人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——热量的计算(2)

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名称 人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——热量的计算(2)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2022-09-05 17:44:23

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人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——热量的计算(2)
一、单选题
1.(2022九上·荔湾期末)用相同的电热棒分别给甲、乙两种液体(比热关系是c甲=2c乙)加热,两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图象如图所示,下面四个选项正确的(  )
A.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙多
C.甲、乙两种液体的质量之比是3∶2
D.如果相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,则乙放出的热量比甲多
2.(2021九上·蓬安期中)甲、乙两物体的质量之比是3∶1,吸热之比是4∶1,则它们升高温度之比和比热容之比可能分别是(  )
A.3∶4,1∶1 B.4∶1,1∶3 C.2∶6,2∶1 D.3∶2,1∶2
3.(2021九上·蓬安期中)在相同的加热条件下,对质量为ml、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热,物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示.根据图像分析可推断出正确的结论是(  )
A.若m1=m2 , 则c12 B.若c1> c2 , 则m1> m2
C.若c1= c2 , 则m1< m2 D.若m1 < m2 , 则c1> c2
4.(2021九上·凤山期中)甲乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等,则甲、乙两物体的比热容之比为(  )
A.2:3 B.9:4 C.4:9 D.3:2
5.(2021九上·新丰期中)甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1,若使它们升高相同的温度,吸收的热量之比为4∶3,则甲、乙两个物体的质量之比为(  )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.4∶1
6.(2021九上·将乐期中)水的比热容是煤油比热容的两倍,若水和煤油的质量之比是2︰3,吸收相同的热量,则水和煤油升高的温度之比为(  )
A.3︰2 B.2︰3 C.4︰3 D.3︰4
7.(2021九上·建安期中)据表格中数据,下列说法正确的是(  )
物质 铁 铜 水 煤油
ρ/(kg·m-3) 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103
c/[J(kg·℃)-1] 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103
A.单位质量的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J
B.1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J/(kg·℃)
C.煤油和水体积之比为2∶1,吸收热量之比为12∶5,则升高温度之比为3∶1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块
二、填空题
8.(2021九上·芜湖月考)用同一热源给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如题图中图线a 所示,若其它条件不变,(l)仅增加水的质量;(2)仅增大液面大气压强;(3)既增加水的质量,同时减小液面大气压强则二种情况中,温度与时间的关系图线分别对应   、   和   (选填图中“a ”、“b”、“c”或’' d ' ' )
9.(2021九上·綦江月考)散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较   (选填“大”或“小”)的性质.如果散热器中装有3 kg的水,当温度升高了 20 ℃时,它吸收了   J的热量.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
10.(2021九上·谷城期中)有两块金属块,它们的质量之比m1:m2=1:3,比热容之比c甲:c乙=3:4,让它们吸收相同的热量后,升高的温度之比为   。
11.(2022九下·海安月考)冬天常用一种电热暖手宝,其内部液体通常采用水,这是利用水的   较大的属性,使保暖时间更长。为使用更安全,它内部采用双重温控保护开关,两个温控开关是   (选填“串联”或“并联”)起来使用的。当袋内初温为25℃质量为0.5kg的水吸收的了1.68×105J热量,则水升高的温度为   。【,加热过程的气压保持一个标准气压】
12.(2021九上·杜尔伯特期末)把1kg的水从60℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,由图像可知,水的沸点是   ℃;水从70℃加热至90℃需要吸收的热量是   J;水沸腾时,水面上方的气压   一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”).[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
13.(2021九上·江油期末)将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,水的比热容将   (选填“变大”“变小”或 “不变”),如果冷水的温度升高了10℃,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高   ℃(不计热量损失)。
14.(2021九上·休宁月考)已知甲、乙两个物体的质量之比是,吸收相同的热量后,升高的温度之比是,则两物体的比热容之比是   。
15.(2021九上·会宁期中)水的比热容是 ,它表示的物理意义是   ;“汽车不但要吃油,有时也要喝水”,用水冷却发动机是因为水的   大;质量为5kg,20℃的水温度降低了5℃,放出的热量是   J。
三、实验探究题
16.(2022九上·荔湾期末)如图1所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=lkg。用两个规格不同的加热器加热,该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图2所示的温度与加热时间的图线。
(1)前6min甲乙两杯液体吸收的热量情况如题图3,则两种液体的比热容c甲   c乙(选填“>”“<”、“=”或“无法比较”),你判断的依据是     ;
(2)甲液体比热容的大小为c甲=     J/(kg·℃);
(3)甲液体在2min时的内能     4min时的内能(选填“>”、“<”、“=”),你判断的依据是     。
四、计算题
17.(2021九上·宜州期末)为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
18.(2021九上·道县期中)小星家的太阳能热水器,水箱容积是0.2m3。小星进行了一次观察活动:某天早上给热水器水箱送满水,“温度传感器”显示水箱中的水温为20℃,中午时显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题:
(1)水箱中水的质量;
(2)水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),水的密度为1.0×103kg/m3]
19.(2021九上·章贡期中)小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5 kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量;
(2)AB段冰吸收的热量;
(3)冰的比热容;
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
五、综合题
20.(2021九上·东莞期末)用知识解决问题:
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚;当身体进入水中时,觉得水非常凉,原因是根据公式Q=cmΔt可知,相同质量的海水和沙子相比,在同样受热时,吸收的热量    (选填“相同”或“不相同”),由于水的比热容比沙子    (选填“大”或“小”),沙子升高的温度比海水    (选填“多”或“少”)。
(2)如图甲所示,小朋友从滑梯上滑下来臀部会感到灼热,这是什么?
