12.3研究物质的比热容（高效培优讲义） 物理沪粤版2024九年级上册

第十二章 内能与热机 12.3研究物质的比热容 【题型导航】 重难题型讲解……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 题型一 不同物质的吸热本领…………………………………………………………………………………………………………………………………1 题型二 比热容的概念、单位和物理意义…………………………………………………………………………………………………………………4 题型三 比热容的定义式…………………………………………………………………………………………………………………………6 题型四 比热容的相关计算………………………………………………………………………………………………………………… 7 能力培优练…………………………………………………………………………………………………………………………...................………………… 9 链接中考 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 14 【重难题型讲解】 题型一 不同物质的吸热本领 1.探究物质的吸、放热性能 我们已经知道，同一种物质（如水）在质量相等、温度变化相同时，吸收或放出的热量相等。那么，不同物质（如水和砂石），在质量相等、温度变化相同时，它们吸收或放出的热量也相等吗？ 实验：如图，探究水和砂石的吸、放热性能。取100g水和100g砂石（干燥的）作为研究对象，放在相同规格的烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌砂石和水，使之受热均匀，观察在相同的加热时间（如1min）内，它们温度升高的情况。 2.不同物质的吸、放热本领不同 对比相同质量的水和砂石，吸收相同热量，升高的温度不相同，水升高的温度低，砂石升高的温度多； 探究实验：质量相等的水和砂石，当它们升高的温度相同时，加热的时间长短是否相同？这个事实说明了什么？ 结论：质量相等的水和砂石，当它们升高的温度相同时，水需要加热更长的时间。这说明了质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不相等的。吸热更多的物质吸热本领强，同时放热本领也强。 3.实验方法 控制变量法与转换法 在比较不同物质的吸、放热性能时，采取控制变量法，需要控制质量相同的不同物质，放在同一规格的容器中；还采用了转化法，用同一加热器进行加热，则单位时间内物体吸收热量相同，用加热时间反映吸热多少。 【典例1-1】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 【典例1-2】如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等，热源和加热方法也不同，能否比较他们吸热升温的快慢： ；若a和b质量相等，热源和加热方法也完全相同，可知a和b两种物质吸热本领较强的是： ，你判断的依据是 【典例1-3】某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 (1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入 相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子 相同。 (2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度 ，说明 的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 (3)取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的 端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间海风是 。 A．从大海吹向陆地　　B．从陆地吹向大海 信息窗：空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，从而形成风。 跟踪训练1 为探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异，将、两种液体分别装入两个烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。 (1)为完成本次实验，除温度计、秒表外，还需要的测量工具是 。 (2)此实验通过 来反映液体吸收热量的多少； (3)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； (4)根据实验数据，小明绘制出了温度-时间图像，如图丙所示，若使两种液体吸收相同的热量，升高温度较多的是 液体。 (5)你认为更适合作为太阳能热水器储热介质的是 液体，理由是 。 跟踪训练2某同学在两个相同的烧杯内分别装入初温、质量相同的沙子和水，用如图所示的实验装置探究沙子和水的吸热能力。 (1)实验中用两盏相同的酒精灯同时对沙子和水进行加热，通过比较 来反映两种物质吸收热量的多少； (2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，测得实验数据如表格所示，其中第5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其示数为 ； 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 - 水 18 19 21 23 25 27 (3)分析数据可知沙子的吸热能力 （选填“小于”、“等于”或“大于”）水的吸热能力； (4)若把水吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量，从而计算出燃料的热值，得到的结果与燃料的实际热值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。 跟踪训练3在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。用相同的电加热器加热的目的是 。实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体 .当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱； (2)通过实验记录数据（如表格所示），从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（填“大于”“小于”或“等于”）； 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 46 乙的温度/℃ 10 18 26 42 (3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强； (4)下列现象可用比热容知识来解释的是 。 A．夏天在教室洒水，感到凉爽 B．金属勺装有塑料手柄 C．沙漠地区昼夜温差较大 题型二 比热容的概念、单位和物理意义 1.比热容的概念 在物理学中，用比热容表示物质的吸、放热性能，比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。比热容用符号c表示。 2.比热容的单位 比热容的单位是J/（kg·℃），读作“焦每千克摄氏度”。 3.比热容的物理意义 比热容反映了物质的吸、放热本领。是物质的特性，只与物质的种类和状态有关。 如图表所示，是一些常见物质的比热容，可以发现， ①同种物质不同状态时，比热容也可能不同，例如冰和水的比热容不同； ②不同物质的比热容也可能相同，例如煤油和冰物质不同，但比热容相同。 ③水的比热容较大，代表水的吸、放热能力较强，常用做取暖和降温。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 【典例2-1】下表是一些物质的比热容[]，根据表中数据，下列判断正确的是（　　） 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．水的比热容是水的比热容的两倍 C．不同物质的比热容一定不同 D．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 【典例2-2】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2-3】有关物质的比热容，下列说法中正确的是（　　） A．比热容跟物体的质量有关，质量越大，比热容越小 B．