13.1 热量 比热容 同步讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版

13.1 热量 比热容 同步讲义-2025-2026学年九年级全一册物理人教版 知识梳理 一、热量 1. 概念 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量，用符号Q表示。 ⚠️ 注意：热量是过程量，不能说物体"含有"或"具有"热量，只能描述为"吸收"或"放出"热量。 2. 单位 • 国际单位：焦耳（J） • 常用换算：1g水温度升高1℃吸收的热量约为4.2J 3. 影响因素 物体吸收/放出热量的多少与质量、温度变化量和物质种类有关： • 同种物质：质量越大、温度变化越大，吸放热越多 • 不同物质：即使质量和温度变化相同，吸放热也可能不同（吸热能力差异） 二、比热容 1. 物理意义 表示物质吸热能力的物理量，用符号c表示。 📌 比热容越大，物质吸热（或放热）能力越强，温度变化越缓慢。 2. 定义与单位 • 定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比 • 公式： • 单位：焦耳每千克摄氏度，符号为J/(kg·℃) 3. 水的比热容特性 • 数值： • 物理意义：1kg水温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量为4.2×10³J • 应用： ◦ 暖气、汽车冷却系统用水作介质 ◦ 沿海地区昼夜温差小于沙漠（水的比热容大于砂石） 4. 比热容表（常见物质） 物质 物质 比热容 水 酒精 冰 铁 煤油 铜 三、实验探究：比较不同物质的吸热能力 1. 实验目的 探究不同物质（如水和食用油）的吸热能力差异 2. 实验设计 控制变量 操作方法 质量相同 用天平称取等质量（如200g）的水和食用油 初温相同 测量并记录初始温度 加热方式相同 使用相同规格的电加热器（确保相同时间提供热量相同） 3. 实验方法 • 控制变量法：控制质量、初温、加热条件相同，只改变物质种类 • 转换法：通过加热时间长短反映物质吸收热量的多少（相同电加热器，时间越长吸热越多） 4. 实验现象与结论 实验方案 现象 结论 加热相同时间（吸热相同） 食用油温度升高比水快 水的吸热能力更强 升高相同温度 水需要的加热时间比食用油长 水的比热容更大 四、热量计算公式 1. 通用公式 2. 公式变形 3. 例题解析 例1：质量为10kg的水，温度从25℃升高到65℃，需要吸收多少热量？ 解： 五、应用与拓展 1. 解释自然现象 • 沙漠昼夜温差大：砂石比热容小，白天吸热升温快，夜晚放热降温快 • 沿海地区温差小：水的比热容大，温度变化缓慢 2. 生活中的应用 • 暖气系统：用水作介质，在管道中循环传递热量 • 汽车水箱：利用水的比热容大，吸收发动机热量，防止过热 • 农业生产：初春傍晚灌水防冻（水凝固放热，温度不易降得过低） 3. 实验注意事项 • 电加热器规格必须相同，确保相同时间提供相同热量 • 温度计探头需完全浸入液体，避免接触容器壁 • 实验时加盖子，减少热量损失 六、易错点警示 1. 单位混淆：质量单位必须用kg（如100g水需换算为0.1kg） 2. Δt计算错误：吸热时用末温减初温，放热时用初温减末温 3. 概念混淆：比热容与物质的种类和状态有关（如冰和水的比热容不同），与质量、温度无关 4. 热量表述：不能说"物体的热量"，只能说"吸收/放出的热量" 同步练习 一、单项选择题 1．时序如轮，寒来暑往，关于一年四季中蕴含的热学知识，下列说法正确的是（　　） A．春天，艳阳高照，晒太阳时太阳通过做功的方式改变人体内能 B．夏天，海风习习，海水比热容比沙子大，所以烈日下海水相对凉爽 C．秋天，落叶飘零，树叶随处飘落是扩散现象 D．冬天，寒风凛冽，风速越大时分子热运动越剧烈 2．课后延时服务推出后，在学校用餐的师生增加了。如图，值日老师往保温饭盒下层注入热水，温热上层不锈钢餐盘内的饭菜。用热水温热饭菜是因为水的（　　） A．凝固点低 B．沸点高 C．密度小 D．比热容大 3．