2026年暑假讲义 13.1热量 比热容 人教版物理九年级全一册
2026-07-15
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普通
内容正文:
13.1热量 比热容
学习目标
1、经历探究“不同物质吸热能力”的实验过程,掌握控制变量法,理解比热容是物质的一种特性。
2、能利用比热容解释简单的自然现象(如沿海与内陆温差),并能进行简单的热量计算,培养严谨的科学态度。
洞悉◆教材知识
知识点一、热量的基本概念
定义:在热传递过程中,传递能量的多少称为热量,用符号Q表示。
单位:焦耳(J)。
性质:
热量是过程量,只能说 “吸收” 或 “放出”,不能说 “含有”。
热传递的方向是从高温物体到低温物体,直到温度相同(热平衡)。
热量与内能:
热量是内能转移的量度,内能是物体内部所有分子动能和势能的总和(状态量)。
物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少,但温度不一定改变(如晶体熔化)。
知识点二、比热容的核心内容
(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。
(2)公式及单位:公式:;单位:J/(kg·℃),读作“焦每千克摄氏度”。
(3)物理意义:比热容是反映物质吸、放热本领强弱的物理量。在同样环境中,质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,比热容较大的物质温度变化较小,比热容较小的物质温度变化较大。
(4)影响因素:只与物质的种类和物质存在的状态有关,与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系。
(5)同种物质不同状态下的比热容一般不同。
水的比热容
(1)水的比热容是。
(2)物理意义:1kg水温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量是。
(3)利用水的比热容大,在生活中的应用
①冷却或取暖。由于水的比热容较大,在一般情况下,一定质量的水升高(或降低)一定的温度而吸收(或放出)的热量比相同质量的其他物质升高(或降低)相同的温度而吸收(或放出)的热量多,所以我们利用水作为冷却剂或利用水来取暖。作为冷却剂时,是让水吸收更多的热量;用来取暖时,是让水放出更多的热量。
②调节气温。由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气温。夏天,白天太阳照在海面上,海水在温度升高的过程中吸收大量的热量,所以住在海边的人们并不觉得特别热;晚上气温降低了,海水由于温度降低而放出大量的热量,使沿海气温不致降得太低,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小。
知识点三、热量的计算
公式:
注意事项:
公式适用于温度变化过程,物态变化时(如熔化、沸腾)不能使用。
应用示例:
知识点四、探究实验:比较不同物质的吸热能力
实验目的:通过控制变量法探究物质吸热能力与种类的关系。
实验设计:
控制变量:质量、初温相同,热源相同(保证相同时间吸热相同)。
转换法:
升高相同温度,比较加热时间(时间越长,吸热能力越强)。
加热相同时间,比较温度变化(变化越小,吸热能力越强)。
结论:
质量相同的不同物质,吸收相同热量时,比热容大的温度变化小。
水的吸热能力最强,常用于调节气候(如沿海地区昼夜温差小)。
知识点五、常见物质的比热容值
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
酒精
铁、钢
煤油
铜
冰
水银
说明:水的比热容最大,砂石、金属等比热容较小。
知识点六、典型应用与现象解释
自然现象:
沿海地区昼夜温差小:水的比热容大,吸收或放出相同热量时温度变化小。
沙漠昼夜温差大:砂石比热容小,升温快、降温也快。
技术应用:
汽车发动机用冷水冷却:水吸热能力强,能带走更多热量。
热水袋取暖:水降温时放出大量热量,且温度下降缓慢。
知识点七、易错点提醒
比热容的误区:
比热容与物质质量、温度变化无关,仅由种类和状态决定。
不同物质比热容一般不同,但可能存在特殊情况(如煤油和冰的比热容相同)。
热量计算的细节:
混合液体时需考虑热平衡条件,但实际问题中需注意热量损失。
核心题型◆归纳
题型01 不同物质的吸热本领
题型02 比热容的概念、单位和物理意义
题型03 比热容的定义式
题型04 生活中的比热容问题
题型05 计算物体温度变化时的吸放热
题型06 比热容的比例计算
题型07 速度变化的探究实验热平衡方程及其应用
题型08 冷热混合时的温度变化和热交换
题型09 水的比热容特点及其应用
针对训练
题型解析◆精准备考
题型01 不同物质的吸热本领
1.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/[J/(kg·℃)-1]
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
C.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
D.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
【答案】B
【详解】A.水的比热容为表示质量1kg的水温度升高1℃吸收的热量是,故A错误;
