2021-2022学年沪科版九年级全一册13.2科学探究：物质的比热容跟踪训练（含解析）

2021-2022学年沪科版九年级全一册
13.2科学探究：物质的比热容跟踪训练
一、填空题
1．某物质的熔化图像如图，该种物质在吸收了相等热量之后，固体状态时比液体状态时升温_______（填“快”或“慢”）。说明该种物质固体状态时的比热容较液体状态时的________（填“大”“小”或“相同”）。
2．用两个相同热源分别给质量都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系的图像如图。由图像可知，甲液体的比热容与乙液体的比热容的之比为______。如果乙液体是水，那么质量为500g，初温为20℃的乙液体吸收1.89×105J的热量，乙液体的温度升高了______℃（气压为一个标准大气压）。
3．将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃，水吸收了______J的热量[c水＝4.2×103J/（kg?℃）]。
4．用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系图像如图所示，若乙的比热容为，则甲的比热容为___________。
5．用稳定的热源给一个固体均匀加热，若不考虑有热量损失，得到它的熔化图像如图所示，从图像中可以判断物体在AB段温度变化比CD段______（选填“快”或“慢”）；那么该物体在固体时的吸热本领比液态时的吸热本领______（选填“强”或“弱”）；若该物体在AB段吸收的热量是6×104J，则物体在熔化BC阶段吸收的热量为______J；该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比为______。
6．水的比热容为c水=4.2×103J/（kg?℃），其物理意义是1kg的水温度升高1℃，需要吸收的热量为______J。______kg的水温度由20℃升高到25℃，水吸收的热量为1.05×105J。
二、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）
7．关于热学知识，下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定会升高
B．实验室用温度计是根据液体热缩冷涨的原理制成的
C．因为水的比热容比较大，所以比较适合做冷却剂
D．物体的运动速度越大，物体的内能就越大
8．两个质量不等的金属块，放出了相同热量，降低了相同温度，则（　　）
A．质量小的金属块比热容小
B．质量小的金属块比热容大
C．两金属块比热容相同
D．无法确定两金属块的比热容大小
9．下表中为几种物质的比热容，下列结论正确的是（　　）
几种物质的比热容/[J?(kg?℃)-1]
水
4.2×103
铁
0.46×103
酒精
2.4×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
干泥土
0.54×103
冰
2.1×103
水银
0.14×103
A．不同物质的比热容一定不同
B．比热容与物质的质量无关，一杯水与一桶水的比热容相等
C．液体的比热容一定比固体的比热容大
D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关
10．质量、初温都相同的铜块和铝块，放出相同的热量后再相互接触（c铜A．内能从铜块传向铝块
B．内能从铝块传向铜块
C．温度从铜块传向铝块
D．无法判断热量的传递
11．质量相等的甲、乙两个物体，若它们的比热容之比为2:1，吸收的热量之比为1:2，则甲、乙两个物体升高的温度之比为（　　）
A．2:1
B．1:2
C．4:1
D．1:4
12．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）加热如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（　　）
A．都加热时间t，B吸收热量比A吸收热量多
B．A和B升高相同的温度，B吸收热量较多
C．A的比热容与B的比热容之比为2:1
D．A的比热容与B的比热容之比为2:3
13．小叶同学用酒精灯对冰块加热，研究冰的熔化现象。如图所示，甲、乙两条图线中的一条是他依据实验数据绘制而成。已知m冰=0.1kg，c水=4.2×103/（kg?℃），c冰=2.1×103
J/（kg?℃）。下列分析正确的是（　　）
A．小叶绘制的是乙图线
B．0～1min内冰块吸收的热量为2.1×103
J
C．1～3min内温度不变，说明冰块没有吸收热量
D．冰在熔化过程中持续了5min，质量保持不变
