13.2科学探究：物质的比热容 练习
一、单选题
1．将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中，冷水的温度升高了20℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高了10℃，如果再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度可再升高（不计热损失，热水和冷水的比热容相同）
A．8℃ B．7℃ C．6℃ D．5℃
2．如图是小聪同学“探究固体的熔化过程”的实验所描绘出的温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．该物质是非晶体
B．BC段温度保持不变，未吸收热量
C．该物质液态的比热容大于固态时的比热容
D．B、C两点的温度相同，具有的内能也相同
3．将质量为m、温度为0℃的雪（可看成是0℃的水）投入装有热水的容器中，热水的质量为M，平衡后水温下降了t；向容器中再投入质量为2m上述同样性质的雪，平衡后容器中的水温恰好又下降了t（不计热量损失），则m：M为（ ）
A．1∶2 B．1∶3 C．1∶4 D．1∶5
4．现在许多家庭采用了“水地暖”取暖．其原理是用不高于60℃的热水，在铺设于地板下的管道内循环流动，加热整个地板，通过地板以热传递方式向室内供热．利用热水为热媒介，主要是因为水的（ ）
A．流动性强 B．沸点高 C．比热容大 D．密度大
5．下列对生活中的物理现象分析错误的是
A．夏天，常用干冰给食品保鲜，利用了干冰升华吸热
B．烧开水时看见冒“白气”，是水汽化生成的水蒸气
C．打开酒精瓶的瓶塞后，屋里弥漫着酒精味，这说明酒精分子在不停地运动
D．常用水给汽车发动机冷却是利用了水的比热容大的特性
6．用两个酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，若在相等的时间内，它们吸收的热量相等，则下列判断正确的是（ ）
A．温度变化大的物质比热容大
B．温度变化大的物质比热容小
C．甲、乙两种物质的比热容一定相等
D．甲、乙两种物质的温度变化一定相等
二、多选题
7．下列说法正确的是（ ）
A．一杯水的比热容比一桶水的比热容小
B．组成物质的分子之间，只存在引力，不存在斥力
C．晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变
D．长时间压在一起的铅板和金板互相渗入，这种现象是扩散现象
8．两个相同的容器分别装有甲、乙两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，则（ ）
A．若甲、乙两种液体的质量相同，则甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B．若甲、乙为同种液体，则乙液体的质量较大
C．若甲、乙两种液体的质量相同，加热相同的时间，甲液体吸收的热量多
D．若甲、乙为同种液体，则液体的温度变化与它们的质量成正比
9．用相同的加热装置分别对质量相同的固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示。不计热量损失，以下分析正确的是（ ）
A．在t1~t2时间内，a吸收的热量大于c吸收的热量
B．在t2~t3时间内，a的内能不变
C．固态物质a属于晶体
D．b的比热容小于c的比热容
10．关于比热容的概念，下列说法错误的是（ ）
A．单位质量的某种物质，温度升高1℃所吸收的热量，叫做这种物质的比热容
B．单位质量的某种物质，温度降低1℃所放出的热量，等于这种物质的比热容
C．某种物质吸收或放出的热量越多，比热容也越大，比热容与热量有关
D．水的比热容比泥沙的比热容大，所以沿海地区气温变化幅度比内陆地区气温变化幅度大
三、判断题
11．判断下列问题是否正确，正确打，错误打√。
（1）热传递的过程实质上是能量转移的过程。
（2）物体温度升高，一定吸收了热量。
（3）物体对外做功，它的内能可能会减少。
（4）固体、液体、气体相比较，气体分子间的作用力最大。
（5）热水和冷水混合，热水降低的温度等于冷水升高的温度。 。
12．钢勺的导热性比木柄好( )
四、填空题
13．为落实《农村义务教育学生营养改善计划》学校实施学生营养餐进校园，如图是某学校免费为学生提供的牛奶，若牛奶的密度为1.02×103kg/m3，则该牛奶的质量为 kg；牛奶喝掉一半，剩余牛奶的比热容 。（选填“变大”、“变小”或“不变”）
14．如图是小杨家的一辆小汽车，请你简要指出下面有关小汽车的四个问题或情景应用到的物理知识。
问题或情景 物理知识
① 行驶的小汽车急刹车时，小杨控制不了向前倾，还好系有安全带没撞到挡风玻璃
