内容正文:
专题13.1 热量 比热容
(知识梳理+9个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共52题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01: 热量 (Q) 1
知识点梳理02:比热容 (c) 2
知识点梳理03:热量的计算 (Q = cmΔt) 4
优选题型 考点讲练 4
考点1:不同物质的吸热本领 4
考点2:比热容的概念、单位和物理意义 6
考点3:比热容的定义式 7
考点4:生活中的比热容问题 8
考点5:计算物体温度变化时的吸放热 8
考点6:比热容的比例计算 9
考点7:热平衡方程及其应用 10
考点8:冷热混合时的温度变化和热交换 10
考点9:水的比热容特点及应用 11
中考真题 实战演练 12
难度分层 拔尖冲刺 14
基础夯实 14
培优拔高 16
知识点梳理01: 热量 (Q)
我们已经学过温度,知道温度是表示物体冷热程度的物理量。那么,物体吸收或放出“热”的多少,用什么物理量来描述呢?
1.概念引入:
(1)烧开水时,水吸收了“热”,温度升高;
(2)一杯热水放在桌上,会放出“热”,温度降低,直到与室温相同。
(3)这里的“热”,在物理学中,我们称之为热量。
2.定义: 在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。
(1)关键词: “热传递过程中”、“传递能量的多少”。
(2)这意味着,热量是一个过程量,它描述的是能量转移了多少,而不是物体“含有”多少热。我们不能说“某个物体含有多少热量”,而应该说“某个物体吸收了多少热量”或“放出了多少热量”。
3.单位: 热量的单位与能量的单位相同,都是焦耳,简称焦,符号是 J。(有时也用“卡”,但国际单位制中是焦耳)
4.符号: 通常用字母 Q 表示热量。
5.热传递的条件: 存在温度差。热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,或者从物体的高温部分向低温部分传递,直到温度相同为止。
思考与讨论:一个高温物体和一个低温物体接触,高温物体温度降低,它放出了热量;低温物体温度升高,它吸收了热量。
知识点梳理02:比热容 (c)
我们来看一个常见的现象:夏天,同样在太阳的照射下,沙滩上的沙子很快就变热了,而海水却升温较慢;傍晚,沙子很快凉下来,海水却仍然比较温暖。这是为什么呢?
1.探究:比较不同物质的吸热能力 (课本实验思路)
(1)猜想: 不同物质,在质量相同、升高相同温度时,吸收的热量是否相同?
(2)实验设计:
①取质量相同的水和食用油(或沙子、煤油等)。
②用相同的热源(如相同的电加热器或酒精灯,并且加热方式相同)给它们加热,使它们升高相同的温度。
③观察并比较它们吸收热量的多少(可以通过比较加热时间的长短来判断,因为相同热源在相同时间内放出的热量相同,物体吸收的热量也近似相同)。
(3)实验现象: 质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水需要加热的时间更长。
(4)实验结论: 不同物质,在质量相同、升高相同温度时,吸收的热量是不同的。这表明,不同物质的吸热能力是不同的。
2.比热容的定义: 为了描述物质的这种特性,我们引入“比热容”的概念。 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,叫做这种物质的比热容。
(1)关键词:“单位质量”、“温度升高(或降低)1℃”、“吸收(或放出)的热量”。
3.比热容的符号: c
4.比热容的单位: 在国际单位制中,比热容的单位是 焦每千克摄氏度,符号是 J/(kg·℃)。
(1)读作:“焦耳每千克摄氏度”。
(2)物理意义:1千克的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是多少焦耳。
5.水的比热容:
(1)水的比热容是一个非常重要的数值:c水 = 4.2 × 10³ J/(kg·℃)
①物理意义:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是4.2 × 10³ J。
②观察课本上的“一些物质的比热容表”(如下图),你会发现:水的比热容在常见的物质中是比较大的。
6.比热容是物质的一种特性:
(1)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。
(2)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关。例如,水和冰的比热容不同。
(3)比热容的大小与物质的质量多少、温度高低、吸收或放出热量的多少无关。它只由物质本身的种类和状态决定。
7.比热容的应用: 水的比热容大这一特性,在生活和生产中有广泛的应用。
(1)调节气候: 沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大,就是因为水的比热容比砂石大。白天,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,水升温慢;夜晚,放出相同的热量,水降温也慢。
(2)取暖和冷却: 暖气片中用水作为传热介质;汽车发动机用水来冷却,都是因为水的比热容大,在质量相同、温度变化相同时,水能吸收或放出更多的热量。
知识点梳理03:热量的计算 (Q = cmΔt)
知道了物质的比热容,我们就可以计算物体在温度变化时吸收或放出的热量了。
1.计算公式: 当物体的温度升高时,吸收的热量为: Q吸 = c m (t - t₀) 当物体的温度降低时,放出的热量为: Q放 = c m (t₀ - t) 其中:
(1)Q 表示吸收或放出的热量 (单位:J)
(2)c 表示物质的比热容 (单位:J/(kg·℃))
(3)m 表示物体的质量 (单位:kg)
(4)t₀ 表示物体的初温 (单位:℃)
(5)t 表示物体的末温 (单位:℃)
(6)(t - t₀) 或 (t₀ - t) 表示温度的变化量,用 Δt (读作“德尔塔 t”) 表示,即 Δt = |t - t₀|。所以,热量公式也可统一写为: Q = c m Δt (计算时,Δt取正值,Q的正负由吸热或放热决定,初中阶段一般只计算Q的大小,不考虑正负,直接用温度差的绝对值代入。)
2.公式理解与应用:
(1)这个公式表明,物体吸收或放出的热量与物质的比热容、物体的质量以及温度的变化量都有关系。
(2)使用公式时,要注意各物理量的单位必须统一:c用J/(kg·℃),m用kg,Δt用℃,Q才是J。
考点1:不同物质的吸热本领
【典例精讲】(25-26九年级上·河南驻马店·开学考试)在探究“不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)在此实验中,除图中所示的器材外,还需要的测量仪器有天平和 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量,本实验可根据 来反映两种物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“升高的温度”);
(2)实验中应量取 (选填“质量”、“体积”或“温度”)相同的甲、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。当它们吸收相同热量时,通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来判断不同物质吸热能力的强弱;
(3)分析表中数据可知:从开始加热到,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 ;(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)分析实验数据可知: 物质的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
【变式训练01】(25-26九年级上·吉林长春·开学考试)在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中。实验装置如图所示,实验获得的数据如表。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
35
40
45
50
乙的温度/℃
10
20
30
40
50
(1)使用相同规格的电加热器,分别给质量 的甲、乙两种液体加热;
(2)根据表格中的数据,从开始加热到4分钟,甲、乙两种液体升高温度的关系为△t甲 △t乙,吸收热量的关系为Q甲 Q乙;
(3)分析数据可知,当甲、乙两种液体升高相同的温度时,甲液体吸收的热量比乙液体更 ,所以甲液体的比热容比乙液体更 ;100g的水从20℃加热了40℃,吸收了 J。
【变式训练02】(24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)为了比较水和食用油的吸热能力,物理兴趣小组用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
(1)这个实验中水和食用油的质量应该 (选填“相同”或“不相同”);并且还要控制两个酒精灯完全一样,这是为了使液体 相同;
(2)小明的实验数据记录如表所示,在实验过程中通过比较 来判断水和
食用油吸热能力的大小关系;
(3)由表中数据可知,在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同, 加热更长的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
考点2:比热容的概念、单位和物理意义
【典例精讲】(25-26九年级上·吉林长春·开学考试)下表是一些物质的比热容[单位],根据表中数据和生活现象,下列判断中正确的是( )
水
铝
煤油、冰
铁、钢
砂石
约
铜
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)热量 比热容
(1)加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。
(2)比热容是物质的一种 ,与物质的种类和 ,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)(1)物理学规定:比热容的大小等于一定 的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的 和升高(或降低)温度的乘积之 。比热容用字母 表示,其常用单位是;
(2)当温度升高时,比热容的计算公式:
: 的热量;
:物体质量;
:物体 温度;
物体 温度;
(3)同种物质温度降低所放出的热量与温度升高所吸收的热量是 的。
考点3:比热容的定义式
【典例精讲】(25-26九年级上·重庆·开学考试)若甲、乙两种物质比热容之比是1:2,质量之比是2:3,升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是 ;若甲、乙两个物体的体积相同,放出相同的热量后,它们降低的温度之比为1:2,密度之比为3:2,则它们的比热容之比为 。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为,温度变化如图所示[水的比热容大于煤油的比热容,]。求:
(1)水的质量。
(2)煤油的比热容。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)在利用计算物体吸收(或放出)的热量时,物体质量的单位是 。由可推导出计算物体质量的公式:m= ;计算物体比热容的公式:c= ;计算物体的温度变化量的公式: 。
考点4:生活中的比热容问题
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆地的土地( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课前预习)水的比热容较大,当环境温度变化较快的时候,水的温度变化相对较 。因而在生活中有很多应用,如暖气用水作介质、汽车冷却液、调节温度等。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)比热容的应用
(1)质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质温度变化较 。
(2)生产生活中,有不少事例利用了 的特性。例如,人们培育秧苗时,为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏,常常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出,从而达到防冻的目的。再如,人们用冷水冷却发动机,用热水取暖等。
考点5:计算物体温度变化时的吸放热
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)在标准大气压下,将一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。求:[]
(1)水升高的温度。
(2)水吸收的热量。
(3)继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中,经过一段时间,它们的温度随时间变化的图像如图所示,奶制品与热水的质量相同,则代表奶的温度变化图像的是 (选填“甲”或“乙”)。从图像可以发现,甲、乙的比热容之比为 。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示,小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤,已知锅内汤的质量为,汤的初温为,电热锅每分钟产生的热量,且全部被汤吸收,汤的比热容为,则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度?