14．在标准大气压下，若壶里的水从20℃加热至沸腾吸收的热量是1.68×105J，则壶里水的质量为（　　）[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
A．0.4kg
B．0.5kg
C．1kg
D．2kg
15．如图所示是“比较食用油和水的吸热能力”的实验装置图。下列说法正确的是（　　）
A．用相同的酒精灯加热相同的时间，水吸收的热量多些
B．用相同的酒精灯加热相同的时间，食用油升高的温度更高
C．实验中分别取相同体积的食用油和水
D．实验中，食用油吸热升温较快，说明食用油吸热能力较强
16．甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水，另有A、B两个金属球，其质量和初温也都相同，且都比水的温度高。现将A、B两球分别浸没在甲、乙两杯水中，水无溢出，热平衡后甲杯水温升高了，乙杯水温升高了，不计热量损失，则（　　）
A．A球比热容大于B球比热容
B．A球比热容小于B球比热容
C．A球降低的温度更大些
D．A球放出的热量更少些
17．如图，在试管里装些水，用橡皮塞塞住管口，用酒精灯给试管里的水加热，一段时间后橡皮塞被冲开，下列说法正确的是（　　）
A．橡皮塞被冲开后，管口出现的“白气”是水沸腾形成的水蒸气
B．酒精灯中酒精的质量在减小，酒精的比热容不变
C．试管中水的内能是通过做功的方式改变的
D．橡皮塞被冲开时酒精的内能转化为塞子的机械能
18．如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（　　）
A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
三、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
19．铜、铅的比热容之比是3:1，质量和初始温度都相同的一铜块和一铅块，若它们吸收相同的热量，则（　　）
A．升高温度之比为1:3
B．升高温度之比为3:1
C．两金属块接触后，热量从铜传向铅
D．两金属块接触后，热量从铅传向铜
20．如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有和的纯净水，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水温与加热时间的关系图像A和B不计热量损失）。则下列说法不正确的是（　　）
A．乙杯中水每分钟吸收的热量为
B．加热时间相同，甲、乙两杯水升高的温度之比为
C．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为
D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比是
21．根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容
水
冰
酒精
砂石
煤油
铝
水银
铜
A．液体的比热容一定都比固体的大
B．同一物质发生物态变化后，比热容不变
C．质量相等的砂石和水，吸收相等的热量，砂石升高的温度较大
D．质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝块放出的热量较多
22．用两个相同的酒精灯分别对、两液体加热（如图甲），根据测得数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图象（如图乙），在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，若不计热量散失，分别用、、、表示两种液体的质量和比热容，则结合图甲和图乙中的信息，作出的推断正确的是（　　）
A．若，则
B．若，
则
C．若，则
D．若，则
四、实验探究题
23．某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中，将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，用两个相同的酒精灯加热，每隔2min记录一次温度。
（1）图甲是这名同学的实验装置，其中有一处明显错误，请指出错误之处：________。
（2）纠正错误后继续实验，加热过程中某时刻水的温度如图乙所示，为_______℃。
（3）实验中用_________表示物质吸热的多少。
（4）某同学根据记录的实验数据，绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图象，由图像可知___________吸热能力强。已知水的比热容为，则煤油的比热容为________。
24．为了比较水和煤油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
