第13.3节比热容（分层作业）（解析版）.docx

比热容（备作业）（解析版）（作业量：30分钟）第13.3节【题型基础练习】题型一、比热容概念1.有关物质的比热容，下列说法中正确的是（）oA.比热容跟物体的质量有关，质量越大，比热容越小；B.比热容跟物体的温度有关，温度越高，比热容越大；C.比热容跟物体吸收或放出的热量有关；D.比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度，质量都无关【答案】Do【解析】比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系。故选Do2.下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（）。A.夏天，在地上洒水会感到凉快；B.北方楼房内的“暖气”用水作为介质；C.海边昼夜温差变化比沙漠中小；D.生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度【答案】Ao【解析】夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热，故A符合题意；因为水的比热容大，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，所以北方楼 房内的“暖气用水作为介质，故B不符合题意；沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小， 昼夜温差小，故C不符合题意；生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度，是利用了水的比热容大的特点，故I）不符合题意。【方法点拨】属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。 特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会 随物质状态的变化而变化。题型二、比热容图像B.若质量增大一倍，则比热容减至一半；C.若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍；D.无论质量多大，比热容都一样【答案】Do【解析】比热容是物质本身的一种特性，在状态和物质种类一定时，比热容大小与物体吸放热、温度 变化大小、质量多少都没有关系，故选D。15.（多选）水与酒精是我们日常生活中最常见的两种物质。已知水的密度为l.0xl（）3kg/m3,比热 容c水=4.2xl（）3j/（kg.。），凝固点0,沸点100；酒精的密度0.8xl（）3kg/m3,比热容c水二2.4xl（）3 J/ （kg.）,凝固点-H7,沸点78。现给质量及初温都相同的水和酒精加热，待它们吸收相等的热量 后再倒在一起混合，则（）。A.在混合过程中，热量将从酒精传递给水；B.均匀混合后，混合液的凝固点将高于（TC；C.均匀混合后，混合液的密度将小于1.0 x IO? kg/n?；D.均匀混合后,混合液的比热容将小于c水=2.4xl（）3 j/ （kgC）【答案】CDo【解析】A.水的比热容大于酒精的比热容，因为。放二。2"，质量m相同，放出的热量相同，所以水 比酒精降低的温度值小，因为二者的初温相同，即水的末温高，即方水方酒精，所以热从水传到酒精，故A 项不符合题意；B.水的凝固点是0,掺入酒精后混合液的凝固点要低于0,凝固点降低，故B项不符合题意；C.根据公式可知，水和酒精混合后，混合液的密度将比水的密度小些，混合液的密度将小于L0X 103kg/m3,故C项符合题意;D.因为水的比热容大于酒精的比热容，水和酒精混合液的比热容将比水的比热容小些，混合液的比热 容将小于2.4Xl（）3j/（kgc）,故D项符合题意。16.（多选）小羊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（）。水4. 2X103水银0. 14X103玻璃0. 84X103钢铁0. 46X103冰2. 1X103酒精2. 44X103木材2. 4X103铜0. 39X103煤油2. 1X103沙石0. 92X103铝0. 88X103铅0. 13X103幕麻油 1.8义1。3 干泥土 0.84X103A.在阳光照射下，干泥土比湿泥土升温慢；B.汽车冷却剂主要是由水组成；C.不同物质的比热容都不一样；D.铁块和铝块吸收相同的热量、升高相同的温度，铁块的质量大【答案】BDo【解析】A.在阳光照射下，干泥土的比热容比湿泥土的比热容小，吸收相同的热量升温较快，故A错 误；B.因为水的比热容比较大，相同条件下，水吸收的热量比其他物质多，常用来作为汽车冷却剂使用， 故B正确；C.从表中可知，冰和煤油的比热容一样，干泥土和玻璃的比热容一样，故B错误；D.铁块和铝块吸收相同的热量、升高相同的温度，由表可知铁的比热容比铝大，根据Q = c段/可知， 铁块的质量大，故D正确。故选BD。17.质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为 6min,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.甲是晶体，熔点为50,乙是非晶体；B.第6min时，甲乙均是液态；C.在3min-6niin内，中的内能保持不变；D.在固态时，甲的比热容小于乙的比热容【答案】Do【解析】A.在加热一定时间后，甲的温度不变，故能判断甲是晶体，即熔点为50。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，故甲可以判断但乙无法判断，故A错误;B.假如乙是晶体，且还没开始熔化，仍然处于固态，故B错误；C.甲是晶体，3min-6min在熔化，熔化过程中，温度不变，不断吸热，内能增大，故C错误；D.两物质在相同时间内吸收的热量相同，在03min时间里甲升高的温度为仁50-20。