第1节 热量 比热容（高效培优讲义）物理人教版2024九年级全一册

第1节 热量 比热容 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 热量 1 题型2 探究不同物质吸热情况 2 题型3 比热容的概念及应用 5 题型4 水的比热容的特点及应用 7 题型5 热量的计算 8 【能力培优练】 11 【链接中考】 16 【重难题型讲解】 题型1 热量 1、热传递：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。2、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。 （1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 （2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。 ★特别提醒 热量过程量，不是状态量，不能说含有或者具有热量，只能说吸收或放出热量。解题是要抓住关键词：“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。 【典例1-1】以下说法中，正确的是（  ） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高一定吸收热量 C．物体温度越高，所含热量越多 D．以上说法都不对 【典例1-2】“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。则“物体吸热温度会升高”中的“热”表示的是 ；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是 。 跟踪训练1 在“用酒精温度计测量水的温度”实验中，下列说法正确的是（　　） A．若水的温度高，酒精的温度低，热量会从水传递到酒精 B．测量水的温度时，要待温度计示数稳定后再取出读数 C．使用温度计测量温度时，温度计可以当搅拌器使用 D．水的温度越高，水含有的热量越多 跟踪训练2 热传递过程中传递能量的多少叫 ，用符号 表示，其单位是 。热量是过程量，只能说 或 热量，不能说 或 热量。（后四空均选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”） 题型2 探究不同物质吸热情况 1、实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。 2、实验装置： 3、实验方法： ①控制变量法：控制不同物质的质量相同，吸收热量相同，比较升高的温度，从而比较吸热能力大小；或控制不同物质的质量相同，升高的温度相同，比较吸收的热量，从而比较吸热能力的大小。 ②转换法：由于物质吸收的热量不容易测量，可以通过转换法，将物质吸收热量的多少转换成加热时间，因此比较加热时间，就可以比较得出吸收热量的多少。 4、实验设计： ①液体的选取，应保证质量相同。 ②选用相同热源的目的是相同时间内，控制吸收热量相同。 ③实验数据分析： （1）让两种液体吸收相同的热量，比较液体的温度变化，温度变化小的吸热本领强； （2）让两种液体变化相同的温度，比较液体吸收热量的多少，吸收热量多的吸热本领强。 5、实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，比热容大的物质吸收热量多。 ★特别提醒 1、实验方法：控制变量法 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。 2、实验液体的选择：质量相同的不同液体（如可以是水和食用油）。 3、选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。 4、使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。 5、实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。 6、描述物体吸热能力的物理量是：比热容。 7、结论：相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。 8、实验中，物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。 【典例2-1】利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热得到温度随时间变化的图像如图乙所示。已知，不计热量损失。下列说法正确的是（    ） ①应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 ②加热2min时，食用油和水吸收的热量一样多 ③若给汽车发动机降温，应选b物质作冷却剂 ④分析图乙可得a是食用油的升温图像，其比热容为 A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②③正确 【典例2-2】某物理实验小组利用如图所示的装置研究水和煤油的吸热能力。 (1)实验中用 反映液体吸收热量的多少； (2)小新每隔2min测量一次水和煤油的温度，并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知， 的吸热能力更强，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，可知煤油的比热容为 J/(kg·℃)； 加热时间 0 2 4 6 8 10 温度 煤油 水 (3)同组的小明同学对实验装置进行了改进，他提出采用电加热器对不同物质进行加热，改进后装置的优点是 。 跟踪训练1如图是探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验装置，下列实验条件中不是必须满足的是（　　） A．水和煤油的初温必须相同 B．酒精灯火焰大小必须相同 C．水和煤油质量必须相同 D．盛放水和煤油的容器必须相同 跟踪训练2小利在烧水和煮豆浆时发现豆浆比水先沸腾。他猜想原因可能是：A．豆浆的沸点比水低：B．豆浆的比热容比水小。于是通过图甲所示的两套相同实验装置进行探究。 (1)烧杯中装有初温和 均相等的水和豆浆。某时刻水中温度计示数如图甲所示，其温度是 ℃。 (2)小利根据实验数据绘制了豆浆的温度随时间变化图像a和水的温度随时间变化图像b.如图乙所示，由图像可知，猜想 （选填“A”或“B”）是错误的。水和豆浆升高相同的温度， 吸收的热量多。 跟踪训练3学校实验小组利用如图所示的实验装置探究不同物质的吸热能力，他们使用相同规格的电加热器给质量相等的甲、乙液体加热，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在表格中。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 甲 20 20.3 20.7 21.5 23 25 27 29 31 乙 20 20.2 20.5 21 22 23 24 25 26 (1)实验过程中用 的长短来表示液体吸收热量的多少。以下研究中所采用方法与此相同的是 。（选填“A”或“B”） A．探究动能的大小与哪些因素有关时，通过观察木块被推动距离的远近来判断小球动能的大小 B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，保持电阻不变，改变导体两端的电压 (2)如表格所示，当甲、乙液体升高相同温度时， 液体吸收的热量更多，则甲、乙液体的比热容关系是c甲 c乙（选填“>”、“<”或“=”）； 题型3 比热容的概念及应用 1、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。 比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。 2、比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。 3、水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。 ★特别提醒 （1）对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不同的。如：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），而冰的比热容是2.1×103J（kg•℃）。 （2）对于物质的比热容，可以从以下两个方面理解：首先，比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它既不随物质质量的改变而变化，也不随物质吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化，也就是说，只要是相同的物质，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，它的比热容一定是相同的；其次，不同物质的比热容不同，同种物质的比热容相同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。 【典例3-1】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．一桶煤油用掉一半，桶内剩余煤油的比热容变小 B．水和砂石吸收相等的热量，水的温度升高得较多 C．水的比热容表示水的温度降低1°C放出的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，升高相同温度，煤油吸收热量少 【典例3-2】已知水的比热容为，这表示质量是1kg的水温度升高（或降低）1℃， ；若将1kg水倒掉一半，剩余水的比热容将 。 跟踪训练1 根据表中给出物质的物理性质的数据，下列判断正确的是（    ） 物质 熔点/℃ 密度/ 比热容/［J/］ 铝 660 铜 1083 银 961 A．用铝锅可以熔化铜块 B．体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多 C．初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铝块末温低 D．物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关 跟踪训练2 太阳能热水器内盛有100kg温度为20℃的水，经阳光照射一天后，水温升高了50℃，热水器中的水吸收了 J的热量（已知），用去一部分水，热水器中水的比热容将 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 题型4 水的比热容的特点及应用 1、由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节 气候。 （1）夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特 别热。 （2）冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的 人们又不觉得特别冷。 2、一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。 （1）作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量。 （2）用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。 3、比热容解释简单的自然现象：如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子升温慢；没有日照时，海水降温比沙子降温慢。 【归纳总结】水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面：调节气候，作为冷却剂和取暖介质，在农业和日常生活中的应用，沿海地区的气温调节。。 【典例4-1】在生活中，我们常常会利用物质的比热容来解决一些实际问题，以下说法正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水的比热容大这一特性 B．质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量多 C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大 D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化大 【典例4-2】“绿水青山就是金山银山”。为了改善城市环境，许多城市大力开发湿地公园，修建人工湖来调节气温，这是利用水的 较大。一瓶水喝掉一半，剩余水的比热容 ；剩余水的密度 （后两空均选填“变小”“变大”或“不变”）。 跟踪训练1 在沿海地区，常见“海陆风”现象。如图所示，当风从陆地吹向海洋时，通常（　　） A．发生在夜晚，且海水温度较高 B．发生在夜晚，且陆地温度较高 C．发生在白天，且海水温度较高 D．发生在白天，且陆地温度较高 跟踪训练2 汽车发动机的散热器用水做冷却剂，是由于水的比热容较 的缘故。当散热器中水的质量减少时，水的比热容 （选填“变大”“变小”或“不变”）。小红在实验室用酒精灯把质量为0.2kg，初温为40℃的水加热到90℃，则水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）水未沸腾] 题型5 热量的计算 1、热量的计算 （1）物体的温度升高时吸收热量为：Q吸=cm（t-t0）；降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）。其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；m——物体的质量——单位kg；t0——物体原来的温度℃；t——物体后来的温度℃。 （2）若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t。 （3）公式可以变形为、、。 ★特别提醒 （1）t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 （2）应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。 （3）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。 2、热平衡的应用 （1）热平衡：在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q放=Q吸，把这个关系叫热平衡方程。 （2）热平衡方程式：两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸=Q放，称为热平衡方程，在热量计算题中，常采用此等式。 ★特别提醒 注意此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。 ①系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。 ②而系统吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。 【典例5-1】在一个标准大气压下，甲乙两种物质的初温分别是和．它们的比热容之比为2：1，质量之比为3：2，吸收了相同的热量，最终甲的温度是，如果乙是水，则乙升高的温度是（　　） A．70℃ B．100℃ C．120℃ D．90℃ 【典例5-2】水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，将质量为1kg的水倒了一半，剩余水的比热容为 J/(kg·℃)，在1标准大气压下，若10L 40℃的水吸热2.94×106J，水的温度将升高 ℃。 【典例5-3】由于天气渐凉，妈妈要用热水给小明加热250g的瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），不计热量损失，则： (1)牛奶需要吸收多少热量？ (2)若用热水加热牛奶的效率是50%，热水放出了多少热量？ (3)利用（2）的数据，妈妈至少需要用60℃的热水多少千克？ 跟踪训练1 将一个温度为10℃、质量为500g的物块放入温度为100℃、质量为800g的水中，物块和水的温度随时间（分）的变化图像如图所示[不计热损失C水=4.2×103J/（kg·℃）]。以下说法正确的是（　　） A．前6min，物块吸收的热量小于水吸收的热量 B．物块的比热容与水的比热容之比为5︰4 C．前6min，物块吸收的热量是1.008×105J D．前6min，水放出的热量为2.016×105J 跟踪训练2 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物质甲和水同时加热且不计热量损失，它们的温度随时间的变化关系如图所示。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），则甲3min吸收的热量是 J，甲物质的比热容是 J/（kg·℃）。 跟踪训练3 某太阳能热水器，水箱内有150kg的水．水的比热容为。 (1)在阳光照射下，水的温度升高了求水吸收的热量； (2)求水箱内150kg的水温度从降低到，和温度从升高到，放出的热量与吸收的热量之比。 【能力培优练】 1．水是自然界最灵动的诗行，以万千姿态编织着地球的生命图谱。下列与水有关的知识，叙述正确的是（ ） A．水加热到100℃一定会沸腾，沸腾后水面上出现的“白气”是汽化形成的 B．炎热的夏天，长江里的水在阳光下变成水蒸气，这是液化现象，需要吸热 C．寒冷的冬天，人们常用“暖水袋”来取暖，是因为水吸放热量的本领较强 D．“霜降”前后，昼夜气温差明显增大，室外植物叶上的小水珠会在夜晚结霜 2．甲亢哥四月初在北京八达岭长城观察到砖石结构的城墙在正午（16℃）升温较慢，而在深圳海边的沙滩游玩时发现沙子在正午（28℃）日照下迅速变烫。结合两地材料特性与气候差异，下列说法正确的是（　） A．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容小，吸热能力弱 B．沙滩升温快是因为沙子传递热量更快 C．北京长城的晨雾在正午散去，此时发生了升华现象 D．深圳的正午沙滩温度高，海水由于比热容大温度会略低一些 3．新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，这主要是因为沙石的（　　） A．密度较大 B．熔点较高 C．比热容较小 D．导热性好 4．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热35min。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．在25~35min，该物体吸收的热量为 B．该物体在凝固过程中放出的热量为 C．这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容 D．这种物质的吸热能力随着温度的升高不断减小 5．质量相等的甲、乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．