A、B两物体质量相等，温度均为l0；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50。现将A放 入甲杯.B放入乙杯，热平衡后甲杯水温降低了4，乙杯水温降低了8，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为（　　） A．4 ： 9 B．3 ： 5 C．2 ： 3 D．1 ： 2 4．古诗词是中华文化之瑰宝，许多优美的诗句中蕴含着丰富的物理知识。下列加点的诗句描述的自然现象所涉及的物理知识与其他三个不同的是：（　　） A．城市尚余三伏热，秋光先到野人家 B．水晶帘动微风起，满架蔷薇一院香 C．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴 D．疏影横斜水清浅，暗香浮动月黄昏 5．质量和初温都相同的甲、乙两物体，乙的比热容大些，当它们放出相同的热量后，再立即把它们相互接触，不计热量损失和状态变化，则（　　） A．它们之间不发生热传递 B．甲向乙传递热量 C．乙向甲传递热量 D．以上情况均可能 6．质量、初温相同的甲、乙两金属块，先将甲投入一杯热水中，热平衡后，水温降低6℃，把甲取出后，立即将乙投入这杯水中，热平衡后，水温又降低6℃，不计热损失，则甲、乙两金属块的比热容的关系为（　　） A．c甲>c乙 B．c甲=c乙 C．c甲＜c乙 D．无法判断 7．如图所示，用相同的加热器给甲、乙两杯液体加热（不计热量损失，加热装置与环境等因素完全一样），得到液体温度与加热时间的关系图，如图丙所示，下列说法正确的是（　　） A．若甲、乙是质量相同的两种液体，则甲、乙两杯中液体的比热容之比为2∶3 B．若甲、乙是质量相同的两种液体，则将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃（均未沸腾）所需时间之比为1∶2 C．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为3∶2 D．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为2∶3 8．成都的火锅香且鲜，讲究外刚内柔，辣则刚而不压柔，柔则香而不抑刚，所谓刚柔并重。煮鸳鸯火锅时（如图），一般会发现油腻的红锅比清淡的白锅先开；冬天吃火锅时，火锅上方“白雾练绕”；吃完后衣物上有火锅的气味.....关于吃火锅涉及的物理现象，下列说法中正确的是（　　） A．红锅先开说明油吸收了更多的热量 B．白锅的汤液热值更大所以升温较慢 C．火锅里的食物是通过热传递的方式改变了内能 D．衣物残留有气味，说明香料分子静止在衣服上了 二、填空题 9．因为水的比热容大于砂石或干泥土的比热容，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面上的气温变化显著。白天陆地气温高于海面上的气温，陆地表面的暖空气上升，海面上的冷空气向陆地运动，刮海风，夜晚风向相反。当出现如图所示的风向时，通常发生在　 　（选填“白天”或“夜晚”）。 10．如果散热器中装有10kg的水，在温度升高20℃的过程中，水吸收的热量是　 　J，水凝固成冰后比热容变　 　（大/小/不变）[水的比热容]。 11．质量均为0.5kg的水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，它们的温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg•℃），则这种液体的比热容是 　 　J/（kg•℃）。 12．把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是　 　℃，水通过　 　的方式来增加内能；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是　 　J。 13．如图所示为冬天人们常用的热水袋，灌满热水后能够放热较长时间，是利用了水　 　较大的特性；用热水袋焐手，是利用 　 　的方式使手的内能增大。若该热水袋内装有1.2kg水初温为90℃的热水，使用一段时间后水的温度降低了50℃，则此过程中水放出的热量为 　 　J。