答:因为小朋友从滑梯上滑下来时,   转化为内能,内能    (选填“增加”或“减少”),温度升高,所以臀部会感到灼热。
(3)如图乙所示是用相同的热源加热、质量为1.5kg的冰的熔化全过程,根据图像请求出a~b段,它吸收的热量是    J[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由图知同时加热120s,甲的温度变化是80℃-60℃=20℃
乙的温度变化是60℃-0℃=60℃
所以甲升高的温度小于乙升高的温度,A不符合题意;
B.题干中有“两种液体每秒吸收的热量相同”,所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,B不符合题意;
C.在0~120min时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量,甲、乙两种液体的质量之比
C符合题意;
D.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,因为c甲=2c乙,根据Q=cmΔt可知甲放出的热量多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】相同的热源,加热时间相同,物体吸收的热量相等;根据热量和比热容的关系,结合温度差的比值, 可以计算质量的比值。
2.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知m甲∶m乙=3∶1
甲、乙两物体吸收的热量Q甲∶Q乙=4∶1

A.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为3∶4,1∶1,则
A不符合题意;
B.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为4∶1,1∶3,则
B符合题意;
C.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为2∶6,2∶1,则
C不符合题意;
D.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为3∶2,1∶2,则
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据热量的计算公式Q吸=cm△t,分别得出甲、乙两物体吸收的热量的表达式,然后将各选项提供的甲、乙两物体升高温度之比和比热容之比代入比例式,进行判断。
3.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于是用样的加热装置,所以在相同的时间内物质吸收的热量是相等的;由图示可知,取相同的时间,也就是两种物质吸热相同时,B物质的温度升高的较多,根据公式Q吸=cmΔt可得c1m1>c2m2,若m1=m2,则c1>c2,A不符合题意;若c1>c2,则无法确定两种物质质量的大小,B不符合题意;若c1=c2,则m1>m2,C不符合题意;若m12,则c1>c2,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】可以在横轴上找一点,即加热时间相同,两种物质吸收的热量就是相同的;然后做纵轴的平行线,比较出温度变化的大小关系;因为物质A、B的质量和比热都不确定,所以根据Q吸=cmΔt逐项分析。
4.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】已知甲乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等,则
故答案为:B。
【分析】利用热量计算公式Q=cm△t求得甲、乙两物体的比热容之比。
5.【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两个物体的质量之比
故答案为:C。
【分析】利用Q吸=cm△t计算甲、乙两个物体的质量之比。
6.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知水和煤油的比热容之比为 ,水和煤油的质量之比为 ,水和煤油吸收相同的热量Q,则水和煤油升高的温度之比为
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用热量计算公式Q=cm△t进行计算。
7.【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表格可知,铁的比热容是0.46×103J/(kg·℃),说明1kg的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J,但是单位质量不一定是1kg,A不符合题意;
B.由表格可知,铜的比热容是0.39×103J/(kg·℃),1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J,B不符合题意;
C.煤油和水体积之比为2∶1,由可知,质量之比
吸收热量之比为12∶5,由可知,则升高温度之比
C符合题意;
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量,由表格可知,铁的比热容大于铜的比热容,由可知,铁升高的温度更低,铁的末温低,铜的末温高。热传递的过程中,从高温物体向低温物体传递,铁块和铜块相接触后,内能从铜块转移到铁块,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】密度和比热容是物体的特性,不同物质密度、比热容一般不同;利用物体的密度和体积的乘积计算质量,根据比热容、质量和吸收的热量,可以计算温度差,并计算比值;热传递时,热量从温度高的物体转移到温度低的物体。
8.【答案】c;b;d
【知识点】热量的计算;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】用同一热源给一定质量的水加热,热源单位时间放热相同,即水在单位时间吸收的热量相同,水的质量越大,升温越慢,仅增加水的质量时,不能改变水的沸点,故对应图像为c,又水的沸点与液面气压有关,气压越大水的沸点越高,故仅增加液面大气压强,水的沸点升高,对应图像为b,既增加水的质量,同时减小液面压强,则升温较慢,沸点降低,对应图像为d.
