13.1 热量 比热容（讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦“热量 比热容”核心知识点，从热传递引入热量概念（过程量、单位焦耳），通过实验探究（控制变量法、转换法）比较不同物质吸热能力，进而构建比热容定义（单位、物理意义）及水的特性，最终掌握热量计算公式，形成“概念-实验-规律-应用”的连贯学习支架。 该资料以科学探究为特色，实验设计如“水和食用油吸热对比”突出控制变量与转换法，培养科学思维。结合海陆风、暖桌垫等生活实例强化物理观念，分层练习（基础到创新）助力课中教学与课后查漏，提升学生解释现象和解决实际问题的能力。

第十三章 内能 第1节 热量 比热容 课标要点 1.通过热传递实例，认识热量，知道热量是过程量，单位焦耳 (J)。 2.通过实验探究，比较不同物质的吸热能力，掌握控制变量法、转换法。 3.理解比热容定义、公式、单位与物理意义，知道比热容是物质特性。 4.记住水的比热容，能用比热容解释生活、自然现象。 5.掌握吸放热计算公式，完成简单热量计算。 学习重难点 重点：热量概念；比热容定义、物理意义与应用；吸放热计算。 难点：比热容概念建立；区分温度、内能、热量；实验探究吸热能力；利用比热容解释温差现象。 知识点 热量 1. 热传递 温度不同的物体相互接触，高温物体 温度 ，低温物体 温度 ，直到两者温度 ，这个过程叫热传递。 热传递发生条件：存在 。 2. 热量 （1）定义：在热传递过程中，传递 叫作热量，符号 。 （2）单位： ，简称焦，符号 。 特别提醒：热量是过程量 只能说：物体吸收 / 放出热量； 不能说：物体 “含有、具有、拥有” 热量。 3. 影响物体吸热的因素 （1）同种物质：质量越 、升温越 ，它吸收的热量就越 。 （2）不同物质：即使质量、升温相同，吸热多少一般不同。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东佛山·期中）如图所示是某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别表示三种物态，假设质量不发生变化。下列分析正确的是（　　） A．丙状态含有的热量最多 B．甲乙的过程为凝固 C．乙为固态 D．丙乙的过程放出热量 2．以下说法中，正确的是（  ） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高一定吸收热量 C．物体温度越高，所含热量越多 D．以上说法都不对 3．（23-24九年级上·山东菏泽·阶段检测）“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。则“物体吸热温度会升高”中的“热”表示的是___________；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是___________。 知识点 比较不同物质的吸热能力（重点探究实验） 1.实验方法：控制变量法、转换法。 转换法指通过相同规格的加热器加热相同时间，通过加热时间的长短来比较物体 热量的多少。 2.实验设计： （1）控制水和食用油的质量相等、初温相同，改变物体种类，比较 时吸收热量的多少； （2）也可控制水和食用油的质量相等、初温相同，让物体 （即相同加热时间），比较升高的温度。 3.实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。说明物质的吸热能力和物质 有关，体现了物质本身的一种特性。 特别提醒：实验中选用相同加热器的目的是：保证相同加热时间内，不同物质吸收的热量相同；酒精灯和电加热器都可使用，电加热器一般更容易保证相同放热功率，实验效果更好。 随学随练 1．图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．两支试管里水和煤油的质量不同 B．相同时间内，水吸收的热量大于煤油吸收的热量 C．相同时间内，水温度变化比煤油温度变化快 D．由图乙可知，水的吸热能力更强 2．（25-26九年级上·河北邯郸·期末）小明为探究“不同物质吸热升温的情况”，进行了如图甲所示实验。实验用两个相同的酒精灯，分别加热两种初温相同的液体。 (1)实验前，烧杯中加入的水和煤油应保证_______（选填“体积”或“质量”）相同。 (2)正确组装图甲实验装置的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）。 (3)组装完毕后，点燃酒精灯，对盛有水和煤油的烧杯进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图12－乙所示，其读数是_______℃；加热过程中，不停地用玻璃棒搅拌的目的是_______。 (4)小明根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内_______的温度变化大，可得出_______的吸热本领大。 3．（25-26九年级上·安徽安庆·期中）如图所示，小强同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，根据实验他得到如下数据： 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 70 (1)同时进行实验，加热6min时，食用油的温度比水的温度高，食用油吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）水吸收的热量； (2)实验表明，在相同条件下吸热能力更强的是______（选填“水”或“食用油”）。 知识点 比热容（难点） 1. 比热容 （1）定义：一定质量的某种物质，在温度 （或降低）时，吸收（或 ）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号 表示。 （2）公式及单位： ；单位：焦耳每千克摄氏度，符号是： 。 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. 水的比热容易错提醒 （1）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； （2）比热容与物体的质量大小、温度的变化以及物质吸热或放热的多少无关； （3）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）。 （1）大小： （2）物理意义：1kg 水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量。 （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。 教材延伸：水比热容大的应用 （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。 （3）冬季北方秧田，白天放水，夜晚灌水。 1．（25-26九年级上·湖北荆州·期中）关于“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”这句谚语的解释，下列说法正确的是（   ） A．该现象主要是因为当地物质密度小，导致温度变化快 B．该现象体现了当地砂石、土壤等物质比热容小，吸收或放出相同热量时温度变化大 C．这是由于当地空气导热性差，早晨热量不易传入，中午热量不易传出 D．主要原因是当地水分蒸发吸热，导致昼夜温度差异显著 2．今年夏天，欢欢在她爸爸的带领下到河边去钓鱼，中午她把鞋脱了在沙滩上玩，感觉很烫脚，爸爸叫她跑到水里去，欢欢感觉很凉快。于是欢欢就好奇地问为什么？请你替她的爸爸帮她解释一下。 3．（25-26九年级上·福建福州·期中）如图1是自然界的“水循环”，地球上各种形态的水，在太阳辐射、地球引力等的作用下周而复始的运动。如图2，由于地面和海洋升温和降温的快慢不同，使空气对流形成风，海边吹的陆风和海风统称“海陆风”。结合图像回答下题。 (1)白天，太阳照射使地面附近的气温升高，地表及江河湖海里的水______（选填“吸热”或“放热”）、______（填物态变化名称）为水蒸气。 (2)沿海某地夏季相同日照条件下，海洋温度______陆地温度，图2中反映白天海陆风形成原理的是______图。 知识点 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。 特别提醒：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。 