专题13.2 科学探究：物质的比热容【五大题型】（举一反三）-2024-2025学年九年级物理全一册举一反三系列（沪科版）

专题13.2 科学探究：物质的比热容【五大题型】 【沪科版】 【题型1 探究物质吸热规律实验】 1 【题型2 比热容的理解】 8 【题型3 比热容在生活中的应用】 10 【题型4 比热容简单计算】 12 【题型5 比热容与图像结合的综合题目】 14 知识点1：探究物质吸热规律实验 1.实验方案： （1）加热相同质量的水和煤油，加热相同时间（使它们吸收相同的热量），比较升高的温度； （2）加热相同质量的水和煤油，使它们升高相同的温度，比较加热所用的时间（比较吸收的热量）。 2.实验方法： （1）控制变量法：水和煤油的质量、初温都相同，加热器规格或酒精灯都完全相同。 （2）转换法：加热相同时间，升高的温度越多，吸热能力越弱；升高相同的温度，加热时间越长，吸热能力越弱。 3.实验结论: 水的吸热能力比煤油吸热能力强 【题型1 探究物质吸热规律实验】 【例1】（2024·湖北宜昌·三模）小阳用如图甲、乙所示的实验装置比较不同物质的吸热情况。 （1）取质量_________（选填“相同”或“不同”）的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用温度计测量并记录水和食用油的初温；小阳发现在相同环境温度下，水的温度略低于食用油的温度，原因可能是__________； （2）用两个相同的酒精灯同时给水和食用油加热，每隔1min记录一次温度数据，某时刻食用油的温度如图丙所示，该温度为__________℃； （3）小阳通过分析实验数据发现，水每分钟升高的温度小于食用油每分钟升高的温度，据此推测：若让水和食用油升高相同的温度，__________需要的加热时间更长，吸收的热量__________（选填“相同”或“更多”）； （4）实验完成后，小阳继续给水和食用油加热，他发现当水沸腾时，食用油的温度比水的温度高却没有沸腾。下列事例能用此现象解释的是_________。 A.做饭时水滴入热食用油中会将油炸起 B.洒在地上的水和食用油，水比油更容易变干 C.电热水袋用水作传热介质而不用食用油 【答案】 相同 吸收相同热量时，食用油比水升高的温度高，即食用油比水的比热容小 38 水 更多 A 【解析】 （1）[1]根据控制变量法，比较水和食用油的吸热情况，需控制质量相同，需取质量相同的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中进行实验。 [2]食用油比水的比热容小，质量相同的油和水吸收相同热量时，油比水温度升高的多，使水的温度略低于食用油的温度。 （2）[3]温度计的分度值为1℃，示数为38℃。 （3）[4][5]水每分钟升高的温度小于食用油每分钟升高的温度，即吸收热量相同时，水温度升高的慢，据此推测：若让水和食用油升高相同的温度，水需要吸收的热量更多，需要的加热时间更长。 （4）[6]当水沸腾时，食用油的温度比水的温度高却没有沸腾，说明食用油的沸点比水高。 A．做饭时水滴入热食用油中会将油炸起，说明油的沸点比水高，故A符合题意； B．洒在地上的水和食用油，水比油更容易变干，说明水的分子间作用力比油小，故B不符合题意； C．电热水袋用水作传热介质而不用食用油是因为水的比热容比油大，故C不符合题意。 故选A。 【变式1-1】（2024·福建莆田·九年级月考）比较“水和食用油的吸热情况”，实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，烧杯内加入初温相同的水和食用油。 （1）为了完成实验，除了图中的器材外，还需要的测量仪器有_______和_______。并通过_______来反映产生热量的多少。请指出甲乙两图中存在一个问题会导致实验无法进行：___________； （2）改正错误后，点燃酒精灯，每隔相同的时间记录下水和食用油的温度，并绘制成丙图．则图中的_______代表水的温度变化规律的图象。 【答案】 天平 秒表 加热时间的长短 没有控制水和食用油质量相同 B 【解析】 （1）[1][2][3]比较不同液体的吸热能力，实验中需要控制液体的质量相同，故需要天平测量液体的质量；根据转换法，实验中使用相同的电加热器，是通过加热时间的长短来比较物质吸热的多少，所以除了图中所示器材外，还需要的测量仪器有天平和秒表。 [4]比较不同液体的吸热能力，实验中需要控制液体的质量相同，由甲、乙图可知，水和食用油的体积相同，但质量不同，所以没有控制水和食用油质量相同会导致实验无法进行。 （2）[5]由于水的比热容大于食用油的比热容，由式子可知，在吸收相同热量的情况下，水的温度变化应该小于食用油的温度变化。因此，图中的B代表水的温度变化规律的图象，而A则代表食用油的温度变化规律的图象。 【变式1-2】（2021·江苏苏州·中考真题）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等 C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少 【答案】B 【解析】 A．探究不同物质吸热升温的现象，只需控制加热时间相同，不用控制燃料质量相等，故A错误； B．探究不同物质吸热升温的现象和比较不同燃料燃烧时放出的热量两个实验，为了控制变量，观察温度计示数变化，两组实验的杯中物质的质量应相等，故B正确； C．甲组实验中，吸热多少用加热时间来表示，若加热时间相同，则吸热相同，沙子比热容小，沙子中放的温度计示数变化大，故C错误； D．乙组实验中，燃烧相同质量的燃料，看水温变化，燃料燃烧速度不同，不能用加热时间长短来吸热多少，故D错误。 故选B。 【变式1-3】（2022·江苏常州·中考真题）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。 （1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。 （2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 — 水 18 19 21 23 25 27 （3）5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________℃。 （4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。 （5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。 【答案】 质量 让物质受热均匀 52 错误 小于 【解析】（1）[1]要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。 （2）[2]加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。 （3）[3]根据温度计的刻度，可知此时温度为52℃。 （4）[4] 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。 （5）[5]根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。 【变式1-4】（2022·上海市·八年级期中）小明和小华发现，夏天在海边，白天时沙子的温度比水的温度高，晚上，沙子的温度比水的温度低，于是他们猜想：不同的物质吸热本领不同。 （1）为了验证以上猜想，他们来到实验室，用如图所示装置分别对水和沙子进行加热，加热过程中将相关数据记录在表一和表二中； 表一：50克水 表二：________克煤油 实验序号 ________ 加热时间（秒） 实验序号 （10） 加热时间（秒） 1 1 30 6 2 30 2 2 60 7 4 60 3 3 90 8 6 90 4 4 120 9 8 120 5 5 150 10 10 150 ①将表格的表头和栏目填写完整； ②加热用的酒精灯可以不同吗？________，理由是________； ③分析比较表一或表二中的第2列与第3列的数据及相关条件，可得到的初步结论是：________； ④进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件，可以归纳得到的结论是：________相同的不同物质，________不同，即不同物质的吸热本领不同； ⑤请用该实验的结论来解释为什么夏天白天的海边，沙子的温度比水的温度高。________ 【答案】 50 升高的温度（℃） 不可以 需要控制吸收热量相同，相同酒精灯加热时间相同，表示吸收热量相同 质量相同的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比 质量 吸收的热量与升高的温度的比值 见解析 【解析】（1）①[1]要探究不同物质的吸热能力大小，需要控制物体的质量相等，物体吸收的热量相等，只改变物体的种类，水的质量是50g，所以煤油的质量也是50g。 [2]实验中通过让水和煤油在相同时间内吸收相同的热量，即加热时间相同，比较物体升高的温度，温度升高得较慢的物质吸热能力强，所以应该填：升高的温度（℃）。 ②[3][4]实验中要让水和煤油在相同时间内吸收相同的热量，所以要用相同的酒精灯进行加热，相同的酒精灯每秒放出的热量相等，所以用相同酒精灯加热相同时间，表示物体吸收热量相同，因此加热用的酒精灯不可以不同。 ③[5]分析比较表一或表二中的第2列与第3列的数据及相关条件可知，当加热时间增加一倍时，物体升高的温度也增加一倍，因此得到的初步结论是质量相同的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比。 ④[6][7]进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件可知，质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，升高的温度不同，吸收的热量与升高的温度的比值不同，说明不同物质的吸热本领不同。 ⑤[8]这是因为水的比热容较大，同样受热的情况下，吸收相同热量，由可知，水的温度变化比沙小。因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度高。 知识点2：比热容 1.定义：一定质量的一物质，在温度升高（或降低）时，所吸收（或放出）的热量与该物质的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，称做这种物质的比热容(比热)，用符号c表示。其单位是焦耳每千克每摄氏度[J /(kg·℃)]。 2.比热容计算公式 单位：J/(kg·℃) （其中表示过程中温度的变化量） 推导公式： 3.在平时的计算中，物质的比热容一般是已知量，要求我们通过物质的比热容去求吸收（放出）的热量、升高（降低）的温度、初温（末温）或者物质的质量。 吸热时： 放热时： 4.比热容的理解 （1）实质：表示吸热（放热）本领的强弱 比热容越大，吸热（放热）本领越强，自身温度变化越小，比热容大，升温慢，降温也慢。 比热容越小，吸热（放热）本领越弱，自身温度变化越大，比热容小，升温快，降温也快。 （2）比热容只取决于物质本身，它反映了物质吸热（放热）的本领，与物质的质量、温度、吸收（放出）的热量无关。它只与物质的种类，状态有关。 5.比热容的应用 （1）水的比热容大：并不是所有物质中水的比热容是最大的，而是在我们日常生活中接触到的物质中水的比热容大。利用水的这一特性，通常用它来作冷却剂，培育水稻。 （2）海陆风 由于海面与陆地比热容不同，白天在相同光照情况下陆地温度高，海面温度低，陆地热空气上升，海风由大海吹向陆地；夜晚散热时海面温度降低较少，陆地温度降低较多，海面温度高，热空气上升，风由陆地吹向海面。 （3）沙漠地区温差大 沙漠地区比热容小，白天有阳光照射温度高，夜晚散热温度低。 【题型2 比热容的理解】 【例2】（2023·上海·八年级）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，查表可知，水的比热容是，表示__________。一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【答案】1kg的水温度每升高 ( 或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量是 4.2×103J 不变 【解析】[1]根据比热容的定义可知1kg的水温度每升高 ( 或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量是 4.2×103J [2] 比热容只取决于物质本身，它反映了物质吸热（放热）的本领，与物质的质量、温度、吸收（放出）的热量无关。它只与物质的种类，状态有关。 【变式2-1】（2022·山东菏泽·九年级期中）依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 物质 比热容c/J（kg•℃）﹣1 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 A. 水的温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量 B. 一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C. 质量相同的水和砂石放出相同的热量，水的温度降低得较少 D. 使质量相等的水和煤油都升高1℃，煤油吸收的热量较多 【答案】C 【解析】 A．水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），它表示质量为1千克水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J，由于不知道质量的大小，无法判定吸收热量的多少，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故B错误； C．由知道，质量相等的水和砂石放出相同的热量，由于水的比热容大于砂石的比热容，故水的温度降低得较少，故C正确； D．由表格数据可知，水的比热容大于煤油的比热容，由知道，使质量相等的水和煤油都升高1℃，水吸收的热量较多，故D错误。 故选C。 【变式2-2】（2024·山西晋城·九年级月考）已知，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（ ） 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，则比热容减至一半 C. 若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D. 无论物体质量多大，比热容都不变，比热容只与物质的种类和状态有关 【答案】D 【解析】 比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量、温度变化和吸热多少无关，故D正确，ABC错误。 故选D。 【变式2-3】冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)，其物理意义是______；若将2kg冰切掉一半，则剩下的冰的比热容是______ J/(kg·℃)；冰化水后它的比热容将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】1kg的冰升高或降低1℃吸收或放出2.1×103的热量 2.1×103 变大 【解析】[1]一定质量的某种物质，在温度升高（降低）时吸收（放出）的热量与它的质量和升高（降低）的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容。冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)，其物理意义是1kg的冰升高或降低1℃吸收或放出2.1×103的热量。 [2]比热容是物质的一种特性，若将2kg冰切掉一半，剩余的冰的比热容是不变的，仍为2.1×103 J/(kg·℃)。 [3]水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，冰化水后它的比热容将变大。 【题型3 比热容在生活中的应用】 【例3】（2022·湖南常德·中考真题）下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（ ） A．冰熔化时温度不变，内能也不变 B．钻木取火利用热传递改变内能 C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性 D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理 【答案】D 【解析】 A．冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误； B．钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误； C．水的比热容大，说明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；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C错误； D．高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D正确。 故选D。 【变式3-1】（2022·黑龙江·中考真题）下列关于内能知识的描述正确的是（ ） A．物体温度越高内能越大，所以0℃的冰没有内能 B．温度越高的物体含有的热量越多，所以0℃的冰没有热量 C．摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能 D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高 【答案】C 【解析】 A．一切物体，无论温度高低，都具有内能，0℃的冰有内能，故A错误； B．热量是过程量，不能说含有多少热量，故B错误； C．摩擦生热，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体的内能，故C正确； D．物体吸收热量，内能增加，但温度不一定升高，例如晶体熔化时，吸热内能增加，但温度不变，故D错误。 故选C。 【变式3-2】（2023·哈尔滨·中考真题）北方的暖气大多用水作为散热剂，是因为水的比热容较 。有质量为50kg的水流过暖气，温度下降2℃，放出的热量是 J。[] 【答案】大 【解析】[1]北方的暖气大多用水作为散热剂，是利用水的比热容大的特点，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。 [2] 根据知，质量为50kg的水流过暖气，温度下降2℃，放出的热量是 【变式3-3】（2022·上海静安·二模）下列实例或现象中，利用水的比热容比较大这一特性的是（ ） A．木块能漂浮在水面上 B．汽车发动机用水做冷却剂 C．化学实验中用排水法集气 D．满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻 【答案】B 【解析】 A．木块能漂浮在水面上，木块受到的浮力等于其重力，与水的比热容无关，故A不符合题意； B．因为水的比热容大，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，所以汽车发动机用循环水冷却，故B符合题意； C．实验中用排水法收集气体时，其中水的作用是排净集气瓶内的空气，与水的比热容无关，故B不符合题意； D．水凝固后，状态发生变化，质量不变，体积变大，所以，满装饮料瓶放入冷冻后容易涨破饮料瓶，与水的比热容无关，故D不符合题意。 故选B。 【变式3-4】（2022·新疆·中考真题）位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（ ） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 【答案】A 【解析】 A B．沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的比热容小，升温快，昼夜温差大，故A符合题意；B不符合题意； C D．密度是质量与体积之比，密度的大小与升温快慢无关，故CD不符合题意。 故选A。 【题型4 比热容简单计算】 【例4】（2023·甘肃武威·九年级期中）打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求： （1）此过程中铁件释放的热量为多少J？ （2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失） 【答案】（1）9.66×104J；（2）34.6℃ 【解析】 解：（1）铁件释放的热量 （2）水温变化量 水的末温 答：（1）此过程中铁件释放的热量为9.66×104J； （2）水温将升高到34.6℃。 【变式4-1】（2022·上海·模拟预测）吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如下图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少千克？[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），设该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg·℃），不计热量损失] 【答案】0.248kg 【解析】解：由题意和图可知，牛奶的质量 牛奶从12℃升高到42℃需要吸收的热量 设水的质量为，则水从60℃降到42℃放出的热量 不计热量损失，由可得 解得 答：妈妈至少要用60℃的热水约0.248千克。 【变式4-2】 （2022·四川广元·九年级月考）一个标准大气压下，质量为1kg、初温为80℃的水吸收1.26×105J热量后，其温度升高到多少℃？若这些热量被质量为5kg、初温为20℃的铜块吸收，铜块升高的温度是多少℃？ [水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），铜的比热容为0.39×103J/（kg·℃），最后结果保留一位小数] 【答案】100℃，64.6℃ 【解析】 解：水温变化量 水的初温为80℃，水的末温应为110℃，但在标准大气压下，水的沸点为100℃，故水的温度升高到100℃。铜温度变化量 答：水的温度升高到100℃，铜块升高的温度是64.6℃。 【题型5 比热容与图像结合的综合题目】 【例5】（2022·湖北宜昌·中考真题）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】 2.52×104 1.4×103 【解析】[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为 [2]水16min吸收的热量是2.52×104J，所以水8min吸收的热量为 由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式可知，另一种液体的比热容为 【变式5-1】（2022·四川广元·九年级月考）用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，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，B吸收热量比A吸收热量多 D. A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 【答案】A 【解析】 AB．在时间t，吸收的热量相同，A的温度变化,B的温度变化,A、B的质量相同，由，则 故A正确、B错； C．由图可知，在时间t内，吸收的热量相同，故C错； D．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。 【变式5-2】（2022·北京房山·八年级期末）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法中正确的是（ ） A．加热相同的时间，甲液体的温度变化量小于乙液体的温度变化量 B．温度变化量相同时，甲液体的加热时间大于乙液体的加热时间 C．用加热时间的长短可以反映两种液体吸收热量的多少 D．根据质量、加热时间和温度变化信息，可以推算出甲液体的比热容大于乙液体的比热容 【答案】C 【解析】 A．由图像可知，加热器相同，质量和初温相同的不同液体，加热相同的时间，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，即甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量，故A错误； BD．由图像可知，加热相同的时间，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，则甲液体的比热容小于乙液体的比热容。由Q吸=cmΔt可知，质量相同、要使温度变化量相同，比热容小的液体吸收的热量少，则甲液体的加热时间小于乙液体的加热时间，故BD错误； C．因为在其他条件相同的情况下，加热时间越长，表示电加热器放出的热量越多，而放出的热量又是被液体所吸收。故加热时间越长，被加热的液体吸收的热量就越多。所以用加热时间的长短可以反映两种液体吸收热量的多少，故C正确。 故选C。 【变式5-3】（2024·广东东莞·三模）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5 kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：______（选填“甲”或“乙”） 物质为水，另一种液体的比热容为______J / (kg·℃)。 【答案】 甲 【解析】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的多，甲液体温度降低少；根据热量的计算公式可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，温度降低得多的液体比热容较小；即甲液体的比热容大，由于水的比热容比其它液体大，所以甲液体是水。 [2]由图可知液体的初温是60℃，放热15分钟后甲液体的末温是40℃，则水放出的热量 由题知而水和乙液体的质量相同，即 ，相同时间乙放出的热量等于甲放出的热量 解得 【变式5-3】（2022·湖南株洲·二模）小明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始温度相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，每隔相同的时间记录一次温度，实验中通过______的方式使物质内能增大（选填“做功”或“热传递”），其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为______℃； （3）实验中，是通过比较______来间接反映沙子和水吸收热量的多少； （4）小华同学也利用如图甲所示的实验装置探究煤油和水的温度变化与吸热的关系，并作出煤油和水的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是______（选填“a”或“b”），煤油的比热容为______J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 【答案】 质量 热传递 37 加热时间 a 【解析】 （1）[1]探究沙子和水的温度变化与吸热的关系，要控制质量相同，故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]燃料燃烧放出的热量，沙子和水是通过热传递的方式使物体的内能增大。 [3]图乙中，温度计分度值为1℃，向上刻度值变大，所以其示数为37℃。 （3）[4]物质吸收的热量是通过肉眼是无法直接观察到的，可以通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量的。 （4）[5]由图像可知，升高相同的温度，水加热时间长，所以水的温度随时间变化的图像是a。 [6]由图像可知，升高30℃，b用时3min，a用时6min，根据Q=cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成成正比，煤油的比热容为： 【变式5-4】（2022·内蒙古包头·三模）在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有A液体和B液体的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，液体温度随时间变化关系如图所示。 （1）本实验用到的测量工具除温度计外还需___________； （2）实验中，加热时间长短反映的是___________； （3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行此较。你认为方法可行的是___________（选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”、“两人都可行”）； （4）若A、B两种液体中，一种液体是水，另一种液体的比热容是___________J/(kg·℃)[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 【答案】 天平 吸热多少 两人都可行 2.8×103 【解析】 （1）[1]实验中要比较物质的吸热本领，需要控制不同物质的初温和质量都相同，因此除了温度计外还需要天平。 （2）[2]实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的。 （3）[3]使相同质量的不同物质升高相同的温度，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，故小明的方法可行；使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强，故小芳的方法可行，因此两人方法均可行。 （4）[4]由图可知，都加热20分钟，B升温 ΔtB=80℃−20℃＝60℃ A升温 ΔtA=60℃−20℃＝40℃ A液体的温度变化小，因此A液体的比热容大，常见物质中水的比热容最大，因此A是水，都加热20分钟，A和B吸收的热量相同，则有 QA=QB cAmΔtA=cBmΔtB 则B的比热容 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题13.2 科学探究：物质的比热容【五大题型】 【沪科版】 【题型1 探究物质吸热规律实验】 1 【题型2 比热容的理解】 6 【题型3 比热容在生活中的应用】 6 【题型4 比热容简单计算】 7 【题型5 比热容与图像结合的综合题目】 8 知识点1：探究物质吸热规律实验 1.实验方案： （1）加热相同质量的水和煤油，加热相同时间（使它们吸收相同的热量），比较升高的温度； （2）加热相同质量的水和煤油，使它们升高相同的温度，比较加热所用的时间（比较吸收的热量）。 2.实验方法： （1）控制变量法：水和煤油的质量、初温都相同，加热器规格或酒精灯都完全相同。 （2）转换法：加热相同时间，升高的温度越多，吸热能力越弱；升高相同的温度，加热时间越长，吸热能力越弱。 3.实验结论: 水的吸热能力比煤油吸热能力强 【题型1 探究物质吸热规律实验】 【例1】（2024·湖北宜昌·三模）小阳用如图甲、乙所示的实验装置比较不同物质的吸热情况。 （1）取质量_________（选填“相同”或“不同”）的水和食用油分别装在两个相同的烧杯中，用温度计测量并记录水和食用油的初温；小阳发现在相同环境温度下，水的温度略低于食用油的温度，原因可能是__________； （2）用两个相同的酒精灯同时给水和食用油加热，每隔1min记录一次温度数据，某时刻食用油的温度如图丙所示，该温度为__________℃； （3）小阳通过分析实验数据发现，水每分钟升高的温度小于食用油每分钟升高的温度，据此推测：若让水和食用油升高相同的温度，__________需要的加热时间更长，吸收的热量__________（选填“相同”或“更多”）； （4）实验完成后，小阳继续给水和食用油加热，他发现当水沸腾时，食用油的温度比水的温度高却没有沸腾。下列事例能用此现象解释的是_________。 A.做饭时水滴入热食用油中会将油炸起 B.洒在地上的水和食用油，水比油更容易变干 C.电热水袋用水作传热介质而不用食用油 【变式1-1】（2024·福建莆田·九年级月考）比较“水和食用油的吸热情况”，实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，烧杯内加入初温相同的水和食用油。 （1）为了完成实验，除了图中的器材外，还需要的测量仪器有_______和_______。并通过_______来反映产生热量的多少。请指出甲乙两图中存在一个问题会导致实验无法进行：___________； （2）改正错误后，点燃酒精灯，每隔相同的时间记录下水和食用油的温度，并绘制成丙图．则图中的_______代表水的温度变化规律的图象。 【变式1-2】（2021·江苏苏州·中考真题）如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于该两组实验的说法正确的是（ ） A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等 C．甲组实验中，可以根据温度计示数的变化来比较吸热的多少 D．乙组实验中，可以根据加热时间的长短来比较吸热的多少 【变式1-3】（2022·江苏常州·中考真题）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。 （1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。 （2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 — 水 18 19 21 23 25 27 （3）5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________℃。 （4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。 （5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。 【变式1-4】（2022·上海市·八年级期中）小明和小华发现，夏天在海边，白天时沙子的温度比水的温度高，晚上，沙子的温度比水的温度低，于是他们猜想：不同的物质吸热本领不同。 （1）为了验证以上猜想，他们来到实验室，用如图所示装置分别对水和沙子进行加热，加热过程中将相关数据记录在表一和表二中； 表一：50克水 表二：________克煤油 实验序号 ________ 加热时间（秒） 实验序号 （10） 加热时间（秒） 1 1 30 6 2 30 2 2 60 7 4 60 3 3 90 8 6 90 4 4 120 9 8 120 5 5 150 10 10 150 ①将表格的表头和栏目填写完整； ②加热用的酒精灯可以不同吗？________，理由是________； ③分析比较表一或表二中的第2列与第3列的数据及相关条件，可得到的初步结论是：________； ④进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件，可以归纳得到的结论是：________相同的不同物质，________不同，即不同物质的吸热本领不同； ⑤请用该实验的结论来解释为什么夏天白天的海边，沙子的温度比水的温度高。________ 知识点2：比热容 1.定义：一定质量的一物质，在温度升高（或降低）时，所吸收（或放出）的热量与该物质的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，称做这种物质的比热容(比热)，用符号c表示。其单位是焦耳每千克每摄氏度[J /(kg·℃)]。 2.比热容计算公式 单位：J/(kg·℃) （其中表示过程中温度的变化量） 推导公式： 3.在平时的计算中，物质的比热容一般是已知量，要求我们通过物质的比热容去求吸收（放出）的热量、升高（降低）的温度、初温（末温）或者物质的质量。 吸热时： 放热时： 4.比热容的理解 （1）实质：表示吸热（放热）本领的强弱 比热容越大，吸热（放热）本领越强，自身温度变化越小，比热容大，升温慢，降温也慢。 比热容越小，吸热（放热）本领越弱，自身温度变化越大，比热容小，升温快，降温也快。 （2）比热容只取决于物质本身，它反映了物质吸热（放热）的本领，与物质的质量、温度、吸收（放出）的热量无关。它只与物质的种类，状态有关。 5.比热容的应用 （1）水的比热容大：并不是所有物质中水的比热容是最大的，而是在我们日常生活中接触到的物质中水的比热容大。利用水的这一特性，通常用它来作冷却剂，培育水稻。 （2）海陆风 由于海面与陆地比热容不同，白天在相同光照情况下陆地温度高，海面温度低，陆地热空气上升，海风由大海吹向陆地；夜晚散热时海面温度降低较少，陆地温度降低较多，海面温度高，热空气上升，风由陆地吹向海面。 （3）沙漠地区温差大 沙漠地区比热容小，白天有阳光照射温度高，夜晚散热温度低。 【题型2 比热容的理解】 【例2】（2023·上海·八年级）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，查表可知，水的比热容是，表示__________。一桶水倒掉一半后，剩下的水的比热容__________（选填“变大”“不变”或“变小”）。 【变式2-1】（2022·山东菏泽·九年级期中）依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） 物质 比热容c/J（kg•℃）﹣1 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 A. 水的温度升高1℃需吸收4.2×103J的热量 B. 一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C. 质量相同的水和砂石放出相同的热量，水的温度降低得较少 D. 使质量相等的水和煤油都升高1℃，煤油吸收的热量较多 【变式2-2】（2024·山西晋城·九年级月考）已知，关于同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（ ） 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，则比热容减至一半 C. 若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D. 无论物体质量多大，比热容都不变，比热容只与物质的种类和状态有关 【变式2-3】冰的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)，其物理意义是______；若将2kg冰切掉一半，则剩下的冰的比热容是______ J/(kg·℃)；冰化水后它的比热容将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【题型3 比热容在生活中的应用】 【例3】（2022·湖南常德·中考真题）下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（ ） A．冰熔化时温度不变，内能也不变 B．钻木取火利用热传递改变内能 C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性 D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理 【变式3-1】（2022·黑龙江·中考真题）下列关于内能知识的描述正确的是（ ） A．物体温度越高内能越大，所以0℃的冰没有内能 B．温度越高的物体含有的热量越多，所以0℃的冰没有热量 C．摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能 D．