粤沪版物理九年级上册课课练：12.3　研究物质的比热容　第2课时　热量计算及比热容的应用（含答案）

[12.3　研究物质的比热容　第2课时　热量计算及比热容的应用]
一、选择题
1.[2020·上海] 沿海地区昼夜温差比同纬度内陆地区小,主要是因为水的 (　　)
A.比热容较大 B.比热容较小
C.密度较大 D.密度较小
2.同一块铁,温度由40 ℃升高到50 ℃时吸热为Q1,从80 ℃升高到90 ℃时吸热为Q2,那么(　　)
A.Q1>Q2 B.Q13.[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
4.[2019·成都] 用两只相同的电加热器,分别给相同体积的水和某种油加热,在开始和加热3 min时各记录一次温度,如图下表所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ油=0.8×103 kg/m3,加热的效率都为90%,油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是 (　　)
加热时间/min 0 3
水的温度/℃ 18 28
油的温度/℃ 18 43
A.这种油的比热容为1.68×103 J/(kg·℃)
B.这种油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)
C.因为这种油的密度比水小,所以它的比热容比水小
D.加热效率没有达到100%,是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
5.用两个相同的电加热器给质量同为2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随时间变化的关系如图所示,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.甲、乙两物体的质量之比为2∶3,吸收的热量之比为3∶1,若它们升高的温度相同,则甲、乙两物体的比热容之比为 (　　)
A.9∶2 B.2∶9
C.1∶2 D.2∶1
7.已知铝比铜的比热容大,质量和初温都相等的铜块和铝块,吸收相同热量后,再相互接触,则 (　　)
A.不会发生热传递
B.会发生热传递,温度由铜块传递给铝块
C.会发生热传递,热量由铜块传递给铝块
D.会发生热传递,热量由铝块传递给铜块
8.[2020·杭州] 夏日晴朗的白天,在太阳光照射下,中某海边城市陆地与海面之间空气流动的示意图(图中箭头表示空气流动方向)合理的是 (　　)
二、填空题
9.[2020·黑龙江] 小明在燃气灶上煲汤,将质量为2 kg、初始温度为20 ℃的汤,升高了80 ℃,汤吸收了　　　　　　J的热量,这是通过　　　　　　的方式来改变汤的内能的。[汤的比热容为4×103 J/(kg·℃)]
10.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。如图果乙液体的质量为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·℃)。
11.汽车发动机常用水作为冷却剂,这是因为水的比热容较　　　　;若发动机的水箱中贮有10 kg水,当水温升高10 ℃时,水吸收的热量是　　　　　　J。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
12.太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃,那么这些水吸收的热量为　　　　J,这些热量相当于完全燃烧　 　　　m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.5×107 J/m3,水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)]
13.[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]
14.是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。从图中可以看出,在一年中,曲线A所示的城市气温变化较大,根据水的　　　　　比砂石大的特点判断,曲线A表示的是　　　　　　(选填“沿海”或“内陆”)城市的年气温变化曲线。
15.用两个相同的电加热器分别给质量、初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随加热时间变化的图像如图所示。根据图像可知,甲液体的比热容　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体的比热容。质量为500 g、初温为20 ℃的甲液体温度升高到90 ℃,吸收的热量为　　　　　　J。[甲液体的比热容为1.8×103 J/(kg·℃)]
三、简答题
16.[2019·西宁] 西宁市近几年在多处建了湿地公园,局部空气的湿度和温度有了改善,为什么湿地能调节空气湿度和空气温度
四、计算题
