九年级物理上册第一章3比热容练习新版教科版.docx
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九年级物理上册第一章3比热容练习新版教科版
3.比热容
图1-3-1
一 实验探究:
比较不同物质的吸热能力
实验器材:
水、铁砂、温度计、天平和停表,如图1-3-2所示。
图1-3-2
设计实验:
用两支相同的试管、同一酒精灯加热,比较水和铁砂在升高相同温度的情况下,加热时间的长短(即吸收热量的多少)来判断它们的吸热能力。
研究方法:
控制变量法、转换法。
实验结论:
物质吸收热量的多少,不仅与其质量及温度的变化有关,还与__________________有关。
评估交流:
(1)加热相同的时间,反映了水和铁砂吸收相同的热量(转换法)。
(2)另一种实验方法:
用两支相同的试管、同一酒精灯,加热相同的时间,比较水和铁砂升高的温度来判断它们的吸热能力。
二 比热容
如果质量为m的某种物质从外界吸收热量Q,温度升高了Δt,则________即是这种物质的比热容,用符号________表示,单位是________。
[点拨]
(1)比热容是描述不同物质吸、放热能力的物理量。
单位质量的某种物质,温度降低1℃放出的热量,与它温度升高1℃吸收的热量________。
(2)比热容是物质本身的一种特性,它只与物质的种类和状态有关。
三 热量的计算
吸热公式:
Q吸=cm(t-t0);
放热公式:
Q放=cm(t0-t)。
类型一 比较不同物质的吸热能力
例12016·聊城在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图1-3-3所示。
图1-3-3
(1)实验中应量取________相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过____________来比较甲、乙两种液体吸收热量的多少。
(3)实验记录的数据如下表所示,分析实验数据可知,________液体的吸热能力较强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
[实验点拨]“比较不同物质的吸热能力”的实验注意事项
(1)选用两个规格相同的电加热器,其目的是在相同的时间内提供的热量相等,这样可以保证两种液体在相同的时间内吸收相同的热量。
(2)控制两种液体的质量相同,而不是体积相同。
(3)吸热能力的比较方法:
①取相同质量的不同物质,使它们升高相同的温度,比较加热时间,加热时间长的物质吸热能力强;②取相同质量的不同物质,使它们吸收相同的
热量,即加热相同时间,比较升高的温度,温度升高少的物质吸热能力强。
类型二 比热容及其应用
例2下列关于比热容的说法,正确的是( )
A.质量大、温度高的物体,比热容一定大
B.将一瓶酒精倒掉一半,则瓶内酒精的比热容为原来的一半
C.各种物质都有自己的比热容,比热容是物质的特性之一
D.比热容相同的物质,一定是同一种物质
[易错辨析]比热容是物质的一种特性,是反映物质吸、放热能力大小的物理量,它的大小只与物质的种类和状态有关,与其他因素(如物体的质量、吸放热、温度高低等)无关。
不同物质的比热容一般不同。
例3水具有比热容较大的特点,以下现象中不能用此特点解释的是( )
A.冷却汽车发动机,采用循环流动的水
B.夏天,在教室的地面上洒些水会觉得更凉快
C.育秧时,为了防止霜冻,常在傍晚时向秧田里灌水
D.冬季北方楼房中的“暖气”,用水做介质
[方法指导]从两个角度理解比热容
两个角度
物质的吸、放热本领
物质温度改变的难易程度
具体说明
物质的比热容大表示:
吸热本领强
物质的比热容大表示:
温度难以改变
物质的比热容小表示:
吸热本领弱
物质的比热容小表示:
温度容易改变
解释
质量相同的不同物质升高(或降低)相同的温度,比热容越大,吸收(或放出)的热量越多;比热容越小,吸收(或放出)的热量越少