1．小红在实验室用酒精灯把质量为0.1kg、初温为60℃的水加热到100 ℃,则水吸收的热量是__________ J；若烧杯中装有2kg、初温为30 ℃的水，当水吸收了 的热量后，水温升高了____℃。（在标准大气压下） 2．（25-26九年级上·重庆·期末）冬天到了，老师们办公时都用上了亲肤硅胶制作的暖桌垫，如图所示。该暖桌垫的质量是0.15kg，若电脑CPU正常工作的一段时间内产生了的热量，若这些热量全部被该暖桌垫吸收，则可使其温度升高___________℃。[已知硅胶的比热容是] 3．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）质量为2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温。此过程中，钢球将放出______J的热量；若这些热量的50%被初温为20℃、质量为0.05kg的水吸收，水吸收的热量为______J；在标准大气压下，这部分水的温度最终能升高到______℃。[已知J/（kg·℃），J/（kg·℃）] 题型 比热容相关的比例计算 步骤1：找已知比例 从题干中提取：质量比、比热容比、温度变化比，以及不变量。 步骤2：代入比例公式 将已知比值直接对应代入万能比例式，相同物理量可直接约分。 步骤3：化简求结果 整数化简、约分，得到所求物理量的比值。 活学活用 1．（25-26九年级上·四川巴中·期末）用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容是。不计热损失，下列说法正确的是（   ） ①甲物质的吸热能力大于水 ②水20min吸收的热量为 ③甲和水都加热20min，甲物质吸收的热量更多 ④甲物质的比热容为 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 2．小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出（　　） A．甲物质是水， B．甲物质是水， C．乙物质是水， D．乙物质是水， 3．（25-26九年级上·山东济宁·阶段检测）用两只相同的加热器，分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了如图所示的温度随时间变化的图像。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，水的比热容为。则另一液体的比热容为______，该液体在0~20min内吸收的热量为______J。 题型 利用图像分析计算物质的比热容 （1）相同时间比温度 相同加热时间代表两种物质吸收的热量相同，质量相同的不同物质，吸收相同热量后，温度升高越多，比热容越小。 （2）相同温度比时间 升高相同温度比加热时间：质量相同的不同物质，升高相同温度，加热时间越长，吸收热量越多，比热容越大。 活学活用 4．（25-26九年级上·陕西安康·阶段检测）甲、乙两物体的比热容之比为，吸收相同的热量后，甲的温度升高了，乙的温度升高了，则甲、乙的质量之比为（　　） A． B． C． D． 5．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． 6．有甲、乙两个金属块，它们的质量之比为，比热容之比为，某段时间内放出的热量之比为，则甲、乙两个金属块的温度变化量之比为（   ） A． B． C． D． 题型 冷热混合问题 冷热混合问题一般遵循“热平衡方程”，即在不计热量损失的情况下，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即，结合吸热和放热公式即可求解混合后的共同温度。 活学活用 7．质量为1kg的铝块，温度从100℃降低到20℃，放出的热量是多少？若这些热量被质量为0.5kg、温度为20℃的水吸收，水的温度会升高到多少摄氏度？[，，不计热量损失] 8．（25-26九年级上·重庆·阶段检测）小凤在家利用热水加热冷牛奶，用质量为1kg、初温为95℃的热水，加热质量为0.84kg、初温为25℃的牛奶。加热一段时间后，热水和牛奶的共同温度为75℃。【】求： (1)水放出的热量； (2)若不计加热过程中的热量散失，求牛奶的比热容。 9．（23-24九年级上·福建福州·阶段检测）把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 基础通关 1．小明用相同的电加热器给质量和温度相等的水和煤油加热，发现煤油温度升高得比水快。这表明（　　） A．水的比热容较大 B．煤油的比热容较大 C．煤油吸收的热量较多 D．水的吸热能力较弱 2．（25-26九年级上·青海西宁·期中）适量饮水，有益健康。一瓶矿泉水被小敏同学喝了一半，对瓶中剩下的水，在相同的环境下，下列说法正确的是（    ） A．水的密度变小 B．水的质量不变 C．水的比热容变小 D．水的比热容不变 3．（25-26九年级上·福建漳州·期中）关于热现象，下列说法中正确的是（   ） A．物质的比热容只与物质的种类有关 B．在盛夏的中午，微风一般从海面吹向沙滩 C．夏天在地面上洒水会使人感到凉快，原因是水的比热容大 D．夏天的中午时分，海边沙子比海水温度高，是因为沙子吸热多，海水吸热少 4．（25-26九年级上·安徽滁州·期中）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（   ） A．汽车发动机用水作冷却剂 B．海边昼夜温度变化比沙漠小，适宜居住 C．夏天，教室洒水可以起到降温的作用 D．生物体内水的含量很高，有助于调节生物体自身的温度 5．（25-26九年级上·广西柳州·期末）塔克拉玛干沙漠昼夜的温差比海边的大，最有助于解释该现象的物理知识是（　　） A．水是液体，砂石是固体 B．水会蒸发，砂石不会蒸发 C．水的比热容比砂石的比热容大 D．水的密度比砂石的密度大 6．（25-26九年级上·山东德州·阶段检测）由同种物质组成的甲乙两物体，质量之比为1：2，它们升高的温度之比为2：3，则它们吸收的热量之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．4∶3 D．3∶4 7．（23-24九年级上·四川广元·期末）小梅从比热容表中得出以下结论，其中正确的是（    ） 几种物质的比热容[J/（kg•℃）]              水 4.2×103 冰 2.1×103 酒精 2.4×103 沙石 0.92×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铜 0.39×103 A．100g水用去一半后，其比热容变为2.1×103J/（kg·℃） B．物质由固态变为液态，其比热容不变 C．夏天阳光照在海上，因水的比热容较大，所以海边气温变化大 D．同质量的铝块和铜块，由于铝块比热容大，升高相同温度，铝块比铜块吸收热量多 8．（25-26九年级上·全国·课后作业）酒精的比热容为，其物理意义是_______。水的比热容比酒精大，说明水的吸热能力比酒精的吸热能力________（选填“强”或“弱”）。 9．（25-26九年级上·甘肃临夏·阶段检测）已知铝的比热容是，把质量为2kg，温度为30℃的铝块加热到70℃吸收的热量是___________J。 10．（25-26九年级上·重庆渝北·期中）小红暑假到海边去游玩，发现海边比市内凉爽很多，这是因为水的______较大，可以调节气温。若初温为、质量为100kg的海水在阳光的照射下温度升高了2℃，海水吸收的热量为______ J。 11．（25-26九年级上·江西新余·期中）如图，是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。根据水的_____大的特点，曲线B表示的是_____（填“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线。 12．（25-26九年级上·上海·期中）比热容在生产、生活中有着广泛的应用——城市“热岛效应”。 (1)上海建有人工湖具有“吸热”功能，在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”，这是因为水的比热容较______（选“大”或“小”）。若绿地中的人工湖的湖水吸收一定热量后，水温升高2℃，若这些热量被同等质量的砂石吸收（），则砂石升高的温度将______（选“大于”“小于”或“等于”）2℃，因此人工湖在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”。 (2)除了通过修建人工湖，请你再出一个其他来改善城市热岛效应的建议：______。 13．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）在沿海地区炎热的天气里，由于陆地与海水的___________不同，易形成海陆风；白天，地面与海面上空的空气形成对流，如图___________（选填“甲”或“乙”）所示。 素养提升 14．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时，物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即。将、5℃的冷水与、80℃的热水混合（与外界无热量交换），则混合后冷水升高的温度是（　　） A．30°C B．40°C C．25°C D．50°C 15．（25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测）物体A、B质量相等，把它们加热到相同的温度，然后把它们分别放入等量同温的水中，不计热量散失，A使水温升高10℃，B使水温升高20℃，设A、B的比热分别为cA和cB，则（    ） A．cB＝cA B．cB＝2cA C．cB＞2cA D．cA＜cB＜2cA 16．（25-26九年级上·河南信阳·阶段检测）为了测量炉火温度，先取一个质量为100g的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为200g的水中。结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则水吸收的热量为________J，炉火的温度为___________℃。水的比热容为金属块的比热容为 17．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）如图，有2个保温容器，分别盛有质量的热水和质量的冷水，两杯水的内能大小关系是______选填“热水大”、“冷水大”、“一样大”或“无法比较”，小明将热水倒入盛有冷水的保温容器B中，冷水温度升高，此时B杯中水的比热容大小______，然后再向B杯中倒入同质量同温度的热水，水温又上升，若不计热量的损失，则：______。 18．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）小丽同学想要测量液态混合后的温度，现将质量相同的甲、乙、丙三种不同液体彼此混合。甲的初温是，乙的初温是，丙的初温是。不计热量损失，甲和丙混合后，温度为；乙和丙混合后，温度为；若将甲和乙混合，温度为________。 19．（25-26九年级上·安徽安庆·期末）甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25℃和75℃，现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45℃，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量损失和水的质量的变化）___________℃。 20．（25-26九年级上·安徽六安·期中）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、质量为的水和某液体，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。求： (1)从刚好降到时，水放出的热量 (2)计算液体的比热容 (3)计算时间液体放出的热量 21．（25-26九年级上·河北邢台·阶段检测）实验小组在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为。 (1)CD段水吸收的热量是多少？ (2)计算出冰的比热容； (3)实验小组某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在熔化过程中所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。已知冰属于晶体，请根据这次实验的数据，计算出冰的熔化热。 （解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 22．把某铁块加热到100℃，投入到质量为m1温度为20℃的水中，混合后的温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃，投入到质量为m2温度为20℃的水中，混合后的温度为60℃。如果把这块100℃的铁块投入到质量为（m1+m2）温度为20℃的水中，整个过程不计热量的损失，求混合后最终的温度。 迁移创新 23．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）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°C），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q=k（t物-t环），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)物体向周围散热，内能______（选填“增大”“减小”或“不变”） (2)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 (3)一个物体温度为30°C，周围环境温度保持20°C不变，此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到27°C时，散热快慢为______； (4)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°C，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示（温度低于25°C的图像未画出），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·°C），盐水的密度为1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为______J/（kg·°C）。 24．（25-26九年级上·广东揭阳·阶段检测）阅读短文，回答问题。 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，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。若用热表示散热快慢，则牛顿冷却定律可以表示为，其中是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，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，即使散热快慢相同，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)物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫作______。 (2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______。 A．热值 B．密度 C．功率 D．效率 (3)一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为。当物体温度降低到28℃时，散热快慢为______。 (4)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℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯敞开口，水和盐水的温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为，盐水的密度为，则盐水的比热容为______。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十三章 内能 第1节 热量 比热容 课标要点 1.通过热传递实例，认识热量，知道热量是过程量，单位焦耳 (J)。 2.通过实验探究，比较不同物质的吸热能力，掌握控制变量法、转换法。 3.