第01讲 热量 比热容(培优讲义)新九年级物理新教材人教版
2026-06-13
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第1节 热量 比热容 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 比热容 |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.49 MB |
| 发布时间 | 2026-06-13 |
| 更新时间 | 2026-06-13 |
| 作者 | 飞哥物理研究站 |
| 品牌系列 | 上好课·暑假轻松学 |
| 审核时间 | 2026-06-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58320409.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第01讲 热量 比热容(培优讲义)
课标要点
方法指导
1. 辨析温度、内能、热量易混概念;
2. 用控制变量法、转换法探究物质吸热能力;
3. 理解比热容特性,牢记核心公式与水比热容应用;
4. 结合真题、图像、生活场景攻克热量计算题型,突破重难点。
1.掌握热量概念,区分过程量与状态量。
2.通过实验探究理解比热容,熟记定义、公式与单位。
3.熟练热量计算,用水的比热容解释生活、自然现象。
考点01 热量
1. 热传递:温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递,例如炒菜。
2.热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。其单位为焦耳,简称焦,符号为J。
1g水温度升高1℃时,吸收的热量约为4.2J。
3. 影响物质吸热的因素
(1)物质的质量和升高的温度
同种物质,质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越多。例如烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多;把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。
(2)物质的种类
不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同,即不同物质的吸热本领存在差异。
【深化点拨】
(1)热量是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量是没有意义的。
(2)热量可以用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,只能说某物体吸收或放出了多少热量,不能说某物体具有或含有多少热量。
4. 比较不同物质吸收热量的情况
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】
相同的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平一个、秒表一个、水、煤油若干。
【实验步骤】
(1)按图组装器材。
(2)取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液体的温度,并计入表格。
(3)打开电加热器,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
(4)实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
(5)整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
实验注意事项
(1)温度计的使用方法
液泡要全部浸入液体中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的
是为了让两种物质吸收的热量相同(本实验是一个理想化实验,不考虑热量散失)
(3)安装实验器材的顺序
自下而上
(4)可选择不同的液体进行实验,目的是什么?
这样可以减小实验中偶然因素造成的误差,使实验结论更具有普遍性。
(5)控制变量法的应用
①取质量相同的水和食用油分别放入两个烧杯中(注意不是体积相同)。
②实验中选用相同的电加热器给水和煤油加热相同时间,使两种物质吸收的热量相同。
③让水和煤油升高相同的温度,比较加热的时间。
(6)转换法的应用
电加热器每秒放出的热量是一定的,加热相同时间,放出的热量相同。不考虑热量损失,放出的热量全部被水和煤油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
(7)判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱,温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热时间长的物体吸热能力强。
【例1】(25-26九年级上·河南周口·期中)关于热量和热传递,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量越多 B.物体吸收热量,温度一定升高
C.热量总是从温度高的物体传向温度低的物体 D.温度总是从内能大的物体传递到内能小的物体
【例2】(25-26九年级上·重庆渝北·期中)小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)器材: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;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较_______________来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温不同、________相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较______________来比较不同物质吸热能力的强弱;
(4)常用的液体温度计是根据液体___________原理制成的。如图2所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中______(选填“A”、“B”或“C”)方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃;
(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:__________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
……
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
……
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
……
90
考点02 比热容
1. 比热容
(1)定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
⚠️比热容的理解
比热容是物质本身的特征,它的大小与物质的种类和物质存在的状态有关,与物体的质量大小、温度的变化以及物质吸热或放热的多少无关,比热容大(小)表示物质吸热本领强(弱),物质温度难以改变(容易改变)。
(2)公式及单位:;单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃)
2. 一些常见物质的比热容
物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×10³
铝
0.88×10³
酒精
2.4×10³
干泥土
约0.84×10³
煤油
约2.1×10³
铁、钢
0.46×10³
冰
2.1×10³
铜
0.39×10³
色拉油
约1.97×10³
水银
0.14×10³
沙子
约0.92×10³
铅
0.13×10³
通过表格理解:
(1)不同物质的比热容一般不同。
(2)常见的物质,水的比热容最大,是4.2×103J/(kg·℃)。
(3)物质的比热容与物质的种类有关,如水和冰的比热容不同。
(4)有个别的不同物质(例如:冰和煤油),其比热容相同。
3. 水的比热容
(1)大小:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)
(2)物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
(3)有关水比热容的利用
①冷却和取暖。冬天,北方地区用热水取暖;汽车发动机用水作为冷却液。
②调节气温。沙漠地区的昼夜温差大,沿海地区昼夜温差小。
【例3】(25-26九年级上·广东佛山·期中)下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是( )
比热容[]
水
铝
煤油、冰
干泥土
沙石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100g水的比热容是50g水的比热容的2倍
C.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
D.沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容较小
【例4】(25-26九年级上·安徽安庆·期末)如图所示的场景发生在炎热的夏天夜晚,此时海水的温度高于陆地的温度,若在图中虚线框内画一个箭头来表示地表附近空气的流动方向,则箭头方向应______选填(“向左”或“向右”)。
【例5】(25-26九年级上·山东青岛·期末)如图所示,是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是( )
A.A是沿海城市的气温变化曲线 B.B是内陆城市的气温变化曲线
C.A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D.B气温变化小是因为该地区海水的比热容大
考点03 热量的计算
1. 物质吸热时热量的计算
吸热:;t:表示末温,t0表示初温,△t表示末温减初温。
2. 物质放热时热量的计算
放热:。t:表示末温,t0表示初温,△t表示初温减末温。
3. 进行热量计算时应注意的四个问题
(1)同一公式中各物理量的单位务必统一为国际单位:c→J/(kg·℃),m→kg,△t→℃,Q→J。
(2)公式适用于物质状态不变时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算。如果吸、放热过程中存在着物态变化,则不能使用这几个公式。例如冰熔化为水的过程,此时冰水混合物的温度没有变化,但需要从外界吸收热量。
(3)解题时要认真审题,注意文字叙述中升高t(℃)、升高了t(℃)、降低t(℃)、降低了t(℃)对应的是温度的改变量,而升高到t(℃)、降低到t(℃)对应的是物体的末温。
(4)计算液体的末温时,要考虑液体的沸点,末温不能超过沸点。
【例6】(25-26九年级上·陕西咸阳·期末)一保温杯中装有质量为400g,温度为25℃的水,现将一个温度为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℃。已知水的比热容为,金属块的比热容为,不计热量损失,求:
(1)杯中的水吸收的热量。
(2)金属块的质量。
