九年级物理全册10.3探究--物质的比热容测试（附解析北师大版）

1 10.3 探究---物质的比热容 一．选择题（共 15 小题） 1．（中考•天门二模）新疆“那拉提草原”是闻名全国的旅游景区。夏天，当你赤脚在烈日 当空的小河边游玩时，你会发现：岸上的小石头热得烫脚，而河水却是冰凉的，这是因为 （　　） A．水比小石头的温度变化大 B．水比小石头的比热容大 C．水比小石头吸收的热量小 D．水比小石头的比热容小 【答案】B。 【解析】因为水的比热容比小石头的大，相同质量的水和小石头比较，吸收相同的热量（都 在太阳照射下），水的温度升高的少，湖水是凉凉的，而小石头的温度升高的多，热得烫脚。 2．（中考•邵阳）电动自行车、电动摩托车、电动汽车、电动公交车等已广泛应用于现代生 活中，它们都是利用电动机来工作的，电动机工作过程中能量转化情况主要是（　　） A．电能转化成热能 B．电能转化成机械能 C．机械能转化成电能 D．太阳能转化成机械能 【答案】B。 【解析】电动机工作过程中，消耗了电能，将其转化为机械能，故 B 正确。 3．（中考•泰州一模）两个相同的容器中各盛有质量相等、初温相同的水和煤油，用功率相 同的电加热器分别加热，其温度随时间的变化如图所示。由图象可以判断（　　） A．甲是水，比热容较大 B．甲是煤油，比热容较大 C．乙是水，比热容较大 D．乙是煤油，比热容较大 【答案】C。 【解析】如图所示，在某一定时间时，甲的温度的变化量比乙的温度变化量大； 利用热量的计算公式 Q＝cm△t 分析，甲的比热容小，是煤油；乙的比热容大，是水。 4．（中考•蒙阴县二模）为探究不同物质的吸热能力，选取质量和初温均相同的不同物质 A 和 B，用相同的酒精灯同时加热相同的时间，温度随时间的变化图象如图所示。下列说法正2 确的是（　　） A．由图象可判断，A 的吸热能力大 B．加热相同时间，A 吸收的热量多 C．A、B 升高相同的温度，B 吸收的热量多 D．A、B 升高相同的温度，A 吸收的热量 多 【答案】C。 【解析】ACD、由图象可知，升高相同的温度，B 需要的加热时间比 A 的加热时间长，即 B 需要吸收的热量比 A 多，B 的吸热能力大，故 AD 错、C 正确； B、加热相同的时间，即吸收的热量相等，故 B 错。 5．（中考•上海）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】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。 6．（中考•福建）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（　　） 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 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3 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。 7．（中考•杭州）对于同一物态的某种物质，根据 c＝ 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】比热容是物质的一种特性，是物质本身的固有的属性。与物质的种类有关、与物质 的状态有关。对同一物态的某种物质而言，吸收或放出的热量跟质量与温度的变化的乘积之 比是一衡量，即比热容。故 A、B、C 不正确，D 正确。 8．（中考春•浦东新区期末）下列物理量中，可以用来鉴别物质种类的是（　　） A．密度和比热容 B．内能与机械能 C．质量与重力 D．温度和热量 【答案】A。 【解析】因为密度和比热容都是物质的特性，不同物质的密度和比热容一般是不同的，而内 能与机械能、质量与重力、温度和热量都不是物质的特性，和物质的种类没有关系，所以应 该用密度和比热容来鉴别物质的种类。 9．（中考春•黄浦区期末）下列四种情况下，物质比热容会发生变化的是（　　） A．一瓶酒精倒去一半 B．水凝结成冰 C．一块铁锻打成宝刀 D．铜块降温 20℃ 【答案】B。 【解析】物质的比热容是物质本身的一种特性，与质量、温度、形状无关。故 A、C、D 情况 下的比热容不会发生变化。水凝结成冰，状态发生改变，比热容也会发生改变。 10．（中考•镇平县二模）某同学用同一热源加热质量相等的水和煤油，观察到煤油的温度比 水的温度升高得快。若水和煤油的比热容分别用 c 水和 c 煤油表示，则（　　） A．c 水＞c 煤油 B．c 水＜c 煤油 C．