内容正文:
专题12.3 物质的比热容
(知识梳理+10个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共55题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:热量 1
知识点梳理02:比热容 2
知识点梳理03:热量的计算 2
优选题型 考点讲练 3
考点1:热量的概念 3
考点2:不同物质的吸热本领 5
考点3:比热容的概念、单位和物理意义 7
考点4:比热容的定义式 9
考点5:生活中的比热容问题 10
考点6:计算物体温度变化时的吸放热 12
考点7:比热容的比例计算 14
考点8:热平衡方程及其应用 17
考点9:冷热混合时的温度变化和热交换 19
考点10:水的比热容特点及应用 20
中考真题 实战演练 21
难度分层 拔尖冲刺 25
基础夯实 25
培优拔高 30
知识点梳理01:热量
1、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”
知识点梳理02:比热容
1、比热容的概念
(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。
2、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。
知识点梳理03: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)。
(1)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、、。
2、应用热量公式解题应注意的几个问题
(1)注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词,一定要分清初温、末温,升高了、升高到(或降低了、降低到)的温度含义,要根据题意作出正确的判断。
(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。
3、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。
※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。
考点1:热量的概念
【典例精讲】(24-25九年级上·江苏泰州·期末)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.物体的内能与温度有关,温度升高,内能增加
B.温度高的物体内能一定多,温度低的物体内能一定少
C.物体温度越高,所含的热量越多
D.热传递过程中,热量不可能从内能少的物体传递给内能多的物体
【答案】A
【规范解答】A.物体的内能与温度有关,温度升高,分子热运动加快,内能增加,故A正确;
B.影响物体内能大小的因素有温度、质量、状态等,温度高的物体内能不一定就大,温度低的物体内能不一定小,故B错误;
C.热量是过程量,描述它的术语只能用“吸收”和“放出”,不能用“含有”,故C错误;
D.热传递的条件是有温度差;内能小的物体可能温度高,所以热量可能从内能少的物体传递给内能多的物体,故D错误。
故选A。
【变式训练01】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一个物体吸收热量时,温度不一定升高 B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.对物体做功,物体的温度一定升高 D.0的冰没有内能
【答案】A
【规范解答】A.一个物体吸收热量时,温度不一定升高,如晶体熔化时,吸收热量,温度不变,故A正确;
B.热量是一个过程量,描述热量的术语只能用”吸收“或”放出“,不能用“具有、所含”,故B错误;
C.对物体做功,物体的内能变大,物体的温度不一定升高,例如摩擦0℃的冰,冰的内能变大,冰化成水,温度保持0℃不变,故C错误;
D.一切物体都有内能,0℃的冰也有内能,故D错误。
故选A。
【变式训练02】(2025·江苏徐州·二模)周末小明帮助妈妈做家务时观察了厨房的一些现象,下列说法正确的是( )
A.水在加热的过程中比热容变小
B.刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
C.煲汤时,在汤沸腾时如果调大火焰能使汤的温度升高
D.在客厅能闻到厨房菜肴的香味是因为分子在做无规则运动
【答案】D
【规范解答】A.比热容是物质的一种特性,与温度无关,水在加热过程中比热容保持不变,故A错误;
B.热量是过程量,不能说“含有热量”,刚出锅的馒头很烫是因为其内能较大,温度较高,故B错误;
C.液体沸腾时温度保持不变,调大火焰只能加快汽化速度,不能提高汤的温度,故C错误;
D.能闻到菜肴的香味是由于分子在不停地做无规则运动,这种现象叫做扩散,故D正确。
故选D。
考点2:不同物质的吸热本领
【典例精讲】(2025·江苏盐城·二模)如图是0.5kg冰块熔化前后温度随时间变化的图像,冰单位时间内 (吸/放)热相等,它处于固态、液态时的比热容大小关系为c固 c液,第15min 到第20min水吸收的热量Q= J。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 吸 小于
【规范解答】[1]冰熔化需要吸收热量,因为用相同的加热器加热,相同时间内加热器放出的热量相同,冰吸收的热量等于加热器放出的热量,所以冰单位时间内吸热相等。
[2]由图像可知,它在0~5min处于固态,5~15min处于固液共存态,15~20min处于液态;它处于固态、液态时,在相同时间内(5min)吸收的热量相同,质量相同,处于液态时温度变化量小于处于固态时的温度变化量,根据可知,它处于固态、液态时的比热容大小关系为c固小于c液。
[3]第15min 到第20min水升高的温度为5℃,所以,吸收的热量为
【变式训练01】(2025·江苏泰州·三模)小明探究冰熔化特点的实验装置如图甲;
(1)实验中,宜选用 (碎冰块/体积较大的冰块);
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,该物质此时的温度为 ℃;
(3)冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图丙,冰的熔化过程经历的时间为 min,图中AB过程中冰的内能 ;
(4)图丙中AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是 。
【答案】(1)碎冰块
(2)-2
(3) 4 变大
(4)固态和液体比热容不同
【规范解答】(1)实验中,宜选用碎冰块,受热更均匀,更能够得到冰熔化时温度变化规律。
(2)某时刻温度计示数如图乙,从0℃往下读,分度值为1℃,该物质此时的温度为-2℃。
(3)[1]从丙图可知,冰从第2min开始熔化,第6min结束熔化,熔化时间为4min。
[2]图中AB过程中,不断吸收热量,冰的内能变大。
(4)图丙中AB段是冰和CD段是水,AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是比热容不同,吸收能力不同,水的比热容比冰大,水的吸收热量的能力比较强。
【变式训练02】(2025·江苏宿迁·三模)某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热,如图所示。
(1)若要探究不同物质的吸热能力,应选择 (选填“甲、乙、丙”)两图进行对比实验;此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少。
(2)在组装实验器材的过程中, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的。
(3)在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁,分析可知100g煤油对应的图像是 (选填“b”或“c”)。(已知)
【答案】(1) 甲、丙 加热时间的长短
(2) 需要 热传递
(3)c
【规范解答】(1)[1]探究不同物质的吸热能力,需要控制物质的质量相同、加热条件相同,改变物质的种类,所以应选择甲、丙两图进行对比实验。
[2]因为使用相同的酒精灯加热,相同时间内放出的热量相同,那么液体吸收的热量就相同,所以此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。
(2)[1]在组装实验器材时,需要根据酒精灯外焰的高度来固定铁圈等器材的位置,所以需要点燃酒精灯。
[2]加热时液体温度升高,这是通过热传递的方式来增大液体内能的,热传递是由于温度差引起的热能传递现象。