【例7】(25-26九年级上·湖北宜昌·期末)甲、乙两物体升高的温度相同,质量之比为3:2,甲吸收的热量是乙的2倍,则组成甲、乙两物体的物质的比热容之比是( )
A.2:1 B.3:1 C.3:2 D.4:3
重难点01 利用图像分析物质的比热容
【拓展1】(25-26九年级上·北京·期中)已知某种物质吸收的热量与比热容、质量和温度变化量之间满足。加热初温相同的液体甲、乙、丙,图中的三个点分别对应液体甲、乙、丙在温度随吸收热量而升高过程中的某一状态。已知液体甲和乙的质量不同但种类相同,液体乙和丙的质量相同但种类不同。下列判断正确的是( )
A.液体甲的比热容大于液体丙的比热容
B.液体甲的质量大于液体丙的质量
C.升高相同的温度,液体乙吸收的热量多于液体丙吸收的热量
D.吸收相同的热量,液体乙升高的温度低于液体甲升高的温度
【拓展2】(25-26九年级上·山东烟台·期末)用相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙大 B.加热相同时间,甲吸收的热量比乙多
C.升高相同温度,甲吸收的热量比乙少 D.甲、乙的比热容之比为2︰3
重难点02 热平衡方程及其应用
【拓展3】(25-26九年级上·安徽池州·期末)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。在标准大气压下,完全燃烧1.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg,初温为30℃的水吸收,可使水温升高到______℃[已知,]。
【拓展4】(25-26九年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末)在一标准大气压下,质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为,则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃,热水温度是80℃,为了使冷热水混合后的温度为40℃,不计热量损失,冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为)
重难点03 冷热混合问题
【拓展5】(24-25九年级上·四川绵阳·期末)已知水的比热容比铜的比热容大,将质量和初温都相等的水和铜块,放在相同的加热装置上,加热相同的时间后,将铜块放入水中。则( )
A.温度由铜块传递给水 B.铜块和水不发生热传递
C.热量由铜块传递给水 D.热量由水传递给铜块
【拓展6】(25-26九年级上·安徽铜陵·期末)甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,对于两球放在冰面上这一过程的模型,下列说法正确的是( )
A.乙球初温比甲球高 B.甲球比热容比乙球小
C.乙球末温比甲球高 D.甲球比热容比乙球大
考向01 探究物质的吸热能力
【训练1】(2025·辽宁·中考真题)如图(a),某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应___________。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体____________的规律制成的。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为____________℃。分析表中数据,发现___________吸热能力强。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较___________(填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
考向02 计算物质的吸放热
【训练2】(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[]。
考向03 计算物质的比热容
【训练3】(2024·安徽·中考真题)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·℃),则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。
考向04 不同物质比热容的比较
【训练4】(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
考向05 利用图像分析物质的吸放热
【训练5】(2025·四川成都·中考真题)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
考向06 比热容现象解释
【训练6】(2024·山东青岛·中考真题)(多选)小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图象如图所示.下列分析正确的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高 B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小 D.利用此图象可以比较海水和沙子的比热容
一、单选题
1.(25-26九年级上·湖北黄冈·期末)如图所示,是冬季人们常用来取暖的热水袋。用时将里面装上热水,可以较长时间给人们供暖,既因为水取用方便且便宜,也因为与其他物质比较,水( )
A.具有流动性 B.具有导电性 C.比热容较大 D.具有导热性
2.(25-26九年级上·湖北荆州·期末)根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最大的是( )
A. B. C. D.
3.(25-26九年级上·江苏宿迁·期末)下列关于热量的说法正确的是( )
A.物体温度越高,具有的热量越多
B.质量相同的同种物质,温度高的比温度低的放出热量一定多
C.同一个物体温度升高的越多,吸收的热量越多
D.物体含有的热量多少,与物体的质量有关
4.(25-26九年级上·山东烟台·期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
B.质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度变化大
C.水的比热容较大,因此用水作冷却剂利用了水吸热能力强的特点
D.1kg水的比热容比0.5kg水的比热容大
5.(25-26八年级上·江苏镇江·期末)如图所示,试管中甲物质为冰水混合物,现将试管按图所示方法放置在装有乙物质的烧杯中,一段时间后进行观察(不计物质与空气的热传递),发现试管中冰的量一直保持不变,则乙物质可能是( )
A.水 B.冰 C.冰水混合物 D.都有可能
6.(25-26九年级上·河北保定·期末)在标准大气压下,水的沸点是100℃,某种牛奶的沸点是102℃。加热条件相同时,加热质量相等,初温相同的水和牛奶,发现牛奶比水先沸腾。根据比热容的定义可知,水和牛奶的比热容( )
A.水的比热容较大 B.牛奶的比热容较大
C.一样大 D.条件不足,无法比较
二、填空题
7.(25-26九年级上·山东济宁·期末)如图(a)所示,用电加热器对质量0.2kg、初温26℃的水加热,水温最终升高至图(b)所示,此时水的温度为______℃。在这个加热过程中,水吸收的热量为______J。[已知]
8.(25-26九年级上·四川绵阳·期末)在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。炎热的夏天,海水和海滩的砂石在太阳的照射下,由于海水和砂石的______不同,两者之间出现温差,白天容易形成______(选填“海风”或“陆风”)。
9.(25-26九年级上·河南郑州·期末)下图是我国沿海地区和内陆沙漠地区同一天气温变化曲线,请你判断沿海地区一天气温变化所对应的曲线是______(选填“C”或“D”),这是因为水与沙子相比,水的比热容比较______(选填“大”或“小”)
10.(25-26九年级上·江西景德镇·期末)如图所示,是探究相等质量的水和食用油吸热性能实验中收集所测得的数据绘出的图像。由图像可知,当升高相同的温度时,______ 的加热时间更______ ,说明这种物质吸热能力更强。
11.(24-25九年级下·辽宁沈阳·阶段检测)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其初温,示数如图1所示。绘制水温随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为___________ J。保温性能更好的是___________(选填“A”或“B”)杯。[水的比热容为
12.(23-24九年级上·安徽马鞍山·期末)将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中,容器内冷水温度升高8℃。如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中,则容器内水温会再升高 _____℃。(忽略热量损失)
13.(24-25九年级上·天津和平·期末)现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲________c丙;甲、丙两种液体的质量m甲__________m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
三、实验题
14.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)在探究“不同物质吸热升温特点”实验中,小姜同学用同一装置给水和花生油加热(如图甲所示)。
(1)实验中,水和花生油的体积______(选填“相同”或“不同”),通过______(填“温度的升高多少”或“加热时间长短”)来比较液体吸收热量的多少。
(2)根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,其中吸热本领较强的是______图线(选填“A”或“B”)对应的液体;它们的比热容之比______;实验结束后撤去加热装置,______的温度下降得慢(选填“A”或“B”)。
(3)同组的小堰同学设计如下方法来比较比热容的大小:将两块初温均为的相同金属块,分别浸没在温度均为的水与花生油中(),待温度均稳定后,测得水温低于花生油的温度,若不计热损失,据此得出水的比热容比花生油大的结论。请评价该设计思路是否可行? ______(选填“可行”或“不可行”),理由是:______。
四、简答题
15.(25-26九年级上·福建厦门·期末)2025年11月14日,神舟二十一号携神舟二十号航天员安全返回,这次任务不仅是一次载人航天的圆满成功,更诠释了“生命至上”的人本理念与“团结协作”的航天精神。当返回舱进入大气层时,由于与空气剧烈摩擦舱体外部燃起高温火焰,如图所示,因此航天设计师为它精心设计了一件“避火衣”,其外部敷设的烧蚀层,能在高温下通过自我消耗带走90%以上的热量;余留部分则形成一道隔热屏障,有效防止外部热量进入舱内。请运用物理知识解释:
(1)烧蚀层发生的物态变化与作用。
(2)为保持舱内温度适宜,“避火衣”的材料应具备哪些特征。
五、计算题
16.(25-26九年级上·安徽淮南·期末)2025 “七星山骆驼杯”国际极限荒野求生挑战赛,以“探险不冒险”为核心,集结全球荒野勇者,展开原始生存试炼。选手进行钻木取火的过程中,使用的钻杆可视为杠杆,若钻杆的动力臂是阻力臂的5倍,施加的动力为20N。已知木材的比热容为,燃点为300℃,初始温度为20℃,假设用于升温的有效燃烧木材质量为50g。求:
(1)选手使用钻杆钻动时,木材对钻头的阻力是多少?