B.根据变形公式当质量相等、吸收热量相等时,比热容越小,温度升高量越大;水的比热容大于煤油,因此煤油温度升高得更多,故B正确;
C.比热容是物质本身的固有特性,和质量无关,一杯水倒出一半后,剩余水的比热容不变,故C错误;
D.温度降低量,温度变化量和质量也有关,选项没有说明水和砂石的质量大小,无法比较降温多少,故D错误。
故选B。
2.如图,用红外灯加热质量相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过________来反映的。加热过程中发现水升温较________(选填“快”或“慢”),原因是水的________较大。
【答案】 加热时间 慢 比热容
【详解】在该实验中,用红外灯加热质量相同的水和沙子,由于红外灯的加热功率是一定的,那么加热时间越长,水和沙子吸收的热量就越多,所以水和沙子吸收热量的多少通过加热时间来反映;
水的比热容较大,意味着相同质量的水和沙子,在吸收相同热量时,水升高的温度比沙子升高的温度小,即水升温较慢,所以加热过程中发现水升温较慢,原因是水的比热容较大。
3.为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小滨在两个相同的试管中,分别装入质量相等的A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)当两种液体吸收的热量相同时,通过比较试管内液体的________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱。
(2)根据实验数据绘制了两种液体的温度与时间关系图像,如图乙所示。在0~4min,A、B两种液体吸收的热量________(选填“相等”或“不相等”)。由图像可知,________(选填“A”或“B”)液体的吸热能力强。
(3)图甲中若B液体是水,持续对烧杯中的水加热,试管中的水________(选填“能”或“不能”)沸腾。
【答案】(1)温度变化
(2) 相等 B
(3)不能
【详解】(1)探究比较液体吸热能力大小的实验,根据物理学中控制变量法可知,在试管中装入A、B两种液体应保证质量相同,当液体吸收热量相同时,通过比较液体温度变化来判断吸热能力的大小,使用了转换法。加热时间反映了吸收的热量,不能体现液体的吸热能力。
(2)实验中,用相同的加热装置加热,加热相同的时间,液体吸收的热量相同。在内,即加热了相同的时间,则质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等。
由图乙可知,如果让A和B两种液体升高相同的温度,B液体需要的加热时间长,则B液体吸收的热量较多,B液体的吸热能力强。
(3)水沸腾的条件是达到沸点并继续吸热。当烧杯中的水沸腾时,温度保持不变;而试管中的水虽达到沸点,但无法继续吸热,因此不能沸腾。
题型02 比热容的概念、单位和物理意义
4.动力电池组冷却液在新能源汽车中至关重要,它要流经电池和电机,吸收电池工作时产生的热量,还能在高温或者低温状态下保持流动性。因此,动力电池组冷却液应具备的性质是( )
A.比热容小 B.沸点低 C.凝固点低 D.导电
【答案】C
【详解】动力电池组冷却液的核心功能是吸收并带走电池和电机工作时产生的热量,同时需在宽温域内保持液态流动,以确保冷却系统稳定运行。其关键性质需满足以下要求:冷却液应具备较大的比热容,以便吸收更多热量而自身温升较小,从而高效带走热量,然后冷却液需具备高沸点,防止在高温工况下沸腾汽化(即“开锅”),导致冷却效率下降甚至系统失效。同时冷却液必须在低温环境下不凝固,保持流动性,确保冬季或寒冷地区仍能正常循环散热。因此,凝固点低是必备特性,最后动力电池冷却液必须绝缘,避免流经电池模组时造成短路,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选 C。
5.质量相同的30℃的酒精与60℃酒精相比较,比热容是____________的,完全燃烧放出的热量是____________的。(两空都选填“相同”或“不同”)
【答案】 相同 相同
【详解】比热容是物质的固有特性,仅与物质的种类和状态有关,与质量、温度等因素无关,两种物质均为酒精且状态一致,因此比热容相同;
热值是燃料的特性,仅与燃料种类有关,与温度无关,两种酒精质量相同、热值相同,完全燃烧放出的热量相同。
6.小明用红外灯照射沙子和水,如图甲,以探究沙子和水的吸热能力。
(1)在两个瓷盘分别装入初温相同且________相等的沙子和水(选填“体积”或“质量”);
(2)用红外灯照射,每隔相同的时间记录一次温度,实验中通过________的方式使物体内能增大的;
(3)实验中是通过比较________来反映沙子和水吸收热量的多少(选填“升高的温度”或“加热时间”);
(4)根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图乙所示,分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是________,若使两者升高相同的温度,则水吸收的热量较多,由此可见,水的吸热能力比沙子________(选填“强”或“弱”),物质的这种特性用________这个物理量来描述。
【答案】(1)质量
(2)热传递
(3)加热时间
(4) 沙子 强 比热容
【详解】(1)在探究不同物质吸热升温现象时,根据控制变量法可知,要控制除物质种类外的其他因素相同,所以两个瓷盘内应分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
