物理第3节 比热容精练

这是一份物理第3节 比热容精练，共14页。试卷主要包含了3 比热容，4×106，水的比热容为c水=4等内容，欢迎下载使用。
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知识点一：比较不同物质的吸热能力


1.选用相同的电加热器（使物体单位时间吸收的热量相同），为质量和初温相同的两种物质进行加热，记录加热时间和温度。


2.加热相同的时间，比较温度的变化量，温度变化量越小说明吸热能力越强；变化相同的温度比较加热时间，用时越长，说明吸热能力越强。


知识点二：比热容


（1）定义：我们把单位质量的某种物质温度升高（或者降低）1℃所吸收（或者放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。符号：c。


（2）公式：


（3）常用单位：焦耳/(千克· ℃)


（4）符号：J/(kg · ℃)


（5）读作焦耳每千克摄氏度


（6）同种物质来讲,比热容是一个确定的数值（相等的）,跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。


对不同物质来讲，比热容一般是不相同的。


（7）记住水的比热容：c水＝4．2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4．2×103J。因为水比热容较大，所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。


知识点三：热量的计算


①计算物体吸收热量的公式为：Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t


②计算物体放出热量的公式为：Q放=cm(t0-t)=cm⊿t


重点难点解读


一、比热容问题是难点


记住水的比热容：c水＝4．2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4．2×103J。因为水比热容较大，所以水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热等。


二、热量的计算是重点


（1）物体温度升高吸收的热量公式为Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t


公式中Q吸是吸收热量，单位是J；c 是物体比热，单位是：J/(kg·℃)；m是质量,单位是kg；


t0是初始温度；t 是后来的温度。⊿t是物体升高了的温度。


（2）物体温度降低放出的热量公式为Q放=cm(t0-t)=cm⊿t


公式中Q放是放出的热量，单位是J；c 是物体比热，单位是：J/(kg·℃)；m是质量，单位是kg；t0是初始温度；t 是后来的温度。⊿t是降低了的温度。


对点例题解析


知识点一：比较不同物质的吸热能力


【例题1】两个质量相同的不同物质，吸收相同的热量，下列说法中正确的是（ ）


A．比热容大的物质升高温度较小


B．比热容小的物质升高温度较小


C．比热容大的物质升高温度较大


D．升高温度相同，与比热容大小无关


【答案】A


【解析】比较物质吸热能力的2种方法：


①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强。②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。


根据Q＝cm△t知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高小，故A正确。


知识点二：比热容


【例题2】下列说法正确的是（ ）


A. 燃料燃烧越充分，它的热值就越大


B. 内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大


C. 敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同


D. 在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声


【答案】 B


【解析】A.燃料的热值与燃料种类有关，和是否完全燃烧无关，故A错误；


B.水是自然界比热容最大的物质，用它做发动机的冷却液，可以带走更多的热量，故B正确；


C.大小不同的编钟，振动频率不同，因此发出声音的音调不同，故C错误；


D.在闹市区安装噪声监测装置，只能显示当地噪声的大小，而不能改变噪声的大小，故D错误。


知识点三：热量的计算


【例题3】质量为1千克的牛奶，加热后温度升高了20℃，求牛奶吸收的热量。[c牛奶=2.5×103焦/（千克•℃）]


【答案】牛奶吸收的热量为5×104J。


【解析】知道牛奶的质量、牛奶的比热容、牛奶升高的温度值，利用吸热公式


Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。


牛奶吸收的热量：


Q吸=cm△t=2.5×103J/（kg•℃）×1kg×20℃=5×104J。


达标训练题





1．比热的单位是：J/(kg·℃)，读作：________。水的比热是：C=4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义是每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是_________。


【答案】焦耳每千克摄氏度。4.2×103J。


【解析】比热的单位是：J/(kg·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。水的比热是：C=4.2×103J/(kg·℃)，它表示的物理意义是每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103J。