(2)有效燃烧木材达到燃点需要吸收的热量是多少?
17.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求:
(1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像?
(2)加热2min时,水吸收了多少的热量?
(3)沙子的比热容。
18.(25-26九年级上·重庆·阶段检测)如图甲所示,为了提倡环保型新能源开发,某学校学生宿舍使用太阳能热水器。由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴,所以浴室安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以将冷水管中的20℃的冷水与储存的80℃热水按照一定比例混合,得到一定温度的温水(不计冷热水混合过程的热损失)。下表所示的是物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。比热容为c=4.2×10³ J/(kg∙℃),求:
热水器装水量/t
冷水温度/℃
热水温度/℃
10
20
80
(1)该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少焦?
(2)某次洗澡过程中,热水管流入3kg热水,冷水管流入5kg冷水,则混合后的温水温度为多少摄氏度?
(3)若调节混合后的温水温度为40℃,当热水器储存的热水全部用完,可为全体学生提供多少吨40℃温水?
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第01讲 热量 比热容(培优讲义)
课标要点
方法指导
1. 辨析温度、内能、热量易混概念;
2. 用控制变量法、转换法探究物质吸热能力;
3. 理解比热容特性,牢记核心公式与水比热容应用;
4. 结合真题、图像、生活场景攻克热量计算题型,突破重难点。
1.掌握热量概念,区分过程量与状态量。
2.通过实验探究理解比热容,熟记定义、公式与单位。
3.熟练热量计算,用水的比热容解释生活、自然现象。
考点01 热量
1. 热传递:温度不同的物体相互接触,低温物体温度升高,高温物体温度降低的过程叫做热传递,例如炒菜。
2.热量:在热传递过程中,传递能量的多少叫做热量。其单位为焦耳,简称焦,符号为J。
1g水温度升高1℃时,吸收的热量约为4.2J。
3. 影响物质吸热的因素
(1)物质的质量和升高的温度
同种物质,质量越大、温度升得越高,它吸收的热量就越多。例如烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多;把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。
(2)物质的种类
不同的物质,在质量相等、升高的温度相同时,吸收的热量一般不同,即不同物质的吸热本领存在差异。
【深化点拨】
(1)热量是一个过程量,它存在于热传递的过程中,只有发生了热传递,有了能量的转移,才能讨论热量问题,离开热传递谈热量是没有意义的。
(2)热量可以用“吸收”或“放出”来表述,而不能用“具有”或“含有”来表述,只能说某物体吸收或放出了多少热量,不能说某物体具有或含有多少热量。
4. 比较不同物质吸收热量的情况
【实验目的】探究不同物体的吸热能力。
【实验器材】
相同的电加热器、烧杯、温度计各两个、天平一个、秒表一个、水、煤油若干。
【实验步骤】
(1)按图组装器材。
(2)取质量相同的水和煤油(60g),常温下待温度稳定后(控制两种液体初温相同),测出两种液体的温度,并计入表格。
(3)打开电加热器,同时给水和煤油加热,加热时间为5分钟,测量此时两种液体温度并计入表格。
(4)实验表格(参考数据)
物质种类
质量/g
初温/°C
末温/°C
温升/°C
加热时间(min)
水
60
20
40
20
5
煤油
60
20
56
36
5
…
(5)整理器材。
【实验结论】质量相同的水和另一种液体(如煤油),吸收相同的热量,煤油的温度升高较大。
实验注意事项
(1)温度计的使用方法
液泡要全部浸入液体中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的
是为了让两种物质吸收的热量相同(本实验是一个理想化实验,不考虑热量散失)
(3)安装实验器材的顺序
自下而上
(4)可选择不同的液体进行实验,目的是什么?