1min内，甲吸收的热量小于乙吸收的热量 B．1min后乙温度不变，由此判断，乙物质不再吸热 C．甲、乙的比热容之比为3∶2 D．甲、乙的比热容之比为2∶1 6．小华通过实验比较甲、乙两种液体比热容的大小。他将质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入完全相同的两个具有保温功能的电热杯中，盖好杯盖，将两种液体均加热到55℃。再将初温均为20℃的两个完全相同的实心铜块，分别浸没两个电热杯的液体中，盖好电热杯的盖子。经过足够长的时间，用温度计分别测量两种液体的温度，甲液体的温度为50℃，乙液体的温度为48℃。若不计热量损失，则下列说法正确的是（　　） A．两电热杯将甲、乙两种液体加热到55℃所用的时间相同 B．甲液体中铜块吸收的热量等于乙液体中铜块吸收的热量 C．放入铜块后甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量 D．液体甲的比热容小于液体乙的比热容 7．利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，实验中使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．两个烧杯中加入的水和食用油体积相等 B．2min，a吸收的热量和b吸收的热量一样多 C．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断变大 D．吸热能力较强的是a，因为相同时间a温度升高更多 8．某固体的质量为m，其比热容为c。先对它加热一段时间（设在相同时间内吸收的热量相等），停止加热让其冷却（设冷却时在相同时间内放出的热量相等），整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化，下列说法正确的是（　　） A．在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1) B．该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容 C．在t4~t5时间段，该物体放出的热量为 D．该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量 9．仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关。小汽车的外形设计成流线型（如图），当它在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时 （填“增大”，“减小”或“不变”）；汽车发动机工作时，缸体的温度很高，常用水作为冷却剂，这主要利用了水的 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是 J。[ c水=4.2×103J/（kg·℃）]； 10．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，风能卷起屋顶，是因为风使屋顶上方空气流速变大，压强 （填“变大”或“变小”）；“早穿皮袄午穿纱”是西北沙漠地区气候的写照，这与沿海地区形成鲜明对比，原因是水的 比沙石大。 11．核反应堆的冷却系统采用水作为冷却剂。若某次运行中，500kg的水温度升高了20℃，则水吸收的热量为 J；与比热容为2.1×103J/（kg·℃）的另一种冷却剂相比，吸收相同的热量后，水升高的温度会更 （选填“高”或“低”）一些。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 12．常见物质中，水的比热容较大，为，不计热量损失。 (1)冰熔化过程的温度-时间图象如图所示，由图可求出冰的比热容为 ； (2)在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高，若再将热水杯内剩余热水再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高 。 13．质量均为100g的四种物质，当温度升高1℃时所吸收的热量如下图所示。请根据图中信息回答以下问题。 (1)煤油的比热容为 J/(kg·℃)； (2)质量相等的实心铝块、铜块吸收相同的热量， 块温度变化更大。 14．利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况，用完全相同的酒精灯给a、b两种液体加热。实验中记录的数据如表所示： 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min a 200 20 40 7 b 200 20 40 4 (1)该实验除了图甲所示的实验器材外，还需要的测量工具是 和 ； (2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，目的是： ； (3)图乙中，若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律，则a吸收的热量随时间的变化规律是图线 （选填“①”、“②”或“③”）； (4)a、b两种常见的液体中，有一种是水[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，另外一种液体的比热容是 J/（kg•℃）。 15．质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求： (1)水的体积。 (2)水吸收的热量 16．珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中，水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/（kg•℃），不计热量损失。求： （1）水吸收的热量； （2）火焰中心的温度。 【链接中考】 1．（2024·湖北武汉·中考真题）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 2．（2024·北京·中考真题）图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”，图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水，有助于减慢油的蒸发，达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法，下列说法正确的是（　　） A．降低油的温度 B．减小油的表面积 C．减慢油表面上方的空气流动 D．减少油的体积 3．（2024·江苏镇江·中考真题）为比较A、B两保温杯的保温性能，小红在两个保温杯中分别倒入相同温度的热水，用温度计测量其初温，示数如图1所示， ℃。绘制水温随时间的变化图像如图2所示，A杯中水放出的热量为 。保温性能更好的是 （选填“A”或“B”）杯。[]      4．（2024·江苏徐州·中考真题）在探究不同物质吸热升温的现象时，将相等 的沙子和水分别装入易拉罐中，用相同的热源和方法加热，则单位时间内沙子和水吸收的热量 ；如图所示，实验得到沙子和水的温度随时间变化的图像，其中a是 的图像。 5．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明在烧水和煮豆浆时发现豆浆比水先沸腾。他猜想原因可能是：A．豆浆的沸点比水低；B．豆浆的比热容比水小；于是通过图甲所示的两套相同实验装置进行探究。 (1)烧杯中装有初温和 均相等的豆浆和水； (2)小明根据实验数据绘制了豆浆和水的温度随时间变化图像a、b，如图乙所示，通过比较a、b可知，猜想 是错误的，由图像可求， [水的比热容是4.2×103J/（kg⋅°C）]。 (3)实验中小明还发现豆浆在82℃时就产生了大量气泡，但通过分析图像，判断出82℃时豆浆并未沸腾，他判断的依据是 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节 热量 比热容 【题型导航】 【重难题型讲解】 1 题型1 热量 1 题型2 探究不同物质吸热情况 3 题型3 比热容的概念及应用 8 题型4 水的比热容的特点及应用 10 题型5 热量的计算 13 【能力培优练】 17 【链接中考】 27 【重难题型讲解】 题型1 热量 1、热传递：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。2、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。 （1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 （2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。 ★特别提醒 热量过程量，不是状态量，不能说含有或者具有热量，只能说吸收或放出热量。解题是要抓住关键词：“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。 【典例1-1】以下说法中，正确的是（  ） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高一定吸收热量 C．物体温度越高，所含热量越多 D．以上说法都不对 【答案】D 【详解】A．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化过程中，不断吸收热量，温度不变，故A错误； B．物体的温度升高，不一定是吸收了热量，也可能是别的物体对它做了功，故B错误； C．热量是过程量，不能说所含热量的多少，故C错误； D．