【分析】水的沸点与大气压之间的关系,沸点随气压的升高而增大;水温度升高快慢与水的质量的关系,在同样受热的情况下,水的质量越大,温度升高的越慢。
9.【答案】大;2.52×105
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】 散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较大的性质;
水吸收热量为
【分析】比热容大的物质吸收热量温度变化不明显;吸放热计算时,要注意温度是升高了多少还是升高到多少。
10.【答案】4:1
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】已知两块金属块的质量之比为
比热容之比
吸收相同的热量之后,升高的温度之比为
【分析】根据物体吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差,再计算比值。
11.【答案】比热容;串联;75℃
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】由于水的比热容较大,水与其它液体相比,在改变相同温度时,放出的热量更多,故电热暖手宝其内部液体通常采用水,这是利用水的比热容大的特点。
为了安全起见,两个开关应该设计成任何一个断开,加热器都停止工作,即两个开关应该串联。
水升高的温度为
则理论上水的末温为
在一个标准气压水的沸点为,即末温度只能升高到,所以实际升高的温度为
【分析】对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
为了更安全,电热暖手宝采用双重温控保护开关,只要有一处温度过高就自动切断电路,两个开关应该是串联。
利用吸热公式Q吸=cm△t求水升高的温度。
12.【答案】98;8.4×104;小于
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由图知,继续加热水温不变时,说明已经沸腾,水温为98℃不变,即水的沸点是98℃.水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(90℃-70℃)=8.4×104J;沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.标准大气压下水的沸点是100℃.图中水的沸点是98℃,说明水面上方的气压小于1个标准大气压.
【分析】根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。
利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;1标准大气压下水的沸点是100℃,注意沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。
13.【答案】不变;4
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】比热容是物质的一种特性,与温度无关,所以将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,水的比热容将不变。
设冷水,热水的质量量分别为m1、m2,冷水和热水的温差为t,依题意得,第一次倒入热水,当容器中温度稳定时①
第二次倒入热水后,当容器中温度稳定时②
由①-②得
解得③
将③带入①得④
第三次倒入热水后,当容器中温度稳定时,设冷水升高的温度为, 则⑤
将③④代入⑤得
【分析】物质的比热容是物质的一个特性,其大小取决于物质的种类,还与物质的状态有关,与物体的温度、物体的质量、吸收的热量无关,由此可得出结论;设热水和冷水的温度差为t,一杯热水的质量为m0,原容器中的冷水的质量为m,把热水倒入冷水中,冷水温度升高了10℃,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式;又向容器中倒入一杯同样的热水,水温又上升了6℃,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式;联立两个等式,解出t,m与m0的关系;再向容器内倒入同样一杯热水,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式,把t,m与m0的关系代入,可解得此时容器中的冷水升高的温度,由此得出结论。
14.【答案】6∶1
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两物体的比热容之比
【分析】应用热量公式Q=cm△t即可正确解题。
15.【答案】1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是 ;比热容;1.05×104
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】比热容的定义为一定质量的物质,在温度升高或下降时,所吸收或放出的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比,水的比热容 含义为1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是 。
在温度改变相同时水能够吸收或放出更多热,这一特征与水的比热容有关。
根据题意,由热量公式 可得
【分析】比热容的定义为一定质量的物质,在温度升高或下降时,所吸收或放出的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比。
由热量公式 可得放出的热量。
