12.3 第1课时 认识比热容-【拔尖特训】2024-2025学年九年级上册物理(苏科版)

40 三、 物质的比热容 第1课时 认识比热容 ▶ “答案与解析”见P22 (第1题) 1. (2022·无锡)用如图所示 的两套相同装置探究不同 物质吸热升温的现象,将相 等质量的沙子和水分别装 入铝桶中,用温度计测出它 们的初始 ,点燃酒精灯加热,用玻璃 棒 沙子和水,观察到沙子升温比水 快,由此可以推断,质量相等的沙子和水,升 高相同的温度, 吸收的热量多. 2. 下列关于比热容的说法,正确的是 ( ) A. 冰和水的比热容是相同的 B. 把一个铁块切割成两块,质量小的铁块比 热容小 C. 质量相同的一杯水和一个铁块,在升高相 同的温度时,吸收的热量是相等的 D. 质量相同的不同物质,升高相同的温度, 吸收的热量不相等,它们的比热容就不相等 答案讲解 3. (2023·益阳)某小组同学为了比较 水和沙石的比热容大小,在两个相 同的烧杯中分别装入质量相同的水 和沙石,用相同的酒精灯加热. (1) 实验装置如图所示,其中有一处明显的 错误,错误之处是 . (第3题) (2) 更正错误后,加热相同的时间,沙石升高 的温度比水多,说明沙石的比热容比水 (大/小). (3) 比较全班不同小组的实验数据,发现各 小组之间的实验数据有较大的不同,可能原 因是 (请写出一条). 4. “探究不同物质吸热升温的现象”实验结束 后,小强根据数据绘制了如图所示的温度随 时间变化的图像,用三种方法来比较沙子和 水吸热升温的快慢,从而建立比热容的概念: (1) 在相同的时间t内比较温度变化ΔT; (2) 在相同的温度变化ΔT 内比较时间t; (3) 若ΔT 和t均不同,则可用 来比 较沙子和水吸热升温的快慢.在初中物理中, 比较物体 的快慢时也用到了上述 方法. (第4题) (第5题) 5. 如图所示,若把物质吸热升温和容器装水后 水面升高进行类比,则容器的下列属性中,与 比热容类似的是 ( ) A. 高度 B. 容积 C. 底面积 D. 表面积 6. 对于同一物态的某种物质,根据c= QmΔt 可知 ( ) A. 比热容跟热量成正比 B. 比热容跟质量成反比 C. 比热容跟温度变化成反比 D. 吸收或放出的热量跟质量与温度变化量 的乘积的比值是个定值 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 知 识 讲 解 41 7. 由不同物质组成的甲、乙两个质量相等的物 体,升高相同的温度时,甲吸收的热量比乙吸 收的热量多,则 ( ) A. 甲的比热容大于乙的比热容 B. 甲的比热容小于乙的比热容 C. 甲与乙的比热容一样大 D. 无法比较甲、乙的比热容 8. 初温均为60℃的甲、乙两种液体在实验室自 然冷却(m甲<m乙),两种液体每秒放出的热 量相同,这两种液体的温度—散热时间的图 线如图所示,下列说法中,正确的是 ( ) (第8题) A. 第150s时两液体温度相同,内能一定 相同 B. 甲液体第30s时的分子动能大于第6s时 的分子动能 C. 乙液体向周围空气传递了热量,说明乙液 体的内能比周围空气的内能大 D. 根据图中0~60s内的图线及题中信息, 可知甲液体的比热容比乙液体的大 9. (2022·常州)实验小组的同学欲比较沙子和 水的比热容,实验装置如图甲、乙所示. (第9题) (1) 在两个相同的容器内分别装入初温、 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 .测得的 实验数据如表所示. 