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度、质量都无关 C．比热容跟物体吸收或放出的热量有关 D．比热容跟物体的温度有关，温度越高，比热容越大 跟踪训练1在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，收集的数据如图像所示。分析图像可以得出图线 （选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质的比热容为 。 跟踪训练2下列情况中，比热容会发生变化的是（   ） A．一杯水倒去一半 B．水凝固成冰 C．把铁块加工成铁屑 D．50℃的水变成15℃的水 跟踪训练3糖炒栗子是很多人喜爱的零食。制作糖炒栗子时为了让温度上升得较快，一般会在锅中加入砂石，这是因为砂石的（　　） A．熔点高 B．硬度高 C．密度大 D．比热容小 题型三 比热容的定义式 1.比热容的定义式 c = ，其中c表示比热容，m表示物质的质量，t表示温度的变化量，Q表示吸收（或放出）的热量。 这是比热容的定义式，不是决定式，所以比热容可以用此公式进行计算，却与Q、m、t并无直接关系，不能说与它们成正比或成反比。 2.公式的变形公式 计算比热容用定义式c = ，可变形为Q=cmt来计算吸收（或放出）的热量，也可变形为t = 计算物质温度的变化量，变形为m = 计算质量。 【典例3-1】温度为、质量的某液体，吸收的热量后温度升高了，求该液体的比热容？ 【典例3-2】为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（　　） A．A、B两液体在0-8min内吸收的热量之比为2∶1 B．A、B两液体的比热容之比为2∶1 C．B液体的吸热能力比A液体的强 D．B液体比A液体更适合作发动机的冷却液 【典例3-3】质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，温度稳定后，金属块A使C杯的水温升高至10℃，金属块B使D杯的水温升高至20℃。不考虑热损失，则两金属块比热容之比为（　　） A．1︰2 B．4︰9 C．2︰3 D．8︰9 跟踪训练1将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同温度后，放到表面平整的冰块上面，经过一段时间后冰面不再下降，如图所示。则三块金属中比热容最大的是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．相同 跟踪训练2早饭时，妈妈用60℃的热水给小月加热一袋250g的牛奶，这袋牛奶的温度由10℃最终升高到50℃。已知牛奶的比热容为3.6×103J/（kg·℃），求：这个过程中牛奶所吸收的热量。 跟踪训练3下列现象中，没有利用“水的比热容较大”这个特点的是（   ） A．夏天在地面上洒水，人感到凉快 B．用热水袋捂手，可以保暖较长时间 C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 D．汽车发动机用水作冷却剂 题型四 比热容的相关计算 1.水的比热容的特点及应用 水的比热容大，所以升高（或降低）相同的温度需要吸收（或放出）的热量多；吸收（或放出）相同热量时，温度升高（或降低）少。可用于日常取暖和降温。如图 2.比热容的相关计算 利用比热容公式来进行相关计算，以及冷热混合时的相关计算。 【典例4-1】水的比热容较大这一特点，在日常生活中有着广泛的应用。下列所举事例中与这一特点无关的是（　　） A．对秧田晚上灌水，白天放水 B．沿海地区比内陆地区昼夜温差小 C．在城市建造人工湖可减少热岛效应 D．炎热的夏天为了降低室温向地面洒水 【典例4-2】同学们通过地理课的学习知道，温带海洋性气候大多分布在沿海地区，而温带大陆性气候大多分布在内陆地区。如图所示，为两气候地区的全年温度变化曲线，从物理的角度分析，下列说法正确的是（　　） A．A气温变化小是因为海水的比热容大 B．A气温变化小是因为沙石吸收热量少 C．B气温变化大是因为砂石的比热容大 D．B气温变化大是因为海水吸收热量多 【典例4-3】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 跟踪训练1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。 跟踪训练2温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象．若不计热量的损失，则当两个物体达到热平衡状态时，它们的温度是相同的，且高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即．若把质量为、温度为的热水与质量为、温度为的冷水混合（不计热损失），则热平衡时混合水的温度为多少摄氏度？〔水的比热容为〕 跟踪训练3某金属球在炉火中被加热到，然后迅速投入质量为、初温为的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度为。已知金属球的比热容为，不计热损失。此过程中，金属球放出的热量为。 (1)求金属球的质量； (2)求该液体的比热容； (3)取出金属球后，金属球表面不沾有该液体。若该液体再吸收的热量，求该液体的末温。（该液体没有沸腾） 能力培优练 一、单选题 1．北方供暖系统用水循环散热。这是因为水的比热容较大。下列现象中不能反映水的这一特性的是（　　） A．福岛核电站受损后灌注海水降温 B．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 C．护士给“发烧”病人的额头上敷湿毛巾来降温 D．夜晚海边，从陆地向海面吹陆风 2．如图所示，为某液态物质发生物态变化时，温度随时间变化的图像，已知该物质单位时间内放出的热量相同，根据该图像做出的如下判断，其中正确的是（　　） A．该物质为非晶体 B．该物质发生的物态变化是熔化过程 C．在第10min到第20min过程中，该物质的内能保持不变 D．该物质固态时的比热容大于液态时的比热容 3.甲、乙两物体的质量相等，比热容不等。当它们升高相等的温度时（　　） A．比热容大的吸收的热量多 B．比热容小的吸收的热量多 C．甲、乙两物体吸收的热量一样多 D．两物体的初温不知道，无法判断吸热的多少 4．如图，这是我国先秦时期的蒸食用具，它由青铜材料铸造而成，分为上、下两部分：下半部是鬲（gé），样子像鼎，用子煮水；上半部是甑（zèng），底部有网眼，可通蒸汽，内部放置食物。下列说法中正确的是（    ） A．鬲内的水沸腾后，继续加热，水温将保持不变 B．水沸腾后，甑周围冒出的“白气”是由水蒸气吸热汽化形成的 C．停止加热后，鬲慢慢变凉，鬲里所盛水的内能保持不变 D．停止加热后，甑比盛有水的鬲凉得更快，是因为甑所用材料的比热容比水大 5．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 6．甲物体的质量为2kg，乙、丙两物体质量均为1kg，三个物体温度均升高1℃，吸收的热量如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲的比热容比乙的大 B．温度均降低1℃时，乙比甲放出的热量多 C．甲的比热容为2400 J/(kg·℃) D．甲、丙的比热容之比为1∶2 7．关于物质的比热容，下列说法正确的是（  ） A．比热容是物质的特性之一，它反映物质吸热或放热本领的大小 B．物质的比热容与物体吸收或放出的热量多少有关 C．温度高的铁钉比温度低的铁丝的比热容大 D．比热容与物质的质量、升高的温度有关 8．小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　） A．液体M的比热容为 B．液体M放热能力比水放热能力强 C．在时间段两种物质都是固液共存状态 D．从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量 9．下表是一些常见物质的比热容，以下结论错误的是（　　） 一些物质的比热容热容 物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1] 物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 色拉油 1.97×103 水银 0.14×103 沙石 约0.92×103 铅 0.13×103 A．比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容可能相同 B．比热容与物质的物态有关，固态物质的比热容可能比液态物质的小 C．