质量相同的不同物质吸收或放出相同的热量,比热容越大,温度改变得越少;比热容越小,温度改变得越多
类型三 有关热量的计算
例4在标准大气压下,温度为40℃、质量为2t的水吸收5.46×108J的热量,水的温度升高[c水=4.2×103J/(kg·℃)]( )
A.105℃B.100℃
C.65℃D.60℃
[方法指导]四点理解热量的计算
(1)明确热量的计算公式:
Q吸=cm(t-t0),Q放=cm(t0-t)。
(2)注意物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、质量和温度的变化量三个因素都有关系,而与物体的温度没有关系,注意区分“升高了”和“升高到”,以及“降低了”和“降低到”等关键词。
(3)各物理量的单位必须统一,即温度t的单位用℃,质量m的单位用kg,热量Q的单位用J,比热容c的单位用J/(kg·℃)。
(4)公式只适用于不发生物态变化时升温(或降温)过程中吸收(或放出)的热量的计算。
课堂反馈(三)A
[比热容的理解及应用]
1.小明和小华同学在做“比较水与煤油吸热能力”的实验时,使用了如图C1-3-1所示的装置。
图C1-3-1
(1)设计实验方案时,他们确定以下需控制的变量,其中多余的是( )
A.采用完全相同的加热方式B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取相同质量的水和煤油D.盛放水和煤油的容器相同
(2)在实验过程中,如果使这两种物质上升相同的温度,则可以通过比较______________________来研究水和煤油的吸热能力。
2.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),其表示的物理意义是:
________________________________________;相同质量的煤油和菜籽油,在吸收相同的热量时,煤油的温度变化较小,这说明煤油的比热容________(选填“>”“<”或“=”)菜籽油的比热容。
3.下列各种情况中,物质的比热容会变化的是( )
A.一杯水倒掉一半B.水凝固成冰
C.0℃的水变成4℃的水D.将铁块锉成铁球
4.拖拉机发动机用循环流动的水进行冷却,是因为水具有( )
A.较低的凝固点B.较大的比热容
C.较差的导热性D.较好的透明性
5.在烈日当空的海边玩耍,海滩上的沙子热得烫脚,而海水却凉凉的,主要是因为( )
A.海水的密度较大B.海水的比热容较大
C.沙子的密度较大D.沙子的比热容较大
课堂反馈(三)B
[有关热量的计算]
1.物体的初温记为t0,末温记为t,则物体吸收热量的公式为:
______________,物体放出热量的公式为:
______________;物体吸收或放出热量的多少与____________________、____________________、____________________有关,与温度的高低无关。
2.一杯水由80℃降至20℃放出的热量为Q1,同样一杯水由30℃升高到70℃吸收的热量为Q2,则( )
A.Q1<Q2B.Q1>Q2
C.Q1=Q2D.无法比较
3.如图C1-3-2所示的太阳能热水器中储有200kg的水,水温从20℃升高到70℃,其吸收的热量是__________J。
[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
图C1-3-2
4.两铝块的质量之比为1∶4,升高温度之比是2∶1,则两铝块的比热容之比为________,吸收热量之比为________。
5.已知煤油的比热容为2.1×103J/(kg·℃),对于质量为2kg、初温为30℃的煤油:
(1)当温度降低到10℃时,放出的热量是多少?
(2)当温度升高10℃时,吸收的热量是多少?
