【人教九上物理学霸同步作业】13章第3节 第2课时 比热容的应用及热量的计算（附解析）

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第2课时　比热容的应用及热量的计算
　　　　　　　　　　
　　　　
　　　
题组1　比热容的应用　　　　　　　
1.[2020·莱芜]
图13-3-7是2020年3月23日-25日济南和青岛两地的气象信息。由图可知:沿海城市青岛的昼夜温差较小,而内陆城市济南的昼夜温差却较大。这主要是因为(　　)
图13-3-7
A.海水的温度比沙石的温度低
B.海水吸收热量比沙石吸收热量多
C.海水的内能比沙石的内能多
D.海水的比热容比沙石的比热容大
2.[2020·福建]
用冷水冷却汽车发动机,主要是利用水的
(　　)
A.比热容大
B.密度大
C.凝固点低
D.沸点高
3.中山是珠三角的鱼米之乡,初春时昼夜温差大,培育水稻秧苗时,为了不使秧苗冻伤,下列做法正确的是
(　　)
A.早晨多灌水,傍晚多排水
B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水
D.早晨和傍晚都不要灌水
4.下列实例中,不是利用水的比热容较大这一特性的是
(　　)
A.冬天,在北方许多地方都要把室外自来水管中的水放掉
B.烈日当空,在海边玩耍,会发现沙子烫脚,海水却是凉凉的
C.我国北方楼房中的“暖气”采用水作为介质来循环供暖
D.生物体内水的比例很高,有助于调节自身的温度
5.建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔(如图13-3-8所示),钻孔时钻头发热是由于克服摩擦力　　　　使钻头的内能增加了,在钻孔过程中不断地往钻头上注水,利用了水的比热容较　　　　的特点,能吸收较多的热量,使钻头的温度降低,从而避免钻头被烧坏。
图13-3-8?
6.初冬的一场雨过后,小明发现小区的喷水池金属部件上结满了冰,而池中的水依然是微波荡漾。产生这一现象的原因是:金属的比热容比水的比热容　　　　,放出相同的热量,　　　　(选填“金属”或“水”)下降的温度多,因此水在上面凝固成了冰。?
题后反思
　　水的比热容较大的应用
题组2　热量的计算　　　　　　　
7.[2020·济宁]
将刚烧开的2
L热水倒入保温瓶中,两天后小明估测水温约为50
℃,则热水的质量为　　　　kg,保温瓶散失的热量约为　　　　J。(气压为标准大气压)?
8.质量和初温相同的甲、乙两种液体,经同一加热器加热相同的时间后,甲的温度大于乙的温度,则甲液体的比热容　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。如果乙液体的质量为1
kg,初温为20
℃,加热一段时间后温度升高到50
℃,吸收的热量为1.26×105
J,则乙液体的比热容为　　　　J/(kg·℃)。?
9.为了取暖,每天需要给房间供热4.2×107
J。若流进房间散热器的水温度是60
℃,流出的水温度是56
℃,则每天需要　　　　kg的水流经散热器。[水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)]?
10.学过比热容后,小方为了测量炉温,设计了一个方案,将100
g的铁块放到火炉内加热到与炉温相同时取出,并立即放入250
g、温度为20
℃的水中,致使水温最后升高到60
℃(不计热损失),请计算炉温为　　　　℃。[c水=4.2×103
J/(kg·℃),c铁=0.46×103
J/(kg·℃),计算结果取整数]?
