13.2科学探究 物质的比热容课件-2023-2024学年沪科版物理九年级上册

第二节 科学探究：物质的比热容 第1课时 比热容 1 知识点 1 物质的吸热或放热规律 图13-2-1 1.（教材素材题）为了比较水和煤油 的吸热能力，江涛用两个相同的装置 做了如图13-2-1所示的实验。 （1）在两个相同的烧杯中应加入 _______相同、______相同的水和煤油； 质量 初温 控制变量法 此时实验采用的物理方法是____________。 知识要点分类练 2 （2）实验中搅拌器的作用：使液体__________。 （3）选用相同酒精灯加热的目的是：使水和煤油在相同时 间内________________。 （4）本实验通过______________判断物质吸收热量的多少， 此时采用的物理方法是________。 均匀受热 吸收相等的热量 加热时间长短 转换法 知识要点分类练 3 （5）江涛的实验数据记录如下表，通过实验数据发现加热 相同时间，煤油的温度比水的温度升高得____ （选填“快”或“慢”），这表明____的吸热本领更强。 加热时间/ 0 0.5 1 1.5 2 2.5 温度/ 煤油 20 23 27 31 36 41 水 20 21 23 25 27.5 30 快 水 知识要点分类练 4 （6）分析实验数据还发现，在此实验中，如果要使水和煤 油的最终温度相同，就要给____加热更长的时间，水吸收 的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热 量，同样可以表明____的吸热本领更强。 水 大于 水 （7）物理学中用________（填物理量）来反映物质吸热能 力强弱的特性。 比热容 知识要点分类练 5 图13-2-2 2.两个相同的容器内分别盛有质量和初 温都相同的甲、乙两种液体，用相同规 格的电加热器同时加热，液体温度与加 热时间的关系如图13-2-2所示。下列说 法正确的是( ) 知识要点分类练 6 A. 升高相同的温度，甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的 热量 B. 升高相同的温度，两液体吸收的热量相同 C. 加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的 热量 D. 加热相同的时间，甲液体升高的温度比乙液体升高的温 度多，说明甲液体的吸热能力强 √ 知识要点分类练 7 知识点 2 物质的比热容 3.水的比热容为 ，表示的物理意义是__ ___________________________________________________ ______________。 若将 的水倒掉一半，则剩余水的比热容是__________ ；水结冰后它的比热容将______（选填“改变”或 “不变”）。 的水温度每升高（或降低）吸收（或放出）的热量为 改变 知识要点分类练 8 4.由可知，关于相同状态下同一物质的比热容 ， 下列说法正确的是( ) D A. 若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B. 若质量增大一倍，则比热容减小一半 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，比热容都不变 知识要点分类练 9 5.下列情况中，比热容会发生变化的是( ) D A. 一杯水温度从升高到 B. 把铁圆柱拉成细铁丝 C. 砖块的体积减小一半 D. 冰熔化成水 知识要点分类练 10 6.对一铁块进行加热，使它的温度升高（铁块未熔化），下 列说法中正确的是( ) A A. 铁块的内能增大，比热容不变 B. 铁块的内能增大，比热容增大 C. 铁块的内能增大，密度增大 D. 铁块的内能不变，热量增加 规律方法综合练 11 7.初温、质量相同的铝块和铜块，放出了相同的热量后，把 它们放在一起，则 ( ) A A. 热量从铝块传给铜块 B. 热量从铜块传给铝块 C. 不会发生热传递 D. 条件不足，无法判断 规律方法综合练 12 8.下表中是一些物质的比热容,根据表中的数据,下列判断正 确的是( ) 一些物质的比热容［单位： ］ 水 冰 酒精 汞 甘油 砂石 煤油 铝 规律方法综合练 13 A. 液体的比热容一定比固体的比热容大 B. 