16.【答案】(1)<;由图3知,甲杯吸收的热量小于乙杯吸收的热量,由图2可知,质量与初温相等的不同物质,乙吸收的热量多,变化的温度小,比热容大,所以c甲(2)2.1×103
(3)<;同一物质,温度越高内能越大
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)由图3知,甲杯吸收的热量小于乙杯吸收的热量,由图2可知,质量与初温相等的不同物质,乙吸收的热量多,变化的温度小,比热容大,所以c甲(2)甲液体比热容c甲=
2.1
J/(kg·℃)
(3)由图2可知,甲液体在2min时的温度为40℃,在4min时的温度为80℃,同一物体温度越高,分子运动越激烈,内能越大,所以甲液体在2min时的内能小于4min时的内能。
【分析】(1)物体的质量和吸收热量相同时,根据温度差的大小,判断比热容的大小;
(2)根据热量和物体的质量、温度差的比值, 计算比热容;
(3)物体相同时,吸收热量后内能变大。
17.【答案】(1)解:水吸收的热量
水吸收的热量2.016×103J。
答:水吸收的热量为2.016×103J;
(2)解:已知不计热损失,则
由得:铅的比热容
铅的比热容是。
答:铅的比热容是。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;
(2)根据物体吸收的热量和质量、温度差的比值,计算物体的比热容。
18.【答案】(1)解:由 得,水箱里水的质量
答:水箱中水的质量为200kg;
(2)水吸收的热量
答:水吸收的热量为2.1×107J。
【知识点】密度公式及其应用;热量的计算
【解析】【分析】(1) 由 得水箱里水的质量。
(2)利用求得水吸收的热量。
19.【答案】(1)解:CD段水吸收的热量Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J
答:CD段水吸收的热量为4.2×104J;
(2)解:AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即Q吸冰= Q吸水= ×4.2×104 J=2.1×104 J
答:AB段冰吸收的热量为2.1×104J;
(3)解:AB段冰升高的温度Δt冰=0 ℃-(-20 ℃)=20 ℃
冰的比热容
答:冰的比热容为2.1×103J/(kg ℃);
(4)解:冰熔化过程持续了40min,是水吸收热量的4倍,所以冰在熔化过程中吸收的热量Q=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J
答:冰在熔化过程吸收的热量为1.68×105J。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差,可以计算热量的多少;
(2)根据热量的倍数关系, 计算吸收的热量;
(3)根据热量和物体的质量、温度差,计算比热容的大小;
(4)根据吸收热量的关系,计算吸热的多少。
20.【答案】(1)相同;大;多
(2)机械能;增加
(3)
【知识点】内能的利用及其意义;热量的计算
【解析】【解答】(1)在同样受热时,海水和沙子吸收的太阳光的热量相同。
水的比热容比沙子大,由Q=cmΔt可知,相同质量的海水和沙子,吸收相同热量后,沙子升高的温度比海水多。
(2)小朋友从滑梯上滑下来时,克服摩擦力做功,产生热量,将机械能转化为内能,内能增大,温度升高,所以臀部会感到灼热。
(3)冰熔化为水,质量不发生改变,仍为1.5kg,由图得,第7min冰熔化结束,水从第7min加热到第9min,温度从0℃上升到6℃,两分钟内,水吸收的热量为
由图得,熔化从3min开始熔化,7min熔化结束,熔化过程经历了4min,实验过程采用相同的热源加热,因此冰熔化过程吸收的热量为
【分析】(1)水的比热容大,在同样吸放热条件下水的温度变化小。也可结合热量的公式Q=cmΔt进行解释。
(2)克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减少,内能增加。
(3)根据图象判断出bc段它所处的物质状态,从而可知比热容的大小,然后根据物质的质量和温度的变化利用吸热公式Q吸=cmΔt求吸收的热量。
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人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——热量的计算(2)
一、单选题
1.(2022九上·荔湾期末)用相同的电热棒分别给甲、乙两种液体(比热关系是c甲=2c乙)加热,两种液体每秒吸收的热量相同,这两种液体的温度随加热时间变化的图象如图所示,下面四个选项正确的(  )
A.同时加热120s,甲升高的温度大于乙
B.同时加热120s,甲吸收的热量比乙多
C.甲、乙两种液体的质量之比是3∶2
D.如果相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,则乙放出的热量比甲多
【答案】C
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由图知同时加热120s,甲的温度变化是80℃-60℃=20℃
乙的温度变化是60℃-0℃=60℃
所以甲升高的温度小于乙升高的温度,A不符合题意;
B.题干中有“两种液体每秒吸收的热量相同”,所以在相同的时间内甲液体和乙液体吸收的热量相同,B不符合题意;
C.在0~120min时间内,相同的时间甲乙吸收相同的热量,甲、乙两种液体的质量之比
C符合题意;
D.相同质量的甲、乙两种液体,降低相同的温度,因为c甲=2c乙,根据Q=cmΔt可知甲放出的热量多,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】相同的热源,加热时间相同,物体吸收的热量相等;根据热量和比热容的关系,结合温度差的比值, 可以计算质量的比值。