　　　
（1）该实验中需要的测量工具有温度计和_________。
（2）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、________相同的水和煤油（ρ水>ρ煤油）。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内_________。水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质是___________。根据图乙可判断出b吸热能力较___________（选填“强”或“弱”）。
五、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
25．质量为0.5kg的水，吸收了8.4×104J的热量后，温度升高到60℃，求水原来的温度是多少℃。
26．质量为5千克的水，温度从10℃升高到20℃，[c水＝4.2×103焦/（千克?℃）]求：
（1）水变化的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q吸。
27．质量为2千克的铝块，温度从10℃升高到60℃。[c铝=0.9103焦/（千克·℃）]求：
（1）铝块升高的温度；
（2）铝块吸收的热量Q吸。
28．一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃（已知c水=4.2×103焦/（千克·℃）。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，求水的末温t末。
参考答案
1．快
小
【解析】
[1]由图可知，前2min内该物质在固态时温度升高了40℃，后4min内该物质在液态时温度升高了40℃，即后2min内该物质在液态时温度升高了20℃，所以在固态时温度比液态时上升得快。
[2]物质质量一定，因为在相同的时间内物质吸收的热量相同，而固态时的温度变化较大，由Q=cmΔt可知物质在固态时的比热容小于物质在液态时的比热容。
2．3∶7
80
【解析】
[1]两种液体的质量相同，取加热时间相同，即吸收的热量相同，由Q吸＝cmΔt可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度与比热容成反比，所以
c甲∶c乙＝Δt乙∶Δt甲＝(50℃﹣20℃)∶(90℃﹣20℃)＝3∶7
[2]由Q吸＝cmΔt可得，乙液体升高的温度
Δt＝＝＝90℃
此时水的末温为
t＝20℃+90℃＝110℃
因为在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，所以乙液体升高的温度
Δt′＝100℃﹣20℃＝80℃
3．8.4×106
【解析】
水吸收的热量
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×106J
4．
【解析】
根据图像可知，在0~90min的过程中，乙液体升高的温度为50℃，乙液体吸收的热量为
在0~90min的过程中，甲液体升高的温度为80℃，甲液体吸收的热量
根据题意甲乙的质量相等，吸收的热量相等，则有
解得
故甲的比热容为。
5．快
弱
【解析】
[1]由图知道，该物质在AB段2min温度上升了40℃，而在CD段4min温度上升了20℃，所以，该物质在熔化前AB段升温比熔化后CD段升温快。
[2]
物质熔化后，质量不变，在加热条件相同的情况下，该物质熔化后升温比熔化前升温缓慢，由知道，吸收相同的热量，温度变化会较小，这也说明液态时，其比热容变大，吸热能力更强了，即固态时吸热能力较弱。
[3]因为用稳定的热源给一个固体均匀加热，若该物体在AB段吸收的热量是6×104J，则物体在熔化BC阶段吸收的热量为
[4]根据题意知道，8-12min吸收的热量
由知道，该物体在固态时的比热容与液态时的比热容之比为
6．4.2×103J
5
【解析】
[1]比热容的物理含义是单位质量的某种物质，温度升高或者降低1℃时，所需吸收或者放出的热量。所以，水的比热容为c水=4.2×103J/（kg?℃），其物理意义是1kg的水温度升高1℃，需要吸收的热量为
4.2×103J。
[2]水的质量为
7．C
【解析】
A．物体吸收热量，温度不一定升高，例如晶体的熔化和液体的沸腾过程，故A错误；
B．根据液体热胀冷缩的性质认识，实验室用温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的，故B错误；
C．水的比热容最大，和其它物质比较，升高相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂，故C正确；
D．内能和机械能无必然联系，所以物体的运动速度越大，其机械能可能变大，但其内能不一定变大，故D错误。