【】 三、实验探究题 14．为了比较水和煤油的吸热能力，小明利用如图所示的实验装置进行实验，并记录数据如下表所示，请你根据表中的数据回答下列问题： 液体 质量（g） 初温（℃） 末温（℃） 加热时间（min） 水 100 20 45 3 煤油 100 20 45 1.5 （1）实验中，要在甲、乙两个相同的烧杯中分别加入相同　 　的水和煤油（选填“质量”或“体积”）； （2）在此实验中，为比较水和煤油吸热能力的大小，我们可以加热相同的时间，观察　 　；也可以加热水和煤油到相同温度，测量　 　来反映两者的吸热能力不同； （3）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，　 　吸收的热量多，表明其吸热能力大； （4）如果加热相同的时间，质量相同的水和煤油，　 　升高的温度更高； （5）图丙另一小组在完成该实验时根据实验数据画出的图像，其中图线①表示的是　 　吸热升温情况。 四、综合题 15．为了给同学解释“沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区尽夜温差小”这一现象，小尉采用计算的方法来解释。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），干泥土的比热容为0.84×103J/（kg•℃） （1）求10kg的水升高5℃需要吸收的热量； （2）若这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收，求干泥土升高的温度。 16．吃早饭的时候，妈妈想用热水给小明加热一瓶牛奶，使其温度由22℃升高到46℃。[已知：c牛奶＝2.5×103J/（kg•℃）]求： （1）牛奶吸收的热量。 （2）若热水放出的热量80%被牛奶吸收，妈妈至少要用56℃的热水多少kg（保留两位小数）。 答案解析部分 1．【答案】B 【解析】【解答】A．晒太阳时人吸收热量，这是通过热传递的方式改变了内能，故A错误； B．因为沙子的比热容比海水的比热容小，在吸收相同热量时，相同质量的沙子比海水温度上升得快，所以在烈日当空的海边玩耍，会感到沙子烫脚，海水却凉凉的，故B正确； C．落叶飘零，树叶不是分子，不属于扩散现象，故C错误； D．分子的无规则运动与物体运动速度无关，风速越大时，分子热运动不一定越剧烈，故D错误。 故选B。 【分析】A.改变物体内能的本质：做功和热传递； B.比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量； C.凡是肉眼看得见的运动都不是分子运动； D.根据分子运动的影响因素判断。 2．【答案】D 【解析】【解答】值日老师往保温饭盒下层注入热水，因水的比热容较大，降低较低的温度就可以放出较多的热量，可以温热上层不锈钢餐盘内的饭菜。ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比较，升高相同的温度，水吸收的热量更多。 3．【答案】A 【解析】【解答】 甲、乙两杯水质量相等，分别放入A、B物体，热平衡后，，根据Q放=，可知Q甲放：Q乙放=：=1：2；由于不考虑热量的损耗，所以QA吸：QB吸=Q甲放：Q乙放=1：2；由于A、B两物体质量相等，初温皆为10℃，末温分别为tA末=50℃ - 4℃ =46℃，tB末=50℃ - 8℃ =42℃，所以，，根据Q吸=，可知cA：cB=：=：=：=4：9，故A正确，BCD错误。 故答案为：A。 【分析】根据Q放=，可求两杯水Q放之比；根据吸放热关系，可知甲乙物体Q吸之比；根据Q吸=，可求c之比。 4．【答案】A 【解析】【解答】A.根据Q=cm△t可知，当吸收相同的热量时，砂石的比热容小于水的比热容，则砂石升高的温度将高于水升高的温度，因此相同的季节，城市里的温度比乡村的温度要高一些； BCD.满架蔷薇一院香、花气袭人知骤暖、暗香浮动月黄昏，描述的都是扩散现象，即分子在不停的做无规则运动。 则与其它三个不同的是A。 故选A。 【分析】分析各个选项中包含的物理原理即可。 5．【答案】C 【解析】【解答】因甲.