12.3 物质的比热容 课件-2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

12.3　物质的比热容 第1课时　比热容及其应用 第十二章　内能与热机    　比热容 1.【新课标·物理观念】关于比热容,下列说法不正确的是  ( ) A.比热容是为反映物质吸热或放热本领大小引入的物理量 B.质量相同的不同物质,吸收相同的热量,温度变化大的物质 比热容大 C.比热容的单位是J/(kg·℃),读作“焦每千克摄氏度” D.水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),可以理解为1 kg的水温度升 高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量为4.2×103 J     B     解析　比热容是物质的特性之一,它反映的是物质吸热或放 热本领的大小,故A正确;由c= 可知,质量和吸收的热量相 同时,温度变化大的物质比热容小,故B错误;J/(kg·℃)读作“焦 每千克摄氏度”,故C正确;水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),其 物理意义为1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热 量为4.2×103 J,故D正确。 2.【新特色·教材图片变式】(2025山西沁县月考)一些物质的 比热容[单位:J/(kg·℃)]如表所示。小豪阅读表后得出了如下 结论,其中正确的是 ( )     D     水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 0.84×103 煤油、冰 2.1×103 铁、钢 0.46×103 A.物质种类不同,比热容一定不同 B.物质的物态发生变化,比热容不变 C.液体的比热容一定比固体的比热容大 D.物质的比热容与物质的种类和状态有关 解析　煤油和冰为不同种类的物质,但比热容相同,故A错误; 水和冰为同一物质的两种状态,但比热容不同,故B错误;煤油 为液体,冰为固体,但比热容相同,故C错误;综上所述,物质的比 热容与物质的种类和状态有关,故选D。 3.【跨学科·日常生活】(2025广东汕头期中)水具有比热容大 的特点,如图现象中与此特点无关的是 ( )  　　　          B     解析　因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较, 吸收相同的热量,水的温度升高得少;夜晚,放出相同的热量,水 的温度降低得少,故海边昼夜温差小,A不符合题意;空调房间 放盆水,是利用水的蒸发来增加湿度,与比热容无关,故B符合 题意;因为水的比热容较大,相同质量的水和其他物质比较,降 低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天暖气设备用热水供 暖,故C不符合题意;因为水的比热容较大,相同质量的水和其 他物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却 汽车发动机,故D不符合题意。 方法归纳 对水的比热容大的理解:相同质量的水和其他物质比较,吸收或放出相同的热量,水的温度升高或降低得少;升高或降低相同的温度,水吸收或放出的热量多。   4.(2025安徽庐江期末,★★☆)科技小组为了比较水和煤油比 热容的大小,设计了如图甲所示的实验。他们用完全相同的 两个烧杯分别装上水和煤油,用两个相同的酒精灯加热。实 验过程中,水和煤油的温度随时间变化的图像如图乙所示,不 计热量损失,下列判断正确的是 ( )     C     A.实验中应控制水和煤油的体积相同 B.由图像可知煤油的比热容大于水的比热容 C.加热相同时间,是为了使水和煤油吸收的热量相同 D.升高相同的温度,煤油所需的加热时间更长 解析　根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质 量相同,故实验中应控制水和煤油的质量相同,故A错误;由图 乙知,加热相同时间,水升温少,煤油的比热容小于水的比热容, 故B错误;根据转换法,加热相同时间,是为了使水和煤油吸收 的热量相同,故C正确;由图乙知,升高相同的温度,煤油所需的 加热时间更短,故D错误。     B     5.【新特色·劳动教育】(2024广东深圳宝安中学月考,★★☆) 如图所示是某校学生参加农业生产实践活动的场景。初春时 昼夜温差大,培育水稻秧苗时,为了不使秧苗冻伤,可采取的做 法是 ( ) A.早晨多灌水,傍晚多排水 B.早晨多排水,傍晚多灌水 C.早晨和傍晚都要多灌水 D.