(2)改变内能的方式有两种:做功和热传递,红外灯照射加热是通过能量转移改变内能,属于热传递。
(3)实验使用相同的热源加热,相同时间内热源放出热量相同,因此用加热时间反映物质吸收热量的多少,属于转换法的应用。
(4)由图乙可知,相同加热时间内,沙子温度升高更快;质量相等的沙子和水,升高相同温度时水吸收热量更多,说明水的吸热能力比沙子强,物理中用比热容描述物质吸热能力的强弱。
题型03 比热容的定义式
7.两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.0—10min内,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
B.质量相同的甲、乙液体,乙液体吸收热量多
C.甲、乙两种液体比热容之比为1:2
D.甲的比热容比乙大
【答案】C
【详解】A.因为是同一热源,在相同时间内提供的热量相同,内,甲和乙吸收热量相等,故A错误;
B.该选项没有说明“升高相同温度”或“相同时间”,表述不完整,故B错误;
C.根据热量公式:得,吸收热量多少看加热时间,已知,若比较升高相同温度,,故C正确;
D.由上面计算知,,甲的比热容比乙小,故D错误。
故选C。
8.如图所示是“探究冰熔化时温度随加热时间变化”的图像。已知相同时间吸收的热量相同,冰的质量为500 g,水的比热容为,则冰熔化过程中吸收的热量为________J,冰的比热容是________。
【答案】
【详解】【小题1】冰的质量为
冰熔化为水后,质量不变,据图可知,CD段水加热10min吸收的热量为
由于相同时间吸收热量相同,冰熔化的时间为
和CD段吸热时间相同,故冰熔化吸收的热量为
AB段冰吸热升温的时间为,故冰吸收的热量为
冰升高的温度
根据吸热公式得冰的比热容为
题型04 生活中的比热容问题
9.下列现象中,不能用比热容解释的是( )
A.在发烧病人的额头上擦酒精降温
B.汽车发动机冷却液的主要成分是水
C.我国西北沙漠地区昼夜温差较大
D.傍晚,往春播的秧苗田里灌水保温
【答案】A
【详解】A.发烧病人额头擦酒精降温,原理是酒精蒸发(汽化)吸热,和比热容无关,故A符合题意;
B.水的比热容大,相同质量的水升高相同温度时,比其他物质吸收更多热量,冷却效果好,因此用水做发动机冷却液,可以用比热容解释。故B不符合题意;
C.沙漠地区多砂石,砂石比热容小,相同吸热/放热条件下温度变化更大,因此昼夜温差大,可以用比热容解释。故C不符合题意。
D.水的比热容大,夜晚降温时,相同放热条件下水的温度降低更小,能保护秧苗不被冻坏,傍晚灌水保温可以用比热容解释。故D不符合题意。
故选A。
10.“墙内开花墙外香”属于______现象;“糖炒栗子”是很多人喜爱的零食,制作“糖炒栗子”时在锅中加入沙石,是因为沙石的______小。
【答案】
扩散
比热容
【详解】花香分子在空气中不停地做无规则运动,从墙内扩散到墙外,这种由分子无规则运动引起的物质彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
根据比热容公式,当吸收的热量和质量相同时,比热容越小,温度变化越大。沙石的比热容小,在炒制过程中吸收相同热量时温度升高更快,能让栗子更快受热均匀,提升炒制效果。
题型05 计算物体温度变化时的吸放热
11.如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D.已知加热器的加热效率相同, []。则下列说法正确的是( )
A.加热相同时间时,两杯牛奶将吸收相等的热量
B.若两杯牛奶都从加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3∶4
C.若将A、B两杯中的牛奶都从加热至,需要的时间之比是2∶3
D.甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3∶4
【答案】C
【详解】A.题目中使用不同加热器,单位时间放出热量不同,且,加热效率相同,因此加热相同时间,两杯牛奶吸收热量不相等,故A错误;
B.由丙图得A杯牛奶升高,即每分钟升高
B杯牛奶升高,即每分钟升高
加热,升高温度之比,故B错误;
C.A杯牛奶每分钟吸热
B杯牛奶每分钟吸热
从加热到,升高温度
A杯总吸热为,B杯总吸热为,所需时间为
故所需时间之比,故C正确;
D.加热器加热效率相同,因此每分钟放出热量之比等于每分钟牛奶吸收热量之比,故D错误。
故选C。
12.初温为30℃、质量为2kg的水温度升高到50℃时,需要吸收的热量为________J,现在将2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容________(选填“变大”“变小”或“不变”);水升高温度后比热容________(选填“改变”或“不变”)。[]
【答案】 不变 不变
【详解】根据可得,吸收的热量为
比热容是物质的固有特性,仅与物质的种类和状态有关,与质量无关,因此倒掉一半水后,剩下的水的比热容不变。
比热容与物质的温度无关,水升高温度后,其种类和状态均未改变,所以比热容不变。
13.小红在实验室利用电加热器加热,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像(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),求:
(1)CD段水吸收的热量;
(2)BC段水吸收的热量;
(3)在标准大气压下,在CE段,水吸收了4.2×105J的热量,水温升高到多少?
【答案】(1)
(2)
(3)100℃
【详解】(1)由图可知,CD段水的温差
熔化过程中
水吸收的热量
(2)由图可知,BC和CD段加热时间相同,BC段温度不变,但持续吸热,由题可知,相同时间内水和冰吸收的热量相同,则BC段吸收热量
(3)由得,水吸收热量后,水的温度变化
水的末温
标准大气压下,水的沸点是,因此水的末温为100°C。
因此水的温度升高到100°C。
题型06 比热容的比例计算
14.用两个相同的电加热器对相同质量的物质甲和水进行加热,不计热损失,它们的温度随时间的变化关系如图所示,其中水的比热容为,据此判断甲物质的比热容为( )
A.B.C. D.
【答案】C
【详解】两个相同的电加热器,相同时间内放出的热量相同,不计热损失,所以相同时间内甲和水吸收的热量Q相等,且它们的质量m也相同。根据,当Q、m相同时,比热容c 与温度变化量成反比
取加热时间进行分析:甲的温度变化
水的温度变化
则有
甲的比热容,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
15.有甲、乙两种不同的燃料,甲燃料的质量为2kg,乙燃料的质量为1kg,当甲、乙温度都升高1℃,吸收的热量如图所示;甲、乙燃料的比热容之比为________。
【答案】1:2
【详解】根据上图可知,甲、乙两种燃料吸收的热量相等,升高相同的温度时,根据可知,当吸收的热量相同,温度变化相同时,比热容与物体的质量成反比,甲的质量为,乙的质量为,所以,即甲和乙燃料的比热容之比为。
16.实验测得1kg某物质温度随时间变化的图象如图所示。已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/(kg·℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初2min内,物质温度升高了40℃,则吸收的热量为____________J。
(2)在t=6min时,物质处于_________(选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态,且仍在_________(选填“吸热”或“放热”)。
(3)求该物质在液态下的比热容c2。
【答案】(1)
(2)
固液共存
吸热
(3)
【详解】(1)由图可知,物体熔化时的温度不变,所以该物质是晶体。在最初2min内,物体处于固态的升温吸热过程,吸收的热量
(2)[1][2]由图可知,该物质的熔点是0℃。在2min到10min的时间内,物质的温度保持在0℃不变,此为该物质的熔化过程。在时,物质正处于熔化阶段,因此其状态为固液共存状态。晶体在熔化过程中,虽然温度保持不变,但需要持续吸收热量。
(3)由图可知该物质在固态和液态时,在温度都升高40℃的情况下,物质在固态时加热时间为2min,而物质在液态时加热时间为4min,这说明在质量相等,升高温度相同时,物质处于固态吸收的热量为物质处于液态时吸收热量的一半,故其比值为1∶2;根据可知该物质液态的比热容是固态的2倍,该物质在液态下的比热容。
题型07 速度变化的探究实验热平衡方程及其应用
17.如图1所示,规格相同的甲、乙两个烧杯中分别装有3 kg和2 kg的纯净水,用不同的加热器加热,并测量水的温度。不计热损失,得到如图2所示的温度与时间之间的关系图像。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中的水每分钟吸收的热量为2.52×105 J
B.加热器1和加热器2每分钟放出的热量之比为3∶2
C.加热相同的时间,甲、乙两烧杯中的水升高的温度之比为3∶2
D.将甲、乙两烧杯中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为4∶9
【答案】C
【详解】A.由图2可知,甲烧杯中的水2min内从20℃升高到40℃,,则甲2min吸收的热量
因此甲每分钟吸收的热量为,故A错误;
B.不计热损失,加热器每分钟放出热量等于水每分钟吸收的热量。由图可知乙3min内水温升高20℃,乙每分钟吸收的热量
因此加热器每分钟放热之比,故B错误;
C.加热相同时间,甲、乙吸收热量之比,根据,得温度升高之比,故C正确;
D.从20℃加热到沸腾,水升高温度相同,所需时间之比,故D错误。
故选C。
18.将温度为20℃质量为500g的冷水倒入温度为90℃、质量为2000g的热水中,充分混合后,水温变为______℃。(忽略热量损失)
【答案】
76
【详解】依据热平衡原理:忽略热量损失时,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,即。
冷水吸收的热量······①
热水放出的热量······②
联立①②:由于,等式两边的比热容可约去,代入已知数据得到:
整理得:
解得:
题型08 冷热混合时的温度变化和热交换
19.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。
20.为了测定某种金属块的比热容,把质量为600g的金属块加热到80℃,再投入200g、20℃的水中,混合后最终水的温度为30℃。不计热损失,该金属块的比热容为______J/(kg·℃)。[]
【答案】
【详解】水吸收的热量
由于不计热损失,金属块放出的热量等于水吸收的热量,即
再根据放热公式得,金属块的比热容为
题型09 水的比热容特点及其应用
21.生活中处处蕴藏热学知识。下列说法错误的是( )
A.人在高温天气大汗淋漓是自我保护的生理现象,汗液汽化吸热使体温不致升得太高
B.冬天结冰的衣服慢慢变干是因为冰直接升华为水蒸气
C.清晨树叶上的露珠是空气中水蒸气液化形成的小水滴
D.夏天向地面洒水降温主要利用水的比热容大的特性
【答案】D
【详解】A.人在高温天气大汗淋漓,汗液汽化(蒸发)时会吸收热量,能带走体表热量,防止体温过高,故A正确,不符合题意;
B.冬天结冰的衣服慢慢变干,是冰由固态直接变成气态的水蒸气,属于升华现象,故B正确,不符合题意;
C.清晨树叶上的露珠,是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水滴,故C正确,不符合题意;
D.夏天向地面洒水降温,主要是利用水蒸发(汽化)吸热的原理,而不是利用水的比热容大的特性,故D错误,符合题意。
故选D。
22.炎热的夏天,小明在南湖边乘凉。
(1)湖边的石头很烫,但湖水却比石头的温度低,原因是水具有较大的___________。
(2)小明发现,即使在炎热的夏天,植物也不会由于外界温度太高而受到伤害。他想到生物学中植物的蒸腾作用。蒸腾作用是植物体内的水通过叶片变成水蒸气散发到植物体外,相当于发生的物态变化是___________,由于这个过程___________热,所以植物不会受到伤害。
【答案】(1)比热容
(2) 汽化 吸
【详解】(1)根据热量计算公式,相同质量的水和石头吸收相同热量时,水的比热容较大,温度变化量更小,因此湖水温度比石头低。
(2)植物体内的液态水变成气态水蒸气,属于液态变为气态的汽化现象;
汽化过程属于吸热过程,会吸收植物及周围的热量,降低植物自身温度,从而避免植物因外界温度过高受到伤害。
23.他们在实验室利用加热器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像。实验时,冰的质量为1kg,若相同时同内水和冰吸收的热量相同,且冰熔化成水的过程中质量保持不变。已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水在CD段吸收的热量。
(2)冰的比热容。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由题意和图像分析可知,CD段表示水吸收热量升温的过程。
根据图像,水在CD段的温度变化为
根据可得,水在CD段吸收的热量为
(2)实验中使用相同的加热器,且在相同时间内水和冰吸收的热量相同,说明加热器功率恒定,即单位时间内提供的热量相等。
由图像可知,AB段为冰吸热升温过程,CD段为水吸热升温过程。
在AB段:加热时间
冰的温度变化量
在CD段加热时间
所以
冰的比热容为
针对训练
24.正常人体中水分约占体重的60%~70%,水有助于调节体温,原因之一是其( )
A.热值较大 B.比热容较大 C.密度较大 D.导热性较好
【答案】B
【详解】A.只有燃料才有热值,水不是燃料,没有热值,故A错误;
B.水的比热容较大,则相同质量的水和其它物质,升高或降低相同温度时,水吸收或释放的热量多,能有效调节体温变化,故B正确;
C.水的密度较大与调节体温无直接关联,故C错误;
D.水的导热性较差,属于热的不良导体,故D错误。
故选B。
25.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
【答案】B
【分析】该实验装置通过水和食用油在相同时间内,吸收相同热量,观察温度的变化来比较它们的比热容,温度变化快的比热容小,温度变化慢的比热容大。
【详解】A.由图乙可知,相同质量下,用相同热源加热相同时间,B液体的温度上升较慢,即B液体是水,故A错误;
B.由图乙可知,当水和食用油上升40℃时,食用油与水所吸收热量之比为2:3,根据可知食用油的比热容,故B正确;
CD.0-2min水吸收的热量和食用油吸收的热量相同,即
故CD错误;
故选B。
26.青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用,主要因为水具有较大的( )
A.比热容 B.热值 C.导热性 D.导电性
【答案】A
