九年级物理全册第十三章第二节科学探究：物质的比热容检测（含解析）（新版）沪科版

第二节　科学探究:物质的比热容
基础闯关全练
拓展训练
1.(2016上海中考)汽车发动机常用水做冷却剂,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.炎热的夏天,小玥与家人到湄洲岛度假,她站在沙滩上脚感到烫,而当她站在海水中时脚却感到凉,这主要是因为水和沙子具有不同的(　　)
A.热量 B.密度 C.内能 D.比热容
3.(2016重庆巴蜀中学第一次月考)今年五一,小明在父母的协助下,从早上8:00开始每隔半小时分别对龙头寺公园的气温和园内人工湖的水温进行了测量,如图是他根据记录的数据绘成的温度t1随时间t2变化的图线。据图可以判断(　　)
A.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较大
B.实线是水温图线,虚线是气温图线,因为水的比热容较小
C.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较大
D.实线是气温图线,虚线是水温图线,因为水的比热容较小
4.(2016四川内江中考)蒸馒头的师傅在用手从蒸笼里拿刚蒸熟的馒头时,为了避免手被烫伤,要先用手蘸一下凉水,他这样做的主要道理是(　　)
A.利用凉水是热的不良导体,把手和热馒头分开
B.利用凉水温度低,能快速降低蒸笼内水蒸气的温度
C.利用凉水蒸发要吸热,能降低水的温度
D.利用凉水先对手进行冷却,同时又由于水的比热容较大,避免手被烫伤
5.某一天看中央电视台天气预报时小颜发现西宁的温差要比厦门的温差大,造成这种差别的主要原因是(　　)
A.水的比热容比砂石泥土的比热容大
B.水的内能比砂石泥土的内能大
C.水的密度比砂石泥土的密度小
D.水的温度比砂石泥土的温度低
6.(2017广西北部湾中考)在海滩上进行“沙疗”时,把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能　　　　　　,这是通过　　　　(选填“做功”或“热传递”)来改变内能的;10 kg的沙子温度降低1 ℃放出的热量是　　　　　J。【已知c沙=0.92×103J/(kg·℃)】?
能力提升全练
拓展训练
1.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,如表所示,则该液体的比热容为(　　)
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·℃)
2.(2018江苏东台第七联盟月考)甲、乙两物质比热容之比是2∶1,质量之比是2∶1,甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了20 ℃,则乙物体的温度升高了　　　　　℃。由同样材料组成的丙、丁两物体,它们的质量之比为4∶1,升高温度之比是3∶1,则两物体吸收热量之比为　　　　　。?
3.(2017安徽合肥行知期中)熔化热是单位质量的晶体在熔化时变为同温度的液态物质所需吸收的热量。已知冰的熔化热是3.36×106 J/kg,熔点为0 ℃。冰的比热容是2.1×103 J/(kg·℃),质量为1 kg、温度为-1 ℃的冰要吸收多少热量才能完全熔化成0 ℃的水?
4.(2016重庆一中定时练)已知煤油的比热容是2.1×103J/(kg·℃),当煤油吸收了4.2×105 J的热量,煤油温度升高了20 ℃。
(1)煤油的质量为多少?
(2)若这些热量被10 kg的铜块吸收,则铜块升高的温度是多少?[c铜=0.4×103 J/(kg·℃)]
三年模拟全练
拓展训练
1.(2016河南洛阳地矿双语学校月考,4,★★☆)铁的比热容大于铜的比热容,质量相等的铁块和铜块放出了相等的热量,则(　　)
A.铜块的末温高
B.铁块的末温高
C.铜块的温度降低得多
D.铁块的温度降低得多
2.(2017安徽芜湖繁昌五中月考,7,★★☆)为了探究“不同物质吸热能力的大小”,某同学用酒精灯同时给质量和初温都相等的沙子和水均匀加热,装置如图所示。加热时间相同,沙子和水吸收的热量　　　　(选填“一样多”或“不一样多”),而沙子升温快一些说明沙子吸热能力　　　　(选填“强”或“弱”)一些。?
