2021-2022年九年级物理(上)同步课时作业训练(人教版)
13.3 比热容
一、单选题(本大题共14小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热,加热过程中,温度随时间变化的图像如图所示,从图中看出( )
A.液体A的比热容大 B.两种液体的比热容相等
C.液体B的比热容大 D.无法比较
2.如图是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的甲.乙两种液体,用相同的装置加热。实验记录的数据如下表。下列说法中正确的是( )
时间t/min
0
1
2
3
4
5
甲的温度/℃
20
22
24
26
28
30
乙的温度/℃
20
25
30
35
40
45
A.组装器材时,应先固定上面的铁圈B的高度
B.加热相同的时间,乙液体吸收的热量更多
C.分析表格中数据可知:质量相同的甲和乙升高相同的温度,吸收热量较多是乙
D.若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,甲冷却效果更好
3.经常下厨的小关发现。同时用相同的燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油。油的温度总是升高得快些。这是因为( )
A.水的比热容小,吸热后温度升高得快
B.油的比热容小,吸热后温度升高得快
C.在相同的时间内,水吸收的热量较多
D.在相同的时间内,油吸收的热量较多
4.在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时向稻田里多灌些水,这是因为水的( )
A.密度大 B.比热大 C.传热本领差 D.温度高于地面温度
5.小明根据下表所提供的数据得出了四个结论,其中正确的是( )
几种物质的比热容J/(kg?℃)
水
4.2×103
水银
0.14×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.同种物质发生物态变化后,比热容不变
C.由于水的比热容大,白天海水温度比沙滩高
D.2kg 的水温度升高 50℃,吸收的热量是 4.2×105J
6.夏天长时间放置在室内的甲、乙两个物体,甲的比热容大,乙的质量小,把它们同时放入同一个冰箱内冷却,经过一段时间温度稳定后( )
A.甲物体放出的热量多; B.乙物体放出的热量多;
C.甲、乙物体放出的热量一样多; D.以上情况都有可能
7.某实验小组利用酒精对容器中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”图像,由图像可知( )
A.冰在熔化过程中温度保持不变,内能不变
B.在BC段,容器中物质吸收的热量是1.68×105J
C.冰在熔化前内能增加4.2×104J
D.水升温比冰慢,说明水的比热容比冰小
8.初温相同的甲、乙两球,它们的质量和比热容分别为m甲、m乙、c甲、c乙,它们吸收相同的热量后,乙球可把热量传给甲球,则下列情况中不可能的是( )
A.m甲>m乙,c甲c乙
C.m甲m乙,c甲>c乙
9.如图,在比较酒精和水比热容大小的实验中,用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热,得到图乙的温度随时间变化的图线。下列说法正确的是( )
A.从图线可知水的比热容比酒精的小
B.质量相同的不同种物质,加热相同时间,吸收热量不同
C.用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量
D.从图线可知质量相同的不同种物质升高相同的温度,吸收的热量相同
10.2020年12月17日2时,嫦娥5号凯旋归来,圆满实现了中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。如图甲所示,嫦5在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后,假如用质量均为1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验,如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像,若它们在相同的时间内放出的热量相等,已知c甲=2.1×103J/(kg·℃),?下列说法正确的是( )
A.机械臂在钻掘时,主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B.因月表没有空气阻力,嫦娥5号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C.lg地岩甲在20min内放出的热量为6.3×104J
D.月岩乙的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
11.夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是( )