理解比热容定义、公式、单位与物理意义，知道比热容是物质特性。 4.记住水的比热容，能用比热容解释生活、自然现象。 5.掌握吸放热计算公式，完成简单热量计算。 学习重难点 重点：热量概念；比热容定义、物理意义与应用；吸放热计算。 难点：比热容概念建立；区分温度、内能、热量；实验探究吸热能力；利用比热容解释温差现象。 知识点 热量 1. 热传递 温度不同的物体相互接触，高温物体放热温度降低，低温物体吸热温度升高，直到两者温度相同，这个过程叫热传递。 热传递发生条件：存在温度差。 2. 热量 （1）定义：在热传递过程中，传递热的多少叫作热量，符号。 （2）单位：焦耳，简称焦，符号。 特别提醒：热量是过程量 只能说：物体吸收 / 放出热量； 不能说：物体 “含有、具有、拥有” 热量。 3. 影响物体吸热的因素 （1）同种物质：质量越大、升温越高，它吸收的热量就越多。 （2）不同物质：即使质量、升温相同，吸热多少一般不同。 随学随练 1．（25-26九年级上·广东佛山·期中）如图所示是某晶体的物态变化过程，其中甲、乙、丙分别表示三种物态，假设质量不发生变化。下列分析正确的是（　　） A．丙状态含有的热量最多 B．甲乙的过程为凝固 C．乙为固态 D．丙乙的过程放出热量 【答案】D 【详解】由图知，甲图中分子相距最近，分子排列规则，分子间的作用力最大，既不易被压缩，也不容易被拉伸，所以是固态分子的排列方式；乙图中分子相距较近，分子排列杂乱，分子间的作用力较弱，是液态分子的排列方式；丙图中分子相距最远，分子无固定排列，分子间的作用力最弱，是气态分子的排列方式。 A．热量属于过程量，不能说“含有”，只能说“吸收”或“放出”，故A错误； B．甲乙是固态变为液态的熔化过程，需要吸收热量，故B错误； C．由以上分析可知，乙为液态，故C错误； D．丙乙是气态变为液态的液化过程，放出热量，故D正确。 故选D。 2．以下说法中，正确的是（  ） A．物体吸收热量，温度一定升高 B．物体温度升高一定吸收热量 C．物体温度越高，所含热量越多 D．以上说法都不对 【答案】D 【详解】A．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化过程中，不断吸收热量，温度不变，故A错误； B．物体的温度升高，不一定是吸收了热量，也可能是别的物体对它做了功，故B错误； C．热量是过程量，不能说所含热量的多少，故C错误； D．由以上分析得，以上说法都不对，故D正确。 故选D。 3．（23-24九年级上·山东菏泽·阶段检测）“热”字有多种含义，在物理学中有时表示温度，有时表示热量，有时表示内能。则“物体吸热温度会升高”中的“热”表示的是___________；“沸腾的水很热”中的“热”表示的是___________。 【答案】 热量 温度 【详解】[1][2]“热”有不同含义，有“温度”“内能”“热量”等多种含义，温度表示物体的冷热程度；内能表示物体具有内能；热量是热传递过程中吸收或放出热量的多少。故物体吸热是指吸收热量，即其中的“热”表示的是吸收的热量。开水很热是指水的温度高，即这里的“热”表示的是温度。 知识点 比较不同物质的吸热能力（重点探究实验） 1.实验方法：控制变量法、转换法。 转换法指通过相同规格的加热器加热相同时间，通过加热时间的长短来比较物体吸收热量的多少。 2.实验设计： （1）控制水和食用油的质量相等、初温相同，改变物体种类，比较升高相同温度时吸收热量的多少； （2）也可控制水和食用油的质量相等、初温相同，让物体吸收相同热量（即相同加热时间），比较升高的温度。 3.实验结论：不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。说明物质的吸热能力和物质种类有关，体现了物质本身的一种特性。 特别提醒：实验中选用相同加热器的目的是：保证相同加热时间内，不同物质吸收的热量相同；酒精灯和电加热器都可使用，电加热器一般更容易保证相同放热功率，实验效果更好。 随学随练 1．图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．两支试管里水和煤油的质量不同 B．相同时间内，水吸收的热量大于煤油吸收的热量 C．相同时间内，水温度变化比煤油温度变化快 D．由图乙可知，水的吸热能力更强 【答案】D 【详解】A．根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，则两支试管里水和煤油的质量相同，故A错误； B．使用同一酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，相同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，故B错误； CD．根据图乙可知，相同时间内，水温度变化比煤油温度变化慢，由比较吸热能力的方法可知，水的吸热能力更强，故C错误，D正确。 故选D。 2．（25-26九年级上·河北邯郸·期末）小明为探究“不同物质吸热升温的情况”，进行了如图甲所示实验。实验用两个相同的酒精灯，分别加热两种初温相同的液体。 (1)实验前，烧杯中加入的水和煤油应保证_______（选填“体积”或“质量”）相同。 (2)正确组装图甲实验装置的顺序是_______（选填“自上而下”或“自下而上”）。 (3)组装完毕后，点燃酒精灯，对盛有水和煤油的烧杯进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图12－乙所示，其读数是_______℃；加热过程中，不停地用玻璃棒搅拌的目的是_______。 (4)小明根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内_______的温度变化大，可得出_______的吸热本领大。 【答案】(1)质量 (2)自下而上 (3) 56 使液体受热均匀 (4)煤油 水 【详解】（1）探究不同物质的吸热能力时，要控制变量，根据，必须保证两种液体的质量相同，才能通过温度变化比较吸热能力。 （2）酒精灯需用外焰加热，所以要先根据酒精灯的高度固定铁圈的位置，再依次往上安装烧杯、温度计等器材，因此组装顺序是自下而上。 （3）图乙中温度计的分度值为1℃，读数为56℃； 加热时液体受热易不均匀，搅拌可使液体受热均匀，避免局部温度过高影响实验结果。 （4）相同加热时间内，酒精灯放出的热量相同，水和煤油吸收的热量也相同；从图丙的温度-时间图像可以看出，加热相同时间时，煤油的温度升高得更多，即温度变化更大； 根据，质量相同的物质吸收相同热量时，温度变化越小，比热容越大，吸热本领越强。因此水的温度变化小，吸热本领大，煤油的温度变化大，吸热本领弱。 3．（25-26九年级上·安徽安庆·期中）如图所示，小强同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，根据实验他得到如下数据： 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 70 (1)同时进行实验，加热6min时，食用油的温度比水的温度高，食用油吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）水吸收的热量； (2)实验表明，在相同条件下吸热能力更强的是______（选填“水”或“食用油”）。 【答案】(1)等于 (2)水 【详解】（1）使用相同的电加热器给水和食用油加热，在相同时间内，电加热器放出的热量相同，那么水和食用油吸收的热量也相同，所以加热6min，食用油吸收的热量等于水吸收的热量。 （2）由表中数据可知，加热6min，水的温度从20℃升高到45℃，升高了25℃；食用油的温度从20℃升高到70℃，升高了50℃，水和食用油质量相同，吸收热量相同，水升高温度较小，说明水的吸热能力更强。 知识点 比热容（难点） 1. 比热容 （1）定义：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）的温度乘积之比叫做这种物质的比热容，用符号c表示。 （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. 水的比热容易错提醒 （1）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； （2）比热容与物体的质量大小、温度的变化以及物质吸热或放热的多少无关； （3）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）。 （1）大小： （2）物理意义：1kg 水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量。 （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。 教材延伸：水比热容大的应用 （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。 （3）冬季北方秧田，白天放水，夜晚灌水。 1．（25-26九年级上·湖北荆州·期中）关于“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜”这句谚语的解释，下列说法正确的是（   ） A．该现象主要是因为当地物质密度小，导致温度变化快 B．该现象体现了当地砂石、土壤等物质比热容小，吸收或放出相同热量时温度变化大 C．这是由于当地空气导热性差，早晨热量不易传入，中午热量不易传出 D．主要原因是当地水分蒸发吸热，导致昼夜温度差异显著 【答案】B 【详解】A．温度变化快慢与物质密度无关，是物质比热容的影响，故A错误； B．当地砂石、土壤等物质比热容小，根据，吸收或放出相同热量时，温度变化大，导致昼夜温差显著，故B正确； C．该现象与空气导热性无关，是物质比热容的影响，故C错误； D．水分蒸发吸热不是主要原因，主要原因是物质比热容小，故D错误。 故选B。 2．今年夏天，欢欢在她爸爸的带领下到河边去钓鱼，中午她把鞋脱了在沙滩上玩，感觉很烫脚，爸爸叫她跑到水里去，欢欢感觉很凉快。于是欢欢就好奇地问为什么？请你替她的爸爸帮她解释一下。 【答案】见详解 【详解】因为水的比热容比沙子的大，相同质量的水和沙子比较，都在太阳下照射相同时间，吸收相同的热量，水的温度升高的少，河水是凉的；沙子的温度升高的多，所以会感觉沙滩要热一些。 3．（25-26九年级上·福建福州·期中）如图1是自然界的“水循环”，地球上各种形态的水，在太阳辐射、地球引力等的作用下周而复始的运动。如图2，由于地面和海洋升温和降温的快慢不同，使空气对流形成风，海边吹的陆风和海风统称“海陆风”。结合图像回答下题。 (1)白天，太阳照射使地面附近的气温升高，地表及江河湖海里的水______（选填“吸热”或“放热”）、______（填物态变化名称）为水蒸气。 (2)沿海某地夏季相同日照条件下，海洋温度______陆地温度，图2中反映白天海陆风形成原理的是______图。 【答案】(1) 吸热 汽化 (2) 低于 乙 【详解】（1）地表和江河里的水由液态变为气态水蒸气的过程属于汽化，汽化过程需要吸热。 （2）水的比热容远大于陆地砂石泥土的比热容，相同日照条件下，吸收相同热量时，海洋升温更慢，因此海洋温度低于陆地温度； 白天陆地温度更高，陆地上的热空气上升，近地面陆地气压低于海洋，近地面空气从海洋流向陆地形成海风，符合这个原理的是乙图。 知识点 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。 特别提醒：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。 1．小红在实验室用酒精灯把质量为0.1kg、初温为60℃的水加热到100 ℃,则水吸收的热量是__________ J；若烧杯中装有2kg、初温为30 ℃的水，当水吸收了 的热量后，水温升高了____℃。（在标准大气压下） 【答案】 70 【详解】水吸收的热量为 由可得，水理论上升高的温度 但在标准大气压下，水的沸点为100℃，水的初温为30℃，实际最高只能升温至100℃，因此实际升温为 2．（25-26九年级上·重庆·期末）冬天到了，老师们办公时都用上了亲肤硅胶制作的暖桌垫，如图所示。该暖桌垫的质量是0.15kg，若电脑CPU正常工作的一段时间内产生了的热量，若这些热量全部被该暖桌垫吸收，则可使其温度升高___________℃。[已知硅胶的比热容是] 【答案】3.5 【详解】若这些热量全部被该暖桌垫吸收，则 可使其温度升高 3．（25-26九年级上·江苏泰州·期中）质量为2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温。此过程中，钢球将放出______J的热量；若这些热量的50%被初温为20℃、质量为0.05kg的水吸收，水吸收的热量为______J；在标准大气压下，这部分水的温度最终能升高到______℃。[已知J/（kg·℃），J/（kg·℃）] 【答案】 100 【详解】【小题1】[1][2][3]由可得，2kg、温度为120℃的钢球，在空气中自然冷却至20℃的室温时放出的热量为 这些热量的50%被水吸收，即水吸收的热量为 根据可得，水升高的温度 所以水的温度理论上能升高到，但由于在标准大气压下，水的沸点为100℃，因此水的温度实际上只能升高到100℃。 题型 比热容相关的比例计算 步骤1：找已知比例 从题干中提取：质量比、比热容比、温度变化比，以及不变量。 步骤2：代入比例公式 将已知比值直接对应代入万能比例式，相同物理量可直接约分。 步骤3：化简求结果 整数化简、约分，得到所求物理量的比值。 活学活用 1．（25-26九年级上·四川巴中·期末）用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容是。不计热损失，下列说法正确的是（   ） ①甲物质的吸热能力大于水 ②水20min吸收的热量为 ③甲和水都加热20min，甲物质吸收的热量更多 ④甲物质的比热容为 A．只有①④正确 B．只有②③正确 C．只有②④正确 D．只有①③正确 【答案】C 【详解】①比热容是物质的吸热能力的体现，相同质量的不同物质，吸收相同热量时，温度升高慢的物质比热容大，吸热能力强。由图像可知，加热相同时间时，甲的温度升高得比水快，说明甲的吸热能力小于水，因此①错误； ②水20min吸收的热量为 因此②正确； ③甲和水都加热20min，加热时间相同，吸收的热量相同，故③错误； ④甲加热10min，温度升高到60℃，水加热20min，温度升高到60℃，两个相同的电热器，说明升高相同的温度，水吸收的热量是甲吸收热量的2倍，即 根据可知， 解得 因此④正确。 综上可知，ABD错误，C正确。 故选C。 2．小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出（　　） A．甲物质是水， B．甲物质是水， C．乙物质是水， D．乙物质是水， 【答案】A 【详解】由图可知，相同时间内，乙液体的温度降低得快，甲液体温度降低得慢；根据可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，乙的温度降低得快，乙的比热容小；所以，甲液体的比热容大，水的比热容在常见物质中是比较大的，因此甲物质是水，水的比热容为。水和液体的质量相同，水和液体在相同时间内放出的热量相等，当15min时，水降低的温度 某种液体降低的温度为 由可知，当、相同时，与成反比，故液体的比热容为，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 3．（25-26九年级上·山东济宁·阶段检测）用两只相同的加热器，分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了如图所示的温度随时间变化的图像。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，水的比热容为。则另一液体的比热容为______，该液体在0~20min内吸收的热量为______J。 【答案】 【详解】[1]由图可知，甲加热20min和乙加热15min升高的温度相同，说明升高相同温度，甲加热时间更长，吸收热量更多。质量m相同，相同时，根据，Q越大，c越大，因此甲是水。水的比热容， 升高的温度相同 甲加热时间，乙加热时间，则 根据， [2]甲20min吸收的热量 因相同时间吸热相等，故乙20min吸收的热量 题型 利用图像分析计算物质的比热容 （1）相同时间比温度 相同加热时间代表两种物质吸收的热量相同，质量相同的不同物质，吸收相同热量后，温度升高越多，比热容越小。 （2）相同温度比时间 升高相同温度比加热时间：质量相同的不同物质，升高相同温度，加热时间越长，吸收热量越多，比热容越大。 活学活用 4．（25-26九年级上·陕西安康·阶段检测）甲、乙两物体的比热容之比为，吸收相同的热量后，甲的温度升高了，乙的温度升高了，则甲、乙的质量之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据热量公式 ，甲、乙吸收的热量相等，即 代入已知条件：，，可得 则 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选 B。 5．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 【详解】根据可知 则 故BCD不符合题意，A符合题意 故选A。 6．有甲、乙两个金属块，它们的质量之比为，比热容之比为，某段时间内放出的热量之比为，则甲、乙两个金属块的温度变化量之比为（   ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据公式可得，甲、乙两个金属块的温度变化量之比为 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 题型 冷热混合问题 冷热混合问题一般遵循“热平衡方程”，即在不计热量损失的情况下，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量，即，结合吸热和放热公式即可求解混合后的共同温度。 活学活用 7．质量为1kg的铝块，温度从100℃降低到20℃，放出的热量是多少？若这些热量被质量为0.5kg、温度为20℃的水吸收，水的温度会升高到多少摄氏度？[，，不计热量损失] 【答案】；53.5℃ 【详解】根据放热公式代入数值得 不计热量损失，水吸收的热量 根据吸热公式知，可得水升高的温度代入数值得 则水的末温 8．（25-26九年级上·重庆·阶段检测）小凤在家利用热水加热冷牛奶，用质量为1kg、初温为95℃的热水，加热质量为0.84kg、初温为25℃的牛奶。加热一段时间后，热水和牛奶的共同温度为75℃。【】求： (1)水放出的热量； (2)若不计加热过程中的热量散失，求牛奶的比热容。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由题可知，水温度从95℃降至75℃，放出的热量 （2）根据热平衡条件，水放出的热量等于牛奶吸收的热量即，牛奶温度从25℃升至75℃，由可得： 9．（23-24九年级上·福建福州·阶段检测）把100℃的某铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃。把另一块100℃的同样的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃。如果把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 【答案】C 【详解】把100℃的某铁块投入质量为m1，温度为20℃的水中，热平衡后温度为40℃，根据知道， 即……① 把100℃的同样的铁块投入质量为m2，温度为20℃的水中，热平衡后温度为60℃，同理有 即……② 由①②得……③ 把同样100℃的铁块投入质量为、温度为20℃的水中，设热平衡后温度为t,同理有……④ 由③④得， 故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 基础通关 1．小明用相同的电加热器给质量和温度相等的水和煤油加热，发现煤油温度升高得比水快。这表明（　　） A．水的比热容较大 B．煤油的比热容较大 C．煤油吸收的热量较多 D．水的吸热能力较弱 【答案】A 【详解】用相同的电加热器给质量和温度相等的水和煤油加热，加热相同的时间，两者吸收的热量是一样的，发现煤油温度升高得比水快，说明水的吸热能力强，比热容更大，故选A。 2．（25-26九年级上·青海西宁·期中）适量饮水，有益健康。一瓶矿泉水被小敏同学喝了一半，对瓶中剩下的水，在相同的环境下，下列说法正确的是（    ） A．水的密度变小 B．水的质量不变 C．水的比热容变小 D．水的比热容不变 【答案】D 【详解】密度和比热容都是物质的一种特性，对于同一种物质来说，其密度、比热容与该物质的质量、体积无关，所以一瓶矿泉水被喝了一半后，质量变小，瓶中剩下的水的密度和比热容都不变，故D正确，ABC错误。 故选D。 3．（25-26九年级上·福建漳州·期中）关于热现象，下列说法中正确的是（   ） A．物质的比热容只与物质的种类有关 B．在盛夏的中午，微风一般从海面吹向沙滩 C．夏天在地面上洒水会使人感到凉快，原因是水的比热容大 D．夏天的中午时分，海边沙子比海水温度高，是因为沙子吸热多，海水吸热少 【答案】B 【详解】A．物质的比热容与物质的种类、状态有关，故A错误； B．在盛夏的中午，沙滩表面的温度高于水面的温度，沙滩表面的空气受热膨胀程度较大，沙滩表面的空气密度较小，沙滩表面的气压较低，微风一般从海面吹向沙滩，故B正确； C．夏天在地面上洒水会使人感到凉快，原因是水蒸发会吸收热量，故C错误； D．夏天的中午时分，海边沙子比海水温度高，是因为沙子的比热容小于水的比热容，相同质量的沙子与水吸收相同的热量后，沙子升高的温度较多，故D错误。 故选B。 4．（25-26九年级上·安徽滁州·期中）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（   ） A．汽车发动机用水作冷却剂 B．海边昼夜温度变化比沙漠小，适宜居住 C．夏天，教室洒水可以起到降温的作用 D．生物体内水的含量很高，有助于调节生物体自身的温度 【答案】C 【详解】A．比热容是物质的一种物理性质，表示单位质量的物质升高1℃所吸收的热量。水的比热容较大，即吸收或放出相同热量时，温度变化较小；要使温度变化相同，需要吸收或放出更多热量。因此，水具有良好的吸热、储热和缓冲温度变化的能力，所以汽车发动机常用水作冷却剂，故A不符合题意； B．海边有大量水，白天吸热升温慢，夜晚放热降温也慢；沙漠沙石比热容小，白天升温快，夜晚降温也快，昼夜温差大，故B不符合题意； C．洒水后，水会蒸发，蒸发过程吸热，从而降低周围空气温度。这个降温的主要原因是蒸发吸热，而不是水的比热容大，故C符合题意； D．生物体含水量高，当外界环境变化时，水能吸收或释放较多热量，使体温保持相对稳定。比如人发烧时出汗，水蒸发散热；运动时身体产热，水帮助缓冲温度变化。这体现了水的比热容大带来的温度缓冲作用，故D不符合题意。 故选 C。 5．（25-26九年级上·广西柳州·期末）塔克拉玛干沙漠昼夜的温差比海边的大，最有助于解释该现象的物理知识是（　　） A．水是液体，砂石是固体 B．水会蒸发，砂石不会蒸发 C．水的比热容比砂石的比热容大 D．水的密度比砂石的密度大 【答案】C 【详解】因为水的比热容比沙石的比热容大，在质量相同、吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，所以海边昼夜温差变化小，沙漠中昼夜温差变化大，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．（25-26九年级上·山东德州·阶段检测）由同种物质组成的甲乙两物体，质量之比为1：2，它们升高的温度之比为2：3，则它们吸收的热量之比是（　　） A．1∶3 B．3∶1 C．4∶3 D．3∶4 【答案】A 【详解】同种物质的比热容相同，即c甲：c乙=1：1，质量之比m甲：m乙=1：2，升高温度之比Δt甲：Δt乙=2：3， 根据得，它们吸收的热量之比： ，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（23-24九年级上·四川广元·期末）小梅从比热容表中得出以下结论，其中正确的是（    ） 几种物质的比热容[J/（kg•℃）]              水 4.2×103 冰 2.1×103 酒精 2.4×103 沙石 0.92×103 煤油 2.1×103 铝 0.88×103 水银 0.14×103 铜 0.39×103 A．100g水用去一半后，其比热容变为2.1×103J/（kg·℃） B．物质由固态变为液态，其比热容不变 C．夏天阳光照在海上，因水的比热容较大，所以海边气温变化大 D．同质量的铝块和铜块，由于铝块比热容大，升高相同温度，铝块比铜块吸收热量多 【答案】D 【详解】A．100g水用去一半后，物质的种类和状态没有变，所以比热容不变，仍为4.2×103J/（kg•℃），故A错误； B．同一物质状态发生变化后，比热容会改变，如冰和水，故B错误； C．水的比热容较大，根据Q=cmΔt可知，吸收或放出相同的热量时，温度变化量较小，所以海边气温变化小，故C错误； D．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，因为铝的比热容大于铜的比热容，根据Q吸=cmΔt可知，铝块比铜块吸收的热量多，故D正确。 故选D。 8．（25-26九年级上·全国·课后作业）酒精的比热容为，其物理意义是_______。