不同物质的比热容一定不同 C. 物质的比热容与物质的状态无关 D. 质量相等的酒精和煤油升高相同的温度,酒精吸收的热量多 √ 规律方法综合练 14 图13-2-3 9.小明在探究“物质的吸、放热能力 与哪些因素有关”时，用两个相同的 容器分别装了质量相同的水和另一 种液体 ，在相同环境下进 行了放热实验，并用图像对实验数 甲 长 据进行了处理，如图13-2-3所示。分析图像可知____ （选填“甲”或“乙”）物质为水，降低相同的温度，甲所需的 时间比乙所需的时间____（选填“长”或“短”）。 规律方法综合练 15 10.如图13-2-4所示，设相同时间内物质吸收的热量相同， 甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图____（选填“甲”或 “乙”）。这是因为___（选填“ ”“ ”或“”） ，加热 相同时间，____（选填“冰”或“水”）升温更快。 图13-2-4 乙 冰 规律方法综合练 16 11.［开放探究］某实验小组想探究不同物质的吸热能力， 老师为他们准备了以下实验器材：电加热器、烧杯、天平、 停表、铁架台、足量的水和未知液体。 （1）为了完成实验，还需要的测量仪器是________。 温度计 创新情境拓展练 17 （2）小亮同学在三个相同的烧杯中分别盛入水和未知液体， 用同样的电加热器加热，下表为所有的实验记录。 序号 液体 质量/ 初温/ 末温/ 加热时间/ 1 水 300 20 30 12 2 水 150 20 30 6 3 未知液体 300 20 30 4 ①通过比较实验1、2可得出结论：同种物质升高相同的温 度时，吸收热量的多少与物质的______有关。 质量 创新情境拓展练 18 ②通过比较实验1、3可得出结论：质量相同的不同物质升高 相同的温度时，物质吸收热量的多少与物质的______有关。 ③分析表格数据可以得出该未知液体的比热容为_________ 。 种类 创新情境拓展练 19 相关解析 25 2.A　[解析] 升高相同的温度,甲用的时间少,说明吸收的热量少,故A正确,B错误;加热相同的时间,甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量,故C错误;加热相同的时间,甲液体升高的温度比乙液体升高的温度多,说明甲液体的吸热能力弱,故D错误。 6.A　[解析] 铁块的质量和状态不变,而它的温度升高,所以其内能增大;比热容是物质的一种特性,与温度变化无关,所以铁块的比热容不变;铁块的质量不变,加热过程中铁块发生热膨胀,其体积会增大,由ρ=可知铁块的密度会减小;热量是一个过程量,不能说铁块的热量增加。 7.A　[解析] 已知m铝=m铜,它们的初温相同,Q放相等,c铝>c铜,由Δt=可知,比热容大的温度降低的少,故铝的温度降低少,末温高,所以热量从铝块传给铜块。 8.D　[解析] 通常情况下,汞是液体,汞的比热容比砂石、铝的比热容都小,故A错误; 冰和煤油是不同的物质,但它们的比热容相同,故B错误; 水和冰是同种物质,水在凝固成冰之后比热容减小,可知物质的比热容与物质的状态有关,故C错误; 质量相等的酒精和煤油升高相同温度,由于酒精的比热容较大,由公式Q吸=cmΔt知,酒精吸收的热量多,故D正确。 9.甲　长　[解析] 相同时间内,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低快,甲液体的温度降低慢;由Q放=cmΔt可知,在质量相等、放热相同的情况下,谁的温度降低得快,谁的比热容较小,所以甲物质的比热容大,甲、乙两种液体中,甲物质是水。由图可知,甲物质的温度降低得慢,降低相同的温度,甲所需的时间比乙所需的时间长。 10.乙　<　冰　[解析] 比较甲、乙两个图像可知:在加热2 min时,图甲中,冰块和水的温度变化相同,而图乙中,水的温差小于冰块的温差;由于水的比热容大于冰的比热容,并且质量不变,因此吸收相同的热量,水的温度升高得少,冰块的温度升高得多,故图乙正确。 $$第二节 科学探究：物质的比热容 第2课时 热量的计算 1 知识点 1 比热容的应用 图13-2-5 1.（教材素材题）如图13-2-5所示， 生活中人们常常用冷水冷却发动机、 用热水取暖，这利用了__________ _______的性质。 