苏科版物理九年级上册课课练：12.3 物质的比热容　第2课时　比热容与热量的计算（含答案）

[第十二章　三、 物质的比热容　第2课时　比热容与热量的计算]
一、选择题
1.一杯水,温度由30 ℃升高到50 ℃时吸收的热量为Q1,再由50 ℃升高到70 ℃时吸收的热量为Q2,Q1与Q2的大小关系为 (　　)
A.Q1>Q2 B.Q1=Q2 C.Q12.[2020·新疆] 已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水,水吸收的热量约为 (　　)
A.6×104 J B.6×105 J C.6×106 J D.6×107 J
3.两物体的体积之比为1∶2,密度之比为3∶2,比热容之比为1∶4,升高相同的温度,则它们吸收的热量之比为 (　　)
A.1∶8 B.3∶16 C.4∶3 D.3∶2
4.已知铜的比热容是铅的比热容的3倍,下列说法中正确的是 (　　)
A.铜块质量是铅块质量的3倍时,吸收相同的热量,二者升高的温度相同
B.铅块质量是铜块质量的3倍时,降低相同的温度,二者放出的热量相同
C.质量相同的铜块和铅块,升高相同的温度,铅块吸收的热量是铜块的3倍
D.质量相同的铜块和铅块,放出相同的热量,铜块降低的温度是铅块的3倍
5.用两个相同的电热器给质量均为2 kg的甲物质和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图所示,据此判断甲物质10 min吸收的热量为 (　　)
A.5.04×105 J B.4.2×105 J C.2.52×105 J D.条件不足,不能计算
6.用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热,每隔1 min记录一次数据,如图下表所示,则该液体的比热容为[c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　)
加热时间/min 0 1 2
水的温度/℃ 20 26 32
液体的温度/℃ 20 34 48
A.0.9×103 J/(kg·℃)
B.1.8×103 J/(kg·℃)
C.3.6×103 J/(kg·℃)
D.1.2×103 J/(kg·℃)
二、填空题
7.夏天,小红将一瓶质量为0.5 kg的矿泉水放进电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由37 ℃降至7 ℃,此瓶矿泉水　　　　(选填“吸收”或“放出”)的热量为　　　　J.某块冰吸收了上述热量,温度从-14 ℃升高到-4 ℃,则这块冰的质量为　　　　kg.[c水=4.2×103 J/(kg·℃),c冰=2.1×103 J/(kg·℃)]
8.甲、乙两物体的质量都为1 kg,丙物体的质量为2 kg,三个物体的温度都升高1 ℃,吸收的热量如图所示,则甲物体的比热容为　　　　J/(kg·℃),乙物体的比热容　　(选填“小于”“大于”或“等于”)丙物体的比热容.
9.甲、乙两物体的质量之比为4∶1,用两个相同的酒精灯分别给它们加热(酒精燃烧放出的热量全部被甲和乙吸收).如图所示为甲、乙两物体的温度随时间变化的图像,若甲物体的比热容为0.42×103 J/(kg·℃),则乙物体的比热容为　　　　J/(kg·℃).若乙物体的质量为20 kg,分析图像,对乙物体加热10 min(乙物体未发生物态变化),它吸收的热量为
　　　　　　J.
10.集热箱中盛有1 t水,在阳光照射下,水的温度升高了30 ℃,在这个过程中,水的内能增加了　　　　J.质量为4 kg、温度为30 ℃的水,当吸收了1.68×105 J的热量后,温度升高到　　　　℃.在标准大气压下,质量为200 g、温度为55 ℃的水,吸收4.2×104 J的热量后,温度升高了　　　℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
三、解答题
11.吃早饭时,妈妈用热水给小雪加热质量为250 g的袋装牛奶.已知牛奶的比热容为2.5×103 J/(kg·℃),水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃).为了使这袋牛奶的温度由12 ℃升高到42 ℃,求:(不计热损失)
(1)牛奶需要吸收多少热量.
(2)妈妈至少要用60 ℃的热水多少千克.
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200 g的沙子和水加热.他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示.已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),那么请问:
(1)哪个图是沙子吸热升温的图像
(2)加热2 min时,水吸收了多少热量
(3)沙子的比热容为多大
13.小华同学利用如图甲所示装置对100 g冰加热,他每隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态.图乙是他根据记录的数据绘制的温度-时间图像,根据图像可知:
(1)设相同时间内物质吸收的热量相同,则BC段物质共吸收了　　　　　J的热量.[c冰=2.1×103 J/(kg·℃),c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)图丙是另一名同学在完成同一实验时绘制的温度-时间图像,老师认为他的CD段数据有问题,老师作出这样判断的依据是 　.
　　　　　　　　　　　
14.小明在做“探究不同物质吸热升温特点”的实验时,用同一酒精灯分别给质量相等的水和食用油加热,可以认为单位时间内它们吸收的热量　　　　(选填“相等”或“不相等”).用实验测得的数据画出它们升高的温度ΔT随时间t变化的图像如图所示,二者都是过原点的直线,即ΔT=kt.温度升高ΔT1过程中食用油吸收的热量　　　　(选填“小于”“等于”或“大于”)水吸收的热量;用m表示水和食用油的质量,c1和c2分别表示水和食用油的比热容,则两条直线k的比值k水∶k食用油等于　　　　.
答案
1.B　 由题意知,同一杯水质量相同,m1=m2,比热容也相同,c1=c2,两次加热升高的温度也相同,Δt1=Δt2,由热量公式Q=cmΔt得,Q1=Q2.