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 沙子的温度/℃ 18 22 29 37 45 水的温度/℃ 18 19 21 23 25 27 (3) 第5min时,温度计显示沙子的温度如图 丙所示,其示数为 ℃. (4) 加热相同的时间,发现沙子的温度升得 更高.有同学认为,此过程中沙子吸收的热量 比水吸收的热量多,该观点 (正确/ 错误). (5) 分析数据可得,沙子的比热容 (大于/等于/小于)水的比热容. 答案讲解 10. 在“比较不同物质的吸热升温情 况”的实验中: (1) 小丽和小明用同一套器材做加 热水和煤油的实验,如图甲所示.组装器材 时应先调节 (A/B)的高度,调节它 的高度是为了 . (第10题甲) (2) 组装好器材,他们先后称取质量相等的 水和煤油放入同一个烧杯中,分别加热相同 的时间,比较水和煤油 ,得出 结论.要完成该实验,除图甲所示器材外,还 需要的一个测量工具是 . (第10题乙) (3) 在对实验进行反思时,他们认 为原方案有需要两次加热、耗时 长等缺点,因此改进方案并设计 了如图乙所示的装置.与原方案 相比,该方案除克服了上述缺点外,还具有 的优点是 . (写出一个即可) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　机械能和内能 度、质量等有关,故两物体温度相同 时,内能不一定相同,A错误;内能是 物体分子动能和分子势能的总和,故 分子动能大的物体,内能不一定大,B 错误;热传递发生的条件是两个物体 存在温度差,甲传递热量给乙,说明甲 的温度高于乙的温度,C错误;扩散现 象中,分子在不停地做无规则运动,所 以分子可以从低温物体运动到高温物 体,D正确. 8. C [解析]夏天,将饮料放入冰箱 冷藏室,饮料的温度比冰箱中空气的 温度高,饮料会将热量传递给空气,此 过程中饮料放出热量,内能减小,温度 降低,空气吸收热量,内能增大,温度 升高,说明饮料温度降低的过程伴随 着内能的转移,C正确;在热传递过程 中,传递的是热量,并不是温度,A错 误;热量是过程量,不能说物体“所含 热量”,B错误;饮料放热是因为饮料 的温度比冰箱内空气的温度高,温度 高的物体内能不一定多,D错误. 对热传递的认知 只要存在温差就一定会发生 热传递,热传递是把热量从温度高 的物体传递到温度低的物体,而温 度高的物体内能不一定多,故热传 递不能表述为把热量从内能多的 物体传递到内能少的物体. 9. C [解析]将高温的铁块投入冷水 中,它们之间发生了热传递,不计热量 损失,水吸收的热量和铁块放出的热 量相等,故A不符合题意;当热传递 停止时,铁块和水的温度相同,故B 不符合题意;物体内能大小与温度和 质量等因素都有关,铁块和水的温度 相同,质量未知,内能可能不同,故C 符合题意;不计热量损失,铁块内能减 少的量和水内能增加的量是相等的, 故D不符合题意. 10. [解析](1) 水的内能增大;原因在 于水 分 子 运 动 加 剧,分 子 动 能 增 大.(2) 48℃的液态海波的内能大;原 因在于物体的状态不同,固态海波熔 化需要吸收能量;多出的这部分能量 是以分子势能的形式存在的. 11. 不等于 大于 大于 [解析]t4 时刻物体的温度为零,但其分子仍不 停地做无规则运动,所以具有内能; t1时刻温度比t2 时刻高,所以t1 时 刻物体分子动能比t2 时刻大;t2、 t3时刻温度相同,但在凝固过程中物 体不断放热,所以物体内能减小. 