(3)根据,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质温度升高得快。已知c水>c煤油,100g水和100g煤油质量相同,加热相同时间(吸收相同热量)时,煤油的比热容小,温度升高得快。由图丁可知,c图像温度升高得比b快,所以100g煤油对应的图像是c。
考点3:比热容的概念、单位和物理意义
【典例精讲】(2025·江苏扬州·三模)盐度是指1千克水体中溶解的盐类物质的总质量,是衡量水体中盐分浓度的物理量,常用符号%(千分比)表示。例如,海水盐度20%表示每千克海水中含有20g盐类物质。小明发现冬天海水的凝固点比家里自来水的凝固点低,他猜想:海水的凝固点可能有与海水的盐度有关,于是他将一杯盐水放入温度为-20的恒温冷冻室内,利用传感器收集数据,绘制了如图所示的温度--时间图像:
(1)这杯盐水的凝固点是 ℃,凝固过程持续了 min;
(2)从图像中看出当盐水凝固后,温度降低明显变快,这是因为凝固后它的 变小;
(3)小明查阅资料得知:地球上不同的海域海水盐度差异较大,例如红海的海水盐度高达40%以上,而波罗的海的海水盐度却不足10%,排除地址因素,请你猜测造成不同海域海水盐度差异的主要原因可能是 。
【答案】(1) -4 10
(2)比热容
(3)水的蒸发量不同
【规范解答】(1)[1]晶体凝固过程中,温度保持凝固点不变,由图得,这杯盐水的凝固点是-4℃,。
[2]15min开始凝固,25min凝固结束,凝固过程持续了。
(2)从图像中看出当盐水凝固后,温度降低明显变快,这是因为凝固后它的比热容变小,当质量与放出热量相同时,盐水降低温度较多。
(3)排除地址因素,造成不同海域海水盐度差异的主要原因可能是水的蒸发量不同,导致不同海域海水中含盐量不同。
【变式训练01】(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的烧杯中分别装有初温相同的a、b两种液体,用同一盏酒精灯先后进行加热,根据两次记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.实验装置中玻璃棒可以不要
B.a、b两种液体的体积需要相同
C.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
D.液体吸热的多少可以通过加热时间来反映
【答案】D
【规范解答】A.为使液体受热均匀,实验中要用玻璃棒不断搅拌,故A错误;
B.根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同,故B错误;
C.根据图乙可知,升高40℃,a、b的加热时间分别为4min和8min,由转换法,B、A的吸热之比为2:1,根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,液体a的比热容是液体b的比热容的0.5倍,故C错误;
D.实验中用同一盏酒精灯先后进行加热,液体在相同时间吸收的热量相同,所以液体吸热的多少可以通过加热时间来反映,采用了转换法,故D正确。
故选D。
【变式训练02】(24-25九年级上·广东揭阳·期中)如图表示1kg不同物质温度升高1℃吸收的热量。由图可知,当它们质量和初温都相同时,若吸收相同热量, 的温度升高最多;若升高相同温度时, 吸收的热量最多、比热容大的液体,经常被用作 (写出一个即可)。
【答案】 煤油 水 冷却液
【规范解答】[1][2]如图表示1kg不同物质温度升高1℃吸收的热量,水吸收的热量最多,水的比热容大,煤油吸收的热量最少,煤油的比热容最小,当吸收相同的热量时,比热容小的升温最快,故煤油升温最快。若升高相同温度时,则水吸收的热量最多。
[3]水的比热容比较大,经常作为冷却液,因为相同的质量情况下,比热容大的物质吸收的热量多,降温效果好。
考点4:比热容的定义式
【典例精讲】(2025·上海金山·二模)甲、乙两个实心铜球吸热后,温度分别升高了、,已知甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量,甲球的质量小于乙球的质量,则( )
A.一定大于 B.一定等于
C.可能等于 D.一定小于
【答案】C
【规范解答】甲、乙均是实心铜球,比热容c相同,甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量,甲球的质量小于乙球的质量,由可知,的数值关系不确定,所以与的大小关系不确定,可能大于、可能相等、可能小于,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式训练01】(2025·河北保定·二模)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
【规范解答】[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。
【变式训练02】(24-25九年级上·北京顺义·期末)质量相等、初温相同的a、b两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中,不考虑热量损失,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热相同时间,a物质的末温高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高少,比热容大
D.吸收热量相同,b物质的末温低,比热容小
【答案】C
【规范解答】由于用相同的加热器加热,则加热相同的时间物质吸收热量是相同的,由图可知,吸热相同时,质量相同的两种物质中, b物质温度变化小,由可知,b的比热容大。故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
考点5:生活中的比热容问题
【典例精讲】(2025·江苏南京·三模)小组同学探究“冰的熔化特点”,实验装置如图甲所示,
(1)图乙中的温度计示数为 ℃;
(2)小明绘制的温度—时间图像如图丙所示,由图丙可知:0~2min升温比5~10min快,原因是 ;
(3)小明实验后,小华重新加冰和温水也做了该实验,绘制的温度-时间图像如图丁所示,丙、丁图像的差异是因为小华在实验中 (回答一点即可);
(4)试管内冰全部熔化后,用酒精灯持续加热,试管内的水仍未沸腾,此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 (选填“温度”“内能”或“都相同”);
【答案】(1)-2
(2)冰的比热容比水小
(3)加入冰的质量较大
(4)温度
【规范解答】(1)温度计的分度值为,液柱在以下,所以温度计示数为。
(2)根据公式(为吸收的热量,为比热容,为质量,为温度变化量),在相同时间内,吸收的热量相同,冰的比热容小于水的比热容,由可知,当、相同时,比热容越小,温度变化量越大,所以(冰的状态)升温比(水的状态)快。
(3)观察中丙、丁图像,丁图像中冰升温较慢,熔化过程时间较长。可能是因为小华在实验中加入冰的质量较大,根据,质量越大,在相同加热条件下(单位时间提供热量相同),温度升高越慢,熔化过程吸收热量越多,时间越长。
(4)当试管内冰全部熔化后,用酒精灯持续加热,烧杯中的水会沸腾,温度保持在沸点不变。试管内的水达到沸点后,由于内外温度相同,不能继续吸热,所以不会沸腾。此时试管内的水和烧杯中的水温度相等。
【变式训练01】(2025·江苏无锡·模拟预测)如图,在探究“冰的熔化特点”的实验中,将装有10g碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度升高较 (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。由图像可知,冰熔化过程经历 min,CD段的倾斜程度比AB段的小的原因是 。
【答案】 慢 10 水的比热容大于冰的比热容
【规范解答】[1]冰的熔点为0℃,所以装有碎冰的烧杯直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但能使试管均匀受热,而且相同时间冰吸收的热量较少,冰的温度升高较慢,便于记录各个时刻的温度。
[2]冰是晶体,熔化过程中温度保持不变,由乙图可知,冰在5min时开始熔化,持续到第15min,所以冰的熔化过程经历了
[3]从图像上来看,AB段比CD段温度升高的要快些,由于冰和水的质量不变,加热方式不变,则相同时间内水与冰吸收的热量相同,由可知,水的比热容大于冰的比热容。
【变式训练02】(2025·江苏无锡·二模)以下叙述中,属于假设的有 和 (填字母序号)。
A.小华和小明中午赤脚在海边玩耍,觉得沙子很烫。
B.小华和小明跳到海水里游泳,感到海水比沙子凉很多。
C.小华对小明说,为什么海水会比沙子凉很多?
D.小明说,可能是海水的温度比沙子低。
E.傍晚她们又来到海边,仔细测试沙子和海水的温度,发现沙子比海水凉。
F.小明说,为什么中午海水比沙子凉,傍晚沙子却比海水凉?