2.物体温度升高吸收的热量公式为__________；物体温度降低放出的热量公式为_______。


【答案】Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t；Q放=cm(t0-t)=cm⊿t


【解析】理解记忆公式。要知道物体温度升高吸收的热量；物体温度降低放出的热量。吸收多少热量呢？需要应用公式Q吸=cm(t-t0)=cm⊿t求解。放出多少热量呢？需要应用公式Q放=cm(t0-t)=cm⊿t


求解。最重要的是一定要理解公式中每个字母的物理意义。


3．炎炎夏日，烈日下海滩的沙子热得烫脚，而海水很清凉，榜晚落日后，沙子凉了，海水却依然暖暖的，这主要是因为海水和沙子具有不同的（ ）


A．密度 B．内能 C．热量 D．比热容


【答案】D


【解析】水的比热容大，在吸收和放出相同热量时，与同质量的其他物质相比，其温度变化小。


水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低，放出相同热量时，海水比沙滩的温度高，故D正确。


4.将质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃，水吸收了 J的热量[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。


【答案】8.4×106。


【解析】水吸收的热量：


Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×106J。


5.下列实例中与”水的比热容较大”这一特性无关的是( )


A.让热水流过散热器供暖


B．用循环水冷却汽车发动机


C．沿海地区昼夜温差较小


D．夏天在房间内洒水降温


【答案】D


【解析】本题考查的是热学相关知识。夏天在房间洒水降温是利用水的蒸发吸热，D错误。ABC三项都是利用水的比热容大这一特性。





一、选择题


1．在热现象中，下列说法正确的是（ ）


A．冰在熔化过程中，要不断吸收热量，温度同时升高


B．一个物体内能增加了，一定是骏收了热量


C．新型燃料汽车实现了“零排放”，其效率已达到了100%


D．初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，应该早晨多排水，傍晚多灌水


【答案】D


【解析】A.冰是晶体，熔化过程中吸热，温度不变，故A错误；


B.一个物体的内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对此物体做功，故B错误；


C.目前有些新型燃料汽车，实现了“零排放”，减少了污染，提高了效率，但效率不会达到100%，故C错误；


D.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，傍晚多灌水，当夜晚温度降低时，因为水的比热大，水放出热量，水的温度降低的比较少，不至于使秧苗受冻；在早晨把稻田内是水排出，稻田接受太阳光的照射，泥土的比热小，泥土吸收热量，温度升高快，有利于秧苗的生长，故D正确。


2．下列关于热现象的说法中正确的是（ ）


A．物体的温度越高所含的热量越多


B．内燃机的做功冲程将机械能转化成内能


C．打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动


D．物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强


【答案】D


【解答】A.热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故A错误；


B.内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故B错误；


C.灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故C错误；


D.比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强，故D正确。


3．如表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是（ ）


A．不同物质的比热容一定不同


B．物质的物态发生变化，比热容不变


C．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多


D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多


【答案】C


【解析】A.由表中数据可知，不同物质的比热容一般不同，但也有的物质比热容相同，如煤油和冰，故A错误；


B.水和冰是水的两种状态，分析表中数据可知，其比热容是不同的，说明比热容与物质状态有关，物质的物态发生变化，比热容也会发生变化，故B错误；


C.由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容；质量相等的铝和铜升高相同的温度，因铝的比热容大，则根据Q＝cm△t可知铝吸收的热量更多，故C正确；


D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，因为水的比热容大，所以根据Q＝cm△t可知水升高的温度少，故D错误。


