教科版物理九年级上册课课练：1.3 比热容第2课时有关热量的计算（有答案）

[第一章　3.比热容　第2课时　有关热量的计算]
一、选择题
1.质量相等的铜块和铝块,升高相同温度时(已知c铝>c铜),下列说法正确的是(　　)
A.二者吸收的热量一样多
B.铜块吸收的热量多
C.铝块吸收的热量多
D.无法比较它们吸收热量的多少
2.质量相等的水和沙石,吸收了相等的热量后,则(　　)
A.沙石的温度高 B.水的温度高
C.沙石的温度升高得多 D.水的温度升高得多
3.已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则质量为2 kg的水,温度由25 ℃降低到20 ℃放出的热量是(　　)
A. 4.2×104 J B. 2.1×105 J
C. 1.68×105 J D. 3.78×105 J
4.质量和初温都相等的铜块和铝块(铜的比热容小于铝的比热容),放出相等热量后相接触,热传递的方向是 (　　)
A.从铜块传向铝块 B.从铝块传向铜块
C.不发生热传递 D.不能确定
5.林红同学将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,放到上表面平整的冰块上。经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图图所示。则金属的比热容大小相比 (　　)
A.c甲最大 B.c乙最大
C.c丙最大 D.c甲=c乙=c丙
6.用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图图所示,据此判断物质甲的比热容为 (　　)
A.2.1×103 J/(kg·℃) B.4.2×103 J/(kg·℃)
C.1.2×103 J/(kg·℃) D.条件不足,不能确定
7.甲、乙两物体的质量之比为1∶2,吸收相同的热量,升高的温度之比为2∶1,则两种物质的比热容之比为(　　)
A.1∶1 B.1∶2 C.2∶1 D.1∶4
8.林红同学将质量相等、初温相同的煤油和水分别倒进两支完全一样的试管中,然后将这两支试管同时放入温度较高的热水中,如图图所示,经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水从热水中吸收的热量分别为Q1、Q2,升高的温度分别为Δt1、Δt2,则 (　　)
A.Q1=Q2,Δt1>Δt2 B.Q1=Q2,Δt1=Δt2
C.Q1Δt2
二、填空题
9.[2019·锦州] “卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,现在仍被广泛使用在营养计量中。“卡”是这样规定的:1卡等于在标准大气压下,1 g水温度升高1 ℃吸收的热量。那么1卡等于
　　　　J。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
10.标准大气压下,质量为0.5 kg、温度为70 ℃的水放出4.2×104 J的热量,水的温度降低了　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
11.林红同学将初温为30 ℃、质量为4 kg的水倒掉一半,剩下水的比热容　　　　(选填“变大”“不变”或“变小”),剩下的水吸收2.1×105 J的热量后温度将升高到　　　　 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
12.“可燃冰”是一种新型能源,主要成分是甲烷,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣;1 m3甲烷完全燃烧能产生　　　　J热量,这些热量可以使　　　　 kg的水从20 ℃加热到100 ℃。[设甲烷的热值q甲烷=4.2×107 J/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
13.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。如图图果液体乙的质量为1 kg,初温为20 ℃,加热一段时间后,温度升高了30 ℃,吸收了1.26×105 J的热量,则乙液体的比热容为　　　　　　　J/(kg·℃)。
14.将质量和初始温度均相同的铝、铜、铁三个金属球浸没在沸水中煮较长的一段时间,则三个球的末温　　　　(选填“相同”或“不同”),从沸水中吸收热量最多的是　　　　球;若让它们降低相同的温度,　　　　球放出的热量多。(c铝>c铁>c铜)