G.小华说,可能是海水和沙子吸(放)热的本领不一样。
【答案】 D G
【规范解答】[1][2]A.“小华和小明中午赤脚在海边玩耍,觉得沙子很烫”,是事实,故A不符合题意;
B.“小华和小明跳到海水里游泳,感到海水比沙子凉很多”,是事实,故B不符合题意;
C.“小华对小明说,为什么海水会比沙子凉很多”,是提出问题,故C不符合题意;
D.“小明说,可能是海水的温度比沙子低”,是猜想,也就是假设,故D符合题意;
E.“傍晚她们又来到海边,仔细测试沙子和海水的温度,发现沙子比海水凉”,是实验结论,故E不符合题意;
F.“小明说,为什么中午海水比沙子凉,傍晚沙子却比海水凉”,是提出问题,故F不符合题意;
G.“小华说,可能是海水和沙子吸(放)热的本领不一样”,是猜想,也就是假设,故G符合题意。
故选DG。
考点6:计算物体温度变化时的吸放热
【典例精讲】(2025·江苏宿迁·中考真题)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J[]。
【答案】 沙子 沙子的比热容比水小 8.4×103
【规范解答】[1][2]沙子的比热容比水小,质量相同的沙子和水,加热相同的时间,即吸收相同的热量,沙子升温快。
[3]水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×20℃=8.4×103J
【变式训练01】(2025·江苏徐州·二模)阅读短文,回答文后问题。
牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用用表示,则,其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是( )
A.速度 B.密度
C.功率 D.效率
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 ;
(3)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg·℃)。
【答案】(1)C
(2)0.6q
(3) 11︰12 3.5×103
【规范解答】(1)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少。
A.速度的定义是单位时间内通过的路程,故A不符合题意;
B.密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C.功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D.效率的定义是有用的能量与总能量之比,故D不符合题意。
故选C。
(2)由题意可知
解得,由于散热系数k与物体的表面性质、表面积和物质种类无关,散热系数k不变,则当物体温度降低到26℃时,散热快慢为
(3)[1][2]因为水和盐水的初温和末温都相同,即
所以此时水和盐水的散热快慢相同,则水和盐水放出热量之比为
即盐水与水放出的热量之比为11︰12。
由图可知,水和盐水的体积相同,因为,所以
解得
【变式训练02】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小丽家的电热水器装有50kg水,将水从50℃加热到 70℃,水增加的内能是 J,这是通过 的方式改变水的内能。用去一半水后,热水器中水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 热传递 不变
【规范解答】[1]根据公式可知,水增加的内能为
[2]改变物体的内能的方式有做功和热传递,热传递现象发生在温度不同的物体之间,所以热水器通过热传递(加热元件将热量传递给水)的方式增加水的内能,使水温升高。
[3]比热容是物质的一种特性,只与物质的种类及状态有关,与物质的质量大小无关,用去一部分水,热水器中水的比热容不变。
考点7:比热容的比例计算
【典例精讲】(25-26九年级上·北京东城·阶段练习)下表是常温常压下一些常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
一些常见物质的比热容
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
干泥土
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
木材
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
铅
0.13
A.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
C.1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量相同
D.吸收相同热量的铜块和铅块,若升高相同温度,则铜块与铅块的质量之比为1∶3
【答案】ACD
【规范解答】A.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比沙石的比热容大,吸收或放出相同热量,水的温度变化小,故A正确;
B.比热容是物质的一种特性,和质量无关,因此一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容不变,故B错误;
C.由可知1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量相同,故C正确;
D.由表格数据可知铜和铅的比热容之比为3∶1,根据可知吸收相同热量的铜块和铅块,若升高相同的温度,则铜块与铅块的质量之比为1∶3,故D正确。
故选ACD。
【变式训练01】(24-25九年级上·河南郑州·期中)如图甲是实验小组探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置,其中使用了规格相同的电加热器加热。
(1)实验中应在两个相同的烧杯中分别加入 相同的甲、乙两种液体;
(2)甲、乙液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间长短”)来比较;
(3)根据实验中记录的实验数据绘制出温度与时间的关系图像,如图乙所示,分析可知,若从甲、乙两液体中选择一种作为汽车的冷却液,应该选择 (选填“甲”或“乙”)液体,甲、乙液体的比热容之比为 。
【答案】(1)质量
(2)加热时间长短
(3) 乙 1︰2
【规范解答】(1)本实验需要控制甲和乙的质量相同,吸收相等的热量,比较升高的温度来比较两者吸热能力,或者升高相同的温度,比较吸收的热量来比较两者的吸热能力。
(2)该实验运用转换法,将吸收的热量转换为加热的时间;使用相同的加热方式,两种液体在相等的时间内吸收的热量相等,加热时间越长,吸收的热量就越多,所以甲、乙液体吸收热量的多少可通过加热时间长短来比较。
(3)[1]根据如图乙可知,等质量的甲和乙,加热相同时间,乙温度升高得小,故乙的比热容大,根据Q=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同时,乙吸热多,降温效果更好,故应选乙作为汽车的冷却液。
[2] 甲和乙的质量相等,升高相同的温度,如从20℃升高到100℃,甲加热的时间为2min,乙加热的时间为4min,可知甲吸收的热量与乙吸收的热量之比为
故甲、乙液体的比热容之比为
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)甲、乙两物体的质量都为1kg,丙物体的质量为2kg,三个物体的温度都升高1℃,吸收热量的情况如图所示。
(1)甲的比热容为 。
(2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)若乙物体的温度降低1℃,其放出的热量是 J。
【答案】(1)3×103
(2)A
(3)2000
【规范解答】(1)根据比热容的定义式,从图中可知甲物体质量m甲=1kg,温度升高Δt甲=1℃时吸收的热量Q甲=3000J,则甲的比热容
(2)ABCD.根据比热容的定义式,对于乙物体,m乙=1kg,Δt乙=1℃,从图中知Q乙=2000J,则
对于丙物体,m丙=2kg,Δt丙=1℃,从图中知Q丙=2000J,则
比较可得c甲>c乙>c丙,故A正确,BCD错误。
故选A。
(3)因为物体吸收和放出的热量遵循相同的公式,乙物体温度升高1℃吸收2000J热量,那么温度降低1℃放出的热量与升高1℃吸收的热量相等,即为2000J。
考点8:热平衡方程及其应用
【典例精讲】(24-25九年级上·甘肃兰州·期中)将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水温度又升高了,如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高(不计热损失,热水和冷水的比热容相同)( )
A. B. C. D.
【答案】C
【规范解答】设热水和冷水的温度差为t,质量为的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的容器中,使得冷水温度升高了,由于无热损失,,根据则有 ①
又向容器中倒入一小杯同质量为同温度的热水,水温又上升了,则,则有 ②
①-②并化简可得 ③
将③式代入①式可得。假设我们将全部热水一次性注入,则由热平衡方程可知则有 ④
联立③④解得倒入三杯热水后一共上升的温度。所以注入第3杯热水后,还会上升的温度
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
【变式训练01】(25-26九年级上·广东惠州·阶段练习)工匠打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,即把刀具放入火炉中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一质量为1kg的合金钢刀具,将其在火炉中加热到830℃后,再浸没在10℃的水中冷却,最后该刀具与水的温度均为30℃。不计热量损失和水的汽化,求:
(1)该刀具浸没在水中时放出的热量;
(2)水的质量。
【答案】(1)3.36×105 J
(2)4 kg
【规范解答】(1) 该刀具放出的热量
(2) 不计热量散失,所以
水的质量
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)一个质量为1.5kg的钢刀,加热到,然后在空气中自然冷却,室温为。已知钢的比热容为,水的比热容为,室内气压为标准大气压。
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
(2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热,水温能够升高到多少摄氏度?
【答案】(1)
(2)100℃
【规范解答】(1)已知,,钢刀的温度变化量是
由公式可知,钢刀放出的热量为
(2)水吸收的热量
由可得
理论末温
但标准大气压下,水的沸点为100℃,因此实际水温升高至100℃。
考点9:冷热混合时的温度变化和热交换
【典例精讲】(24-25九年级上·重庆·期中)爱思考的小霞设计了一个实验,现在有一块铜块和一块铅块,让它们放出相同热量后互相接触,已知铜的比热容大于铅的比热容,下列说法中正确的是( )
A.铜块的温度变化量一定大于铅块
B.铅块不可能向铜块传热
