2020-2021学年沪科版物理九年级全一册13.2科学探究：物质的比热容同步训练（word版）（有解析）

2020-2021学年沪科版物理九年级全一册
13.2科学探究：物质的比热容同步训练
一、单选题（下列选项中只有一个选项满足题意）
1．下列说法，正确的是（
）
A．高温物体一定比低温物体的内能大
B．高温物体比低温物体含有的热量多
C．热量总是从比热大的物体传给比热小的物体
D．比热是物质特性之一，它是反映物质吸热（或放热）本领大小的物理量
2．盛夏，炽热的阳光照在海面上，可是海水的温度变化并不大，这是因为
A．海水吸收的热量较多
B．海水吸收的热量较少
C．海水的比热容较大
D．海水的比热容较小
3．如图所示是冰熔化时温度随时间变化的关系图象，以下是小轩同学从图象中获得的信息，正确的是（　　）
A．BC段表示冰的熔化过程，吸收热量温度保持不变，内能不变
B．物体第6min时刻比第4min时刻内能小
C．水的比热容小于冰的比热容
D．图象中EF段是错误，因为水蒸气散发到空气中，测不出温度，故绘不出气体的图象
4．从比热容表可知，水的比热容比煤油大，用规格相同的两个试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网用相同热源同时对两试管均匀加热，实验后，画出如图所示的图象，其中能正确反映该实验情况的图象是(　　)
A．
B．
C．
D．
5．甲、乙两个质量相同，材质不同的金属块，甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触，热量从乙传递到甲。若放出相同的热量后相互接触，则下列说法正确的是（
）
A．甲比热容小，热量从甲传递到乙
B．乙比热容小，热量从甲传递到乙
C．甲比热容小，热量从乙传递到甲
D．乙比热容小，热量从乙传递到甲
6．A、B两物体质量相等，温度均为10℃，甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃，现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后，甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，则A、B两种物质的比热容之比为（　　）
A．2：3
B．3：5
C．4：9
D．1：2
7．如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，先后加热初温相同的甲、乙两种液体．多次实验表明，要让甲、乙升高相同的温度，甲需要的加热时间更长．以下分析正确的是
A．完成本实验，除了图中的器材外还需的测量工具只有秒表
B．升高相同温度时，甲液体需要吸收的热量更多
C．甲的比热容小于乙的比热容
D．选择一种作为汽车发动机的冷却剂，乙液体冷却效果更好
8．己知水的比热容是4.2×103J/（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．6×104J
B．6×105J
C．6×106J
D．6×107J
9．在的室温下，将的千克水与的千克的水混合．由于实验装置不够精密，在混合过程中与周围物体有焦的热量交换，则混合后的水的温度为
A．
B．
C．
D．
10．冷水的温度为
t1，热水的温度为
t2，现要把冷水和热水混合成温度为
t3
的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为
A．
B．
C．
D．
二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）
11．小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论，其中正确的是（
）
几种物质的比热容c/[J﹒（kg﹒℃）-1]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
砂石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103
A．液体的比热容一定都比固体大
B．质量相等的水和煤油，吸收相等热量后，煤油温度变化大
C．同一物质发生物态变化后，比热容不变
D．质量相等的铝块和铜块升高相同的温度，铝块吸收的热量多
12．现有质量、温度分别相等的甲、乙两金属块和一杯冷水。先将甲放入这杯水中，热
平衡后水温升高
5℃；将甲取出后，再将乙放入这杯水中，热平衡后水温又升高
5℃。
若各种损失忽略不计，则下列判断正确的是（
）
A．甲的温度变化大于乙的温度变化
B．甲放出的热量多于乙放出的热量
