后,界面逐渐模糊,说明液体分子在不停地做无规则运动
5.(2025九年级上全国随堂练习)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 (选填“相同”或“不同”)。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 (选填“一大桶酒精”或“一滴水”)。
6.(2024九年级上江苏连云港期中)汽油机工作时,通常用水为其降温,电暖宝用水作为保温液,这都是利用水的 大的特点.若一电暖宝通电后,其内所装的0.5kg水,温度从20℃升高到100℃,水吸收的热量为 J,这是通过 的方式使水变热升温。()
7.(2025年武汉汉阳区四校联考九上期中,3) 如图甲是曾侯乙墓出土的铜冰鉴式保温器。这种保温器分为两层,外层为一方鉴,内层装一方壶,如图乙所示。盛夏之时,方鉴盛冰,内方壶盛酒。下列说法正确的是( )
A. 外方鉴中的冰温度为0 ℃,所以内能也为0J
B. 壶内酒内能减少是通过热传递的方式实现的
C. 壶内酒将温度传给方鉴中的冰块后内能增加
D. 冰块吸热熔化成水的过程中内能保持不变
8.(2025年武汉黄陂区部分学校九上10月月考,2) 下列关于内能、温度、热量和比热容的说法,其中正确的是( )
(1)零下10℃的冰的内能为零
(2)在热传递的过程中,温度可能从内能小的物体传递给内能大的物体
(3)物体的内能减少时,温度可能不变
(4)刚煮沸的肉汤需要冷却再喝,是因为汤含有的热量较多
(5)物体内能增大,可能是从外界吸收了热量
(6)物质的比热容与物质种类、状态有关
A. (3)(5)(6) B. (2)(4)(6) C. (1)(3)(5) D. (3)(4)(5)
9.(2025年武汉经开区九上期末,9) 用甲、乙两个电热水壶烧开初温、体积均相同的两壶水,分别需要5min和4min。不计热损失,下列说法正确的是( )
A. 甲壶水吸收热量较多 B. 甲壶的实际功率较大
C. 乙壶消耗的电能较多 D. 乙壶的实际功率较大
10.(2025河南一模)在生产生活中,物质的比热容是选择材料的考虑因素之一,下列应用中主要从比热容大小的角度考虑的是( )
A.给马路洒水进行降温 B.用铜做输电线
C.用水当供暖的搬运工 D.用豆油炸丸子
11.(2025年武汉东西湖区九上10月月考,17) 某实验小组用如图甲所示的装置比较液体a、b吸收热量的情况,实验中选用了两个相同规格的加热器进行加热,图乙是该实验小组根据实验数据绘制的图像。
(1)加热前,在烧杯中倒入______(填“体积”或“质量”)相同的液体a和液体b;
(2)根据实验数据绘制出如图乙的图像,同时开始加热到第4分钟,则液体a吸收的热量______(填“大于”“小于”或“等于”)液体b吸收的热量;
(3)实验中,给相同质量的不同物质,加热相同的时间,通过比较______,(填“加热时间”或“升高的温度”)可以判断它们的吸热能力的强弱。从图像可知,______物质吸热能力更强;
(4)a、b两种液体的比热容之比是______。
12.(2025年武汉四区九上期中考试,15) 在“比较不同物质吸收热量的情况”的实验中,小明采用图甲所示的装置进行实验。
(1)实验中应该控制甲、乙两液体的_____;
(2)实验中应选用两个_____的电加热器,目的是可通过_____来比较甲、乙两液体吸收的热量多少;
(3)小明根据实验中记录的实验数据绘制出温度与时间的关系图像如图乙,分析可知甲、乙液体的比热容之比为_____。
第三部分 培优提高
1.(2024年武汉武昌区九上期末考试,15) 如图所示,是“比较不同物质吸热的情况”的实验装置;
(1)为了让甲、乙液体在相同时间内吸收热量相同,应选用___________的电加热器加热,且电加热器的发热体要___________在液体中;
(2)实验中记录的数据如下表所示,甲、乙液体的质量相同,分析实验数据,若甲液体是水,则乙液体的比热容___________;
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲液体的温度/℃
20
24
28
32
36
乙液体的温度/℃
20
28
36
44
52
(3)停止加热冷却至室温,甲、乙液体的内能会减小,降低相同的温度时,___________液体的内能变化量大。
2.(2025江苏南通中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
3.(2025年武汉东西湖区九上期中,2) 下列关于热现象的说法中正确的是( )
A. 图甲中冰山的温度非常低,所以内能为0
B. 图乙烧水时水的温度逐渐升高,比热容也逐渐增大
C. 图丙中迅速压下活塞,活塞压缩筒内气体做功使其内能增加,温度升高
D. 图丁中向烧瓶内不断打气,瓶塞会跳起,瓶塞在跳起时烧瓶内的气体内能增大
4.(2025四川绵阳模拟预测)在探究热现象的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了探究固体在熔化时温度的变化规律,应选用多种固体分别实验。在实验中,除了记录加热时间外,还要观察的现象和记录的数据分别是 和温度的变化。
(2)为了使试管中的物质受热均匀,且便于记录各时间段的温度值,小明应选用 (填“甲”或“乙”)装置来进行实验。