这样可以减小实验中偶然因素造成的误差,使实验结论更具有普遍性。
(5)控制变量法的应用
①取质量相同的水和食用油分别放入两个烧杯中(注意不是体积相同)。
②实验中选用相同的电加热器给水和煤油加热相同时间,使两种物质吸收的热量相同。
③让水和煤油升高相同的温度,比较加热的时间。
(6)转换法的应用
电加热器每秒放出的热量是一定的,加热相同时间,放出的热量相同。不考虑热量损失,放出的热量全部被水和煤油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
(7)判断物质吸热能力强弱的两种方法
①加热相同的时间,通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱,温度变化快的吸热能力弱。
②升高相同的温度,通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱,加热时间长的物体吸热能力强。
【例1】(25-26九年级上·河南周口·期中)关于热量和热传递,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度越高,含有的热量越多 B.物体吸收热量,温度一定升高
C.热量总是从温度高的物体传向温度低的物体 D.温度总是从内能大的物体传递到内能小的物体
【答案】C
【详解】A.“热量”是一个过程量,只能说“吸收”或“放出”热量,不能说物体“含有”热量,故A错误;
B.物体吸收热量时,温度不一定升高。例如晶体熔化,虽然持续吸热,但温度保持不变,故B错误;
C.热传递的条件是存在温度差,热量总是自发地从温度高的物体传向温度低的物体,故C正确;
D.热传递的方向由温度高低决定,不是由内能大小决定。内能小的物体如果温度更高,热量也会从它传向内能大但温度低的物体,传递的是热量不是温度,故D错误。
故选C。
【例2】(25-26九年级上·重庆渝北·期中)小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。
(1)器材: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;
(2)选取两个相同规格的电加热器进行实验,目的是为了通过比较_______________来比较物质吸收热量的多少;
(3)实验中选取初温不同、________相同的水和煤油,分别倒入烧杯中,用电加热器加热,当它们吸收相同的热量时,通过比较______________来比较不同物质吸热能力的强弱;
(4)常用的液体温度计是根据液体___________原理制成的。如图2所示,小姜正确使用温度计测量液体的温度,按照图中______(选填“A”、“B”或“C”)方法读数是正确的;实验中某时刻温度计示数如图3所示为______℃;
(5)部分实验数据如下表所示,分析数据可得出结论:__________(选填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。
加热时间/min
0
1
2
3
4
……
10
水的温度/℃
30
34
38
42
46
……
70
煤油温度/℃
10
18
26
34
42
……
90
【答案】(1)秒表 (2)加热时间 (3)质量 升高的温度 (4)热胀冷缩 B 66 (5)水
【详解】(1)此实验需测量加热时间来间接反映物质吸收热量的多少,所以测量工具是秒表。
(2)相同规格的电加热器在相同时间内放出热量相同,被加热物质加热时间越长,吸收热量越多,因此可通过比较加热时间来比较物质吸收热量的多少。
(3)根据控制变量法,比较不同物质吸热能力时,要控制物质质量相同,所以选取初温不同、质量相同的水和煤油。当它们吸收相同热量时,不同物质升高的温度不同,通过比较升高的温度可判断吸热能力强弱,升高温度低的物质吸热能力更强。
(4)常用液体温度计是根据液体热胀冷缩原理制成;使用温度计测量液体温度读数时,视线应与温度计内液柱的上表面相平,A俯视读数会偏大,C仰视读数会偏小,B的读数方法正确。
[3]图3中温度计的分度值为1℃,示数为66℃。
(5)加热相同时间即水和煤油吸收热量相同,此时水升高的温度比煤油低,所以水的吸热能力更强。
考点02 比热容
1. 比热容
(1)定义:一定质量的某种物质在温度升高时,吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比叫做这种物质的比热容,用符号c表示。
⚠️比热容的理解
比热容是物质本身的特征,它的大小与物质的种类和物质存在的状态有关,与物体的质量大小、温度的变化以及物质吸热或放热的多少无关,比热容大(小)表示物质吸热本领强(弱),物质温度难以改变(容易改变)。
(2)公式及单位:;单位:焦耳每千克摄氏度,符号是:J/(kg·℃)
2. 一些常见物质的比热容
物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
物质
比热容c/[J·(kg·℃)-1]
水
4.2×10³
铝
0.88×10³
酒精
2.4×10³
干泥土
约0.84×10³
煤油
约2.1×10³
铁、钢
0.46×10³
冰
2.1×10³
铜
0.39×10³
色拉油
约1.97×10³
水银
0.14×10³
沙子
约0.92×10³
铅
0.13×10³
通过表格理解:
(1)不同物质的比热容一般不同。
(2)常见的物质,水的比热容最大,是4.2×103J/(kg·℃)。
(3)物质的比热容与物质的种类有关,如水和冰的比热容不同。
(4)有个别的不同物质(例如:冰和煤油),其比热容相同。
3. 水的比热容
(1)大小:水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)
(2)物理意义是:1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。
(3)有关水比热容的利用
①冷却和取暖。冬天,北方地区用热水取暖;汽车发动机用水作为冷却液。
②调节气温。沙漠地区的昼夜温差大,沿海地区昼夜温差小。
【例3】(25-26九年级上·广东佛山·期中)下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是( )
比热容[]
水
铝
煤油、冰
干泥土
沙石
铜
A.物质的比热容与物质的状态无关
B.100g水的比热容是50g水的比热容的2倍
C.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
D.沿海地区比内陆地区昼夜温差小,是因为水的比热容较小
【答案】C
【详解】A.水和冰是同种物质的不同状态,比热容不同,说明比热容与物质状态有关,故A错误;
B.比热容与质量无关,不同质量的水比热容相同,故B错误;
C.由表格可知,当质量相等、吸收热量相同时,根据,比热容越小,温度变化越大,因此铜块温度变化较大,故C正确;
D.沿海地区昼夜温差小,是因为水的比热容更大,相同吸放热情况下温度变化更小,故D错误。
故选C。
【例4】(25-26九年级上·安徽安庆·期末)如图所示的场景发生在炎热的夏天夜晚,此时海水的温度高于陆地的温度,若在图中虚线框内画一个箭头来表示地表附近空气的流动方向,则箭头方向应______选填(“向左”或“向右”)。
【答案】向左
【详解】如图炎热夏天的晚上,陆地比热容小,降温快,气温低;陆地空气冷却收缩下沉,近地面形成高压;海洋比热容大,降温慢,气温高,海洋近地面空气受热膨胀上升,海面形成低压。根据“气流由高压(低温)区域向低压(高温)区域运动”,空气从陆地(高压)流向海洋(低压),所以箭头方向应向左。
【例5】(25-26九年级上·山东青岛·期末)如图所示,是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是( )
A.A是沿海城市的气温变化曲线 B.B是内陆城市的气温变化曲线
C.A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D.B气温变化小是因为该地区海水的比热容大
【答案】D
【详解】水的比热容比砂石的比热容大。在吸收或放出相同热量的情况下,水的温度变化比砂石小。沿海城市受海水影响,气温变化较小;内陆城市主要由砂石构成,气温变化较大。
