沪科版物理九年级全册课课练：13.2 科学探究物质的比热容　第2课时　比热容的计算（含答案）

[第十三章　第二节　科学探究:物质的比热容　第2课时　比热容的计算]
一、选择题
1.对于公式c=,下列理解正确的是 (　　)
A.物质的比热容与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化有关
B.比热容是物质的特性,与Q、m、Δt无关,但可以用c=计算
C.由公式知:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的比热容小
D.比热容表示物质的吸热能力,吸热能力越强,c越小
2.铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块吸收相等的热量,则铁块的 (　　)
A.温度升高较少 B.末温较低
C.内能增加较少 D.内能较小
3.小东根据提供的信息得出以下四个结论,其中正确的是 (　　)
A.我国北方楼房中的“暖气”用水做介质,是因为水的比热容小
B.质量相等的水和沙子,吸收相同热量,水比沙子升温多
C.铁块和铝块升高相同温度,一定吸收相等的热量
D.质量相等的沙子和铁,降低相同温度,沙子放出的热量大于铁放出的热量
4.铜、铅的比热容之比是3∶1,一铜块和一铅块质量之比是2∶3,若它们吸收相同的热量,升高温度之比是 (　　)
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶9 D.9∶2
5.甲、乙两物体的质量、初温都相同,甲的比热容大于乙的比热容,当它们放出相同的热量后,相互接触,接触以后的内能变化情况是 (　　)
A.甲的内能增加,乙的内能减少 B.甲的内能减少,乙的内能增加
C.甲的内能不变,乙的内能减少 D.甲、乙的内能都不变
6.[2019·成都B卷改编] 用两个相同的电加热器,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,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.因为油升高的温度多,所以油吸收的热量多
二、填空题
7.[2020·泰安] 质量相同的水、砂石和铜(已知c水>c砂石>c铜),放出了相同的热量,温度下降最大的是　　　　。
8.500 g的矿泉水温度由15 ℃升高到35 ℃,矿泉水吸收了　　　　　　J的热量。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
9.水稻是喜温植物,春季育秧时,农民通常在傍晚向秧田灌水,早晨再将水放出,以防霜冻。若某秧田中水的温度降低了2 ℃,放出了3.36×107 J的热量,则该秧田内水的质量为　　　　kg。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
10.甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为2 kg,三个物体温度都升高1 ℃,吸收热量如图所示,则甲物体的比热容为　　　　J/(kg·℃),乙物体的比热容　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)丙物体的比热容。
　　　
11.用相同的电加热器给质量均为500 g的水和另一种液体加热(c水>c液)。并用图像对实验数据进行了处理,如图所示,分析图像可以得出　　　　(选填“甲”或“乙”)物质为水,判断依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　;另一种液体的比热容为　　　　　　　,这种液体在4 min内吸收的热量为　　　　　　　J。
三、实验探究题
12.[2020·天水] 在“研究不同物质的温度变化与吸热关系”的实验中,取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,分别装入相同烧杯中,用相同的加热器加热,如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度,其示数为　　　　℃。
(2)分析图C可知,吸收相同热量,　　　　液体升温更高;　　　　液体更适合做汽车发动机的冷却液。(均选填“甲”或“乙”)
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40 ℃和35 ℃,吸收热量之比为2∶1,则甲、乙液体的比热容之比为　　　　。
四、计算题
13.有一根烧红的铁钉,质量是2 g,放出920 J的热量后温度降低到20 ℃,求铁钉的初温。[c铁=0.46×103 J/(kg·℃)]
14.质量相等、初温相同的水和某种液体,用两个相同的电加热器分别给它们加热,每隔1 min分别记录一次水和这种液体的温度,测得的数据如图下表:
项目 水 某种液体
时间/min 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
温度/℃ 15 16 17 18 19 20 15 17 19 21 23 25
(1)请根据测得的数据求出该液体的比热容。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)要使100 g该液体温度从15 ℃升高到35 ℃,液体需要吸收多少热量
15.把质量为200 g的铅块加热到98 ℃,再投入到80 g、12 ℃的水中,温度稳定后,水的温度为18 ℃,若不计热量损失,求:[已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)水吸收的热量。
(2)铅的比热容。
16.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”)。根据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,它们都是过原点的直线,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表示水的质量,c水和c食用油分别表示水和食用油的比热容,则两条直线斜率k的比值k水∶k食用油与两物质比热容之间的关系为k水∶k食用油=　　　　　　。