由以上分析得，以上说法都不对，故D正确。 故选D。 【典例1-2】“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。则“物体吸热温度会升高”中的“热”表示的是 ；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是 。 【答案】 热量 温度 【详解】[1][2]“热”有不同含义，有“温度”“内能”“热量”等多种含义，温度表示物体的冷热程度；内能表示物体具有内能；热量是热传递过程中吸收或放出热量的多少。故物体吸热是指吸收热量，即其中的“热”表示的是吸收的热量。开水很热是指水的温度高，即这里的“热”表示的是温度。 跟踪训练1 在“用酒精温度计测量水的温度”实验中，下列说法正确的是（　　） A．若水的温度高，酒精的温度低，热量会从水传递到酒精 B．测量水的温度时，要待温度计示数稳定后再取出读数 C．使用温度计测量温度时，温度计可以当搅拌器使用 D．水的温度越高，水含有的热量越多 【答案】A 【详解】A．热传递时，热量总是从温度高的物体传给温度低的物体，若水的温度高，热量会从水传递到酒精，故A正确； B．用温度计测量液体温度，要待温度计示数稳定后读数，读数时温度计要停留在被测液体内，不能取出读数，故B错误； C．温度计是专门测量液体温度的工具，不能当搅拌器使用，否则温度测量不准确，且可能损坏温度计，故C错误； D．热量是一个过程量，物体不“含有”热量，故D错误。 故选A。 跟踪训练2 热传递过程中传递能量的多少叫 ，用符号 表示，其单位是 。热量是过程量，只能说 或 热量，不能说 或 热量。（后四空均选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”） 【答案】 热量 Q 焦耳 吸收 放出 含有 具有 【详解】[1]物理学中，热量表示热传递过程中传递能量的多少。 [2]热量用符号Q表示。 [3]热量的单位时焦耳，简称焦，用符号J表示。 [4][5][6][7]由于热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有或具有热量。 题型2 探究不同物质吸热情况 1、实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表等。 2、实验装置： 3、实验方法： ①控制变量法：控制不同物质的质量相同，吸收热量相同，比较升高的温度，从而比较吸热能力大小；或控制不同物质的质量相同，升高的温度相同，比较吸收的热量，从而比较吸热能力的大小。 ②转换法：由于物质吸收的热量不容易测量，可以通过转换法，将物质吸收热量的多少转换成加热时间，因此比较加热时间，就可以比较得出吸收热量的多少。 4、实验设计： ①液体的选取，应保证质量相同。 ②选用相同热源的目的是相同时间内，控制吸收热量相同。 ③实验数据分析： （1）让两种液体吸收相同的热量，比较液体的温度变化，温度变化小的吸热本领强； （2）让两种液体变化相同的温度，比较液体吸收热量的多少，吸收热量多的吸热本领强。 5、实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同，比热容大的物质吸收热量多。 ★特别提醒 1、实验方法：控制变量法 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。 2、实验液体的选择：质量相同的不同液体（如可以是水和食用油）。 3、选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。 4、使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。 5、实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。 6、描述物体吸热能力的物理量是：比热容。 7、结论：相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。 8、实验中，物质吸收热量的多少是通过加热时间来控制的。 【典例2-1】利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热得到温度随时间变化的图像如图乙所示。已知，不计热量损失。下列说法正确的是（    ） ①应在两个相同的烧杯中加入体积和初温均相同的水和食用油 ②加热2min时，食用油和水吸收的热量一样多 ③若给汽车发动机降温，应选b物质作冷却剂 ④分析图乙可得a是食用油的升温图像，其比热容为 A．只有①③正确 B．只有②③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②③正确 【答案】C 【详解】①根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故应在两个相同的烧杯中加入质量（水和食用油密度不同，根据m=ρV，体积相同的水和食用油质量不同）和初温均相同的水和食用油，故①错误； ②根据转换法，2min时a吸收的热量与b一样多，故②正确； ③④根据转换法，使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少。根据图乙可知，升高20℃，a、b的加热时间分别为2min和3min（a、b吸热之比为2：3），升高相同的温度，b加热时间长，b的吸热能力强，b为水；使用物质b作为冷却剂，根据Q=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），可得食用油的比热容为 故③④正确。故C正确，ABD错误。 故选C。 【典例2-2】某物理实验小组利用如图所示的装置研究水和煤油的吸热能力。 (1)实验中用 反映液体吸收热量的多少； (2)小新每隔2min测量一次水和煤油的温度，并将实验数据记录在下表中。分析表中数据可知， 的吸热能力更强，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，可知煤油的比热容为 J/(kg·℃)； 加热时间 0 2 4 6 8 10 温度 煤油 水 (3)同组的小明同学对实验装置进行了改进，他提出采用电加热器对不同物质进行加热，改进后装置的优点是 。 【答案】(1)加热时间 (2) 水 (3)见解析 【详解】（1）实验中采用相同的酒精灯加热，通过比较加热时间来表示物质吸收热量的多少。这里运用了转换法。 （2）[1]据表可知，质量和初温相同的水和煤油，加热相同的时间，物质吸收的热量相同，水的温度变化量小，说明水的吸热能力更强。 [2]表格中当加热2min，水的温度变化量为 煤油升高的温度为 两物质吸收的热量相同，即，由可得 解得 （3）采用电加热器对不同物质进行加热，电热棒加热稳定，便于控制相同时间内提供的热量相同。 跟踪训练1如图是探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验装置，下列实验条件中不是必须满足的是（　　） A．水和煤油的初温必须相同 B．酒精灯火焰大小必须相同 C．水和煤油质量必须相同 D．盛放水和煤油的容器必须相同 【答案】A 【详解】A．实验中加热相同时间，吸收相同热量，根据温度计升高的示数来反映吸热能力大小的，所以不需要控制水和煤油的初温相同；故A符合题意； B．相同的热源，酒精燃烧在相同的时间内放出热量相同，用加热时间反映液体吸收热量的多少，必须控制酒精灯的火焰相同；故B不符合题意； C．探究“比较水和煤油吸收热量时温度升高快慢”的实验中，采用的是控制变量法，实验中必须要控制水和煤油的质量相同；故C不符合题意； D．实验中应该采用相同的容器，这样容器的吸热情况相同；故D不符合题意。 故选A。 跟踪训练2小利在烧水和煮豆浆时发现豆浆比水先沸腾。他猜想原因可能是：A．豆浆的沸点比水低：B．豆浆的比热容比水小。于是通过图甲所示的两套相同实验装置进行探究。 (1)烧杯中装有初温和 均相等的水和豆浆。某时刻水中温度计示数如图甲所示，其温度是 ℃。 (2)小利根据实验数据绘制了豆浆的温度随时间变化图像a和水的温度随时间变化图像b.如图乙所示，由图像可知，猜想 （选填“A”或“B”）是错误的。水和豆浆升高相同的温度， 吸收的热量多。 【答案】(1) 质量 48 (2) A 水 【详解】（1）[1]比较物质的吸热能力，要控制不同物质的质量相同，则烧杯中装有初温和质量均相等的水和豆浆。 [2]如图甲所示，水中温度计分度值为1℃，其示数为48℃。 （2）[1]由图像可知，水和豆浆沸点是相同的，升高相同的温度，b加热时间长，吸热多，b吸热能力强，猜想A是错误的。 [2]根据图像可知，加热相同时间，豆浆升高的温度大于水升高的温度，由可得，水的比热容大，所以水和豆浆升高相同的温度，水吸收的热量多。 跟踪训练3学校实验小组利用如图所示的实验装置探究不同物质的吸热能力，他们使用相同规格的电加热器给质量相等的甲、乙液体加热，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在表格中。 加热时间/min 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 温度/℃ 甲 20 20.3 20.7 21.5 23 25 27 29 31 乙 20 20.2 20.5 21 22 23 24 25 26 (1)实验过程中用 的长短来表示液体吸收热量的多少。以下研究中所采用方法与此相同的是 。（选填“A”或“B”） A．探究动能的大小与哪些因素有关时，通过观察木块被推动距离的远近来判断小球动能的大小 B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，保持电阻不变，改变导体两端的电压 (2)如表格所示，当甲、乙液体升高相同温度时， 液体吸收的热量更多，则甲、乙液体的比热容关系是c甲 c乙（选填“>”、“<”或“=”）； 【答案】(1) 加热时间 A (2) 乙 ＜ 【详解】（1）[1]实验中使用相同的加热装置，所以将加热时间转换为物体吸收的热量，该方法为转换法。 [2]A．探究动能的大小与哪些因素有关时，通过观察木块被推动距离的远近来判断小球动能的大小，该方法属于转换法，故A符合题意。 B．探究通过导体的电流与导体两端电压的关系时，保持电阻不变，改变导体两端的电压，该方法属于控制变量法，故B不符合题意， 故选A。 （2）[1] [2]据表格分析可知，当升高相同温度时，乙用时长，所以乙吸收热量多；根据热量计算公式Q=cmΔt可知c甲＜c乙 题型3 比热容的概念及应用 1、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。 比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。 2、比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。 3、水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。 ★特别提醒 （1）对于同一种物质，比热容的值还与物质的状态有关，同一种物质在同一状态下的比热容是一定的，但在不同状态时，比热容是不同的。如：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），而冰的比热容是2.1×103J（kg•℃）。 （2）对于物质的比热容，可以从以下两个方面理解：首先，比热容跟密度一样，也是物质的一种特性，它既不随物质质量的改变而变化，也不随物质吸收（或放出）热量的多少及温度的变化而变化，也就是说，只要是相同的物质，不论其形状、质量、温度高低、放置地点如何，它的比热容一定是相同的；其次，不同物质的比热容不同，同种物质的比热容相同，它反映了不同物质吸、放热本领的强弱，还可以利用物质的这种特性来鉴别物质。 【典例3-1】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．一桶煤油用掉一半，桶内剩余煤油的比热容变小 B．水和砂石吸收相等的热量，水的温度升高得较多 C．水的比热容表示水的温度降低1°C放出的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，升高相同温度，煤油吸收热量少 【答案】D 【详解】A． 比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，一桶煤油用掉一半， 桶内剩余煤油的质量变小但比热容不变，故A错误； B． 根据可知，质量相等的水和砂石吸收相同的热量，水的比热容大于砂石的比热容，水的温度升高得较少，由于不知道质量的大小，无法确定温度的变化关系，故B错误； C． 水的比热容是，它表示质量为1kg的水的温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是，该选项的叙述漏掉了“质量为1kg的”故C错误； D． 由表格数据可知，水的比热容大于煤油的比热容，水和煤油质量相等、升高相同温度，根据可知，煤油吸收热量少，故D正确。 故选D。 【典例3-2】已知水的比热容为，这表示质量是1kg的水温度升高（或降低）1℃， ；若将1kg水倒掉一半，剩余水的比热容将 。 【答案】 见详解 不变 【详解】[1]水的比热容是，它表示的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃，所吸收（或放出）的热量是4.2×103J。 [2]比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关，而与质量无关，故将1kg的水倒掉一半，剩余水的比热容不变。 跟踪训练1 根据表中给出物质的物理性质的数据，下列判断正确的是（    ） 物质 熔点/℃ 密度/ 比热容/［J/］ 铝 660 铜 1083 银 961 A．用铝锅可以熔化铜块 B．体积相同的实心铜球和银球所含的物质一样多 C．初温和质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铝块末温低 D．物质的比热容与它的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少有关 【答案】C 【详解】A．由表格中数据知，铜的熔点高于铝的熔点，所以要熔化铜块不可以用铝锅来盛装，故A错误； B．据表可知铜和银的密度不同，则体积相同的实心铜球和银球质量不同，即所含物质的多少不同，故B错误； C．铜的比热容小于铝的比热容，初温和质量相同的铜球和铝球吸收相同热量的前提下，铜球温度变化量大，末温高，铝球温度变化量小，温度低，故C正确； D．比热容是物质的属性，与物质的种类和物态有关，与物质的质量或温度的变化、吸收或放出热量的多少无关，故D错误。 故选C。 跟踪训练2 太阳能热水器内盛有100kg温度为20℃的水，经阳光照射一天后，水温升高了50℃，热水器中的水吸收了 J的热量（已知），用去一部分水，热水器中水的比热容将 。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 不变 【详解】[1]热水器中的水吸收的热量 [2]比热容是物质的一种特性，与物质的多少和温度无关，故用去一部分水，热水器中水的比热容将不变。 题型4 水的比热容的特点及应用 1、由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节 气候。 （1）夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特 别热。 （2）冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的 人们又不觉得特别冷。 2、一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。 （1）作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量。 （2）用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。 3、比热容解释简单的自然现象：如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样？ 因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子升温慢；没有日照时，海水降温比沙子降温慢。 【归纳总结】水的比热容特点及其实际应用主要体现在以下几个方面：调节气候，作为冷却剂和取暖介质，在农业和日常生活中的应用，沿海地区的气温调节。。 【典例4-1】在生活中，我们常常会利用物质的比热容来解决一些实际问题，以下说法正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水的比热容大这一特性 B．质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量多 C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大 D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化大 【答案】C 【详解】A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水蒸发吸热，故A错误； B．水的比热容较大，质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多，故B错误； C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大，和相同质量的其它物质相比，升高相同温度时，水可以吸收更多热量，故C正确； D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为沿海地区水较多，水的比热容比砂石大，在吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，故D错误。 故选C。 【典例4-2】“绿水青山就是金山银山”。为了改善城市环境，许多城市大力开发湿地公园，修建人工湖来调节气温，这是利用水的 较大。一瓶水喝掉一半，剩余水的比热容 ；剩余水的密度 （后两空均选填“变小”“变大”或“不变”）。 【答案】 比热容 不变 不变 【详解】[1]水的比热容较大，在相同条件下，与其它物质相比，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化相对较小。因此，在白天，当阳光照射到湖面上时，湖水会吸收大量的热量，但温度不会急剧上升；在夜晚，湖水又会放出热量，但温度也不会急剧下降。这样，人工湖就起到了调节周围气温的作用。 [2][3]比热容、密度是物质的一种特性，与物质的质量、体积等因素无关。因此，水喝掉了一半，剩余水的比热容、密度保持不变。 跟踪训练1 在沿海地区，常见“海陆风”现象。如图所示，当风从陆地吹向海洋时，通常（　　） A．发生在夜晚，且海水温度较高 B．发生在夜晚，且陆地温度较高 C．发生在白天，且海水温度较高 D．发生在白天，且陆地温度较高 【答案】A 【详解】水的比热容比泥土、沙石的大，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，且海洋温度较高，故A正确，BCD错误。 故选A。 跟踪训练2 汽车发动机的散热器用水做冷却剂，是由于水的比热容较 的缘故。