考点6:比热容的比例计算
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)甲、乙两物体质量之比为,甲物体温度降低,乙物体温度升高时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲、乙两物体比热容之比是( )
A. B. C. D.
【变式训练01】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)同种物质组成的甲、乙两个物体,质量之比为,吸收的热量之比为,则甲、乙两个物体的比热容之比为 ,升高的温度之比为 .
【变式训练02】(24-25九年级上·江苏常州·期末)甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高15℃,乙物体温度升高30℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲物质的比热容是乙的比热容的( )
A.0.25倍 B.1倍 C.2倍 D.4倍
考点7:热平衡方程及其应用
【典例精讲】(25-26九年级上·山东青岛·阶段练习)一保温杯中装有质量为200g,温度为25℃的水。将一个质量为100g,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4.2×103J/(kg•℃),求该金属块的比热容。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)母亲节这天,小明同学准备给妈妈洗脚,盆里有质量为、初温为20℃的冷水,现在想兑成45℃的温水,需要往盆中加入多少千克温度为95℃的热水?[,不考虑热量散失]
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中,最后温度为40℃,热水的温度下降了 ℃,热水放出的热量为 J,如果不计热损耗,冷水吸收的热量为 J,冷水的温度升高了 ℃,冷水的初温是 ℃。[]
考点8:冷热混合时的温度变化和热交换
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业) “睡前常泡热水脚,舒筋活络睡眠好。”小丽需用温度为的水泡脚,便把的热水与的冷水混合.若混合过程中没有热量的损失,求:
(1)冷水吸收的热量。
(2)所需热水的质量。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·周测)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〕
【变式训练02】(24-25九年级上·安徽宿州·期中)如图所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设热水放出的热量全部被冷水吸收,由图中信息可知冷水与热水的质量之比是 。
考点9:水的比热容特点及应用
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)下图是某公司设置在海底的一个数据中心,它运行时产生的热量被水吸收,可以很好地解决冷却降温的问题,这是利用了水的 较大的特点。通常情况下,与相同质量的其他物质相比,在升高相同的温度时,水吸收的热量较 ,冷却效果较好。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·随堂练习)由于水的比热容较大,所以用水做 剂和 剂;水对气温有影响,使沿海地区冬暖夏凉,昼夜温差较 。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课前预习)如图所示,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和食用油,比较它们的吸热情况。
(1)小明应在两个烧杯内分别加入 (选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油。
(2)为了便于比较,实验中要求两烧杯中放入规格 的电加热器,目的是 。
(3)水和食用油吸收热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的,这运用了 法。实验中还用到的方法是 法。
(4)分析下表中的数据可知,要使水和食用油升高相同的温度,则需要给水加热 (选填“更长”或“更短”)的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量。
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
6
30
食用油
20
3
30
(5)实验表明: (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。为了比较物质吸热本领的强弱,物理学中引入了比热容的概念。
1.(2025·河南周口·中考真题)小明用如图1所示的装置做“比较不同物质吸热的情况”的实验。
(1)实验器材包括相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及 (填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油;选取两个相同规格的电加热器进行实验是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少。
(2)实验中选取初温和质量都相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热相同时间,通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱。
(3)根据实验数据得到温度随时间变化的图像如图2所示,分析可知: (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
2.(2025·福建泉州·中考真题)如图,漂浮水稻种植技术采用轻质且不污染水质的化学材料板为浮体,在浮体上按行株距要求制有固植孔,并在其贴水面上制有横竖交叉并连通固植孔的通气沟,水稻秧苗根部用海绵包裹后插入固植孔内,将浮体漂浮在水面上实现漂浮种植。请回答:
(1)水稻种植区气温变化一般不会太大的原因;
(2)水稻从种植到成熟,浮体的位置是会上浮一些,下沉一些,还是不变?请结合浮力的相关知识分析说明。
3.(2025·四川成都·中考真题)小丽用图甲装置进行实验,两个完全相同的试管各装入20g甘油和水,用水浴法加热。它们的温度随时间变化图像如图乙,温度上升时单位时间内试管里甘油与水吸收的热量相等。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),甘油的沸点为290℃,气压为标准大气压。下列说法正确的是( )
A.加热时间越长,甘油温度越高
B.0~6min甘油吸收的热量为2.4×103J
C.6~10.5min甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同,所以它们吸热能力一样
4.(2025·江苏无锡·中考真题)某固态物体的质量为m,比热容为c,用恒功率热源对它加热至时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中温度T随时间t的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在时间段,该物体吸收的热量为
B.该物质时间段的比热容大于时间段的比热容
C.在时间段,该物质的比热容不变
D.在时间段,该物体放出的热量为
5.(2025·湖北武汉·中考真题)若将一杯的水倒掉一半,杯中剩余水的比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”)。标准大气压下,若将这杯的水从20℃加热至沸腾,则该过程水吸收的热量为 ,沸腾后继续加热,杯中水的内能 (选填“增加”“不变”或“减少”)。
基础夯实
1.(25-26九年级上·甘肃武威·开学考试)小明随爸爸在烈日当空的河边玩耍,他发现脚踩在沙子上很烫,而踩在河水里却凉凉的,这是因为水的比热容较大,水的比热容为,它表示的意思是( )
A.1kg的水吸收的热量是
B.质量为1kg的水,温度升高1℃时,吸收的热量
C.水每升高1℃吸收的热量为
D.质量为1kg的水温度降低10℃,放出的热量是
2.(2025·广西玉林·三模)我国南方地区在夏季时会用水浸泡着秧苗的底部以防止其被晒伤,这是利用了水以下的哪个特性( )
A.质量大 B.比热容大 C.密度大 D.热值大
3.(25-26九年级上·山西阳泉·开学考试)质量为2kg的水,温度从20℃升高到50℃,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
A.水从20℃升高到50℃,其比热容变大
B.水从20℃升高到50℃,其内能变大
C.此过程通过做功的方式改变了水的内能
D.此过程水吸收的热量是2.52×104J
4.(25-26九年级上·广东汕头·阶段练习)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是因为砂石与水的 不同;花香扑鼻,这是 现象;气温越高,花香越浓郁,这说明温度越高,分子的热运动越 。
5.(25-26九年级上·河南驻马店·开学考试)“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为的酒,在溪水上流动时会降低酒的温度,则酒的内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);流动过程中,酒的温度从30℃降低至,会放出 的热量。
6.(25-26九年级上·重庆·开学考试)英国著名的发明家、物理学家瓦特在第一次工业革命中改良了蒸汽机,使人类进入了“蒸汽时代”;为了纪念他做出的杰出贡献,物理学界将他的名字作为 (填物理量)的单位;沿海地区的昼夜温差比沙漠地区小,这是由于水的 (填物理量名称)较大的缘故。