4．下列说法中正确的是（ ）


A．一杯水和半杯水的比热容相等


B．0℃的水没有内能


C．液体在任何温度下都能蒸发


D．固体分子之间只存在引力


【答案】AC


【解析】（1）比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和状态有关；


（2）物体内所有分子由于热运动具有的动能和分子势能的总和叫内能，任何物体都有内能；


（3）根据蒸发的定义分析解答；


（4）分子之间既存在引力又存在斥力。


A.比热容是物质的一种特性，其大小与物质的种类和状态有关，与质量无关；一杯水和半杯水的相比，物质的种类和状态不变，其比热容相等，故A正确；


B.因分子在永不停息地做无规则运动，所以一切物体都具有内能，故B错误；


C.蒸发是在任何温度下，在液体表面发生的缓慢的汽化现象，即液体在任何温度下都能蒸发，故C正确；


D.分子之间既存在引力又存在斥力，故D错误。


5.下表中有几种物质的比热容，小张同学根据提供的数据得出了四个结论，其中正确的是（）


A．一杯水比一桶煤油的比热容小


B．液体的比热容一定比固体的比热容大


C．水吸收或放出热量的本领较强，常用作冷却剂


D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类有关


【答案】C


【解析】比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质吸收热量的多少、质量多少、温度变化没有关系；根据比热容的特点进行分析判断。


A．由表格中的信息可知，水的比热容大于煤油的比热容，比热容大小与质量无关，故A错误。


B．液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰的比热容比水银的比热容大，故B错误。


C．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，所以人们常用水作冷却剂，故C正确；


D．比热容是物质自身的性质之一，只和物质的种类和状态有关，故D错误。


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℃，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（）


A 4:9 B．3:5 C．2:3 D．1:2


【答案】A


【解析】设A、B的质量均为m，水的质量均为M，


则对于A物体而言，它吸收的热量等于水所放出的热量，


故cA m×(46℃－10℃)=c水M×4℃；


则对于B物体而言，它吸收的热量等于水所放出的热量，


故cB m×(42℃－10℃)=c水M×8℃；


联立以上二式解之得cA：cB=4：9，故A是正确的。


二、填空题


7.水的比热容为c水=4.2×103J/（kg•℃），其物理意义是1kg的水温度升高1℃，需要吸收的热量为______J。______kg的水温度由20℃升高到25℃，水吸收的热量为1.05×105J。


【答案】4.2×103J。 5.


【解析】比热容的物理含义是单位质量的某种物质，温度升高或者降低1℃时，所需吸收或者放出的热量。已知水的比热、升高的温度、吸收的热量，利用Q=cm△t计算水的质量。


m=Q吸/c（t﹣t0）=1.05×105J/4.2×103J/（kg•℃）×（25℃﹣20℃）=5kg


8.将盛有凉牛奶的瓶子放在热水中（如图所示），通过 方式改变牛奶的内能，图中乙是250g牛奶与热水的温度随时间变化的图象，则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J．[c牛奶=4.2×103J/（kg•℃）]





【答案】热传递；2.1×104。


【解析】（1）改变内能的方法：一是做功，二是热传递，物体放出热量、内能减少、温度降低；


（2）知道牛奶的质量、比热容，求出温度升高值，利用吸热公式Q吸=cm△t求牛奶吸收的热量。


给牛奶加热的过程中，牛奶吸收热量、内能增加，是通过热传递方式改变了牛奶的内能；


由图乙可知，牛奶升高的温度：△t=40℃﹣20℃=20℃，


则牛奶吸收的热量：


Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×0.25kg×20℃=2.1×104J。


9．太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中，属于不可再生能源的是 。太阳能热水器内装有100kg水，水温从20℃升高到70℃[c水=4.2×103J/（kg•℃）]所吸收的热量是 J。


【答案】天然气；2.1×107。


【解析】（1）在太阳能、水能、天然气、地热能、风能、潮汐能中，天然气是在短期内不能从自然界得到补充的能源，属于不可再生能源；而太阳能、水能、地热能、风能、潮汐能是能源源不断的从自然界得到的能源，属于可再生能源。


（2）水吸收的热量：


Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（70℃﹣20℃）=2.1×107J。


10．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出： （选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为 ，这种液体在0～15min内放出的热量为 。