故选C。
8．B
【解析】
由热传递过程中物体吸收（放出）的热量的公式可知，两个质量不同的金属块，放出相同热量，降低了相同温度时，则质量大的金属块比热容小，质量小的金属块比热容大。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9．B
【解析】
AC．由表格数据知，所列举的不同物质中，其比热容一般不同，但水和煤油的比热容相同，而液体的比热容一般比固体的大，但水银常温下是液体，其比热容却小于铁、铜等固体的，故AC错误；
BD．比热容是物质自身的性质，与物质的种类有关，还与物质的状态有关，譬如冰和水的比热容不同，但与物质的质量无关，所以一杯水和一桶水的比热容是相同的，故B正确，D错误。
故选B。
10．B
【解析】
由
得，质量、初温都相同的铜块和铝块，放出相同的热量后（c铜故选B。
11．D
【解析】
由Q吸=cmt可得，则甲、乙两个物体升高的温度之比
12．C
【解析】
A．两种质量相等、初始温度也相同的不同液体，分别用两只完全相同的酒精灯加热，相同的时间内吸收的热量相等，故A错误；
B．由图象可以看出，当升高的温度相同时，A的加热时间更长，说明A吸收的热量更多，故B错误；
CD．利用热量的计算公式Q=cmt可知，在质量相等、吸收的热量也相同时，A的温度升高20℃，B的温度升高40℃，由公式知，A与B的比热容之比为2
：1，故C正确；D错误。
故选C。
13．A
【解析】
A．由图可知，在内，冰吸收热量，温度升高了5℃；冰化成水后，质量不变，根据题意可知，水的比热容是冰的比热容的2倍，根据可知，水升高5℃所需的热量为冰升高5℃所需热量的2倍，即水升高5℃，所需的加热时间为2min，故乙图线是水的升温图像，故A正确；
B．由题意可知，该时间段内冰吸收的热量为
故B错误；
C．由图可知，冰在熔化的过程中，温度保持不变，为晶体，这个过程中，冰会吸收热量，内能增大，故C错误；
D．晶体熔化时质量不变，温度不变，因此熔化时间为
故D错误。
故选A。
14．B
【解析】
由题知水吸收热量Q=1.68×105J，1标准大气压下水的沸点是100℃，水的质量
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
15．B
【解析】
A．根据转换法，用相同的酒精灯加热相同的时间，水和食用油吸收的热量相同，故A错误；
B．水的比热容大，根据比较吸热能力的方法可知，用相同的酒精灯加热相同的时间，水升高的温度低，食用油升高的温度更高，故B正确；
C．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，因食用油和水的密度不同，根据密度公式可知，实验中食用油和水的体积不同，故C错误；
D．实验中，食用油吸热升温较快，说明食用油吸热能力较弱，故D错误。
故选B。
16．A
【解析】
D．甲、乙两个杯子中水的质量m相同，两球放入水中后，水吸收热量温度升高，甲杯的水温升高15C，乙杯中水温升高8°C，即△t甲>△t乙，水的比热c相同，不计热量损失，由Q=cm△t可知△Q甲吸△Q乙吸，因为△Q甲吸=△QA放，△Q乙吸=△QB放，所以△QA放>△QB放，即A球放出的热量更多，故D错误；
C．甲、乙水的初温相同，△t甲>△t乙，
则t甲>t乙，所以tA>tB，球的初温t初相同，所以
t初-tA即B球降低的温度更大些，故C错误；
AB．质量相同、初温t初相同的两球A和B，对于A有
△QA放=cAmA(t初-tA)
对于B有
△QB放=cBmB(tB-t初)
因为△QA放>△QB放，则有
cAmA(t初-tA)
cBmB(t初-tB)
又已知mA=mB，故cA>cB，故A正确，B错误。
故选A。
17．B
【解析】
A．管口出现的“白气”，是管内冒出的水蒸气遇冷液化成的小水珠；故A错误；
B．酒精质量减少，物质种类和状态不变，所以比热容不变；故B正确；
C．酒精灯加热试管中的水，水的温度升高，是通过热传递的方式增加内能的；故C错误；
D．水蒸气膨胀做功，将橡皮塞冲开，此时将水蒸气的内能转化为塞子的机械能；故D错误。
故选B。
18．D
【解析】
A．加热器相同，说明加热器相同的时间内释放的热量相同，加热时间相同，故吸收的热量是相同的，故A错误；
B．加热时间相同，吸收相同的时间内，a升温快，说明a的比热容比较小，故B错误；
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，a的比热容大，故C错误；
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，升温比较慢，故b的比热容大，故D正确。
故选D。
19．AD
【解析】
AB．据Q吸=cm?t知，吸收相同热量的质量相同的铜块和铅块升高的温度之比
故A符合题意，B不符合题意；