C.铜块可能会向铅块传热
D.铅块和铜块之间一定有热传递
【答案】C
【规范解答】由得,质量相同的铜块和铝块,放出相同热量后,由于铜的比热容大于铅的,故铅块降低的温度大于铜块降低的温度,但铜块和铅块的初始温度皆未知,故它们的末温度有三种可能:一、铜块温度高于铝块温度,相互接触后铜块向铝块传热;二、铜块与铝块温度相同,相互接触后不发生热传递;三、铜块温度低于铝块温度,相互接触后,铝块向铜块传热,故ABD错误,C正确。
故选 C。
【变式训练01】(24-25九年级上·安徽合肥·期中)如图甲所示,把质量为250g的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热,经过一段时间,牛奶和热水的温度随时间的变化图象如图乙所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c奶=2.5×103J/(kg·℃)。求:
(1)牛奶不再升温时吸收的热量;
(2)若损失的热量占60%,则水放出的热量。
【答案】(1)1.25×104J
(2)3.125×104J
【规范解答】(1)由图乙知道,牛奶的初温t0奶=20℃、末温t=40℃,则牛奶加热过程中吸收的热量
(2)由 知道,水放出的热量为
【变式训练02】(24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习)锻造铁质工具时要“淬火”以提高工具的硬度。现将一质量为温度为的烧红的铁件立即放入温度为的水中淬火,热平衡后温水升高到 ℃(铁的比热容为,水的比热容为,假设整个过程没有热量散失)
【答案】34.74
【规范解答】铁件放入水中时,铁件会放出热量,而水会吸收热量,直到两者的温度达到相同,即达到热平衡状态。
首先,计算铁件放出的热量。根据放热公式Q放=cmΔt,铁件放出的热量
其中,c铁是铁的比热容,m铁是铁件的质量,t铁0是铁件的初始温度,t是热平衡后的温度。
水吸收的热量
其中,c水是水的比热容,m水是水的质量,t0水是水的初始温度,t同样是热平衡后的温度。
由于题目中假设整个过程没有热量散失,所以铁件放出的热量等于水吸收的热量,即:
考点10:水的比热容特点及应用
【典例精讲】(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)假期同学们去南湖公园游玩。南湖能调节气温主要是因为水具有较大的( )
A.热量 B.内能 C.温度 D.比热容
【答案】D
【规范解答】湿地含有大量的水,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,使得昼夜的温差小,故能有效调节周围环境的气温。故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【变式训练01】(25-26九年级上·天津蓟州·阶段练习)在日常生产中,可以用水来取暖,是利用了水的 较大的性质。如图所示,海陆风是指发生在沿海地区的周期性风系。夜间,气流应从 (选填“海洋流向陆地”“陆地流向海洋”)。
【答案】 比热容 陆地流向海洋
【规范解答】[1]用水来取暖,是因为水的比热容较大,相同质量的水和其他液体相比较,在升高相同温度的情况下,水比其他的液体吸收的热量更多。
[2]海水的比热容比陆地的比热容大,白天,太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量,海水温度上升少,陆地温度上升快,陆地上的热空气上升,微风从海洋吹向陆地,形成海陆风;而夜晚,陆地和海水放出相同的热量,但海水的比热容大,海水温度降低得少,海面气温较高,空气上升,风就从陆地吹向海上,形成陆海风。
【变式训练02】(25-26九年级上·广东揭阳·阶段练习)吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群,这是由于分子在不停地做 运动造成的。汽车的发动机选用水做冷却剂,主要是由于水的比热容较 的缘故。钻木取火,这是通过 的方式改变其内能的。
【答案】 无规则 大 做功
【规范解答】[1]吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群,这是由于分子在不停地做无规则运动造成的。因为一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动,烟雾中的分子会向四周扩散,从而波及周围人群。
[2]汽车的发动机选用水做冷却剂,主要是由于水的比热容较大的缘故。比热容大的物质,在吸收或放出相同热量时,温度变化较小。水的比热容大,吸收相同热量时,升温慢,能更好地吸收发动机产生的热量,起到冷却作用。
[3]钻木取火,这是通过做功的方式改变其内能的。钻木时,克服摩擦力做功,机械能转化为内能,使木头的温度升高,达到着火点而燃烧。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,将质量和初温相同的 a、b两种液体分别倒入相同 容器中,用相同的热源加热,如甲、乙两图所示。每隔相同时间,测量液体的温度,并根据记录的 数据画出温度随加热时间变化的图像,如图丙所示。
(1)网种液体吸收热量的多少可通过 (液体升高的温度/加热时间)来比较;
(2)由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知:若升高相同的温度(均未达到沸腾),液体 (a/b)吸收的热量更多;
(3)小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系,于是增加了相同的装置 如图丁,向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量 (相等/不相等),燃烧相 同质量的燃料后应与图 (甲/乙)所示的实验相比较。
【答案】(1)加热时间
(2)b
(3) 相等 甲
【规范解答】(1)由于使用相同的酒精灯进行加热,所以根据转换法可知,两种液体吸收 热量的多少可通过加热时间来比较。
(2)分析图丙的图像可知:质量相等的a和b两种液体,在升高相同温度时,b的加热时间长,说明b吸收的热量较多。
(3)[1][2]利用上述装置探究不同燃料燃烧时放出的热量与燃料种类的关系,根据控制变量法可知,要控制燃料的质量相等然后比较放出的热量的多少,由于燃烧时放出的热量是通过比较容器里的液体吸收的热量的多少判断的,所以图丁的相同装置中,向容器内倒入的液体种类、质量都相同,所以,由于图丁的相同装置的容器内倒入的液体是液体a,所以与其比较的装置中的液体种类相同、质量相等,所以,燃烧相同质量的燃料后应与图甲所示的实验相比较。
2.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲是比较不同物质吸热能力的装置。两个完全相同的烧杯装有“等量”的A和B,用两个完全相同的电加热器同时加热,不考虑热量散失,如图乙是两种液体A、B的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.“等量”指体积相等
B.相同时间内,A和B升高的温度相同
C.A的比热容大于B的比热容
D.相同时间内,B吸收的热量大于A
【答案】C
【规范解答】A.比较不同物质吸热能力,要控制不同物质的质量相同,即“等量”指液体的质量相等,故A错误;
BCD.实验中,两种液体A、B的质量相等,用两个完全相同的电加热器同时加热,则可通过加热时间来反映物质吸热多少,在相同时间内,液体B吸收的热量与液体A吸收的热量相等,结合图乙可知,A液体在相同时间内升高的温度少,故A吸热能力较强,即A的比热容大于B的比热容,故BD错误,C正确。
故选C。
3.(2025·江苏常州·中考真题)小丽用相同的加热器分别对质量为0.1kg的水和0.2kg的某种液体加热,给水加热是通过 的方式使水的内能增加;实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 。[]
【答案】 热传递
【规范解答】[1]用加热器给水加热,水吸收热量,内能增加,温度升高;给水加热是通过热传递的方式使水的内能增加。
[2]水在16min内由10℃增加到40℃,吸收的热量为
[3]另一种液体在8min内由20℃增加到50℃,和水升高的温度相同,加热使用的加热器相同,相同时间两种液体吸收的热量相同,另一种液体在8min吸收的热量是水在16min内吸收热量的一半,另一种液体的比热容为
4.(2025·江苏南京·中考真题)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,当水温达到15℃时开始加热,一段时间后,水温升高至61℃,此过程中水吸收了 J的热量。这是通过 的方式改变了水的内能。若这些热量由某液态燃料完全燃烧获得,其加热效率为42%,则所需燃料的质量为 g。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q燃料=2.3×107J/kg]
【答案】 比热容 1.932×108 热传递 20000
【规范解答】[1]冬季多用水取暖,主要是利用水比热容较大,与其他物质相比,质量相同的水在降低相同温度时,可以放出更多的热量。
[2]水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(61℃-15℃)=1.932×108J
[3]水吸收热量,内能增大,所以是通过热传递的方式改变了水的内能。
[4]由题意知,加热效率为42%,则需要燃料放出的热量为
所需燃料的质量
5.(2025·江苏扬州·中考真题)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
【规范解答】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。
基础夯实
1.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)下列说法中不正确的是( )
A.固体很难被压缩,是由于分子间存在斥力
B.0℃的冰块,内能为零
C.发生热传递的条件是有温度差
D.北方室内“暖气”用水做介质,是因为水的比热容较大
【答案】B
【规范解答】A.分子间存在斥力和引力。固体当被压缩时,分子间斥力起主要作用,故A正确,不符合题意;
B.一切物体都具有内能,所以0℃的冰块具有内能,内能不为零,故B错误,符合题意;
C.热传递的本质是内能的转移,发生热传递的条件是有温度差,内能只能从高温物体(或高温部分)自发转移到低温物体(或低温部分),直到两者温度相同(热平衡)。若没有温度差,不会发生热传递。故C正确,不符合题意;
D.水的比热容大,相同质量的水和其他物质降低相同温度时,水释放的热量更多,所以“暖气”用水做介质,故D正确,不符合题意。
故选B。
2.(24-25九年级上·吉林·期末)“二十里中香不断,青羊宫到浣花溪”,对于陆游这句诗词,下列分析正确的是( )
A.闻到花香是分子做无规则运动的结果
B.溪水的温度高低取决于水流的速度
C.阳光下湖水内能增加是通过做功的方式
D.阳光下的石板温度升高,其比热容增大
【答案】A
【规范解答】A.闻到花香属于扩散现象,是花香分子在不停地做无规则运动,扩散到空气中被人感知到的结果,故A正确;
B.溪水的温度高低取决于周围环境(如太阳辐射、环境温度等),与水流速度无关,故B错误;
C.阳光下湖水内能增加,是通过热传递(太阳的热辐射)的方式,而非做功,故C错误;