比热容的定义式为，物体吸收的热量越多，升高的温度越低，物体的比热容越大 D．比热容表示的是质量相等的不同物质升高温度相同时，吸收的热量一般不同这一物理性质 10．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 二、填空题 11．长春的冬天很冷，最低气温可达到，这样冷的天气里室内的暖气都用水作为供热物质，是因为水的 大；在室外候车的人们靠“哈气”暖手，这是利用 的方式增大手的内能。 12．为了测量炉火温度，先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为的水中，结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则炉火的温度为 ℃。水的比热容为），金属块的比热容为。 13．在一个标准大气压下，质量为2kg，温度是30℃的水，吸收7.56×105J的热量之后，温度将升高 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 三、实验题 14．小明想探究冷水给高温物体降温的效果，做了以下实验。 (1)如图1甲，在两只相同的烧杯里装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力： ①实验中，应选择 规格的电加热器： ②实验过程中，加热相同的时间，通过观察 来比较它们的吸热能力不同； ③图1乙是根据实验数据绘制的图像，则B物质是 ； (2)如图2甲所示，将热汤放在冷水中，图乙反映了两者的温度变化； ①分析可知，0~5分钟过程中，内能在减小的是 ； ②在第10分钟时，两者之间 热传递： ③依据图像 比较热汤和冷水的比热容。 15．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 四、计算题 16．“淬火”是金属热处理工艺之一，即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20g的铁制品加热到，将它投入某种液体中，该液体的初温是，质量是368g，铁制品和液体的温度达到后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失，铁的比热容为。求： (1)铁制品放出的热量； (2)该液体的比热容。 17．【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 18．晚饭后小明和奶奶在客厅看电视，奶奶口渴了，小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝，他发现整箱牛奶的参数如图所示，已知，，。 (1)这盒牛奶的质量是多少kg？ (2)已知牛奶的初温是20℃，小明想用热水将其烫热，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量是多少？ 链接中考 1.（2025·重庆·中考真题）我国研发的新型碳纤维复合材料比热容大，密度约为钢的四分之一（）。关于该复合材料说法正确的是（　　） A．比热容大说明吸热能力弱 B．放入水中一定处于漂浮状态 C．飞机大量使用该材料可增加自重 D．与等质量的实心钢相比体积更大 2．（2025·重庆·中考真题）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是 J：锅内的食材是通过 的方式增加了内能。 3．（2025·上海·中考真题）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性 ，机械能 （后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。 4．（2025·湖北武汉·中考真题）某小组在探究萘熔化过程温度的变化规律时，每隔1min记录一次温度，得到如图所示的温度随时间变化的图象。分析图象可知： (1)萘的熔点为 ℃，从萘开始熔化到所有萘完全熔化大约持续了 （填“10”“15”“25”或“35”）min； (2)萘在AB段和CD段升温较慢的是 段，可能是因为固态萘的比热容 液态萘的比热容。 5．（2025·甘肃兰州·中考真题）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 (1)某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） (2)此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 J。 (3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于 级。 试卷第1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 内能与热机 12.3研究物质的比热容 【题型导航】 重难题型讲解……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………1 题型一 不同物质的吸热本领…………………………………………………………………………………………………………………………………1 题型二 比热容的概念、单位和物理意义…………………………………………………………………………………………………………………4 题型三 比热容的定义式…………………………………………………………………………………………………………………………6 题型四 比热容的相关计算………………………………………………………………………………………………………………… 7 能力培优练…………………………………………………………………………………………………………………………...................………………… 9 链接中考 ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 14 【重难题型讲解】 题型一 不同物质的吸热本领 1.探究物质的吸、放热性能 我们已经知道，同一种物质（如水）在质量相等、温度变化相同时，吸收或放出的热量相等。那么，不同物质（如水和砂石），在质量相等、温度变化相同时，它们吸收或放出的热量也相等吗？ 实验：如图，探究水和砂石的吸、放热性能。取100g水和100g砂石（干燥的）作为研究对象，放在相同规格的烧杯中，用同一盏酒精灯对它们分别加热，同时搅拌砂石和水，使之受热均匀，观察在相同的加热时间（如1min）内，它们温度升高的情况。 2.不同物质的吸、放热本领不同 对比相同质量的水和砂石，吸收相同热量，升高的温度不相同，水升高的温度低，砂石升高的温度多； 探究实验：质量相等的水和砂石，当它们升高的温度相同时，加热的时间长短是否相同？这个事实说明了什么？ 结论：质量相等的水和砂石，当它们升高的温度相同时，水需要加热更长的时间。这说明了质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量是不相等的。吸热更多的物质吸热本领强，同时放热本领也强。 3.实验方法 控制变量法与转换法 在比较不同物质的吸、放热性能时，采取控制变量法，需要控制质量相同的不同物质，放在同一规格的容器中；还采用了转化法，用同一加热器进行加热，则单位时间内物体吸收热量相同，用加热时间反映吸热多少。 【典例1-1】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。 【典例1-2】如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等，热源和加热方法也不同，能否比较他们吸热升温的快慢： ；若a和b质量相等，热源和加热方法也完全相同，可知a和b两种物质吸热本领较强的是： ，你判断的依据是 【答案】 否 b 在质量和吸收的热量相同时，b升温少 【详解】[1]若a和b质量不等，热源和加热方法不同，不能确定相同时间吸收的热量是否相同，无法控制变量，不通用比较吸热升温的快慢。 [2][3]相同质量的a、b液体，被加热相同的时间，由于热源相同，相同时间吸收相同的热量，由图像可知，在质量和吸收的热量相同时，b升温少，说明b液体的吸热本领强。 【典例1-3】某项目式学习小组探究海陆风的成因。 【任务一】探究沙子和水的吸热能力 (1)设计如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入 相等且初温相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子 相同。 (2)依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度 ，说明 的吸热能力强。 