初中物理沪科版九年级全册第十三章 内能与热机第二节 科学探究：物质的比热容练习

二、科学探究：物质的比热容

 同步试题

一、选择题

1．质量相等的一杯冷水和一杯热水升高相同的温度，则它们吸收的热量（    ）

A．初温不知，无法判断         B．一样多

C．热水吸收的热量多           D．冷水吸收的热量多

答案：B

解析：根据吸放热的计算公式Q=cm△t可知，物体吸收热量的多少与物质的种类、物体的质量及升高的温度有关，与物体的初温、末温等因素无关。本题中两杯水质量相等，比热容也相等，升高的温度也相等，所以它们吸收的热量一样多。

2．某同学在劳技课上，用切割机把一个铜块切成了两半，则其中的一半铜块（    ）

A．密度、比热容均减小一半

B．密度、比热容均不变

C．密度减小一半，比热容不变

D．密度不变，比热容减小一半

答案：B

解析：密度和比热容都是物质的一种特性，与物体的质量、体积和形状都没有关系。把铜块切成两半后，只是质量减小了一半，体积减小了一半，但密度和比热容都没有变化。

3．已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水银的比热容是0.14×103J/（kg·℃），则下面说法中正确的是（    ）

A．体积相同的水和水银，温度都升高1℃，水吸收的热量是水银的30倍

B．质量相同的水和水银，降低相同的温度，水银放出的热量是水的1/30

C．质量相同的水和水银，吸收相同的热量，若水银升高1℃，则水要升高30℃

D．若30kg的水温度降低1℃放出的热量全部被1kg的水银所吸收，则水银的温度升高1℃

答案：B

解析：因为水的比热容是水银的30倍，根据热量的计算公式Q吸=cm（t-t0）可知，质量相等的不同物质，降低相同的温度时，放出的热量跟物体的比热容成正比。所以质量相等的水和水银，降低相同的温度，水银放出的热量是水的1/30。选项B正确。

4．下列事实最能说明吸收热量与物质的种类有关的是（    ）

A．体积相等的两杯水，温度都升高10℃，其吸收的热量相等

B．质量不等的铜块，温度都升高10℃，其吸收的热量不等

C．体积相等的水和煤油，温度都升高10℃，其吸收的热量不等

D．质量相等的水和铜块，温度都升高10℃，其吸收质量不等

答案：D

解析：由热量计算的公式Q=cmΔt，可以知道，影响吸收热量的多少与物质的种类，质量和升高温度等因素有关。从题意可以看出是研究吸收热量与物质的种类的关系，要控制其他影响吸收热量多少的因素相等，如物体的质量、升高的温度等。在A选项中体积相等的两杯水，它们的物质种类是一样的，就研究不出与种类的关系了；B中也是同种物质；C中体积相等的水和煤油，因为密度不同，所以质量也就不同了。只有D符合题意。在本题中用的物理方法叫做控制变量法。

5．江苏省的沿海地区昼夜温差较小，而内陆新疆的戈壁地区的昼夜温差较大，在某些地区出现“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的现象。这主要是因为（    ）

A．海水的密度小，沙石的密度大

B．海水的比热容大，沙石的比热容小

C．海水的内能多，沙石的内能少

D．海水吸收的热量少，沙石吸收的热量多

答案：B

解析：本题是利用物质的比热容来解释实际生活中的一些现象。东部沿海地区的水多，水的比热容大。白天在太阳的照射下，质量相等的水和沙石，吸收相同的热量，沙石升高的温度高，而水升高的温度就低。傍晚，水和沙石向外放热，温度降低，水的比热容大，水降低的温度小，水的温度比沙石的温度高。所以东部地区的昼夜温差要比西部地区的小。

6．质量相等，初温相同的a、b两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中，温度随时间变化的图线如图1所示。根据图线，比较两液体的比热容是（    ）