A. B.C. D.
12.如果水的密度、沸点、熔点、比热容等性质发生变化,日常生活现象将发生意想不到变化,下列说法中错误的是( )
A.如果水的密度变得与水银一样大,那么地上的人、石头、铁块都可以在水面上漂浮
B.如果水的沸点升高到120℃,那么煮熟、煮烂食物变得更容易些
C.如果水的比热容比酒精还小,那么其他条件相同时将水烧开所用的时间会更长
D.如果水的熔点降低到-150℃,那么地面上所有的冰山将不会存在
13.甲、乙两个质量相同,材质不同的金属块,甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触,热量从乙传递到甲。若放出相同的热量后相互接触,则下列说法正确的是( )
A.甲比热容小,热量从甲传递到乙 B.乙比热容小,热量从甲传递到乙
C.甲比热容小,热量从乙传递到甲 D.乙比热容小,热量从乙传递到甲
14.质量和初温相等的甲、乙两物体,先将甲放入一杯水里,热平衡后使水的温度上升了△t;将甲取出再将乙放入水里,热平衡后水的温度又上升了△t,则c甲、c乙( )
A.c甲>c乙 B.c甲=c乙 C.c甲<c乙 D.无法判断
二、填空题(本大题共5小题)
15.水沸腾时如果继续吸热,则温度______;灶上的锅中装有2kg初温30℃的水,当水吸收了7.56×105J的热量后,水温升高了______℃(当地为标准大气压)。
16.如图所示是用石子加热烤肠的情景,与传统炭火烧烤方式比,该方式更健康、更______(炭做燃料要消耗木材,炭火烧烤产生大量烟尘等);该方式供热时间可以更长、受热更均匀(因为石子的比热容比铁______,石子的储温能力更强);该方式与传统炭火烧烤方式一样,都是用______的方法增大烤肠内能。
17.下表是一些物质的比热容[J/(kg·℃)]。
水
4.2×103
铝
0.88×103
煤油 冰
2.1×103
干泥土
0.84×103
沙石
0.92×103
铜
0.39×103
根据表中数据可以得出,物质的比热容与物质的状态___________(填“有关”或“无关”);一桶水的比热容___________(填“大于”“小于”或“等于”)一杯水的比热容;质量相等的铝块和铜块吸收相等的热量,铜块温度的变化___________(填“大于”“小于”或“相等”)铝块温度的变化;在受太阳光照射的条件相同时,干泥土比湿泥土升温___________(填“慢”或“快”)。
18.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,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/(kgfalse℃),这种液体在0?15min内放出的热量为___________J。
19.汽车发动机一般用水来冷却,这是利用了水的___________较大的特性。质量均为2kg的水和酒精,升高相同的温度,它们吸收的热量之比Q水∶Q酒精=___________。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)]
三、解答题(本大题共3小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程)
20.小明与小芳在探究泡沫塑料和棉絮的保温性能,两人在进行如下实验:
(1)在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度_____(选填“相同”或“不同”)的泡沫塑料和棉絮;
(2)在烧瓶中同时注入质量_____(选填“相同”或“不同”)的水,应注意保证水的_____相同;
(3)把烧瓶放于相同的环境下,利用_____和_____(选填实验仪器名称)测出不同时间的水温,得到如下表格;
时间(分)
0
10
20
30
40
泡沫塑料组水温(℃)
80
64
56
50
41
棉絮组水温(℃)
80
56
43
32
28
(4)小明分析实验数据,水的初始温度是_____℃;从计时开始40分钟,泡沫塑料组的水温降低了___℃,棉絮组的水温降低了_____℃,由此可以得出结论是:_____;
(5)小芳认为小明通过一次实验得出实验结论,说服力还不够,要提高实验结论的可信度,还应该怎么做?_____。
21.宁宁用电热水壶烧开水,已知电热水壶内装有质量1kg、初温为20℃的水,求:
(1)该电热水壶所装水的体积;
(2)水加热到100℃需要吸收的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg?℃)]。
22.用电磁炉烧水时,已知该电磁炉每分钟能提供9×104J的热量,壶的容积为2.5L。求:
(1)壶中装满水后,水的质量是多大?
(2)在壶中装满25℃的水,用这种电磁炉给水加热9min20s,壶中水的温度将升高多少?[不计热量损失,当时大气压为1个标准大气压,c水=4.2×103J/(kg·℃)]
参考答案
1.C
【解析】根据false可知,质量相同时,吸收相同的热量,比热容大的,温度升高的较少,比热容小的,温度升高的多。根据题意,两种液体质量相等,使用完全相同的电加热器加热两分钟,两种液体吸收的热量相等,从图像中可以看出,A液体温度升高的较多,液体B的较少,所以液体A的比热容较小,B的比热容较大。
