13.3 第1课时 比热容的概念-【拔尖特训】2024-2025学年九年级全一册物理(人教版)

6 第3节　比 热 容 第1课时 比热容的概念 ▶ “答案与解析”见P2 1. ★(2024·枣庄期末)根据表中几种物质的比 热容判断,下列说法中,不正确的是 ( ) 物 质 比热容/[J·(kg·℃)-1] 水 银 0.14×103 沙 石 约0.92×103 水 4.2×103 冰 2.1×103 A. 由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时 0℃的水比0℃的冰效果好 B. 北方楼房中的暖气用水作介质,利用了水 的比热容大的特性 C. 由于水比沙石的比热容大,所以内陆地区 的昼夜温差比沿海地区大 D. 制作体温计时常用水银作介质,原因之一 是水银的比热容小 2. (2024·洛阳期末)在“探究不同物质吸热能 力”的实验中,实验装置如图所示。 (第2题) 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 甲的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 乙的温度/℃ 20 28 36 44 52 60 (1) 实验中应取 (填“质量”或“体 积”)相同的甲、乙两种液体,分别倒入相同的 烧杯中,用规格相同的电加热器加热。 (2) 从开始加热到甲和乙的温度均达到36℃, 甲和乙吸收热量的关系为Q甲 (填 “>”“<”或“=”)Q乙。记录的部分实验数据 如表所示,分析实验数据可知 (填 “甲”或“乙”)物质的吸热能力强, (填“甲”或“乙”)液体更适合作汽车发动机的 冷却液。 (3) 物理学中用“比热容”来表示物质的吸热 能力,分析表中数据可知,甲、乙两种液体的 比热容之比c甲∶c乙= 。 (4) 实验时如果没有停表,也能比较出甲和 乙的吸热能力,请说出你的方法和判断依据。 3. (2024·南通期末)海陆风形成的主要原因是 海水与陆地相比有 ( ) A. 较高温度 B. 较大密度 C. 较多热量 D. 较大比热容 4. 下列现象中,不能用水的比热容较大的特性 来解释的是 ( ) A. 冬天用热水袋取暖 B. 沿海地区昼夜温差会比内陆地区小 C. 冬天水管中的水结冰后容易把水管胀裂 D. 生物体内水的比例很高有助于调节自身温度 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(人教版)九年级全一册 知 识 讲 解 7 答案讲解 5. 两支相同的试管内分别装了质量相 同的水和煤油。用同一杯热水同时 给它们加热,发现煤油升温比水快。 下列关于这一现象的分析,正确的是(忽略热 量散失) ( ) (第5题) A. 加热相同时间,水吸收的热量大于煤油吸 收的热量 B. 加热相同时间,水增加的内能等于煤油增 加的内能 C. 在这样的情况下,升温快的液体比热容 较大 D. 在这样的情况下,升温快的液体吸收的热 量多 6. (2024·南通期末)测量温度时,有时需要考 虑温度计吸热对测量结果的影响。例如,当 被测物体的质量较小,但温度较高时,温度计 吸收热量就会使被测物体的温度 (填“升高”“降低”或“不变”),在这种情况下, 为了使测量值更接近真实值,应选择 (填“煤油”或“酒精”)温度计,理由是 (设温度计玻璃泡容积一定,ρ酒精= ρ煤油,c酒精>c煤油)。 7. (2024·厦门校级模考)如图甲所示,在“比较 不同液体吸热本领大小”的实验中,小华将两 支相同的试管(分别盛有初温和质量相同的 A、B 两种液体)放入同一个红外加热器中, 两个温度传感器的探头部分与两试管内的液 体接触良好,并通过数据采集线与计算机相 连。利用红外加热器对两试管内的液体进行 加热,在其沸腾前,计算机上得到图乙所示的 温度-时间图象。根据图乙可知: 液体的比热容大;通过测量液体的质量并读 取红外加热器释放的热量计算出的液体比热 容 (填“大于”“小于”或“等于”)其真 实值;如图丙所示为某沿海城市和某内陆城 市年气温变化曲线(c沙石<c水),从图象可知 曲线a 表示的是 (填“沿海”或“内 陆”)城市的年气温变化曲线。 (第7题) 答案讲解 8. 水与酒精是日常生活中最常见的两 种物质。表中列出了这两种物质在 标准大气压下的部分物理特征数 据,请你参照这些特征数据进行分析,让质量 及初温都相等的水和酒精冷却,待它们放出 相同的热量后再倒在一起充分混合,下列说 法中,错误的是 ( ) 物 质 密度/ (kg·m-3) 比热容/ [J·(kg·℃)-1] 凝固点/ ℃ 沸点/ ℃ 水 1.0×103 4.2×103 0 100 酒 精 0.8×103 2.4×103 -117 78 A. 在混合过程中,热量将从酒精传递到水 B. 均匀混合后,混合液的凝固点将比水的凝 固点低些 C. 均匀混合后,混合液的密度将比水的密度 小些 D. 均匀混合后,混合液的比热容将比水的比 热容小些 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十三章　内　能 高,可能是吸收了热量,也可能是外界 对物体做了功,故B错误;对物体做 功,如果物体不和外界发生热传递,那 么它的内能一定增加,但温度不一定 升高,故C错误;分子热运动的剧烈 程度与其温度有关;冰熔化时吸收热 量,内能增加,但温度不变,所以分子 运动的剧烈程度不变,故D错误。 2. C 3. A 4. 做功 增加 5. 热传递 热 6. D [解析] 乒乓球放入热水中,球 内气体从热水中吸收热量,温度越高, 分子做的无规则运动就越剧烈,这是 通过热传递的方式改变内能,此时分 子热运动加剧,内能增大;球内的空气 受热,温度升高,压强变大,气体分子 间隔增大。 7. D [解析] 从图中知,a与b中水 的质量相同,b中水的温度高于a 中 水的温度,所以烧杯a中水的内能小 于烧杯b中水的内能,故A不正确; 从图中知,c与d 中水的质量相同,d 中水的温度高于c中水的温度,所以 烧杯c中水的内能小于烧杯d中水的 内能,故B不正确;从图中知,a 与c 中水的温度相同,c中水的质量大于a 中水的质量,所以烧杯a中水的内能 小于烧杯c中水的内能,故C不正确; 从图中知,d 与b中水的温度相同,d 中水的质量大于b中水的质量,所以 烧杯d中水的内能大于烧杯b中水的 内能,故D正确。 8. D [解析] 将打气筒不与轮胎相 连空打气适量的n 次后测出筒壁温 度为t1,此时筒壁温度变化主要是因 为活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做 功使筒壁的内能增加、温度升高,此时 温度变化量为t1-t0,将打气筒与轮 胎相连,在相同的时间内同样打n次 气后测出筒壁温度为t2,此时温度变 化是活塞与筒壁之间不断地克服摩擦 做功和打气时活塞压缩气体做功使气 体的内能增加,升温的气体通过热传 递的方式使筒壁温度升高的共同作 用,此时因打气时活塞压缩气体做功 使气体的内能增加,升温的气体通过 热传递的方式使筒壁温度升高导致温 度的变化量为t2-t0-(t1-t0),即 t2-t1,所以若t2-t1>t1-t0,则说 明b是主要原因,若t2-t1<t1-t0, 则说明a是主要原因。 9. 扩散 小于 减小 [解析] 电冰 箱里的食物“串味”是扩散现象,是分 子无规则运动的结果。瓶装饮用水放 入冰箱冷冻室里,结冰后取出发现瓶 子底部凸出,表明水凝固成冰后,体积 变大了,其质量不变,由ρ= m V 可知, 冰的密度小于水的密度;水结冰的过 程属于物质由液态变成固态的过程, 叫凝固,在此过程中需要放热,导致水 的内能减小。 10. 做功 吸热 [解析] 在A 位置 用手快速摩擦,将机械能转化为内能, A 位置的内能增加,是通过做功的方 式改变内能的。在B 位置喷上温度 为25.5℃的酒精,酒精在汽化过程中 要吸热,在B 位置放出热量,内能减 小,温度下降。 11. 右 降低 [解析] 当拔去销钉 后,汽缸内的气体膨胀,推动活塞向右 运动;气体对活塞做功,将内能转化为 机械能,气体的内能减少,温度降低, 导致温度计的示数降低。 12. (1) 外界对气体做功,气体内能增 大 (2) 气体对外界做功,气体内能 减小 [解析] (1) 比较甲、乙两图,用 手压活塞,对壶内气体做功,观察到气 体温度上升,即气体内能增大。所以 外界对气体做功,气体的内能增大。 (2) 比较乙、丙两图,气体被放出,使 得小叶轮转动,即气体对外界做功,此 时,观察到气体温度下降,即气体内能 减小。所以气体对外界做功,气体内 能减小。 13. 炎热的夏天,从冰柜中拿出的冰 镇汽水温度较低,水蒸气遇冷会液化 成小水珠;开启瓶盖时听到“嘭”的一 声,是瓶内气体迅速膨胀做功。内能 减小,温度降低,当达到汽水的凝固点 时,汽水会放热凝固,形成絮状的冰 [解析] 做功可以改变物体的内能:物 体对外做功,例如,气体膨胀做功,气 体的内能减小、温度降低。水蒸气在 遇冷时会发生液化现象,水在放热时 会发生凝固现象。 第3节　比 热 容 第1课时 比热容的概念 1. A 对比热容概念的认知 比热容是物质本身的一种特 性,其大小与物质的种类和状态有 关,与质量、体积无关;质量相等的 不同物质,升高相同的温度,比热 容大的吸收的热量多;质量相等的 不同物质,吸收相同的热量后,比 热容大的温度升高得少,若初温已 知,可以比较末温大小,进而判断 是否发生热传递(热传递的条件: 不同物体之间或同一物体的不同 部分之间存在温度差)。 2. (1) 质量 (2) > 甲 甲 (3) 2∶1 (4) 由Q=cmΔt知,质量 相同的两种物质,在升高相同的温度 时,谁吸收的热量多,谁的比热容大, 吸热能力强。实验时如果没有停表, 我们可以设置一个固定的温度,比较 物质达到该温度所用的时间,谁先达 到该温度,说明加热时间短,吸收的热 量少,吸热能力弱,反之亦然 3. D [解析] 海陆风形成的主要原 因是海水与陆地相比有较大比热容, 质量相同的水与沙土吸收相同的热量 后,水升高的温度较少,水与陆地有温 差,海陆间空气对流,形成海陆风,故 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2 D符合题意。 4. C [解析] 冬天用热水袋取暖是 利用了水的比热容比较大的特点,相 同质量的水和其他物质相比,降低相 同温度时可以放出更多热量,故A不 符合题意;沿海地区昼夜温差会比内 陆地区小,是因为水的比热容比沙石 的大,相同质量的水和沙石相比,水吸 收或放出相同热量时温度变化较小, 故B不符合题意;冬天水管中的水结 冰后容易把水管胀裂,是因为水结冰 后密度变小,体积变大,故C符合题 意;生物体内水的比例很高有助于调 节自身温度,是因为水的比热容较大, 和其他物体相比,吸收或放出相同热 量时温度变化较小,故D不符合题意。 5. B [解析] 由图可知,使用同一个 烧杯进行水浴法加热,两支相同的试 管内分别装了质量相同的水和煤油, 则在相同的时间内,水和煤油吸收的 热量相同,故A、D错误,B正确;相同 质量的不同物质吸收相同的热量,比 较温度的变化,温度变化大的吸热能 力弱,比热容小,故C错误。 6. 降低 煤油 煤油的比热容小 [解析] 温度计吸收热量,被测物体放 出热量,使被测物体的温度降低。酒 精与煤油的密度相同,体积相同时,酒 精与煤油的质量相同,煤油的比热容 较小,由Q吸=cm(t-t0)得,煤油吸 收的热量较少,被测物体放出的热量 较少,被测物体的温度降低得较少,因 此在这种情况下,为了使测量值更接 近真实值,应选择煤油温度计。 7. B 大于 内陆 [解析] 从图乙 可以看到,相同的加热时间内,A、B 两液体吸收的热量是相同的,但是B 液体升高的温度较小,A、B 两种液体 的质量相同,根据比热容公式Q= cmΔt可知,B 液体的比热容较大。 在“比较不同液体吸热本领大小”的实 验中,红外加热器消耗的电能转化成 的内能,只是一部分给了液体,但是计 算液体的比热容大小时,热量值是偏 大的,质量大小和温度变化量是准确 的,则比热容的值偏大。根据比热容 公式Q=cmΔt可知,沿海城市和内陆 城市在相同时间内,吸收太阳的热量 是相同的,由于c沙石<c水,则沿海城 市的温度变化量较小,内陆城市的温 度变化量较大,观察图丙可知,曲线a 在相同时间内比曲线b的温度变化量 大,所以曲线a表示的是内陆城市。 8. A [解析] 据Δt= Q放 cm 和题意可 知,质量及初温都相等的水和酒精放 出相等的热量后,t水末>t酒精末,再倒在 一起混合时,热量将从水传递到酒精, 故A错误;均匀混合后,混合液的凝 固点、密度、比热容的数值均介于水和 酒精的数值之间,故B、C、D正确。 第2课时 比热容的应用 热量的计算 1. D [解析] 比热容是物质本身具 有的性质,跟物体吸收和放出的热量 无关,跟质量无关,质量变化,比热容 不变,故A、B错误;由Q吸=cmΔt得, 质量相等的铝块和铜块,吸收相同的 热量,因为铜的比热容比铝的比热容 小,所以铜块升高的温度多,故C错 误;由Q放=cmΔt得,质量和初温都 相等的铜块和铝块,放出相同的热量, 因为铜的比热容比铝的比热容小,所 以铜块降低的温度多,铜块的末温低, 热传递的方向是热量由温度高的传给 温度低的,两者相接触,热传递的方向 是从铝块传递给铜块,故D正确。 2. C 3. 比热容 放出 热量 比热容 增大 热传递 4. 2.52×104 1.4×103 5. (1) 相同 3.9×104 (2) 420J 2g 6. A [解析] 初温相同的甲、乙在放 出相同的热量后相接触,热量从甲传 到乙,说明放出相同的热量后,温度的 变化量Δt甲<Δt乙;根据Q=cmΔt有 c甲m甲Δt甲=c乙m乙Δt乙,已知 Δt甲 < Δt乙,则 可 得 c甲m甲 >c乙m乙。若 m甲 <m乙、c甲 <c乙,则 c甲m甲 < c乙m乙,这种情况不可能出现,故A符 合题意;若m甲>m乙、c甲<c乙,则存 在c甲m甲 <c乙m乙、c甲m甲 =c乙m乙、 c甲m甲>c乙m乙 三种可能,即这种情况 可能出现,故B不符合题意;若m甲> m乙、c甲>c乙,则c甲m甲>c乙m乙,即这 种情况可能出现,故C不符合题意; 若 m甲 <m乙、c甲 >c乙,则 存 在 c甲m甲 <c乙m乙、c甲m甲 =c乙m乙、 c甲m甲>c乙m乙 三种可能,即这种情况 可能出现,故D不符合题意。 7. A [解析] 由题知,两次水升高的 温度相同,两次水吸收的热量相同,因 为没有热量损失且水的质量不变,即 Q吸=Q放,所以Q放甲=Q放乙,即甲、乙 两物体放出的热量相同;物体吸热,内 能增加,所以两次水的内能的增加量 相等;设水的初温为t0水,甲和乙的初 温为t0,甲和乙的质量为m,甲放入 冷水中,充分接触直至温度相同后,则 甲和水的末温为t0水+5℃,甲降低的 温度Δt甲=t0-(t0水+5℃),取出甲, 再放入乙,水的温度又升高了5℃,乙 和水的末温为t0水 +5℃+5℃= t0水+10℃,乙降低的温度Δt乙=t0- t0水+10℃ ,所以Δt甲>Δt乙,因为 Q放甲=Q放乙,甲和乙质量相等,由 Q=cmΔt知c甲<c乙,故A正确。 8. 不变 变大 8.4×104 [解析] 冰 属于晶体,根据晶体熔化特点知,晶体 熔化时吸收热量、内能变大,但温度保 持不变。冰熔化成水时质量不变, m=200g=0.2kg,水的初始温度为 0℃,在标准大气压下,水的沸点为 100℃,水吸收的热量Q吸=c水mΔt= 4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg× (100℃-0℃)=8.4×104J。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3