【答案】甲；2.1×103J/（kg•℃）；4.2×104J。


【解析】（1）时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；


利用热量的计算公式Q放=cm△t可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；


所以，甲液体的比热容大，所以若A、B两种液体中，一种液体是水，则这种液体一定是甲液体，


由图可知：液体的初温是60℃，放热15分钟后甲液体的末温是40℃，


则水放出的热量：


Q放=c水m水（t水﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×m×（60℃﹣40℃）。


（2）由题知，而水和液体的质量相同，即m水=m乙


c水m水△t=c乙m（60℃﹣20℃）=4.2×103J/（kg•℃）×m×（60℃﹣40℃）。


解得c乙=2.1×103J/（kg•℃）。


（3）读图可得，乙在15min内由60℃降低到20℃，降低的温度是60℃﹣20℃=40℃，


所以乙放出的热量Q放=cm△t=2.1×103J/（kg•℃）×0.5kg×40℃=4.2×104J。


11．质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为 。


【答案】7：4。


【解析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比，利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系。


由题知，m甲：m乙=2：3，△t甲：△t乙=6：5，Q甲：Q乙=7：5，


因为Q吸=cm△t，


所以===，


解得：


==7：4。


12.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。


【解析】（1）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。


（2）知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量；


（3）1标准大气压下水的沸点是100℃．沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。


由图可知，水沸腾时，不断吸收热量，保持98℃不变，所以98℃是水的沸点。


水吸收的热量：


Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（90℃-70℃）=8.4×104J；


1标准大气压下水的沸点是100℃．沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高。实验中水的沸点是98℃，所以实验时气压小于1标准大气压。


三、实验探究题


13．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。





（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是 ；


（2）加热10min，水吸收的热量 （填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量；


（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是 ℃，煤油的比热容是 J/（kg•℃）【c水=4.2×103J/（kg•℃）】


（4）若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J．（q酒=3.0×107J/kg）


【答案】（1）控制不同物质的质量相同；（2）等于；（3）98；2.1×103J/（kg•℃）；（4）6.0×105。


【解析】（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是：控制不同物质的质量相同；


（2）加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量；


（3）水沸腾时保持不变的温度叫沸点，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是98℃，


由图乙知，升高相同的温度，水用的时间是煤油的2倍，即吸收的热量是煤油的2倍，根据c=，在质量、升温相同的情况下，比热容与Q成正比，故煤油的比热容是：


×4.2×103J/（kg•℃=2.1×103J/（kg•℃）。


（4）若本实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是：


Q放=mq酒=0.02kg×3.0×107J/kg=6.0×105J。


四、计算题


14.质量为0.5kg的水，吸收了8.4×104J的热量后，温度升高到60℃，求水原来的温度是多少℃．


【答案】20．


【解析】知道水的质量、水的比热容、水的末温和水吸收的热量，利用吸热公式Q吸=cm△t的变形公式求水的原来的温度．


由Q吸=cm△t可得，水升高的温度：


△t===40℃，


因为△t=t﹣t0，


所以水原来的温度：t0=t﹣△t=60℃﹣40℃=20℃．


15.当今太阳能热水器已经在广安城乡用得非常普遍了，如图所示。已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里，能将8 ℃、100 L水加热到38 ℃。请解答：在此过程中，水吸收了多少热量？[水的比热容为4.2×103 J/（kg℃），水的密度为1.0×103 kg/m3]





【答案】1.26×107 J


【解析】本题考查密度公式和吸热公式的应用。由ρ=m/v公式求出水的质量m,根据物体吸收热量公式Q吸=cm（t﹣t0）求出结论。


太阳能热水器中水的体积V=100 L=100 dm3=0.1 m3，


由ρ=m/v可得，水的质量


m=ρV=1.0×103 kg/m3×0.1 m3=100 kg。


在此过程中，水吸收的热量


Q吸=cm（t﹣t0）


=4.2×103 J/（kg•℃）×100 kg×（38 ℃﹣8 ℃）


=1.26×107 J。


物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容/（J•kg﹣1•℃﹣1）
4.2×103
2.1×103
2.1×l03
0.88×103
0.39×103
几种物质的比热容/[J•（kg•℃）﹣1]
水
4.2×103
铁
0.46×103
酒精
2.4×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
干泥土
0.54×103
冰
2.1×103
水银
0.14×103