② 小杨同学阅读了该小汽车发动机的说明书后，知道汽车行驶时发动机要用水来冷却
③ 夏天，小杨刚从开冷气的小汽车下车后，他的眼镜镜片变得模糊看不清了
④ 仔细观察小汽车的外型，说出一点这样设计的好处
15．给一定质量的冰加热，利用实验数据描绘出冰的温度随时间变化的图像甲和乙，你认为正确的是 。
16．小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量同为2kg的水和甲液体进行了实验，并对实验数据进行了处理，描述出温度﹣时间关系图像如图所示，由此可以判断出来甲物质10min放出的热量为 [甲和水在相同的时间内放出的热量相同，c水=4.2×103J/（kg ℃）]。
17．水的比热容为4.2×103 ，表示的物理意义是 ．将一瓶水倒掉一半，则其比热容为 ，8kg的水从20℃升高到100℃所吸收的热量为 J．
五、作图题
18．用同一酒精灯完成冰熔化实验，冰熔化前与熔化时的温度﹣时间图像如图所示，第6分钟冰完全熔化c水＝4.2×103J/（kg·℃），c冰＝2.1×103J/（kg·℃），不考虑对水加热时质量的变化。
19．用两个相同的加热器，分别对质量、初温相等的甲、乙两种液体加热，甲的比热容比乙小，图中已经画出甲的温度随时间变化图像，请在图上画出加热相同时间。乙的温度随时间变化的大致图像。
六、实验题
20．某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同规格的电加热器对水和食用油加热，得到如表数据（不考虑热损失）：
物质 体积/mL 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 300 20 21 42
食用油 300 22 10 44
（1）该实验 （选填“能”或“不能”）得出水的吸热能力比食用油的强，原因是 ；
（2）在改进此实验后，对质量相同的水和食用油都加热10min，Q水 Q油（选填“>”“<”或“＝”）；
（3）如果只将表格中的“体积/mL”改为“质量/g”，其它数据不变，则食用油的比热容是 J/(kg·℃)。
21．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度相同且 相等的沙子和水。
(2)用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为 ℃。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示；
(3)实验中，是通过比较 来间接反映沙子和水吸收的热量；
(4)分析图象可知，对于质量相等的沙子和水，升温较快的是 ；若使两者升高相同的温度，则 吸收的热量较多，由此可见， 的比热容较大。
七、简答题
22．“城市尚余三伏热，秋光先到野人家”，说明在陆游那个时代，人们就已察觉到城市暖于郊区。城市主要是建筑群、砂石、水泥路面，这种现象叫做“热岛效应”。
（1）请你从比热容的角度分析城市“热岛效应”的主要原因；
（2）请你提出一项缓解这种现象的合理建议。
23．在夏天的海边，为什么海水是凉的而沙子却热得烫脚？
八、综合题
24．如图是某晶体的熔化过程中温度随时间变化的图象，如果该晶体固态时的比热容为，请你根据图象求出该物质液态时的比热容，写出的过程。（热源稳定，不考虑散热。）
25．下列地区中，年平均昼夜温差较大的是：
A．厦门
B．海口
C．新疆
D．珠海
选择： 理由：
九、计算题
26．质量为5千克的水温度升高了10℃．求水吸收的热量Q吸．[焦/（千克 ℃）]
27．质量为500g的某种液体，当它的温度由20℃升高到80℃时，吸收的热量是1.26×105J，求：这种液体的比热容？
参考答案：
1．C
【详解】设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了20℃，由于无热损失,Q吸＝Q放，从而可知,cm0(t 20℃)＝cm×20℃……①，又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水，水温又上升了10℃，△Q吸＝△Q放，从而可知,cm0(t 20℃ 10℃)＝c(m+m0)×10℃……②，则① ②得：10℃×cm0＝20℃×cm 10℃×cm 10℃×cm0，整理得：12℃×cm0＝4℃×cm，解得：m＝2m0；代入①式可得，t＝60℃；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：
3m0c(60℃ △t)＝mc△t,m＝2m0；联立两式解得：△t＝36℃；则注入后3杯水后，水温还会上升：36℃ 20℃ 10℃＝6℃．故选C.