C= 30, 乙升高的温度为八工 30,可知，当吸收的热量和质量都相同时，AZ越大比热容。就越小。所以甲的 比热容小于乙的比热容，故D正确。故选D。18.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【答案】Bo【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。19 .小明用除颜色不同外，其他都相同的黑白两张纸分别将两个相同的瓶子包起来，再将质量、初温 相同的水分别倒入两个瓶中，然后将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，小明用温度计测量了两瓶中 水的温度，发现包有黑纸的瓶中水的温度升高的较多。请回答下列问题：黑纸的吸热性能比白纸的要 （选填“好”或“差”）；（2）两瓶中的水是通过 （选填“做功”或“热传递”）的方式使其内能增加的；（3）已知包有黑纸的瓶中装有0. 5kg水温度升高20,需吸收 J的热量。【答案】好；热传递；42000o【解析】将两个瓶子放在太阳光下，过一段时间后，用温度计测量了两瓶中水的温度，发现包有黑纸 的瓶中水的温度升高的较多，说明包有黑纸的瓶中水吸收的热量多，即黑纸的吸热性能比白纸的要好。两瓶中的水从阳光中吸收热量，是通过热传递的方式使其内能增加的。水吸收的热量：Q= cmt= 4.2xl03j/(kg-)x0.5kgx20 =42000J。20 .比热容是物质的一种属性，每种物质都有自己的比热容，查表可知，水的比热容是。水二4.2X104/ (kg)表示, 一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容(变大/不变/变小)。初温为30、 质量为2kg的水吸收2. 1X 105J的热量后温度将升高到 o【答案】1kg的水温度升高(或降低)时吸热(或放出)的热量是4. 2X10'；不变；55o【解析】水的比热容是4.2Xl(fj/(kgc),表示的物理意义是1kg的水温度升高(或降低)1时吸 热(或放出)的热量是4.2Xl()3j。比热容是物质的一种特性，把水倒掉一半，剩下水的比热容不变。Q2.1x105J水升高的温度加=* 二;=25,水的末温 片Co+A片30+25=55。cm 4.2xl()3J/(kg- C)x2kg21 .物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给 质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比 热容是 4.2Xl()3j/(kg C),问:(1)图a、b中，哪个是沙子吸热升温的图像？(2)加热2min,水吸收了多少热量？(3)试求出沙子的比热容。【答案】图a； (l)4.2X10,J； (l)0.9X103J/(kg- )o【解析】(1)由题知，沙子和水的质量相等，且沙子的比热容比水小，吸收相同热量时(加热相同时间), 由公式* =2可知，沙子升高的温度多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程；cm由b图像可知,加热满2min时，水的温度从20上升到70,则加热满2min时水吸收的热量:户 42x10： u Qx0.2kg x)=42,10,（3）相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2分钟的时间内，沙子吸收的热量:心10工因加热2min,沙子的温度从20上升到250,由熙.=姓就恕可得，沙子的比热容:一醇。与花是W必峥kg"答：（1）图a是沙子吸热升温的图像；（2）加热2min时，水吸收了 4.2X10）热量；（3）沙子的比热容为0. 9X103J/（kg ）o3.如图所示，是某物质熔化时温度随加热时间变化而变化的图像（加热装置的功率不变），从图中能得到的正确信息是（）。A.该物质为晶体，熔点为0；B.熔化过程持续了 4min；C.该物质在47段的比热容比在段的大；D.该物质在反。两点时温度、内能都相同【答案】Ao【解析】A.该物质有一定的熔化温度，且熔化对应的温度是0,即熔点为0C,有固定熔点为晶体， 故A正确；B.熔化过程从Imin时开始，4min时结束,持续了 3min,故B错误;C.由图可知，该物质在四段Imin内温度升高了 20,在北段Imin内温度升高了 10,故该物质 在四段的比热容比在"段的小，故C错误；D.该物质在以。两点时温度相同，但从夕点到。点持续吸热，内能增大，故D错误。故选A。4.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热量损失），如图A和B是温度随 加热时间变化的图象，下列说法正确的是（）。A. A的比热容与B的比热容之比为2： 1；B. A的比热容与B的比热容之比为1： 3；C.A的比热容与B的比热容之比为2： 3；D. A和B升高相同的温度，B吸收热量较多【答案】Ao【解析】ABC、在时间t,吸收的热量相同，A的温度变化tA=20, B的温度变化tB=40, A、B的 质量相同，由得c=，则c,： Cb="： AtA=2： 1,故A正确、BC错误；D、由图可知，A、B升高相同的温度，加热A的时间长，A吸收的热量多，故D错误。故选：Ao【点睛】（1）用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热，在时间t内，吸收的热量相 同，知道A、B的温度变化，而A、B的质量相同，利用c=高可得比热容的大小关系；由图可知，A、 B升高相同的温度，加热A的时间比B的时间长，据此比较吸收的热量关系.【方法点拨】比热容图像的分析技巧（1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短；（2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。题型三、水的比热容大的应用5 .