7.(25-26九年级上·江西·阶段练习)运载火箭点火后向下喷出熊熊烈焰,使火箭上升,发射台下水池内的水用来吸热降温,这是利用了水的 大的特性;火箭高速飞行时,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过 的方式改变外壳的内能。
8.(2025·湖南长沙·二模)水是生命之源,在大自然和人类生活中扮演着至关重要的角色。城市公园中通过修建池塘来调节气温,汽车发动机一般利用循环流动的水来进行冷却,家里的“暖气”也是用水作为介质散热的,这都是利用了水的什么性质?请你从中挑选一个事例具体说明为什么要利用这一特性。
9.(25-26九年级上·河南开封·阶段练习)做出水吸热过程中其比热容随时间变化的图像,并标出坐标符号和单位。
10.(25-26九年级上·全国·课后作业)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,如图所示。
(1)图甲的实验装置中有一处明显的错误,错误之处是 。
(2)更正错误后继续实验,加热过程中用玻璃棒搅拌的目的是 。
(3)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的 (选填“大”或“小”)。
(4)比较全班不同小组的实验数据,发现各小组的实验数据之间有较大的差异,可能原因是 (请写出一条)。
(5)另一小组的小华用图丙装置做同样的实验,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,实验中选用同一热源加热,目的是使水和沙石在相等时间内 。该实验通过观察 来比较比热容的大小。
培优拔高
11.(2025·安徽淮北·三模)将初温为质量为500g的物块,放入初温为质量为1kg的水中。一段时间后,水放出热量的被物块吸收。水温降低到。已知水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.物块吸收的热量为 B.水放出的总热量为
C.物块的比热容为 D.损失的热量为
12.(2025·江苏南通·中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
13.(25-26九年级上·山西·开学考试)海南的湿地是野生动物的栖息天堂,在调节气候,净化水质,供给资源上有着举足轻重的地位。其中能调节温度主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.质量大 D.热值大
14.(25-26九年级上·河南开封·阶段练习)很多家庭采用“水地暖”取暖,在地板下埋置管道,让热水在管道内循环流动来加热整个地板进行供热。小华认为其中的道理是:在质量相同,放出的热量相同时,由于水的比热容比较大,所以水降低的温度较多,故“水地暖”要以水为媒介。你认为小华的说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是:在质量和降低的温度相同时, 。
15.(2025·吉林·二模)茶是世界三大饮品之一,起源于中国,盛行于世界。如图所示茶壶利用了 的原理,方便倒出茶水。用热水冲泡茶叶时,茶叶温度升高,这是通过 的方式改变茶叶的内能。壶内茶水的温度降低缓慢,是由于水的 较大所致。冲泡好的茶,香味四溢,这是 现象。
16.(25-26九年级上·甘肃武威·开学考试)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 。
17.(25-26九年级上·全国·随堂练习)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 (选填“相同”或“不同”)。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 (选填“一大桶酒精”或“一滴水”)。
18.(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)一壶体积为、温度为的水,加热到。已知,,。求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
19.(25-26九年级上·全国·单元测试)将质量为的铅块加热到,然后投入温度为、质量为的煤油中,测出混合后煤油的最高温度为,不计热损失。求:
(1)铅块放出的热量。
(2)煤油的比热容。(结果用科学记数法表示,保留到小数点后两位)
20.(2025·四川绵阳·模拟预测)在探究热现象的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了探究固体在熔化时温度的变化规律,应选用多种固体分别实验。在实验中,除了记录加热时间外,还要观察的现象和记录的数据分别是 和温度的变化。
(2)为了使试管中的物质受热均匀,且便于记录各时间段的温度值,小明应选用 (填“甲”或“乙”)装置来进行实验。
(3)图丙是某小组根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知:“AB”段和“CD”段比较,它们吸热时间相同,但升高的温度不同,这是因为这两段物质的 不同。
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专题13.1 热量 比热容
(知识梳理+9个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共52题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01: 热量 (Q) 1
知识点梳理02:比热容 (c) 2
知识点梳理03:热量的计算 (Q = cmΔt) 4
优选题型 考点讲练 4
考点1:不同物质的吸热本领 4
考点2:比热容的概念、单位和物理意义 8
考点3:比热容的定义式 9
考点4:生活中的比热容问题 11
考点5:计算物体温度变化时的吸放热 12
考点6:比热容的比例计算 14
考点7:热平衡方程及其应用 15
考点8:冷热混合时的温度变化和热交换 16
考点9:水的比热容特点及应用 17
中考真题 实战演练 19
难度分层 拔尖冲刺 23
基础夯实 23
培优拔高 28
知识点梳理01: 热量 (Q)
我们已经学过温度,知道温度是表示物体冷热程度的物理量。那么,物体吸收或放出“热”的多少,用什么物理量来描述呢?
1.概念引入:
(1)烧开水时,水吸收了“热”,温度升高;
(2)一杯热水放在桌上,会放出“热”,温度降低,直到与室温相同。
(3)这里的“热”,在物理学中,我们称之为热量。
2.定义: 在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。
(1)关键词: “热传递过程中”、“传递能量的多少”。
(2)这意味着,热量是一个过程量,它描述的是能量转移了多少,而不是物体“含有”多少热。我们不能说“某个物体含有多少热量”,而应该说“某个物体吸收了多少热量”或“放出了多少热量”。
3.单位: 热量的单位与能量的单位相同,都是焦耳,简称焦,符号是 J。(有时也用“卡”,但国际单位制中是焦耳)
4.符号: 通常用字母 Q 表示热量。
5.热传递的条件: 存在温度差。热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,或者从物体的高温部分向低温部分传递,直到温度相同为止。
思考与讨论:一个高温物体和一个低温物体接触,高温物体温度降低,它放出了热量;低温物体温度升高,它吸收了热量。
知识点梳理02:比热容 (c)
我们来看一个常见的现象:夏天,同样在太阳的照射下,沙滩上的沙子很快就变热了,而海水却升温较慢;傍晚,沙子很快凉下来,海水却仍然比较温暖。这是为什么呢?
1.探究:比较不同物质的吸热能力 (课本实验思路)
(1)猜想: 不同物质,在质量相同、升高相同温度时,吸收的热量是否相同?
(2)实验设计:
①取质量相同的水和食用油(或沙子、煤油等)。
②用相同的热源(如相同的电加热器或酒精灯,并且加热方式相同)给它们加热,使它们升高相同的温度。
③观察并比较它们吸收热量的多少(可以通过比较加热时间的长短来判断,因为相同热源在相同时间内放出的热量相同,物体吸收的热量也近似相同)。
(3)实验现象: 质量相同的水和食用油,升高相同的温度时,水需要加热的时间更长。
(4)实验结论: 不同物质,在质量相同、升高相同温度时,吸收的热量是不同的。这表明,不同物质的吸热能力是不同的。
2.比热容的定义: 为了描述物质的这种特性,我们引入“比热容”的概念。 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,叫做这种物质的比热容。
(1)关键词:“单位质量”、“温度升高(或降低)1℃”、“吸收(或放出)的热量”。
3.比热容的符号: c
4.比热容的单位: 在国际单位制中,比热容的单位是 焦每千克摄氏度,符号是 J/(kg·℃)。
(1)读作:“焦耳每千克摄氏度”。
(2)物理意义:1千克的某种物质,温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是多少焦耳。
5.水的比热容:
(1)水的比热容是一个非常重要的数值:c水 = 4.2 × 10³ J/(kg·℃)
①物理意义:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量是4.2 × 10³ J。
②观察课本上的“一些物质的比热容表”(如下图),你会发现:水的比热容在常见的物质中是比较大的。
6.比热容是物质的一种特性:
(1)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。
(2)对于同一种物质,比热容的值还与物质的状态有关。例如,水和冰的比热容不同。
(3)比热容的大小与物质的质量多少、温度高低、吸收或放出热量的多少无关。它只由物质本身的种类和状态决定。
7.比热容的应用: 水的比热容大这一特性,在生活和生产中有广泛的应用。