2.(2021九上·蓬安期中)甲、乙两物体的质量之比是3∶1,吸热之比是4∶1,则它们升高温度之比和比热容之比可能分别是(  )
A.3∶4,1∶1 B.4∶1,1∶3 C.2∶6,2∶1 D.3∶2,1∶2
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知m甲∶m乙=3∶1
甲、乙两物体吸收的热量Q甲∶Q乙=4∶1

A.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为3∶4,1∶1,则
A不符合题意;
B.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为4∶1,1∶3,则
B符合题意;
C.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为2∶6,2∶1,则
C不符合题意;
D.甲乙物体升高温度之比和比热容之比为3∶2,1∶2,则
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据热量的计算公式Q吸=cm△t,分别得出甲、乙两物体吸收的热量的表达式,然后将各选项提供的甲、乙两物体升高温度之比和比热容之比代入比例式,进行判断。
3.(2021九上·蓬安期中)在相同的加热条件下,对质量为ml、比热容为c1的物质A和质量为m2、比热容为c2的物质B均匀加热,物质A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示.根据图像分析可推断出正确的结论是(  )
A.若m1=m2 , 则c12 B.若c1> c2 , 则m1> m2
C.若c1= c2 , 则m1< m2 D.若m1 < m2 , 则c1> c2
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由于是用样的加热装置,所以在相同的时间内物质吸收的热量是相等的;由图示可知,取相同的时间,也就是两种物质吸热相同时,B物质的温度升高的较多,根据公式Q吸=cmΔt可得c1m1>c2m2,若m1=m2,则c1>c2,A不符合题意;若c1>c2,则无法确定两种物质质量的大小,B不符合题意;若c1=c2,则m1>m2,C不符合题意;若m12,则c1>c2,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】可以在横轴上找一点,即加热时间相同,两种物质吸收的热量就是相同的;然后做纵轴的平行线,比较出温度变化的大小关系;因为物质A、B的质量和比热都不确定,所以根据Q吸=cmΔt逐项分析。
4.(2021九上·凤山期中)甲乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等,则甲、乙两物体的比热容之比为(  )
A.2:3 B.9:4 C.4:9 D.3:2
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】已知甲乙两物体的质量之比为2:3,当甲物体温度升高10℃,乙物体温度降低15℃时,甲物体吸收的热量与乙物体放出的热量相等,则
故答案为:B。
【分析】利用热量计算公式Q=cm△t求得甲、乙两物体的比热容之比。
5.(2021九上·新丰期中)甲、乙两个物体的比热容之比为2∶1,若使它们升高相同的温度,吸收的热量之比为4∶3,则甲、乙两个物体的质量之比为(  )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.4∶1
【答案】C
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两个物体的质量之比
故答案为:C。
【分析】利用Q吸=cm△t计算甲、乙两个物体的质量之比。
6.(2021九上·将乐期中)水的比热容是煤油比热容的两倍,若水和煤油的质量之比是2︰3,吸收相同的热量,则水和煤油升高的温度之比为(  )
A.3︰2 B.2︰3 C.4︰3 D.3︰4
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由题知水和煤油的比热容之比为 ,水和煤油的质量之比为 ,水和煤油吸收相同的热量Q,则水和煤油升高的温度之比为
ABC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】利用热量计算公式Q=cm△t进行计算。
7.(2021九上·建安期中)据表格中数据,下列说法正确的是(  )
物质 铁 铜 水 煤油
ρ/(kg·m-3) 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103
c/[J(kg·℃)-1] 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103
A.单位质量的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J
B.1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J/(kg·℃)
C.煤油和水体积之比为2∶1,吸收热量之比为12∶5,则升高温度之比为3∶1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块
【答案】C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】A.由表格可知,铁的比热容是0.46×103J/(kg·℃),说明1kg的铁温度升高1℃时吸收的热量是0.46×103J,但是单位质量不一定是1kg,A不符合题意;