(3)图丙是某小组根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知:“AB”段和“CD”段比较,它们吸热时间相同,但升高的温度不同,这是因为这两段物质的 不同。
5.(2025四川成都中考真题)小丽用图甲装置进行实验,两个完全相同的试管各装入20g甘油和水,用水浴法加热。它们的温度随时间变化图像如图乙,温度上升时单位时间内试管里甘油与水吸收的热量相等。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),甘油的沸点为290℃,气压为标准大气压。下列说法正确的是( )
A.加热时间越长,甘油温度越高
B.0~6min甘油吸收的热量为2.4×103J
C.6~10.5min甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同,所以它们吸热能力一样
6.(2025年武汉华师一附属中学初中部九上10月,4) 用同样的酒精灯加热初温相同(未知)、质量均为100g的两种物质甲、乙,已知6~8min消耗酒精的质量为0.4g,它们的温度随时间变化的图像如图所示,物质甲、乙单位时间吸收的热量相等,物质甲的比热容为,酒精的热值为(单位时间消耗酒精的质量相同)。下列说法正确的是( )
A. 物质甲的沸点一定为80℃,物质乙的沸点一定为40℃
B. 0~6min酒精灯对物质甲的加热效率约为33.3%
C. 物质甲、乙的初温为20℃
D. 物质乙的比热容为
7.(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,3) 利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况,使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热,得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法错误的是( )
A. 升温较快的是甲,吸热能力较强的是乙
B. 实验中物体吸热的多少是通过升温的多少来反映的
C. 分析图乙可得食用油的比热容为2.8×103J/(kg·℃)
D. 应在两个相同的烧杯中加入质量相同的水和食用油
8.(2025年武汉常青第一学校九上9月质量监测,5) 探究“同种物质不同状态中的吸热能力”时,小明用酒精灯给200g冰加热,如图所示,是他依据实验数据绘制而成,已知从开始加热到冰刚好熔化完共消耗了2g酒精,c冰<c水。若相同时间内水和冰吸收的热量相同,下列说法正确的是( )[c水=4.2×103J/(kg•℃);q酒精=3×107J/kg]
A. 小明绘制的是甲图线
B. 冰熔化过程中酒精完全燃烧放出的热量为6×104J
C. 0~1min冰吸收的热量是8.4×103J
D. 该酒精灯的加热效率为21%
9.(2025年武汉武昌区粮道街中学九上10月月考,12) 如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D。已知加热器的加热效率相同,牛奶的比热容为2.5×103J/(kg·℃)。则下列说法正确的是( )
①B杯中牛奶每分钟吸收的热量为2×104J
②若两杯牛奶都从20℃加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3:2
③若将A、B两杯中牛奶都从20℃加热至60℃,需要的时间之比是2:3
④甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为9:8
A. ①②③④ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④
10.(2025九年级上安徽合肥阶段练习)小亮用相同的酒精灯分别对质量均为100g的水和甲液体进行加热,8min内各消耗酒精2g,用得到的实验数据绘制出了如图所示的图像。若单位时间内两液体吸收的热量相等,酒精的热值为J/kg,水的比热容为J/(kg·℃),则下列说法正确的是( )
A.升高相同温度时,水和甲液体吸收的热量相等
B.甲液体在4min内吸收的热量为J
C.甲液体的比热容为J/(kg·℃)
D.酒精灯的加热效率为21%
11.(2025年武汉汉阳区四校联考九上期中,22) 某同学随家人户外露营时用酒精炉给的水加热,同时他绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在内完全燃烧了的酒精,水的比热容为,酒精的热值约为。求:
(1)酒精完全燃烧产生的热量;
(2)经过时间加热,水所吸收的热量;
(3)酒精炉烧水时的热效率;
(4)若改用煤气来加热这些水,需要完全燃烧煤气的质量。(煤气的热值为,假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收)
12.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示,已知水的比热容是c水 = 4.2×103J/(kg·℃),那么请问:
(1)你如何判断a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象?
(2)加热满2min时,水吸收了多少热量?
(3)试求出沙子的比热容。(结果保留整数)
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