D.比热容是物质的固有特性,与物质的种类和状态有关,与温度无关,石板温度升高时,其比热容不变,故D错误。
故选A。
3.(25-26九年级上·北京东城·阶段练习)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.用加湿器使室内空气湿润
B.冬天暖气设备用水作为介质传递热量
C.汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质
D.人体内水的比例很大,有助于调节自身的温度
【答案】A
【规范解答】A.加湿器通电后,超声波发生器产生超声波使水振动而雾化,使室内空气湿润,是水蒸发,由液态变成气态,与水的比热容大无关,故A符合题意;
B.因为水的比热容较大,降低相同的温度,水放出的热量多,所以冬天供暖系统使用热水循环供暖,故B不符合题意;
C.汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质,与其他物质相比,水的比热容较大,相同质量的水每升高1℃所吸收的热量比较多,是很好的吸热材料,故C不符合题意;
D.人体内水的比例很高,水的比热容大,吸收或放出相同的热量,温度改变得较慢,故有助于调节人体自身的温度,故D不符合题意。
故选A。
4.(2025·宁夏·中考真题)沿海地区昼夜温差小,而内陆和沙漠地区昼夜温差较大,这是因为水与沙子相比,水的 大。
【答案】比热容
【规范解答】水的比热容较大,相同质量的水和沙子,在吸收或放出相同热量时,水的温度变化比沙子小。沿海地区水多,所以昼夜温差小;内陆和沙漠地区沙子多,昼夜温差较大。
5.(24-25九年级上·黑龙江绥化·阶段练习)在受太阳照射条件相同时,沿海地区比内陆地区温度变化小,所以在沿海地区白天风从 吹向 (填“陆地”或“海面”)。
【答案】 海面 陆地
【规范解答】[1][2]在受太阳照射条件相同时,沿海地区比内陆地区温度变化小,在沿海地区白天陆地温度升高比海水快,陆地的热空气上升,故风从海面吹向陆地。
6.(24-25九年级上·吉林延边·阶段练习)古诗词是我国传统文化中的瑰宝,有些优美词句还与物理知识有着密切的联系。如“沙暖睡鸳鸯”,与水相比,沙的比热容 些,因此沙漠地区昼夜温差 。(选填“大”或“小”)
【答案】 小 大
【规范解答】[1][2]沙子的比热容小于水的比热容,等质量的沙子和水吸收或放出相同的热量,沙子的温度升高或降低得多,所以沙漠地区昼夜温差大。
7.(24-25九年级上·广西南宁·期中)在沙滩上进行沙疗时,把人体埋进沙里,沙子放出热量,人体吸收热量后内能 (选填“增加”或“减小”)。1kg的沙子温度降低5℃放出的热量是 J。
【答案】 增加
【规范解答】[1]把人体埋在沙子里,沙子放出热量,人体吸收热量后体温升高,内能增加,这是通过热传递来改变内能的。
[2]1kg的沙子温度降低5℃放出的热量
8.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)质量为的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是,该物质的比热容是多少?
【答案】
0.47×103J/(kg·℃)
【规范解答】由公式 得该物质的比热容是
9.(25-26九年级上·全国·课后作业)如图所示是一款鱼缸加热棒,通过加热棒控制水温,可为鱼儿提供舒适的环境。已知鱼缸中装有水,用该加热棒加热时,缸内水的温度从17℃升高到27℃,假设加热棒产生的热量全部被水吸收,则加热棒产生的热量为多少?[水的比热容为]
【答案】
【规范解答】已知水的质量为m=40kg,水的比热容为c=4.2×103J/(kg·℃),温度变化量为
则水吸收的热量为
假设加热棒产生的热量全部被水吸收,则加热棒产生的热量为
10.(24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图所示的实验;在两个相同的烧杯中,分别装有初温相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
(1)实验中应该使水和沙子的 相等;
(2)在此实验中用 表示水和沙子吸热的多少;
(3)由表中数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。
质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
【答案】(1)质量
(2)加热时间的长短
(3)大于
(4)沙子
【规范解答】(1)要比较水和沙子吸热本领的大小,根据控制变量法,实验中应该使水和沙子的质量和初温相等。
(2)在此实验中,用加热时间的长短表示水和沙子吸热的多少,因为使用相同的酒精灯加热,相同时间内放出的热量相同,那么水和沙子吸收的热量也相同,加热时间越长,吸收的热量越多。
(3)由表中数据可知,质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水的加热时间更长,可知水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(4)由(3)分析可知,沙子的吸热本领小,水的吸热本领大;如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子吸收的热量相同,根据可知,沙子升高的温度更高。
培优拔高
11.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,根据图线可知下列说法正确的是( )
A.加热时间相同,甲液体的末温高于乙液体的末温
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D.加热时间相同,甲液体比乙液体温度升高得少
【答案】CD
【规范解答】A.由图可知,在相同加热时间内,质量和初温均相同的甲乙两种液体,乙液体的温度比甲液体的温度更高,故“甲液体的末温高于乙液体的末温”不符合图像,故A错误;
B.采用相同热源加热,相同时间释放的热量相同,当甲、乙两液体升高相同的温度时,由图可知,所需的加热时间不同,即吸收的热量并不相同,故B错误;
C.当质量相等的两液体,加热相同时间时,则它们吸收热量相同,乙液体的温度变化量大于甲液体的温度变化量,根据可知,甲液体的比热容大于乙液体的比热容,故C正确;
D.由图可见,质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更大,甲液体温度升高得比乙液体少,故D正确。
故选 CD。
12.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)质量和初温都相等的铜和铁(铁的比热容大于铜),吸收相等的热量后,下列说法正确的是( )
A.铁和铜上升的温度一样 B.铜上升的温度较高
C.它们接触不发生热传递 D.铁上升的温度较高
【答案】B
【规范解答】根据热量公式 ,当质量和吸收的热量相等时,温度变化与比热容成反比。铁的比热容大于铜的比热容,因此铁上升的温度小于铜上升的温度。则它们接触后,热量从铜传向铁。故B正确,ACD错误。
故选 B。
13.(25-26九年级上·广东惠州·阶段练习)如图是水和液体A被相同酒精灯加热的温度-时间图像,其中水的质量为0.6kg,液体A的质量为1.2kg,下列分析正确的是( )
A.0~6min,水比液体A吸收的热量多
B.液体A的末温比水的高,液体A的吸热能力更强
C.液体A的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
D.该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g
【答案】C
【规范解答】A.同一酒精灯相同时间燃烧释放的热量相同,因此相同时间内两种液体吸收的热量相同。0~6min,加热时间相同,水和液体A吸收的热量相等,故A错误;
B.由图可知,液体A吸热升温快,水吸热升温慢,则水的吸热能力更强,故B错误;
C.从图像中,水从2min加热到10min温度升高20℃,液体A从0min加热到8min温度升高40℃。加热时间均为8min,则吸收的热量相同。由Q吸=cmΔt可知,c水m水Δt水=cAmAΔtA,则液体A的比热容
故C正确;
D.水在8min吸收的热量Q吸=cmΔt = 4.2×103J/(kg·℃)×0.6kg×20℃= 5.04×104J
酒精燃烧放出的热量
酒精每分钟消耗的质量
故D错误。
故选C。
14.(24-25九年级上·广东惠州·阶段练习)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小,这是因为水的 比砂石的大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中2kg的水从75℃降低到25℃,放出的热量为 J,水的内能 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。[]
【答案】 比热容 4.2×105 变小
【规范解答】[1]水的比热容较大,相同质量的水和砂石,同样受热或受冷的情况下,吸收或放出相同热量,水的温度变化比砂石小,所以沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区则昼夜温差小。
[2]根据可得,某同学家“暖气”管道中2kg的水从75℃降低到25℃,放出的热量为
[3]水的温度降低,分子热运动的剧烈程度减弱,所以水的内能变小。
15.(24-25九年级上·陕西咸阳·阶段练习)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,加热一段时间后,水温升高了46℃,此过程中水吸收了 J的热量。若这些热量由热值为的燃料完全燃烧获得,其加热效率为,则所需燃料的质量为 kg。燃料燃烧过程中,热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 比热容大 20 不变
【规范解答】[1]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,所以人们喜欢用水来取暖。
[2]水吸收的热量
[3]由题意知,燃料完全燃烧放出的热量
由知,所需燃料的质量
[4]热值是燃料的特性,其大小与燃料的种类有关,而与燃料的质量大小、燃烧程度无关;燃料燃烧过程中,热值不变。
16.(24-25九年级上·福建莆田·阶段练习)如图所示,为某晶体熔化过程中温度随时间变化图像,已知其质量为0.5kg,若该晶体液态时的比热为2.4×103J/(kg·℃),其熔化过程中吸收的热量是 J。
【答案】
【规范解答】若该晶体液态时的比热为2.4×103J/(kg·℃),在液态4min阶段吸热为
该晶体的熔化过程经历了6min,则其熔化过程中吸收的热量是
17.(2025·湖南衡阳·模拟预测)选用水来冷却拖拉机的发动机,主要原因是 。将一个质量为80g、温度为的金属块放入装有质量为80g、温度为的水的保温杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在,假设金属块放出的热量全部被水吸收,则该金属块的比热容为 。
【答案】 水的比热容较大
【规范解答】[1]选用水来冷却拖拉机的发动机,主要原因是水的比热容较大。根据公式,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,所以能有效地吸收发动机产生的热量,使发动机的温度不致升得太高。