【任务二】实验模拟海陆风的形成 (3)取下两箱子的封口盖，在两个箱子的侧面分别开一小孔，用一个两端开口的透明细管AB将其连接，点燃一支香放在细管中部（图丙），通过白烟的流向模拟日晒下海边的风向，阅读信息窗中的知识并分析判断：相同条件下，加热一段时间后，烟将会从AB管的 端管口冒出。依据实验和理论分析，可推断夜间海风是 。 A．从大海吹向陆地　　B．从陆地吹向大海 信息窗：空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，从而形成风。 【答案】(1) 质量 吸热 (2) 多 水 (3) B B 【详解】（1）[1][2]根据比较不同物质吸热能力方法，要控制不同物质的质量相同，在完全相同两箱子中装入质量相等且初温相同的水和沙子，由转换法，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，是为了保证相同时间内水和沙子吸热相同。 （2）[1][2]根据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像，可以观察到在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度高。这说明水在吸收相同热量时，温度升高的较慢，即水的吸热能力强。 （3）[1][2]在实验模拟海陆风的形成时，通过点燃一支香放在连接两个箱子的透明细管中，观察白烟的流向来模拟日晒下海边的风向。由于水的比热容大，相同条件下，水吸热升温慢，沙子吸热升温快。因此，加热一段时间后，沙子（模拟陆地）的温度会高于水（模拟海洋）的温度。根据信息窗中的知识，空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来。所以，烟将会从管的B（连接沙子的管子，代表热空气上升的地方）管口冒出。 夜间，海洋和陆地的温度会发生变化。由于水的比热容大，放热降温慢，而沙子的比热容小，放热降温快。因此，夜间海洋的温度会高于陆地的温度。根据信息窗中的知识，此时海洋上的空气会受热上升，形成低压区，而陆地上的空气会流向海洋，形成海风，故B符合题意，A不符合题意。 故选B。 跟踪训练1 为探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异，将、两种液体分别装入两个烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。 (1)为完成本次实验，除温度计、秒表外，还需要的测量工具是 。 (2)此实验通过 来反映液体吸收热量的多少； (3)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； (4)根据实验数据，小明绘制出了温度-时间图像，如图丙所示，若使两种液体吸收相同的热量，升高温度较多的是 液体。 (5)你认为更适合作为太阳能热水器储热介质的是 液体，理由是 。 【答案】(1)天平 (2)加热时间 (3)33 (4)A (5) B 在质量和降低的温度相同时，B放热多 【详解】（1）在探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异的实验中，需要控制两种液体的质量相同，因此除了温度计测量温度、秒表测量时间外，还需要用天平来测量液体的质量。 （2）实验中用两个相同的酒精灯同时加热，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量是相同的，那么加热时间越长，液体吸收的热量就越多。所以此实验通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。 （3）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，液体B的温度为33℃。 （4）由图丙可知，若使两种液体吸收相同的热量（即加热相同的时间），对比两条曲线可以发现，A液体对应的温度变化更大，所以升高温度较多的是A液体。 （5）[1][2]太阳能热水器储热介质需要在吸收相同热量时升高的温度较低，这样才能储存更多的热量；在质量和降低的温度相同时，可以放出更多的热量。由前面分析可知，在吸收相同热量时，B液体升高的温度比A液体低，说明B液体的比热容较大；在质量和降低的温度相同时，B放热多，更适合作为太阳能热水器储热介质。 跟踪训练2某同学在两个相同的烧杯内分别装入初温、质量相同的沙子和水，用如图所示的实验装置探究沙子和水的吸热能力。 (1)实验中用两盏相同的酒精灯同时对沙子和水进行加热，通过比较 来反映两种物质吸收热量的多少； (2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，测得实验数据如表格所示，其中第5min时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其示数为 ； 加热时间/min 0 1 2 3 4 5 温度/℃ 沙子 18 22 29 37 45 - 水 18 19 21 23 25 27 (3)分析数据可知沙子的吸热能力 （选填“小于”、“等于”或“大于”）水的吸热能力； (4)若把水吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量，从而计算出燃料的热值，得到的结果与燃料的实际热值相比 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1)加热时间 (2)52℃ (3)小于 (4)偏小 【详解】（1）实验中用两盏相同的酒精灯同时对沙子和水进行加热，相同的酒精灯在相同时间内放出相等热量，通过比较加热时间来反映两种物质吸收热量的多少，采用了转换法。 （2）如图，温度计的分度值为1℃，示数为52℃。 （3）分析数据，质量相同的水和沙子加热相同时间，水和沙子吸收相等热量，沙子的温度变化比水大，可知沙子的吸热能力小于水的吸热能力。 （4）若把水吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量，由于酒精燃烧放出的热量不可能全部被水吸收，则测得的酒精放出的热量偏小，从而计算出燃料的热值，得到的结果与燃料的实际热值相比偏小。 跟踪训练3在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。 (1)实验中应量取质量 的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。用相同的电加热器加热的目的是 。实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体 .当它们吸收相同热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱； (2)通过实验记录数据（如表格所示），从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲 Q乙（填“大于”“小于”或“等于”）； 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 46 乙的温度/℃ 10 18 26 42 (3)分析实验数据可知 物质的吸热能力强； (4)下列现象可用比热容知识来解释的是 。 A．夏天在教室洒水，感到凉爽 B．金属勺装有塑料手柄 C．沙漠地区昼夜温差较大 【答案】(1) 质量 受热均匀 相同的时间吸收的热量相同 温度的变化多少 (2)小于 (3)甲 (4)C 【详解】（1）[1]探究“比较不同物质吸热的情况”的实验时，需将质量相等的甲和乙液体分别装在两个相同的烧杯中。采用的控制变量法。 [2]实验中，加热时间反映了吸收热量的多少。用相同的电加热器加热，能使甲、乙两种液体在相同的时间内，吸收的热量相同。 [3]实验中用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体受热均匀。 [4]当它们吸收相同热量时，利用转换法，通过比较温度变化的多少来判断吸热能力的强弱。 （2）从开始加热到42℃，甲用了不到4min，乙用了4min，实验中，加热时间反映了吸收热量的多少。所以Q甲小于Q乙。 （3）由表中实验数据可知，相同质量的甲、乙两种液体，加热相同的时间（即两液体吸收相等的热量），甲升高的温度低，甲物质的吸热能力强。 （4）A．夏天在教室洒水，是利用水蒸发吸收热量，使教室温度降低，感到凉爽，与比热容无关，故A不符合题意； B．由于金属是热的良导体，塑料是热的不良导体，为防止烫手，金属勺上要装有塑料手柄，与比热容无关，故B不符合题意； C．由于沙子的比热容较小，沙子受阳光照射时升温快，日落后沙子降温快，因此沙漠地区昼夜温差较大，故C符合题意。 