图1

A．液体a的比热容较大

B．液体b的比热容较大

C．两种液体的比热容一样大

D．无法判断

答案：B

解析：本题考查对图像的认识，以及根据图像解答实际问题的能力。图像上的纵坐标表示液体的温度，横坐标表示加热的时间，倾斜的图线表示液体随着时间的推移不断吸热升温的过程。题目中“用两个完全相同的加热器加热”的含义是：在加热过程中，在相同的时间内，加热器放出的热量相同，如果这些热量全部被a、b两种液体吸收，那么在相同时间内，两种液体吸收的热量相同。由图可知，吸收相同热量，质量相同的两液体，液体a温度上升较多，则说明液体a的比热容较小。

7．质量相等的两块金属同时从沸水中取出来放在冰上，能使冰熔化得较多的那块金属具有（    ）

A．较大的体积

B．较大的密度

C．较大的比热容

D．较小的比热容

答案：C

解析：要使较多的冰熔化，冰吸收的热量就多，金属块放出的热量也就多。由放热公式Q=c金m金Δt金可知，放热的多少与金属块的比热容、质量、温度变化量有关，而两金属块的质量相同，放入同样的冰中最终末温相同，也就是说两者的温度变化量相同，比热容较大的那块金属放出的热量较多。

8．质量相等的水和铜球，具有相同的初温，吸收相等的热量后，再将铜球投入水中，则（    ）

A．热量由铜球传给水

B．热量由水传给铜球

C．水和铜球之间不发生热传递

D．无法判断

答案：A

解析：要判断物体之间热传递的方向，就必须知道两个物体的温度高低，一般情况下，热量是由温度高的传向温度低的物体。由Q吸=cm（t-t0）可知物体最后温度t的高低与物体吸收的热量、比热容、质量和初温有关。在本题中物体吸收热量相同，质量和初温相等，水的比热容比铜的比热容大，升高的温度水比铜小，即水的末温比铜的末温低。所以热量是由铜传给水的。

9．下列说法中正确的是（不计热损失）（    ）

A．一壶开水，温度从100℃降到70℃比温度从70 ℃降到40℃放出的热量多

B．质量相同的物体，吸收相同热量后，末温高的物体比热容小

C．热水和冷水混合后，冷水吸收的热量一定等于热水放出的热量

D．热水和冷水混合后，冷水升高的温度一定等于热水降低的温度

答案：C

解析：由热量的计算公式Q=cmΔt可以知道，物体放出热量的多少与物体的比热容、质量和温度降低的程度有关。只要这三个因素相同，则它们放出的热量就相同，所以A中的热量是相等的；而B中质量和吸收热量相同，但物质的初温不知道，即温度变化量不能确定，所以比热容也不能确定；在D中，冷、热水混合时，热水要放出热量，冷水要吸收热量，冷水吸收的热量就等于热水放出的热量，直到它们的温度相同。而冷水和热水的质量不确定，所以升高和降低的温度并不一定相同。

10．探究“比较不同物质的吸热能力”时，同学们用酒精灯同时开始均匀加热质量和初温都相等的水和食用油，装置如图2所示。下列说法正确的是（    ）

图2

A．在本实验中，物体吸热多少是由物质的种类决定的

B．实验中，加热相同的时间，末温低的物质吸热能力强

C．实验中，食用油吸热升温较快，说明食用油吸热能力较强

D．实验中，将食用油和水加热到相同温度时，它们吸收的热量相同

答案：B

解析：相同质量的不同的物质吸热升温的快慢不同，在比较吸热升温快慢时有两种方法，一种是吸收相同热量，比较升高温度；另一种是升高相同温度比较吸收热量。在加热时要利用相同的加热器，相同时间内，被加热物体吸收热量相同；加热时间越长，物体吸收的热量越多。在本实验中物体吸热的多少是由加热时间决定的。在实验中，加热相同时间，说明吸收热量相同，末温低的物质，升高的温度较少，说明它的吸热能力强。食用油吸热升温较快，说明食用油吸热能力弱。