C．甲的比热容小于乙的比热容
D．水先后两次吸收的热量相等
13．用两个功率相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两液体同时加热，它们的温度随时间变化的图像如图，下列说法正确的是（　　）
A．甲的吸热能力大于乙的吸热能力
B．在相同时间内，甲升高的温度大于乙升高的温度
C．在相同时间内，甲吸收的热量大于乙吸收的热量
D．升高相同的温度，乙吸收的热量较大
14．质量相同的甲、乙两种固态物质，用相同的热源对它们同时均匀加热，加热时间都为6分钟，它们的温度随时间变化的图象如图所示，下列说法正确的是（
）
A．本次实验甲和乙吸收的热量相同
B．甲一定是晶体，乙一定是非晶体
C．在3-6min内，甲的内能保持不变
D．在0-3min内，甲的比热容比乙小
三、填空题
15．如图是冰熔化实验中温度—时间图像，已知冰的质量为0.2kg，冰完全熔化后水的体积为_____cm3，从18min到22min的时间段内，水吸收的热量是____J，加热前冰的初温为_____℃（c水=4.2×103J/（kg·℃）、c冰=2.1×103J/（kg·℃）不考虑对水加热时质量的变化）。
16．如图所示是小李同学在一个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6min时的内能_____第8min时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的_____倍（被加热物质的质量和吸、放热功率不变）．
17．在一标准大气压下，把体积为2L，温度为20℃的水烧至沸腾，水至少需要吸收_______J的热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
18．在探究“不同物质吸热能力”的实验中：在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的a、b两种液体，液面位置如图甲所示，则可判断密度较大的液体是______（选填“a”或“b”）；选用相同电加热器的目的是_____；a、b两种液体的温度随时间变化的图象如图乙所示，则可判断出______（选填“a”或“b”）吸热能力强．
四、实验探究题
19．疫情期间，伊朗一度流传“甲醇可治新冠”的谣言，导致多人中毒。本着国际主义精神，我国支援伊朗乙醇（即酒精）等大量医疗物资，并外派专家指导民众科学抗疫。甲醇、乙醇是不同物质，属性如表格所示：
物质/属性
毒性
可燃性
密度（kg/m3）
沸点（℃）
比热容[J/（kg?℃）]
热值（J/kg）
甲醇
毒性大
易燃
0.8×103
64.7
2.5×103
2.3×107
乙醇
毒性低
易燃
0.8×103
78
2.5×103
3×107
实验室两个相同容器内分别装有甲醇、乙醇，但标签污损，为准确鉴别，同学们对这两种液体分别用字母A、B标识，并设计如图所示的三种实验方案，展开可行性、安全性论证。
方案甲
方案乙
方案丙
(1)方案甲可测量A、B液体的______，但无法鉴别。
(2)方案乙可根据A、B液体的______不同进行鉴别，当把两同规格烧杯内的水由常温都加热至90℃，同规格燃料瓶内剩余较多的液体是______。
(3)方案丙：用两盏相同的酒精灯同时加热同规格烧杯内初温相等的A、B液体，一段时间后（液体都未沸腾）温度较高的液体是______；继续加热，直至两烧杯内液体都沸腾，温度较高的液体是______。从安全性考虑，由于______，该方案被明令禁止。
20．在研究物质吸放热规律的实验中，实验小组的同学选用了水和煤油两种物质，用图所示的装置进行实验。用相同的电热器加热，在相同时间内放出的热量相同（假设为Q），让加热时间相同，下表是小组实验记录的数据。
物质
实验次数
液体质量/g
升高的温度/℃
加热时间/s
水
1
50
9
10
2
100
5
10
煤油
3
50
19
10
4
100
10
10
(1)对比分析实验1、3两次或2、4两次的实验数据，其特点是：______相同的水和煤油，吸收______的热量，煤油升高的温度大约是水升高温度的______倍；
(2)我们______（选填“可以”或“不可以”）认为50g的水比100g的水吸热能力小，50g的煤油比100g的煤油吸热能力小。我们应该选择______和______都相同的情况下，比较吸收热量的多少，才可以衡量物质吸热能力的大小；
(3)计算表格中4组数据所吸收的热量与其升高的温度和质量的比值即，发现对于同种物质，这个比值是______的；不同物质，这个比值是______的。物理学中把这个比值叫做______。
五、综合计算题（要求写出必要的计算过程）