故选C。 题型二 比热容的概念、单位和物理意义 1.比热容的概念 在物理学中，用比热容表示物质的吸、放热性能，比热容在数值上等于单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。比热容用符号c表示。 2.比热容的单位 比热容的单位是J/（kg·℃），读作“焦每千克摄氏度”。 3.比热容的物理意义 比热容反映了物质的吸、放热本领。是物质的特性，只与物质的种类和状态有关。 如图表所示，是一些常见物质的比热容，可以发现， ①同种物质不同状态时，比热容也可能不同，例如冰和水的比热容不同； ②不同物质的比热容也可能相同，例如煤油和冰物质不同，但比热容相同。 ③水的比热容较大，代表水的吸、放热能力较强，常用做取暖和降温。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。 【典例2-1】下表是一些物质的比热容[]，根据表中数据，下列判断正确的是（　　） 水 铝 煤油、冰 干泥土 砂石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．水的比热容是水的比热容的两倍 C．不同物质的比热容一定不同 D．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 【答案】D 【详解】A．水和冰状态不同，比热容不同，说明比热容与物质的状态有关，故A错误； B．比热容是物质的特性，与质量无关，100g水和50g水的比热容相同，故B错误； C．煤油和冰是不同物质，但比热容均为2.1×10³ J/(kg·℃)，故C错误； D．由，质量相等、吸热相同时，铜的比热容（0.39×10³ J/(kg·℃)）比铝（0.88×10³ J/(kg·℃)）小，铜温度变化更大，故D正确。 故选D。 【典例2-2】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2-3】有关物质的比热容，下列说法中正确的是（　　） A．比热容跟物体的质量有关，质量越大，比热容越小 B．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度、质量都无关 C．比热容跟物体吸收或放出的热量有关 D．比热容跟物体的温度有关，温度越高，比热容越大 【答案】B 【详解】比热容是反映物质自身性质的物理量；不同的物质，比热容一般不同；比热容不随物质的质量、温度、吸收或放出热量的多少而改变。故B正确，ACD错误。 故选B。 跟踪训练1在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，收集的数据如图像所示。分析图像可以得出图线 （选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质的比热容为 。 【答案】 b 2.1×103J/（kg·℃） 【详解】[1]由题意得，横轴为加热时间轴，相同的加热时间，物质吸收的热量相同，已知用相同的热源给质量相等的水和另一种物质加热，所以，在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等；根据比热容计算公式变形可得，，因为水的比热容较大，所以 水的吸放热能力较大，所以在吸收热量相等的情况下，水的温度变化度数较小，故图线b对应的物质为水。 [2]已知在相同时间内，水和另一种物质吸收的热量相等，根据物体吸热计算公式可得 由题意可知，，且加热5分钟，a物质的温度变化度数为，水的温度变化度数为，代入上式解得： 跟踪训练2下列情况中，比热容会发生变化的是（   ） A．一杯水倒去一半 B．水凝固成冰 C．把铁块加工成铁屑 D．50℃的水变成15℃的水 【答案】B 【详解】比热容是物质的一种属性，与物体的状态、种类有关，与质量、形状、温度等无关，一杯水倒去一半、把铁块加工成铁屑、50℃的水变成15℃的水，这些情况物质的比热容不发生改变。水凝固成冰，物质的状态发生了变化，比热容发生了改变。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 跟踪训练3糖炒栗子是很多人喜爱的零食。制作糖炒栗子时为了让温度上升得较快，一般会在锅中加入砂石，这是因为砂石的（　　） A．熔点高 B．硬度高 C．密度大 D．比热容小 【答案】D 【详解】制作糖炒栗子时为了让温度上升得较快，一般会在锅中加入砂石，这是因为砂石的比热容小，吸收相同的热量后，温度升高的较快。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 题型三 比热容的定义式 1.比热容的定义式 c = ，其中c表示比热容，m表示物质的质量，t表示温度的变化量，Q表示吸收（或放出）的热量。 这是比热容的定义式，不是决定式，所以比热容可以用此公式进行计算，却与Q、m、t并无直接关系，不能说与它们成正比或成反比。 2.公式的变形公式 计算比热容用定义式c = ，可变形为Q=cmt来计算吸收（或放出）的热量，也可变形为t = 计算物质温度的变化量，变形为m = 计算质量。 【典例3-1】温度为、质量的某液体，吸收的热量后温度升高了，求该液体的比热容？ 【答案】2.4×103J/(kg·℃) 【详解】解：液体的质量 m=200g=0.2kg 由公式可知，该液体的比热容 答：该液体的比热容为2.4×103J/(kg·℃)。 【典例3-2】为了比较A、B两种液体的吸热能力，小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和400g的A、B两液体进行加热，根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息，下列说法中正确的是（　　） A．A、B两液体在0-8min内吸收的热量之比为2∶1 B．A、B两液体的比热容之比为2∶1 C．B液体的吸热能力比A液体的强 D．B液体比A液体更适合作发动机的冷却液 【答案】B 【详解】A．用完全相同的加热装置对A、B加热，加热相同时间，A、B吸收热量相同，故A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为1∶1，故A错误； B．由图得，A、B加热8min吸收相同的热量，A温度上升 B温度上升 A、B的质量分别为100g、400g，由得，A、B两液体的比热容之比为 故B正确； C．A的比热容大于B的比热容，因此A液体的吸热能力比B液体的强，故C错误； D．A的比热容较大，相同质量的A、B升高相同温度，A吸收的热量较多，则A液体比B液体更适合作发动机的冷却液，故D错误。 故选B。 【典例3-3】质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，温度稳定后，金属块A使C杯的水温升高至10℃，金属块B使D杯的水温升高至20℃。不考虑热损失，则两金属块比热容之比为（　　） A．1︰2 B．4︰9 C．2︰3 D．8︰9 【答案】B 【详解】金属块放出热量与水吸收热量相同，温度稳定后，金属块A使C杯的水温升高至10℃，此时金属块A与C中水的温度相同，所以金属块A温度下降了90℃，C杯的水温升高了10℃，所以 金属块B使D杯的水温升高至20℃，此时金属块B与D中水的温度相同，金属块B温度下降了80℃，D杯的水温升高了20℃，所以 联立两式，可得。 故选B。 跟踪训练1将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同温度后，放到表面平整的冰块上面，经过一段时间后冰面不再下降，如图所示。则三块金属中比热容最大的是（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．相同 【答案】C 【详解】经过一段时间后冰面不再下降，证明三金属块末温为冰的熔点，此时末温相同。加热到相同温度，证明初温相同，即三金属块降低相同的温度。冰面下降的程度越大，证明金属块放出的热量越多，则放热关系为 三金属块的质量相同，相同，则由 可知三金属块的比热容关系为 则比热容最大的是丙。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 跟踪训练2早饭时，妈妈用60℃的热水给小月加热一袋250g的牛奶，这袋牛奶的温度由10℃最终升高到50℃。已知牛奶的比热容为3.6×103J/（kg·℃），求：这个过程中牛奶所吸收的热量。 【答案】3.6×104J 【详解】牛奶的质量 温度由10℃升高到50℃，已知牛奶的比热容为3.6×103J/（kg·℃），吸收的热量 跟踪训练3下列现象中，没有利用“水的比热容较大”这个特点的是（   ） A．夏天在地面上洒水，人感到凉快 B．