11．小阳从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中正确的是（    ）

A．在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢

B．从节能角度考虑，烧开水用铝壶比铁壶好

C．不同物质的比热容都不一样

D．测量小质量物体的温度时适宜用水银温度计

答案：D

解析：比热容反映了质量相同的不同物质吸热升温快慢的物理量，比热容越大，吸热升温越慢。湿泥土中有水，水的比热容大，吸热升温较慢，故A选项错误。在烧开水时，水吸收的热量是有用的，壶吸收的热量是额外的，铁的比热容比铝小，所以烧水时使用铁壶，壶吸收热量少，节约能源。不同物质比热容一般不同，也有不同物质比热容相同的，如冰和煤油。普通温度计是利用了液体的热胀冷缩的原理，测温液体与被测物体发生热传递，被测物体的质量较小时，温度计与被测物体间热传递的能量，对被测物体的温度影响较大，所以应尽量选择比热较小的测温物质，例如水银。

12．甲、乙两个物体，质量相等，温度相同，先把甲投入一杯热水中，热平衡后水温降低了8℃，取出甲（设热量和水量均无损失），再把乙投入这杯热水，热平衡后水温又降低了8℃，由此可知（    ）

A．甲的比热容大

B．乙的比热容大

C．甲、乙比热容一样大

D．条件不足，无法判断比热容的大小

答案：B

解析：从题意可以看出甲乙两物体放入热水中，都使热水的温度降低了8℃，由热量计算的公式可以知道，水放出的热量是相等的，并且都被物体所吸收了，即甲、乙两物体吸收的热量相等。根据Q吸=cm（t-t0），两物体的Q和m相等，甲先放入水中，水温降低了8℃，水的末温比初温低8℃，即甲的末温比水的初温低8℃；而乙是在放入甲之后再放入水中的，水温又降低了8℃，此时水的温度比水的初温低16℃，即乙的末温比水的初温低了16℃。所以乙的末温比甲的低，乙升高的温度也比甲的小。根据Q吸=cm（t-t0），所以乙的比热容比甲的比热容大。

二、填空题

13．炎热的盛夏中午，当人赤脚走在沙滩上时感到烫脚，站在水中时感觉凉爽，这主要是因为水的比热容比沙子的比热容__________，在相同条件下，水吸热升温_________，而沙子吸热升温_________。

答案：大    较慢    较快

解析：不同的物质有不同的物理属性，同样在太阳的照射下，水和沙升高的温度不同，即物体吸热升温的快慢不同，这个主要是由于不同物质的比热容不同造成的。相同质量的水和沙子，吸收相同热量，水的比热容大，温度升高较小，所以水的温度上升较慢。

14．已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），质量为1kg的20℃的水，温度升高到70℃，需要吸收_______J的热量。汽车发动机利用循环流动的水进行冷却，这是因为水的_________大，在相同条件下能带走较多的___________，所以冷却效果好。

答案：2.1×105J    比热容    热量

解析：热传递中吸收或放出热量的多少可以利用Q =cm△t进行计算。汽车发动机利用水来作为冷却液，这是利用了水的比热容大，这样升高一定的温度，能吸收较多的热量，冷却效果较好。

15．某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，焦炭燃烧后放出1.26×106J的热量。如果这些热量全部被10kg的煤油吸收，能使煤油温度升高__________℃（煤油未沸腾）；若该热量有25%被水吸收，能将kg的水从25℃加热到100℃。[c水=4.2×103J/（kg·℃）、c煤油=2.1×103J/（kg·℃）]

答案：60  1

解析：本题是热量的计算，还初步涉及能源的利用率，与实际联系较紧密。

利用Q吸=cm煤油△t可得

水吸收的热量为Q吸=25%Q放=3.15×105J，

根据Q吸=cm水△t可得

三、解答题

16．为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的电加热器，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图3所示。

（1）根据图像，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确？请说明理由。          （2）要使甲、乙升高相同的温度，应给______加热更长的时间，这说明______的吸热能力强些。