水的比热容比酒精大，说明水的吸热能力比酒精的吸热能力________（选填“强”或“弱”）。 【答案】 1kg酒精温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为 强 【详解】比热容是1kg的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量。 [1]对于酒精的比热容为2.4×103J/(kg·℃)，其物理意义是：1kg的酒精温度升高（或降低）1℃时吸收（或放出）的热量为2.4×103J。 [2]水的比热容比酒精大，这意味着相同质量的水和酒精，吸收相同的热量时，水升高的温度比酒精升高的温度低；或者说相同质量的水和酒精，升高相同的温度时，水吸收的热量比酒精吸收的热量多。所以水的吸热能力比酒精的吸热能力强。 9．（25-26九年级上·甘肃临夏·阶段检测）已知铝的比热容是，把质量为2kg，温度为30℃的铝块加热到70℃吸收的热量是___________J。 【答案】 【详解】铝块的温度变化量 铝块吸收的热量为 10．（25-26九年级上·重庆渝北·期中）小红暑假到海边去游玩，发现海边比市内凉爽很多，这是因为水的______较大，可以调节气温。若初温为、质量为100kg的海水在阳光的照射下温度升高了2℃，海水吸收的热量为______ J。 【答案】 比热容 【详解】水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，吸收或放出相同热量时温度变化更小，因此海边的水可以调节气温，使海边比市内凉爽。 海水吸收的热量为 11．（25-26九年级上·江西新余·期中）如图，是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。根据水的_____大的特点，曲线B表示的是_____（填“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线。 【答案】 比热容 沿海 【详解】水的比热容较大，相同质量的水和砂石相比，吸收或放出相同热量时，水的温度变化更小，沿海城市靠近大海，水多，所以气温的年变化幅度小；内陆城市砂石多，气温的年变化幅度大，从图中可以看到，曲线A的温度变化幅度大，对应内陆城市；曲线B的温度变化幅度小，对应沿海城市。 12．（25-26九年级上·上海·期中）比热容在生产、生活中有着广泛的应用——城市“热岛效应”。 (1)上海建有人工湖具有“吸热”功能，在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”，这是因为水的比热容较______（选“大”或“小”）。若绿地中的人工湖的湖水吸收一定热量后，水温升高2℃，若这些热量被同等质量的砂石吸收（），则砂石升高的温度将______（选“大于”“小于”或“等于”）2℃，因此人工湖在盛夏时期能大大减弱周围地区的“热岛效应”。 (2)除了通过修建人工湖，请你再出一个其他来改善城市热岛效应的建议：______。 【答案】(1) 大 大于 (2)增加城市绿地面积 【详解】（1）[1]水的比热容较大，相同质量的水与其他物质相比，吸收相同热量时温度升高较慢，能有效调节区域气温，减弱热岛效应。 [2]由，当吸收的热量Q和质量m相同时，比热容c越小，温度变化量越大。已知砂石比热容小于水，若水温升高2℃，砂石升高的温度大于2℃。 （2）可从增加热量吸收、减少热量排放的角度提出方案，比如增加城市绿地面积，植物蒸腾作用可吸收热量降低气温；或采用低排放能源、在建筑表面使用反光隔热材料等，均可改善热岛效应。 13．（25-26九年级上·江苏泰州·阶段检测）在沿海地区炎热的天气里，由于陆地与海水的___________不同，易形成海陆风；白天，地面与海面上空的空气形成对流，如图___________（选填“甲”或“乙”）所示。 【答案】 比热容 乙 【详解】[1][2]由于陆地上的砂石与海水的比热容不同，海水的比热容大，砂石的比热容小，相同质量的海水和砂石，吸收（放出）相同的热量，砂石的温度变化得快。白天太阳光照射，砂石的温度升高得快，地面附近的空气受热膨胀，密度减小，热空气上升，水面附近的空气过来补充，于是就形成图乙所示的对流。 素养提升 14．（25-26九年级上·山东枣庄·期中）热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时，物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即。将、5℃的冷水与、80℃的热水混合（与外界无热量交换），则混合后冷水升高的温度是（　　） A．30°C B．40°C C．25°C D．50°C 【答案】C 【详解】根据题意，冷水和热水混合时，在不计热量损失的情况下，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即。 设混合后的末温为t。 冷水的质量，初温。 热水的质量，初温。 冷水吸收的热量为 热水放出的热量为 则 解得，混合后冷水升高的温度是 故选C。 15．（25-26九年级上·上海浦东新·阶段检测）物体A、B质量相等，把它们加热到相同的温度，然后把它们分别放入等量同温的水中，不计热量散失，A使水温升高10℃，B使水温升高20℃，设A、B的比热分别为cA和cB，则（    ） A．cB＝cA B．cB＝2cA C．cB＞2cA D．cA＜cB＜2cA 【答案】C 【详解】放A物体的水吸收的热量 放B物体的水吸收的热量 所以……① 物体A、B的质量相等，加热到相同的温度t0，放入等质量、同温度t0水的水里，tA为A物体使水达到的末温，tB为B物体使水达到的末温， 不计热量损失，物体A放出的热量等于水吸收的热量， 所以有……② 物体B放出的热量等于水吸收的热量，可得……③ 由①②③得Q放B=2Q放A 即 ……④ 因为tA=t0水+10℃，tB=t0水+20℃， 所以tA＜tB，则t0-tB＜t0-tA 由④得，cB＞2cA 综上所述，ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 16．（25-26九年级上·河南信阳·阶段检测）为了测量炉火温度，先取一个质量为100g的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为200g的水中。结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则水吸收的热量为________J，炉火的温度为___________℃。水的比热容为金属块的比热容为 【答案】 4.2×104J 1070 【详解】[1]水的质量 水升高的温度 水吸收的热量 [2]金属块放出的热量 由（为炉火温度，t=70℃为金属块最终温度） 金属块的质量 变形得炉火温度 17．（25-26九年级上·江苏苏州·阶段检测）如图，有2个保温容器，分别盛有质量的热水和质量的冷水，两杯水的内能大小关系是______选填“热水大”、“冷水大”、“一样大”或“无法比较”，小明将热水倒入盛有冷水的保温容器B中，冷水温度升高，此时B杯中水的比热容大小______，然后再向B杯中倒入同质量同温度的热水，水温又上升，若不计热量的损失，则：______。 【答案】 无法比较 不变 1：10 【详解】[1]内能与质量和温度，水的质量越大，温度越高，内能越大；图中温度高的质量小，温度低的质量大，故无法比较内能大小； [2]比热容是物质的特性，与温度无关，冷水温度升高后比热容不变； [3]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的冷水的保温容器中，使得冷水温度升高了，根据，从而可知，……① 又向保温容器中倒入一小杯同质量为同温度的热水，水温又上升了，根据，从而可知，……② 则①-②解得：，则 18．（25-26九年级上·安徽合肥·期中）小丽同学想要测量液态混合后的温度，现将质量相同的甲、乙、丙三种不同液体彼此混合。甲的初温是，乙的初温是，丙的初温是。不计热量损失，甲和丙混合后，温度为；乙和丙混合后，温度为；若将甲和乙混合，温度为________。 【答案】19.2 【详解】甲、丙混合后，根据及热平衡方程可得……① 乙、丙混合后，根据及热平衡方程可得……② 联立①②解得……③ 设甲、丙混合后温度为，则有……④ 联立③④解得 19．（25-26九年级上·安徽安庆·期末）甲、乙两容器中装有质量相等的水，水温分别为25℃和75℃，现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45℃，然后迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为（不计热量损失和水的质量的变化）___________℃。 