水的质量减半时，比热容变为原来的一半 D．煤油吸收的热量越多，其比热容越大4 【答案】A。 【解析】AB、因为用同一热源加热，时间相同情况下，水和煤油吸收的热量相同，又由于水 和煤油的质量相同，所以根据 Q＝cm△t 可知，在 Q 与 m 相同的条件下，c 与△t 成反比，因 为煤油升高的温度比水多，所以煤油的比热容比水的比热容小，即 c 水＞c 煤油，故 A 正确，B 错误； C、比热容是物质的一种特性，与质量没有关系，所以水的质量减半时，比热容不变，故 C 错误； D、比热容是物质的一种特性，与热量多少没有关系，所以煤油吸收的热量越多，其比热容 不变，故 D 错误。 11．（中考•东城区二模）下表是一些物质的比热容，依据表格中的信息，下列说法正确的是 （　　） 一些物质的比热容 物质 比热容 c/[J•（kg•℃）﹣1] 物质 c/[J•（kg•℃）﹣1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约 0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 色拉油 1.97×103 水银 0.14×103 沙石 约 0.92×103 铅 0.13×103 A．质量相同的铜块和铝块，放出相同热量，铜块温度降低较小 B．固体的比热容都小于液体的比热容 C．水和色拉油都升高 1℃，水吸收的热量一定大于色拉油吸收的热量 D．生物体内水的比例很高，有助于保持生物体自身温度的恒定 【答案】D。 【解析】A、由表中信息可知 c 铜＜c 铝，又知道 m 相同，放出相同热量，根据放热公式 Q 放＝ cm△t 可知铜块降低的温度较大，故 A 错误； B、冰为固体，其比热容大于液体色拉油的比热容，故 B 错误； C、由 Q 吸＝cm△t 可知吸收热量的多少与升高温度、比热容以及质量都有关，由于不知道水5 和色拉油的质量关系，所以不能判断水和色拉油吸收热量的多少，故 C 错误； D、因为水的比热容比较大，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，因此生物体内 水的比例很高，有助于保持生物体自身温度的恒定，故 D 正确。 12．（中考•丰台区二模）“比热容”表示物质吸收或放出热量能力的特性，相同质量的不同 物质，升高相同的温度，比热容大的吸收热量多。所以我们在生活中会选择比热容较大的水 来做汽车发动机的制冷剂；“导热性”表示物质传导热量快慢的属性。导热性好的物质，吸 热快，散热也快。一般情况下金属的导热性优于非金属，所以我们炒菜时用的锅是铁锅。我 国北方广大地区冬季供暖的暖气，就是用水作为工作物质来向室内提供热量的，暖气的外壳 是金属物质。对此解释正确的是（　　） A．水的导热性好，金属的比热容大 B．水的比热容大，金属的导电性强 C．水的比热容大，金属的导热性好 D．水的比热容小，金属的导热性好 【答案】C。 【解析】质量相同的水和其他液体，在降低相同的温度时，因为水具有较大的比热容，所以 水放出的热量比其他液体更多，更适合于作为北方取暖的工作物质； 因金属的导热性好，散热快，所以暖气的外壳是金属物质，故 C 正确。 13．（中考•宿迁三模）如图所示，甲、乙两个相同的容器装了相同质量的纯净水，用不同的 加热器加热，不计热量散失，得到如图所示的水温与时间的图线，下列说法正确的是（　　） A．温度计内测温液体的液面升高了，它的质量也增加了 B．加热相同的时间，两杯水吸收的热量相同 C．吸收相同的热量，甲杯的水升温比乙杯多 D．甲杯的水加热 2min 与乙杯的水加热 3min 吸收的热量相同 【答案】D。 【解析】A、温度计内测温液体的液面升高，是因为温度升高，体积变大，但质量不随温度 变化，故 A 错误；6 B、实验中，用不同加热器加热，相同时间内，加热器放出的热量不同，所以相同时间内两 杯水吸收的热量不同，故 B 错误； C、两杯中水的质量相同，吸收相同的热量时，根据△t＝ 可知，两杯水升高的温度相同， 故 C 错误； D、根据图乙可知，甲杯的水加热 2min 与乙杯的水加热 3min 升高的温度相同，且两杯水的 质量相同，根据 Q＝cm△t 可知，两杯水吸收的热量相同，故 D 正确。 14．（中考•濉溪县二模）用相同的电加热器加热相同质量的水和煤油的过程中，水和煤油的 温度随时间变化的图象如图所示，关于这一过程，下列说法正确的是（　　） A．此时液面气压大于一个标准大气压 B．20min 后水的温度不变的过程中将不再吸收热量 C．煤油的温度升高的较快，说明煤油的比热容比水的比热容小 D．