11.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),图13-3-9是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是
(　　)
图13-3-9
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.加热相同的时间,B吸收的热量比A吸收的热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
12.有三个金属块,它们的质量相同,比热容之比c甲∶c乙∶c丙=3∶4∶5,让它们吸收相同的热量后,升高的温度之比为
(　　)
A.3∶4∶5
B.5∶4∶3
C.∶∶
D.20∶15∶12
13.初温为20
℃、质量为1
kg的水吸收4.2×105
J的热量后,末温不可能是[c水=4.2×103
J/(kg·℃)]
(　　)
A.80
℃
B.100
℃
C.120
℃
D.130
℃
14.[2020·呼和浩特]
某太阳能热水器水箱内有200
kg的水,水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃),求:
(1)在阳光照射下,水的温度升高了10
℃,水吸收的热量。
(2)天气原因,水箱内200
kg的水温度从90
℃降低到50
℃,和温度从30
℃升高到80
℃,放出的热量与吸收的热量之比。
15.冬天,吃早饭时妈妈要用60
℃的热水给小明加热250
g袋装牛奶,要使这袋牛奶的温度由10
℃最终升高到50
℃,不计热量损失,已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃),牛奶的比热容为2.1×103
J/(kg·℃),求:
(1)牛奶需要吸收多少焦热量。
(2)妈妈至少要用60
℃的热水多少千克。
16.图13-3-10甲是小丽探究“冰的熔化规律”的实验装置。实验时,她先将碎冰和温度计正确放入试管内,再将试管放入大烧杯的水中加热,观察冰熔化过程中温度变化的情况。她根据记录数据,绘制成如图乙所示的温度随时间变化的图象。已知水的比热容是4.2×103
J/(kg·℃),在对100
g冰加热的前4
min内冰吸热　　　　J(忽略水的汽化,假设没有热损失),冰的比热容是　　　　J/(kg·℃)。?
图13-3-10
17.甲、乙两种金属的比热容分别为c1、c2,由质量相等的甲、乙两种金属组合成的合金的比热容是
(　　)
A.c1+c2　
B.c1-c2　
C.　
D.
18.[2020·杭州]
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13-3-11中箭头表示空气流动方向)合理的是
(　　)
图13-3-11
典题讲评与答案详析
第2课时　比热容的应用及热量的计算
1.D　[解析]
沿海地区水多,内陆地区水少、沙石多,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜的温差小,所以沿海城市青岛的昼夜温差较小,而济南的昼夜温差较大,故D正确。
2.A　
3.B　[解析]
水的比热容较大,故其吸(放)热本领强。初春昼夜温差大,为了不使秧苗冻伤,早晨需排水,太阳出来后秧田温度上升快;傍晚需灌水,水温下降时放热多,秧田温度下降慢。
4.A　[解析]
在北方许多地方都要把室外的自来水管中的水放掉,是为了防止水凝固后将水管胀裂,与水的比热容无关,故A符合题意;因为沙子的比热容比海水的比热容小,在吸收相同热量时,相同质量的沙子比海水温度上升得快,所以在烈日当空的海边玩耍,会感到沙子烫脚,海水却凉凉的,故B不符合题意;冬天暖气设备用水作为介质来循环供暖,是因为水的比热容较大,在质量相同、降低相同的温度时,水放出的热量多,供热效果好,故C不符合题意;生物体内水的比例很大,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容较大的特点,故D不符合题意。
5.做功　大　[解析]
建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔,钻头打完孔后会发烫,是因为钻头和墙相互摩擦,机械能转化为内能,这是通过做功改变了钻头的内能;在质量和升高的温度相同时,水和其他物质比较,水的比热容较大,水吸收的热量多,故通过不断地往钻头上注水来降低钻头的温度,避免钻头被烧坏。
6.小　金属　
[解析]
金属的比热容比水的比热容小,放出相同的热量,金属温度降低得多,因此水在上面凝固成了冰。
7.2　4.2×105　
[解析]
水的体积V=2
L=2×10-3
m3,热水的质量为m=ρ水V=1.0×103
kg/m3×2×10-3
m3=2
kg。保温瓶散失的热量约为Q放=cm(t-t0)=4.2×103