17.[2019·云南] 太阳能是21世纪重点开发利用的能源之一,如图今太阳能热水器已走进了千家万户。如图所示,某家庭太阳能热水器接收太阳能总有效面积为2 m2,1 m2面积上1 h接收到的太阳能平均为2.52×106 J,若阳光照射该热水器5 h,可以使质量为80 kg的水温度升高30 ℃,求:[水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃),q干木柴=1.2×107 J/kg]
(1)水吸收的热量。
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,需要完全燃烧多少千克干木柴。(假设干木柴完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
(3)该太阳能热水器的效率及开发利用太阳能的优点。
答案
1.A　 因为水的比热容较大,相同质量的水和砂石比较,白天吸收相同的热量时,水的温度升高得少;夜晚放出相同的热量时,水的温度降低得少,使得沿海地区昼夜温差小,故A符合题意。
2.C
3.B　 根据生活常识,水壶的容量约为2 L,常温时水的温度为20 ℃左右,则根据ρ=可得水的质量:m=ρV=1 g/cm3×2000 cm3=2000 g=2 kg。水吸收的热量:Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J。计算结果与6×105 J比较接近,故选B。
4.B　 用相同的电加热器加热水和油,相同时间内水和油吸收的热量相等,则c水ρ水VΔt水=c油ρ油VΔt油,代入数据解得c油=2.1×103 J/(kg·℃),故A错误,B正确;物质的比热容与物质的密度无关,故C错误;用电加热器加热时,电能全部转化为内能,但由于存在热损失,消耗的电能没有完全被液体吸收,因此加热效率没有达到100%,并非是由于电能没有全部转化为内能,故D错误。
5.C
由图像可知,用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热,水的温度升高60 ℃需要20 min,物质甲的温度升高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变形得c=,所以c水=2c甲。又因为c水=4.2×103 J/(kg·℃),所以c甲=2.1×103 J/(kg·℃),甲物质10 min升高了60 ℃,Q甲吸=c甲m甲Δt甲=2.1×103 J/(kg·℃)×2 kg×60 ℃=2.52×105 J。
6.A
7.C
判断铜块和铝块相互接触时会不会发生热传递,要看铜块和铝块吸收热量后的末温是否相等,由Q=cmΔt推导可得,Δt=,当质量相等的铜块和铝块吸收相同的热量后,因为铜的比热容比铝的小,所以铜块吸热后升高的温度比铝块吸热后升高的温度高,因二者初温相同,所以铜块的末温高于铝块,二者之间会发生热传递,热量由铜块传递给铝块。
8.A　 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,海水温度上升慢;陆地吸热后,温度上升快,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。
9.6.4×105　热传递
(1)汤吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4×103 J/(kg·℃)×2 kg×80 ℃=6.4×105 J;
(2)在燃气灶上煲汤时,汤吸收热量,内能增加、温度升高,是利用热传递来改变汤的内能的。
10.小于　4.2×103
由题可知,同一加热器加热时间相同时,两种液体吸收的热量相同,甲的温度升高得多,根据Q吸= cmΔt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,比热容小的物质温度升高得多,所以,甲的比热容比乙的比热容小。
由Q吸= cm(t-t0)得,乙液体的比热容:
c===4.2×103 J/(kg·℃)。
11.大　4.2×105　12.6.3×107　1.4
13.0.6　 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,天然气放出的热量:
Q放===2.4×107 J;
由Q放=qV可得,天然气的体积:
V===0.6 m3。
14.比热容　内陆
15.小于　6.3×104
16.湿地含有水,水会不断汽化(蒸发),变成水蒸气,散在空气中,所以可以提高空气中水蒸气的含量,调节空气湿度。因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和砂石比较,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,使得湿地周边昼夜温差小,能有效调节周围环境的气温。
17.(1)水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×80 kg×30 ℃=1.008×107 J。
(2)若这些水吸收的热量全部由燃烧干木柴来提供,干木柴完全燃烧放出的热量为Q放=Q吸=1.008×107 J,需要燃烧干木柴的质量为m木===0.84 kg。
(3)若阳光照射该热水器5 h,吸收的热量为E=5 h×2 m2×2.52×106 J/(m2·h)=2.52×107 J,太阳能热水器的效率为η=×100%=×100%=40%;开发利用太阳能的优点是:节能、环保。