A.图中曲线A表示的地区气温变化大,应为内陆城市的气温变化曲线,故A错误;
B.图中曲线B表示的地区气温变化小,应为沿海城市的气温变化曲线,故B错误;
C.曲线A表示内陆城市,其气温变化大是因为该地区砂石的比热容小,而不是该地区砂石的比热容大,故C错误;
D.曲线B表示沿海城市,其气温变化小是因为该地区海水的比热容大,在吸收或放出相同热量时,温度变化小,故D正确。
故选D。
考点03 热量的计算
1. 物质吸热时热量的计算
吸热:;t:表示末温,t0表示初温,△t表示末温减初温。
2. 物质放热时热量的计算
放热:。t:表示末温,t0表示初温,△t表示初温减末温。
3. 进行热量计算时应注意的四个问题
(1)同一公式中各物理量的单位务必统一为国际单位:c→J/(kg·℃),m→kg,△t→℃,Q→J。
(2)公式适用于物质状态不变时物体升温(或降温)过程中吸热(或放热)的计算。如果吸、放热过程中存在着物态变化,则不能使用这几个公式。例如冰熔化为水的过程,此时冰水混合物的温度没有变化,但需要从外界吸收热量。
(3)解题时要认真审题,注意文字叙述中升高t(℃)、升高了t(℃)、降低t(℃)、降低了t(℃)对应的是温度的改变量,而升高到t(℃)、降低到t(℃)对应的是物体的末温。
(4)计算液体的末温时,要考虑液体的沸点,末温不能超过沸点。
【例6】(25-26九年级上·陕西咸阳·期末)一保温杯中装有质量为400g,温度为25℃的水,现将一个温度为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℃。已知水的比热容为,金属块的比热容为,不计热量损失,求:
(1)杯中的水吸收的热量。
(2)金属块的质量。
【答案】(1) (2)0.2kg
【详解】(1)由题意得,水的质量
杯中的水吸收的热量
(2)不计热量损失,金属块放出的热量
金属块的质量
【例7】(25-26九年级上·湖北宜昌·期末)甲、乙两物体升高的温度相同,质量之比为3:2,甲吸收的热量是乙的2倍,则组成甲、乙两物体的物质的比热容之比是( )
A.2:1 B.3:1 C.3:2 D.4:3
【答案】D
【详解】已知,,,根据比热容公式,可得,因此,比热容之比为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
重难点01 利用图像分析物质的比热容
【拓展1】(25-26九年级上·北京·期中)已知某种物质吸收的热量与比热容、质量和温度变化量之间满足。加热初温相同的液体甲、乙、丙,图中的三个点分别对应液体甲、乙、丙在温度随吸收热量而升高过程中的某一状态。已知液体甲和乙的质量不同但种类相同,液体乙和丙的质量相同但种类不同。下列判断正确的是( )
A.液体甲的比热容大于液体丙的比热容
B.液体甲的质量大于液体丙的质量
C.升高相同的温度,液体乙吸收的热量多于液体丙吸收的热量
D.吸收相同的热量,液体乙升高的温度低于液体甲升高的温度
【答案】B
【详解】A.液体乙和液体丙的质量相同,由图像可知,液体乙和液体丙升高相同的温度,液体丙吸收的热量更多,根据,可知
液体甲和乙种类相同,则,因此,,故A错误;
B.由图像可知,液体甲和乙升高相同温度,液体甲吸收的热量更多,根据,可知,已知液体乙和液体丙的质量相同,因此,故B正确;
C.液体乙和液体丙的质量相同,且,根据,升高相同的温度,液体丙吸收的热量多,故C错误;
D.液体甲和乙种类相同,比热容相同,且,根据,吸收相同的热量,液体乙升高的温度高于液体甲升高的温度,故D错误。
故选B。
【拓展2】(25-26九年级上·山东烟台·期末)用相同的加热器分别给质量相等的甲、乙两种液体加热,温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.甲的比热容比乙大 B.加热相同时间,甲吸收的热量比乙多
C.升高相同温度,甲吸收的热量比乙少 D.甲、乙的比热容之比为2︰3
【答案】C
【详解】A.相同加热器说明相同加热时间内,甲、乙吸收的热量相等,且甲、乙质量相等,加热相同时间,、都相等,甲温度变化
乙温度变化
根据,越大,比热容越小,因此甲的比热容比乙小,故A错误;
B.相同加热器,相同时间放出热量相同,因此甲、乙吸收的热量相等,故B错误;
C.升高相同温度时,从图像可知,甲需要的加热时间更短,因此甲吸收的热量比乙少,故C正确;
D.加热相同的时间, 、相等,甲、乙的比热容之比为,故D错误。
故选C。
重难点02 热平衡方程及其应用
【拓展3】(25-26九年级上·安徽池州·期末)农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。在标准大气压下,完全燃烧1.5kg的秸秆煤放出的热量若完全被质量为100kg,初温为30℃的水吸收,可使水温升高到______℃[已知,]。
【答案】100
【详解】秸秆煤的质量为,热值,水的质量为,比热容,初温。
秸秆煤完全燃烧放出的热量
这些热量完全被水吸收,故水吸收的热量
水吸收热量后升高的温度
理论末温
但在标准大气压下,水的沸点为 ,因此水温实际只能升高到。
【拓展4】(25-26九年级上·黑龙江齐齐哈尔·期末)在一标准大气压下,质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为,则水的末温为_________℃。冷水温度是20℃,热水温度是80℃,为了使冷热水混合后的温度为40℃,不计热量损失,冷水和热水的质量比是_________。(水的比热容为)
【答案】 30 2:1
【详解】[1]质量为10kg、初温为20℃的水吸收的热量为,则
则水的末温为
[2]不计热量损失,则有,即
则
重难点03 冷热混合问题
【拓展5】(24-25九年级上·四川绵阳·期末)已知水的比热容比铜的比热容大,将质量和初温都相等的水和铜块,放在相同的加热装置上,加热相同的时间后,将铜块放入水中。则( )
A.温度由铜块传递给水 B.铜块和水不发生热传递
C.热量由铜块传递给水 D.热量由水传递给铜块
【答案】C
【详解】质量和初温都相等的水和铜块,放在相同的加热装置上,加热相同的时间后,吸收的热量相同,由于水的比热容比铜的比热容大,由公式可知,铜升高的温度高,水的末温比铜的末温低;将铜块放入水中后,热量由铜块传递给水,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【拓展6】(25-26九年级上·安徽铜陵·期末)甲、乙两个材料不同、质量相等的金属球,置于沸水中很长一段时间后取出,放在同一块长方体冰面上,热传递停止后如图所示。不计热损失,对于两球放在冰面上这一过程的模型,下列说法正确的是( )
A.乙球初温比甲球高 B.甲球比热容比乙球小
C.乙球末温比甲球高 D.甲球比热容比乙球大
【答案】B
【详解】A.因为甲、乙两个金属球在沸水里放了很长时间,所以它们一开始的温度是一样的,都等于沸水的温度,因此乙球初温等于甲球的初温,故A错误;
C.因为两个球直到热传递停止时都被放在冰面上,所以此时它们的温度和冰面温度相同,即两个球的末温是一样的,因此乙球末温等于甲球的末温。故C错误;
BD.从图中可以看出,乙球下面熔化的冰更多,因为冰熔化时需要吸收热量,而这部分热量来自金属球放出的热量,所以乙球放出的热量比甲球多。又因为甲、乙两球的质量相等,并且温度变化也相同(A、C选项已分析),所以根据公式可知,由于乙球放出的热量更多,因此乙球的比热容比甲球大,即甲球的比热容比乙球小,故B正确,D错误。
故选B。
考向01 探究物质的吸热能力
【训练1】(2025·辽宁·中考真题)如图(a),某小组在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,比较它们的吸热能力。
(1)为使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同,电加热器的规格应___________。
(2)本实验中使用的液体温度计是根据液体____________的规律制成的。
(3)每隔0.5min记录一次温度,并将数据记录在下表中。第2.5min时,食用油中的温度计示数如图(b)所示,为____________℃。分析表中数据,发现___________吸热能力强。
加热时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
...