CD．铜块和铅块的初温相同，吸收相同热量后，铅块升高的温度高，即吸热后，铅块的温度高于铜块的温度，那么两金属块接触后，热量从铅块向铜块传递，故C不符合题意，D符合题意。
故选AD。
20．ACD
【解析】
A．根据图像可知，乙中的水3min内升高了20℃，则乙杯中水每分钟吸收的热量为
故A错误，A符合题意；
B．甲中的水加热2min，温度升高20℃，平均每分钟升高10℃，乙杯中水加热3min内升高了20℃，平均每分钟升高，则加热时间相同，甲、乙两杯水升高的温度之比为3：2，故B正确，B不符合题意；
C．甲中的水加热2min，温度升高20℃，平均每分钟吸收的热量为
甲、乙中的水吸收的热量即为加热器放出的热量，故甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为
故C错误，C符合题意；
D．将甲、乙两容器中的液体从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为
故D错误，D符合题意。
故选ACD。
21．CD
【解析】
A．由表格中数据知，水银为液态，几种固态物质的比热容都大于水银的比热容，故A错误；
B．水和冰是同一种物质的不同状态，它们的比热容不相同，故B错误；
C．根据，等质量的水和沙石，吸收的热量也相等的情况下，温度的变化量的大小与比热容成反比，故沙石的比热容小，温度变化量大，故C正确；
D．根据，质量相等的铜块和铝块，降低相同的温度，铝比热容大，放热多，故D正确。
故选CD。
22．BC
【解析】
根据在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，即可列出等式
从图像可以看出
那么可以得出
AC．若，则，故A错误，C正确；
BD．若，则，故B正确，D错误。
故选BC。
23．没有控制水和煤油的质量相同
27
加热时间的长度
水
2.1
【解析】
（1）[1]探究不同物质的吸热能力时，为控制无关变量，应使水和煤油的质量相同，而由图中可知，水和煤油的体积相同，而水与煤油的密度不同，故可知错误之处为没有控制水与煤油的质量相等。
（2）[2]由图乙可知，温度计的分度值为1℃，故可知此时水的温度为27℃；
（3）[3]实验中，相同时间内水和煤油吸收的热量相同，故用加热时间的长度表示物质吸热的多少。
（4）[4][5]由图丙可知，加热相同时间时，煤油的温度变化量大于水的温度变化量，故可知水的吸热能力更强；由图丙可知，温度变化量相同时，水吸收的热量是煤油吸收热量的两倍，故由可知
解得煤油的比热容为
24．秒表
质量
吸收的热量相同
水
弱
【解析】
（1）[1]因该实验中需要测量时间，故还需要的测量工具有秒表。
（2）[2][3][4][5]为了控制无关变量，应在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油。实验中选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相同时间内吸收的热量相等。由图乙可知，相同时间内，即吸收相同热量时，a物质的温度变化量较小，即a物质的比热容较大，故可知a物质为水。因吸收相同热量时b物质温度的变化量较大，故可知b物质的比热容较小，即b物质的吸热能力较弱。
25．20
【解析】
解：由Q吸=cmΔt可得，水升高的温度
Δt=
因为
Δt=t﹣t0
所以水原来的温度
t0=t﹣Δt=60℃﹣40℃=20℃
答：水原来的温度是20℃。
26．（1）10℃；（2）2.1×105J
【解析】
解：（1）水升高的温度
Δt＝t﹣t0＝20℃-10℃＝10℃
（2）水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×10℃＝2.1×105J
答：（1）水升高的温度为10℃；
（2）水吸收的热量为2.1×105J。
27．（1）50℃；（2）9×104J
【解析】
解：（1）铝块升高的温度
（2）铝块吸收的热量
Q吸=c铝mΔt=0.9×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=9104J
答：（1）铝块升高的温度是50℃；
（2）铝块吸收的热量是9×104J。
28．（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）90℃
【解析】
解：（1）水升高的温度为
Δt=70℃-20℃=50℃
（2）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水升高的温度为
水的末温为
t末=70℃+20℃=90℃
答：（1）水升高的温度为50℃；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水的末温为90℃。