【详解】青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用,主要因为水具有较大的比热容,相同质量的水和砂石相比,吸收或放出相等热量时,水的温度变化较小,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
27.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
【答案】B
【详解】A.由实验数据可知,A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量,但温度变化不同。A的温度变化较慢,说明其吸热能力较强;B的温度变化较快,说明其吸热能力较弱。水的比热容较大,吸热能力较强,在相同加热条件下温度升高较慢,因此A是水,故A正确,不符合题意;
BC.根据比热容公式 Q=cmΔt,在质量相同、吸收热量相同的条件下,由可知,比热容与温度变化成反比。A(水)6min从20℃升高到40℃,B(食用油)6min从20℃升高到60℃,说明B的温度变化是A的2倍,因此A与B的比热容关系应为2∶1(B的比热容为A的一半,为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.加热3min时,A的温度从20℃升高到30℃(因A每3min升高10℃),吸收的热量为,故D正确,不符合题意。
故选B。
28.两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.加热10min时,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
B.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C.若升高相同的温度,甲吸收的热量比乙吸收的热量少
D.从吸热能力方面看,选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好
【答案】C
【详解】A.实验中,用相同的热源加热,则加热相同的时间,甲、乙吸收的热量相等,故A错误;
B.由图示知,加热相同时间,即吸收相同热量时,甲升温比乙快,根据吸热公式Q吸=cmΔT可知,因为甲的温度升高量更大,所以甲的比热容比乙的小,故B错误;
C.由图示知,升高相同的温度,甲所需时间比乙的少,则甲吸收的热量比乙的少,故C正确;
D.由图象可知,甲、乙升高相同的温度,加热乙的时间长,则乙吸收的热量多,乙吸热能力较强,选择乙液体做冷却剂比甲液体效果好,故D错误;
故选 C。
29.相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知,下列说法中合理的是( )
A.铜和铝吸收的热量相同,铜和铝吸热时间一定相同
B.铝上升的温度较高
C.铜上升的温度较高
D.铜的末温高
【答案】C
【详解】A.吸收热量相同,但吸热时间取决于加热功率,加热功率未知,时间不一定相同,故A不符合题意;
BC.已知c铝>c铜,质量m相同,吸收热量Q相同。根据Q=cmΔt可知,铝的比热容大,升温慢,上升的温度较低;铜的比热容小,升温快,上升的温度较高,故B不符合题意,C符合题意;
D.初温未知,无法比较两者的末温,故D不符合题意。
故选C。
30.下表列出了一些物质的比热容,小明根据表格中的数据得出了如下结论,其中正确的是( )
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
煤油
约
干泥土
约
冰
铁、钢
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.相同质量的铝块和铁块升高相同的温度,铁块吸收的热量多
C.相同质量的干泥土和水,吸收相等的热量,水的温度升高得较多
D.不同物质的比热容有可能相等
【答案】D
【详解】A.比热容是物质的一种特性,与物质的状态(固体、液体 )有关,但不是液体的比热容一定比固体的大。例如,表格中冰是固体,比热容为,而煤油是液体,比热容约 ,二者相等,故A错误;
B.由热量,当质量m相同、升高的温度Δt相同时,吸收的热量Q与比热容c成正比。已知铝的比热容 ,铁、钢的比热容 , 。所以相同质量的铝块和铁块升高相同的温度,铝块的比热容大,铝块吸收的热量多,故B错误;
C.由热量,变形可得 。当质量m相同、吸收的热量Q相等时,温度变化量Δt与比热容c成反比 。水的比热容 ,干泥土的比热容, 。所以相同质量的干泥土和水,吸收相等的热量,干泥土的温度升高得较多,水的温度升高得较少,故C错误;
D.从表格中可以看到,煤油的比热容约为 ,冰的比热容也是约为 ,煤油和冰是不同物质,但比热容相等。这说明不同物质的比热容有可能相等,故D正确。
