13.3 比热容（分层作业）-九年级物理全一册同步备课系列（人教版）【解析版】

第3节比热容一、比热容1.比热容的定义：一定质量的某种物质，在温度升高时叫做这种物质的比热容；比热容是物质的一种，大小与物质的、有关。【答案】一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比；特性；种类；状态。【解析】一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关。2.水的比热容是4.2×103焦/(千克•℃)，其单位读作_________，其物理意义是：质量为1千克的水，____________。把一杯水倒掉一半，剩余水的比热容将______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。【答案】焦每千克摄氏度，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103焦，不变。【解析】水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．单位读作焦每千克摄氏度；它表示1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×103J；比热容是物质的一种特性，与物质的质量无关，所以水的质量减少后水的比热容不变。3．对于同一物态的某种物质，根据c=EQ\F(Q,mΔt)得知（

）A．比热跟热量成正比B．比热跟质量成反比C．比热跟温度变化成反比D．吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量【答案】D【解析】同种物质在同一状态下，其比热容为恒定值，与质量、温度、热量无关，公式中吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量，故D正确．4．下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是（）A．用循环水冷却汽车发动机B．夏天在房间内洒水降温C．让热水流过散热器供暖D．沿海地区昼夜温差较小【答案】B【详解】A．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用循环水冷却，故A不符合题意；B．炎热的夏天，在室内地面上洒水，水蒸发会从周围吸热而降低周围环境的温度，使人感到凉爽，不是利用水的比热容大的特点，故B符合题意；C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器取暖，故C不符合题意；D．因为水的比热容大于沙石的比热容，相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的温度少，所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故D不符合题意。故选B。5．如图所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：液体质量（g）初温（℃）末温（℃）加热时间（min）水300203012食用油30020306（1）在两个相同的烧杯中加入初温相同、_________相同的水和食用油（ρ水＞ρ食用油）。比较两物质的吸热能力，我们可以加热相同的时间，观察________的不同；（2）水和食用油温度随时间变化如上表所示，分析数据可知：质量相等的水和煤油，加热相同的时间，________升温更快，说明_______的吸热能力强。【答案】（1）质量，升高温度；（2）食用油，水。【解析】（1）根据控制变量法变量，在探究“不同物质吸热能力”的实验中，除了物质种类不同外，其它变量需要保持一致，即物质的初温、质量、加热时间和烧杯的规格都需要保持相同；在这种情况下，可以通过比较温度升高量来比较不同物质的吸热能力。（2）通过表中数据可得，质量相等的水和煤油，升高相同的温度，水所需要的时间更长，吸收的热量更多，吸热能力更强，那么在加热时间相同的情况下，水温度升高的会较慢，即煤油升温更快。6．用如图所示的装置，先后加热初温、质量均相同的水和煤油，比较两种液体比热容的大小，多次实验表明：要让水和煤油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，以下关于该实验的操作及分析错误的是（）A．水比煤油的比热容大B．加热时用玻璃棒不断搅拌，是为了水和煤油受热均匀C．实验中可以不使用温度计，让水和煤油都沸腾后再比较加热时间D．相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后。煤油比水升高的温度大【答案】C【解析】A．由题意可知，质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，水需要的加热时间较长，即吸收的热量多，说明水的吸热能力强，所以水的比热容大于煤油的比热容，故A正确，不符合题意；B．实验中搅拌器的作用是：使液体受热均匀，实验效果更好，故B正确，不符合题意；C．水和煤油的沸点不同，则两者升高的温度不同，且加热至沸腾所用时间也不同无法比较比热容的大小，故C错误，符合题意；D．