在中央电视台进行天气预报时展示的气象云图中显示，内陆地区的温差比沿海地区的温差大，造成 这种差别的主要原因是（）。A.水的比热容比泥土、砂石的比热容大；8 .水的密度比泥土、砂石的密度小；C.水的内能比泥土、砂石的内能大；D.水的温度比泥土、砂石的温度低【答案】Ao【解析】沿海地区水多，水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的 温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区比内陆地区昼夜的温差小。故选Ao6.（多选）在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚面海水却是凉凉的。下列说法正确的是（）oA.感到沙子烫脚，这是通过热传递的方式改变了脚的内能；B.沙子吸收的热量多，所以感到烫脚；C.因为海水的比热容较大，放热少，所以感觉海水凉；D.因为海水的比热容较大，升温小，所以感觉海水凉【答案】ADo【解析沙子烫脚是高温的沙子释放热量传递给脚，通过热传递的方式改变了脚的内能，故A正确；B.感到沙子烫脚是因为在相同的光照条件下，沙子的比热容比较小，升温大，故B错误；CD.因为海水的比热容较大，在相同的光照条件下，水升温比沙子要小，所以感觉海水凉，故C错误,D正确。故选AD。【方法点拨】水的比热容大的应用水的比热容大的应用，主要有两个方面：（1） 一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度；（2） 一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。题型四、实验探究物质的吸热本领7 .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0）,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1509102100510煤油350191041001010（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;Q(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七十不，发现对于同种物质，m(r2- 4)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 O【答案】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)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)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)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。8 .某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。(1)在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是 oA.采用完全相同的加热方式9 .酒精灯里所加酒精量相同C.取相同质量的水和另一种液体D.盛放水和另一种液体的容器相同(2)加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图乙所示，则水的沸点是,这表明实验时 的大气压强 (选填“大于”、“小于”或“等于")一个标准大气压；(3)而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多。请你就此现象进行分析， 本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力 (选填“相同”或“不同”);(4)某同学为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他的实验数据记录:烧杯号液体质量（g）初温（）末温（）加热时间（min）水20020288水10020284煤油20020284煤油20020242请根据表中的实验记录回答：比较1、2记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与 有关；比较3、4记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与 有关；比较1、3记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与 有关；综合上述结论，物体温度升高时吸热的多少与 有关；该同学在本次实验中用到的研究方法是 o【答案】B； 98；小于；不同；质量；升高的温度；物质的种类；质量、升高的温度、物质的种类；控 制变量法。【解析】（1）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热方 式和时间，而与燃料的多少没有关系，故B选项多余；（2）在丙图中，温度计的分度值为0.2C,水的沸点为98；因为沸点低于100,所以实验时的大气压小于一个标准大气压.（3）在质量、吸收的热量相同时，不同液体升高的温度不同，说明不同物质的吸热能力不同；（4）比较1、2记录，发现液体的种类相同，1杯水的质量是200 g,升高8c用的时间是8分钟；2 杯水的质量是100g,升高8用的时间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此第1杯水吸收的热 量多，故说明：同种物质升高相同的温度时，质量大的吸收的热量多；比较3、4记录，3杯煤油的质量是200g,升高8用的时间是4分钟；4杯煤油的质量是200g,升 高4用的时间是2分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此第3杯水吸收的热量多，故说明：质量相等 的同种物质，温度变化量越大吸收的热量越多；1杯中水的质量是200 g,升高8用的时间是8分钟，3杯中煤油的质量是200g,升高8用的时 间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此水吸收的热量多，故说明：相同质量的不同物质，升高 相同的温度时吸收的热量不相同；综上所述可知，物体温度升高时吸热的多少与物体的质量、升高的温度和物质的种类有关;(5)由于物体吸收热量的多少与多个因素有关，所以实验中用到了控制变量法。