12. D [解析]冰水混合状态下,酒精 灯加热,吸收热量,温度不变,内能增 加;温度升高过程中,水汽化加快,烧 杯内水的质量变少,机械能减少;温度 升高过程中,水一直吸热,内能增加; 沸腾过程中,水的质量变少,温度不 变,内能减少. 13. A [解析]将凝固点为47℃的某 液态合金放在室温为25℃的实验室 中,合金的温度从70℃降至47℃的 过程是放热的降温过程,处于液态;保 持47℃的过程是凝固过程,放热但温 度不变,合金处于固液共存态;合金的 温度从47℃降至35℃的过程是放热 过程,处于固态,所以该合金一直对外 放热,内能一直减少.A正确. 三、 物质的比热容 第1课时 认识比热容 1. 温度 搅拌 水 2. D 3. (1) 盛水烧杯中温度计的玻璃泡 接触了烧杯底 (2) 小 (3) 各小组 所用水(沙石)的质量不一样[或各小 组水(沙石)的初温不一样;或各小组 的酒精灯不完全相同;或各小组记录 温度变化的时间间隔不一样等,合理 即可] 4. ΔT t 或 t ΔT 运动(或做功) [解析]实验结束后,小强根据题图所 示的温度随时间变化的图像,用三种 方法来比较沙子和水吸热升温的快 慢,从而建立比热容的概念,ΔT 和t 成正比关系,则可用ΔT t 或t ΔT 来比较 沙子和水吸热升温的快慢.在初中物 理中,根据速度公式v=st 或功率公 式P=Wt ,可知比较物体运动或做功 的快慢时也用到了上述方法. 5. C 6. D [解析]比热容是反映物质吸热 或放热本领强弱这一物理属性的物理 量,其大小只跟物质种类和状态有关, 跟热量、质量、温度变化都无关,A、B、 C错误.吸收或放出的热量跟质量与 温度变化量的乘积的比值,叫比热容, 这个比值是个定值,D正确.c= QmΔt 是比热容的定义式,不是决定式. 7. A [解析]由c= QmΔt 和题意可知 c甲>c乙. 8. D [解析]物体内能的大小与温 度、质量、状态有关,故第150s时两液 体温度相同,内能不一定相同,A错 误;分子动能与分子运动的速度有关, 由图可知,甲液体第30s时的温度小 于第6s时的温度,因温度越高,分子 运动越剧烈,故甲液体第30s时的分 子动能小于第6s时的分子动能,B错 误;乙液体给周围空气传递了热量,说 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 22 明乙液体的温度比周围空气的温度 高,因物体内能的大小与温度、质量、 状态有关,故不能说明乙液体的内能 比周围空气的内能大,C错误;根据两 种液体每秒放出的热量相同,据图中 0~60s内,甲、乙液体的温度—散热 时间的图线重合,说明甲、乙液体放出 相同的热量后降低的温度相同,因 m甲<m乙,根据c= QmΔt 可得,甲液体 的比热容大于乙液体的比热容,D 正确. 9. (1) 质量 (2) 使沙子和水受热均 匀 (3) 52 (4) 错误 (5) 小于 [解析](1) 实验时,应控制沙子和水 的初温、质量都相同.(3) 由题图丙可 知,温度计的分度值为1℃,示数为 52℃.(5) 观察表中数据可知,沙子比 水升温快,说明沙子的比热容小于水 的比热容. 10. (1) A 确 保 用 外 焰 加 热 (2) 升高的温度 秒表 (3) ① 用 “水浴法”加热,液体受热均匀,不需要搅 拌;② 用同一热源加热,确保相同时间 内提供的热量相等;③ 两实验同时进 行,便于同时比较水和煤油升温的快 慢(任选一条即可) [解析](1) 组装 器材时,应先调节A 的高度,以确保 利用酒精灯的外焰加热,使烧杯中的 液体较快吸热;再调节B 的高度,以 确保温度计的玻璃泡与被测液体充分 接触,准确测出被测液体的温度.这样 由下向上调节,可避免前功尽弃. (2) 加热相同的时间,水和煤油吸收 的热量相等,比较水和煤油升高的温 度,可以得出结论.要完成该实验,还 需要的测量工具是秒表(或其他计时 工具).(3) 新方案用“水浴法”加热, 水和煤油受热均匀,不需要搅拌;确保 相同时间内水和煤油吸收的热量相等; 便于同时比较水和煤油升温的快慢. 