【答案】60 【详解】现将一温度为65℃的金属球放入甲容器中，热平衡后水温升高到45℃，金属球放出的热量等于水吸收的热量 代入数据可得   ① 迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为t，则有  ② 由①可得，代入②解得 迅速取出金属球并放入乙容器中，热平衡后乙容器中水温为60℃。 20．（25-26九年级上·安徽六安·期中）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、质量为的水和某液体，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。求： (1)从刚好降到时，水放出的热量 (2)计算液体的比热容 (3)计算时间液体放出的热量 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）从刚好降到时，水放出的热量 （2）由图可知，上面物质的熔化图像中，熔点为，下面物质的熔化图像中，熔点为，所以上面物质是水，下面物质是液体，由题意可知，单位时间内它们放出的热量相等，则，由图可知，时间内，它们放出的热量相等，水由降温到，液体由降温到，则 则水和某液体的质量相等，则液体的比热容为 （3）时间液体放出的热量 21．（25-26九年级上·河北邢台·阶段检测）实验小组在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为。 (1)CD段水吸收的热量是多少？ (2)计算出冰的比热容； (3)实验小组某同学查阅资料了解到质量为1kg的某种晶体物质在熔化过程中所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。已知冰属于晶体，请根据这次实验的数据，计算出冰的熔化热。 （解答时，要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等，只写最后结果不得分） 【答案】(1)4.2×104J (2)2.1×103J/（kg•℃） (3)3.36×105J/kg 【详解】（1）冰熔化为水后质量不变，从图中可知CD段水升温20℃，则CD段水吸收的热量Q吸=c水mΔt=0.5kg×4.2×103J/(kg·℃)×20℃=4.2×104J （2）由图像可知AB段升温20℃用时5min，CD段同样升温20℃用时10min，且加热功率相同，故AB段所吸收热量Q冰= Q吸=4.2×104J=2.1×104J 冰的比热容 （3）由图可知BC段为熔化过程，用时40min，是AB段用时5min的8倍，故熔化吸收的热量Q= 8×Q冰= 8×2.1×104J=1.68×105J 此为熔化0.5 kg冰所需热量，熔化1kg冰所需热量(即冰的熔化热)为 22．把某铁块加热到100℃，投入到质量为m1温度为20℃的水中，混合后的温度为40℃。把该铁块重新加热到100℃，投入到质量为m2温度为20℃的水中，混合后的温度为60℃。如果把这块100℃的铁块投入到质量为（m1+m2）温度为20℃的水中，整个过程不计热量的损失，求混合后最终的温度。 【答案】36℃ 【详解】解：把加热到100℃的某铁块投入质量为m1温度为20℃的水中，整个过程不计热量的损失，即Q吸=Q放，根据得 ① 把加热到100℃的某铁块投入质量为m2温度为20℃的水中 ② ①+②得 ③ 把加热到100℃的某铁块投入质量为（m1+m2）温度为20℃的水中 ④ ③代入④得 解得 t＝36℃ 答：混合后最终的温度为36℃。 迁移创新 23．（25-26九年级上·广东佛山·阶段检测）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°C），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q=k（t物-t环），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)物体向周围散热，内能______（选填“增大”“减小”或“不变”） (2)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 (3)一个物体温度为30°C，周围环境温度保持20°C不变，此时物体的散热快慢为q。当物体温度降低到27°C时，散热快慢为______； (4)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°C，保温杯敞开口，水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示（温度低于25°C的图像未画出），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·°C），盐水的密度为1.1×103kg/m3，则盐水的比热容为______J/（kg·°C）。 【答案】(1)减少 (2)C (3)0.7q (4) 25:22 【详解】（1）物体向周围散热，温度降低，内能减少。 （2）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。 （3）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27℃时，散热快慢为 （4）[1]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，降低相同温度时，水用时25min，盐水用时22min，则水和盐水放出热量之比为 [2]由图可知，水和盐水的体积相同，因为Q放=cmΔt，所以 24．（25-26九年级上·广东揭阳·阶段检测）阅读短文，回答问题。 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，在温度差不太大的情况下（小于15℃），这个结论符合实际散热规律，称为牛顿冷却定律。若用热表示散热快慢，则牛顿冷却定律可以表示为，其中是散热系数，与物体的表面性质、表面积、周围环境性质等因素有关，和物质种类无关，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，即使散热快慢相同，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)物体向周围散热，内能减少，这种改变内能的方式叫作______。 (2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是______。 A．热值 B．密度 C．功率 D．效率 (3)一个物体温度为30℃，周围环境温度保持20℃不变，此时物体的放热快慢为。当物体温度降低到28℃时，散热快慢为______。 (4)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℃，周围环境温度保持20℃不变，保温杯敞开口，水和盐水的温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为，盐水的密度为，则盐水的比热容为______。 【答案】(1)热传递 (2)C (3)0.8q (4)3×103 【详解】（1）物体向周围散热，物体的热量转移到周围温度较低的物体上，物体的内能减小，这种方式叫热传递。 （2）q是表示散热快慢的物理量，速度是表示物体运动快慢的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，这三者的物理意义接近，速度单位m/s，功率单位与散热快慢单位都是J/s，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 （3）当物体温度为30℃，周围环境温度为20℃时，根据牛顿冷却定律，可得物体的散热系数 当物体温度降低到28℃时，散热快慢为 （4）由图乙可知，水从30℃降到25℃放出的热量为 盐水从30℃降到25℃放出的热量为 其中水和盐水降温时间分别为21min和18min，盐水和水的体积相同，所以放出的热量之比为 解得盐水的比热容 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 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