15.烧杯中水的质量为100 g,标准大气压下将这些水加热至沸腾,停止加热后,水温慢慢降至40 ℃,则水放出的热量为　　　　　　J,相当于完全燃烧　　　　g酒精放出的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q酒精=3.0×107 J/kg]
16.小月同学用相同的加热器给质量均为500 g的水和另一种液体(c水>c液)加热。并根据实验数据绘出如图图所示图像。分析图像可知　　　　(选填“甲”或“乙”)是水的图线,则另一种液体在4 min内吸收的热量为　　　　J。
17.如图图所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设在热传递过程中没有热量损失,那么,由图中所给的信息可知,冷水与热水的质量之比是　　　　,冷水吸收的热量与热水放出的热量之比是　　　　。
三、计算题
18.质量为10 kg的水从20 ℃升高到96 ℃,需要吸收多少热量 若这些热量由燃烧沼气提供,则需要完全燃烧多少立方米的沼气 [设沼气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q沼气=1.9×107 J/m3]
19.林红同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两个完全相同的酒精灯分别给质量都是200 g的沙子和水加热。根据实验数据绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图线,如图图所示。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)图线　　　　(选填“a”或“b”)是水吸热升温的图像。
(2)加热2 min时,水吸收了多少热量
(3)沙子的比热容是多少
20.将一杯热水倒入盛有冷水的保温容器中,冷水的温度升高了10 ℃,再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水,容器中的水温又升高了6 ℃。如图图果继续向容器中倒入一杯同样的热水,则容器中的水温会升高 (　　)
A.5 ℃ B.4 ℃ C.3 ℃ D.2 ℃
21.初温相同的甲、乙两种液体在放出相等的热量后,甲的温度高于乙的温度。关于两种液体的质量m甲、m乙及比热容c甲、c乙,下列关系式中可能成立的是 (　　)
A.m甲C.m甲m乙,c甲答案
1.C
2.C　 因为水和沙石的质量相等,且c水>c沙石,根据c=可知,二者吸收相同的热量后,沙石的温度升高得多。
3.A
4.B　 铜的比热容小于铝的比热容,质量、初温都相等的铜块和铝块放出相等热量后,由Δt=可知:铜块的温度下降得多,则铜块的末温低于铝块的末温,二者相接触后,热量由高温的铝块传向低温的铜块,所以B正确。
5.C　 三个金属块的末温(等于冰的熔点)相同,初温相同,即三个金属块降低的温度相同;
由图可知,丙金属块处的冰熔化最多,乙其次,甲最少,则金属块放出的热量:Q甲6.A
7.A　
8.C　 已知质量相等、初温相同的煤油和水分别被倒入两支完全一样的试管中,c水>c煤油。将试管均放进热水,经过足够长的时间以后,试管中的煤油和水的末温相同,已知二者初温相同,则升高的温度相同,即Δt1=Δt2;由Q=cmΔt可得,水从热水中吸收的热量Q2更多,即Q19.4.2　 由题知,1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量为1卡,1 g水温度升高1 ℃所吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.001 kg×1 ℃=4.2 J,所以1卡=4.2 J。
10.20
由Q=cmΔt可得,水降低的温度:
Δt===20 ℃。
11.不变　55　 (1)比热容是物质的一种特性,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关,故将初温为30 ℃、质量为4 kg的水倒掉一半,剩下水的比热容不变;
(2)根据Q=cmΔt可知,吸热后水升高的温度:
Δt===25 ℃,
则温度将升高到:t=t0+Δt=30 ℃+25 ℃=55 ℃。
12.4.2×107　125　 1 m3甲烷完全燃烧能产生的热量:Q放=Vq甲烷=1 m3×4.2×107 J/m3=4.2×107 J。
由题意知,水吸收的热量Q吸=Q放=4.2×107 J;由Q吸=cm(t-t0)得,水的质量:m水===125 kg。