相同质量的水和煤油，若吸收相同热量后，由煤油的比热容小可知，煤油比水升高的温度大，故D正确，不符合题意。故选C。二、热量的计算7．把质量和温度都相等的铜球和铁球放进沸水中加热一段时间，比较这一过程中它们吸收的热量（）A．铜球吸收的热量较多B．铁球吸收的热量较多C．铜球和铁球吸收的热量一样多D．条件不足，无法判定【答案】B【解析】因为铁的比热容比铜的比热容大，在铁球和铜球的温度变化和质量都相同时，由热量的公式Q吸=cm（t−t0）可以知道，吸收热量与比热容成正比，所以铁球的吸收热量多，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。8．小宇找来了质量相等的水和煤油各一杯，已知它们的比热容之比为2∶1，用电热器各加热一段时间，发现它们升高的温度之比为3∶2，则它们吸收的热量之比为（）A．3∶4 B．3∶2 C．2∶1 D．3∶1【答案】D【解析】它们吸收的热量之比故D符合题意，ABC不符合题意。所以选D。9．我国许多城市中建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏季节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。某人工湖湖水的质量为1.0×107kg。若水的温度平均升高0.8℃，则湖水吸收的热量为_____J，若这些热量被等量的砂石吸收（c水>c砂石），则砂石升高的温度________0.8℃（选填“大于”“等于”或“小于”）。[]【答案】3.36×1010；大于。【解析】湖水吸收的热量为Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×1.0×107kg×0.8℃=3.36×1010J由题知，水和沙石的质量m相同，吸收的热量相同，根据Q吸=cmΔt，c水>c砂石，所以Δt砂石＞Δt水即吸收相同的热量，砂石升高的温度将大于0.8℃。10．“母亲节”这天，扎西同学为妈妈炖了一碗排骨汤，将装汤的碗放在有5kg水的盆子中进行降温。扎西同学用水进行降温主要是利用了水的______大，过了一会儿，水温由15℃升高到20℃，水吸收的热量为______J。[]【答案】比热容，1.05×105J.【解析】由于水的比热容大，质量相同的水和其它物质相比，升高相同的温度，水吸热多，冷却效果好，所以将装汤的碗放在水中进行冷却就是利用水的比热容大这一特性。水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×5kg×（20℃-15℃）=1.05×105J11．如图是2020年3月23日~25日济南和青岛两地的气象信息。由图可知：沿海城市青岛的昼夜温差较小，而内陆城市济南的昼夜温差却较大。这主要是因为（）A．海水的温度比砂石的温度低B．海水吸收热量比砂石吸收热量多C．海水的内能比砂石的内能多D．海水的比热容比砂石的比热容大【答案】D【解析】在同样受热的情况下，比热容大的物质温度变化小，沿海城市青岛的昼夜温差较小，而内陆城市济南的昼夜温差却较大，这主要是由于海水和砂石具有不同的比热容。故ABC不符合题意，D符合题意。所以选D。12．表中是一些物质的比热容［J/（kg·℃）］。根据表中数据，下列判断正确的是（）水4.2×103铝0.88×103冰2.1×103干泥土约0.84×103沙石约0.92×103铜0.39×103A．物质的比热容与物质的种类无关B．200g水的比热容是100g水的比热容的两倍C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大D．一般情况下，我们把1kg的水加热至沸腾，水需要吸收约4.2×107J的能量【答案】C【解析】A．表中不同物质的比热容不同，说明比热容与物质的种类有关，故A错误；B．比热容是物质的一种特性，与物质的质量无关，故B错误；C．铝的比热容大于铜，质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，根据Δt=EQ\F(Q,cm)可知铜块温度变化较大，故C正确；D．若初温为常温约20℃，则将1kg水烧开吸收的热量约为Q吸=cm（t−t0）=4.2×103J/（kg·℃）×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J故D错误。所以选C。13.两个相同的容器中分别装了等质量的两种液体，用同一热源分别加热得到如图所示的图像，根据图像可知（）A．液体甲的比热容大于乙液体的比热容B．升高相同的温度时，两种液体吸收的热量相同C．加热相同的时间，甲液体吸收的热量比乙液体多D．加热相同的时间，甲液体升高的温度比乙液体多【答案】D【解析】A．两个相同的容器中分别装了等质量的两种液体，用同一热源分别加热，图像中甲升温比乙升温快，可得液体甲的比热容小于乙液体的比热容，故A错误；B．图像中可以看出升高相同的温度时，热源加热乙液体时间较长，则乙液体吸收的热量较多，故B错误；C．实验使用同一热源分别加热，同一热源在相同时间内放热相同，被加热物质吸热相同，即加热相同的时间，两液体吸收的热量相同，故C错误；D．从图像中看出加热相同的时间，即在图中画出一条垂直于时间轴的竖线，可得甲液体升高的温度比乙液体多，故D正确。故选D。14．将质量为100g的铅块加热到98℃，然后投入温度为12℃、质量为80g的煤油中，测出混合后煤油的最高温度为18℃，不计热损失。