2.B　 根据生活常识,家用电热水壶的容量为1.5~2 L,常温时水的温度为20 ℃左右,则水的质量:m=ρV=1.0 g/cm3×2000 cm3=2000 g=2 kg.水吸收的热量:Q=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J,与6×105 J比较接近.
3.B　 由ρ=,甲、乙两物体的体积之比V甲∶V乙=1∶2,密度之比ρ甲∶ρ乙=3∶2可知,它们的质量之比m甲∶m乙=ρ甲V甲∶ρ乙V乙=3∶4,甲吸收的热量:Q甲=c甲m甲Δt甲,乙吸收的热量:Q乙=c乙m乙Δt乙,所以,===.
4.B　 铜块质量是铅块质量的3倍,铜的比热容是铅的比热容的3倍,吸收相同的热量,由Q=cmΔt可知,铜块升高的温度是铅块升高温度的,故A错;铅块质量是铜块质量的3倍,铜的比热容是铅的比热容的3倍,降低相同的温度,由Q=cmΔt可知,二者放出相同的热量,故B正确;铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相同的铜块和铅块,升高相同的温度,由Q=cmΔt可知,铜块吸收的热量是铅块的3倍,故C错;铜的比热容是铅的比热容的3倍,质量相同的铜块和铅块,放出相同的热量,由Q=cmΔt可知,铜块降低的温度是铅块的,故D错.
5.C　 由题图可知,加热10 min水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×30 ℃=2.52×105 J.因为用两个相同的电热器加热,所以相同时间内甲物质和水吸收的热量相同,所以甲物质10 min吸收的热量:Q吸'=Q吸=2.52×105 J.
6.B
7.放出　6.3×104　3
矿泉水放入冰箱后温度降低,放出热量;矿泉水的温度由37 ℃降至7 ℃,温度降低了30 ℃,放出的热量为Q放= c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×30 ℃=6.3×104 J.吸收了这些热量后,冰块温度从-14 ℃升高到-4 ℃,升高了10 ℃,所以冰块的质量:m冰===3 kg.
8.3×103　大于　 (1)由图像可知,甲吸收的热量为3000 J,乙、丙吸收的热量均为2000 J;
由题知,三个物体的温度都升高1 ℃,甲、乙两物体的质量都为1 kg,丙物体的质量为2 kg;
所以,根据比热容的定义可知,甲的比热容是3×103 J/(kg·℃).
(2)丙物体的质量为2 kg,由Q=cmΔt知,当乙、丙吸收相同的热量且升高相同的温度时,丙的质量大,说明丙的比热容小,即乙物体的比热容大于丙物体的比热容.
9.0.84×103　1.68×106
(1)已知甲、乙两个物体的质量比为4∶1,相同时间内甲、乙吸收的热量相等.
由图像可知,在相同时间内,甲升高了20 ℃,乙升高了40 ℃.根据Q=cmΔt得,
c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,
c乙=c甲××=0.42×103 J/(kg·℃)××=0.84×103 J/(kg·℃).
(2)由图像可知,乙物体在4 min内温度升高了40 ℃,则10 min内乙物体温度升高100 ℃,故吸收的热量:Q吸=c乙m乙'Δt乙'=0.84×103 J/(kg·℃)×20 kg×100 ℃=1.68×106 J.
10.1.26×108　40　45
(1)1 t水温度升高30 ℃,水增加的内能:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1000 kg×30 ℃=1.26×108 J.
(2)由Q吸=cm(t-t0)可得,质量为4 kg、温度为30 ℃的水,当吸收了1.68×105 J的热量后,升高到的温度:t=+t0=+30 ℃=40 ℃.
(3)由Q=cmΔt可得,质量为200 g的水吸收4.2×104 J的热量后,温度变化量:Δt1===50 ℃.
因为在标准大气压下,水的沸点为100 ℃,水的初温为55 ℃,温度最多升高100 ℃-55 ℃=45 ℃,故温度升高了45 ℃.
11.(1)牛奶吸收的热量:Q吸=c牛奶m1(t-t0)=2.5×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(42 ℃-12 ℃)=18750 J.
(2)由题知,Q放=Q吸=18750 J,由Q=cmΔt可得,m水==≈0.25 kg.
12.(1)图a表示沙子吸热升温的过程,因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,由Δt=可知,沙子温度升得多.
(2)水吸收的热量:Q水吸=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×104 J.
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2 min的时间内Q沙吸=Q水吸=4.2×104 J,Δt沙=250 ℃-20 ℃=230 ℃,m沙=200 g=0.2 kg,则c沙==≈0.9×103 J/(kg·℃).
13.(1)4.2×103
(2)水的比热容大于冰的比热容,质量相同的冰和水吸收相同的热量,水升温应较慢
(1)相同时间内物质吸收的热量相同,则BC段物质吸收的热量与水在CD段吸收的热量相等,Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×10 ℃=4.2×103 J.
(2)因为水的比热容大于冰的比热容,质量相同的冰和水在吸热情况相同时,水升温应较慢,故图乙中CD段的水升温应较慢.
14.相等　小于　c2∶c1
由于是用同一酒精灯给水和食用油加热,所以相同时间内两种液体吸收的热量是相同的.由图像可知,升高相同的温度,水加热时间更长,说明水吸收的热量更多;两种液体的温度变化与加热时间图像都是过原点的直线,即ΔT=kt,由公式ΔT=可知,Q和m一定,温度变化量与物质的比热容成反比,所以k水∶k食用油等于c2∶c1.