用热水袋捂手，可以保暖较长时间 C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 D．汽车发动机用水作冷却剂 【答案】A 【详解】A．夏天在地面上洒水，人感到凉快，这是因为水蒸发时会吸收热量，使得周围环境的温度降低，人因此感到凉快。这个过程与水的比热容大小无关，而是与水的蒸发吸热有关。故A符合题意； B．因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，在降低相同的温度时，水能够放出更多的热量。因此，用热水袋捂手时，水能够持续放出热量，使得手的温度保持较高，达到保暖的效果。故B不符合题意； C．生物体内水的比例很高，这有助于调节生物体自身的温度。因为水的比热容较大，当生物体体温升高时，水能够吸收大量的热量而温度不会显著升高；当生物体体温降低时，水能够放出热量而温度不会显著降低。这样，水就起到了调节生物体体温的作用。故C不符合题意； D．因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，在升高相同的温度时，水能够吸收更多的热量。因此，用水作为冷却剂时，它能够有效地吸收发动机产生的热量，使得发动机的温度保持较低。故D不符合题意。 故选A。 题型四 比热容的相关计算 1.水的比热容的特点及应用 水的比热容大，所以升高（或降低）相同的温度需要吸收（或放出）的热量多；吸收（或放出）相同热量时，温度升高（或降低）少。可用于日常取暖和降温。如图 2.比热容的相关计算 利用比热容公式来进行相关计算，以及冷热混合时的相关计算。 【典例4-1】水的比热容较大这一特点，在日常生活中有着广泛的应用。下列所举事例中与这一特点无关的是（　　） A．对秧田晚上灌水，白天放水 B．沿海地区比内陆地区昼夜温差小 C．在城市建造人工湖可减少热岛效应 D．炎热的夏天为了降低室温向地面洒水 【答案】D 【详解】A．对秧田晚上灌水，白天放水，是利用水的比热容大，使秧苗的温度不至于变化太大，故A不符合题意； B．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容大，在同样吸放热的情况下，温度变化小，故B不符合题意； C．在城市建造人工湖可减少热岛效应，是利用水的比热容大，使周围温度不至于变化太大，故C不符合题意； D．炎热的夏天为了降低室温向地面洒水，是利用水蒸发吸热，故D符合题意。 故选D。 【典例4-2】同学们通过地理课的学习知道，温带海洋性气候大多分布在沿海地区，而温带大陆性气候大多分布在内陆地区。如图所示，为两气候地区的全年温度变化曲线，从物理的角度分析，下列说法正确的是（　　） A．A气温变化小是因为海水的比热容大 B．A气温变化小是因为沙石吸收热量少 C．B气温变化大是因为砂石的比热容大 D．B气温变化大是因为海水吸收热量多 【答案】A 【详解】BD．沙石和海水都是吸收太阳辐射的热量，时间相同，吸收的热量相同，故B错误，D错误； AC．由可知，A气温变化小是因为海水的比热容大，B气温变化大是因为砂石的比热容小，故A正确，C错误。 故选A。 【典例4-3】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。 跟踪训练1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。 【答案】（1）2.1×105J；（2）25℃ 【详解】解：（1）根据公式Q吸=cmΔt可知，10kg的水升高5℃需要吸收的热量为 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×5℃=2.1×105J （2）根据公式Q吸=cmΔt可知，这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收，干泥土升高的温度为 答：（1）10kg的水升高5℃需要吸收的热量2.1×105J； （2）若这些热量全部被等质量的干泥土完全吸收，干泥土升高的温度为25℃。 跟踪训练2温度不同的两个物体相互接触后会发生热传递现象．若不计热量的损失，则当两个物体达到热平衡状态时，它们的温度是相同的，且高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即．若把质量为、温度为的热水与质量为、温度为的冷水混合（不计热损失），则热平衡时混合水的温度为多少摄氏度？〔水的比热容为〕 【答案】 【详解】设冷水温度从升高到t，吸收的热量为；热水温度从降低到t，放出的热量为，不计热损失，即,则 解得 跟踪训练3某金属球在炉火中被加热到，然后迅速投入质量为、初温为的某种液体中，达到热平衡后金属球的温度为。已知金属球的比热容为，不计热损失。此过程中，金属球放出的热量为。 (1)求金属球的质量； (2)求该液体的比热容； (3)取出金属球后，金属球表面不沾有该液体。若该液体再吸收的热量，求该液体的末温。（该液体没有沸腾） 【答案】(1) (2)4×103J/(kg·℃) (3) 【详解】解：（1）金属球的质量： （2）不计热量损失，该液体吸收的热量： 该液体的比热容： （3）该液体再吸收的热量后，该液体升高的温度： 所以该液体的末温： 答：（1）金属球的质量为；（2）该液体的比热容为4×103J/(kg·℃)；（3）该液体的末温为。 能力培优练 一、单选题 1．北方供暖系统用水循环散热。这是因为水的比热容较大。下列现象中不能反映水的这一特性的是（　　） A．福岛核电站受损后灌注海水降温 B．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 C．护士给“发烧”病人的额头上敷湿毛巾来降温 D．夜晚海边，从陆地向海面吹陆风 【答案】C 【详解】ABD．水的比热容较大，吸收相同热量温度升高的较少，放出相同热量温度降低的较少，故灌注海水降温、往稻田里灌水以防秧苗冻坏以及夜晚海边从陆地向海面吹陆风，都是反映水的比热容较大，故ABD不符合题意； C．护士给“发烧”病人的额头上敷湿毛巾来降温，是利用水蒸发吸热，故C符合题意。 故选C。 2．如图所示，为某液态物质发生物态变化时，温度随时间变化的图像，已知该物质单位时间内放出的热量相同，根据该图像做出的如下判断，其中正确的是（　　） A．该物质为非晶体 B．该物质发生的物态变化是熔化过程 C．在第10min到第20min过程中，该物质的内能保持不变 D．该物质固态时的比热容大于液态时的比热容 【答案】D 【详解】AB．由图可知，10~20min时间内，是该物质凝固过程，温度保持不变，故该物质为晶体，故AB错误； C．在第10min到第20min过程中，凝固放热，内能减少，故C错误； D．该物质在固态和液态时放出的热量相同，而该物质液态时的温度降低较快，所以液态时的比热容较小，故D正确。 故选D。 3.甲、乙两物体的质量相等，比热容不等。当它们升高相等的温度时（　　） A．比热容大的吸收的热量多 B．比热容小的吸收的热量多 C．甲、乙两物体吸收的热量一样多 D．两物体的初温不知道，无法判断吸热的多少 【答案】A 【详解】甲、乙两物体的质量相等，升高的温度相同，根据热量的计算公式可得，吸收的热量和比热容成正比，即比热容大的物体吸收的热量多，故BCD不符合题意；A符合题意。 故选A。 4．如图，这是我国先秦时期的蒸食用具，它由青铜材料铸造而成，分为上、下两部分：下半部是鬲（gé），样子像鼎，用子煮水；上半部是甑（zèng），底部有网眼，可通蒸汽，内部放置食物。下列说法中正确的是（    ） A．鬲内的水沸腾后，继续加热，水温将保持不变 B．水沸腾后，甑周围冒出的“白气”是由水蒸气吸热汽化形成的 C．停止加热后，鬲慢慢变凉，鬲里所盛水的内能保持不变 D．停止加热后，甑比盛有水的鬲凉得更快，是因为甑所用材料的比热容比水大 【答案】A 【详解】A．鬲内的水沸腾后，继续加热，水温将保持沸点不变，故A正确； B．水沸腾后，甑周围冒出的“白气”是由水蒸气遇冷放热液化形成的，故B错误； C．停止加热后，鬲慢慢变凉，鬲里所盛水不断放出热量，温度降低，内能减小，故C错误； D．停止加热后，甑比盛有水的鬲凉得更快，是因为甑所用材料导热性能好，相同时间内，散出的热量较多，故D错误。 故选A。 5．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。 6．甲物体的质量为2kg，乙、丙两物体质量均为1kg，三个物体温度均升高1℃，吸收的热量如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲的比热容比乙的大 B．温度均降低1℃时，乙比甲放出的热量多 C．甲的比热容为2400 J/(kg·℃) D．甲、丙的比热容之比为1∶2 【答案】D 【详解】A．由题意和图像可知，甲的质量是乙的2倍，它们升高相同的温度时，甲吸收的热量是乙的2倍，由有 可知甲、乙的比热容相同，故A错误； B．