(1)调节气候: 沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大,就是因为水的比热容比砂石大。白天,相同质量的水和砂石吸收相同的热量,水升温慢;夜晚,放出相同的热量,水降温也慢。
(2)取暖和冷却: 暖气片中用水作为传热介质;汽车发动机用水来冷却,都是因为水的比热容大,在质量相同、温度变化相同时,水能吸收或放出更多的热量。
知识点梳理03:热量的计算 (Q = cmΔt)
知道了物质的比热容,我们就可以计算物体在温度变化时吸收或放出的热量了。
1.计算公式: 当物体的温度升高时,吸收的热量为: Q吸 = c m (t - t₀) 当物体的温度降低时,放出的热量为: Q放 = c m (t₀ - t) 其中:
(1)Q 表示吸收或放出的热量 (单位:J)
(2)c 表示物质的比热容 (单位:J/(kg·℃))
(3)m 表示物体的质量 (单位:kg)
(4)t₀ 表示物体的初温 (单位:℃)
(5)t 表示物体的末温 (单位:℃)
(6)(t - t₀) 或 (t₀ - t) 表示温度的变化量,用 Δt (读作“德尔塔 t”) 表示,即 Δt = |t - t₀|。所以,热量公式也可统一写为: Q = c m Δt (计算时,Δt取正值,Q的正负由吸热或放热决定,初中阶段一般只计算Q的大小,不考虑正负,直接用温度差的绝对值代入。)
2.公式理解与应用:
(1)这个公式表明,物体吸收或放出的热量与物质的比热容、物体的质量以及温度的变化量都有关系。
(2)使用公式时,要注意各物理量的单位必须统一:c用J/(kg·℃),m用kg,Δt用℃,Q才是J。
考点1:不同物质的吸热本领
【典例精讲】(25-26九年级上·河南驻马店·开学考试)在探究“不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)在此实验中,除图中所示的器材外,还需要的测量仪器有天平和 。由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量,本实验可根据 来反映两种物质吸收热量的多少(选填“加热时间”或“升高的温度”);
(2)实验中应量取 (选填“质量”、“体积”或“温度”)相同的甲、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。当它们吸收相同热量时,通过比较 (选填“加热时间”或“升高的温度”)来判断不同物质吸热能力的强弱;
(3)分析表中数据可知:从开始加热到,甲、乙两种液体吸收热量的关系为 ;(选填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)分析实验数据可知: 物质的吸热能力强(选填“甲”或“乙”)。
【答案】(1) 秒表 加热时间
(2) 质量 升高的温度
(3)小于
(4)甲
【规范解答】(1)[1]实验中要测量加热时间的长短,所以需要时间的测量仪器秒表。
[2]水和食用油相同时间吸收热量相同,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。
(2)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,实验中应量取质量相同的甲乙液体,故实验中应量取质量相同的甲、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。
[2]加热相同时间,当它们吸收相同热量时,通过比较升高的温度来判断不同物质吸热能力的强弱,升高温度越低,吸热能力越强。
(3)根据记录的数据知,从开始加热到42℃,甲、乙两种液体加热时间分别为3分钟和4分钟,由转换法,甲乙吸收热量的关系为Q甲小于Q乙。
(4)根据实验数据可知,从34℃升高到42℃,甲、乙所用的时间为2分钟和1分钟,甲吸收热量更多,根据比较吸热能力的方法,故甲物质的吸热能力强。
【变式训练01】(25-26九年级上·吉林长春·开学考试)在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中。实验装置如图所示,实验获得的数据如表。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
35
40
45
50
乙的温度/℃
10
20
30
40
50
(1)使用相同规格的电加热器,分别给质量 的甲、乙两种液体加热;
(2)根据表格中的数据,从开始加热到4分钟,甲、乙两种液体升高温度的关系为△t甲 △t乙,吸收热量的关系为Q甲 Q乙;
(3)分析数据可知,当甲、乙两种液体升高相同的温度时,甲液体吸收的热量比乙液体更 ,所以甲液体的比热容比乙液体更 ;100g的水从20℃加热了40℃,吸收了 J。
【答案】(1)相等
(2) < =
(3) 多 大 1.68×104
【规范解答】(1)探究“比较不同物质吸热情况”,应使用相同规格的电加热器,分别给质量相同的甲、乙两种液体加热,比较加热相同时间,甲、乙升高温度的大小或者比较甲、乙升高相同温度时,加热时间长短,得出甲、乙的吸热能力。
(2)[1]根据表格中的数据,从开始加热到4分钟,甲、乙两种液体升高温度分别为,
则
[2]实验中使用相同的加热器,加热相同时间,加热器发出的热量相同,甲、乙吸收热量的相同,即
(3)[1][2]由得,当物体质量与升高温度相同时,物体吸收的热量越多,物体的比热容越大。分析数据可知,当质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度时,甲被加热的时间较长,说明甲液体吸收的热量比乙液体更多,说明甲液体的比热容比乙液体更大。
[3]100g的水从20℃加热了40℃,吸收的热量为
【变式训练02】(24-25九年级下·黑龙江哈尔滨·开学考试)为了比较水和食用油的吸热能力,物理兴趣小组用两个相同的装置做了如图所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间。
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最后温度/℃
水
60
20
6
45
食用油
60
20
6
68
(1)这个实验中水和食用油的质量应该 (选填“相同”或“不相同”);并且还要控制两个酒精灯完全一样,这是为了使液体 相同;
(2)小明的实验数据记录如表所示,在实验过程中通过比较 来判断水和
食用油吸热能力的大小关系;
(3)由表中数据可知,在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同, 加热更长的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。
【答案】(1) 相同 在相同时间内吸收相同的热量
(2)水和食用油温度升高量
(3) 水 大于
【规范解答】(1)[1]探究不同物质的吸热能力,需控制物质的质量相同,因此水和食用油的质量应该相同。
[2]使用两个完全一样的酒精灯,可保证在相同加热时间内,为水和食用油提供的热量相同,即让液体在相同时间内吸收相同的热量。
(2)实验中控制水和食用油的质量、初始温度相同,且用相同酒精灯加热相同时间(保证吸收热量相同),通过比较水和食用油温度升高量的多少,来判断它们吸热能力的大小;温度升高量越小,说明物质的吸热能力越强。
(3)[1]由表中数据可知,相同质量的水和食用油加热相同时间(吸收相同热量)时,水的温度升高量更小;若要使二者最后温度相同,水需要升高更多的温度,因此水需要加热更长的时间。
[2]实验中通过加热时间反映物质吸收热量的多少,加热时间越长,吸收的热量越多;水的加热时间更长,所以水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
考点2:比热容的概念、单位和物理意义
【典例精讲】(25-26九年级上·吉林长春·开学考试)下表是一些物质的比热容[单位],根据表中数据和生活现象,下列判断中正确的是( )
水
铝
煤油、冰
铁、钢
砂石
约
铜
A.不同种类的物质,比热容一定不同
B.比热容与物质的状态无关
C.质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量,铜块的末温更低
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容较大
【答案】D
【规范解答】A.煤油和冰是不同物质,但比热容均为2.1×103J/(kg·℃),说明不同物质比热容可能相同,故A错误;
B.比热容与物质状态有关,例如水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),而冰为2.1×103J/(kg·℃),故B错误;
C.由公式Q = cmΔt可知,质量、初温相同的铝和铜吸收相同热量时,铜的比热容更小,温度变化Δt更大,因此铜的末温更高,故C错误;
D.水的比热容大,沿海地区水多,白天吸收或夜晚释放相同热量时温度变化小,导致昼夜温差小,故D正确。
故选D。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)热量 比热容
(1)加热水的过程就是热传递的过程。在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量。
(2)比热容是物质的一种 ,与物质的种类和 ,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
(3)水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
【答案】 特性 状态有关
【规范解答】[1][2]比热容是表示物质吸热能力的物理量,是物质的一种特性,与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)(1)物理学规定:比热容的大小等于一定 的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的 和升高(或降低)温度的乘积之 。比热容用字母 表示,其常用单位是;
(2)当温度升高时,比热容的计算公式:
: 的热量;
:物体质量;
:物体 温度;
物体 温度;
(3)同种物质温度降低所放出的热量与温度升高所吸收的热量是 的。
【答案】(1) 质量 质量 比 c
(2) 吸收 初 末
(3)相同
【规范解答】(1)[1][2][3][4]根据比热容的定义可知,一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的质量和升高(或降低)温度的乘积之比,符号为“c”,国际单位为。
(2)[1][2][3]当温度升高时,物质会吸收热量,则中,表示吸收的热量、表示物体的初温、t2表示物体的末温。
(3)相同质量的同种物质温度降低所放出的热量与温度升高所吸收的热量,根据可知,吸收的热量和放出的热量是相等的。
考点3:比热容的定义式
【典例精讲】(25-26九年级上·重庆·开学考试)若甲、乙两种物质比热容之比是1:2,质量之比是2:3,升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是 ;若甲、乙两个物体的体积相同,放出相同的热量后,它们降低的温度之比为1:2,密度之比为3:2,则它们的比热容之比为 。
【答案】 2:3 4:3
【规范解答】[1]若甲、乙两种物质比热容之比是1:2,质量之比是2:3,升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是
[2]若甲、乙两个物体的体积相同,放出相同的热量后,它们降低的温度之比为1:2,密度之比为3:2,则它们的比热容之比为
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,经过5min,水吸收的热量为,温度变化如图所示[水的比热容大于煤油的比热容,]。求:
(1)水的质量。
(2)煤油的比热容。
【答案】(1)5kg
(2)
【规范解答】(1)用相同的电加热器分别给相同质量的水和煤油加热,加热时间相同,吸收的热量相同,根据可知吸收热量相同,加热时间相同,质量相同时,比热容越大,温度变化越小,即B线为水,A线为煤油。
根据可得,水的质量
(2)煤油和水吸收的热量相同,质量相同,A线为煤油。
根据可得,煤油的比热容
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)在利用计算物体吸收(或放出)的热量时,物体质量的单位是 。由可推导出计算物体质量的公式:m= ;计算物体比热容的公式:c= ;计算物体的温度变化量的公式: 。
【答案】 kg
【规范解答】[1]物体质量的基本单位是kg,利用公式Q=cmΔt计算物体吸收(或放出)的热量时,物体质量的单位是kg。
[2]由可推导出计算物体质量的公式
[3]由可推导出计算物体比热容的公式
[4]由可推导出计算物体的温度变化量的公式
考点4:生活中的比热容问题
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是:与海洋相比,陆地的土地( )
A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高
B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高
D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低
【答案】A
【规范解答】因为水的比热容比陆地的土地的比热容大,由可知,等质量的水和陆地的土地,在相同日照条件下,吸收相同热量,陆地的土地升温较快,气温较高,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课前预习)水的比热容较大,当环境温度变化较快的时候,水的温度变化相对较 。因而在生活中有很多应用,如暖气用水作介质、汽车冷却液、调节温度等。
【答案】慢
【规范解答】水的比热容是4.2×10³J/(kg·℃),比大多数常见物质的比热容大,这意味着相同质量的水和其他物质相比,吸收或放出相同的热量,水的温度变化更小。因此,当环境温度变化较快时,水的温度变化相对较慢,能够起到缓冲温度变化的作用。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·随堂练习)比热容的应用
(1)质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质温度变化较 。
(2)生产生活中,有不少事例利用了 的特性。例如,人们培育秧苗时,为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏,常常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出,从而达到防冻的目的。再如,人们用冷水冷却发动机,用热水取暖等。
【答案】(1)小
(2)水的比热容大
【规范解答】(1)根据热量计算公式可得,当m和Q相同时,c越大,越小。所以质量相同的不同物质,当吸收或放出相同热量时,比热容较大的物质温度变化较小。
(2)在培育秧苗时傍晚往农田中灌水,因为水的比热容较大,在放出相同热量时温度降低较慢;用冷水冷却发动机,是因为水比热容大,吸收相同热量时温度升高较慢;用热水取暖,是因为水比热容大,放出相同热量时温度降低较慢。这些事例都是利用了水比热容大的特性。
考点5:计算物体温度变化时的吸放热
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·单元测试)在标准大气压下,将一壶质量为2kg、温度为20℃的水,加热到70℃。求:[]
(1)水升高的温度。
(2)水吸收的热量。
(3)继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温。
【答案】(1)50℃
(2)
(3)100℃
【规范解答】(1)水升高的温度,即水的温度变化量
(2)由得,水吸收的热量
(3)继续加热时,水的温度变化量
理论末温,但标准大气压下水的沸点为,水沸腾时吸收热量温度不变,故实际末温为100℃。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)把凉的奶制品放入盛有热水的保温桶中,经过一段时间,它们的温度随时间变化的图像如图所示,奶制品与热水的质量相同,则代表奶的温度变化图像的是 (选填“甲”或“乙”)。从图像可以发现,甲、乙的比热容之比为 。
【答案】 乙 2:1
【规范解答】[1]把凉牛奶放在热水中加热,牛奶吸热,温度逐渐升高;热水放热,温度逐渐降低,因此乙是牛奶的温度变化图像。
[2]若不考虑热损失,最后水与牛奶的温度始终保持60℃不变,凉牛奶温度升高了
水的温度下降了
即
不考虑热损失,则
已知
由可得,甲、乙的比热容之比
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)学校开展以“给父母送上一道家常菜”为主题的劳动教育实践活动。小红在妈妈指导下走进厨房进行劳动实践。如图所示,小红用密闭的电热锅烧水炖制鲫鱼汤,已知锅内汤的质量为,汤的初温为,电热锅每分钟产生的热量,且全部被汤吸收,汤的比热容为,则10分钟后汤的温度上升到多少摄氏度?
【答案】102℃
【规范解答】汤10min吸收的热量
设汤的末温为t,根据热量计算公式 Q吸 = m c Δt,代入数据可得
解得t=102℃。
因电热锅是封闭的,气压高于1标准大气压,所以汤的温度为102℃。
考点6:比热容的比例计算
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)甲、乙两物体质量之比为,甲物体温度降低,乙物体温度升高时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲、乙两物体比热容之比是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【规范解答】根据可知
则
故BCD不符合题意,A符合题意
故选A。
【变式训练01】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)同种物质组成的甲、乙两个物体,质量之比为,吸收的热量之比为,则甲、乙两个物体的比热容之比为 ,升高的温度之比为 .
【答案】
1∶1
5∶6
【规范解答】[1]比热容是物质的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的质量、体积、温度等因素无关。因为甲、乙是同种物质,所以它们的比热容之比为1:1。
[2]已知,,
由得
则甲、乙两个物体升高的温度之比
【变式训练02】(24-25九年级上·江苏常州·期末)甲、乙两物体质量相等,当甲物体温度升高15℃,乙物体温度升高30℃时,甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍,则甲物质的比热容是乙的比热容的( )
A.0.25倍 B.1倍 C.2倍 D.4倍
【答案】D
【规范解答】甲、乙两物体质量相等,即,甲物体吸收的热量为2Q,乙物体吸收热量的Q,甲的比热容与乙的比热容之比
则甲的比热容是乙的比热容的4倍,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
考点7:热平衡方程及其应用
【典例精讲】(25-26九年级上·山东青岛·阶段练习)一保温杯中装有质量为200g,温度为25℃的水。将一个质量为100g,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4.2×103J/(kg•℃),求该金属块的比热容。
【答案】0.6×103J/(kg•℃)
【规范解答】保温杯中水的质量
水吸收的热量
金属块的质量
由题意得,金属块放出的热量 ,
金属块的比热容
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·课后作业)母亲节这天,小明同学准备给妈妈洗脚,盆里有质量为、初温为20℃的冷水,现在想兑成45℃的温水,需要往盆中加入多少千克温度为95℃的热水?[,不考虑热量散失]
【答案】
【规范解答】冷水吸收的热量等于热水放出的热量,冷水吸热,热水放热,由 Q吸=Q放,有,则需要往盆中加入的热水的质量为
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)将质量为1kg、温度为80℃的热水倒入2kg的冷水中,最后温度为40℃,热水的温度下降了 ℃,热水放出的热量为 J,如果不计热损耗,冷水吸收的热量为 J,冷水的温度升高了 ℃,冷水的初温是 ℃。[]
【答案】 40 20 20
【规范解答】[1]热水初温为80℃,末温为40℃,热水的温度下降
[2]由热量公式,则热水放出的热量
[3]不计热损耗,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,则冷水吸收的热量
[4]由热量公式,公式变形,则冷水的温度升高
[5]冷水末温为40℃,温度升高20℃,则冷水的初温
考点8:冷热混合时的温度变化和热交换
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业) “睡前常泡热水脚,舒筋活络睡眠好。”小丽需用温度为的水泡脚,便把的热水与的冷水混合.若混合过程中没有热量的损失,求:
(1)冷水吸收的热量。
(2)所需热水的质量。
【答案】(1);
(2)1.2kg
【规范解答】(1)冷水从20℃升高到40℃,温度变化为
冷水吸收的热量为。
(2)热水放出的热量等于冷水吸收的热量,即
热水温度变化
由可知,所需热水的质量
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·周测)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】
【规范解答】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
【变式训练02】(24-25九年级上·安徽宿州·期中)如图所示是冷水与热水混合时,温度随时间变化的图像,假设热水放出的热量全部被冷水吸收,由图中信息可知冷水与热水的质量之比是 。
【答案】
【规范解答】由图可知甲放热降温,为热水,乙吸热升温,为冷水,且甲乙最后温度达到相同,根据分别计算甲放出热量,与乙吸收热量为
热水放出的热量全部被冷水吸收即则
冷水与热水的质量之比是
考点9:水的比热容特点及应用
【典例精讲】(25-26九年级上·全国·课后作业)下图是某公司设置在海底的一个数据中心,它运行时产生的热量被水吸收,可以很好地解决冷却降温的问题,这是利用了水的 较大的特点。通常情况下,与相同质量的其他物质相比,在升高相同的温度时,水吸收的热量较 ,冷却效果较好。
【答案】 比热容 多
【规范解答】[1]在海底的数据中心,是利用水的比热容较大,质量相同时,在升高相同温度时水能吸收较多的热量,从而可以更好地带走数据中心产生的热量,起到冷却降温的作用。
[2]水的比热容大,与相同质量的其他物质相比,在升高相同的温度时,水吸收的热量较多,冷却效果较好。
【变式训练01】(25-26九年级上·全国·随堂练习)由于水的比热容较大,所以用水做 剂和 剂;水对气温有影响,使沿海地区冬暖夏凉,昼夜温差较 。
【答案】 冷却 供暖 小
【规范解答】[1]在初中物理知识中,比热容大的物质在吸收相同热量时,温度升高较慢;放出相同热量时,温度降低也较慢。水的比热容较大,当它吸收热量时,自身温度上升幅度小,能持续吸收热量来降低其他物体的温度,所以常用水作为冷却剂,比如汽车发动机的冷却系统就是利用水的这一特性工作的。
[2]同样因为水的比热容大,在放出相同热量时,温度降低得慢,可以长时间保持较高温度,所以常被用作供暖剂或保温剂,例如暖气系统和热水袋就是利用了水的这一特性。
[3]对于沿海地区,由于水的比热容比陆地的沙土等物质大,在白天,太阳照射时,水和陆地吸收相同的热量,水的温度升高得少,陆地温度升高得多,使得沿海地区白天温度不会过高;在夜晚,没有太阳照射时,水和陆地放出相同的热量,水的温度降低得少,陆地温度降低得多,使得沿海地区夜晚温度不会过低。这样一来,沿海地区白天和夜晚的温度差就比较小,呈现出冬暖夏凉的特点。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课前预习)如图所示,小明在两个相同的烧杯中分别装入水和食用油,比较它们的吸热情况。
(1)小明应在两个烧杯内分别加入 (选填“质量”或“体积”)相同的水和食用油。
(2)为了便于比较,实验中要求两烧杯中放入规格 的电加热器,目的是 。
(3)水和食用油吸收热量的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的,这运用了 法。实验中还用到的方法是 法。
(4)分析下表中的数据可知,要使水和食用油升高相同的温度,则需要给水加热 (选填“更长”或“更短”)的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量。
物质
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
20
6
30
食用油
20
3
30
(5)实验表明: (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。为了比较物质吸热本领的强弱,物理学中引入了比热容的概念。
【答案】(1)质量
(2) 相同 使水和食用油在相同时间内吸收的热量相同
(3) 加热时间 转换 控制变量
(4) 更长 大于
(5)水
【规范解答】(1)要比较不同物质的吸热能力,只能改变物质的种类,实验中需要控制变量,应采用相同多的不同物质,质量是反映物质多少的物理量,所以,应在两个烧杯中分别加入质量相同的水和食用油。
(2)[1][2]使用规格相同的电加热器,相同时间内放出的热量相等,可以保证在相同时间内水和食用油吸收的热量相同。
(3)[1][2]吸收热量的多少通过加热时间来反映,这种实验方法叫转换法。
[3]实验中控制质量、加热器等条件相同,使用了控制变量法。
(4)[1][2]分析数据:升高相同温度时,水需要6分钟,食用油需要3分钟,说明水需要更长的加热时间,相同时间内吸收热量相等,所以,水吸收的热量更多。
(5)实验数据表明:质量相等的水和食用油,升高相同的温度,水吸收的热量多,故水的吸热能力更强。
1.(2025·河南周口·中考真题)小明用如图1所示的装置做“比较不同物质吸热的情况”的实验。
(1)实验器材包括相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个,以及 (填测量工具)、托盘天平(含砝码)、水和煤油;选取两个相同规格的电加热器进行实验是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少。
(2)实验中选取初温和质量都相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热相同时间,通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱。
(3)根据实验数据得到温度随时间变化的图像如图2所示,分析可知: (选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
【答案】(1) 秒表 加热时间
(2)升高的温度
(3)水
【规范解答】(1)[1]实验需要记录加热一定时间后,水和煤油升高的温度,需要用秒表来测量时间。
[2]选取两个相同规格的电加热器进行实验,加热相同时间释放的热量相同,是为了通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少,加热时间越长,物质吸收的热量越多。
(2)用相同规格的电加热器加热,则在相等时间内煤油和水吸收的热量相等,升高的温度不同,可以通过比较升高的温度的方法来比较不同物质的吸热能力,升高温度越高的,其吸热能力越弱。
(3)根据表中实验数据,加热5min,水升高的温度是20℃,煤油升高的温度是40℃,即吸收相同的热量,水升高的温度低,说明水的吸热能力更强。
2.(2025·福建泉州·中考真题)如图,漂浮水稻种植技术采用轻质且不污染水质的化学材料板为浮体,在浮体上按行株距要求制有固植孔,并在其贴水面上制有横竖交叉并连通固植孔的通气沟,水稻秧苗根部用海绵包裹后插入固植孔内,将浮体漂浮在水面上实现漂浮种植。请回答:
(1)水稻种植区气温变化一般不会太大的原因;
(2)水稻从种植到成熟,浮体的位置是会上浮一些,下沉一些,还是不变?请结合浮力的相关知识分析说明。
【答案】(1)水的比热容大
(2)下沉一些。
【规范解答】(1)水稻种植区气温变化一般不会太大的原因是水的比热容大,一定质量的水,吸收或放出一定的热量后,升高或降低的温度少。
(2)水稻从种植到成熟,浮体均处于漂浮状态,浮体受到的浮力均等于重力;成熟后,水稻的总重力变大,浮体的总重力变大,浮体所受浮力变大,由可知,水密度不变,浮体排开液体的体积变大,所以浮体下沉一些。
3.(2025·四川成都·中考真题)小丽用图甲装置进行实验,两个完全相同的试管各装入20g甘油和水,用水浴法加热。它们的温度随时间变化图像如图乙,温度上升时单位时间内试管里甘油与水吸收的热量相等。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),甘油的沸点为290℃,气压为标准大气压。下列说法正确的是( )
A.加热时间越长,甘油温度越高
B.0~6min甘油吸收的热量为2.4×103J
C.6~10.5min甘油吸收的热量等于试管内水吸收的热量
D.甘油末温和水的末温相同,所以它们吸热能力一样
【答案】B
【规范解答】A.由图乙可知,在0-6min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度升高;在6~10.5min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度保持100℃不变,故A错误;