答案
1.B　 比热容是物质本身的一种特性,与物体吸收的热量、物体的质量及物体温度的变化无关,与物质的种类、状态有关,但可以利用c=计算物质比热容的大小,故A错误、B正确;由公式c=知:质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收热量多的比热容大,故C错误;比热容表示物质的吸热能力,吸热能力越强,c越大,故D错误。
2.A　
3.D　 因为水的比热容较大,则降低相同的温度,根据放热公式Q=cmΔt可知水放出的热量多,所以我国北方楼房中的“暖气”用水作为介质,故A错误;由于水比沙子的比热容大,由Q=cmΔt可知,质量相等的水和沙子吸收相同的热量,水的温度变化小,所以水比沙子升温少,故B错误;由Q=cmΔt可知,因为不确定铁块和铝块的质量,所以无法比较铁块和铝块吸收热量的多少,故C错误;由图可知,沙子比铁的比热容大,由Q=cmΔt可知,质量相等的沙子和铁降低相同温度,沙子放出的热量大于铁放出的热量,故D正确。
4.A　 由公式Q=cmΔt可得铜块升高的温度:Δt1=,铅块升高的温度:Δt2=,因Q1=Q2,所以Δt1∶Δt2=∶=×==1∶2。
5.B
6.B　 利用公式Q=cmΔt进行计算,加热时间相同,两者吸收的热量相同,则Q水=Q油,注意二者是同体积,还要根据m=ρV进行代换,可计算出油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。
7.铜　 由热量的计算公式Q=cmΔt可知,在质量相等、放热相同的情况下,物体的比热容越小,其温度变化就越大;已知c水>c砂石>c铜,铜的比热容最小,所以相同质量的水、砂石和铜,放出相同的热量,温度下降最大的是铜。
8.4.2×104
矿泉水吸收的热量:Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(35 ℃-15 ℃)=4.2×104 J。
9.4000　 秧田内水的质量为m===4000 kg。
10.3×103　大于　 (1)由图像可知,三个物体温度都升高1 ℃,甲吸收的热量为3000 J,乙、丙吸收的热量均为2000 J;由题知,甲、乙两物体质量都为1 kg,丙物体质量为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)丙物体质量为2 kg,根据Q吸=cmΔt,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。
11.乙　吸收相同热量时,乙的温度变化得少
2.1×103 J/(kg·℃)　8.4×104
(1)加热相同时间,两种液体吸收的热量相等,由图示可以看出,甲液体的温度升高得多,乙液体的温度升高得少;利用热量的计算公式Q=cmΔt可知,在质量相等、吸热也相同的情况下,温度升高得少,其比热容大,即乙液体的比热容大;c水>c液,所以若甲、乙两种液体中,一种液体是水,则这种液体一定是乙液体。(2)由图可知:液体的初温是20 ℃,加热4 min后乙液体(水)的末温是60 ℃,则水吸收的热量:Q吸=c水m水(t水-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×104 J。另一种液体与水吸收的热量相同,也是8.4×104 J,末温是100 ℃,由Q吸=c液m液(t液-t0)得:8.4×104 J=c液×0.5 kg×(100 ℃-20 ℃),解得:c液=2.1×103 J/(kg·℃)。
12.(1)39　(2)乙　甲　(3)3∶2
(1)图B中,温度计的分度值为1 ℃,示数为39 ℃。(2)分析图C可知,吸收相同热量,即加热相同时间,如图图所示,乙液体升温更高。则甲的吸热能力强,比热容大。
根据Q=cmΔt,相同质量的甲、乙两种物质,升高相同的温度,甲吸热多,冷却效果好,则甲液体更适合做汽车发动机的冷却液。(3)甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40 ℃和35 ℃,升高的温度分别为20 ℃和15 ℃,吸收热量之比为2∶1,根据c=,则甲、乙液体的比热容之比为=×=×=。
13.铁钉放出的热量:Q放=c铁m(t1-t2),即920 J=0.46×103 J/(kg·℃)×2×10-3 kg×(t1-20 ℃),解得t1=1020 ℃。
14.(1)由表中数据可知:在加热1 min时,水和该液体吸收的热量是相同的,水的温度升高了1 ℃,该液体温度升高了2 ℃,水和液体升高的温度之比是1∶2;根据Q吸=cm(t2-t1)可知:在质量和吸收的热量相同时,物质升高的温度和物质的比热容成反比,水和这种液体升高的温度之比是1∶2,则比热容之比是2∶1。这种液体的比热容:c液=c水=×4.2×103 J/(kg·℃)=2.1×103 J/(kg·℃)。
(2)液体需要吸收的热量:Q吸=c液m(t2-t1)=2.1×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(35 ℃-15 ℃)=4.2×103 J。
15.(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水(t2水-t1水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.08 kg×(18 ℃-12 ℃)=2.016×103 J。
(2)不计热量损失,Q吸=Q放,所以铅的比热容:c铅===0.126×103 J/(kg·℃)。
16.相等　小于　c食用油∶c水　
当两液体的温度都升高ΔT1时,食用油和水所用加热时间分别为t1、t2。
因温度都升高ΔT1,则由题意可得
ΔT1=k水t2=k食用油t1 ①;
又因为加热时间反映了物质吸热的多少,所以加热时间与物质吸收的热量成正比,则t2∶t1=Q水∶Q食用油 ②;
所以,由①②以及吸热公式可得
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