因甲、乙的比热容相同，甲的质量是乙的2倍，甲、乙两物体的温度均降低1℃时，由可知乙比甲放出的热量少，故B错误； C．根据吸热公式可得甲的比热容 故C错误； D．根据题意和图像可知，甲的质量是丙的2倍，它们升高相同的温度时，吸收的热量相同，根据可知，在吸热和升高的温度相同时，质量与比热容成反比，故它们的比热容之比为1∶2，故D正确。 故选D。 7．关于物质的比热容，下列说法正确的是（  ） A．比热容是物质的特性之一，它反映物质吸热或放热本领的大小 B．物质的比热容与物体吸收或放出的热量多少有关 C．温度高的铁钉比温度低的铁丝的比热容大 D．比热容与物质的质量、升高的温度有关 【答案】A 【详解】A．由比热容的定义可知，比热容反映了物质吸热或放热本领的大小，故A正确。 BCD．比热容是物质的一种特性，同一种物质，状态不变时，其比热容与温度高低、温度升高或降低的多少、质量的大小、吸收或放出热量的多少都无关，故BCD错误。 故选A。 8．小雨探究液体的凝固特点：先在两个相同容器中分别装入初温为20℃、质量为100g的水和某液体M，再各放入一个温度传感器，然后使它们冷却凝固。若单位时间内它们放出的热量相等，用测得的数据绘出两种物质温度随时间变化的图像，如图所示。已知，实验在标准大气压下进行，下列说法正确的是（　　） A．液体M的比热容为 B．液体M放热能力比水放热能力强 C．在时间段两种物质都是固液共存状态 D．从20℃刚好降到0℃时，水放出的热量小于M放出的热量 【答案】A 【详解】A．由图可知，上面物质的熔化图像中，熔点为0℃，下面物质的熔化图像中，熔点为-4℃，所以上面物质是水，下面物质是液体M；由题意可知，单位时间内它们放出的热量相等，则 由图可知，0~t2时间内，它们放出的热量相等，水由20℃降温到4℃，液体M由20℃降温到-4℃，则 则水和某液体M的质量相等，则液体M的比热容为 故A正确； B．由于水和某液体M的质量相等，单位时间内它们放出的热量相等，水的温度变化慢，所以水的放热能力强，故B错误； C．由图可知，液体M在时间段处于凝固过程中，是固液共存状态，水在时间段处于凝固过程中，是固液共存状态，故C错误； D．由图可知，从20℃刚好降到0℃时，水放热时间比液体M放热时间长，由于单位时间内它们放出的热量相等，所以水放出的热量大于M放出的热量，故D错误。 故选A。 9．下表是一些常见物质的比热容，以下结论错误的是（　　） 一些物质的比热容热容 物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1] 物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1] 水 4.2×103 铝 0.88×103 酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103 煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 色拉油 1.97×103 水银 0.14×103 沙石 约0.92×103 铅 0.13×103 A．比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容可能相同 B．比热容与物质的物态有关，固态物质的比热容可能比液态物质的小 C．比热容的定义式为，物体吸收的热量越多，升高的温度越低，物体的比热容越大 D．比热容表示的是质量相等的不同物质升高温度相同时，吸收的热量一般不同这一物理性质 【答案】C 【详解】AB．不同物质的比热容一般不同，比热容与物质的种类和状态有关，不同物质的比热容可能相同，由表中数据可知，水和冰的比热容不同、煤油与冰的比热容相同、大多数固态物质比热容小于液态物质的比热容，但水银是液态，它的比热容比其他固体的比热容要小，即固态物质的比热容可能比液态物质的小。故AB正确，不符合题意； C．比热容是物质的一种特性，与物体吸收的热量、升高的温度和质量无关，比热容的定义式，是比热容的计算式，不是决定式，故C错误，符合题意； D．不同物质的比热容一般不同，即质量相等的不同物质升高温度相同时，吸收的热量一般不同，比热容反映了物质的这一性质，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．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。 二、填空题 11．长春的冬天很冷，最低气温可达到，这样冷的天气里室内的暖气都用水作为供热物质，是因为水的 大；在室外候车的人们靠“哈气”暖手，这是利用 的方式增大手的内能。 【答案】 比热容 热传递 【详解】[1]水用来作为供暖的介质，是因为水的比热容较大，质量相同的水和其他物质，改变相同的温度，水放出的热量较多，取暖效果更好。 [2]嘴巴中哈出的气体温度较高，将热量传递给温度低的手，温度低的手吸收热量，内能变大，温度上升，这是通过热传递的方式改变了手的内能。 12．为了测量炉火温度，先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为的水中，结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则炉火的温度为 ℃。水的比热容为），金属块的比热容为。 【答案】1070 【详解】金属块放出的热量全部被水吸收，所以Q吸=Q放 即c金m金(t-t0金)=c水m水(t水-t0水) 带入数据0.42×103J/(kg·℃)×0.1kg×(t-70℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃) 炉火的温度为t=1070℃ 13．在一个标准大气压下，质量为2kg，温度是30℃的水，吸收7.56×105J的热量之后，温度将升高 ℃。[c水=4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】70 【详解】由吸热公式Q吸=c水m(t-t0)可知，水吸收热量后可以升高到的温度 水在标准大气压下的沸点为100℃，水在沸腾过程中吸收热量，温度保持不变，故水吸收热量后温度最高达到100℃，故水的温度将升高 Δt=100℃-30℃=70℃ 三、实验题 14．小明想探究冷水给高温物体降温的效果，做了以下实验。 (1)如图1甲，在两只相同的烧杯里装入质量相同的水和食用油，比较它们的吸热能力： ①实验中，应选择 规格的电加热器： ②实验过程中，加热相同的时间，通过观察 来比较它们的吸热能力不同； ③图1乙是根据实验数据绘制的图像，则B物质是 ； (2)如图2甲所示，将热汤放在冷水中，图乙反映了两者的温度变化； ①分析可知，0~5分钟过程中，内能在减小的是 ； ②在第10分钟时，两者之间 热传递： ③依据图像 比较热汤和冷水的比热容。 【答案】(1) 相同 温度计升高的温度 食用油 (2) 热汤 不发生 不能 【详解】（1）[1]实验中，相同的电加热器相同时间放出的热量相同，为了便于比较，应该用相同的电热器对液体进行加热，使得相同时间内两种液体吸热相同。 [2]根据比较不同物质吸热能力的方法，实验过程中，给相同质量的不同物质加热相同的时间，使它们吸收相同的热量，通过比较温度计升高的温度来比较它们的吸热能力不同，升温多的比热容小。 [3]由图乙可知，A、B升高相同的温度，A需要加热时间比B长，则A需要吸收的热量多，所以A的比热容较大，为水，则B是食用油。 （2） [1]将热汤放在冷水中，热汤的温度高于冷水的温度，由图2可知，0~5分钟过程中，热汤放出热量，内能减小，温度降低。 [2]由图2可知，在第10min时，热汤和冷水的温度相同，此时，两者之间不发生热传递。 [3]由于不知道热汤和冷水之间的质量关系，故依据图像不能比较热汤和冷水的比热容。 15．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 【答案】(1) 天平和停表 加热时间 (2) 甲、乙 5∶3 (3)BC 【详解】（1）[1][2]探究不同物质吸热升温的现象，方法一是质量相等的不同物质加热相同时间比较升高的温度；方法二是质量相等的不同物质升高相同的温度比较加热的时间。所以除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平、停表；测量加热时间的目的是：通过加热时间来反映物质吸收的热量，这种方法叫转换法。 （2）[1][2]在探究实验二时：需燃烧相同质量的不同燃料，给质量相同的同种液体加热，比较液体升高的温度，所以应选用甲、乙两组器材；由图丁可知，燃料1所加热液体a温度升高50℃，燃料1所加热液体a温度升高30℃，且液体质量相同，比热容相同，根据公式可知，两次实验液体a吸热的热量之比为 燃料放出的热量全部被液体吸收，则燃料1与燃料2完全燃烧放出的热量之比为 燃料质量相同，则燃料1和2的热值之比是 （3）A．