当散热器中水的质量减少时，水的比热容 （选填“变大”“变小”或“不变”）。小红在实验室用酒精灯把质量为0.2kg，初温为40℃的水加热到90℃，则水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/（kg·℃）水未沸腾] 【答案】 大 不变 4.2×104 【详解】[1]汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作；由可知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容较大，所以吸收的热量较多，冷却效果最好。 [2]当散热器中水的质量减少时，水的种类和状态不变，比热容不变。 [3]把质量为0.2kg，初温为40℃的水加热到90℃，水吸收的热量 Q吸=c水m（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×0.2kg×（90℃-40℃）=4.2×104J 题型5 热量的计算 1、热量的计算 （1）物体的温度升高时吸收热量为：Q吸=cm（t-t0）；降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）。其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；m——物体的质量——单位kg；t0——物体原来的温度℃；t——物体后来的温度℃。 （2）若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t。 （3）公式可以变形为、、。 ★特别提醒 （1）t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，注意题干中对于他们的说法是有差别的，如“升高到”，“降低到”指的是末温，而“升高了”，“降低了”表示的是温度的变化。 （2）应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。 （3）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。 2、热平衡的应用 （1）热平衡：在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q放=Q吸，把这个关系叫热平衡方程。 （2）热平衡方程式：两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸=Q放，称为热平衡方程，在热量计算题中，常采用此等式。 ★特别提醒 注意此方程只适用于绝热系统内的热交换过程，即无热量的损失；在交换过程中无热和功转变问题；而且在初、末状态都必须达到平衡态。 ①系统放热，一般是由于温度降低、凝固、液化及燃料燃烧等过程。 ②而系统吸热则是由于温度升高，熔解及汽化过程而引起的。 【典例5-1】在一个标准大气压下，甲乙两种物质的初温分别是和．它们的比热容之比为2：1，质量之比为3：2，吸收了相同的热量，最终甲的温度是，如果乙是水，则乙升高的温度是（　　） A．70℃ B．100℃ C．120℃ D．90℃ 【答案】A 【详解】由题意可知，m甲：m乙=3：2，Q甲:Q乙=1：1，c甲：c乙=2：1；由可得，甲、乙两物体升高的温度之比 由于甲的温度升高了 所以乙的温度应该升高90℃，但乙的初温是30℃，在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，故乙只能升高 故选A。 【典例5-2】水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，将质量为1kg的水倒了一半，剩余水的比热容为 J/(kg·℃)，在1标准大气压下，若10L 40℃的水吸热2.94×106J，水的温度将升高 ℃。 【答案】 4.2×103 60 【详解】[1]将2kg的水倒掉一半后，质量改变，但比热容与质量无关，所以水的比热容不变，仍然为4.2×103J/(kg·℃)。 [2]水的质量 吸收热量后水升高的温度为 因为在1标准大气压下水的沸点是100℃，所以水实际升高的温度为 【典例5-3】由于天气渐凉，妈妈要用热水给小明加热250g的瓶装牛奶，如图所示，要使这瓶牛奶的温度由10℃最终升高到50℃，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），牛奶的比热容为2.1×103J/（kg•℃），不计热量损失，则： (1)牛奶需要吸收多少热量？ (2)若用热水加热牛奶的效率是50%，热水放出了多少热量？ (3)利用（2）的数据，妈妈至少需要用60℃的热水多少千克？ 【答案】(1)2.1×104J (2) 4.2×104J (3)1kg 【详解】（1）根据计算牛奶吸收的热量为 （2）根据计算水的放热 （3）根据计算需要60℃热水的质量 跟踪训练1 将一个温度为10℃、质量为500g的物块放入温度为100℃、质量为800g的水中，物块和水的温度随时间（分）的变化图像如图所示[不计热损失C水=4.2×103J/（kg·℃）]。以下说法正确的是（　　） A．前6min，物块吸收的热量小于水吸收的热量 B．物块的比热容与水的比热容之比为5︰4 C．前6min，物块吸收的热量是1.008×105J D．前6min，水放出的热量为2.016×105J 【答案】C 【详解】ACD．由图可知，水降温放热，物块升温吸热，不计热损失，物块吸收的热量和水放出的热量相等，前6min，物块吸收的热量、水放出的热量为 故AD错误，C正确； B．根据求物块比热容为 则物块的比热容与水的比热容之比为 故B错误； 故选C 。 跟踪训练2 用两个相同的电热水器给质量同为2kg的物质甲和水同时加热且不计热量损失，它们的温度随时间的变化关系如图所示。已知c水=4.2×103J/（kg·℃），则甲3min吸收的热量是 J，甲物质的比热容是 J/（kg·℃）。 【答案】 1.68×105J 2.8×103 【详解】[1]水3min吸收的热量是Q吸水=cm∆t=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J 用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，所以甲3min吸收的热量是 Q吸甲=Q吸水=1.68×105J [2]甲2min吸收的热量是 甲物质的比热容是 跟踪训练3 某太阳能热水器，水箱内有150kg的水．水的比热容为。 (1)在阳光照射下，水的温度升高了求水吸收的热量； (2)求水箱内150kg的水温度从降低到，和温度从升高到，放出的热量与吸收的热量之比。 【答案】(1) (2)3:4 【详解】（1）水吸收的热量 （2）水温度从90℃降低到60℃放热 温度从30℃升高到70℃吸热 放出的热量与吸收的热量之比 【能力培优练】 1．水是自然界最灵动的诗行，以万千姿态编织着地球的生命图谱。下列与水有关的知识，叙述正确的是（　　） A．水加热到100℃一定会沸腾，沸腾后水面上出现的“白气”是汽化形成的 B．炎热的夏天，长江里的水在阳光下变成水蒸气，这是液化现象，需要吸热 C．寒冷的冬天，人们常用“暖水袋”来取暖，是因为水吸放热量的本领较强 D．“霜降”前后，昼夜气温差明显增大，室外植物叶上的小水珠会在夜晚结霜 【答案】C 【详解】A．水的沸点与所处环境的大气压有关，所以100℃不一定沸腾，此外，沸腾后水面上出现的“白气”是水蒸气液化形成的小水滴，属于液化现象，而非汽化，故A错误； B．炎热的夏天，长江里的水在阳光下变成水蒸气是汽化现象，需要吸热，故B错误； C．水的比热容较大，在温度变化时能吸收或释放更多热量，因此暖水袋降温时释放的热量多，适合取暖，故C正确； D．霜是水蒸气凝华形成的固态冰晶，而非由液态水珠凝固形成的，故D错误。 故选C。 2．甲亢哥四月初在北京八达岭长城观察到砖石结构的城墙在正午（16℃）升温较慢，而在深圳海边的沙滩游玩时发现沙子在正午（28℃）日照下迅速变烫。结合两地材料特性与气候差异，下列说法正确的是（　　） A．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容小，吸热能力弱 B．沙滩升温快是因为沙子传递热量更快 C．北京长城的晨雾在正午散去，此时发生了升华现象 D．深圳的正午沙滩温度高，海水由于比热容大温度会略低一些 【答案】D 【详解】AB．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容大，质量相同的砖石与沙子吸收相同的热量后，砖石升高的温度少，说明砖石的吸热能力强，故AB错误； C．北京长城的晨雾在正午散去，此时液体的水珠吸热变成水蒸气，发生了汽化现象，故C错误； D．海水比热容比沙子大，在正午日照下，相同质量的海水和沙子吸收相同热量，根据Q=cmΔT，海水温度升高得少，所以海水温度会比沙滩略低一些，故D正确。 故选D。 3．新疆吐鲁番的火焰山昼夜温差大，这主要是因为沙石的（　　） A．密度较大 B．熔点较高 C．比热容较小 D．导热性好 【答案】C 【详解】由于沙子的比热容较小，白天吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚放出热量后，沙子的温度下降的多；新疆吐鲁番的火焰山属于沙漠地带，基本上都是砂石，所以吐鲁番的火焰山昼夜温差大，故C符合题意，ABC不符合题意。 故选C。 4．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热35min。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（    ） A．在25~35min，该物体吸收的热量为 B．该物体在凝固过程中放出的热量为 C．