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高 【变式3-2】（2023·哈尔滨·中考真题）北方的暖气大多用水作为散热剂，是因为水的比热容较 。有质量为50kg的水流过暖气，温度下降2℃，放出的热量是 J。[] 【变式3-3】（2022·上海静安·二模）下列实例或现象中，利用水的比热容比较大这一特性的是（ ） A．木块能漂浮在水面上 B．汽车发动机用水做冷却剂 C．化学实验中用排水法集气 D．满装饮料瓶不宜放入冰箱冷冻 【变式3-4】（2022·新疆·中考真题）位于沙漠边缘的罗布泊昼夜温差比沿海地区大，这是因为与水相比，砂石的（ ） A．比热容较小 B．比热容较大 C．密度较小 D．密度较大 【题型4 比热容简单计算】 【例4】（2023·甘肃武威·九年级期中）打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求： （1）此过程中铁件释放的热量为多少J？ （2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失） 【变式4-1】（2022·上海·模拟预测）吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如下图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少千克？[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），设该牛奶的比热容为2.5×103J/（kg·℃），不计热量损失] 【变式4-2】 （2022·四川广元·九年级月考）一个标准大气压下，质量为1kg、初温为80℃的水吸收1.26×105J热量后，其温度升高到多少℃？若这些热量被质量为5kg、初温为20℃的铜块吸收，铜块升高的温度是多少℃？ [水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），铜的比热容为0.39×103J/（kg·℃），最后结果保留一位小数] 【题型5 比热容与图像结合的综合题目】 【例5】（2022·湖北宜昌·中考真题）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【变式5-1】（2022·四川广元·九年级月考）用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，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，B吸收热量比A吸收热量多 D. A和B升高相同的温度，B吸收热量较多 【变式5-2】（2022·北京房山·八年级期末）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法中正确的是（ ） A．加热相同的时间，甲液体的温度变化量小于乙液体的温度变化量 B．温度变化量相同时，甲液体的加热时间大于乙液体的加热时间 C．用加热时间的长短可以反映两种液体吸收热量的多少 D．根据质量、加热时间和温度变化信息，可以推算出甲液体的比热容大于乙液体的比热容 【变式5-3】（2024·广东东莞·三模）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5 kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：______（选填“甲”或“乙”） 物质为水，另一种液体的比热容为______J / (kg·℃)。 【变式5-3】（2022·湖南株洲·二模）小明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始温度相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的沙子和水； （2）用相同的酒精灯火焰加热，每隔相同的时间记录一次温度，实验中通过______的方式使物质内能增大（选填“做功”或“热传递”），其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为______℃； （3）实验中，是通过比较______来间接反映沙子和水吸收热量的多少； （4）小华同学也利用如图甲所示的实验装置探究煤油和水的温度变化与吸热的关系，并作出煤油和水的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是______（选填“a”或“b”），煤油的比热容为______J/（kg·℃）。[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。 【变式5-4】（2022·内蒙古包头·三模）在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有A液体和B液体的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，液体温度随时间变化关系如图所示。 （1）本实验用到的测量工具除温度计外还需___________； （2）实验中，加热时间长短反映的是___________； （3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行此较。你认为方法可行的是___________（选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”、“两人都可行”）； （4）若A、B两种液体中，一种液体是水，另一种液体的比热容是___________J/(kg·℃)[已知c水=4.2×103J/(kg·℃)]。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$