[2]水吸收的热量
然后根据热量守恒,金属块放出的热量等于水吸收的热量,即。金属块的质量
初温,末温,根据公式
金属块的比热容
18.(25-26九年级上·吉林四平·阶段练习)夏日一天,某校考场内用冰块降温。已知冰块的质量为50kg,初始温度为,当冰块温度升高到的过程中,求:
(1)冰块升高的温度。
(2)冰块吸收的热量。
【答案】(1)
(2)
【规范解答】(1)温度变化量
(2)冰块吸收的热量
19.(25-26九年级上·全国·课后作业)某太阳能热水器中装有的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从25℃升高了45℃,水吸收的热量又为多少?[水的密度为,水的比热容为]
【答案】,
【规范解答】水的体积
由,水的质量
水的温度从升高到,水的温度升高
水吸收的热量
若温度升高了,水吸收的热量
20.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)如图1所示,用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计比较水和煤油的比热容,根据实验情况(不计热量损失)
(1)实验时,应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油 相同(填“质量”或“体积”);
(2)根据图2的温度-时间图线,水和煤油升高相同的温度, 吸收的热量多(填“水”或“煤油”);
(3)加热了后,水和煤油吸收的热量是否相等? (填“相等”或“不相等”);
(4)已知水的比热容是,如果烧杯中的水质量是,根据图2的温度-时间图线,加热4分钟吸收的热量是 J。
【答案】(1)质量
(2)水
(3)相等
(4)
【规范解答】(1)实验为了探究水和煤油的比热容,由控制变量法可知,实验时,升高相同温度,应比较质量相同的水和煤油吸收热量的多少,所以应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油质量相同。
(2)根据图2的温度—时间图线,水和煤油升高相同的温度,水加热时间长,水吸收的热量多。
(3)规格相同的电加热器,加热相同的时间放出的热量相同。加热了2min后,加热时间相同,则水和煤油吸收的热量相等。
(4)由图2知,水被加热4min的过程中,水由40℃升高到80℃,所以水吸收的热量
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专题12.3 物质的比热容
(知识梳理+10个考点讲练+中考真题演练+难度分层练 共55题)
知识梳理 技巧点拨 1
知识点梳理01:热量 1
知识点梳理02:比热容 2
知识点梳理03:热量的计算 2
优选题型 考点讲练 3
考点1:热量的概念 3
考点2:不同物质的吸热本领 4
考点3:比热容的概念、单位和物理意义 5
考点4:比热容的定义式 6
考点5:生活中的比热容问题 7
考点6:计算物体温度变化时的吸放热 8
考点7:比热容的比例计算 9
考点8:热平衡方程及其应用 11
考点9:冷热混合时的温度变化和热交换 11
考点10:水的比热容特点及应用 12
中考真题 实战演练 13
难度分层 拔尖冲刺 15
基础夯实 15
培优拔高 17
知识点梳理01:热量
1、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”
知识点梳理02:比热容
1、比热容的概念
(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。
2、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。
知识点梳理03: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)。
(1)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、、。
2、应用热量公式解题应注意的几个问题
(1)注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词,一定要分清初温、末温,升高了、升高到(或降低了、降低到)的温度含义,要根据题意作出正确的判断。
(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。
3、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。
※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。
考点1:热量的概念
【典例精讲】(24-25九年级上·江苏泰州·期末)关于温度、热量和内能,下列说法中正确的是( )
A.物体的内能与温度有关,温度升高,内能增加
B.温度高的物体内能一定多,温度低的物体内能一定少
C.物体温度越高,所含的热量越多
D.热传递过程中,热量不可能从内能少的物体传递给内能多的物体
【变式训练01】(24-25九年级上·江苏宿迁·期末)关于温度、热量、内能,以下说法正确的是( )
A.一个物体吸收热量时,温度不一定升高 B.物体的温度越高,所含的热量越多
C.对物体做功,物体的温度一定升高 D.0的冰没有内能
【变式训练02】(2025·江苏徐州·二模)周末小明帮助妈妈做家务时观察了厨房的一些现象,下列说法正确的是( )
A.水在加热的过程中比热容变小
B.刚出锅的馒头很烫,是因为馒头含有的热量很高
C.煲汤时,在汤沸腾时如果调大火焰能使汤的温度升高
D.在客厅能闻到厨房菜肴的香味是因为分子在做无规则运动
考点2:不同物质的吸热本领
【典例精讲】(2025·江苏盐城·二模)如图是0.5kg冰块熔化前后温度随时间变化的图像,冰单位时间内 (吸/放)热相等,它处于固态、液态时的比热容大小关系为c固 c液,第15min 到第20min水吸收的热量Q= J。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【变式训练01】(2025·江苏泰州·三模)小明探究冰熔化特点的实验装置如图甲;
(1)实验中,宜选用 (碎冰块/体积较大的冰块);
(2)实验中某时刻温度计示数如图乙,该物质此时的温度为 ℃;
(3)冰在加热过程中温度随时间变化的图像如图丙,冰的熔化过程经历的时间为 min,图中AB过程中冰的内能 ;
(4)图丙中AB段和CD段的倾斜程度不同,其主要原因是 。
【变式训练02】(2025·江苏宿迁·三模)某实验小组用规格完全相同的实验器材,对初温相同的100g水、200g水、100g煤油进行加热,如图所示。
(1)若要探究不同物质的吸热能力,应选择 (选填“甲、乙、丙”)两图进行对比实验;此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少。
(2)在组装实验器材的过程中, (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的。
(3)在处理实验数据时,小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图丁,分析可知100g煤油对应的图像是 (选填“b”或“c”)。(已知)
考点3:比热容的概念、单位和物理意义
【典例精讲】(2025·江苏扬州·三模)盐度是指1千克水体中溶解的盐类物质的总质量,是衡量水体中盐分浓度的物理量,常用符号%(千分比)表示。例如,海水盐度20%表示每千克海水中含有20g盐类物质。小明发现冬天海水的凝固点比家里自来水的凝固点低,他猜想:海水的凝固点可能有与海水的盐度有关,于是他将一杯盐水放入温度为-20的恒温冷冻室内,利用传感器收集数据,绘制了如图所示的温度--时间图像:
(1)这杯盐水的凝固点是 ℃,凝固过程持续了 min;
(2)从图像中看出当盐水凝固后,温度降低明显变快,这是因为凝固后它的 变小;
(3)小明查阅资料得知:地球上不同的海域海水盐度差异较大,例如红海的海水盐度高达40%以上,而波罗的海的海水盐度却不足10%,排除地址因素,请你猜测造成不同海域海水盐度差异的主要原因可能是 。
【变式训练01】(2025·江苏连云港·二模)如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置,两个相同的烧杯中分别装有初温相同的a、b两种液体,用同一盏酒精灯先后进行加热,根据两次记录的实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.实验装置中玻璃棒可以不要
B.a、b两种液体的体积需要相同
C.液体a的比热容是液体b的比热容的2倍
D.液体吸热的多少可以通过加热时间来反映
【变式训练02】(24-25九年级上·广东揭阳·期中)如图表示1kg不同物质温度升高1℃吸收的热量。由图可知,当它们质量和初温都相同时,若吸收相同热量, 的温度升高最多;若升高相同温度时, 吸收的热量最多、比热容大的液体,经常被用作 (写出一个即可)。
考点4:比热容的定义式
【典例精讲】(2025·上海金山·二模)甲、乙两个实心铜球吸热后,温度分别升高了、,已知甲球吸收的热量小于乙球吸收的热量,甲球的质量小于乙球的质量,则( )
A.一定大于 B.一定等于
C.可能等于 D.一定小于
【变式训练01】(2025·河北保定·二模)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·℃)]
【变式训练02】(24-25九年级上·北京顺义·期末)质量相等、初温相同的a、b两种不同液体,分别用两个完全相同的加热器加热。加热过程中,不考虑热量损失,由图像可知( )
A.加热相同时间,a物质吸收热量多,比热容小
B.加热相同时间,a物质的末温高,比热容大
C.吸收热量相同,b物质温度升高少,比热容大
D.吸收热量相同,b物质的末温低,比热容小
考点5:生活中的比热容问题
【典例精讲】(2025·江苏南京·三模)小组同学探究“冰的熔化特点”,实验装置如图甲所示,
(1)图乙中的温度计示数为 ℃;
(2)小明绘制的温度—时间图像如图丙所示,由图丙可知:0~2min升温比5~10min快,原因是 ;
(3)小明实验后,小华重新加冰和温水也做了该实验,绘制的温度-时间图像如图丁所示,丙、丁图像的差异是因为小华在实验中 (回答一点即可);
(4)试管内冰全部熔化后,用酒精灯持续加热,试管内的水仍未沸腾,此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 (选填“温度”“内能”或“都相同”);
【变式训练01】(2025·江苏无锡·模拟预测)如图,在探究“冰的熔化特点”的实验中,将装有10g碎冰的试管直接放置在空气中,不用酒精灯加热,这样做不但使试管受热均匀,而且冰的温度升高较 (选填“快”或“慢”),便于记录各个时刻的温度。图乙是根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像。由图像可知,冰熔化过程经历 min,CD段的倾斜程度比AB段的小的原因是 。
【变式训练02】(2025·江苏无锡·二模)以下叙述中,属于假设的有 和 (填字母序号)。
A.小华和小明中午赤脚在海边玩耍,觉得沙子很烫。
B.小华和小明跳到海水里游泳,感到海水比沙子凉很多。
C.小华对小明说,为什么海水会比沙子凉很多?