故选C。
2.D
【解析】A.因为在实验中需要用酒精灯的外焰加热,所以应从下向上固定实验器材的位置,先固定铁圈A,故A错误;
B.用相同的装置加热,加热相同的时间,甲乙液体吸收的热量相同,故B错误;
C.分析表格中数据可知:质量相同的甲和乙升高相同的温度,甲的加热时间长,甲吸收热量较多,故C错误;
D.通过表格数据知:质量相同的甲乙两种液体,加热相同时间,吸收相同的热量,甲的温度升高的小,甲的吸热本领强,甲的比热容大于乙的比热容,所以甲液体适合做汽车发动机的冷却剂,故D正确。
故选D。
3.B
【解析】AB.质量相等、初温相同的水和食用油,相同时间内吸收的热量相同,因为水的比热容大于食用油的比热容,根据false知,油的温度升高得快些,故A不符合题意,B符合题意;
CD.用相同的燃气灶加热,相同时间内水和食用油吸收的热量相同,故CD不符合题意。
故选B。
4.B
【解析】水的比热容大,故其吸(放)热本领越大,所以用水来散热和降温;傍晚时向稻田里多灌水,是利用了水的比热容大,在放出相同热量的情况下,水的温度降低的少,可防止秧苗被冻坏,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
5.D
【解析】A.由表格数据知,水银的比热容比砂石小,那么液体的比热容不一定比固体的大,故A错误;
B.水结成冰后比热容变小,那么同种物质发生物态变化后,比热容是变化的,故B错误;
C.由于水的比热容大,白天吸收相同的热量后,温度变化小,故海水温度比沙滩低,故C错误;
D. 2kg 的水温度升高 50℃,吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×50℃=4.2×105J
故D正确。
故选D。
6.A
【解析】物体放热,由Q放=cmΔt可以知道,物体质量越大,比热容越大,温差越大,物体放出的热量就越大。甲、乙两个物体,甲的比热容大,乙的质量小,把它们同时放入同一个冰箱内冷却,经过一段时间温度稳定后,温差相同,则甲物体放出的热量多,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
7.B
【解析】A.冰在熔化过程中,吸收热量、内能增加,但温度保持不变,A不符合题意;
C.冰的质量为0.5kg,温度变化20℃,AB阶段5min物质吸收的热量
false
故C不符合题意;
B.因为相同时间内吸收的热量相同,BC阶段经历了40分钟,共8个5min,共吸收的热量
false=1.68×105J
故B符合题意;
D.冰和水在相同时间内吸热相同,由图可知,冰在前5min内温度升高了20℃,水在后10min内升高了20℃,可见升高相同的温度,水吸热多;质量不变,吸收相同的热量,水温度变化慢,说明水的比热容比冰的比热容大,D不符合题意。
故选B。
8.C
【解析】因初温相同的甲、乙两球吸收相同的热量后,乙球可把热量传给甲球,所以乙球的末温大于甲球的末温,因两球的初温相同,所以乙球的温度变化量较大,由Q吸=cmΔt可得
c甲m甲>c乙m乙
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
9.C
【解析】A.由图线知,开始计时时,酒精和水的温度相同,加热20s,酒精的温度为40℃,而水的温度低于40℃,即加热相同时间,吸收相同热量时,水升温慢,所以水的比热容大于酒精的比热容。故A错误;
B.质量相同的不同种物质,在用相同热源加热相同时间,吸收的热量相同,因为热源放出的热量相同,故B错误;
C.用同一盏酒精灯对两个试管同时加热,能使酒精和水吸收的热量相同,故C正确;
D.从图线知,质量相同的水和酒精在沸腾前,升高相同温度时,水所需的时间长,则水需要吸收的热量多,故D错误。
故选C。
10.D
【解析】A.机械臂在钻掘时,钻头与月壤之间互相摩擦时,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变物体内能,故A错误;
B.嫦娥5号火箭发动机存在热损失及克服部件之间的摩擦力做功,所以不可以把内能全部转化为机械能,故B错误;
C.lg地岩甲在20min内放出的热量为
false
故C错误;
D.月岩乙在20min内放出的热量与地岩甲相同,根据false可得,月岩乙的比热容为
false
故D正确。
故选D。
11.A
【解析】夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,海水比热容较大,吸收热量后,温度上升得慢,温度较低,陆地温度较高,热空气上升,风从海面吹向陆地,使空气循环流动,故选A。
12.C
【解析】A.水的密度变得和水银一样,人、石头、铁块的密度小于水的密度,人、石头、铁块都会漂浮在水面上,故A选项说法正确,不符合题意;
B.如果水的沸点升高到120℃,食物在高温下容易被煮烂,故B选项说法正确,不符合题意;
C.水和酒精的质量相同,升高相同的温度,由于水的比热变得比酒精小,根据
false
可知水吸收的热量会变少,把水烧开需要的时间会缩短,故C选项说法错误,符合题意;
D.地球上最低气温大约是-88℃,如果冰的熔点降低到零下150℃,那么地面上的冰山将不会存在,故D选项说法正确,不符合题意。
故选C。
13.B