8min 时间内煤油吸收的热量比水吸收的热量多 【答案】C。 【解析】A、由图象可知，水的沸点为 98℃，说明当时气压低于一个标准大气压，故 A 错误； B、20min 后，水已经沸腾，水沸腾过程中，吸热温度不变，故 B 错误； C、通电相同时间，水和煤油吸收热量相同，煤油升高的温度比水快，说明水的吸热能力更 强，煤油的比热容比水小，故 C 正确； D、相同时间内，水和煤油吸收的热量相同，故 D 错误。 15．（中考•成都）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加 热 3min 时各记录一次温度，如下表所示。已知 ρ 水＝1.0×103kg/m3．c 水＝4.2×103J/ （kg•℃），ρ 油＝0.8×103kg/m3，加热的效率都为 90%，油的末温没有达到它的沸点，下列 说法正确的是（　　） 加热时间（min） 0 37 水的温度（℃） 18 28 油的温度（℃） 18 43 A．这种油的比热容为 1.68×103J/（kg•℃） B．这种油的比热容为 2.1×103J/（kg•℃） C．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小 D．加热效率没有达到 100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能 【答案】B。 【解析】AB、取两种液体都加热了 3 分钟为研究对象，因为是用的两个相同的电加热器，且 加热效率都为 90%， 所以 Q 水＝Q 油， 设它们的体积为 V，则水的质量：m 水＝ρ 水 V，油的质量：m 油＝ρ 油 V， 因为 Q 水＝c 水 m 水（t 水﹣t0），Q 油＝c 油 m 油（t 油﹣t0） 所以 c 水 ρ 水 V（t 水﹣t0）＝c 油 ρ 油 V（t 油﹣t0）， 4.2×103J/（kg•℃）×1.0×10 3kg/m3×（28℃﹣18℃）＝c 油×0.8×103kg/m3×（43℃ ﹣18℃） 解得：c 油＝2.1×103J/（kg•℃）。故 A 错误、B 正确； C、密度和比热容都是物质的一种属性，二者的大小之间没有必然的联系，故 C 错误； D、加热效率没有达到 100%，主要是因为电加热器产生的热量没有全部被液体吸收，而是存 在一定的损失，而不是因为电加热器没有把电能全部转化为内能，故 D 错误。 二．填空题（共 5 小题） 16．（中考•桂林）我国于中考年 5 月 17 日在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成 功发射一颗北斗导航卫星。如图所示，长征三号丙运载火箭升空时，燃料燃烧后通过做功， 把　内　能转化为　机械　能。 【答案】内；机械。 【解析】燃料燃烧时化学能转化为内能，燃料燃烧后通过做功，使火箭升空，将内能转化为 机械能。 17．（中考•锦州二模）小芳探究水沸腾的特点，用热水做实验，这是为了　节省时间　；小8 芳发现水沸腾时继续加热，水温保持不变，停止加热，水很快停止沸腾，这说明水沸腾时需 要　吸收热量　。若实验中烧杯中的水停止加热后，水放出的热量为 2.52×104J，相当于 完全燃烧　0.84　g 酒精放出的热量。（q 酒精＝3.0×l07J/kg） 【答案】节省时间；吸收热量；0.84。 【解析】（1）小芳探究水沸腾的特点，用热水做实验，可以更快的使水沸腾，即可以节省时 间； 在实验过程中，停止加热，水很快停止沸腾，这说明水沸腾时需要吸收热量； （2）水放出的热量 Q 放水＝2.52×104J； 由题知，酒精完全燃烧放出的热量 Q 放酒精＝Q 放水＝2.52×104J， 由 Q 放＝mq 可得，完全燃烧酒精的质量： m 酒精＝ ﹣ ＝8.4×10﹣4kg＝0.84g。 18．（中考•怀化）云南省罗富县有一长达 27km 的连续下坡山区公路，有经验的老司机在下 坡前往往先在汽车的各个轮胎上浇水，防止在下坡时因连续刹车使轮胎和刹车片过热。容易 造成交通事故。用水作冷却剂是利用了水的　比热容　大的特点，汽车在连续刹车过程中产 生的内能部分被轮胎上的水吸收。水的温度将　升高　（选填“升高”、“不变”或“降 低”）。 【答案】比热容；升高。 【解析】（1）水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的 温度升高或降低的少，因此，用水作为冷却剂，这是利用了水的比热容较大的性质； （2）汽车在连续刹车过程中产生的内能部分被轮胎上的水吸收，所以水的温度将升高。 