早晨和傍晚都不要灌水 解析　初春培育水稻秧苗时,为了不使秧苗冻伤,应傍晚多灌 水,当夜晚温度降低时,因为水的比热容较大,水放出热量,水的 温度降低得少,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,因为泥土的比热容较小,泥土吸收热 量,温度升高得快,有利于秧苗的生长;故选B。 6.【跨地理·海风与陆风】(2025山西太原月考,★★☆)夏季在 海边,由于水和砂石的比热容不同,常能够形成海风或者陆 风。海风指从海上吹向陆地的风,反之为陆风。如图是某地 空气流动情况,据此判断此时为 ( )       A     A.白天,形成的是海风 B.晚上,形成的是海风 C.白天,形成的是陆风 D.晚上,形成的是陆风 解析　由图可知,风从海上吹向陆地,所以此时形成的是海 风。陆地上方的空气上浮,而海面上方的空气下沉,这是因为 砂石的比热容比海水小,白天,在太阳照射下,砂石和海水吸收 相同的热量,海水温度上升少,陆地温度上升多,陆地上方的热 空气上升,海面上方的冷空气流向陆地,形成海风,故A正确。 7.(2024安徽滁州期末,★★☆)将质量相同的三块金属甲、 乙、丙加热到相同的温度后,放到表面平整的石蜡上。经过 一定时间后,观察到的现象如图所示,则三块金属的比热容最 大的是______。   　丙     解析　金属块丙下方的石蜡熔化得多,说明金属块丙放出的 热量多,甲、乙、丙的质量、初温、末温都相等(即温度变化 值相同),根据Q=cmΔt可知,金属块丙的比热容大。 8.【跨学科·工程实践】(2024江西永丰模拟,★★☆)《天工开 物》中提到我国的淬火工艺,它是指将高温工件浸入冷的淬 火介质,使其完全冷却,以提高金属工件的性能的一种工艺。 如图所示,工人将烧红的铁器迅速放入冷水中,发现水温变化 不大,其主要原因是水的________(选填“密度”或“比热 容”)较大。常见的淬火介质有“水”和“油”两种,若某钢 材要求淬火前后不能有太高的温差,应选______(选填“水” 或“油”)淬火。 　油     　比热容     解析　工人将烧红的铁器迅速放入冷水中,发现水温变化不 大,这是因为水的比热容较大;等质量的水和油相比,由于油的 比热容较小,吸收相同的热量,油的温度升高得多,所以应该用 油来淬火。   9.【新中考·项目式学习】(2025广东恩平期中)小明家住市中 心,奶奶嫌城市夏天太热而不住他家,这激发了他探究城乡温 差的原因。于是他把某星期天中午同一时刻各测试点测出的 气温值,绘制出如图所示的“温度-区域”坐标图。由图可知: (1)气温最低的区域是_______;在相同的日照情况下,市区比 郊区升温______(选填“快”或“慢”)。 (2)陆游的诗句“城市尚余三伏热,秋光先到野人家”,说明在 陆游的那个时代人们就已觉察到城市暖于郊区,究其原因: ①工厂、交通工具排放大量的废气,释放出许多_______; ②建筑物、马路中的沙石、水泥的________小,在相同的 日照条件下温度上升的明显; ③城市的水面小,_______(选填“汽化”或“液化”)吸热 少; 　汽化     　比热容     　热量     　快     　农田     ④楼群林立,难以形成对流…… (3)请提出一种降低市中心环境气温的办法:______________。 　增大绿化面积 解析    (1)由图可知,图中气温最低的区域是农田;在相同的日 照情况下,经过相同时间后,市区的气温较高,故市区比郊区升 温快。 (2)城市暖于郊区的原因:①工厂、交通工具等排放大量的废 气,给空气带来大量的热;②城市建筑材料(如沙石、水泥等) 的比热容较小,在相同的日照条件下(即吸收相同的热量)温度 上升较快;③城市的水面小,水蒸发(汽化)时吸收的热量少;④ 建筑物较高,空气难以形成对流,等等。 (3)为降低市中心环境气温,可以增大绿化面积。 12.3　物质的比热容 第2课时　热量的计算 第十二章　内能与热机  　热量的计算 1.【新特色·环境保护】(2024安徽六安模拟)“西气东输”工 程已全线竣工,输送的燃料为天然气,这是因为天然气热值较 大,而且使用天然气时对环境无污染。使用天然气做饭,要想 把2 kg、20 ℃的水烧开,水吸收的热量为________________J。 [1个标准大气压下,水的比热容为c水=4.2×103 J/(kg·℃)]     6.72×105     解析    1个标准大气压下,水的沸点是100 ℃,水升高的温度:Δt =100 ℃-20 ℃=80 ℃,水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg· ℃)×2 kg×80 ℃=6.72×105 J。 2.【新特色·中华优秀传统文化】(2025广西南宁月考)“曲水 流觞”是古代文人墨客诗酒唱酬的一种雅事。