课时作业(三)A
[第一章 3.比热容 第1课时 比热容的理解及应用]
一、选择题
1.[2016·丹东]如图3-K-1所示,为了引入比热容这个物理量,某实验小组做了“比较水和食用油吸热情况”的实验,该实验中需要控制一些变量,下列说法不正确的是( )
图3-K-1
A.相同规格的电加热器
B.相同质量的水和食用油
C.相同体积的水和食用油
D.使水和食用油升高相同的温度
2.如图3-K-2所示,林红同学用两个同样的烧杯,分别装上质量和初温都相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯分别同时加热,用温度计每隔1min记录一次它们的温度并绘制出图像,如图3-K-3所示的图像中能正确反映实验事实的是( )
图3-K-2
图3-K-3
3.两个相同的容器分别装有质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图3-K-4所示。
根据图线可知( )
图3-K-4
A.甲液体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.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体比乙液体温度升高得多
4.关于比热容,下列说法正确的是( )
A.物体吸收的热量越多,物质的比热容越大
B.物体的温度变化越大,物质的比热容越大
C.物体的质量越大,物质的比热容越大
D.物质的比热容与温度、质量都没有关系
5.初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗受冻,下列做法中正确的是( )
A.早晨多灌水,傍晚多排水
B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水
D.早晨和傍晚都不要灌水
6.“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜。
”这句谚语反映了我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著。
其主要原因是砂石比水具有较小的( )
A.热量 B.内能 C.比热容 D.热值
7.冬天,室内取暖的暖气,是让管道中流动的热水慢慢地流过散热器,其原因是( )
A.水比较便宜 B.水的密度小
C.水的比热容大 D.水的沸点高
8.2017·株洲如图3-K-5所示为海风形成的示意图,海风形成的根本原因是:
与海洋相比,陆地的( )
图3-K-5
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
二、填空题
9.如图3-K-6所示是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。
该实验装置中,试管内分别装质量相等的沙子和水,其他都相同。
在相同的加热时间内,沙子和水吸收的热量________(选填“相同”或“不同”),若水升高温度比沙子低,则________的吸热能力强。
图3-K-6
10.林红同学在做“比较水和牛奶吸热升温特点”的实验后,绘制了如图3-K-7所示的温度随时间变化的图像。
实验中水和牛奶吸热的多少是通过______________(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;由图像可知牛奶的比热容______________(选填“较大”或“较小”)。
图3-K-7
11.如图3-K-8所示是某物质的熔化图像。
当熔化结束后,继续加热升温过程中,未沸腾前,其比热容大小________(选填“变大”“变小”或“不变”);其中ab段的比热容______________(选填“大于”“等于”或“小于”)cd段的比热容。
图3-K-8
12.下表列出了由实验测定的几种物质的比热容,单位是J/(kg·℃)。
认真阅读表中数据,你一定有所发现,请写出其中任意三条:
水
4.2×103
冰
2.1×103
铝
0.88×103
铜
0.39×103
酒精
2.4×103
蓖麻油
1.8×103
干泥土
0.84×103
水银
0.14×103
煤油
2.1×103
砂石
0.92×103
铁、钢
0.46×103
铅
0.13×103
(1)________________________________________________________________________。
(2)________________________________________________________________________。
(3)________________________________________________________________________。
三、实验探究题
13.为了比较水和食用油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图3-K-9所示的实验。
用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间。
实验数据记录如下表。
图3-K-9
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较__________________来研究水和食用油吸热能力的差异。
(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给________加热更长的时间,此时水吸收的热量________(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
(3)通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同,物质的这种特性用__________这个物理量来描述。
14.如图3-K-10甲所示,在“探究不同物质吸热能力”的实验中:
图3-K-10
(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、________相同的水和煤油(ρ水>ρ煤油)。
选用相同电加热器的目的是:
使水和煤油在相同时间内____________________________。
(2)水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示。
①根据图甲可判断出a物质是__________。
②根据图乙可判断出__________的吸热能力强。
(3)本实验采用的物理研究方法是__________、______________。
课时作业(三)B
[第一章 3.比热容 第2课时 有关热量的计算]
一、选择题
1.[2016·六盘水]质量相等的铜块和铝块,升高相同温度时(已知c铝>c铜),下列说法正确的是( )
A.二者吸收的热量一样多
B.铜块吸收的热量多
C.铝块吸收的热量多
D.无法比较它们吸收热量的多少
2.质量相等的水和砂石,吸收了相等的热量后( )
A.砂石的温度高
B.水的温度高
C.砂石的温度升高得多
D.水的温度升高得多
3.已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),则质量为2kg的水,温度由25℃降低到20℃放出的热量是( )
A.4.2×104JB.2.1×105J
C.1.68×105JD.3.78×105J
4.将质量相同、材料不同的三块金属甲、乙、丙,加热到相同的温度后,放到表面平整的石蜡上。
经过一段时间后,观察到如图3-K-11所示的现象。
由此说明三块金属的比热容( )
图3-K-11
A.甲最大B.乙最大
C.丙最大D.一样大
5.质量和初温都相等的铜块和铝块(铜的比热容小于铝的比热容),放出相等热量后相接触,热传递的方向是( )
A.从铜块传向铝块
B.从铝块传向铜块
C.不发生热传递
D.不能确定
6.一杯开水,从刚倒入杯中到可以喝的这一段时间内,放出的热量大约是( )
A.500JB.5000J
C.5×104JD.5×105J
7.甲、乙两物体,质量之比为1∶2,吸收相同的热量,升高的温度之比为2∶1,则两种物质的比热容之比为( )
A.1∶1B.1∶2
C.2∶1D.1∶4
8.用两个相同的电加热器给质量相同的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系如图3-K-12所示,据此判断物质甲的比热容为( )
图3-K-12
A.2.1×103J/(kg·℃)
B.4.2×103J/(kg·℃)
C.1.2×103J/(kg·℃)
D.条件不足,不能确定
二、填空题
9.已知c铜<c铁,质量相等的铜块和铁块,在吸收了相等的热量后,则它们升高的温度Δt铜________Δt铁;如果它们升高的温度相等,则吸收的热量Q铜________Q铁。
(均选填“>”“=”或“<”)
10.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),将质量为10kg的水从30℃加热到80℃,需要吸收的热量是__________J;如果将水倒去
后,剩余水的比热容为__________J/(kg·℃)。
11.在标准大气压下,质量为2kg、初温为80℃的水,吸收3.36×105J的热量后,升高的温度为_______℃。
[水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)]
12.[2016·菏泽]夏天,小红将一瓶质量为0.5kg的矿泉水放入电冰箱的冷藏室,矿泉水的温度由37℃降至7℃,此瓶矿泉水________(选填“吸收”或“放出”)的热量为________J。
[水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)]
13.小红对冰加热,她根据冰熔化成水直到沸腾的过程的记录数据,绘制成如图3-K-13所示的温度随时间变化的图像。
图像中的________段是熔化过程,已知冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃),在对100g冰加热的前2min内冰吸热________J。
图3-K-13
14.完全燃烧0.3m3的天然气来加热水箱中的水,放出的热量是______________J;若放出热量的84%被水吸收,则可以将水箱中20kg、20℃的水加热到________℃。
[天然气的热值为3.0×107J/m3,c水=4.2×103J/(kg·℃),大气压为标准大气压]
15.如图3-K-14所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设在热传递过程中没有热量损失,那么,由图中所给的信息可知,冷水与热水的质量之比是________,冷水吸收的热量与热水放出的热量之比是________。
图3-K-14
三、计算题
16.把质量为500g、温度为40℃的铝块加热到100℃,铝块吸收了多少热量?
如果这些热量用来给水加热,能使多少千克20℃的水升高到40℃?
[c铝=0.88×103J/(kg·℃),c水=4.2×103J/(kg·℃)]
17.质量为10kg的水从20℃升高到96℃,需要吸收多少热量?
若这些热量由燃烧沼气提供,则需要完全燃烧多少立方米的沼气?
[设沼气完全燃烧放出的热量全部被水吸收,c水=4.2×103J/(kg·℃),q沼气=1.9×107J/m3]
18.甲、乙两物体质量相等、初温相同,把甲投入一杯热水中,热平衡后水温降低了Δt,把甲捞出后(设水与热均未损失),再将乙投入这杯热水,热平衡后水温又降低了Δt。
由此可得出( )
A.甲的比热容大
B.乙的比热容大
C.甲、乙的比热容一样大
D.无法确定
19.某物理兴趣小组为了探究地球表面水吸收太阳能的本领,做了如下实验:
用一脸盆装6kg的水,水的表面积为0.1m2,经太阳光垂直照射15min,水温升高了5℃。
问:
(1)实验时6kg的水15min内吸收了多少热量?