B.由表格可知,铜的比热容是0.39×103J/(kg·℃),1kg铜温度升高1℃时,吸收的热量是0.39×103J,B不符合题意;
C.煤油和水体积之比为2∶1,由可知,质量之比
吸收热量之比为12∶5,由可知,则升高温度之比
C符合题意;
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量,由表格可知,铁的比热容大于铜的比热容,由可知,铁升高的温度更低,铁的末温低,铜的末温高。热传递的过程中,从高温物体向低温物体传递,铁块和铜块相接触后,内能从铜块转移到铁块,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】密度和比热容是物体的特性,不同物质密度、比热容一般不同;利用物体的密度和体积的乘积计算质量,根据比热容、质量和吸收的热量,可以计算温度差,并计算比值;热传递时,热量从温度高的物体转移到温度低的物体。
二、填空题
8.(2021九上·芜湖月考)用同一热源给一定质量的水加热,其温度与时间的关系如题图中图线a 所示,若其它条件不变,(l)仅增加水的质量;(2)仅增大液面大气压强;(3)既增加水的质量,同时减小液面大气压强则二种情况中,温度与时间的关系图线分别对应   、   和   (选填图中“a ”、“b”、“c”或’' d ' ' )
【答案】c;b;d
【知识点】热量的计算;沸点及沸点与气压的关系
【解析】【解答】用同一热源给一定质量的水加热,热源单位时间放热相同,即水在单位时间吸收的热量相同,水的质量越大,升温越慢,仅增加水的质量时,不能改变水的沸点,故对应图像为c,又水的沸点与液面气压有关,气压越大水的沸点越高,故仅增加液面大气压强,水的沸点升高,对应图像为b,既增加水的质量,同时减小液面压强,则升温较慢,沸点降低,对应图像为d.
【分析】水的沸点与大气压之间的关系,沸点随气压的升高而增大;水温度升高快慢与水的质量的关系,在同样受热的情况下,水的质量越大,温度升高的越慢。
9.(2021九上·綦江月考)散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较   (选填“大”或“小”)的性质.如果散热器中装有3 kg的水,当温度升高了 20 ℃时,它吸收了   J的热量.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
【答案】大;2.52×105
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】 散热器常用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容较大的性质;
水吸收热量为
【分析】比热容大的物质吸收热量温度变化不明显;吸放热计算时,要注意温度是升高了多少还是升高到多少。
10.(2021九上·谷城期中)有两块金属块,它们的质量之比m1:m2=1:3,比热容之比c甲:c乙=3:4,让它们吸收相同的热量后,升高的温度之比为   。
【答案】4:1
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】已知两块金属块的质量之比为
比热容之比
吸收相同的热量之后,升高的温度之比为
【分析】根据物体吸收的热量和比热容、质量的比值,计算温度差,再计算比值。
11.(2022九下·海安月考)冬天常用一种电热暖手宝,其内部液体通常采用水,这是利用水的   较大的属性,使保暖时间更长。为使用更安全,它内部采用双重温控保护开关,两个温控开关是   (选填“串联”或“并联”)起来使用的。当袋内初温为25℃质量为0.5kg的水吸收的了1.68×105J热量,则水升高的温度为   。【,加热过程的气压保持一个标准气压】
【答案】比热容;串联;75℃
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】由于水的比热容较大,水与其它液体相比,在改变相同温度时,放出的热量更多,故电热暖手宝其内部液体通常采用水,这是利用水的比热容大的特点。
为了安全起见,两个开关应该设计成任何一个断开,加热器都停止工作,即两个开关应该串联。
水升高的温度为
则理论上水的末温为
在一个标准气压水的沸点为,即末温度只能升高到,所以实际升高的温度为
【分析】对水的比热容大的理解:相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低的少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。
为了更安全,电热暖手宝采用双重温控保护开关,只要有一处温度过高就自动切断电路,两个开关应该是串联。
利用吸热公式Q吸=cm△t求水升高的温度。
12.(2021九上·杜尔伯特期末)把1kg的水从60℃开始加热至沸腾,温度随时间变化的图像如图,由图像可知,水的沸点是   ℃;水从70℃加热至90℃需要吸收的热量是   J;水沸腾时,水面上方的气压   一个标准大气压(最后一空选填“大于”“小于”或“等于”).[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】98;8.4×104;小于
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】由图知,继续加热水温不变时,说明已经沸腾,水温为98℃不变,即水的沸点是98℃.水吸收的热量:Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg ℃)×1kg×(90℃-70℃)=8.4×104J;沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高.标准大气压下水的沸点是100℃.图中水的沸点是98℃,说明水面上方的气压小于1个标准大气压.