3.(2016重庆一中定时练,12,★★☆)网上曾热销一种“55度杯”,称“能很快将开水变成适饮的温水,而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密,重庆一中物理小组设计了如图模型。设此模型杯内胆中封存着300 g水,室温20 ℃;现向杯中倒入200 g、100 ℃开水,摇一摇,热平衡后杯内水温迅速降至t1=　　　　　℃;然后将杯内水倒掉,迅速将200 g室温的某液态物质倒入该杯,摇一摇,这种液态物质的温度可升至44 ℃,则这种液态物质的比热容为　　　　　J/(kg·℃)[c水=4.2×103J/(kg·℃),忽略整个过程中内胆及空间的热损失]。?
五年中考全练
拓展训练
1.(2016河南中考,4,★★☆)将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了　　　　J,这是通过　　　　的方式改变了水的内能。水的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃)。?
2.(2016重庆中考B卷,10,★★☆)小彬同学取0.5 kg的碎冰,用温度计测出其初温如图所示为　　　　℃,冰在空气中吸热至刚好达到熔点0 ℃的过程吸收热量　　　J[c冰=2.1×103 J/(kg·℃)]。?
核心素养全练
拓展训练
1.(2018安徽阜阳九中月考)为了比较水和煤油的吸热能力,江涛用两个相同的装置做了如图所示的实验。
(1)在两个相同的烧杯中应加入初温相同、　　　　　相同的水和煤油;?
(2)实验中搅拌器的作用是:使液体　　　　　;选用相同酒精灯加热的目的是:　　　　　　　　　　;?
(3)实验中发现煤油的温度比水的温度升高得　　　　　(填“快”或“慢”),这表明　　　　　吸热本领更强。?
2.严寒的冬季,小康家使用如图所示的电热油汀取暖器来提升卧室内空气的温度。电热油汀取暖器是将电热管安装在铁质散热片的腔体内部,在腔体内电热管周围注有导热油(并未注满),能够快速升温。当接通电源后,电热管周围的导热油被加热,升到腔体上部,沿散热管或散热片对流循环,通过腔体壁表面将热量辐射出去,从而加热空间环境,被空气冷却的导热油下降到电热管周围又被加热,开始新的循环。另外只需在散热片旁边的蓄水盒中加入自来水,即可保持空气的湿润。请你结合上述介绍指出与电热油汀取暖器有关的本学期所学的电学或热学物理现象及依据的物理知识(参照示例)。
示例:物理现象:铁质散热片;物理知识:铁的导热性能好
作答:物理现象:　　　　　　　　　　　　;物理知识:　　　　　　　　　。?
3.(2018江苏丰县中学月考)阅读短文,回答文后的问题。
焦耳热功当量实验
大家都知道:“摩擦生热”。那摩擦力做功与生热之间存在怎样的关系?
焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功　　
(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。其中最经典的是1847年焦耳设计的桨叶轮实验。如图甲,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高。焦耳通过测量所挂重物的重力和重物下落的距离,计算出重物的重力做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功(W);测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q)。
(1)焦耳做这个实验的目的是　　　　　　　　　　　　。?
(2)小柯利用刻度尺、温度计、天平、双层真空平底圆柱体保温杯、水等器材,粗略测量做功和做功产生的热之间的比值关系。具体方案是:
①用刻度尺测量空保温杯内部高度,记为h杯。
②用天平称量一定质量的水,记为m水,水的比热容,记为c水,用温度计测出水的温度,记为t1。
③将水倒入保温杯中,测量杯中水的高度,记为h水,上下翻转保温杯。计算出h杯-h水,这也就是杯中水下落的　　　　　。?