21．质量为500g的某液体放出了3×104J的热量后，温度下降了30℃；若此液体放出的热量有60%被一质量为2kg的铁球吸收，求：
（1）某液体的比热容。
（2）铁球升高的温度。（c铁=0.45×103J/(kg?℃)）
22．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。
23．小丽需用温度为40
℃的水泡脚，便把90
℃的热水与10
kg、
20
℃的水混合，设混合过程没有热量损失。问：需要90
℃的热水多少kg？
24．钢球的质量为10g，将它放在炉子里烧足够长时间，取出后立即放入50g温度为10℃的水中，水温升高到25℃，求炉子里的温度．（c钢＝0.46×103J/（kg·℃）），不计热损失）
参考答案
1．D
【解析】
A．内能的大小与物体的温度、状态等有关，所以高温物体的内能不一定比低温物体的内能大，故A错误；
B．热量是一个过程量，只能说吸收（或者放出）了多少热量，不能某物体含有多少热量，故B错误；
C．热传递的实质是热量的转移，热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故C错误；
D．比热容是物质特有的一种特性，比热容大的物质吸热能力强，比热容小的吸热能力就弱，所以能够反应物质的吸热本领，故D正确。
故选D。
2．C
【解析】
盛夏，炽热的阳光照在海面上，由于海水的比热容比较大，相同条件下，海水的温度变化比其他物质的温度变化小，故选C。
3．D
【解析】
A．BC段表示冰的熔化过程，吸收热量温度保持不变，内能变大，故A错误；
B．物体持续吸热，所以物体第6min时刻比第4min时刻内能大，故B错误；
C．比较AB段和CD段可知，在升高相同温度时，水所用时间较长，即吸收热量较多，所以水的比热容大于冰的比热容，故C错误；
D．图象中EF段是错误，因为水蒸气散发到空气中，测不出温度，故绘不出气体的图象，故D正确。
故选D。
4．C
【解析】
AB．由题意可知，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，放在同一石棉网上，同时对两试管加热，相同时间两种液体吸收的热量相同，而AB图中反映了相同时间吸收的热量不同，故AB图象错误；
CD．由于水的比热较大，在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时，水温升高的较小，故C选项正确、D选项错误。
故选C。
5．B
【解析】
因甲、乙两个质量相同，材质不同的金属块，甲的初温大于乙的初温。若吸收相同的热量后相互接触，热量从乙传递到甲，说明乙的末温比甲的末大，则乙升高的温度比甲升高的大，即
根据可知，当吸收的热量和质量相同时，比热容与升高的温度成反比，故
若放出相同的热量后，由可知，甲下降的温度比乙下降的温度小，又因甲的初温比乙的初温高，故甲的末温比乙末温高，即
故热量从甲传递到乙。
故选B。
6．C
【解析】
(1)物体A放入甲杯水后，它们的共同温度为50℃?4℃＝46℃，水放出的热量Q放＝c水m水△t水,A吸收的热量Q吸＝cAmA△tA，根据热平衡方程：Q放＝Q吸，即c水m水△t水＝cAmA△tA,代入相关数据得：cA＝×，(2)物体B放入乙杯水后，它们的共同温度为50℃?8℃＝42℃，水放出的热量Q放＝c水m水△t水，B吸收的热量Q吸＝cBmB△tB，根据热平衡方程：Q放＝Q吸，即C水m水△t水＝cBmB△tB，代入相关数据得：cB＝×c水m水mB
;(3)∵A、B两物体质量相等,即mA＝mB，∴＝4:9.故选C.
7．B
【解析】
由实验可知，两装置相同，甲、乙升高相同的温度，甲需要的加热时间更长，说明甲需要吸收的热量更多，即甲的比热容大，该实验中通过观察温度计的示数变化情况可以知道吸收热量的多少，故不用秒表，汽车发电机的冷却剂选用比热大的液体，综上可知，ACD错误，B正确。
8．B
【解析】
这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。
选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。
故选B。
9．B
【解析】
在热传递过程中，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同，
知道热水、冷水的质量和初温、水的比热容，根据Q放=Q吸，先求不考虑与外界热交换热水和冷水混合后水的温度；由题知，与周围物体有8.4×103J的热量交换，求出水的总质量，利用吸热公式求与外界热交换后混合后水的温度．
不考虑与外界热交换，根据热平衡方程：Q放=Q吸，即：c热m△t热=c冷m△t冷.