酒盏漂浮在清 冽的溪水上随溪流动,会降低酒的温度,这是通过________ 的方式在改变酒的内能;酒盏里质量为100 g的酒在漂流过程 中,温度从30 ℃降低至20 ℃,会放出_______________J的热量。 [c酒=3.4×103 J/(kg·℃)]     3.4×103     　热传递     解析　酒盏漂浮在清冽的溪水上随溪流动时,酒放出热量,其 内能减少,温度降低,这是通过热传递的方式改变酒的内能;酒 放出的热量:Q放=c酒mΔt=3.4×103 J/(kg·℃)×100×10-3 kg× (30 ℃-20 ℃)=3.4×103 J。 3.(2024安徽定远模拟)雷电是大气中一种剧烈的放电现象,某 次雷电释放了2.1×109 J的能量,若这些能量全部被水吸收,可 使质量为_____________kg的水从0 ℃升高到50 ℃。     1×104     解析　根据题意可知,水吸收的热量Q吸=2.1×109 J,由Q=cmΔt 可知水的质量:m= = =1×104 kg。 4.【跨生物·营养物质】(2024安徽六安模拟)食物也是一种 “燃料”,其释放的能量供给细胞生命活动的需求。每千克 米饭可提供的能量为5×106 J,如果210 g米饭释放的能量全部 被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收,可使这些水的温度升 高到__________℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]     75     解析　每千克米饭可提供的能量为5×106 J,则210 g=0.21 kg米 饭释放的能量:Q放=0.21 kg×5×106 J/kg=1.05×106 J;假设这些能 量全部被水吸收,则Q吸=Q放=1.05×106 J;根据Q=cmΔt可得,水升 高到的温度t= +t0= +25 ℃=75 ℃。 5.(2024广东普宁月考,★★☆)质量之比为2∶3的甲、乙两种 液体,当它们吸收的热量之比为7∶5时,升高的温度之比为6∶ 5,则甲、乙的比热容之比为 ( ) A.7∶4　    B.5∶4　    C.7∶3　    D.3∶4     A     解析　根据Q=cmΔt可得c= ,则甲、乙的比热容之比为  = = · · = × × = ;故A正确。 6.(2024广东广州番禺模拟,★☆☆)在“探究水在沸腾前后温 度变化的特点”实验中,自下而上安装了如图甲所示的装置, 水的初始温度为__________℃,得到的温度随时间变化的图像如 图乙所示,可知水的沸点为__________℃,烧杯内的水在前7分钟内吸收了________________J的热量。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]     1.68×105         98         18     解析　由图甲可知,温度计的分度值为1 ℃,此时温度计的示 数为18 ℃,即水的初温为18 ℃;由图乙可知,当水的温度达到 98 ℃时,继续吸热,温度保持不变,所以水的沸点是98 ℃;由图乙 可知,7分钟内水升高的温度Δt=98 ℃-18 ℃=80 ℃,由ρ= 可 知,水的质量:m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×500×10-6 m3=0.5 kg,水吸 收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×80 ℃=1.68× 105 J。 7.(2024安徽中考,★★☆)一保温杯中装有质量为200 g、温度 为25 ℃的水。将一个质量为100 g、温度为100 ℃的金属块 放入杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在30 ℃,假 设金属块放出的热量全部被水吸收,已知水的比热容为4.2×1 03 J/(kg·℃),则该金属块的比热容为_______________J/(kg·℃)。     0.6×103     解析　由题意知,水吸收的热量:Q吸=c水m水(t-t水),金属块放出的 热量:Q放=c金m金(t金-t);假设金属块放出的热量全部被水吸收,则 Q吸=Q放,c水m水(t-t水)=c金m金(t金-t),即4.2×103 J/(kg·℃)×0.2 kg× (30 ℃-25 ℃)=c金×0.1 kg×(100 ℃-30 ℃),解得c金=0.6×103 J/ (kg·℃)。 8.(★★☆)某实验小组利用酒精灯对500 g冰均匀加热,他们每 隔相同时间记录一次温度计的示数,并观察物质的状态。