水的温度/℃
25
27
29
31
33
35
...
食用油的温度/℃
25
30
34
37
42
...
(4)为使内部充有液态介质的电暖器通电后能迅速升温,内部应充入吸热能力较___________(填“强”或“弱”)的介质。(仅从吸热能力的角度分析)
【答案】(1)相同 (2)热胀冷缩 (3) 水 (4)弱
【详解】(1)电加热器的规格相同,才能使两个电加热器在单位时间内放出的热量相同。
(2)液体温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的。
(3)[1]由图可知,温度计的分度值为,温度计的示数从下往上逐渐变大,因此温度为。
[2]加热相同时间表示吸收相同热量,由表中数据可知,质量相同的水和食用油,吸收相同的热量,水升温较小,由可知,水的比热容较大,水吸热能力强。
(4)由可知,质量相同的不同物质在吸收相同的热量时,比热容小的温度升高的快,所以,为了使电暖气通电后能迅速升温,在电暖气内部应充入比热容较小的介质,即吸热能力较弱的介质。
考向02 计算物质的吸放热
【训练2】(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
【详解】[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
考向03 计算物质的比热容
【训练3】(2024·安徽·中考真题)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·℃),则该金属块的比热容为______ J/(kg·℃)。
【答案】0.6×103
【详解】由题意知,水吸收的热量为
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×200×10-3kg×(30℃-25℃)=4.2×103J
因金属块放出的热量全部被水吸收,则金属块放出的热量为4.2×103J,则金属块的比热容为
考向04 不同物质比热容的比较
【训练4】(2025·四川·中考真题)某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后,液体a的温度从升高到,液体b的温度从升高到,a、b两种液体均未沸腾。由此可知( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】ABC.由题意,已知a、b两种液体质量相同,吸收相同的热量,即,
a液体吸收热量后,温度变化量
b液体吸收热量后,温度变化量
由,变形得,因为、相同,越大,越小。由于,所以a、b两种液体的比热容,故A符合题意,BC不符合题意;
D.两种液体温度变化量比值,则
a液体的比热容,b液体的比热容
则,则
故D不符合题意。
故选A。
考向05 利用图像分析物质的吸放热
【训练5】(2025·四川成都·中考真题)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,上面物质的凝固图像中,凝固为0℃,下面物质的凝固图像中,凝固为-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。
考向06 比热容现象解释
【训练6】(2024·山东青岛·中考真题)(多选)小明在海边玩耍,感觉沙滩上的沙子很热,海水却比较凉爽。某天,他从6时到22时对沙子和海水的温度进行了测量,绘成的温度随时间变化图象如图所示.下列分析正确的是( )
A.早晨6时,海水的温度比沙子高 B.6时到14时,沙子吸收的热量比海水多
C.14时到22时,海水降低的温度比沙子小 D.利用此图象可以比较海水和沙子的比热容
【答案】ACD
【详解】A.由图可知,早晨6时,海水的温度为15℃,沙子的温度为10℃,海水的温度比沙子高,故A正确;
B.在同一片天空,太阳每小时放出的热量相同,即海水和沙子每小时吸收的热量相同,故6时到14时,沙子吸收的热量和海水吸收的热量相等,故B错误;
C.由图可知,在14时海水温度比沙子低,在22时海水的温度比沙子高,故14时到22时,海水降低的温度比沙子小,故C正确;
D.利用此图象可知,沙子升温快,降温也快,海水升温慢,降温也慢,温度变化快慢可以反应比热容的大小,故可以比较海水和沙子的比热容,故D正确。
故选ACD。
一、单选题
1.(25-26九年级上·湖北黄冈·期末)如图所示,是冬季人们常用来取暖的热水袋。用时将里面装上热水,可以较长时间给人们供暖,既因为水取用方便且便宜,也因为与其他物质比较,水( )
A.具有流动性 B.具有导电性 C.比热容较大 D.具有导热性
【答案】C
【详解】因为水的比热容较大,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,所以用热水袋取暖。流动性虽有助于热量传递,但并非水独有的优势;导电性与冷却功能无关;导热性并非水的突出特性,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.(25-26九年级上·湖北荆州·期末)根据图所示的天气状况和地表环境信息,推断昼夜温差最大的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】水的比热容比砂石的比热容大,相同质量的水和砂石,在相同受热或者放热的情况下,温度变化小,所以海洋比陆地的昼夜温差小,同时天气晴朗时,白天地面吸收的热量多,夜晚地面放出的热量多,昼夜温差最大的是晴天的陆地和夜晚的陆地,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(25-26九年级上·江苏宿迁·期末)下列关于热量的说法正确的是( )
A.物体温度越高,具有的热量越多
B.质量相同的同种物质,温度高的比温度低的放出热量一定多
C.同一个物体温度升高的越多,吸收的热量越多
D.物体含有的热量多少,与物体的质量有关
【答案】C
【详解】AD.热量是过程量,表示在热传递过程中转移能量的多少,不能说“具有或含有的热量”,故AD错误;
B.根据,温度变化量不确定,所以质量相同的同种物质,温度高的不一定比温度低的放出热量多,故B错误;
C.根据,同一个物体温度升高的越多,吸收的热量越多,故C正确。
故选C。
4.(25-26九年级上·山东烟台·期末)关于比热容,下列说法正确的是( )
A.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类有关
B.质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容大的温度变化大
C.水的比热容较大,因此用水作冷却剂利用了水吸热能力强的特点
D.1kg水的比热容比0.5kg水的比热容大
【答案】C