19．（中考•齐齐哈尔）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，汽油机工作过程中，　做功　 冲程可以使汽车获得动力。汽油机工作时会产生大量热，需要用水进行降温，是利用水的　 比热容　大的特性。 【答案】做功；比热容。9 【解析】四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能， 为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的； 汽油机工作时会产生大量热，一般用水做冷却剂，是因为水的比热容比较大，在升高相同的 温度时可以吸收更多的热量，降低发动机的温度。 20．（中考•攀枝花）我国在南海海底开采出的天然气水合物，俗称“可燃冰”，1m3 可释放出 约 0.8m3 的水和 164m3 的天然气。居民使用天然气烧水是利用　热传递　（填“热传递”或“做 功”）的方式改变水的内能。天然气热值为 1.9×107J/m3，完全燃烧 50m3 的天然气释放的热 量为　9.5×108　J。 【答案】热传递；9.5×108。 【解析】居民使用天然气烧水是通过热传递的方式改变了水的内能； 完全燃烧 50m3 的天然气释放的热量：Q 放＝Vq＝50m3×1.9×107J/m3＝9.5×108J。 三．实验探究题（共 3 小题） 21．（中考春•江阴市校级月考）根据能量转化与守恒定律，在与外界没有热传递的条件下， 物体内能的增加量与外界对物体做功多少相等。为了验证此规律，某兴趣小组设计了如图所 示的实验：在容器里装一定质量的水，中间装上带有叶片的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另 一端通过滑轮与一重物相连；当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，使容器里 的水温度升高，结合水的比热计算出水增加的内能，以此验证水的内能增加量与重物的重力 做功多少是否相等。 （1）为了完成此实验，除已提供测质量的电子天平外，还需要的测量工具有：　刻度尺　、　 温度计　。 （2）兴趣小组在实验过程中发现，水内能的增加量小于重物做功的大小，请写出造成这种 现象的一种原因：　滑轮存在摩擦　。 （3）改进实验后，获得了如下数据，规律得到验证。 实验 序号 重物质量 （kg） 下降高度 （m） 升高温度 （℃） 实验 序号 重物质量 （kg） 下降高度 （m） 升高温度 （℃） 1 20 5 0.5 4 10 10 0.5 2 20 10 1.0 5 30 10 1.5 3 20 15 1.5 6 40 10 2.0 若使容器内相同质量水的温度升高 2.5℃，则 25kg 的重物需下降　20　m。10 （4）若已知容器中水的质量是 0.2kg，计算第二次实验中，当重物下降，重物的重力做功 转化为水的内能增加的效率。 【答案】（1）刻度尺、温度计；（2）滑轮存在摩擦；（3）20；（4）第二次实验中，当重 物下降，重物的重力做功转化为水的内能增加的效率为 42%。 【解析】（1）实验中应需要用刻度尺测量重物下降的高度、用温度计水升高的温度； （2）在实验的过程中，由于滑轮存在摩擦、液体会散热等情况，使得水内能的增加量小于 重物做功的大小； （3）由 2 次实验可知：20kg 的重物下降 10m，升高的温度为 1℃，则每 kg 的重物下降 1m， 升高的温度为 ； 使容器内相同质量水的温度升高 2.5℃，则需要的高度为：h＝ ＝20m。 （3）重物的重力：G＝mg＝20kg×10N/kg＝200N， 重物的重力做功：W＝Gh＝200N×10m＝2000J； 水增加的内能为：Q＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×1.0℃＝840J。 重物的重力做功转化为水的内能增加的效率：η＝ ＝ ×100%＝42%。 22．（中考•广州一模）小明同学想测量家中色拉油的比热容。设计了如下的方案： ①在两个相同的易拉罐中分别装入 200g 水和 200g 色拉油，测得它们的温度均为 20℃； ②按如图所示的装置，将器材装配好； ③用酒精灯给水加热 4min，测得其温度为 32℃； ④用同样的方法给色拉油加热 4min，测其温度 48℃； ⑤整理器材，并计算色拉油的比热容。 