如 图是他们根据记录的数据绘制的“温度-时间”图像,已知c水 =4.2×103 J/(kg·℃),由图像可以算出冰在BC段吸收的热量是________________J,冰的比热容为_______________J/(kg·℃)。     2.1×103     1.68×105          解析　冰熔化前后,质量不变,m冰=m水=500 g=0.5 kg;在CD段温 度变化Δt=20 ℃-0 ℃=20 ℃,水吸收的热量:Q吸1=c水m水Δt=4.2× 103 J/(kg·℃)×0.5 kg×20 ℃=4.2×104 J;CD段的加热时间为55 min-45 min=10 min,BC段加热时间为45 min-5 min=40 min,为 CD段的 =4倍,因为是同一热源加热,相同时间吸收的热 量相同,所以BC段吸收的热量:Q吸2=4Q吸1=4×4.2×104 J=1.68× 105 J;AB段的加热时间是5 min,是CD段加热时间的 ,所以AB段 吸收的热量:Q吸3= Q吸1= ×4.2×104 J=2.1×104 J,由图可知,冰在 AB段的温度变化为20 ℃,冰的比热容:c冰= = = 2.1×103 J/(kg·℃)。 9.【新课标·科学思维】(2025山西沁县期中,★★☆)小明在学 习笔记中记录了如表所示的错题,请你帮助他找出错误,分析 错因并改正。 错题记录: 习题:燃气灶烧水时,使质量为5 kg、初温为20 ℃的水升高60 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 求:水吸收的热量。 解:水吸收的热量: Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(60 ℃-20 ℃)=8.4×105 J。 错题改正: 错误之处:　     ; 错因分析:　     ; 正确解答:　      。 温度变化量代错数据 没有理解“水升高60 ℃”的含义 水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5 kg×60 ℃=1.26×106 J。 10.(2025安徽合肥月考,★★☆)某物理兴趣小组的同学,用天 然气给10 kg的水加热,同时绘制了如图所示的加热过程中水 温随时间变化的图像,若在6 min内完全燃烧了0.15 kg的天然 气(每分钟放热相同)。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气 的热值为4×107 J/m3。 (1)完全燃烧0.15 m3天然气释放的热量为多少? (2)2~4 min水吸收的热量为多少? (3)在烧水过程中,“0~2 min”“2~4 min” “4~6 min”哪个时间段热效率最高?最 高热效率为多少? 解析    (1)完全燃烧0.15 m3天然气释放的热量: Q放=V天然气q天然气=0.15 m3×4×107 J/m3=6×106 J; (2)2~4 min,水吸收的热量: Q吸= cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(70 ℃-50 ℃)=8.4×105 J; (3)由图可知,随着水温的不断升高,温度变化越来越慢,故0~2 min内热效率最大;0~2 min内,水温升高Δt'=50 ℃-20 ℃=30 ℃, 水吸收的热量: Q吸'=cm水Δt'=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×30 ℃=1.26×106 J; 0~2 min内,天然气释放的热量: Q放'= Q放= ×6×106 J=2×106 J; 烧水时的最高热效率: η= ×100%= ×100%=63%。 11.(2025山西长治月考,★★☆)如图甲所示,小明将质量为300 g、初温为80 ℃的牛奶放入质量为500 g、初温为20 ℃的水中进 行冷却,同时,他还利用温度计和秒表测量两者温度的变化情 况,并作出了如图乙所示的水和牛奶的温度随时间变化的关 系曲线。忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的 影响,c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:  　      (1)达到相同温度时,水吸收的热量。 (2)牛奶的比热容。 解析    (1)水吸收的热量: Q吸=c水m水(t水-t水0)=4.2×103 J/(kg·℃)×500×10-3 kg×(40 ℃- 20 ℃)=4.2×104 J; (2)忽略热量的损失以及盛牛奶和水的器皿吸放热的影响,牛 奶放出的热量等于水吸收的热量,即Q放=Q吸=4.2×104 J,牛奶的 比热容:c牛奶= = =3.5×103 J/(kg·℃)。 $$