【详解】A.比热容是物质的特性,不仅与物质种类有关,还与物质的状态有关,故A错误;
B.根据吸热公式,变形得,当质量相同、吸收热量相同时,比热容越大,温度变化越小,故B错误;
C.水的比热容较大,说明水的吸热能力更强,相同质量的水和其他物质相比,升高相同温度时能吸收更多热量,因此适合用作冷却剂,故C正确;
D.比热容是物质的特性,与物体质量无关,因此1kg水和0.5kg水的比热容相等,故D错误。
故选C。
5.(25-26八年级上·江苏镇江·期末)如图所示,试管中甲物质为冰水混合物,现将试管按图所示方法放置在装有乙物质的烧杯中,一段时间后进行观察(不计物质与空气的热传递),发现试管中冰的量一直保持不变,则乙物质可能是( )
A.水 B.冰 C.冰水混合物 D.都有可能
【答案】C
【详解】由题意可知,试管内冰的量保持不变,说明甲中的冰水混合物既不吸热也不放热,因此甲和乙之间没有发生热传递,说明二者温度相等,即乙的温度为0℃。冰水混合物的温度一定为0℃,因此乙是冰水混合物。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
6.(25-26九年级上·河北保定·期末)在标准大气压下,水的沸点是100℃,某种牛奶的沸点是102℃。加热条件相同时,加热质量相等,初温相同的水和牛奶,发现牛奶比水先沸腾。根据比热容的定义可知,水和牛奶的比热容( )
A.水的比热容较大 B.牛奶的比热容较大
C.一样大 D.条件不足,无法比较
【答案】A
【详解】加热条件相同,相同时间内水和牛奶吸收的热量相等。水和牛奶质量相等、初温相同,牛奶比水先沸腾,在标准大气压下,水的沸点为100℃,某品牌牛奶的沸点是102℃,则牛奶达到沸点时升高的温度比水达到沸点时升高的温度大,即。牛奶比水先沸腾,说明牛奶所用的时间少,故牛奶达到沸腾时吸收的热量比水少,即。根据比热容公式可知,水的比热容比牛奶大。故A正确,BCD错误。
故选A。
二、填空题
7.(25-26九年级上·山东济宁·期末)如图(a)所示,用电加热器对质量0.2kg、初温26℃的水加热,水温最终升高至图(b)所示,此时水的温度为______℃。在这个加热过程中,水吸收的热量为______J。[已知]
【答案】 46
【详解】[1]图b温度计的分度值为1℃,温度计刻度值由下向上,刻度值逐渐变大,因此为零上温度,液柱位于46℃的刻度线处,因此此时水的温度为46℃。
[2]水的质量为0.2kg,初温为26℃,末温为46℃,根据热量计算公式,可得水吸收的热量为
8.(25-26九年级上·四川绵阳·期末)在沿海地区炎热晴朗的天气里,易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气对流形成的。炎热的夏天,海水和海滩的砂石在太阳的照射下,由于海水和砂石的______不同,两者之间出现温差,白天容易形成______(选填“海风”或“陆风”)。
【答案】 比热容 海风
【详解】[1][2]由于海水和砂石的比热容不同,海水的比热容大于砂石的比热容,在同样太阳光的照射下,地面和大海升温和降温的快慢不同,从而使空气形成对流。白天,砂石比海水升温快,地面热空气密度较小,热空气上升,海面较冷的空气就会来补充,于是冷空气沿海面吹向陆地,形成海风。
9.(25-26九年级上·河南郑州·期末)下图是我国沿海地区和内陆沙漠地区同一天气温变化曲线,请你判断沿海地区一天气温变化所对应的曲线是______(选填“C”或“D”),这是因为水与沙子相比,水的比热容比较______(选填“大”或“小”)
【答案】 D 大
【详解】[1][2]根据公式可知,质量和吸热相同时,物体升高的温度和比热成反比,质量相同的砂石和水白天从太阳处吸收相同的热量或晚上放出相同的热量后,由于砂石的比热容小于水的比热,因此沙石的温度变化较大,水的温度变化小;所以内陆地区沙石多,昼夜温差大,沿海地区水多,昼夜温差小;从丙图像可以看出曲线C的温度变化较大,因此曲线C是内陆城市一天气温变化所对应的曲线,D是沿海城市一天气温变化所对应的曲线。
10.(25-26九年级上·江西景德镇·期末)如图所示,是探究相等质量的水和食用油吸热性能实验中收集所测得的数据绘出的图像。由图像可知,当升高相同的温度时,______ 的加热时间更______ ,说明这种物质吸热能力更强。
【答案】 水 长
【详解】[1][2]由图可知,质量相等的水和食用油,初温相同,升高到相同的温度(80℃)时,水的加热时间更长,则水吸收的热量更多,说明水的吸热能力更强。
11.(24-25九年级下·辽宁沈阳·阶段检测)为比较A、B两保温杯的保温性能,小红在两个保温杯中分别倒入0.1kg相同温度的热水,用温度计测量其初温,示数如图1所示。绘制水温随时间的变化图像如图2所示,A杯中水放出的热量为___________ J。保温性能更好的是___________(选填“A”或“B”)杯。[水的比热容为
【答案】 A
【详解】[1]由图1可知,温度计的分度值为1℃,此时温度计的示数为,由图2可知,A杯中水的末温为t=30℃,则A杯中水放出的热量
[2]由图2可知,A、B两保温杯中的水放出相同的热量,A保温杯所用的时间比B保温杯所用的时间更长,所以A保温杯的保温性能更好。
12.(23-24九年级上·安徽马鞍山·期末)将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中,容器内冷水温度升高8℃。如果再把一杯相同的热水倒入这个容器中,则容器内水温会再升高 _____℃。(忽略热量损失)
【答案】4
【详解】忽略热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,即Q吸=Q放。将一杯质量为m的热水倒入容器内质量为2m的冷水中,容器内冷水温度升高8℃,根据Q吸=Q放和Q=cmΔt可得,c×m×(t热﹣t冷﹣8℃)=c×2m×8℃……①
再把一杯相同的热水倒入这个容器中,则有c×m×(t热﹣t冷﹣8℃﹣Δt)=c×3m×Δt……②
由①②解得,Δt=4℃。
13.(24-25九年级上·天津和平·期末)现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量不等的同种液体,乙、丙为质量相等的不同液体。对这三种液体分别加热,可根据它们吸收的热量和升高的温度,在“温度-热量”图像上分别画出对应的三点甲、乙、丙,如图所示,则甲、丙两种液体的比热容c甲________c丙;甲、丙两种液体的质量m甲__________m丙。(两空均选填“>”、“="或“<”)
【答案】 < >
【详解】[1][2]甲、乙是同种液体,比热容相同,即;由图像可知,吸收相同热量时,,根据(相同,相同),可得。又因为乙、丙质量相等,即,所以;从图像看,吸收相同热量时,,根据(相同),且可得。
三、实验题
14.(25-26九年级上·江苏泰州·期末)在探究“不同物质吸热升温特点”实验中,小姜同学用同一装置给水和花生油加热(如图甲所示)。
