粤沪版物理九年级上册同步练习：12.3　研究物质的比热容 第2课时　比热容的应用及热量计算（Word有答案）

第2课时　比热容的应用及热量计算
知识点 1　应用比热容解释现象
1.现在许多家庭采用了“水地暖”取暖。其原理是用不高于60 ℃的热水,在铺设于地板下的管道内循环流动,加热整个地板,通过地板以热传递方式向室内供热。利用热水为热媒,主要是因为水的(　　)
A.流动性强 B.沸点高
C.比热容较大 D.密度大
2.下列事例没有利用水的比热容较大的是 (　　)
A.在热水袋中装入热水 B.夏天中午洒水车洒水降温
C.初春夜晚要向秧苗田中灌水 D.城市建造人工湖来调节气温
3.某县在科学规划和城市建设中,大量增加水域面积,如图修建城南公园、水景公园等,是利用水的　　　　　　较大的特性,可以调节气温,营造“宜居城市”的舒适环境。
4.沿海地区昼夜之间的温差,与同纬度内陆地区昼夜之间的温差不同,如图示,列出的是某日同纬度的沿海某城市和内陆某城市的气温情况,请判断甲是　　　　(选填“沿海”或“内陆”)城市,你的依据是　 。
城市甲　晴　22~30 ℃
城市乙　晴　19~37 ℃
知识点 2　热量的计算
5.由c=判断,关于同一种物质的比热容c,下列说法中正确的是 (　　)
A.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
B.若质量增大一倍,则比热容减至一半
C.若加热前后的温度差增大一倍,则比热容增大一倍
D.物质的状态不变,无论质量多大,比热容都一样
6.将质量是0.5 kg的水加热,使它的温度从20 ℃升高到60 ℃,需要吸收的热量是[c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　)
A.4.2×104 J B.1.26×104 J
C.8.4×104 J D.8.4×107 J
7.质量为200 g的沙子,吸收9.2×103 J的热量后,温度从20 ℃升高到70 ℃,则沙子的比热容为　　　　　　　　。
8.甲、乙两种物质的比热容之比为3∶1,吸收相同的热量后,升高的温度之比是1∶5,则这两种物质的质量之比为　　　　。
9.完全燃烧7 kg干木柴可以放出　　　　J的热量,不计热量损失,这些热量可以使常温下1000 kg的水温度上升　　　　℃。[干木柴的热值为1.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
10.有一根烧红的铁钉,质量是3 g,放出1380 J的热量后,温度降低到50 ℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
11.初温相等的铁块,甲的质量是乙的2倍,使它们分别放出相同的热量后,让它们立即接触,则 (　　)
A.热量从甲传到乙
B.热量从乙传到甲
C.甲、乙之间没有热传递的发生
D.温度从甲传到乙
12.[2020·郴州] 质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后,甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知 (　　)
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.降低相同的温度,质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C.甲、乙两种液体相比较,乙液体更适合作冷却剂
D.甲物质的熔点高于乙物质的熔点
13.无论是白天还是夜晚,人们漫步在海滨会感到习习海风迎面吹拂,十分畅快。这样的风非常柔和,通常情况下,它白天从海上吹向陆地,夜晚从陆地吹向海上,气象上把这种风称为“海陆风”。运用学过的物理知识判断海陆风形成的原因是 (　　)
A.海上的风比陆地上的大
B.陆地和海水的比热容不同
C.无论白天还是夜晚,陆地的温度始终比海水的温度高
D.夜晚海面上的气温比陆地低
14.根据表格中的数据,判断下列说法中正确的是 (　　)
物质 铝 铁 铜 水 煤油
密度/ (kg·m-3) 2.7× 103 7.9× 103 8.9× 103 1.0× 103 0.8× 103
比热容/ [J·(kg·℃)-1] 0.88× 103 0.46× 103 0.39× 103 4.2× 103 2.1× 103
A.将质量和温度都相等的铜块和铝块放在足够大的同一冰面上,铜块熔化的冰会更多一些
B.用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后,发现水中的温度计示数较高
C.若煤油和水的体积之比为2∶1,吸收热量之比为12∶5,则升高温度之比为3∶1
D.加热质量相同的铜和铝,其吸收热量与升高温度的关系图像如图示,其中图线a表示的是铜
15.在炎热的夏天,小明和同学们利用星期天的休息时间来到某浴场,他们赤脚走在沙滩上,感觉沙滩很烫脚而进入海水中又觉得海水很凉,这主要是因为水的比热容　　　　砂石的比热容,当它们吸收相同的热量时,砂石升高的温度　　　　水升高的温度。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
16.[2020·安徽] 某同学家使用燃气热水器,平均每天需将100 kg的水从18 ℃加热到58 ℃。若天然气完全燃烧放出热量的70%被水吸收,则热水器平均每天消耗天然气　　　　m3。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.0×107 J/m3]
17.[2019·郴州] 用液化气灶烧水,把1.5 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃,需要吸收的热量为　　　　J。若上述过程中完全燃烧了0.021 kg液化气,且只有60%的热量被水吸收,则液化气的热值为　　　　J/kg。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
18.在1个标准大气压下,质量为1 kg、初温为80 ℃的水吸收1.26×105 J的热量后,其温度升高到　　　　℃,若这些热量被5 kg的铜块吸收,则铜块的温度将升高　　　　(保留一位小数)℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c铜=0.39×103 J/(kg·℃)]
19.用两个相同的加热器给质量相等的物质甲和水加热,它们的温度随时间变化的关系如图示,据此判断物质甲的比热容为　　　　J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),不计热量损失]