请替小华完成计算过程：11 （1）加热 4min，水吸收到的热量是 Q 水＝　1.008×104　J；（已知：c 水＝4.2×103J/ （kg•℃） （2）色拉油吸收的热量等于水吸收的热量，即 Q 色拉油＝Q 水； （3）计算出色拉油的比热容为 c 色拉油＝　1.8×103　J/（kg•℃）； （4）除了这种方案，你还有其他的方案吗？请简单说明你的方案：　使相同质量的水和色 拉油升高相同的温度，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　。 【答案】（1）1.008×104；（3）1.8×103；（4）使相同质量的水和色拉油升高相同的温度， 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。 【解析】（1）加热 4min，水吸收到的热量是： Q 水＝m 水 c 水△t＝0.2kg×4.2×103J/（kg•℃）×（32℃﹣20）℃＝1.008×104J； （2）色拉油吸收的热量等于水吸收的热量，即 Q 色拉油＝Q 水； （3）根据 Q＝mc△t，色拉油的比热容为： c 色拉油＝ ＝ ＝1.8×103J/（kg•℃）； （4）小明比较比热容的方法是：使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化； 另一种方案是：使相同质量的水和色拉油升高相同的温度，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。 23．（中考•乐陵市二模）从下面的表格提供的信息中，我们可以看出： 水 酒精 水银 密度（kg/m3） 1.0×103 0.8×103 13.6×103 比热容 J/（kg•℃）] 4.2×103 2.4×103 0.14×103 沸点（℃、标准气压下） 100 78 357 凝固点（℃） 0 ﹣117 ﹣3912 （1）制作一个能测量北极寒冷气温的温度计，应选择里面的液体是　酒精　的温度计； （2）如果用三个相同的加热设备同时对质量相同的三种液体加热，则升温最快的液体是　 水银　； （3）如果取质量相同的三种液体分别放入三个相同的烧杯中，则液面最高的是　酒精　。 【答案】（1）酒精；（2）水银；（3）酒精。 【解析】（1）因为北极寒冷时气温非常低，故应选择凝固点最低的酒精作为温度计内的液体； 即选择里面的液体是酒精的温度计； （2）用三个相同的加热设备，同时对质量相同的三种液体加热，三种液体吸收的热量相同， 因为水银的比热容最小，水银温度升高的最快； （3）质量相同的三种液体，因为酒精的密度最小，所以酒精的体积最大，分别放入三个相 同的烧杯中，酒精的液面最高。 四．计算题（共 2 小题） 24．（中考•攀枝花）攀枝花市被誉为“阳光花城”，阳光资源丰富。某同学将装有 0.35kg、 28℃的水的瓶子放在阳光照射的水平地面上。经过一段时间后，测得水温为 38℃．已知水 面距瓶底的高度为 0.16m，ρ 水＝1.0×103kg/m3，c 水＝4.2×103J/（kg•℃），g 取 10N/kg。 求： （1）水对瓶底的压强； （2）瓶中的水吸收的热量。 【解析】（1）水对瓶底的压强： p＝ρ 水 gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m＝1.6×103Pa； （2）瓶中的水吸收的热量： Q 吸＝c 水 m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.35kg×（38℃﹣28℃）＝1.47×104J。 答：（1）水对瓶底的压强为 1.6×103Pa； （2）瓶中的水吸收的热量为 1.47×104J。 25．（中考•潍坊）一定气压下，某种晶体熔化成同温度液体时所吸收的热量与其质量之比叫 该晶体的熔化热，用字母 λ 表示。在标准大气压下，用一个热效率为 40%的酒精炉为热源， 将 50g 初 温 为 0 ℃ 的 冰 全 部 熔 化 为 0 ℃ 的 水 ， 共 燃 烧 了 14g 酒 精 ， 酒 精 的 热 值 为 3×107J/kg。求： （1）冰熔化过程中吸收的热量； （2）在标准大气压下，冰的熔化热 λ 冰。13 【解析】（1）14g 酒精完全燃烧放出的热量： Q 放＝qm′＝3×107J/kg×0.014kg＝4.2×l05J， 由 η＝ 可得，冰熔化成水共吸收热量： Q 吸＝Q 放×η＝4.2×l05J×40%＝1.68×l05J； （2）则冰的熔化热： λ 冰＝ ＝ ＝3.36×106J/kg。 答：（1）冰熔化过程中吸收的热量为 4.2×l05J； （2）在标准大气压下，冰的熔化热 λ 冰为 3.36×106J/kg。