(1)实验中,水和花生油的体积______(选填“相同”或“不同”),通过______(填“温度的升高多少”或“加热时间长短”)来比较液体吸收热量的多少。
(2)根据实验数据作出两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图乙所示,其中吸热本领较强的是______图线(选填“A”或“B”)对应的液体;它们的比热容之比______;实验结束后撤去加热装置,______的温度下降得慢(选填“A”或“B”)。
(3)同组的小堰同学设计如下方法来比较比热容的大小:将两块初温均为的相同金属块,分别浸没在温度均为的水与花生油中(),待温度均稳定后,测得水温低于花生油的温度,若不计热损失,据此得出水的比热容比花生油大的结论。请评价该设计思路是否可行? ______(选填“可行”或“不可行”),理由是:______。
【答案】(1)不同 加热时间长短 (2) A 9∶4 A
(3) 可行 因为此过程,水比花生油吸收的热量多,而水升高的温度较小,可得,水的比热容比花生油大
【详解】(1)[1][2]该实验是探究不同物质吸热升温特点,需用到控制变量法,即控制水和花生油的质量相同。由于水和花生油的密度不同,质量相同时,它们的体积不同。实验使用同一装置加热,在相同时间内两种液体吸收的热量相同,因此通过加热时间长短来比较液体吸收热量的多少。
(2)[1]由图乙可知,加热相同时间(吸收相同热量)时,图线A对应的液体升温较慢,说明其吸热本领较强,因此吸热本领较强的是A。
[2][3]由图可知,都加热到60℃时,A升高的温度为
B升高的温度为
A加热的时间为6分钟,B加热的时间为4分钟,因此
代入数据解得
比热容大的物质,在放出相同热量时,温度下降得慢。A比热容较大,因此撤去加热装置后,A温度下降较慢。
(3)[1][2]不计热量损失,金属块放出的热量等于液体吸收的热量。两个金属块的初温相同,水和花生油的初温相同,温度稳定后水温低于花生油的温度,由可知,该过程中水吸收的热量多,但水升高的温度低于花生油升高的温度,因此水的比热容更大。故该设计思路可行。
四、简答题
15.(25-26九年级上·福建厦门·期末)2025年11月14日,神舟二十一号携神舟二十号航天员安全返回,这次任务不仅是一次载人航天的圆满成功,更诠释了“生命至上”的人本理念与“团结协作”的航天精神。当返回舱进入大气层时,由于与空气剧烈摩擦舱体外部燃起高温火焰,如图所示,因此航天设计师为它精心设计了一件“避火衣”,其外部敷设的烧蚀层,能在高温下通过自我消耗带走90%以上的热量;余留部分则形成一道隔热屏障,有效防止外部热量进入舱内。请运用物理知识解释:
(1)烧蚀层发生的物态变化与作用。
(2)为保持舱内温度适宜,“避火衣”的材料应具备哪些特征。
【答案】(1)烧蚀层在飞船返回大气层时,主要通过熔化和汽化这两种物态变化来吸收并带走大量热量,从而保护飞船返回舱不被高温烧毁。
(2)烧蚀材料需要高比热容,比热容大的物质在吸收相同热量时,温度升高较慢,能有效带走摩擦产生的热量以降温,因此烧蚀材料需具备比热容大的性质;需要耐高温返回舱进入大气层时,由于与空气剧烈摩擦舱体外部燃起高温火焰,烧蚀材料不能因此而燃烧;需要低热导率,由于摩擦会产生大量的热,低热导材料可以有效减少外部热量传导至舱体的内部;由(1)可知,需要易烧蚀带走热量。
五、计算题
16.(25-26九年级上·安徽淮南·期末)2025 “七星山骆驼杯”国际极限荒野求生挑战赛,以“探险不冒险”为核心,集结全球荒野勇者,展开原始生存试炼。选手进行钻木取火的过程中,使用的钻杆可视为杠杆,若钻杆的动力臂是阻力臂的5倍,施加的动力为20N。已知木材的比热容为,燃点为300℃,初始温度为20℃,假设用于升温的有效燃烧木材质量为50g。求:
(1)选手使用钻杆钻动时,木材对钻头的阻力是多少?
(2)有效燃烧木材达到燃点需要吸收的热量是多少?
【答案】(1)100N (2)
【详解】(1)设钻杆的阻力臂为,则动力臂为,其中动力为。
根据杠杆平衡条件可得,木材对钻头的阻力为
(2)已知木材的质量为,木材的温度变化量
所以有效燃烧木材达到燃点需要吸收的热量为
17.物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时,选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子和水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是求:
(1)甲图和乙图哪个是沙子吸热升温的图像?
(2)加热2min时,水吸收了多少的热量?
(3)沙子的比热容。
【答案】(1)甲 (2) (3)
【详解】(1)图甲表示的是沙子吸热升温的过程,因为沙子和水的质量相等,吸收相同热量时,沙子的比热容比水小,从公式可知,沙子温度升得多;所以图甲表示的是沙子吸热升温的过程。
(2)由图乙可知,加热2min时,水的温度从20℃上升到70℃,根据公式求出水吸收的热量
(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量,在2min内
因为加热2min,沙子的温度从20℃上升到250℃,沙子的温度变化
已知质量
沙子的比热容
18.(25-26九年级上·重庆·阶段检测)如图甲所示,为了提倡环保型新能源开发,某学校学生宿舍使用太阳能热水器。由于晴天热水器产生的水温过高不可直接洗浴,所以浴室安装了如图乙所示的混水阀。通过混水阀可以将冷水管中的20℃的冷水与储存的80℃热水按照一定比例混合,得到一定温度的温水(不计冷热水混合过程的热损失)。下表所示的是物理兴趣小组在某个晴天获得的相关信息。比热容为c=4.2×10³ J/(kg∙℃),求:
热水器装水量/t
冷水温度/℃
热水温度/℃
10
20
80
(1)该热水器中的水在晴天吸收的热量是多少焦?
(2)某次洗澡过程中,热水管流入3kg热水,冷水管流入5kg冷水,则混合后的温水温度为多少摄氏度?
(3)若调节混合后的温水温度为40℃,当热水器储存的热水全部用完,可为全体学生提供多少吨40℃温水?
【答案】(1)2.52×10⁹ J (2)42.5 ℃ (3)30 t
【详解】(1)热水器内水的质量m=10 t=1.0×104 kg
该热水器中的水在晴天吸收的热量是Q=(1.0×104kg)×(4.2×103 J/(kg∙℃))×(60 ℃)=2.52×109 J
(2)设混合后温度为t。根据热量平衡,则
解得混合后的温水温度为t=42.5 ℃。
(3)当热水与冷水混合成40 ℃时,根据热量平衡,则
解得需要的冷水为
当热水器储存的热水全部用完,可为全体学生提供的温水为
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