《2024年智学酷提优精练九年级物理全一册人教版广东专版》

1.两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体，使用相同的热源为其加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，若甲、乙两液体吸收相同的热量，则________液体升高的温度较多；二者比较，________液体更适合作汽车的冷却剂。

答案： 甲 乙 解析：由图像可知，相同热源，加热相同的时间，液体吸收相同的热量，甲升高的温度大于乙升高的温度；甲的比热容小于乙的比热容，故乙液体更适合作汽车的冷却剂。
技法点拨
（1）加热时间相同，温度变化小的比热容大。
（2）温度变化相同，加热时间长的比热容大。

2.(易错题)小铭周末在家做家务，他在水壶中装入质量为2kg、温度为18℃的水后，放在燃气灶上加热，利用________的方式使水的内能增加，直至将水加热到68℃，这个过程中水吸收的热量为________ J。[水的比热容$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}]$

答案： 热传递 $4.2×10^{5}$ 解析：把水壶放在燃气灶上加热，是利用热传递的方式使水的内能增加；水吸收的热量 $Q_{吸}=c_{水}m(t - t_{0}) = 4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×2\text{ kg}×(68\text{ ℃} - 18\text{ ℃}) = 4.2×10^{5}\text{ J}$。
易错提醒
计算热量时需注意文字叙述中的“升高到”“降低到”指的是物体的末温 $t$；“升高”“升高了”“降低”“降低了”指的是温度的改变量 $\Delta t$。

3.(新情境·五育)(2023·甘孜)“母亲节”的早上，卓玛同学为了妈妈能喝到舒适可口的牛杂汤，将装汤的碗放在盛有2kg冷水的盆中降温。用水降温主要是利用了水的________(选填“比热容”或“密度”)大的特性；过了一会儿，当水温升高了1℃时，水吸收的热量为__________J。[$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}]$

答案： 比热容 $8.4×10^{3}$
解析：用水降温主要是利用了水的比热容较大的特点，相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量较多；
$2\text{ kg}$水温度升高 $1\text{ ℃}$时，吸收的热量 $Q_{吸}=c_{水}m\Delta t = 4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×2\text{ kg}×1\text{ ℃}=8.4×10^{3}\text{ J}$。

4.(2022·大庆)“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写，而沿海地区昼夜温差则不大，这是由沙石与水的比热容不同造成的。已知沙石和水的比热容之比为1∶4，沙石和水的密度之比为3∶2。当相同体积的沙石和水吸收相同的热量时，它们升高的温度之比为__________。

答案： $8:3$
解析：沙石和水的体积相同，由 $\rho=\frac{m}{V}$ 可得，$\frac{m_{沙石}}{m_{水}}=\frac{\rho_{沙石}V}{\rho_{水}V}=\frac{\rho_{沙石}}{\rho_{水}}=\frac{3}{2}$，由 $Q_{吸}=cm\Delta t$ 可得，沙石和水吸收相同的热量时升高的温度之比 $\frac{\Delta t_{沙石}}{\Delta t_{水}}=\frac{\frac{Q_{吸}}{c_{沙石}m_{沙石}}}{\frac{Q_{吸}}{c_{水}m_{水}}}=\frac{c_{水}m_{水}}{c_{沙石}m_{沙石}}=\frac{4×2}{1×3}=\frac{8}{3}$。

5.(教材P15T5改编)有一根烧红的铁钉，温度是830℃，质量是2.1g。把它投入到温度为25℃的水中，最后铁钉和水的温度均为30℃。铁和水的比热容分别是$c_{铁}=0.46×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}$，$c_{水}=4.2×10^{3}\text{ J/(kg}\cdot^{\circ}\text{C)}$。
(1)铁钉放出的热量是多少？
(2)如果铁钉放出的热量全部被水吸收，水的质量是多少克？

答案： （1）$772.8\text{ J}$ （2）$36.8\text{ g}$
解析：（1）铁钉放出的热量 $Q_{放}=c_{铁}m_{铁}\Delta t_{铁}=0.46×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×2.1×10^{-3}\text{ kg}×(830\text{ ℃} - 30\text{ ℃}) = 772.8\text{ J}$。（2）水吸收的热量 $Q_{吸}=Q_{放}=772.8\text{ J}$，水的质量 $m_{水}=\frac{Q_{吸}}{c_{水}\Delta t_{水}}=\frac{772.8\text{ J}}{4.2×10^{3}\text{ J/(kg·℃)}×(30\text{ ℃} - 25\text{ ℃})}=36.8×10^{-3}\text{ kg}=36.8\text{ g}$。

6.(多选)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)。下图是A和B的温度随加热时间变化的图像，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2∶3
C.都加热t时间，A和B吸收热量之比为1∶1
D.A和B升高相同的温度，吸收热量之比为1∶1

答案： AC 解析：由图像可知，加热时间为 $t$ 时，A、B吸收的热量相同，A的温度变化 $\Delta t_{A}=40\text{ ℃} - 20\text{ ℃}=20\text{ ℃}$，B的温度变化 $\Delta t_{B}=60\text{ ℃} - 20\text{ ℃}=40\text{ ℃}$，由 $c = \frac{Q}{m\Delta t}$ 可得 $c_{A}:c_{B}=\Delta t_{B}:\Delta t_{A}=2:1$，故A正确，B错误。都加热 $t$ 时间，A和B吸收热量相等，因此吸收热量之比为 $1:1$，故C正确。由图像可知，A、B升高相同的温度，A加热的时间长，则A吸收的热量多，故D错误。
技法点拨
图像法在比热容问题中的应用
（1）比较比热容的大小：经过相同的时间，物质吸收相同的热量，温度变化大的，比热容小。
（2）计算比热容：通过图像获取相关信息，运用 $c = \frac{Q}{m\Delta t}$ 计算。

7.(跨学科实践)夏季在海边，由于水和沙石的比热容不同，常常形成海风或者陆风。海风是指从海上吹向陆地的风，反之为陆风。如图是某地空气流动情况，据此判断此时为 （ ）

A.白天，形成的是海风
B.晚上，形成的是海风
C.白天，形成的是陆风
D.晚上，形成的是陆风

答案： A 解析：海水的比热容比陆地（泥土、沙石）的比热容大；白天，在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升少；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，海面冷空气下降来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，形成海风；图中近地面风从海洋吹向陆地，是海风，且陆地近地面为上升气流，由此说明图中为白天形成的海风。