【分析】根据液体沸腾的特点找到沸点:液体沸腾时不断吸收热量,温度保持不变,这个不变的温度是液体的沸点。
利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量;1标准大气压下水的沸点是100℃,注意沸点跟气压有关,气压越高,沸点越高。
13.(2021九上·江油期末)将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,水的比热容将   (选填“变大”“变小”或 “不变”),如果冷水的温度升高了10℃,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水的温度又升高了6℃。如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高   ℃(不计热量损失)。
【答案】不变;4
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】比热容是物质的一种特性,与温度无关,所以将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,水的比热容将不变。
设冷水,热水的质量量分别为m1、m2,冷水和热水的温差为t,依题意得,第一次倒入热水,当容器中温度稳定时①
第二次倒入热水后,当容器中温度稳定时②
由①-②得
解得③
将③带入①得④
第三次倒入热水后,当容器中温度稳定时,设冷水升高的温度为, 则⑤
将③④代入⑤得
【分析】物质的比热容是物质的一个特性,其大小取决于物质的种类,还与物质的状态有关,与物体的温度、物体的质量、吸收的热量无关,由此可得出结论;设热水和冷水的温度差为t,一杯热水的质量为m0,原容器中的冷水的质量为m,把热水倒入冷水中,冷水温度升高了10℃,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式;又向容器中倒入一杯同样的热水,水温又上升了6℃,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式;联立两个等式,解出t,m与m0的关系;再向容器内倒入同样一杯热水,根据冷水吸收的热量等于热水放出的热量,列出等式,把t,m与m0的关系代入,可解得此时容器中的冷水升高的温度,由此得出结论。
14.(2021九上·休宁月考)已知甲、乙两个物体的质量之比是,吸收相同的热量后,升高的温度之比是,则两物体的比热容之比是   。
【答案】6∶1
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】甲、乙两物体的比热容之比
【分析】应用热量公式Q=cm△t即可正确解题。
15.(2021九上·会宁期中)水的比热容是 ,它表示的物理意义是   ;“汽车不但要吃油,有时也要喝水”,用水冷却发动机是因为水的   大;质量为5kg,20℃的水温度降低了5℃,放出的热量是   J。
【答案】1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是 ;比热容;1.05×104
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【解答】比热容的定义为一定质量的物质,在温度升高或下降时,所吸收或放出的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比,水的比热容 含义为1kg水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是 。
在温度改变相同时水能够吸收或放出更多热,这一特征与水的比热容有关。
根据题意,由热量公式 可得
【分析】比热容的定义为一定质量的物质,在温度升高或下降时,所吸收或放出的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比。
由热量公式 可得放出的热量。
三、实验探究题
16.(2022九上·荔湾期末)如图1所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=lkg。用两个规格不同的加热器加热,该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图2所示的温度与加热时间的图线。
(1)前6min甲乙两杯液体吸收的热量情况如题图3,则两种液体的比热容c甲   c乙(选填“>”“<”、“=”或“无法比较”),你判断的依据是     ;
(2)甲液体比热容的大小为c甲=     J/(kg·℃);
(3)甲液体在2min时的内能     4min时的内能(选填“>”、“<”、“=”),你判断的依据是     。
【答案】(1)<;由图3知,甲杯吸收的热量小于乙杯吸收的热量,由图2可知,质量与初温相等的不同物质,乙吸收的热量多,变化的温度小,比热容大,所以c甲(2)2.1×103
(3)<;同一物质,温度越高内能越大
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)由图3知,甲杯吸收的热量小于乙杯吸收的热量,由图2可知,质量与初温相等的不同物质,乙吸收的热量多,变化的温度小,比热容大,所以c甲(2)甲液体比热容c甲=
2.1
J/(kg·℃)
(3)由图2可知,甲液体在2min时的温度为40℃,在4min时的温度为80℃,同一物体温度越高,分子运动越激烈,内能越大,所以甲液体在2min时的内能小于4min时的内能。