故选D。
31.跨学科 下列实例中,与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.夏天在房间内洒水降温 D.城市建造人工湖来调节气温
【答案】C
【详解】A.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多,所以让热水流过散热器供暖,故A不符合题意;
B.因为水的比热容大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度时,水吸收的热量多,所以汽车发动机用循环水冷却,故B不符合题意;
C.炎热的夏天,在室内地面上洒水,水蒸发时会从周围吸热而降低周围环境的温度,使人感到凉爽,不是利用水的比热容大的特点,故C符合题意;
D.城市建造人工湖来调节气温,是由于水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,吸收或放出相同的热量时,温度变化较小,故D不符合题意。
故选C。
32.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃的水中,混合后水的温度为18℃.若不计热损失,则水吸收的热量是________J;铅的比热容是_________ J/(kg•℃).
【答案】 2.016×103J 126J/(kg⋅℃)
【详解】水吸收的热量是:
不计热损失时,,
铅的比热容是:
故答案为 (1). 2.016×103J (2). 126J/(kg⋅℃)
33.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
【详解】[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。
34.洗澡时将 11℃的冷水与 66℃的热水充分混合成 550kg,36℃的温水,在混合的过程中有 2.31×106J 的热量损失掉了,则所用冷水_______kg,所用热水为_______kg。
【答案】 290 260
【详解】[1][2]根据题意,设所用冷水的质量为m冷,所用热水的质量为m热,则
m冷+m热=550kg……①
根据热平衡可得
Q放=Q吸+2.31×106J
即
c水m热Δt热=c水m冷Δt冷+2.31×106J
代入数据可得
4.2×103J/(kg·℃)×m热×30℃=4.2×103J/(kg·℃)×m冷×25℃+2.31×106J……②
结合①②可得
m热=260kg
m冷=290kg
35.用相同的电加热器分别加热质量均为0.3kg,温度均为20℃的水和另一种液体(不计热量损失),如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知:前8min内,水和另一种液体吸收的热量________(填“相同”或“不相同”),水在20min内吸收的热量为________J,水和另一种液体的比热容之比是________。()
【答案】 相同 5:2
【详解】[1]用相同的电加热器分别加热质量相同的不同种液体,相同时间电加热器放出的热量相同,两种液体吸收的热量也相同;由图像可知:前8min内,水和另一种液体吸收的热量相同。
[2]水在20min内水从20℃升高到98℃,吸收的热量为
[3]另一种液体用时8min,温度变化与水用时20min的温度变化相同,相同时间内水和另一种液体吸收的热量相同,设1min水和另一种液体吸收的热量为Q,水和另一种液体吸收的热量之比
两种液体的质量相同,升高的温度相同,水和另一种液体的比热容之比是
36.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。
37.如图甲所示,小刚用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的a、b两种质量相同的液体加热,图乙为a、b两种液体的温度随加热时间变化的关系图像。
(1)当加热到t1时刻,a液体吸收的热量_________b液体吸收的热量;
(2)若a液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则b液体的比热容为_________J/(kg•℃) ;
(3)自制一个暖水袋,在a、b两种液体中选一种液体作为注入暖水袋中的供暖物质,则应选_________液体。
【答案】 等于 3.15×103 b
【详解】(1)[1]由“两个完全相同的电加热器”可知,加热相同的时间,两种液体吸收的热量相等。
(2)[2]假设t1时刻,a、b液体吸收的热量均为Q,则有
因两种液体质量相等,则caΔta=cbΔtb。由图像可知
Δta︰Δtb=6︰4=3︰2
则a、b液体的比热容之比为
ca︰cb=2︰3