即：4.2×103J/(kg?℃)×1kg×(20℃?t)=4.2×103J/(kg?℃)×2kg×(t?15℃)，解得：t=℃；由题知，水与周围物体有8.4×103J的热量交换，m总=1kg+2kg=3kg，
∵Q′吸=cm△t，即8.4×103J=4.2×103J/(kg?℃)×3kg×△t，∴△t=℃，∴水混合后的温度：t′=t+23℃=℃+℃≈17.3℃
故选B.
10．C
【解析】
冷水和热水混合，冷水吸收热量、温度升高，热水放出热量、温度降低，不考虑热损失，则Q吸=Q放，根据热平衡方程求冷水和热水的质量比．
冷水吸收的热量：
Q吸=cm1(t3?t1)，
热水放出的热量：
Q放=cm2(t2?t3)，
由题知，Q吸=Q放，
∴cm1(t3?t1)=cm2(t2?t3)，
解得：=
故选C.
11．BD
【解析】
A．液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰比水银的比热容大，故A错误；
B．质量相等的水和煤油吸收相等的热量后，根据公式知，煤油的温度变化大，故B正确；
C．同一物质发生物态变化后，比热容改变．比如水和冰的比热容不同，故C错误；
D．质量相等的铝和铜，升高相同的温度，根据吸热公式知，铝吸收的热量多，故D正确。
故选BD。
12．ACD
【解析】
ABC．因为各种损失忽略不计，所以Q吸=Q放，所以甲乙两金属块放出的热量相同；由题知，甲金属块比乙多降低了5℃，即甲金属块的末温低；由上述分析可知，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，甲金属块降低的温度多，所以甲的比热容小，故AC正确、B错误；
D．先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，故D正确。
13．BD
【解析】
AD．由图像可知，升高相同的温度，乙的加热时间长，说明乙吸收的热量多，也就是乙的吸热能力大于甲，故A错误，D正确；
B．由图像可知，当加热时间相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度。故B正确；
C．由题知，用两个相同的电加热器加热，则在相等时间内两液体吸收的热量相等，故C错误。
故选BD。
14．AD
【解析】
A．用相同的热源且加热时间相同，所以吸收的热量相同，故A正确；
B．在加热一定时间后，甲的温度不变，故能判断甲是晶体。而乙虽然温度一直升高，可能还没达到熔点，也可能是非晶体，故无法判断乙是否是晶体，故B错误；
C．在3～6min内，甲吸收热量，内能增加，故C错误；
D．在相同时间内吸收的热量相同，在0～3min时间里甲升高的温度为
，
乙升高的温度为
，
可知，当吸收的热量和质量都相同时，越大比热容c就越小。所以甲的比热容小于乙的比热容。故D正确。
15．200
8.4×103
-10
【解析】
[1]质量是物体的属性，与状态无关，所以冰熔化成水质量不变，仍然是
0.2kg=200g
水的体积为
V==200cm3
[2]从图象中可知：18min到22min的时间段内水的温度由0℃升高到10℃，所以
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×10℃=8.4×103J
[3]用同一酒精灯完成冰熔化实验，相同时间内物质吸收的热量相同，则冰吸收的热量
Q冰吸=Q吸=×8.4×103J=4.2×103J
冰在熔化过程，冰升高的温度
=10℃
加热前冰的初温
t0=t-Δt冰=0℃-10℃=-10℃
16．小于
2
【解析】
（1）晶体熔化的过程中吸热而不升温，但内能增大；
（2）晶体熔化过程中质量不变，吸收热量的多少与加热时间成正比，根据可判断比热容的比值．