【分析】(1)物体的质量和吸收热量相同时,根据温度差的大小,判断比热容的大小;
(2)根据热量和物体的质量、温度差的比值, 计算比热容;
(3)物体相同时,吸收热量后内能变大。
四、计算题
17.(2021九上·宜州期末)为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
【答案】(1)解:水吸收的热量
水吸收的热量2.016×103J。
答:水吸收的热量为2.016×103J;
(2)解:已知不计热损失,则
由得:铅的比热容
铅的比热容是。
答:铅的比热容是。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,计算热量;
(2)根据物体吸收的热量和质量、温度差的比值,计算物体的比热容。
18.(2021九上·道县期中)小星家的太阳能热水器,水箱容积是0.2m3。小星进行了一次观察活动:某天早上给热水器水箱送满水,“温度传感器”显示水箱中的水温为20℃,中午时显示水箱中的水温为45℃。请你求解下列问题:
(1)水箱中水的质量;
(2)水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃),水的密度为1.0×103kg/m3]
【答案】(1)解:由 得,水箱里水的质量
答:水箱中水的质量为200kg;
(2)水吸收的热量
答:水吸收的热量为2.1×107J。
【知识点】密度公式及其应用;热量的计算
【解析】【分析】(1) 由 得水箱里水的质量。
(2)利用求得水吸收的热量。
19.(2021九上·章贡期中)小红在实验室利用电加热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5 kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)。求:
(1)根据图线求CD段水吸收的热量;
(2)AB段冰吸收的热量;
(3)冰的比热容;
(4)冰在熔化过程中吸收的热量。
【答案】(1)解:CD段水吸收的热量Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J
答:CD段水吸收的热量为4.2×104J;
(2)解:AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半,故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半,即Q吸冰= Q吸水= ×4.2×104 J=2.1×104 J
答:AB段冰吸收的热量为2.1×104J;
(3)解:AB段冰升高的温度Δt冰=0 ℃-(-20 ℃)=20 ℃
冰的比热容
答:冰的比热容为2.1×103J/(kg ℃);
(4)解:冰熔化过程持续了40min,是水吸收热量的4倍,所以冰在熔化过程中吸收的热量Q=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J
答:冰在熔化过程吸收的热量为1.68×105J。
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】(1)根据物体的比热容、质量和温度差,可以计算热量的多少;
(2)根据热量的倍数关系, 计算吸收的热量;
(3)根据热量和物体的质量、温度差,计算比热容的大小;
(4)根据吸收热量的关系,计算吸热的多少。
五、综合题
20.(2021九上·东莞期末)用知识解决问题:
(1)小明到海水浴场玩,他光着脚踩在沙滩上,感到沙子烫脚;当身体进入水中时,觉得水非常凉,原因是根据公式Q=cmΔt可知,相同质量的海水和沙子相比,在同样受热时,吸收的热量    (选填“相同”或“不相同”),由于水的比热容比沙子    (选填“大”或“小”),沙子升高的温度比海水    (选填“多”或“少”)。
(2)如图甲所示,小朋友从滑梯上滑下来臀部会感到灼热,这是什么?
答:因为小朋友从滑梯上滑下来时,   转化为内能,内能    (选填“增加”或“减少”),温度升高,所以臀部会感到灼热。
(3)如图乙所示是用相同的热源加热、质量为1.5kg的冰的熔化全过程,根据图像请求出a~b段,它吸收的热量是    J[c水=4.2×103J/(kg·℃)]。
【答案】(1)相同;大;多
(2)机械能;增加
(3)
【知识点】内能的利用及其意义;热量的计算
【解析】【解答】(1)在同样受热时,海水和沙子吸收的太阳光的热量相同。
水的比热容比沙子大,由Q=cmΔt可知,相同质量的海水和沙子,吸收相同热量后,沙子升高的温度比海水多。
(2)小朋友从滑梯上滑下来时,克服摩擦力做功,产生热量,将机械能转化为内能,内能增大,温度升高,所以臀部会感到灼热。
(3)冰熔化为水,质量不发生改变,仍为1.5kg,由图得,第7min冰熔化结束,水从第7min加热到第9min,温度从0℃上升到6℃,两分钟内,水吸收的热量为
由图得,熔化从3min开始熔化,7min熔化结束,熔化过程经历了4min,实验过程采用相同的热源加热,因此冰熔化过程吸收的热量为
【分析】(1)水的比热容大,在同样吸放热条件下水的温度变化小。也可结合热量的公式Q=cmΔt进行解释。
(2)克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能减少,内能增加。
(3)根据图象判断出bc段它所处的物质状态,从而可知比热容的大小,然后根据物质的质量和温度的变化利用吸热公式Q吸=cmΔt求吸收的热量。
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