【点睛】热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同．知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化，利用热平衡方程Q吸＝Q放列出两个等式，可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差；则假设一次性将全部热水倒入，则可求得冷水升高的总温度，即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度．
2．C
【详解】A．从图象可以看出，此物质在熔化过程中保持0℃不变，所以此物质是晶体，故A错误；
B．BC段处于熔化过程，吸收热量，温度不变，故B错误；
C．由Q=cmΔt可知：当吸收的热量和质量都相同时，Δt越小比热容就越大；由图象可知，此物质固态时在相同时间内温度升高10℃，而液态时温度升高5℃，故液态时的比热容大于固态时的比热容，故C正确；
D．BC段处于熔化过程，继续吸热，内能增大，C点的内能大于B点的内能，故D错误。
故选C。
3．B
【详解】设热水原来的温度t1、热水和质量m冰水混合后的温度为t2，且
t＝t1﹣t2
因为不计热量损失，则
Q放＝Q吸，
则第一次，质量为m、温度为0℃的雪与质量为M的热水混合后，则
cM（t1﹣t2）＝cm（t2﹣0）
即
Mt＝mt2
第二次质量为2m、温度为0℃的雪与质量为（M+m）的热水混合后
c（M+m）t＝c×2m[（t2﹣t）﹣0]
即
Mt+3mt＝2mt2
由上述各式解得
M＝3m
即
m∶M＝1∶3
故选B。
4．C
【详解】由于水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以“水地暖”利用热水为热媒；故C符合题意．
5．B
【分析】（1）物质直接从固态变为液态的过程叫升华，升华吸热；（2）物质从气态变成液态称为液化，液化放热，“白气”通常是指大量的小水珠；物质由固态变为气态叫升华，升华吸热；（3）组成物质的分子在不停地做无规则运动；（4）水的比热容较大，与其它物质相比，在质量和升高的温度相同时，水吸收的热量最多．
【详解】A、升华是吸热过程，夏天，常用干冰给食品保鲜，利用了干冰升华吸热，故A正确；B、当水烧开时，从壶嘴冒出温度较高的水蒸气在空气中遇冷液化成小水珠，故B错误；C、打开酒精瓶的瓶塞后，教室里弥漫着酒精味，是扩散现象，扩散现象说明分子在不停地运动，故C正确；D、因为水的比热容较大，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，所以汽车发动机中用水来冷却，故D正确．故选B．
6．B
【详解】AB．甲、乙质量和吸收热量相等，由知，温度变化大的比热容小，故A错误，B正确；
C．由于不知温度变化量，所以无法判断甲、乙的比热容大小，故C错误；
D．如果甲、乙的比热容大小相同，在吸收相同热量时，变化的温度可能是相等的，故D错误。
故选B。
7．CD
【详解】A．比热容是物质的一种特性，都是水，所以比热容也是保持不变的，故A错误；
B．组成物质的分子之间同时存在引力和斥力，故B错误；
C．晶体在熔化过程中吸收热量，温度不变，处于固液共存状态，故C正确；
D．物质的分子是不停地做无规则运动的，由于分子的无规则运动彼此进入对方的现象属于扩散现象，故D正确。
故选CD。
8．AB
【详解】A．根据热量的计算公式，若甲、乙两种液体的质量相同，加热时间也相同，即吸收的热量相同，从图像可知甲的温度变化量较大，那么甲液体的比热容较小，选项A符合题意；
B．若甲、乙为同种液体，即比热容大小相等，当加热时间相同时，即吸收的热量相同，从图像可知甲的温度变化量较大，那么甲液体的质量较小，选项B符合题意；
C．由于是用同一热源分别加热，那么加热相同的时间，甲、乙两种液体吸收的热量相同，C项不合题意；
D．根据热量的计算公式，可知，从这条变化式可以知道当吸收热量相同时，液体的温度变化与它们的质量成反比，D项不合题意．
9．CD
【详解】A．用相同的加热装置，t1~t2时间内，加热时间相同，所以a、c吸收热量相同，故A错误；
B．t2~t3时间内，物质a处于熔化过程，温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故B错误；