B.由图乙可知,在0-10.5min,水吸收的热量为
则0~6min甘油吸收的热量为
故B正确;
C.由图乙可知,在0-6min,甘油从烧杯的水中吸收热量,温度升高;在6min时,甘油与烧杯中水的温度相同,温度保持100℃(水的沸点)不变,此后甘油将不能再从水中吸收热量,而试管内的水温度不断升高,一直在吸收热量。故C错误;
D.在0-6min,质量相等的甘油和水吸收的热量相等,由图乙可知,甘油升温比水快,根据可知,甘油的比热容比水的小,即甘油的吸热能力比水的弱,故D错误。
故选B。
4.(2025·江苏无锡·中考真题)某固态物体的质量为m,比热容为c,用恒功率热源对它加热至时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中温度T随时间t的关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.在时间段,该物体吸收的热量为
B.该物质时间段的比热容大于时间段的比热容
C.在时间段,该物质的比热容不变
D.在时间段,该物体放出的热量为
【答案】C
【规范解答】A.用稳定的热源对它加热(物体在相同的时间内吸收的热量相等),则单位时间内物体吸收的热量,在时间段,该物质吸收的热量为,故A错误;
B.由图可知,该物质在时间段,处于固态,该物质在时间段,也处于固态,由于固态时的比热容是该物质的性质,保持不变,所以该物质在时间段的比热容等于在时间段的比热容,故B错误;
C.由图可知,该物体在时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在时间段,该物质的比热容不变,故C正确;
D.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,所以在时间段,该物体放出的热量等于在时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量,故D错误。
故选 C。
5.(2025·湖北武汉·中考真题)若将一杯的水倒掉一半,杯中剩余水的比热容 (选填“变大”“不变”或“变小”)。标准大气压下,若将这杯的水从20℃加热至沸腾,则该过程水吸收的热量为 ,沸腾后继续加热,杯中水的内能 (选填“增加”“不变”或“减少”)。
【答案】 不变 1.68×105 J 增加
【规范解答】[1]比热容是物质的一种特性,与质量、体积无关,故将一杯水倒掉一半,杯中剩余水的比热容不变。
[2]水的质量为
水吸收的热量为
[3]沸腾后继续加热,杯中水温度不变,由于持续吸热,水的内能增加。
基础夯实
1.(25-26九年级上·甘肃武威·开学考试)小明随爸爸在烈日当空的河边玩耍,他发现脚踩在沙子上很烫,而踩在河水里却凉凉的,这是因为水的比热容较大,水的比热容为,它表示的意思是( )
A.1kg的水吸收的热量是
B.质量为1kg的水,温度升高1℃时,吸收的热量
C.水每升高1℃吸收的热量为
D.质量为1kg的水温度降低10℃,放出的热量是
【答案】B
【规范解答】A.比热容的定义是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。选项 A 中没有说明温度变化量,故A不符合题意;
B.水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),表示质量为1kg的水,温度升高(或降低)1℃时,吸收(或放出)4.2×103J的热量,故B符合题意;
C.水每升高1℃吸收的热量单位应该是J,而不是J/(kg·℃),故C不符合题意;
D.根据Q=cmΔt,质量为1kg的水温度降低10℃,放出的热量
故D不符合题意。
故选B。
2.(2025·广西玉林·三模)我国南方地区在夏季时会用水浸泡着秧苗的底部以防止其被晒伤,这是利用了水以下的哪个特性( )
A.质量大 B.比热容大 C.密度大 D.热值大
【答案】B
【规范解答】因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,在吸收相同热量时,水的温度升高得较慢。夏季用水浸泡秧苗的底部,水可以吸收大量的热量而自身温度不会升高太多,从而起到防止秧苗被晒伤的作用,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.(25-26九年级上·山西阳泉·开学考试)质量为2kg的水,温度从20℃升高到50℃,c水=4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是( )
A.水从20℃升高到50℃,其比热容变大
B.水从20℃升高到50℃,其内能变大
C.此过程通过做功的方式改变了水的内能
D.此过程水吸收的热量是2.52×104J
【答案】B
【规范解答】A.比热容是物质的特性,与温度无关,水温度升高但状态未变,比热容不变,故A错误;
B.温度升高,分子热运动加剧,内能增加,故B正确;
C.题干未提及做功(如摩擦、压缩等),温度升高更可能通过热传递改变内能,故C错误;
D.此过程水吸收的热量
故D错误。
故选B。
4.(25-26九年级上·广东汕头·阶段练习)“早穿皮袄午穿纱,守着火炉吃西瓜”是对大漠气候的生动描写,而沿海地区昼夜温差则不大,这是因为砂石与水的 不同;花香扑鼻,这是 现象;气温越高,花香越浓郁,这说明温度越高,分子的热运动越 。
【答案】
比热容
扩散
剧烈
【规范解答】[1]沿海地区,水多,内陆地区水少、砂石多,因为水的比热容较大,砂石的比热容较小,白天,相同质量的水和砂石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
[2][3]花香扑鼻而来,这是扩散现象,说明分子不停地做无规则运动,温度升高,香味更加浓郁,说明了温度越高分子运动越剧烈。
5.(25-26九年级上·河南驻马店·开学考试)“曲水流觞”是古代诗酒唱酬的一种雅事。酒盏装有质量为的酒,在溪水上流动时会降低酒的温度,则酒的内能 (选填“变大”、“变小”或“不变”);流动过程中,酒的温度从30℃降低至,会放出 的热量。
【答案】 变小 340
【规范解答】[1]当酒的温度降低时,酒的内能会变小,因为温度降低时,分子的运动会减慢,所以内能会减小。
[2]酒的温度从30℃降低至,放出的热量
6.(25-26九年级上·重庆·开学考试)英国著名的发明家、物理学家瓦特在第一次工业革命中改良了蒸汽机,使人类进入了“蒸汽时代”;为了纪念他做出的杰出贡献,物理学界将他的名字作为 (填物理量)的单位;沿海地区的昼夜温差比沙漠地区小,这是由于水的 (填物理量名称)较大的缘故。
【答案】 功率 比热容
【规范解答】[1]物理学家瓦特是世人公认的蒸汽机改良者,蒸汽机推动了工业的发展和人类文明的进步,人们为了纪念瓦特,将瓦特的名字命名为功率的单位。
[2]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,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得沿海地区昼夜的温差小。
7.(25-26九年级上·江西·阶段练习)运载火箭点火后向下喷出熊熊烈焰,使火箭上升,发射台下水池内的水用来吸热降温,这是利用了水的 大的特性;火箭高速飞行时,火箭外壳与空气摩擦会发热,这是通过 的方式改变外壳的内能。
【答案】 比热容 做功
【规范解答】[1]发射台用水降温,是因为水的比热容大。根据可知,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时,水吸收的热量更多,能更有效地带走热量降温。
[2]火箭外壳与空气摩擦发热,是通过克服摩擦力做功,将火箭的机械能转化为外壳的内能,属于做功改变物体内能。
8.(2025·湖南长沙·二模)水是生命之源,在大自然和人类生活中扮演着至关重要的角色。城市公园中通过修建池塘来调节气温,汽车发动机一般利用循环流动的水来进行冷却,家里的“暖气”也是用水作为介质散热的,这都是利用了水的什么性质?请你从中挑选一个事例具体说明为什么要利用这一特性。
【答案】见解析
【规范解答】这些都利用了水的比热容较大的性质。以汽车发动机利用循环流动的水来冷却为例,因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,升高相同的温度时,水吸收的热量更多。当发动机工作产生大量热量时,循环的水能够吸收较多热量,而自身温度升高相对较小,从而有效带走发动机的热量,起到良好的冷却作用,保证发动机能在适宜温度下正常工作。
9.(25-26九年级上·河南开封·阶段练习)做出水吸热过程中其比热容随时间变化的图像,并标出坐标符号和单位。
【答案】
【规范解答】比热容是物体本身的一种特性,水吸热过程中其比热容不变,不随时间的变化而变化,如图所示:
10.(25-26九年级上·全国·课后作业)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,如图所示。
(1)图甲的实验装置中有一处明显的错误,错误之处是 。
(2)更正错误后继续实验,加热过程中用玻璃棒搅拌的目的是 。
(3)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的 (选填“大”或“小”)。
(4)比较全班不同小组的实验数据,发现各小组的实验数据之间有较大的差异,可能原因是 (请写出一条)。
(5)另一小组的小华用图丙装置做同样的实验,两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接,实验中选用同一热源加热,目的是使水和沙石在相等时间内 。该实验通过观察 来比较比热容的大小。
【答案】(1)温度计的玻璃泡接触了烧杯底
(2)使水和沙石受热均匀
(3)小
(4)各小组所用水和沙石的质量不同/酒精灯的火焰大小不同
(5) 吸收的热量相同 温度的变化
【规范解答】(1)在实验装置中,温度计的玻璃泡不应接触烧杯底或烧杯壁,因为烧杯底直接受热,温度可能高于液体温度,导致温度测量不准确。
(2)加热过程中用玻璃棒搅拌的目的是使水和沙石受热均匀。搅拌可以避免局部过热,确保热量均匀分布,从而获得准确的温度读数。