第2课时 比热容的应用 热量的计算 1. 大 9.2×103 2. D 3. A 4. 460 1.1 [解析]Q放=cm(t0- t)=0.46×103J/(kg·℃)×2× 10-3kg×(600℃-100℃)=460J, Q吸=Q放 =460J,Δt水 = Q吸 c水m水 = 460J 4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg ≈1.1℃. 5. 2000 27.5 [解析]由ρ= m V 得 实心铁 球 的 质 量 m=ρ铁V=8× 103 kg/m3×5×10-5 m3=0.4 kg,实心 铁球吸收的热量Q吸=c铁mΔt=0.5× 103 J/(kg·℃)×0.4 kg×(30℃- 20℃)=2 000 J;因为Q吸'=c铁m'Δt', 所以空心铁球的质量m'= Q吸' c铁Δt'= 1 800 J 0.5×103 J/(kg·℃)×(50 ℃-30 ℃)= 0.18 kg,因为空心铁球和实心铁球的 体积相等,m>m',则空心铁球中铁的 体积 V铁'=m' ρ铁 = 0.18 kg 8×103 kg/m3 = 2.25×10-5 m3,空心部分的体积 V空=V-V铁'=5×10-5m3-2.25× 10-5 m3=2.75×10-5 m3=27.5 cm3. 6. B [解析]由于沙子的比热容比水 的比热容小,白天吸收相同的热量后, 沙子的温度升高得多,气温较高;夜晚 放出相同的热量后,沙子的温度下降 得多,气温较低,因此沙漠地区昼夜温 差大,故“早穿棉袄午穿纱,围着火炉 吃西瓜”是我国西北沙漠地区的生活 写照,A、D错误;水的比热容大,相同 质量的水和其他物质相比,升高相同 的温度时,水吸收的热量多,因此用来 作发动机的冷却剂,B正确;水的比热 容大,湿泥土中含水多,因此干泥土的 比热容小于湿泥土的比热容,在相同 质量、同样的吸热情况下,干泥土的温 度上升得比较快,C错误. 7. B [解析]初春培育水稻秧苗时, 为了使秧苗不受冻,傍晚多灌水,当夜 晚温度降低时,因为水的比热容大,水 放出热量,温度降低得慢,不至于使秧 苗受冻;在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,泥土吸收热量,温度升高得快,有 利于秧苗的生长.故选B. 8. C [解析]由Q甲 =Q乙、Δt甲 > Δt乙 得c甲m甲<c乙m乙,若m甲=m乙, 则c甲<c乙;若c甲=c乙,则m甲<m乙; 若m甲 >m乙,则c甲 <c乙;若c甲< c乙,则有3种可能,即m甲=m乙,或 m甲<m乙,或m甲>m乙. 9. B [解析]初温相同的两块金属 甲、乙吸收了相同热量,甲的末温比乙 的低,说明吸收相同的热量,甲的温度 变化比乙的温度变化小,由此可知,初 温相同的甲、乙放出相同的热量,甲、 乙温度都降低,由于甲的温度变化比 乙的温度变化小,所以甲的末温比乙 的末温高,但由于不知道甲、乙两块金 属的质量关系,所以无法判断甲、乙哪 一个比热容大,故B符合题意. 10. B [解析]据Q放=cmΔt可得 cΔt= Q放 m . 据题意有 c甲Δt甲 c乙Δt乙= Q放甲 Q放乙× m乙 m甲 = 3 1 × 1 4 = 3 4. 对 于 ①: c甲Δt甲 c乙Δt乙 = 1 1 × 3 4 = 3 4. 对 于 ②: c甲Δt甲 c乙Δt乙 = 2 1 × 1 3 = 2 3. 对 于 ③: c甲Δt甲 c乙Δt乙 = 1 2 × 3 2 = 3 4. 对 于 ④: 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 32