④在保温杯盖子上安装一支分度值为0.1 ℃的温度计(连接处密闭绝热),盖紧保温杯,如图乙。
⑤将保温杯慢慢上、下翻转多次(n次),计算出水的重力所做的功(W)。
⑥测出杯中水的温度,记为t2,计算出水吸收的热(Q)。
⑦根据⑤、⑥步骤所得数据,得出W、Q两者的比值关系。
(3)用方案中测得的数据得到的W、Q两者比值的关系式是　　　　。?
第二节　科学探究:物质的比热容
基础闯关全练
拓展训练
1.答案　A　汽车发动机工作时产生大量热量,这些热量如果不迅速转移,就可能损害发动机,因此利用水的比热容大的特点把这些热迅速吸收,使发动机的温度不致升得太高。
2.答案　D　水和沙子相比,水的比热容较大,相同质量的水和沙子,在同样的日照条件下,吸收相同的热量,水的温度变化小,沙子的温度变化大,所以海水凉,沙子烫。
3.答案　C　同等质量的两种物质吸收相同的热量,比热容大的温度升高得少,水的比热容比空气的比热容大,因此白天空气的温度高于水的温度;同等质量的两种物质放出相同的热量,比热容大的温度降低得也少,因此晚上放热时,空气降温快,水温要高一些。海边冬暖夏凉就是这个道理。
4.答案　D　手拿刚出笼的馒头时,若先在手上沾些凉水,利用冷水先对手进行冷却,凉水遇到热的馒头,凉水会汽化,汽化吸收手上的热,使手的温度降低,同时又由于水的比热容较大,升温较慢,可避免手被烫伤,故D正确。
5.答案　A　厦门属于沿海地区,水多,水的比热容较大;西宁属于内陆地区,地表以砂石泥土为主,砂石泥土比热容较小。白天,相同质量的水和砂石泥土相比较,吸收相同的热量,水的温度升高得少,砂石泥土温度升高得多,所以厦门升高温度较低,西宁升高温度较高;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低得少,砂石泥土温度降低得多,所以厦门降低温度较少,西宁降低温度较多。因此内陆地区的西宁的日温差比沿海地区的厦门日温差大,故A正确。
6.答案　增加　热传递　9.2×103
解析　将人体埋在沙子里,人体吸收热量后体温升高,内能增加,这是通过热传递的方式来改变人体内能的;沙子温度降低1 ℃放出的热量Q放=c沙mΔt=0.92×103J/(kg·℃)×10 kg×1 ℃=9.2×103J。
能力提升全练
拓展训练
1.答案　B　用相同的电热器加热,在相同的时间内,两种液体吸收的热量是相等的,当加热1 min时Q水=Q液,由于Q水=c水m(t水-t0),Q液=c液m(t液-t0),所以c水m(t水-t0)=c液m(t液-t0),即4.2×103 J/(kg·℃)×m×(26 ℃-20 ℃)=c液m×(34 ℃-20 ℃),解得:c液=1.8×103 J/(kg·℃)。
2.答案　80　12∶1
解析　甲、乙两物体吸收相同的热量,则c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,==×=,得Δt乙=80 ℃。丙、丁两物体由同种材料做成,c丙=c乙,m丙:m丁=4∶1,Δt丙:Δt丁=3∶1,两物体吸收热量之比为==××=××=。
3.答案　3.362 1×106 J
解析　冰从-1 ℃升高到0 ℃吸收的热量:
Q吸1=c冰mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×1 kg×[0 ℃-(-1 ℃)]=2.1×103 J;
0 ℃的冰完全熔化为0 ℃的水吸收的热量:
Q吸2=3.36×106 J/kg×1 kg=3.36×106 J,
总共吸收的热量:
Q吸=Q吸1+Q吸2=2.1×103 J+3.36×106 J=3.362 1×106 J。
4.答案　(1)10 kg　(2)105 ℃
解析　(1)煤油吸收的热量:Q吸=4.2×105 J,煤油的比热容c煤油=2.1×103 J/(kg·℃),煤油升高的温度Δt煤油=20 ℃,