C．由图像知，该物质在加热过程中t2~t3时间内，物质a处于熔化过程，温度保持不变，属于晶体，故C正确；
D．用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，相同时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，b、c物质质量相等，由公式Q=cmΔt可知，b的比热容小于c的比热容，故D正确；
故选CD。
10．CD
【详解】AB．单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容，故AB正确，不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，与物体的质量、体积，以及吸放热的多少没有关系，故C错误，符合题意；
D．因为水的比热容大于砂石的比热容，相同质量的水和砂石吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小，故D错误，符合题意。
故选CD。
11． √ √
【详解】（1）[1]做功和热传递都可以改变物体的内能，做功是能量的转化，热传递是能量的转移，故（1）说法正确；
（2）[2]改变物体内能有两种方法，做功和热传递，二者是等效的。物体温度升高可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功了，故（2）说法错误；
（3）[3]若不存在热传递，物体对外做功，内能会减少，故（3）说法正确；
（4）[4]因为固体有一定的形状和体积，所以，固体分子间的作用力较强；液体有一定的体积，液体分子间作用力较弱；由于气体既没一定形状也没一定体积，所以，气体分子间作用力最弱，故（4）说法错误；
（5）[5]热传递过程中高温物体放出热量，低温物体吸收热量，直到最后温度相同。由Q=cmΔt可知，不知道热水、冷水的质量时，无法确定热水降低的温度是否等于冷水升高的温度，故（5）说法错误。
12．正确
【详解】钢勺的比热容小于木头的比热容，在质量相同的情况下，吸收相同的热量，钢勺升温快，所以钢勺的导热性比木柄的好。所以此说法正确。
13． 0.204 不变
【详解】[1]牛奶的体积为
牛奶的质量为
[2]比热容是物质的一种特性，与质量、体积无关，所以牛奶喝掉一半后，剩余牛奶比热容不变。
14． 惯性 水的比热容大 液化 流体压强与流速的关系
【详解】①[1]驾驶员和车一起运动，当车突然刹车时，人由于惯性还要保持原来的运动状态，向前倾，可能碰撞车身而发生事故，安全带对人起到了保护作用，故应用了惯性。
②[2]水做汽车发动机的冷却剂是因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，冷却效果好，利用了水的比热容大的特点。
③[3]戴眼镜的乘客坐在冷气很强的汽车，眼镜片的温度比较低；当乘客下车后，车外空气中的水蒸气遇到温度比较低的眼镜片，就会液化形成小水珠，附着在眼镜片中，使眼镜片模糊，利用到了液化的知识。
④[4]车头设计为流线型可减小高速行驶时的空气阻力；车头上部空气流速大，下部流速小，高速行驶时可减小车头对道路的压力（压强），从而减小阻力，降低噪声，利用到了流体压强与流速的关系。
15．乙
【详解】甲、乙两图中，0~2min冰还没有熔化，5~7min，冰已经全部变为水，由于水的比热容比冰的大，所以在0~2min 和5~7min吸收相同热量时，水的升温比冰升温慢，故正确的是乙。
16．
【详解】由图可知，当时，水的末温为20℃，则水放出的热量为
则水10min放出的热量为
因为甲和水在相同的时间内放出的热量相同，则甲物质10min放出的热量为
17． J/（kg ℃） 1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J 4.2×103J/（kg ℃） 2.688×106
【详解】试题分析：（1）比热容是物质的一种特性，只与这种物质存在的状态有关，而与物质的质量无关，故2千克的水倒掉一半，剩下的水的比热容仍然不变；水结冰状态改变了，比热容也改变；
（2）利用吸热公式计算．
解：（1）依据比热容的概念，水的比热容的物理意义是：1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×103J．