（3）如果已知甲的比热容是1.8×103 J/（kg·℃），则乙的比热容是_____J/（kg·℃）。

图3

答案：

（1）不正确，因为用完全相同的酒精灯加热，相同时间内放出的热量是相等的，甲、乙吸收的热量也相等

（2）乙   乙  （3）2.4×103

解析：物体吸热升温的快慢与物质的种类、物体的质量等因素有关，在实验中要使用相同的加热器，使物体在相同时间内吸收热量相同。加热相同时间，加热器放出的热量相等，物体吸收的热量也相等，不同物体升高的温度不同，这是因为物质的比热容不同。由图可知，加热相同时间，甲升高的温度多，说明甲吸热升温较快，要让它们升高相同的温度，甲所需要加热的时间就短，乙的时间长，说明乙的吸热能力更强。在相同时间内甲、乙两液体吸收的热量相等，例如同时加热4min，甲、乙两液体吸收热量相等，即Q甲=Q乙，吸收热量可以利用Q=cm△t计算。c甲m甲△t甲=c乙m乙△t乙，它们的质量相等，代入数据得：1.8×103J/（kg·℃）×40℃=c乙×30 ℃，c乙=2.4×103 J/（kg·℃）。

17．为了研究物质的某种物质的某种特性，某小组的同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100 g和200 g的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况，记录数据分别如表一、表二所示（设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等）。

（1）分析比较表一和表二中的数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度_____________（填“相同”或“不同”）。

（2）分析比较表一（或表二）中第一行和第三行的数据及相关条件，可得出的初步结论是：________________________，放出的热量与降低的温度成正比。

（3）分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：_________________________________________________。

（4）进一步综合分析比较表一和表二中的数据及相关条件，还可得出的初步结论是：______________________________________________________________。

答案：

（1）不同

（2）相同质量的水（同种物质）

（3）水（同种物质）降低的温度相同时，放出热量与质量成正比

（4）水（同种物质）放出的热量与质量、降低温度的比值是一定的

解析：

（1）热水冷却时，不断地向外放热，直到水的温度与外界环境的温度相同，所以分析表中的数据，可以看到两杯水的温度开始时都在下降，但表一中的水温度降低到30℃时就不再降了，即环境温度为30℃；同样可以分析出表二中环境温度为28℃。所以环境温度不同。

（2）表一中的数据是在水的质量为100g的前提下，第一和第三行分别是时间和温度降低的值，随着时间的推移，温度逐渐下降，所以质量相同的水，放出的热量与降低温度成正比。这里用到控制变量的方法，本小题研究的是放出的热量与降低温度的关系，所以必须在质量相等、物质的比热容相同的前提下。

（3）表一和表二中水的质量不同，表二的质量是表一质量的两倍。它们的第三、第四和第五列温度都是下降1℃，但表二用的时间是表一时间的两倍，即放出的热量表二的是表一的两倍。所以同种物质，降低相同的温度，放出的热量与质量成正比。

（4）这一研究物质的某种特性，所以先可以判断出这是物质的比热容，并且同一种物质的比热容应该是相等的。综合分析两张表，可以得出两张表的共性，即内部联系。

18．一个家用电热水器的容积为80L，装满水后开启加热功能，使水的温度从20℃升高60℃，水需要吸收多少热量？[c水=4.2×103J/（kg·℃）]

答案：2.016×107J

解析：在利用Q=cm△t进行计算时，要注意以下几个问题:（1）要分清各个物理量及单位；（2）△t是指温度的变化值，不是指物体的初温也不是末温；（3）注意“温度升高”和“温度升高到”的区别，前者是指温度的变化值，后者是指末温。

本题中给出的是水的体积，在计算时要利用密度公式算出水的质量；温度变化是60℃，不是40℃。

水的质量：m=ρV=1×103kg/m3×80×10-3m3=80kg,

水吸收的热量：Q=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×80kg×60℃=2.016×107J。