D.小明说,可能是海水的温度比沙子低。
E.傍晚她们又来到海边,仔细测试沙子和海水的温度,发现沙子比海水凉。
F.小明说,为什么中午海水比沙子凉,傍晚沙子却比海水凉?
G.小华说,可能是海水和沙子吸(放)热的本领不一样。
考点6:计算物体温度变化时的吸放热
【典例精讲】(2025·江苏宿迁·中考真题)将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中,初始温度相同,用同一热源加热相同时间, 升温快,这是因为 ;实验中测得,水的温度升高了20℃,吸收的热量为 J[]。
【变式训练01】(2025·江苏徐州·二模)阅读短文,回答文后问题。
牛顿冷却定律当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用用表示,则,其中k是散热系数,与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是( )
A.速度 B.密度
C.功率 D.效率
(2)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到26℃时,散热快慢为 ;
(3)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,保温杯敞开口,水和盐水温度随时间变化的图象如图乙所示(温度低于25℃的图象未画出),降低相同温度时,杯中盐水与水放出的热量之比为 ;已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1×103kg/m3,则盐水的比热容为 J/(kg·℃)。
【变式训练02】(24-25九年级上·江苏苏州·期中)小丽家的电热水器装有50kg水,将水从50℃加热到 70℃,水增加的内能是 J,这是通过 的方式改变水的内能。用去一半水后,热水器中水的比热容 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
考点7:比热容的比例计算
【典例精讲】(25-26九年级上·北京东城·阶段练习)下表是常温常压下一些常见物质的比热容,结合表中数据,下列说法正确的是( )
一些常见物质的比热容
水
4.2
水银
0.14
玻璃
0.84
干泥土
0.84
冰
2.1
酒精
2.4
木材
2.4
铜
0.39
煤油
2.1
砂石
0.92
铝
0.88
铅
0.13
A.沿海地区通常比内陆地区昼夜温差小,原因之一是水的比热容比沙石的比热容大
B.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
C.1kg的水升高或降低相同的温度,吸收或放出的热量相同
D.吸收相同热量的铜块和铅块,若升高相同温度,则铜块与铅块的质量之比为1∶3
【变式训练01】(24-25九年级上·河南郑州·期中)如图甲是实验小组探究“比较不同物质吸热能力”的实验装置,其中使用了规格相同的电加热器加热。
(1)实验中应在两个相同的烧杯中分别加入 相同的甲、乙两种液体;
(2)甲、乙液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间长短”)来比较;
(3)根据实验中记录的实验数据绘制出温度与时间的关系图像,如图乙所示,分析可知,若从甲、乙两液体中选择一种作为汽车的冷却液,应该选择 (选填“甲”或“乙”)液体,甲、乙液体的比热容之比为 。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)甲、乙两物体的质量都为1kg,丙物体的质量为2kg,三个物体的温度都升高1℃,吸收热量的情况如图所示。
(1)甲的比热容为 。
(2)甲、乙、丙三个物体比热容的大小关系正确的是________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)若乙物体的温度降低1℃,其放出的热量是 J。
考点8:热平衡方程及其应用
【典例精讲】(24-25九年级上·甘肃兰州·期中)将一杯热水倒入盛有一些冷水的容器中,冷水的温度升高了,又向容器内倒入同样一杯热水,冷水温度又升高了,如果再向容器内倒入同样一杯热水,则冷水温度可再升高(不计热损失,热水和冷水的比热容相同)( )
A. B. C. D.
【变式训练01】(25-26九年级上·广东惠州·阶段练习)工匠打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”,即把刀具放入火炉中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一质量为1kg的合金钢刀具,将其在火炉中加热到830℃后,再浸没在10℃的水中冷却,最后该刀具与水的温度均为30℃。不计热量损失和水的汽化,求:
(1)该刀具浸没在水中时放出的热量;
(2)水的质量。
【变式训练02】(25-26九年级上·全国·课后作业)一个质量为1.5kg的钢刀,加热到,然后在空气中自然冷却,室温为。已知钢的比热容为,水的比热容为,室内气压为标准大气压。
(1)这把钢刀在冷却过程中放出多少热量?
(2)若把这些热量给30℃、1.0kg的水加热,水温能够升高到多少摄氏度?