乙两个物体的质量、温度均相同，甲的比热容小于乙的比热容，当它们放出相同的热量后，由Q放＝cm△t可知，甲降低的温度较大，所以甲的温度会低于乙的温度．当它们接触后，温度高的乙会向温度低的甲传递热量． 故答案为：C. 【分析】质量、初温和放出热量相同时，比热容越大，温度差越小；热传递时，热量从温度高的物体传向温度低的物体。 6．【答案】C 【解析】【解答】先将甲投入一杯热水中，热平衡后，水温降低6℃，设甲、乙初温为t0，不计热损失，此时水的末温t末1，则甲放出的热量为 ，代入数据可知 ，再将乙投入一杯热水中，热平衡后，水温又降低6℃，此时水的末温t末2，则可以列等式为 ，水降低的温度相同，质量相同，故水放出的热量相同，故得出 ，经整理可知 ，由于 ， ，而由于水在不停的放热，温度下降，故 ，故 ，故 ，C符合题意；ABD不符合题意。 故答案为：C。 【分析】根据公式，可确定比热容关系。 7．【答案】A 【解析】【解答】由图丙可知，将甲、乙两种液体从20℃加热至40℃时，甲用时2min，乙用时3min，由于加热器相同，则甲乙所吸收的热量之比为 ， AB．若甲、乙是质量相同的两种液体，由 可知，甲、乙两杯中液体的比热容之比为 ，若将甲、乙两杯液体从20℃加热至60℃（均未沸腾），温度变化量相同，所需吸收的热量之比为 ，因为两加热器相同，吸收热量的多少与时间成正比，故所需时间之比为 ，A符合题意，B不符合题意； C．若甲、乙是质量不同的同种液体，则甲、乙两杯中液体的质量之比为 ，C不符合题意； D．用规格相同的加热器加热，意味着在相同时间内加热器放出的热量相同，甲乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比应为1∶1。D不符合题意。 故答案为：A。 【分析】利用相同的加热器探究物体的吸热能力时，若物体的质量和温度差相同，加热时间表示吸收热量的不同，加热时间越长，比热容越大；根据热量和物体的质量、温度差的比值， 可以计算比热容。 8．【答案】C 【解析】【解答】A．相同的热源，相同时间内液体吸收的热量相同，红锅和白锅相同时间内吸收的热量相同，食用油的沸点高于水的沸点，红汤先沸腾是因为食用油覆盖在水的上面，减少热量散失，所以红汤先沸腾，A不符合题意； B．白锅的汤液热升温较慢，是因为白锅的汤液的比热容较大，不是热值较大，B不符合题意； C．火锅里的食物吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式改变了内能，C符合题意； D．衣物上残留的香味，这是扩散现象，扩散表明分子在不停地做无规则运动，D不符合题意。 故答案为：C。 【分析】温度不同的物体间，通过热传递改变内能；热值是燃料的特性，比热容表示物体吸收热量的能力。 9．【答案】夜晚 【解析】【解答】通过图示可知，根据空气的流动方向，海洋面温度高于陆地温度，属于夜晚 【分析】知道比热容不同会引起物体温度的变化不同，知道空气流动的特点 10．【答案】；小 【解析】【解答】 （1）水吸收的热量：Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×20℃=8.4×105J。 （2）物质的比热容与物质的状态有关，水凝固成冰后，比热容变小。 【分析】 （1）知道水的质量、比热容和升高的温度，利用Q吸=cmΔt求出水吸收的热量。 （2）物质的比热容与物质的状态有关。 11．【答案】2.1×103 【解析】【解答】从图像得出放热12min的时候，水放出的热量Q放=cm△t ，Q放= 4.2×103J/（kg•℃）×0.5kg×20℃=4.2×104J，某液体在12min和水放出的热量相等，这种液体的比热容是Q放=cm△t ， C液==2.1×103J/（kg•℃）， 【分析】利用图像整刻度对应的物理量的关系结合Q放=cm△t进行计算即可 12．【答案】98；热传递； 【解析】【解答】由图可知，水加热至 后，继续加热，温度不变，所以水的沸点是 。 水通过热传递的方式来增加内能。 水由 加热至 ；需要吸收的热量为 【分析】水加热至 后，继续加热，温度不变，所以水的沸点是 ；水通过热传递的方式来增加内能；根据公式，可求出水吸收的热量。 13．