（1）晶体熔化过程要吸收热量，内能增加．所以第6min时的内能小于第8min时的内能；（2）根据图中坐标信息可知，该物质在AB段加热4min，温度升高10℃；在CD段加热4min，温度升高5℃，则该物质在AB段吸热与CD段吸热之比为1：1，根据Q＝cm△t可得，，所以该物质在CD段的比热容是AB段比热容的2倍．
17．6.72×105
【解析】
水的体积为
水的质量
水吸收热量
18．a
使液体在相同时间内吸收的热量相同
a
【解析】
根据题意知道，在两个相同的烧杯中分别加人初温相同、质量相同的a、b两种液体，液面位置如图甲，由
知道，当两种物质质量相等时密度大的体积小，则可判断出a液体密度较大；选用相同电加热器的目的是：使液体在相同时间内吸热相同；由图乙知道，在相同的加热时间时，a物质的温度变化慢，由
知道，相同质量的不同物质吸收相同的热量，温度变化小的吸热能力强，则可判断出a吸热能力强．
19．密度
热值
乙醇
甲醇
乙醇
甲、乙极易汽化燃烧
【解析】
(1)根据天平和量筒的作用以及密度公式分析解答；
(2)相同质量的水，升高相同的温度，水吸收的热量相同，消耗燃料少的热值大；
(3)根据甲醇和乙醇的比热容、沸点以及易挥发性分析解答。
(1)[1]方案甲可以用量筒可以测量液体的体积，用天平可以测量出液体的质量，根据密度公式可以测量出液体的密度，但是它们的密度相等，所以不能鉴别这两种物质。
(2)[2][3]方案乙是燃烧这两种物质加热水，这样可以比较出它们的热值大小，可以鉴别出来这两种物质；把两相同规格烧杯内的水由常温加热到90℃时同规格燃料瓶内的液体剩余越多，说明它的热值越大，是乙醇。
(3)[4][5][6]方案丙中是比较两种物质的比热容，相同情况吸收相同的热量升温越高的物质比热容越小，是甲醇；继续加热至两种液体沸腾测出沸点，沸点高的是乙醇；因为甲、乙两种液体极易汽化燃烧，所以很危险，这种方案被明令禁止。
【点睛】
本题以新冠肺炎为背景，考查了密度的测量、比热容以及热值等知识，是一道理论联系实际的好题。
20．质量
相同
两倍
不可以
质量
升高温度
相等
不相等
比热容
【解析】
(1)[1][2][3]分析1、3或2、4两次实验数据可知，质量相同的水和煤油，加热相同的时间，吸收相同的热量，煤油升高的温度大约是水升高温度的2倍。
(2)[4][5][6]由控制变量法可知，质量和升高的温度相同时，比较吸收热量的多少，吸收热量越多，吸热能力越强，所以不可以认为50g的水比100g的水吸热能力小，50g的煤油比100g的煤油吸热能力小。
(3)[7][8][9]由表中数据可知，同种物质，物质吸收的热量与物质质量和升高的温度的乘积的比值是相同的，不同种物质，物质吸收的热量与物质质量和升高的温度的乘积的比值是不同的，该比值大说明物质的吸热能力强，物理学中为了描述物质的这种性质，引入了比热容。
21．（1）2×103J/(kg?℃)；（2）20℃
【解析】
(1)由Q＝cmΔt得，液体的比热容
c＝＝2×103J/(kg?℃)
(2)据题意得
Q吸＝60Q放＝603×104J＝1.8×104J
由Q＝cmΔt得，铁球升高的温度
Δt铁＝＝20℃。
22．(1)2.016×103J；(2)126J/（kg·℃）
【解析】
(1)水吸收的热量
水吸收的热量2.016×103J。
(2)已知不计热损失，则
由得：铅的比热容
铅的比热容是。
答：(1)水吸收的热量为2.016×103J；
(2)铅的比热容是。
23．4
kg
【解析】
设需要90℃的热水质量为m1，20℃水质量为m2，由题意得：Q吸=Q放，所以，
c1m1Δt1=c2m2△t2
因c1=c2，所以
答：需要90
℃的热水4kg。
24．7.09.8℃
【解析】
由题意可知
，
钢球和水发生热传递，钢球放出的热量等于水吸收的热量，设火炉温度为t，即钢球初温为t。水吸收的热量
钢球放出的热量
Q放=c钢?m钢?（t-t末）=0.46×103J/（kg?℃）×0.01kg×（t-25℃）=3150J
解得
t≈709.8℃
即，炉子里的温度大约是709.8℃。
答：炉子里的温度大约是709.8℃。