【点睛】(1)探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：相同加热方法，两种物质的质量，相同的 容器；(2)看清楚温度计的分度值，再读数，沸点与气压有关，气压越低，沸点越低；(3)质量相同的 不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同，说明吸热能力不同；(4)根据控制变量法的要求分析表中 实验数据，根据实验控制的变量与实验数据得出结论。【方法点拨】(1)控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的, 哪些量是相同的；(2)转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多 少。题型五、热量的计算9.吃早饭的时候，妈妈用热水给小青加热质量为250 g的一袋牛奶。为了使这袋牛奶的温度由10升 高到50,妈妈用60的热水给牛奶加热。水的比热容为4.2x103 j/(kg.C),牛奶的比热容为2.1X103 J/(kg-) o 问：(1)在加热过程中牛奶吸收了多少热量？(2)不计热量损失，至少要用多少千克的热水？【答案】(1) 2.1xl04 J； (2) 0.5 kgo【解析】(1)牛奶吸收的热量：Q 吸=4 肛。和)=2.1X1O3 J/(kg.)x0.25 kgx(50-10) =2.1xl04 J；(2)热水由60 降低到50 放出的热量。放”水认3-/)，由题知,。放=Q及="XU j,所1以至少需要执水的质量叫 =且-=2“ 1°=0.5 kg。八八而安心小DJ以里.与 以 IQ _。4,2 x 103J/(kg -) x(60 - 50 )10.质量为500g的某液体放出了 3X10J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。(。铁=0.45X103j/(kg)【答案】(1) 2X103J/(kg*)； (2) 20o【解析】由得，液体的比热容。=牛=萼三= =2><101/他）； m't 0.5kg x30C(2)据题意得。吸= 60%。放=60%x3X 10lJ= 1.8X 104J；由。方得，铁球升高的温度方铁=。及C铁加铁1.8x104J=-9f)0.45xl03J/(kg?)x2kg 【方法点拨】注意区分温度和温度差计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的At是温度差而不是某一温度。题型六、比例法相关计算11 .质量之比为1:2的甲、乙物体吸收相同的热量，升高的温度之比为2：1,那么甲乙比热容之比为（）oA. 1： 1B. 1： 2C. 2： 1D. 1： 4【答案】AoQb?r俗刀炸yc 一.。甲_甲_ Q甲乂/*'乙1 v21 _1【角牛析】.Q取一cm4 3 . c, . - X一一 X X-；mA?c乙。乙 。乙叫 A而112 1mN乙故选Ao12,甲乙两个物体的比热容之比为3： 1,质量之比为2： 1,吸热之比为2： 3,甲乙升高的温度之比为（）OA. 1： 6 B. 4： 1 C. 9： 4 D. 1： 9【答案】Do【解析】由题意可知，川甲：m乙二2： 1, c甲：c乙二3： 1, Q甲：Q乙二2： 3,Q甲At 申 cQ 中。乙血/ o 111由Q吸=cmZXt得，甲乙升高的温度之比：二Q = X X = -X-X- = -o ，乙 y乙 Q/c用【I甲3329c乙m乙故选Do【点睛】知道甲乙两物体的质量之比、比热容之比和吸收热量之比，根据QQcmZXt求出升高的温度之比。【方法点拨】比例法快速解题第一步，以比值的形式写出要求的比值;第二步，用公式展开要求的比值;第三步，代入各物理量的数值;第四步，计算求解。【巩固提高练习】13.下列是一些物质的比热容。一些物质的比热容单位：J/ (kg)水4. 2X103冰2. 1X103酒精2. 4X103篦麻油1. 8X103甘油2. 4X103沙石0. 92X103煤油2. 1X103铝0. 88X103根据表中的数据，下列判断正确的是()。A. 1kg铝的比热容是2kg铝的比热容的工2B.工厂里冷却塔大多用水作为冷却剂是利用水的比热容大的特性C.物质的比热容与物质的状态无关D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水的温度变化较大【答案】Bo【解析】A.比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类有关，与物质的质量无关，所以1kg铝的比 热容和2kg铝的比热容相同，此选项错误；B.在所有物质中，水的比热容最大，相同质量的水和其它液体、升高相同的温度时，由Q吸=cm/Xt知， 水吸收的热量最多，所以冷却塔大多用水作为冷却剂，此选项正确；C.分析表中数据可知，水和冰是水的两种状态，比热容是不同的，说明比热容与物质状态有关，此选 项错误；1).分析表中数据可知。水(煤油，质量相同的水和煤油吸收相同的热量时，根据*=2知I,水的温Cm度变化小，此选项错误。故选B。Q14.由c、f一+，关于同一种物质的比热容c,下列说法正确的是()。Hl V. I I q /A.若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍;