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第2课时　热量的计算
热量的计算
1.甲物体的质量为2 kg,乙、丙两物体质量均为1 kg,三个物体温度均升高1 ℃,吸收的热量如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.甲的比热容比乙的大
B.温度均降低1 ℃时,乙比甲放出的热量多
C.甲的比热容为2 400 J/( kg·℃)
D.温度升高1 ℃,甲、丙的比热容之比为1∶2
2.新能源太阳灶是一种烧水做饭的器具,如果太阳能热水器中装有质量是30 kg、初温为10 ℃的水,吸收6.3×106 J的热量后,可使这些水的温度升高到　　　　℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
3.灶上的锅中装有2 kg、初温30 ℃的水,当水吸收了7.56×105 J的热量后,水温升高了　　　　℃。[当地为标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
4.若质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到40 ℃时,吸收的热量是1.84×104 J,则该物质的比热容为　　　　J/(kg·℃)。
5.小华在家中用电热水壶烧水,将质量为2 kg的水从20 ℃加热到70 ℃。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),求水吸收的热量。
1.根据下表中的数据,下列说法正确的是 (　　)
物质 铁 铜
ρ/(kg·m-3) 7.9×103 8.9×103
c/[J·(kg·℃)-1] 0.46×103 0.39×103
物质 水 煤油
ρ/(kg·m-3) 1.0×103 0.8×103
c/[J·(kg·℃)-1] 4.2×103 2.1×103
A.1 kg铁温度升高1 ℃时,吸收的热量为0.46×102 J
B.1 kg铜温度升高1 ℃时,吸收的热量为0.39×103 J/(kg·℃)
C.煤油和水的体积之比为2∶1,吸收的热量之比为12∶5,则升高的温度之比为3∶1
D.初温、质量相同的铁块和铜块,吸收相同的热量后相接触,内能从铁块转移到铜块
2.(2023泰安中考)质量均为0.5 kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,它们的温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),c水>c液。下列说法中 (　　)
①甲液体是水;
②0~12 min乙温度降低了20 ℃;
③0~12 min甲放出了8.4×104 J 的热量;
④乙物质的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。
A.只有①②正确 B.只有②④正确
C.只有①③正确 D.只有①④正确
3.(2024烟台中考)在“探究物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中,用质量是0.3 kg的水和表甲中等质量的另一种物质进行对比,作出的图像如图乙所示。实验过程中,水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等,分析图像可以得出图线　　　　(选填“a”或“b”)对应的物质为水,另一种物质为　　　　,这种物质在0~5 min内吸收的热量为　　　　J。
表甲
物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103
酒精 2.4×103
煤油 2.1×103
蓖麻油 1.8×103
4.(2024宜宾中考)电热水壶内装有质量为2 kg,温度为20 ℃的水,加热至沸腾时,水吸收的热量为
　　　　J。已知水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃),当地气压为标准大气压。
5.质量和初温都相同的水和铜块分别放出相同的热量后,将铜块投入水中(c水>c铜),不计热量损失,则热量将　　　　　(选填“由水传递给铜块”或“由铜块传递给水”),在热传递过程中,水和铜块的内能改变量　　　　　(选填“相同”或“不同”)。
6.一保温杯中装有质量为200 g,温度为25 ℃的水。将一个质量为100 g,温度为100 ℃的金属块放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃,假设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则该金属块的比热容为　　　　J/(kg·℃)。
7.(2025唐山期中)丰南区某中学为学生供应开水,用燃气饮水锅炉将50 kg的水从20 ℃加热到100 ℃,该锅炉的效率为60%。已知天然气的热值为3.5×107 J/m3,水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1)水吸收的热量是多少
(2)需要燃烧多少立方米天然气
8.(科学思维)(2024泰安中考)某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了6×103 kg的水,初始水温为42 ℃,一段时间后水温降至30 ℃,放出的热量为Q,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=3.2×107 J/m3。求:
(1)Q的大小。
(2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等。
【详解答案】
基础达标
1.D　2.60　3.70　4.0.46×103
5.解:水吸收的热量:Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×105 J。
能力提升
1.C　解析:铁的比热容为0.46×103 J/(kg·℃),它表示质量为1 kg的铁温度每升高1 ℃所吸收的热量为0.46× 103 J,故A错误;铜的比热容为0.39×103 J/(kg·℃),它表示质量为1 kg的铜温度每升高1 ℃所吸收的热量为0.39×103 J,故B错误;由表中数据可知,煤油和水的密度之比为ρ煤油∶ρ水=(0.8×103 kg/m3)∶(1.0×103 kg/m3)=4∶5,已知煤油和水的体积之比为V煤油∶V水=2∶1,由m=ρV可得,质量之比为m煤油∶m水=(ρ煤油·V煤油)∶(ρ水·V水) =(4×2)∶(5×1)=8∶5,已知吸收的热量之比为Q煤油∶Q水=12∶5,其比热容之比为c煤油∶c水=[2.1×103 J/(kg·℃)]∶[4.2×103 J/(kg·℃)]=1∶2,根据Q吸=cmΔt可得,升高的温度之比为Δt煤油:Δt水===3∶1,故C正确;质量相同的铁块和铜块,因为铜的比热容小于铁的比热容,吸收相同的热量后,由Q吸=cmΔt可知,铜块的温度升高得多,因为铁块和铜块的初温相同,吸收相同的热量后,铜块升温多,所以铜块的末温更高,则相接触时,内能将从温度高的铜块转移到温度低的铁块,故D错误。故选C。
2.D　解析:①时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图像可以看出,乙液体的温度降低得快,甲液体的温度降低得慢,根据热量的计算公式Q放=cmΔt可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得快的比热容小,所以甲液体的比热容大,则甲液体是水,故①正确;②由图像可知,乙液体的初温是60 ℃,放热12 min后乙液体的末温是20 ℃,乙温度降低了40 ℃,故②错误;③由图像可得,甲在12 min内由60 ℃降低到40 ℃,降低的温度是60 ℃-40 ℃=20 ℃,甲液体已判断出是水,所以甲放出的热量:Q放=c水m水Δt水=4.2×103 J/(kg·℃)× 0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J,故③错误;④由题意可知,0~12 min水和乙放出的热量相同,所以Q放=c乙m乙Δt乙,且m水=m乙,所以c乙==2.1×103 J/(kg·℃),故④正确。故选D。
3.b　煤油　2.52×104
解析:时间相等时,两种液体吸收的热量相等,由图像可以看出,a液体的温度升高快,b液体温度升高慢;根据热量的计算公式可知,在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下,温度升高得快的比热容小,所以b对应的物质为水。由图像可知,在0~5 min,a液体的温度变化了40 ℃,b液体(水)的温度变化了20 ℃,加热相同时间,吸收的热量相同,即Qa=Q水,camaΔta=c水m水Δt水,代入数据可知ca×0.3 kg×40 ℃=4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×20 ℃,解得ca=2.1×103 J/(kg·℃),对比表格可知,该物质是煤油。这种物质在0~5 min内吸收的热量为Qa=camaΔta=2.1×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×40 ℃=2.52×104 J。
4.6.72×105
解析:标准大气压下水的沸点为100 ℃,将质量为2 kg,温度为20 ℃的水,加热至沸腾时,水吸收的热量为Q吸=
c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J。
5.由水传递给铜块　相同
解析:铜块和水的质量相同,放出相等的热量,水的比热容大,水的温度降低得少,而初温相同,则水的末温高,将铜块投入水中,热量将从温度高的水传向温度低的铜块。不计热量损失,在热传递过程中,水放出的热量完全被铜块吸收,故水和铜块的内能改变量相同。
6.0.6×103
解析:由题意知,水吸收的热量为Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×200×10-3 kg×(30 ℃-25 ℃)=4.2×103 J,因金属块放出的热量全部被水吸收,则金属块放出的热量为4.2×103 J,则金属块的比热容为c金属===0.6×103 J/(kg·℃)。
7.解:(1)水吸收的热量是Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×50 kg×(100 ℃-20 ℃)=1.68×107 J。
(2)天然气放出的热量为Q放===2.8×107 J,燃烧天然气的体积为V===0.8 m3。
8.解:(1)水放出的热量Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×6×103 kg×(42 ℃-30 ℃)=3.024×108 J。
(2)天然气放出的热量Q放=Q=3.024×108 J,天然气的体积V===9.45 m3。3　比热容
第1课时　比热容的概念及应用
物质的吸热性能
1.(2025唐山期中)为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)分别在试管中装入的A、B两种液体应保证　　　(选填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较　　　　　　　来判断吸热能力的强弱;把两个试管放入水中加热而不直接用酒精灯进行加热,目的是　 　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4 min内:质量相等的A、B两种液体,吸收的热量　　　　(选填“相等”或“不相等”);分析图像可知　　　　的吸热能力强,为描述物质的这种能力,物理学把它定义为　　　　　　。
比热容
2.对于处于同一物态的某种物质,根据c=可知 (　　)
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成正比
C.比热容跟温度变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
3.关于比热容,下列说法中正确的是 (　　)
A.物体的质量越大,它的比热容越大
B.同温度、同质量的不同物体,比热容大的物体含有的热量多
C.比热容与热量有关,某物质吸收或放出的热量越多,它的比热容就越大
D.比热容是物质的一种特性,所以比热容不会随物体温度的变化而变化
4.一大块铁和一小块铁的质量之比是2∶1,则它们的比热容之比是 (　　)
A.2∶1 B.1∶2 C.1∶1 D.无法确定
5.10 kg水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),把水倒掉一半,水的比热容是　　　　J/(kg·℃),水结成冰后比热容将　　　　(选填“不变”或“改变”)。
比热容的应用
6.下列与比热容有关的生活现象,描述正确的是 (　　)
A.初春培育水稻秧苗,晚上多排水,早晨多灌水
B.汽车发动机常用水作冷却剂
C.在太阳光的照射下,干泥土比湿泥土升温慢
D.花生、栗子等干果常用湿沙子来炒制
7.下列说法正确的是 (　　)
A.质量相同的不同物质,加热相同时间,比热容越小吸热越快
B.若物体吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
C.可以用水作汽车冷却液,是因为水的比热容小
D.同种物质比热容大小与物体质量和温度变化无关
1.(2025来宾月考)为了比较水和食用油的吸热能力,使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油进行加热(不计热量损失,温度均不会达到沸点),实验装置如图所示。下列说法中正确的是 (　　)
A.升高相同的温度,食用油和水吸收热量相同
B.升高相同的温度,食用油比水用时短,说明水的吸热能力强
C.加热相同的时间,水升温慢说明水比食用油吸收的热量少
D.加热相同的时间,食用油升高的温度多,说明食用油的吸热能力强
2.将质量相同的三块金属a、b、c浸没在沸水中煮了很长一段时间,取出金属块立即放到表面平整的冰块上,经过一段时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.此过程c金属块放热最多
B.三金属块中c的比热容最大
C.a金属块温度降得最少
D.冰块在熔化过程中吸热但温度不变
3.(2024青岛中考改编)小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图像如图所示。下列分析不正确的是 (　　)
A.早晨6时,海水的温度比沙子高
B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小
D.利用此图像可以比较海水和沙子的比热容
4.(2024东营中考)取质量相同、初温相同的两种物质的粉末状样品a和b,用完全相同的加热装置同时对a、b加热,它们的温度随加热时间变化的图像如图所示。由图可知,物质a的比热容
　　　　(选填“大于”或“小于”)物质b的比热容;在t1~t2时间内,物质b的内能　　　　(选填“增加”“减少”或“不变”)。(样品受热均匀,不计热损失)
5.(科学探究)利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且　　　　(选填“体积”或“质量”)相等的沙子和水。
(2)实验中用相同的酒精灯火焰加热,是通过比较　　　　(选填“加热时间”或“温度变化”)来间接反映沙子和水吸收的热量。
(3)每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图乙所示;分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是　　　(选填“沙子”或“水”);若使两者升高相同的温度,则　　　　(选填“沙子”或“水”)吸收的热量较多,由此可见,　　　　(选填“沙子”或“水”)的比热容较大。
【详解答案】
基础达标
1.(1)质量　温度变化值　使研究液体受热均匀　(2)相等　B　比热容
2.D　3.D　4.C　5.4.2×103　改变
6.B　7.D
能力提升
1.B　解析:升高相同的温度,比热容大的吸收的热量多,故A错误;升高相同的温度,食用油比水用时短,说明食用油吸热能力弱,水的吸热能力强,故B正确;用相同的加热装置加热,加热相同的时间,吸收的热量相同,故C错误;加热相同的时间,温度升高越多的吸热能力越弱,食用油升高的温度多,说明食用油的吸热能力弱,故D错误。故选B。
2.C　解析:将三块温度高的金属块放在冰块上,冰块会吸收热量,冰块在熔化过程中温度不变,内能增加;金属块c下方的冰块熔化最多,说明金属块c放出的热量多,故A、D正确;由题意知,a、b、c的初温、末温都相等,则温度变化值是相同的,且a、b、c三个金属块的质量相等,金属块c放出的热量最多,根据Q=cmΔt可知金属块c的比热容最大,故B正确,C错误。
3.B　解析:由图像可知,早晨6时,海水的温度为15 ℃,沙子的温度为10 ℃,海水的温度比沙子高,故A正确;在同一片天空,太阳每小时放出的热量相同,即海水和沙子每小时吸收的热量相同,故6时到14时,沙子吸收的热量和海水吸收的热量相等,故B错误;由图像可知,在14时海水温度比沙子低,在22时海水的温度比沙子高,故14时到22时,海水降低的温度比沙子小,故C正确;根据c=可知,相同质量的海水和沙子,吸收或放出相同的热量,温度变化大的比热容小,温度变化小的比热容大,故利用此图像可以比较海水和沙子的比热容,故D正确。故选B。
4.大于　增加
解析:用完全相同的加热装置同时对a、b加热,则相同时间内a、b吸收的热量相同,由题图可知,0~t1时间内,a升高的温度Δta小于b升高的温度Δtb,又已知a、b质量相同,根据Q=cmΔt可得,ca>cb。在t1~t2时间内,物质b的温度保持不变,可能处于熔化过程中,由于物质b不断地吸收热量,则内能会增加。
5.(1)质量　(2)加热时间　(3)沙子　水　水
解析:(1)在探究沙子和水的温度变化与吸热关系时,根据控制变量法,需要控制沙子和水的质量相同。(2)用相同的酒精灯加热,则在相同的时间内,放出的热量相同,沙子和水吸收的热量相同,加热的时间不同,两者吸热不同,所以通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。(3)由图乙知,加热相同的时间,即吸收相同的热量,质量相同的沙子升温比水快。由图乙知,两者升高相同的温度,水需要加热的时间比沙子的长,即水需要吸收的热量比沙子的多,所以水的比热容较大。

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