J/(kg·℃)×2
kg×(100
℃-50
℃)=4.2×105
J。
8.小于　4.2×103
[解析]
(1)由题可知,用同一加热器加热相同时间,两种液体吸收的热量相同,甲升高的温度大于乙升高的温度。根据Q=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,甲的比热容小,乙的比热容大。
(2)由Q吸=cm(t-t0)得,乙液体的比热容:
c===4.2×103
J/(kg·℃)。
9.2500
[解析]
m水===2500
kg。
10.973　[解析]
水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t水)=4.2×103
J/(kg·℃)×0.25
kg×(60
℃-20
℃)=4.2×104
J;因为Q吸=Q放;铁块变化的温度:Δt铁===913
℃。炉内温度:t炉=t铁初=t铁末+Δt铁=60
℃+913
℃=973
℃。
11.A　[解析]
在时间t内,A、B吸收的热量相同,A的温度变化量ΔtA=20
℃,B的温度变化量ΔtB=40
℃,A、B的质量相同,由Q=cmΔt得c=,则cA∶cB=ΔtB∶ΔtA=2∶1,故A正确,B错误;由题可知,加热相同的时间,A、B两液体吸收的热量相同,故C错误;由图可知,A、B升高相同的温度,加热A的时间长,A吸收的热量多,故D错误。
12.D　[解析]
已知m甲=m乙=m丙,c甲∶c乙∶c丙=3∶4∶5,Q甲=Q乙=Q丙,由热量的公式Q=cmΔt得Δt=,代入已知数据,Δt甲∶Δt乙∶Δt丙=:∶=∶∶=20∶15∶12。
13.D　[解析]
吸热后水升高的温度为Δt===100
℃。水的末温为t=Δt+t0=100
℃+20
℃=120
℃。若气压小于标准大气压,水在80
℃可能会沸腾,水温可能为80
℃,故A正确。若气压为标准大气压,水在100
℃时就会沸腾,温度不再升高,故B正确。虽然水沸腾时达到沸点,继续吸热温度不变,但液体的沸点会随气压的增大而升高,在气压高于标准大气压时,水的温度可以达到120
℃,故C正确。水的质量、初温一定,吸收4.2×105
J的热量后温度不可能达到130
℃,故D错误。
14.(1)水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103
J/(kg·℃)×200
kg×10
℃=8.4×106
J。
(2)水降低温度放出的热量与升高温度吸收的热量之比:Q放∶Q吸=cm(t0降-t降)∶cm(t升-t0升)=(t0降-t降)∶(t升-t0升)=(90
℃-50
℃)∶(80
℃-30
℃)=4∶5。
15.(1)牛奶吸收的热量:
Q吸=c奶m奶(t-t01)=2.1×103
J/(kg·℃)×0.25
kg×(50
℃-10
℃)=2.1×104
J。
(2)Q放=Q吸=2.1×104
J,c水m水(t02-t)=Q放,
则m水==
=0.5
kg。
16.2.1×103　2.1×103
[解析]
忽略水的汽化,熔化前后质量不变,水的质量m水=m冰=100
g=0.1
kg,水在10~14
min(4
min)时间内温度升高了Δt水=5
℃,水吸收的热量:Q吸水=c水m水Δt水=4.2×103
J/(kg·℃)×0.1
kg×5
℃=2.1×103
J。
假设没有热损失,在相同的时间内酒精灯提供的热量相同,则在对100
g冰加热的前4
min内,冰的吸热量等于在10~14
min内水吸收的热量,即Q吸冰=Q吸水=2.1×103
J;根据图象可知,这两段时间内冰升高的温度为10
℃,水升高的温度为5
℃,则在质量、吸收热量相等的条件可知,冰的比热容是水的一半,为2.1×103
J/(kg·℃)。
17.C　[解析]
设两种金属的质量均为m,升高的温度均为Δt,则吸收的热量分别为Q1=c1mΔt,Q2=c2mΔt;
设合金的比热容为c,合金的温度升高Δt时所吸收的热量:Q=Q1+Q2=c1mΔt+c2mΔt=c×2mΔt,则合金的比热容:c===。
一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比,叫做这种物质的比热容。由此可知,比热容在数值上等于单位质量的某种物质,温度升高1
℃时所吸收的热量。这就给出了一种运算思路,借助这个思路,就可以对合金的比热容进行推导求解。
18.A　[解析]
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升慢,陆地温度上升快,陆地上方热空气上升,空气从海洋吹向陆地,形成海风,高空的空气从陆地吹向海洋,故图A正确。
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精品试卷·第
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