【答案】比热容；热传递；2.52×105 【解析】【解答】因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以电热暖手袋用水为介质。 用热水袋暖手，手从热水袋吸收热量、温度升高、内能增大，是利用热传递的方式使手的内能增大。 根据公式可得 【分析】水的比热容较大，便于为物体供热；温度不同的物体间通过热传递改变内能；根据物体的比热容、质量和温度差的乘积，计算热量。 14．【答案】（1）质量 （2）水和煤油升高的温度；加热时间 （3）水 （4）煤油 （5）煤油 【解析】【解答】解：（1）由于物体吸收的热量与物体的质量有关，所以为了比较水和煤油的吸热能力，要在甲、乙两个相同的烧杯中分别加入相同质量的水和煤油。 （2）在此实验中，可以加热相同的时间，观察二者升高的温度，温度升高的越高，吸热能力越弱；也可以加热水和煤油到相同温度，测量加热时间来反映两者的吸热能力不同，加热时间越长，吸热的热量越多，吸热能量越强。 （3）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，水需要的加热时间长，吸收的热量多，表明水吸热能力大。 （4）分析表格中数据可知，如果加热相同的时间，吸收相同的热量，质量相同的水和煤油，煤油升高的温度更高。 （5）由以上分析可知，水的吸热能力强，温度上升的较慢；煤油的吸热能力弱，温度上升的较快，所以图线①表示的是煤油吸热升温情况。 故答案为：（1）质量；（2）水和煤油升高的温度；加热时间；（3）水；（4）煤油；（5）煤油。 【分析】（1）采用控制变量发，要控制水和煤油的质量相同； （2）通过加热时间比较物体的吸热能力大小，加热相同的时间，比较升高的温度，或者升高相同的温度，比较加热时间； （3）相同时间吸热相同，物体升温越慢，吸热能力越强，水的吸热能力很强； （4）从表格中分析，加热相同时间，煤油升温较快； （5）从丙图中看出，升温较快的应该是煤油。 （1）由于物体吸收的热量与物体的质量有关，所以为了比较水和煤油的吸热能力，要在甲、乙两个相同的烧杯中分别加入相同质量的水和煤油。 （2）[1][2]在此实验中，为比较水和煤油吸热能力的大小，利用转换法，可以加热相同的时间，观察二者升高的温度，温度升高的越高，吸热能力越弱；也可以加热水和煤油到相同温度，测量加热时间来反映两者的吸热能力不同，加热时间越长，吸热的热量越多，吸热能量越强。 （3）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，水需要的加热时间长，吸收的热量多，表明水吸热能力大。 （4）分析表格中数据可知，如果加热相同的时间，吸收相同的热量，质量相同的水和煤油，煤油升高的温度更高。 （5）由以上分析可知，水的吸热能力强，温度上升的较慢；煤油的吸热能力弱，温度上升的较快，所以图线①表示的是煤油吸热升温情况。 15．【答案】（1）解： 水吸收的热量： Q吸水=c水mΔt=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×5℃=2.1×105J ； 答：10kg的水升高5℃需要吸收的热量为2.1×105J； （2）解： 由题知，Q吸土=Q吸水=2.1×105J， 由Q吸=cmΔt得干泥土升高的温度： 。 答：干泥土升高的温度为25℃。 【解析】【分析】 （1）知道水的质量、水的比热容、水的温度升高值，利用吸热公式Q吸=cmΔt求水吸收的热量； （2）若这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收，再利用Q吸=cmΔt求干泥土的温度升高值。 16．【答案】（1）解： 牛奶吸收的热量：Q吸＝c牛奶m牛奶（t﹣t0）＝2.5×103J/（kg•℃）×250×10﹣3kg×（46℃﹣22℃）＝1.5×104J （2）解：热平衡80%Q放＝Q吸 热水放出的热量：Q放=1.5×104J/80%=18750J 由Q放＝cm（t水﹣t）可知，热水的质量： 【解析】【分析】 （1）知道牛奶的质量、比热容、初温和末温，利用Q吸=cm（t-t0）求出牛奶吸收的热量。 （2）根据牛奶吸收的热量和效率算出水放出的热量，利用Q放=cm（t水-t）求出水的质量 学科网（北京）股份有限公司 $$