考点9:冷热混合时的温度变化和热交换
【典例精讲】(24-25九年级上·重庆·期中)爱思考的小霞设计了一个实验,现在有一块铜块和一块铅块,让它们放出相同热量后互相接触,已知铜的比热容大于铅的比热容,下列说法中正确的是( )
A.铜块的温度变化量一定大于铅块
B.铅块不可能向铜块传热
C.铜块可能会向铅块传热
D.铅块和铜块之间一定有热传递
【变式训练01】(24-25九年级上·安徽合肥·期中)如图甲所示,把质量为250g的凉牛奶置于盛有热水的敞口玻璃杯中加热,经过一段时间,牛奶和热水的温度随时间的变化图象如图乙所示。已知c水=4.2×103J/(kg·℃),c奶=2.5×103J/(kg·℃)。求:
(1)牛奶不再升温时吸收的热量;
(2)若损失的热量占60%,则水放出的热量。
【变式训练02】(24-25九年级上·安徽淮南·阶段练习)锻造铁质工具时要“淬火”以提高工具的硬度。现将一质量为温度为的烧红的铁件立即放入温度为的水中淬火,热平衡后温水升高到 ℃(铁的比热容为,水的比热容为,假设整个过程没有热量散失)
考点10:水的比热容特点及应用
【典例精讲】(25-26九年级上·广西南宁·开学考试)假期同学们去南湖公园游玩。南湖能调节气温主要是因为水具有较大的( )
A.热量 B.内能 C.温度 D.比热容
【变式训练01】(25-26九年级上·天津蓟州·阶段练习)在日常生产中,可以用水来取暖,是利用了水的 较大的性质。如图所示,海陆风是指发生在沿海地区的周期性风系。夜间,气流应从 (选填“海洋流向陆地”“陆地流向海洋”)。
【变式训练02】(25-26九年级上·广东揭阳·阶段练习)吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群,这是由于分子在不停地做 运动造成的。汽车的发动机选用水做冷却剂,主要是由于水的比热容较 的缘故。钻木取火,这是通过 的方式改变其内能的。
1.(2025·江苏无锡·中考真题)在“探究不同物质吸热升温现象”的实验中,将质量和初温相同的 a、b两种液体分别倒入相同 容器中,用相同的热源加热,如甲、乙两图所示。每隔相同时间,测量液体的温度,并根据记录的 数据画出温度随加热时间变化的图像,如图丙所示。
(1)网种液体吸收热量的多少可通过 (液体升高的温度/加热时间)来比较;
(2)由a、b两种液体沸腾前的温度与加热时间的关系图像可知:若升高相同的温度(均未达到沸腾),液体 (a/b)吸收的热量更多;
(3)小明认为利用此装置还可以比较不同燃料燃烧时放出的热量关系,于是增加了相同的装置 如图丁,向容器内倒入的液体a与甲、乙装置中的液体质量 (相等/不相等),燃烧相 同质量的燃料后应与图 (甲/乙)所示的实验相比较。
2.(2025·江苏苏州·中考真题)如图甲是比较不同物质吸热能力的装置。两个完全相同的烧杯装有“等量”的A和B,用两个完全相同的电加热器同时加热,不考虑热量散失,如图乙是两种液体A、B的温度随时间变化的图像,下列说法正确的是( )
A.“等量”指体积相等
B.相同时间内,A和B升高的温度相同
C.A的比热容大于B的比热容
D.相同时间内,B吸收的热量大于A
3.(2025·江苏常州·中考真题)小丽用相同的加热器分别对质量为0.1kg的水和0.2kg的某种液体加热,给水加热是通过 的方式使水的内能增加;实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 。[]
4.(2025·江苏南京·中考真题)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,当水温达到15℃时开始加热,一段时间后,水温升高至61℃,此过程中水吸收了 J的热量。这是通过 的方式改变了水的内能。若这些热量由某液态燃料完全燃烧获得,其加热效率为42%,则所需燃料的质量为 g。[c水=4.2×103J/(kg·℃),q燃料=2.3×107J/kg]
5.(2025·江苏扬州·中考真题)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
基础夯实
1.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)下列说法中不正确的是( )
A.固体很难被压缩,是由于分子间存在斥力
B.0℃的冰块,内能为零
C.发生热传递的条件是有温度差
D.北方室内“暖气”用水做介质,是因为水的比热容较大
2.(24-25九年级上·吉林·期末)“二十里中香不断,青羊宫到浣花溪”,对于陆游这句诗词,下列分析正确的是( )
A.闻到花香是分子做无规则运动的结果
B.溪水的温度高低取决于水流的速度
C.阳光下湖水内能增加是通过做功的方式
D.阳光下的石板温度升高,其比热容增大
3.(25-26九年级上·北京东城·阶段练习)下列实例中与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.用加湿器使室内空气湿润
B.冬天暖气设备用水作为介质传递热量
C.汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质
D.人体内水的比例很大,有助于调节自身的温度
4.(2025·宁夏·中考真题)沿海地区昼夜温差小,而内陆和沙漠地区昼夜温差较大,这是因为水与沙子相比,水的 大。
5.(24-25九年级上·黑龙江绥化·阶段练习)在受太阳照射条件相同时,沿海地区比内陆地区温度变化小,所以在沿海地区白天风从 吹向 (填“陆地”或“海面”)。
6.(24-25九年级上·吉林延边·阶段练习)古诗词是我国传统文化中的瑰宝,有些优美词句还与物理知识有着密切的联系。如“沙暖睡鸳鸯”,与水相比,沙的比热容 些,因此沙漠地区昼夜温差 。(选填“大”或“小”)
7.(24-25九年级上·广西南宁·期中)在沙滩上进行沙疗时,把人体埋进沙里,沙子放出热量,人体吸收热量后内能 (选填“增加”或“减小”)。1kg的沙子温度降低5℃放出的热量是 J。
8.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)质量为的某种物质温度从20℃升高到40℃时,吸收的热量是,该物质的比热容是多少?
9.(25-26九年级上·全国·课后作业)如图所示是一款鱼缸加热棒,通过加热棒控制水温,可为鱼儿提供舒适的环境。已知鱼缸中装有水,用该加热棒加热时,缸内水的温度从17℃升高到27℃,假设加热棒产生的热量全部被水吸收,则加热棒产生的热量为多少?[水的比热容为]
10.(24-25九年级上·广东汕尾·阶段练习)为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图所示的实验;在两个相同的烧杯中,分别装有初温相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:
(1)实验中应该使水和沙子的 相等;
(2)在此实验中用 表示水和沙子吸热的多少;
(3)由表中数据可知:质量相同的水和沙子,升高相同温度时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;
(4)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“水”或“沙子”)升高的温度更高。
质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220
培优拔高
11.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间的关系如图所示,根据图线可知下列说法正确的是( )
A.加热时间相同,甲液体的末温高于乙液体的末温
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D.加热时间相同,甲液体比乙液体温度升高得少
12.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)质量和初温都相等的铜和铁(铁的比热容大于铜),吸收相等的热量后,下列说法正确的是( )
A.铁和铜上升的温度一样 B.铜上升的温度较高
C.它们接触不发生热传递 D.铁上升的温度较高
13.(25-26九年级上·广东惠州·阶段练习)如图是水和液体A被相同酒精灯加热的温度-时间图像,其中水的质量为0.6kg,液体A的质量为1.2kg,下列分析正确的是( )
A.0~6min,水比液体A吸收的热量多
B.液体A的末温比水的高,液体A的吸热能力更强
C.液体A的比热容为1.05×103J/(kg·℃)
D.该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g
14.(24-25九年级上·广东惠州·阶段练习)“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大,而沿海地区昼夜温差小,这是因为水的 比砂石的大,楼房中的“暖气”用水作为介质,正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中2kg的水从75℃降低到25℃,放出的热量为 J,水的内能 (选填“变大”或“变小”或“不变”)。[]
15.(24-25九年级上·陕西咸阳·阶段练习)冬季多用水取暖,主要是利用水 的性质。某家庭暖气管道中装有1t水,加热一段时间后,水温升高了46℃,此过程中水吸收了 J的热量。若这些热量由热值为的燃料完全燃烧获得,其加热效率为,则所需燃料的质量为 kg。燃料燃烧过程中,热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
16.(24-25九年级上·福建莆田·阶段练习)如图所示,为某晶体熔化过程中温度随时间变化图像,已知其质量为0.5kg,若该晶体液态时的比热为2.4×103J/(kg·℃),其熔化过程中吸收的热量是 J。
17.(2025·湖南衡阳·模拟预测)选用水来冷却拖拉机的发动机,主要原因是 。将一个质量为80g、温度为的金属块放入装有质量为80g、温度为的水的保温杯中,一段时间后杯内水和金属块的温度稳定在,假设金属块放出的热量全部被水吸收,则该金属块的比热容为 。
18.(25-26九年级上·吉林四平·阶段练习)夏日一天,某校考场内用冰块降温。已知冰块的质量为50kg,初始温度为,当冰块温度升高到的过程中,求:
(1)冰块升高的温度。
(2)冰块吸收的热量。
19.(25-26九年级上·全国·课后作业)某太阳能热水器中装有的水,某天在阳光的照射下,该热水器中水的温度从25℃升高到45℃,这些水吸收了多少热量?若热水器中水的温度从25℃升高了45℃,水吸收的热量又为多少?[水的密度为,水的比热容为]
20.(24-25九年级上·湖南永州·阶段练习)如图1所示,用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计比较水和煤油的比热容,根据实验情况(不计热量损失)
(1)实验时,应该控制两个玻璃杯中装的水和煤油 相同(填“质量”或“体积”);
(2)根据图2的温度-时间图线,水和煤油升高相同的温度, 吸收的热量多(填“水”或“煤油”);
(3)加热了后,水和煤油吸收的热量是否相等? (填“相等”或“不相等”);
(4)已知水的比热容是,如果烧杯中的水质量是,根据图2的温度-时间图线,加热4分钟吸收的热量是 J。
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