第十三章第二节科学探究 ：物质的比热容-2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

第十三章 内能与热机 第二节 物质的比热容 一、探究物质吸热或放热规律 物体吸收热量后温度可能升高。 那么不同质量的同种物质，升高相同的温度，所吸收的热量是否相同呢？ 那么相同质量的不同的物质升高相同的温度，所吸收的热量是否相同呢？ 如何比较物质温度变化所吸收热量的多少呢？ 【实验探究：相同质量的不同物质升高相同的温度，所吸收的热量是否相同？】 【实验器材】 完全相同的（铁架台、酒精灯、温度计、烧杯、石棉网、搅拌器、秒表）各两个，天平、水和煤油。 【实验方法】 控制变量法、转换法 【实验过程】 1、 按照如图所示组装实验器材，并取相同质量的水和煤油分别放入两个烧杯中。 2、 分别记录加热前两液体的初温，并设定加热后的末温。 3、 分别给两液体加热，并记录开始加热的时刻，加热过程中用搅拌棒反复搅拌液体。 4、 当一种液体温度达到时，记录该液体加热的最终时刻，并计算出加热时间。对另一液体重复此操作。 5、 分多组用相同或不同的物质进行实验得出普遍规律。 本实验当中认为：当热源相同时，两液体升高温度相同的情况下，加热时间长的液体从热源吸收热量越多（转换法） 液体名称 液体质量 m/g 液体初温 t1/℃ 液体末温 t2/℃ 加热时间 t/min 液体吸热情况 “多”或“少” 水 煤油 【实验结论】 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同； 相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同； 【实验误差】 热源上有差别：酒精火焰大小不同；实验环境温度不同：实验室内温度高低差别。 1．如图所示是“探究水和食用油吸、放热性能”的实验装置，实验中用电加热器给水和食用油加热。 （1）实验中应保证水和食用油的初温与 （选填“质量”或“体积”）都相同； （2）实验中用 （选填“相同”或“不同”）规格的电加热器加热相同的时间，可以认为水吸收的热量 （选填“大于”、 “小于”或“等于”）食用油吸收的热量： （3）记录实验数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图像如图所示。由图像可知，水和食用油升高相同的温度， 的加热时间更长，说明它的吸热能力更 。 2．小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。 （1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及 （填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油； （2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少； （3）实验中选取初温不同、 相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱； （4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中 （选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为 ℃； （5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论： （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。 3．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表： （1）在此实验中，用加热时间的长短来表示水和沙子 的多少； （2）在实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目的是使水和沙子 ； （3）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量 （选填”大于”或”小于”）沙子吸收的热量； （4）可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，则 （选填”沙子”或“水”）温度升高的会更高些； 4．炎热的夏天，我们在户外的时候会发现一个现象，同一个地点、同样的光照，水是凉的，而沙滩上的沙子却是烫的，这到底是为什么呢？根据我们学过的知识知道这是由于不同的物质吸热能力不同。晓飞决定找两种不同的液体来探究“不同物质的吸热能力”。他选择的实验器材如图甲所示。 （1）安装实验器材时，应按照 （选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装；实验中应选用 （选填“质量”或“体积”）相等的两种液体进行加热； （2）水和煤油的温度随时间变化的图像如图丙所示，在0~3min内，a、b吸收的热量 （选填“相等”或“不相等”），通过观察图丙可知，a、b两种液体中 （选填“a”或“b”）吸热能力更强，适合做散热剂的是 （选填“a”或“b”）； （3）本实验要用相同的热源，通过比较加热时间的长短来比较水和煤油吸收热量的多少，这种解决物理问题的方法叫 法。 二、比热容 定义：单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）时所吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比 ( 读作：焦耳每千克摄氏度 )符号： 单位： 基础公式： 当物体温度升高时： 当物体温度降低时： 变形公式： 求吸放出的热量Q： 求物体的质量m： 求温度的变化量： 物理意义：单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量 影响因素: 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关 水比热容较大的应用： ①汽车中的冷却液：利用水的比热容大的特点，吸收相同的热量，温度升高不大； ②暖气中的循环水：利用水的比热容大的特点，降低相同的温度，释放较大的热量； ③沙漠地区昼夜温差大的原因： ④沿海地区昼夜温差小的原因： 1．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 2．一瓶矿泉水结冰后，不发生改变的物理量是（　　） A．质量 B．比热容 C．内能 D．密度 3．水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，其单位读作： ，表示质量为 的水温度每升高 吸收的热量为 。将一桶质量为2kg的水倒掉一半，剩下的水的比热容将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）；水结冰后，它的质量将 （选填“改变”或“不变”）。质量相同的水和煤油，升高相同的温度， 吸收的热量最多，若它们放出相等的热量， 降低的温度大。[c煤油=2.1×103J/(kg∙℃)] 4．下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是 （　　） A．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多 B．物质的物态发生变化，比热容不变 C．不同物质的比热容一定不同 D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多 5．质量、初温均相同的甲、乙两物体，在吸收相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温高；则质量、初温均相同的甲、乙两物体，在放出相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温 （选填“高”或“低”）。 6．将质量和初温相同的铜块和铝块（）同时放在沸水中加热相当长的时间，再迅速让它们相互接触（） A．热量将从铝块传递到铜块 B．铝块具有的热量大于铜块 C．两金属块吸收的热量相同 D．它们之间不发生能量转移 7．一标准大气压下，温度为0℃的水和-16℃的冰块，两者质量相等。把冰块放到水中，最终形成了一块大冰块。忽略它们与外界之间的热传递。则（　　） A．原来0℃水的内能，和后来整个大冰块的内能相等 B．根据以上信息，能证明水的比热容大于冰的比热容 C．水在结冰的过程中，水温不变，所以水的内能保持不变 D．后来大冰块的温度高于-8℃ 8．初温相等的甲、乙两物体，在吸收相同的热量后，甲的温度低于乙的温度，那么，这两个物体的质量和比热容不可能是（　　） A．m甲>m乙，c甲>c乙 B．m甲>m乙，c甲<c乙 C．m甲<m乙，c甲<c乙 D．m甲<m乙，c甲>c乙 9．初温相同的三块金属甲、乙、丙，甲、乙质量相等材料不同，乙、丙材料相同质量不等，均匀加热甲、乙、丙，让它们吸收相等的热量，末温，以上过程不发生物态变化，比较三者质量m和比热容c大小，则（　　） A． B． C． D． 10．沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（　　） A．质量大 B．温度高 C．密度大 D．比热容大 11．在烈日当空的海边玩耍，会发现沙子烫脚，而海水却是凉凉的，这是因为水的比热容较 ，水和沙子相比，在同样受热的情况下吸收的热量相同，水的温度变化比沙子 。 12．炎热的夏天，小明谨记防溺水的安全教育， 选择到露天泳池消暑。烈日当空，小明发现泳池边的地砖烫脚，一进入水中立感清凉。造成这样的反差，其主要原因是（　　） A．水吸收的热量少，因此水比地砖的温度低 B．水的比热容比地砖的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少 C．地砖的吸热能力强，因此地砖升温快 D．这是小明的错觉造成的，实际上地砖与水的温度相同 13．了解物质的不同属性，可以使我们更好地利用物理知识解决实际问题。下列应用不是利用水的比热容大这一特点的是（　　） A．从水中上岸后感觉发冷 B．用水做发动机冷却剂 C．在城市市区及郊区修建人工湖 D．初春育苗时在秧田里灌水过夜 14．下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（    ） A．汽车发动机用水作冷却剂 B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷 C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住 D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 15．水的比热容大这一特性在生活中有着广泛的应用，下列生活实例不是利用水的比热容大这一特性的是（　） A．甲图，海边的昼夜温差较小 B．乙图，空调房里放盆水可以增加湿度 C．丙图，冬天暖气设备用热水供暖 D．丁图，用水冷却汽车发动机 16．如图，是济南、威海两个城市在同一天的最高气温、最低气温、天气、空气质量的信息，下列分析正确的是（　） A．A是威海市，因为海水的比热容比砂石的大 B．B是济南市，因为海水的比热容比砂石的小 C．B是威海市，因为海水的比热容比砂石的大 D．A是济南市，因为海水的比热容比砂石的小 17．物理学家托里拆利在地理方面也有卓越贡献。他是第一个用科学的方式描述风的人，他写道：“风产生于地球上的两个地区的温差和空气密度差”。学科之间存在联系互通，地理中的“海陆风”也可用物理学的知识进行解释。如图为白天海陆风形成的示意图，海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，空气密度较小，气压较低 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较高 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，空气密度较大，气压较低 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，空气密度较小，气压较低 18．加热质量为2千克的某金属块，温度升高10℃吸收的热量为1.8×104焦。求：金属块的比热容c金属。 19．把一块质量为5千克20℃的铁块放入沸水中，一段时间温度稳定后，测得水温为40℃，求：铁块吸收的热量[c铁=0.45×103J/(kg•℃)]。 20．某同学用容量为2L的电磁炉烧水。水壶中装满初温为25℃的水，当水刚好烧开时，求水吸收的热量。[当时气压为一个标准大气压。，，] 21．一壶体积为2L，温度为20℃的水，加热到70℃[已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）]。（1）水的质量是多少kg； （2）水吸收的热量； （3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105J的热量，水的末温。 22．夏日一天，某校考场内用冰块降温。已知冰块的质量为50kg，初始温度为-20℃，当冰块温度升高到0℃过程中。[c冰=2.1×103J/（kg·℃），ρ冰=0.9×103kg/m3]求： （1）冰块升高的温度△t； （2）它所吸收的热量Q吸； （3）一段时间后，有1.8kg的冰化成水，求水的体积V水。 23．为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和480g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（　　） A．A液体比B液体更适合作发动机的冷却液 B．A、B两液体的比热容之比为1∶2 C．A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为2∶1 D．B液体的吸热能力比A液体的强 24．某同学用完全相同的装置加热等质量的水和食用油，得到了温度随时间变化的图像如图所示，以下说法正确的是[]（　　） A．物质A为水 B．0~3min，物质A吸收的热量比物质B吸收的热量多 C．食用油的比热容为 D．若食用油的质量为50g，2~3min内食用油吸收了2100J的热量 25、质量相等的水和另一种液体的温度随时间变化规律如图所示，若在相同时间内放出的热量相等，由图象可知物质为水，另一种液体的比热容为 J/（kg·℃）.[c水=4.2×103J/（kg·℃）] ( 4 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$