这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容 D．这种物质的吸热能力随着温度的升高不断减小 【答案】A 【详解】A．稳定热源加热，相同时间吸收相同热量，则前10分钟物体吸收的热量为cm(t1-t0)，前10分钟吸 收的热量和25～35分钟吸收热量相同，故A正确； B．该物质在10~25min是熔化过程，熔化是吸热 过程不是凝固过程，且题干中未给出凝固过程相关 信息，无法计算凝固过程放出的热量，故B错误； C．由图像可知，固态时（如0~10min)相同时间 内温度升高得快，液态时（如25~35min)相同时 间内温度升高得慢。根据Q=cmΔt，在吸收热量Q 和质量m相同的情况下，Δt越大，比热容c越小，所以固态时的比热容小于液态时的比热容，故C错误； D．物质的吸热能力由比热容表示，由前面分析知 该物质固态时比热容小，液态时比热容大，而不是 随着温度升高吸热能力不断减小。比如从固态升温 到熔点过程中吸热能力不变（固态比热容不变），从 液态升温过程中吸热能力也不变（液态比热容不 变），故D错误。 故选A。 5．质量相等的甲、乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A．1min内，甲吸收的热量小于乙吸收的热量 B．1min后乙温度不变，由此判断，乙物质不再吸热 C．甲、乙的比热容之比为3∶2 D．甲、乙的比热容之比为2∶1 【答案】D 【详解】A．用相同的电加热器加热，加热相同时间液体吸收的热量相同，所以1min内，甲吸收的热量等于乙吸收的热量，故A错误； B．若 1min 后乙温度不变，可能是乙达到沸点开始沸腾。沸腾过程中仍需持续吸热（温度不变但吸收热量用于汽化）。故B错误； CD．由图像可知，加热1min乙液体升高的温度为 加热3min甲液体升高的温度为 甲加热3min吸收的热量是乙加热1min吸收热量的3倍，甲、乙质量相等，则甲、乙的比热容之比 故C错误，D正确。 故选D。 6．小华通过实验比较甲、乙两种液体比热容的大小。他将质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入完全相同的两个具有保温功能的电热杯中，盖好杯盖，将两种液体均加热到55℃。再将初温均为20℃的两个完全相同的实心铜块，分别浸没两个电热杯的液体中，盖好电热杯的盖子。经过足够长的时间，用温度计分别测量两种液体的温度，甲液体的温度为50℃，乙液体的温度为48℃。若不计热量损失，则下列说法正确的是（　　） A．两电热杯将甲、乙两种液体加热到55℃所用的时间相同 B．甲液体中铜块吸收的热量等于乙液体中铜块吸收的热量 C．放入铜块后甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量 D．液体甲的比热容小于液体乙的比热容 【答案】C 【详解】A．两电热杯将甲、乙两种液体均加热到55℃，两种液体初温不知道，两种液体比热容不知道，两种液体吸收的热量不一定相等，所用的时间不一定相同，故A错误； B．甲液体中铜块吸收的热量和乙液体中铜块吸收的热量的多少取决于铜块温度的变化量，甲液体中的铜块温度变化量 乙液体中铜块温度变化量 根据可知，甲液体中铜块吸收的热量大于乙液体中铜块吸收的热量，故B错误； C．根据， 甲液体中铜块吸收的热量大于乙液体中铜块吸收的热量，所以放入铜块后甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量，故C正确； D．放入铜块后甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量， 甲液体放出的热量 乙液体放出的热量 所以液体甲的比热容大于液体乙的比热容，故D错误。 故选C。 7．利用如图甲所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，实验中使用相同规格的电加热器分别对水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（   ） A．两个烧杯中加入的水和食用油体积相等 B．2min，a吸收的热量和b吸收的热量一样多 C．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断变大 D．吸热能力较强的是a，因为相同时间a温度升高更多 【答案】B 【详解】A．根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故应在两个相同的烧杯中加入质量（水和食用油密度不同，根据m=ρV，体积相同的水和食用油质量不同）和初温均相同的水和食用油，故A错误； B．实验中，使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法，，所以，2min时a吸收的热量与b一样多，故B正确； C． a和b的吸热能力即比热容是物质的特性，它不会随着温度的升高而增大，故C错误； D．由图乙知道， a、b的加热2min时间，b温度变化小，由于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b的吸热能力强，故D错误。 故选B。 8．某固体的质量为m，其比热容为c。先对它加热一段时间（设在相同时间内吸收的热量相等），停止加热让其冷却（设冷却时在相同时间内放出的热量相等），整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化，下列说法正确的是（　　） A．在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1) B．该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容 C．在t4~t5时间段，该物体放出的热量为 D．该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量 【答案】D 【详解】A．据图可知，0~t1时间段内，升高的温度为T2-T1，因此cm(T2-T1)是物质0~t1时间段内吸收的热量，由于t1~t2时间段熔化吸热，则0~t2时间段，该物体吸收的热量大于cm(T2-T1)。故A错误； B．由图可知，该物体在t2~t3时间段、t3~t4时间段，均处于液态，由于比热容与物质的种类和状态有关，该物质的种类和状态相同，则该物质在t2~t3时间段的比热容与t3~t4时间段的比热容相等，故B错误； C．由图可知，该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量，由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量等于在t1~t2时间段，该物体吸收的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量，故C错误； D．该物质先熔化后凝固，且温度变化相同，则熔化过程中吸收的热量与凝固过程中放出的热量相等，即物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量，故D正确。 故选D。 9．仔细观察和思考，可以发现小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象都与物理知识有关。小汽车的外形设计成流线型（如图），当它在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时 （填“增大”，“减小”或“不变”）；汽车发动机工作时，缸体的温度很高，常用水作为冷却剂，这主要利用了水的 的特性。若汽车的水箱中装有10kg水，当水温升高50℃时吸收的热量是 J。[ c水=4.2×103J/（kg·℃）]； 【答案】 减小 比热容大 【详解】[1]小汽车高速行驶时，车顶空气流速大压强小，车底空气流速小压强大，产生向上的升力，使车对路面的压力比静止时减小。 [2]水的比热容较大，在同等条件下能吸收更多的热量而温度变化不明显，因此常用作发动机冷却剂。 [3] 根据热量的计算公式，水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×10³J/(kg•℃)×10kg×50℃=2.1×10⁶J。 10．“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅”，风能卷起屋顶，是因为风使屋顶上方空气流速变大，压强 （填“变大”或“变小”）；“早穿皮袄午穿纱”是西北沙漠地区气候的写照，这与沿海地区形成鲜明对比，原因是水的 比沙石大。 【答案】 变小 比热容 【详解】[1]风刮过屋顶，屋顶上方的空气流动速度大，压强小；屋内空气流动速度小，压强大，屋顶受到向上的压强大于向下的压强，受到的向上的压力大于向下的压力，产生一个向上的压力差，将茅草吸上去。 [2]沿海地区和沙漠地区相比，沿海地区水多，水的比热容大，在相同的吸放热条件下，水的温度变化小，冬暖夏凉，昼夜温差小；沙漠地区多砂石，砂石的比热容较小，在相同的吸热条件下，砂石的温度变化大。 11．核反应堆的冷却系统采用水作为冷却剂。若某次运行中，500kg的水温度升高了20℃，则水吸收的热量为 J；与比热容为2.1×103J/（kg·℃）的另一种冷却剂相比，吸收相同的热量后，水升高的温度会更 （选填“高”或“低”）一些。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 【答案】 低 【详解】[1]水吸收的热量为 [2]与比热容为2.1×103J/（kg·℃）的另一种冷却剂相比，水的比热容较大，根据，吸收相同的热量后，水升高的温度会更低一些。 12．常见物质中，水的比热容较大，为，不计热量损失。 (1)冰熔化过程的温度-时间图象如图所示，由图可求出冰的比热容为 ； (2)在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高，若再将热水杯内剩余热水再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高 。 【答案】(1) (2)10 【详解】（1）实验中用加热器加热，加热时间相同，物质吸收的热量相同，根据图示可知，AB段的加热时间为，CD段的加热时间为，这两个时间段吸收的热量相同，水升高的温度是冰升高温度的一半，根据可知，冰的比热容是水的比热容的一半，所以冰的比热容为。 （2）设容器内水的质量和一杯水的质量为m，热水的初温为，冷水的初温，水的比热容相同。首先，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t1，因不计热损失，因此① 则有 化简得 将①代入得② 若再将热水杯内剩余热水再次倒入冷水杯内时，此时冷水杯的水的质量是，温度为。倒入后的总质量是2m，混合后的温度为t2。则有 化简得， 代入①②可得 因为温度升高 13．质量均为100g的四种物质，当温度升高1℃时所吸收的热量如下图所示。请根据图中信息回答以下问题。 (1)煤油的比热容为 J/(kg·℃)； (2)质量相等的实心铝块、铜块吸收相同的热量， 块温度变化更大。 【答案】(1)2.1×103 (2)铜 【详解】（1）煤油的质量m=100g=0.1kg 由图可知，100g煤油温度升高1℃时所吸收的热量为210J，由Q吸=cmΔt可知，煤油的比热容 （2）由图可知，100g铝块和铜块升高相同的温度，铝吸收的热量多，由Q吸=cmΔt可知，铝的比热容大于铜块的比热容，则由可知，质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度的变化更大。 14．利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况，用完全相同的酒精灯给a、b两种液体加热。实验中记录的数据如表所示： 物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min a 200 20 40 7 b 200 20 40 4 (1)该实验除了图甲所示的实验器材外，还需要的测量工具是 和 ； (2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，目的是： ； (3)图乙中，若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律，则a吸收的热量随时间的变化规律是图线 （选填“①”、“②”或“③”）； (4)a、b两种常见的液体中，有一种是水[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，另外一种液体的比热容是 J/（kg•℃）。 【答案】(1) 秒表 天平 (2)使被加热液体受热均匀 (3)② (4)2.4×103 【详解】（1）[1][2]实验需测量加热时间（用秒表 ）和液体质量（用天平 ），所以还需要秒表、天平。 （2）加热时搅拌，目的是使被加热液体受热均匀，从而使实验结果更准确。 （3）图乙中，若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律，因为实验中用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热，所以相同时间内两种液体吸收的热量相等(即两液体吸收的热量随时间的变化规律相同)，则a吸收的热量随时间的变化规律仍然是图线②。 （4）根据，质量、升高温度相同，与成正比。，则。若 a 是水（ ），则 。 15．质量为5千克的水经电热水器加热后温度升高了。求： (1)水的体积。 (2)水吸收的热量 【答案】(1)5×10-3m3 (2)4.2×105J 【详解】（1）水的体积 （2）水吸收的热量 16．珊珊同学测量天然气灶火焰中心温度时，把一枚150克的金属块放在火焰中心加热足够长的时间后，立即投入到盛有200克、20℃水的绝热容器中，水温最高升到80℃。若金属块的比热容c金属=0.5×103J/（kg•℃），不计热量损失。求： （1）水吸收的热量； （2）火焰中心的温度。 【答案】（1）5.04×104J；（2）752℃ 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=c水m水(t﹣t水0)=4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×(80℃﹣20℃)=5.04×104J （2）金属块放出的热量 Q放=Q吸=5.04×104J 即 c金m金(t金0﹣t)=5.04×104J 故 0.5×103J/(kg•℃)×0.15kg×(t﹣80℃)=5.04×104J 解得t金0=752℃ 答：（1）水吸收的热量为5.04×104J； （2）火焰中心的温度是752℃。 【链接中考】 1．（2024·湖北武汉·中考真题）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 【答案】B 【详解】A．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意； B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意； C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意； D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。 故选B。 2．（2024·北京·中考真题）图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”，图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水，有助于减慢油的蒸发，达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法，下列说法正确的是（　　） A．降低油的温度 B．减小油的表面积 C．减慢油表面上方的空气流动 D．减少油的体积 【答案】A 【详解】减慢蒸发的方法包括降低液体温度、减慢液体表面空气流动速度和减小液体表面积。灯点燃后会加热灯盏，热量会通过热传递的方式转移给油，使油的内能增大，温度升高，加快油的蒸发，增加耗油量；如果在夹层中加水，因为水的比热容较大，可以吸收更多的热量，使油的温度升高得慢些，减慢了油的蒸发，所以相对耗油量就少一些。故A正确，BCD错误。 故选A。 3．（2024·江苏镇江·中考真题）为比较A、B两保温杯的保温性能，小红在两个保温杯中分别倒入相同温度的热水，用温度计测量其初温，示数如图1所示， ℃。绘制水温随时间的变化图像如图2所示，A杯中水放出的热量为 。保温性能更好的是 （选填“A”或“B”）杯。[]      【答案】 80 A 【详解】[1]如图1所示，图中温度计的分度值是1℃，温度计的显示刻度是下面为70、上面为80，表明液柱的高度在0℃的上面，所以，读数是80℃，即 [2]如图2所示，水的末温是30℃，则A杯中水放出的热量为 [3]根据可知，质量相同的水在A、B两保温杯中，温度变化相同时，即都达到30℃，A保温杯需要更长的时间，所以保温性能更好的是A杯。 4．（2024·江苏徐州·中考真题）在探究不同物质吸热升温的现象时，将相等 的沙子和水分别装入易拉罐中，用相同的热源和方法加热，则单位时间内沙子和水吸收的热量 ；如图所示，实验得到沙子和水的温度随时间变化的图像，其中a是 的图像。 【答案】 质量 相同 沙子 【详解】[1][2]在探究不同物质吸热升温的现象时，采用了控制变量的方法，要将相等质量的沙子和水分别装入易拉罐中；用相同的热源和方法加热，则单位时间内沙子和水吸收的热量的相同。 [3]相同时间吸收的热量相等，如图所示，相同时间图像a的温度变化大，由公式Q吸=cmΔt可知，质量相等的沙子和水，a的比热容较小，沙子的比热容比水的比热容小，因此a是沙子的图像。 5．（2024·内蒙古通辽·中考真题）小明在烧水和煮豆浆时发现豆浆比水先沸腾。他猜想原因可能是：A．豆浆的沸点比水低；B．豆浆的比热容比水小；于是通过图甲所示的两套相同实验装置进行探究。 (1)烧杯中装有初温和 均相等的豆浆和水； (2)小明根据实验数据绘制了豆浆和水的温度随时间变化图像a、b，如图乙所示，通过比较a、b可知，猜想 是错误的，由图像可求， [水的比热容是4.2×103J/（kg⋅°C）]。 (3)实验中小明还发现豆浆在82℃时就产生了大量气泡，但通过分析图像，判断出82℃时豆浆并未沸腾，他判断的依据是 。 【答案】(1)质量 (2) A 3.15×103 (3)豆浆的温度未达到沸点保持不变 【详解】（1）质量的多少影响加热至沸腾的时间，由控制变量法可知，实验中需要控制质量相同，所以通过图甲中两套相同的实验装置进行探究时，烧杯中要装有质量相等的水和豆浆。 （2）[1]根据图乙可知，水和豆浆的沸点都为99℃，所以豆浆的沸点比水低的猜想是错误的，故猜想A是错误的。 [2]实验中通过两套相同的实验装置进行探究，则相同时间水和豆浆吸收热量相等，由乙图可知，加热4min，图像a升温快，图像b升温慢，所以图像b是水的温度变化图像，水由30℃升高到60℃，豆浆由30℃升高到70℃，则 即 代入数据可得 （3）液体沸腾时，继续吸热，温度到达沸点保持不变，实验中她发现豆浆在82℃时就产生了大量气泡，通过图象判断，82℃时豆浆继续吸热，温度继续升高，所以判断出82℃时豆浆并未沸腾，故判断的依据是豆浆的温度未达到沸点保持不变。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$