探究不同物质吸热升温的现象，需要燃烧的燃料种类相同，但所加燃料的质量不一定相等；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，燃料的质量要相等，故A错误； B. 不论是探究不同物质吸热升温的现象还是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，都要控制被加热液体的质量相等，故B正确； C. 探究不同物质吸热升温的现象，通过加热时间的多少反映出物质吸收热量的多少，质量相等的不同液体，加热相同时间，吸收相等热量，温度计示数变化小的吸热能力强；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映燃料放出热量的多少，再结合质量相等得出结论，故C正确。 故选BC。 四、计算题 16．“淬火”是金属热处理工艺之一，即把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一块质量为20g的铁制品加热到，将它投入某种液体中，该液体的初温是，质量是368g，铁制品和液体的温度达到后不再变化。不考虑周围环境的影响和热损失，铁的比热容为。求： (1)铁制品放出的热量； (2)该液体的比热容。 【答案】(1)7360J (2) 【详解】（1）铁制品放出的热量 （2）不考虑周围环境的影响和热损失，液体吸收的热量 由可知，该液体的比热容 17．【新定义】热量的单位有两种，一种是国际单位焦耳，简称“焦”；另一种是“卡路里”，简称“卡”，这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的：在1个大气压下，将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。 (1)1卡合多少焦耳； (2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡？ (3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量，使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃，求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 【答案】(1)4.2J (2)1.3×105卡 (3)2.52×104J 【详解】（1） 由题知，1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡，m水=1g=0.001kg，1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J 故1卡=4.2J。 （2） 茗茗消耗的能量 （3）运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J 运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。 18．晚饭后小明和奶奶在客厅看电视，奶奶口渴了，小明就拿出一盒牛奶准备烫热后给奶奶喝，他发现整箱牛奶的参数如图所示，已知，，。 (1)这盒牛奶的质量是多少kg？ (2)已知牛奶的初温是20℃，小明想用热水将其烫热，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量是多少？ 【答案】(1)0.255kg (2)12750J 【详解】（1）由图可知，这盒牛奶的容积为250mL，则这盒牛奶的质量 （2）牛奶的初温是20℃，要达到40℃，则这个过程中牛奶吸收的热量 链接中考 1.（2025·重庆·中考真题）我国研发的新型碳纤维复合材料比热容大，密度约为钢的四分之一（）。关于该复合材料说法正确的是（　　） A．比热容大说明吸热能力弱 B．放入水中一定处于漂浮状态 C．飞机大量使用该材料可增加自重 D．与等质量的实心钢相比体积更大 【答案】D 【详解】A．比热容大是描述物质吸热放热能力的物理量，比热容大说明吸热能力强，故A错误； B．复合材料密度约为 根据物体的浮沉条件可知放入水中会下沉，故B错误； C．该材料密度小，约为钢的四分之一，根据，体积不变的情况下大量使用后飞机质量减小，故C错误； D．由公式，质量相同时，密度越小体积越大。复合材料密度约为钢的四分之一，则与等质量的实心钢相比复合材料的体积更大，故D正确。 故选D。 2．（2025·重庆·中考真题）火锅是重庆饮食文化的一张名片，熬制锅底时，将质量为的水加热升高50℃，水吸收的热量是 J：锅内的食材是通过 的方式增加了内能。 【答案】 4.2×105 热传递 【详解】[1]水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J [2]此过程中，食材吸收了热量，使食材的内能增加,温度升高，是通过热传递方式改变物体的内能的。 3．（2025·上海·中考真题）质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 焦，“九天”无人机向斜上方匀速运动时，其惯性 ，机械能 （后2空均选填“增大”、“不变”、“减小”）。 【答案】 4.2×105 不变 增大 【详解】[1]质量为2kg的水升高50℃所吸收的热量为 [2]由于惯性大小只与质量大小有关，所以“九天”无人机向斜上方匀速运时，质量不变，其惯性不变。 [3]“九天”无人机向斜上方匀速运动时，质量不变，速度不变，则动能不变，高度升高，则重力势能增大，由于机械能等于动能与势能之和，所以机械能增大。 4．（2025·湖北武汉·中考真题）某小组在探究萘熔化过程温度的变化规律时，每隔1min记录一次温度，得到如图所示的温度随时间变化的图象。分析图象可知： (1)萘的熔点为 ℃，从萘开始熔化到所有萘完全熔化大约持续了 （填“10”“15”“25”或“35”）min； (2)萘在AB段和CD段升温较慢的是 段，可能是因为固态萘的比热容 液态萘的比热容。 【答案】(1) 80 15 (2) CD 小于 【详解】（1）[1][2]由图可知，BC段是萘的熔化过程，熔化的温度是80℃，萘的熔点为80℃，第10min到第25min是萘的熔化过程，从萘开始熔化到所有萘完全熔化大约持续了25min-10min=15min （2）[1][2]由图可知，AB段的时间是10min，升高的温度是80℃-50℃=30℃ CD段的时间是10min，升高的温度是100℃-80℃=20℃ 所以CD段升温较慢，两段加热时间相同，即吸收的热量相同，质量相同，液态萘的比热容的比热容较大，由Q=cmΔt可知，CD段升温较慢。 5．（2025·甘肃兰州·中考真题）阅读短文，回答问题。 燃气热水器是一种高效、快捷的洗浴设备，图示为某款燃气热水器的结构、原理图。使用热水器时，先通电，绿色指示灯亮起，再打开冷水阀和燃气管上的燃气阀。之后打开热水阀时，电子点火器点火，燃气在燃烧器内燃烧，产生1700℃的高温烟气，此时红色指示灯亮起，同时风机工作，高温烟气上升，流经热交换器，将从A处流入热交换器的冷水加热，产生的热水从B处源源不断流出热交换器，低温烟气从排烟管排出。关闭热水阀时，热水器停止加热。该燃气热水器的技术参数如表所示，“额定耗气量”的含义是：热水器正常工作1小时消耗的燃气体积。 适用燃气 天然气 热值 3×107J/m3 额定耗气量 1.8m3/h 燃气热水器的热效率通常指热水器有效利用热量的效率，能效等级是根据热效率来划分的，其中三级能效的热效率不得低于84%，二级能效的热效率不得低于88%，而一级能效的热效率则不得低于96%。 (1)某次洗浴，热交换器在10min内将质量为100kg的水的温度升高20℃，则该过程中水吸收的热量为 J。（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） (2)此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min。若该过程燃气完全燃烧，则放出的热量为 J。 (3)请根据计算判断该燃气热水器的能效等级属于 级。 【答案】(1)8.4×106 (2)9×106 (3)二 【详解】（1）该过程中水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×20℃＝8.4×106J （2）此次洗浴，燃气热水器以额定耗气量正常工作10min消耗的天然气为 则该过程燃气完全燃烧放出的热量为 （3）燃气热水器的热效率为故该燃气热水器的能效等级属于二级。 试卷第1页 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