20.实验测得1 kg某物质熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物质在液态下的比热容c1=4.2×103 J/(kg·℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变。根据图像解答下列问题:
(1)该物质在第4 min时的内能　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)第8 min时的内能。
(2)求该物质在第10~14 min内吸收的热量。
(3)求该物质在固态下的比热容c2。
考|题|展|示
21.[2020·黄石] 可燃冰是一种新能源,它是水和天然气在高压、低温下形成的类似冰状结晶物质,主要成分是甲烷,我国可燃冰的开采技术处于世界领先水平,用燃气锅炉烧水时,将500 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃,共燃烧了0.1 m3的可燃冰,这个过程中水吸收的热量为
　　　　J,完全燃烧0.1 m3可燃冰放出的热量为　　　　J,燃气锅炉烧水时的效率为　　　　。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),可燃冰的热值q=6.0×109 J/m3]
1.C　2.B　3.比热容
4.沿海　沿海地区昼夜温差小
5.D　6.C　7.0.92×103 J/(kg·℃)
8.5∶3　9.8.4×107　20
10.根据Q放=cmΔt=cm(t0-t)可得,铁钉的初温:t0=+t=+50 ℃=1050 ℃。
11.A　 由Δt=可知,Q、c相同,甲的质量是乙的2倍,那么甲降低的温度就是乙的,又由于初温相等,则甲的末温比乙的高,热传递是热量从温度高的物体向温度低的物体传递,所以A正确。
12.C　 根据Q吸=cmΔt,甲、乙吸收的热量相同,质量相等,Δt甲>Δt乙,所以甲的比热容小于乙的比热容,故A错误;甲的比热容小于乙的比热容,根据Q放=cmΔt,降低相同的温度,质量相等,所以甲放出的热量小于乙放出的热量,故B错误;甲的比热容小于乙的比热容,说明乙的吸热本领强,用乙液体作冷却剂更合适,故C正确;比热容跟物质的熔点没有关系,根据比热容的关系不能判断出熔点高低,故D错误。
13.B　 因为水的比热容比泥土、砂石的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升少;陆地吸热后,温度上升快,热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海风。而夜晚,陆地和海水放出相同的热量,但水的比热容较大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆风。
14.C　 由表中数据可知,铜的比热容小于铝的比热容,放在足够大的同一冰面上,降低的温度相同,等质量的铜和铝,铝放出的热量多,熔化的冰会更多些,故A错误;由表中实验数据可知,水的比热容大于煤油的比热容,用同样的酒精灯给质量相等、初温相同的水和煤油加热相同的时间后,它们吸收的热量相等,由Q=cmΔt可知,煤油升高的温度多,煤油中的温度计示数高,故B错误;由表中数据可知,煤油和水的密度之比为ρ煤油∶ρ水=4∶5;比热容之比为c煤油∶c水=1∶2;煤油和水的体积之比为V煤油∶V水=2∶1,由m=ρV可得质量之比m煤油∶m水=ρ煤油V煤油:ρ水V水=4×2∶5×1=8∶5;吸收热量之比Q煤油∶Q水=12∶5,由Q吸=cmΔt可得,升高温度之比:Δt煤油∶Δt水=∶=∶=3∶1,故C正确;由Q=cmΔt可知,给等质量的铜块和铝块加热,升高相同的温度时,铝块吸收的热量多,故图像a表示的是铝块,故D错误。
15.大于　大于
16.0.6　 水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(58 ℃-18 ℃)=1.68×107 J;由η=×100%得,需要天然气放出的热量:Q放===2.4×107 J;由Q放=qV可得,消耗天然气的体积:V===0.6 m3。
17.5.04×105　4×107　 (1)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=5.04×105 J。
(2)由题知,Q吸=Q放×60%=m液化气q液化气×60%,则液化气的热值:q液化气===4×107 J/kg。
18.100　64.6　 (1)由Q吸=cmΔt可得水吸收热量后升高的温度:
Δt===30 ℃,水的初温为80 ℃,升高30 ℃后,水的温度为110 ℃,因为在1个标准大气压下,水的沸点为100 ℃,并且沸腾时水的温度不变,所以水吸热后,温度不会升高到110 ℃,水的末温为100 ℃。(2)由Q吸=cmΔt可得铜块吸收热量后升高的温度:Δt铜===64.6 ℃。
19.2.1×103　 由图像可知,不计热量损失:用两个相同的加热器给质量相同的物质甲和水加热,水温度升高60 ℃需要20 min,物质甲温度升高60 ℃需要10 min,所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为Q水吸=2Q甲吸。由热量计算公式Q=cmΔt得,c=,所以c水=2c甲。因为c水=4.2×103 J/(kg·℃),所以c甲=2.1×103 J/(kg·℃)。
20.(1)小于
(2)该物体在第10~14 min内吸收的热量:Q=c1mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×20 ℃=8.4×104 J。
(3)在0~2 min内时,因为物质从热源吸热的功率恒定不变,所以在相同时间内物质吸收的热量相同,则前2 min吸收的热量为Q'=Q=×8.4×104 J=4.2×104 J;
物质在此过程中为固态,质量m=1 kg,温度的变化Δt1=20 ℃,所以该物质在固态下的比热容:c2===2.1×103 J/(kg·℃)。
21.1.68×108　6×108　28%　 水吸收的热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×500 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×108 J;可燃冰完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.1 m3×6.0×109 J/m3=6.0×108 J;燃气锅炉烧水时的效率:η=×100%=×100%=28%。