【解析】因甲、乙两个质量相同,材质不同的金属块,甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触,热量从乙传递到甲,说明乙的末温比甲的末大,则乙升高的温度比甲升高的大,即
false
根据false可知,当吸收的热量和质量相同时,比热容与升高的温度成反比,故
false
若放出相同的热量后,由false可知,甲下降的温度比乙下降的温度小,又因甲的初温比乙的初温高,故甲的末温比乙末温高,即
false
故热量从甲传递到乙。
故选B。
14.C
【解析】设甲、乙两个物体的质量和初温分别为m0和t0,设冷水的质量和初温为m1和t1,甲、乙比热容为c1和c2,水的比热容为c水。则由甲放入冷水中,水温升高△t可知有
false
false
又因为false,则
false①
又知乙再放入此杯水中,热平衡后水温又升高了△t,则有
false②
由①②得
false
求得
false
即乙的比热容较大,也就是c甲<c乙。
故选C。
15.不变 false
【解析】[1]水沸腾时如果继续吸热,温度保持在沸点不变。
[2]水温升高了
false
但是水沸腾的温度为100℃,故水的温度只能到达100℃,水温升高了
false
故水温升高了false。
16.环保 大 热传递
【解析】[1]用传统炭火烧烤时,会消耗燃料,释放出有害气体,会污染环境;用石子加热烤肠时,不会污染环境,是环保的加热方式。
[2]由题意可知,利用这种石头来制熟烤肠,这主要是利用了石头的比热容比铁的比热容大,在同样放热的情况下,其温度降低比较慢,且散热比较均匀的特点。
[3]加热烤肠时,烤肠从石子上吸收热量,是通过热传递的方式改变烤肠的内能的。
17.有关 等于 大于 快
【解析】[1]由表格中的数据知道,水和冰是水的两种状态,比热容并不相同,所以说物质的比热容与物质的状态有关。
[2]比热容是物质本身的一种特性,与物质的种类有关,与物质的质量无关,所以一桶水的比热容与一杯水的比热容相同。
[3]由表格中的数据知道,c铜<c铝,质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量,由△t=false可知,比热容小的物质,温度变化较大,所以铜块温度变化大于铝块温度变化。
[4]在受太阳光照射的条件相同时,由于干泥土比湿泥土的比热容较小,所以,吸收或放出相同的热量,干泥土比湿泥土升温快。
18.甲 2.1×103 4.2×104
【解析】[1][2]在质量相等时,水和另一种液体相同时间放热相同,水的比热容较大,温度差小,则甲是水。根据第15min时放热相同,结合温度差计算液体的比热容为
false
[3]根据水的质量、比热容和温度差计算另一种液体在0?15min内放出的热量为
false
19.比热容 7∶4
【解析】[1]因为水的比热容较大,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,所以汽车发动机用水来冷却。
[2]由题意可知,m水=m酒精,false,水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),酒精的比热容c酒精=2.4×103J/(kg·℃),根据比热容的公式false可知,水和酒精吸收的热量之比是
false
水和酒精吸收的热量之比是7∶4。
20.相同 质量 初温 温度计 秒表 80 39 52 在这两种材料中,保温效果比较好的是泡沫塑料 在相同的条件下重复该实验
【解析】(1)[1]在两个完全相同的烧瓶外分别包裹大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮。
(2)[2][3]由放出热量的公式:Q=cmΔt知,保持烧瓶相同、环境温度相同,水的质量相同,还需要保持水的初温相同。
(3)[4][5]测量温度的仪器是温度计,测量时间的仪器是秒表。
(4)[6][7][8][9]表中所示水的初始温度是80℃;从计时开始40分钟,泡沫塑料组的水温是41℃,降低了39℃;棉絮组的水温降低了80℃?28℃=52℃;由此可以得出结论是:在这两种材料中,保温效果比较好的是泡沫塑料,所以说相同时间内,泡沫塑料包降低的温度低,所以,泡沫塑料的保温性能比较好。
(5)[10]通过一次实验得出实验结论,说服力还不够。要提高实验结论的可信度,还应该在相同的条件下重复该实验。
21.(1)1×10-3m3;(2)3.36×105J
【解析】解:(1)由false可得,水的体积为
false
(2)水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(100℃-20℃)=3.36×105J
答:(1)该电热水壶所装水的体积为1×10-3m3;
(2)水加热到100℃需要吸收的热量为3.36×105J。
22.(1)2.5kg (2) 75℃
【解析】(1)水壶的容积
V=2.5L=2.5×10-3m3
由false得
false
(2)电磁炉对水加热的时间
false
电磁炉提供的热量
false
不计热量损失,电磁炉提供的热量完全被水吸收,壶中水的温度升高的度数为
false
由于水的初温为25℃,则水的末温为
false
因当时大气压为1个标准大气压,水的沸点为100℃,故水的温度只能升高75℃。