求：［］（1）铅块放出的热量；（2）煤油的比热容。（结果用科学记数法表示，保留到小数点后两位）【答案】（1）1.04×103J；（2）2.17×103J/（kg·℃）【解析】（1）铅块放出的热量Q放=c铅m铅Δt=0.13×103J/（kg·℃）×100×10-3kg×（98℃-18℃）=1.04×103J（2）不计热量损失，煤油吸收的热量Q吸=Q放由Q吸=c煤油m煤油Δt可知，煤油的比热容c煤油=EQ\F(Q吸,mΔt)=EQ\F(1.04×103J,80×10-3kg×（18℃-12℃）)=2.17×103J/（kg·℃）15．在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图甲所示。（1）小明用铁夹将温度传感器及分别盛有_____相同（选填“体积”、“质量”）的甲、乙两种液体用两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触（如图甲所示），通过温度传感器分别测量试管内液体的温度；（2）液体温度随时间变化关系如图乙所示。分析图象可知，_____液体的吸热本领强；（3）若甲、乙两种液体中，乙液体是水，另种液体的比热容是_____J/(kg•℃)。【答案】）（1）质量；（2）乙；（3）2.1×103【解析】（1）在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，要保证液体的质量相同。（2）由图乙可知，加热时间相同时，即两种液体吸收的热量相同，乙液体的温度变化量小于甲液体，所以乙液体的吸热本领强。（3）根据公式Q吸=cmΔt，同样加热8min，甲液体的温度变化量为Δt甲=60℃-20℃=40℃乙液体的温度变化量为Δt乙=40℃-20℃=20℃液体的质量相同，吸收的热量相同，Q吸甲=Q吸乙c甲Δt甲=c乙Δt乙故另种液体的比热容是c甲=c水Δt水/Δt甲=4.2×103J/（kg·℃）×20℃/40℃=2.1×103J/（kg·℃）16．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）百善孝为先，孝敬长辈可以从生活中的小事做起，冬天来临，小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个暖手袋。根据使用说明，他将质量为0.5kg，温度为75℃的水转入暖手袋，使用一段时间后，水的温度降低到35℃。（1）暖手袋里面装热水取暖，是利用了水_______大的性质（选填“比热容”或“密度”），这是通过________方式改变了水的内能（选填“做功”或“热传递”）；（2）求这段时间水放出了多少热量。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]【答案】（1）比热容，热传递；（2）8.4×104J【解析】（1）暖手袋里面装热水取暖，是利用了水比热容大的性质，因为相同条件下，放出相同热量，水降低的温度较少。暖水袋将热量传递给手，水的内能减少，是通过热传递方式改变了水的内能。（2）这段时间水放出热量Q放=cmΔt=4.2×103J/（kg·℃）×0.5kg×（75℃-35℃）=8.4×104J17.（2022·黑龙江·统考中考真题）两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体，使用相同的热源为其加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，若甲、乙两液体吸收相同的热量，则__________液体升高的温度较多；两者比较，__________液体更适合作汽车的冷却剂。【答案】甲，乙。【解析】由图像可知，甲、乙两液体吸收相同的热量，即加热相同的时间，甲升高的温度较多。由图像可知，甲、乙两液体升高相同的温度，乙需要吸收更多的热量，说明乙的比热容大，乙液体更适合作汽车的冷却剂。18.（2022·湖北恩施·统考中考真题）夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是［c混凝土=0.84×103J/（kg·℃），c水=4.2×103J/（kg·℃）]（）A．水不吸热 B．混凝土初温高 C．水的比热容大 D．混凝土放热【答案】C【解析】根据Δt=EQ\F(Q,cm)可知，质量相等的水和混凝土，太阳照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小，因此水的温度比混凝土低，所以太阳下的混凝土热得烫脚，而旁边池塘里的水却不怎么热，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。19．（2022·江苏常州·统考中考真题）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。加热时间/012345温度/沙子1822293745—水181921232527（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。【答案】（1）质量；（2）让物质受热均匀；（3）52；（4）错误；（5）小于.【解析】（1）要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。（2）加热