13.小于　4.2×103　 由题可知,同一加热器加热甲、乙两种液体的时间相同时,即两种液体吸收的热量相同,甲的温度升高得快;根据Q=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,比热容小的物质升温快;所以,甲的比热容小,乙的比热容大;
由Q吸=cm(t-t0)可知,乙液体的比热容:c=
==4.2×103 J/(kg·℃)。
14.相同　铝　铝　 因为热传递的最后结果是温度相同,所以将三个金属球浸没在沸水中煮较长的一段时间后,三球的温度相同;
由热量公式Q吸=cmΔt可知,三种物质升高相同的温度,比热容大的铝球吸收的热量多,比热容小的铜球吸收的热量少;
降低相同的温度,比热容大的铝球放出的热量多,比热容小的铜球放出的热量少。
15.2.52×104　0.84
水放出的热量:Q放=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃-40 ℃)=2.52×104 J;
由题知,酒精完全燃烧放出的热量:Q放'=Q放=2.52×104 J,
由Q=mq可得,完全燃烧酒精的质量:
m酒精===8.4×10-4 kg=0.84 g。
16.乙　8.4×104　 (1)由Q吸=cmΔt可知,在质量相等、吸热也相同的情况下,物质温度升高得越慢,其比热容越大,即乙的比热容大;所以乙是水,甲是另一种液体。
(2)由图可知:水的初温是20 ℃,加热4 min后水的末温是60 ℃,则水吸收的热量:
Q水吸=c水m水(t-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,Q液吸=Q水吸=8.4×104 J。
17.2∶1　1∶1
由图可知:热水的初温为80 ℃、末温为40 ℃,Δt热=80 ℃-40 ℃=40 ℃;冷水的初温为20 ℃、末温为40 ℃,Δt冷=40 ℃-20 ℃=20 ℃。
根据热平衡方程Q吸=Q放可知,Q吸∶Q放=1∶1,
所以c水m冷Δt冷=c水m热Δt热,
即4.2×103 J/(kg·℃)×m冷×20 ℃=4.2×103 J/(kg·℃)×m热×40 ℃。
则m冷∶m热=2∶1。
18.10 kg的水从20 ℃升高到96 ℃所吸收的热量:
Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(96 ℃-20 ℃)=3.192×106 J;
已知沼气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,则Q放=Q吸=3.192×106 J,
需要完全燃烧沼气的体积:
V===0.168 m3。
19.(1)b
(2)由图线b可知,加热2 min后水的温度为70 ℃,则水吸收的热量:
Q水吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×104 J。
(3)由图线a可知,在2 min的时间内,沙子的温度从20 ℃升高到250 ℃。
由于是用两个完全相同的酒精灯加热,则相同时间内两个酒精灯放出相同的热量,
在2 min的时间内,Q沙吸=Q水吸,
即c沙m沙Δt沙=Q沙吸,
c沙×0.2 kg×(250 ℃-20 ℃)=4.2×104 J,
解得:c沙≈0.91×103 J/(kg·℃)。
20.B　 设热水和冷水的温度差为t,
质量为m0的一杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了10 ℃,则Q吸=Q放,即cm0(t-10 ℃)=cm×10 ℃①;
再向保温容器中倒入一杯质量为m0、温度相同的热水,容器中的水温又上升了6 ℃,
Q吸'=Q放',则cm0(t-10 ℃-6 ℃)=c(m+m0)×6 ℃②;
则①-②得:cm0×6 ℃=cm×10 ℃-cm×6 ℃-cm0×6 ℃,
整理得:cm0×12 ℃=cm×4 ℃,
解得:m=3m0,
代入①式可得,t=40 ℃。
假设将3杯热水一次性注入,则由热平衡方程可知:c×3m0×(40 ℃-Δt)=c×m×Δt,又因为m=3m0,可解得:Δt=20 ℃。
则继续向容器中倒入一杯同样的热水后,水温还会上升:20 ℃-10 ℃-6 ℃=4 ℃。
21.D　 甲、乙两种液体的初温t0甲=t0乙,放出相等热量后,甲的温度高于乙的温度,说明甲、乙降低的温度关系为Δt甲<Δt乙;
又知放出热量Q甲=Q乙,由Q放=cmΔt可知,c甲m甲>c乙m乙。
若m甲c乙,故A、C错误;
若m甲=m乙,则c甲>c乙,故B错误;
若m甲>m乙,则可能c甲>c乙,也可能c甲