水的比热容较大 知识要点分类练 2 2.城市中修建人工湖，不但可以美化生活环境，而且能有效 调节其周围环境的气温。这是由于水的________较大，在 同样受热或冷却的情况下，温度变化____（选填“大”或 “小”）。 比热容 小 知识要点分类练 3 3.（教材变式题）下列实例中,不是利用水的比热容较大的 特性的是( ) A 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 知识要点分类练 4 知识点 2 热量的计算 4.质量为的水温度从升高到 吸收的热量为 __________。质量为的酒精温度从降低到 放出的热量为__________。 知识要点分类练 5 5.把冰块放在食品上面，利用冰块吸热保鲜食品，一块低温 的冰吸收的热量，温度从升高到 ， 则这块冰的质量为_______。 6.若质量为的某种物质温度从升高到 时，吸 收的热量是 ，则该物质的比热容为___________ 。 知识要点分类练 6 7.质量为、温度为的水，吸收 的热量 后，温度升高了多少？升高到多少？ [答案] 根据公式 可知，升高的温度： ; 则水的末温： 。 知识要点分类练 7 8.电脑的中央处理器温度过高会导致系统不稳定、蓝屏、死 机等各种问题，目前采用的散热器主要由金属散热片和风 扇组成。下表中是四种材料的比热容，若选用其中一种材 料做散热片，则较为科学的材料是( ) 几种物质的比热容/ 铜 铝 铁 铅 C A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 铅 规律方法综合练 8 9.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，正确的做法是 ( ) B A. 早晨多灌水，傍晚多排水 B. 早晨多排水，傍晚多灌水 C. 早晨和傍晚都要多灌水 D. 早晨和傍晚都不要灌水 规律方法综合练 9 10.（2023苏州）在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出 现“海陆风”，当出现如图13-2-6所示风向时，通常( ) D 图13-2-6 A. 发生在白天，且陆地温度较高 B. 发生在白天，且海水温度较高 C. 发生在夜晚，且陆地温度较高 D. 发生在夜晚，且海水温度较高 规律方法综合练 10 图13-2-7 11.用相同的电加热器分别对质量相等的 和 两种液体加热（不计热量损失）。 如图13-2-7所示是和 的温度随加热时 间变化的图像，下列说法正确的是 ( ) 规律方法综合练 11 A. 的比热容与的比热容之比为 B. 的比热容与的比热容之比为 C. 都加热时间，比 吸收的热量多 D. 和升高相同的温度， 吸收的热量较多 √ 规律方法综合练 12 12.如图13-2-8所示为某日沿海城市天津和内陆城市西安的 气温情况。由此可以判断，城市甲是______。判断依据： 同样的光照条件下，由于____（选填“砂土”或“水”）的比热 容较大，所以沿海地区比内陆地区昼夜温差____ （选填“大”或“小”）。 天津 水 小 规律方法综合练 13 2022年8月*日 城市甲 晴 城市乙 晴 图13-2-8 规律方法综合练 14 13.初冬的一场雨后，小伟发现小区喷水池的金属部件上结 满了冰，而池中的水依然微波荡漾，产生这一现象的原因 是：金属的比热容比水的比热容____，放出相同的热量后， ______（选填“金属”或“水”）的温度下降得快，因此水在上 面凝固成了冰。 小 金属 规律方法综合练 15 14.（2023遂宁）小明乘电梯回家，如果以电梯为参照物他 是______的。到家后，他用热水加热盒装牛奶， 后牛 奶的温度升高了 ，这是通过________的方式改变内能 的；已知牛奶的体积为 ，则牛奶吸收的热量为 _____________ 。 静止 热传递 规律方法综合练 16 15.甲、乙两铁块的质量之比是 。若两铁块吸收相同的热 量，甲铁块的温度升高了 ，两铁块的比热容之比为 _____，乙铁块的温度升高了____ ；若甲、乙两铁块升高 的温度之比是 ，甲、乙两铁块吸收的热量之比为_____。 45 规律方法综合练 17 16.有一根烧红的铁钉，质量是，放出 的热量后， 温度降低到 。求： （1）铁钉的初温。 [答案] 铁钉放出的热量： ， 即：，解得铁钉的初温为 。 规律方法综合练 18 （2）若铁钉放出的热量全部被 的水吸收，水温将上升 多少摄氏度。 [答案] 因水吸收的热量等于铁钉释放的热量，所以，水吸 收的热量 ， ，代入数据可得： ， 解得水温上升的温度为 。 规律方法综合练 19 图13-2-9 17.［科学思维］（2022宜昌）小丽用 相同的电加热器分别对质量为 的 水和 的另一种液体进行加热，得 到的实验数据如图13-2-9所示，则水在 内吸收的热量为___________ ， 另一种液体的比热容为__________ 。 创新情境拓展练 20 相关解析 29 3.A　[解析] 夏天在地上洒水感到凉快是利用了水的蒸发吸热,不是利用水的比热容较大的特点。因为水的比热容较大,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。沿海地区和沙漠地区相比,沿海地区水多,水的比热容较大,在相同的吸、放热条件下,水的温度变化小,故沿海地区昼夜温差小;沙漠地区多砂石,砂石的比热容较小,在相同的吸、放热条件下,砂石的温度变化大,故沙漠地区昼夜温差大。生物体内水的比例很高,有助于调节自身的温度,是利用了水的比热容较大的特点。 6.0.46×103　[解析] 由Q吸=cmΔt可得,该物质的比热容: c===0.46×103 J/(kg·℃)。 8.C　[解析] 由吸热公式Q吸=cmΔt可知,当质量相同时,升高相同的温度,比热容越大,吸收的热量越多,故比热容越大,越有利于散热,由表可知,铝的比热容最大,故铝更合适。 9.B　[解析] 傍晚多灌水,当夜晚温度降低时,因为水的比热容大,降低相同的温度,水放出的热量较多,不至于使秧苗受冻。早晨把稻田内的水排出,稻田接受太阳光的照射,泥土的比热容小,温度升高快,有利于秧苗的生长。 10.D　[解析] 水的比热容比泥土、砂石的大,白天太阳照射时,水面温度上升得慢,陆地温度上升得快,热空气上升,冷空气补充,风从海面吹向陆地,形成海风;晚上,气温下降,水面温度下降得慢,温度高一些,热空气上升,风从陆地吹向海面,形成陆风,由图可知,此时地面附近的空气从陆地吹向海洋,形成陆风,故出现如图所示风向时,通常发生在夜晚,且海水温度较高。 11.A　[解析] 加热时间为t时,A、B吸收的热量相同,故C错误;由图可知,加热时间为t时,A、B吸收的热量相同,A的温度变化ΔtA=20 ℃,B的温度变化ΔtB=40 ℃,A、B的质量相同,由Q吸=cmΔt得c=,则cA∶cB=ΔtB∶ΔtA=2∶1,故A正确、B错误;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。 14.静止　热传递　2.55×104　[解析] 小明乘电梯回家,小明与电梯之间没有位置的变化,所以以电梯为参照物他是静止的;牛奶吸收热量,内能增加,温度升高,这是通过热传递的方式改变牛奶的内能;牛奶的体积V=250 mL=250 cm3=2.5×10-4 m3,由ρ=可知,牛奶的质量:m=ρ牛奶V=1.02×103 kg/m3×2.5×10-4 m3=0.255 kg,牛奶吸收的热量:Q吸=c牛奶mΔt=2.5×103 J/(kg·℃)×0.255 kg×40 ℃=2.55×104 J。 15.1∶1　45　9∶2　[解析] 已知甲、乙都是由铁组成的物体,则它们的比热容相同,它们的比热容之比为1∶1;已知甲、乙两铁块吸收相同的热量,根据Q吸=cmΔt可得:c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,则Δt乙=××Δt甲=××15 ℃=45 ℃;两铁块吸收的热量之比:==××=。 17.2.52×104　1.4×103　[解析] 由图可知:水在16 min内,初温t0=10 ℃,末温t=40 ℃,则16 min内水吸收的热量:Q吸水=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg×(40 ℃-10 ℃)=2.52×104 J;另一种液体加热8 min,吸收的热量:Q吸=×2.52×104 J=1.26×104 J; 由Q吸=c液m液(t液-t0')得,1.26×104 J=c液×0.3 kg×(50 ℃-20 ℃), 解得c液=1.4×103 J/(kg·℃)。 $$