由Q吸=cmΔt得煤油的质量:
m煤油===10 kg;
(2)铜块质量m铜=10 kg,比热容c铜=0.4×103 J/(kg·℃),铜块吸收热量Q吸=4.2×105 J,
由Q吸=cmΔt得铜块升高的温度:
Δt铜===105 ℃。
三年模拟全练
拓展训练
1.答案　C　质量相同的铁块和铜块,因为铁的比热容大于铜的比热容,放出相同的热量后,由Q放=cmΔt可知,铜块的温度降低得多;因为铁块和铜块的初温未知,所以无法判断末温的高低,故C项正确。
2.答案　一样多　弱
解析　在本实验中,物质吸热多少是由加热时间决定的,实验中加热时间相同,沙子和水吸收的热量一样多;实验中,沙子吸热升温较快,说明沙子的比热容小,吸热能力弱。
3.答案　52　2.1×103
解析　热水放出的热量:Q放=c水m1(-t1),冷水吸收的热量:Q吸=c水m2(t1-);假设热水放出的热量全部被凉水吸收,则Q吸=Q放,即4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(100 ℃-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×(t1-20 ℃),解得t1=52 ℃。放入液体后,水温度降低了Δt'=52 ℃-44 ℃=8 ℃,水放出的热量Q放'=c水m2Δt'=4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×8 ℃=1.008×104 J,液体吸收的热量Q吸'=Q放'=1.008×104 J,由Q放'=c液m液Δt得,液体的比热容:c液===2.1×103 J/(kg·℃)。
五年中考全练
拓展训练
1.答案　4.2×104　热传递
解析　纯净水放入温度较低的冰箱中后,因为有温度差,所以纯净水会通过热传递的方式对外放出热量,内能减少,纯净水放出的热量是Q放=cm(t1-t2)=4.2×103 J/(kg·℃) ×0.5 kg×(25 ℃-5 ℃)=4.2×104 J。
2.答案　-10　1.05×104
解析　由图知,数值自下而上是变小的,故读数为-10 ℃。冰在空气中吸热至刚好达到熔点0 ℃的过程中升高的温度:Δt=t-t0=0 ℃-(-10 ℃)=10 ℃,吸收的热量:
Q吸=c冰mΔt=2.1×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×10 ℃=1.05×104 J。
核心素养全练
拓展训练
1.答案　(1)质量　(2)受热均匀　相同时间内水和煤油吸收相同热量　(3)快　水
解析　(1)为了比较水和煤油的吸热能力,在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油;(2)实验中搅拌器的作用是:使液体受热均匀;选用相同酒精灯加热的目的是:相同时间内水和煤油吸收相同热量;(3)质量相同的水和煤油,吸收相同的热量,煤油的温度比水的温度升高得快,这表明水的比热容较大,水吸热本领更强。
2.答案　导热油沿散热管或散热片对流循环　对流传递热量(其他合理答案均可)
解析　本题为开放性试题,合理即可。从实际出发,电热油汀取暖器是为了取暖,所以温度升高得越快越好,油的比热容小,加热相同时间,温度升高快,所以用油作为介质;油在管子里对流循环,把热量散发到空中;加热时,腔体的油体积会膨胀,若在腔体内注满油,油受热膨胀易胀坏腔体,引发安全事故,所以腔体内的导热油不注满。
3.答案　(1)研究摩擦力做功和产生热量的关系　(2)高度　(3)=
解析　根据W=Gh知要计算出重物重力做的功,需要测量所挂重物的重力G和重物下落的距离h。(1)由题意知焦耳做这个实验的目的是研究摩擦力做功和产生热量的关系;(2)水的重力所做的功W=Gh=nm水g(h杯-h水);(3)水吸收的热量为:Q=c水m水(t2-t1),则==。