比热容是物质的一种特性，只与这种物质存在的状态有关，而与物质的质量无关，所以将一瓶水倒掉一半，比热容不变，仍为4.2×103J/（kg ℃）．
（2）依题意，由Q吸=Cm△t=4.2×103J∕（kg ℃）×8kg×（100℃﹣20℃）=2.688×106J．
故答案为J/（kg ℃）；1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J；4.2×103J/（kg ℃）；2.688×106．
【点评】本题考查了学生对物质特性比热容、吸热公式的掌握和运用，属于基础题目．
18．
【详解】已知冰在第6分钟全部熔化，6至8分钟，温度不断升高，由于冰的比热容是水比热容的一半，冰和水的质量相同，吸收的热量相同，在相同的时间内，吸收热量相同，根据可知，冰在0～2min内升高的温度为10℃，则水在6～8min内升高的温度为5℃如图所示：
19．
【详解】由可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，比热容小的物质温度升高得快，甲的比热容小温度升高得快，所以乙的温度变化图像在甲图像下方，如图所示
20． 不能 没有控制水和食用油的质量相同 ＝ 2×103
【详解】（1）[1][2]探究水和食用油的吸热能力时应控制质量相同，表中只有体积相同，水和食用油的密度不同，由m=ρV可知水和食用油的质量不同，故不能得出得出水的吸热能力比食用油的强。
（2）[3]实验中使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，对质量相同的水和食用油都加热10min，水和食用油吸收的热量相同，即
Q水=Q油
（3）[4]由表中数据可知，水和食用油升高相同的温度，水的加热时间是食用油的
由可知，比热容和吸收的热量成正比，食用油的比热容
21． 质量 39 加热时间 沙子 水 水
【详解】(1)[1]根据控制变量法的思想，物质吸热量与质量有关，在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水。
(2)[2]用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，分度值为1℃，其示数为39℃。
(3)[3]实验中采用相同的加热装置，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
(4)[4][5][6]分析图象可知，对于质量相等的沙子和水，加热时间相同时，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，则水加热时间较大，即吸收的热量较多，由此可见水的比热容较大。
22．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）砂石、水泥的比热容比水的小，在质量相同，吸收相同热量时，砂石、水泥的温度升高量比水的大，所以城区比郊区温度高。
（2）为了缓解“热岛效应”现象，应多植树造林，修建人工湖。
23．见解析
【详解】因为沙子的比热容比海水的比热容小，由可知，吸收相同热量，相同质量的沙子比海水温度上升快，所以小明在烈日当空的海边玩耍，感到沙子烫脚，海水却是凉的。
24．2.4×103J/（kg ℃）。
【详解】由图象可知：此晶体在固态时，10min 温度升高了
在液态时10min温度升高了
用同一热源加热，则吸收热量之比等于加热时间之比，即
熔化前后物质的质量不变，则由可得
已知该晶体固态时的比热容则
25． C 见解析
【详解】[1][2]厦门、海口和珠海都位于沿海地区，新疆位于内陆地区，沿海地区多水，水的比热容较大，白天，在相同的吸热条件下，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，所以昼夜温差较小；而内陆地区砂石、土壤等的比热容小，在相同的吸热条件下，沙石的温度升高的多，夜晚，放出相同的热量，沙石的温度降低的多，昼夜温差较大，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
26．
【详解】水吸收的热量：Q放=c水m△t=4.2×103J/(kg ℃)×5kg×10℃=2.1×105J．
27．4.2×103J/(kg·℃)
【详解】质量为500g的某种液体，；
根据比热容的定义式，即得：
．
即这种液体的比热容为．