(3)加热相同的时间,意味着水和沙石吸收的热量相同。沙石升高的温度比水多,表明沙石的温度变化更大。根据比热容的定义
在质量m和热量Q相同的情况下,温度变化△t越大,比热容c越小。因此,沙石的比热容比水小。
(4)各小组的实验数据之间有较大的差异,可能原因是各小组所用水和沙石的质量不同(或酒精灯的火焰大小不同),即无法控制吸收的热量相等。
(5)[1][2]实验中选用同一热源加热,目的是确保在相等时间内水和沙石吸收的热量相同(因为热源功率相同)。该实验通过观察温度变化的大小来比较比热容:在吸收相同热量、质量相同的情况下,温度变化较大的物质比热容较小,温度变化较小的物质比热容较大。计算机连接温度传感器可以精确记录温度变化,提高实验准确性。
培优拔高
11.(2025·安徽淮北·三模)将初温为质量为500g的物块,放入初温为质量为1kg的水中。一段时间后,水放出热量的被物块吸收。水温降低到。已知水的比热容为,下列说法正确的是( )
A.物块吸收的热量为 B.水放出的总热量为
C.物块的比热容为 D.损失的热量为
【答案】B
【规范解答】ABD.水放出的热量是
物块吸收的热量为
损失的热量为
故B正确,AD错误;
C.物块吸收热量后温度升高,物块的温度从升高到,物块的比热容为
故C错误。
故选B。
12.(2025·江苏南通·中考真题)小明用电水壶烧水给爷爷奶奶泡茶。该壶保温性能较好,烧水时壶会吸收一些热量。在壶中装入500mL的水,加热至沸腾,用时2min。水用完后,他又在壶中装入1000mL的水,加热至沸腾,所需时间最有可能的是( )
A.2min B.4min
C.大于2min且小于4min D.大于4min
【答案】C
【规范解答】A.如果所需时间为2min,则与第一次加热500mL水的时间相同。但第二次水量加倍(1000mL),即使壶在第二次加热时吸收较少热量(因壶已预热),加热时间也应增加,不可能与第一次相同。因此A不合理,不符合题意;
B.如果所需时间为4min,则相当于水量加倍导致时间加倍,但这仅在壶不吸收热量或壶在第二次加热时完全冷却的情况下成立。由于壶吸收热量且保温性能好,壶在第二次加热时已预热,吸收热量较少,因此时间应少于4min。因此B不合理,不符合题意;
C.第二次水量加倍(1000mL),由Q=cmΔt可知,加热所需热量加倍,但因壶在第一次加热后已预热且保温好,壶吸收热量减少,故时间应少于4min;同时,水量增加导致时间多于2min。因此C最合理,符合题意。
D.如果所需时间大于4min,则意味着加热时间超过水量加倍的比例,但壶在第二次加热时吸收较少热量,应减少时间,不可能大于4min。因此D不合理,不符合题意。
故选C。
13.(25-26九年级上·山西·开学考试)海南的湿地是野生动物的栖息天堂,在调节气候,净化水质,供给资源上有着举足轻重的地位。其中能调节温度主要是因为水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.质量大 D.热值大
【答案】B
【规范解答】水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化相对较小;在湿地环境中,白天,水吸收热量但温度升高得不多,能使周围环境温度不会过高;夜晚,水放出热量但温度降低得也不多,能使周围环境温度不会过低,从而起到调节温度的作用;而密度大、质量大、热值大这些特性,都不是水调节温度的主要原因,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
14.(25-26九年级上·河南开封·阶段练习)很多家庭采用“水地暖”取暖,在地板下埋置管道,让热水在管道内循环流动来加热整个地板进行供热。小华认为其中的道理是:在质量相同,放出的热量相同时,由于水的比热容比较大,所以水降低的温度较多,故“水地暖”要以水为媒介。你认为小华的说法是 (选填“正确”或“错误”)的,理由是:在质量和降低的温度相同时, 。
【答案】
错误
水的比热容较大,放出的热量较多
【规范解答】[1][2]根据Q=cmΔt可知,当质量m和放出的热量Q相同时,比热容c越大,温度变化Δt越小,小华错误地认为此时Δt较大。实际上,水地暖的原理是:当质量m和降低的温度Δt相同时,比热容c越大,释放的热量Q越多。因此,水的比热容大使其能在降低相同温度时释放更多热量,这才是选择水的原因。
15.(2025·吉林·二模)茶是世界三大饮品之一,起源于中国,盛行于世界。如图所示茶壶利用了 的原理,方便倒出茶水。用热水冲泡茶叶时,茶叶温度升高,这是通过 的方式改变茶叶的内能。壶内茶水的温度降低缓慢,是由于水的 较大所致。冲泡好的茶,香味四溢,这是 现象。
【答案】 连通器 热传递 比热容 扩散
【规范解答】[1]茶壶的壶身和壶嘴底部相连通,上端开口,利用了连通器的原理,当连通器内装有同种液体且液体不流动时,各容器中的液面保持相平,方便倒出茶水。
[2]用热水冲泡茶叶时,茶叶从热水中吸收热量,温度升高,这是通过热传递的方式改变茶叶的内能。
[3]壶内茶水的温度降低缓慢,是由于水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,放出相同的热量,水的温度降低得少。
[4]冲泡好的茶,香味四溢,是因为茶的香气分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中,这是扩散现象。
16.(25-26九年级上·甘肃武威·开学考试)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 。
【答案】 相同 一滴水
【规范解答】[1]比热容是物质本身的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的质量、体积等因素无关。用同种物质制成的两个物体,无论质量是否相等,只要物质种类和状态相同,它们的比热容就相同。
[2]比热容是物质本身的一种特性,与质量、体积无关,若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容也为。
[3]比热容只取决于物质的种类和状态,与物质的质量多少没有关系。已知一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,说明酒精这种物质的比热容本身就比水的比热容小,所以即使是一大桶酒精,其比热容还是酒精的比热容,与一滴水的比热容相比,仍然是一滴水的比热容较大。
17.(25-26九年级上·全国·随堂练习)用同种物质制成两个质量不等的物体,其比热容 (选填“相同”或“不同”)。若某个铜球的比热容为,则半个铜球的比热容为 。一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,则一大桶酒精和一滴水相比较,它们的比热容较大的是 (选填“一大桶酒精”或“一滴水”)。
【答案】 相同 一滴水
【规范解答】[1]比热容是物质本身的一种特性,它只与物质的种类和状态有关,与物质的质量、体积等因素无关。用同种物质制成的两个物体,无论质量是否相等,只要物质种类和状态相同,它们的比热容就相同。
[2]铜球的比热容是铜这种物质的特性,与铜球的质量大小无关。半个铜球虽然质量是原来铜球的一半,但它的物质种类依然是铜,状态也没有改变,所以其比热容仍然与完整铜球的比热容相同,即。
[3]比热容只取决于物质的种类和状态,与物质的质量多少没有关系。已知一滴酒精的比热容小于一滴水的比热容,说明酒精这种物质的比热容本身就比水的比热容小,所以即使是一大桶酒精,其比热容还是酒精的比热容,与一滴水的比热容相比,仍然是一滴水的比热容较大。
18.(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)一壶体积为、温度为的水,加热到。已知,,。求:
(1)水的质量;
(2)水吸收的热量;
(3)接着再继续加热,若水又吸收了的热量,水的末温是多少。
【答案】(1)2kg
(2)4.2×105J
(3)80℃
【规范解答】(1)水的质量是
(2)水吸收的热量为
(3)接着再继续加热,若水又吸收了8.4×104J的热量,水的末温为
19.(25-26九年级上·全国·单元测试)将质量为的铅块加热到,然后投入温度为、质量为的煤油中,测出混合后煤油的最高温度为,不计热损失。求:
(1)铅块放出的热量。
(2)煤油的比热容。(结果用科学记数法表示,保留到小数点后两位)
【答案】(1)
(2)
【规范解答】(1)已知铅块的比热容,铅块的质量,铅块降低的温度
则铅块放出的热量
(2)由题意可知,不计热量损失情况下,煤油吸收的热量等于铅块放出的热量,煤油吸收的热量
已知煤油质量,煤油升高的温度
由吸放热公式可得煤油的比热容
20.(2025·四川绵阳·模拟预测)在探究热现象的实验中,实验装置如图所示。
(1)为了探究固体在熔化时温度的变化规律,应选用多种固体分别实验。在实验中,除了记录加热时间外,还要观察的现象和记录的数据分别是 和温度的变化。
(2)为了使试管中的物质受热均匀,且便于记录各时间段的温度值,小明应选用 (填“甲”或“乙”)装置来进行实验。
(3)图丙是某小组根据实验记录绘制的固体熔化时温度随时间变化的图像,由图像可知:“AB”段和“CD”段比较,它们吸热时间相同,但升高的温度不同,这是因为这两段物质的 不同。
【答案】(1)物质状态的变化
(2)乙
(3)比热容
【规范解答】(1)探究固体在熔化时温度的变化规律的过程中,固体的物质状态会发生变化,所以在记录加热时间的同时,还需观察记录温度的变化和物质状态的变化。
(2)甲装置对试管直接加热,物质熔化快,不便于记录各个时刻的温度,而乙装置利用水浴法加热,不但能使试管中的固态物质受热均匀,而且物质的温度上升速度较慢,便于及时记录各个时刻的温度,故应选择乙装置。
(3)AB段和CD段的加热时间相同,该物体的温度变化值不同,由热量公式Q吸=cmΔt可知,在加热时间一定,即吸收相同热量时,物体的温度变化值越大,比热容就越小。“AB”段和“CD”段升高的温度不同,这是因为这两段物质的比热容不同。
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