[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
(2)平均每分钟1m2水面吸收的热量是多少?
(3)若用加热的方式使相同质量的水升高相同的温度,至少需要燃烧多少立方米的液化气?
(假设液化气燃烧放出的热量全部被水吸收,液化气的热值是5.0×107J/m3)
详解详析
【新知梳理】
一、它是什么物质(物质的种类)
二、
c J/(kg·℃) 相等
【应用示例】
例1
(1)质量
(2)加热时间的长短 (3)甲
[解析]
(1)比较不同物质吸热能力的实验中,应量取质量相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)用相同的电加热器加热相同的时间,放出的热量就是相等的,这样甲、乙两种液体吸收的热量也就是相等的,所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
(3)由表中实验数据可知,甲液体升高4℃与乙液体升高8℃所需要的加热时间相同,即吸收的热量相同时,甲液体升高的温度小于乙液体升高的温度,所以甲液体的吸热能力较强。
例2 C [解析]比热容是物质本身的一种特性,它与物质质量和温度的高低无关,故A、B两项错误,C项正确;同种物质在同一物态下的比热容一定是相同的,但有些不同种类的物质它们的比热容也是相同的,故D项错误。
例3 B [解析]因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,故A选项不符合题意;夏天在教室的地面上洒一些水会觉得更凉快,这是因为水蒸发吸热,导致气温降低,故而感觉凉快,故B选项符合题意;傍晚时向稻田里多灌水,是利用了水的比热容大,在质量一定、放出热量相同的情况下,水的温度降低得少,可防止秧苗被冻坏,故C选项不符合题意;因为相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以暖气中用水做介质,故D选项不符合题意。
例4 D [解析]由c=
得,Δt=
=
=65℃,因在标准大气压下,水的沸点是100℃,所以水的温度只能升高60℃,故选D。
【课堂反馈A】
1.
(1)B
(2)加热时间的长短
2.1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J >
[解析]
(1)水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),它表示的物理意义是:
1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
(2)相同质量的煤油和菜籽油,在吸收相同的热量时,煤油的温度变化较小,由Q吸=cmΔt得,c=
,这说明煤油的比热容大于菜籽油的比热容。
3.B [解析]物质的比热容是物质本身的一种特性,与其质量、温度、形状无关,故A、C、D情况下物质的比热容不会发生变化。
水凝结成冰,物质状态发生改变,比热容也会发生改变。
4.B 5.B
【课时作业A】
1.C [解析]为了确保水和食用油在相同时间内吸收相同的热量,必须用相同规格的电加热器和相同的容器,故A正确;实验中,需控制水和食用油的质量相同,因此要取相同质量的水和食用油,不可以取相同体积的水和食用油,故B正确,C错误;实验中,可通过比较水和食用油在质量相等、升高相同的温度时吸收热量的多少来比较水和食用油的吸热情况,故D正确。
2.C [解析]
(1)用相同的酒精灯加热相同的时间,水和煤油吸收的热量是相同的,所以A、B错误;
(2)水的吸热能力比煤油的吸热能力强,相同时间吸收相同的热量,煤油的温度变化更快,所以C正确,D错误。
3.A [解析]用同一热源加热相同时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量。
由图像可以看出,加热时间相同时,乙液体温度升高得多,故要升高相同的温度,需对甲液体的加热时间更长,所以甲液体的比热容大于乙液体的比热容。
4.D
5.B [解析]因为水的比热容比较大,夜间多灌水,水降温向外放热可使地间降温不至于太快,对秧苗起保温作用;白天放水,秧苗可以吸收充足的热量,升高温度,有利于生长,故选B。
6.C [解析]我国新疆的某些地区夏季昼夜气温变化显著,是由于这些地区都是沙漠或砂石,没有水,而砂石的比热容远远小于水的比热容,在吸收同样多的热量时砂石温度升高得快,故中午温度很高;同样,在放出同样多的热量时砂石温度降低得也很快,故夜晚和早上温度很低。
7.C [解析]因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降低相同的温度,水放出的热量多,所以暖