已知a液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃)代入可得,b液体的比热容为
cb=3.15×103J/(kg•℃)
(3)[3]我们在选择液体作为供热物质时,应选择比热容大的液体。这是因为,在质量、初温相同的情况下,将液体加热至人体能安全接收的温度,比热容大的液体可以吸收更多的热量,在放热时也可以放出更多的热量,故选b液体。
38.茗茗将一块质量是2 kg的金属块放入92℃的水中加热足够长时间后,迅速取出放入另一个装有5 kg水的绝热容器中,容器中水温为40℃,放入金属块后水温最终上升到44℃,不计热量损失。(c水=4.2×103J(kg·℃)求;
(1)水吸收热量;
(2)该金属的比热容。
【答案】(1)8.4×104J;(2)0.875×103 J/(kg·℃)
【详解】解:(1)水吸收热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(44℃-40℃)=8.4×104J
(2)金属块放出的热量
Q放=Q吸=8.4×104J
该金属比热容
=0.875×103 J/(kg·℃)
试卷第1页,共3页
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13.1热量 比热容
学习目标
1、经历探究“不同物质吸热能力”的实验过程,掌握控制变量法,理解比热容是物质的一种特性。
2、能利用比热容解释简单的自然现象(如沿海与内陆温差),并能进行简单的热量计算,培养严谨的科学态度。
洞悉◆教材知识
知识点一、热量的基本概念
定义:在热传递过程中,传递能量的多少称为热量,用符号Q表示。
单位:焦耳(J)。
性质:
热量是过程量,只能说 “吸收” 或 “放出”,不能说 “含有”。
热传递的方向是从高温物体到低温物体,直到温度相同(热平衡)。
热量与内能:
热量是内能转移的量度,内能是物体内部所有分子动能和势能的总和(状态量)。
物体吸收热量,内能增加;放出热量,内能减少,但温度不一定改变(如晶体熔化)。
知识点二、比热容的核心内容
(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。
(2)公式及单位:公式:;单位:J/(kg·℃),读作“焦每千克摄氏度”。
(3)物理意义:比热容是反映物质吸、放热本领强弱的物理量。在同样环境中,质量相同的不同物质,当吸收或放出同样热量时,比热容较大的物质温度变化较小,比热容较小的物质温度变化较大。
(4)影响因素:只与物质的种类和物质存在的状态有关,与物体的质量、温度变化情况、吸收或放出的热量等因素没有关系。
(5)同种物质不同状态下的比热容一般不同。
水的比热容
(1)水的比热容是。
(2)物理意义:1kg水温度升高或降低1℃,吸收或放出的热量是。
(3)利用水的比热容大,在生活中的应用
①冷却或取暖。由于水的比热容较大,在一般情况下,一定质量的水升高(或降低)一定的温度而吸收(或放出)的热量比相同质量的其他物质升高(或降低)相同的温度而吸收(或放出)的热量多,所以我们利用水作为冷却剂或利用水来取暖。作为冷却剂时,是让水吸收更多的热量;用来取暖时,是让水放出更多的热量。
②调节气温。由于水的比热容较大,一定质量的水吸收(或放出)较多的热量而自身的温度却改变不多,这一点有利于调节气温。夏天,白天太阳照在海面上,海水在温度升高的过程中吸收大量的热量,所以住在海边的人们并不觉得特别热;晚上气温降低了,海水由于温度降低而放出大量的热量,使沿海气温不致降得太低,所以沿海地区比内陆地区昼夜温差小。
知识点三、热量的计算
公式:
注意事项:
公式适用于温度变化过程,物态变化时(如熔化、沸腾)不能使用。
应用示例:
知识点四、探究实验:比较不同物质的吸热能力
实验目的:通过控制变量法探究物质吸热能力与种类的关系。
实验设计:
控制变量:质量、初温相同,热源相同(保证相同时间吸热相同)。
转换法:
升高相同温度,比较加热时间(时间越长,吸热能力越强)。
加热相同时间,比较温度变化(变化越小,吸热能力越强)。
结论:
质量相同的不同物质,吸收相同热量时,比热容大的温度变化小。
水的吸热能力最强,常用于调节气候(如沿海地区昼夜温差小)。
知识点五、常见物质的比热容值
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
酒精
铁、钢
煤油
铜
冰
水银
说明:水的比热容最大,砂石、金属等比热容较小。
知识点六、典型应用与现象解释
自然现象:
沿海地区昼夜温差小:水的比热容大,吸收或放出相同热量时温度变化小。
沙漠昼夜温差大:砂石比热容小,升温快、降温也快。
技术应用:
汽车发动机用冷水冷却:水吸热能力强,能带走更多热量。
热水袋取暖:水降温时放出大量热量,且温度下降缓慢。
知识点七、易错点提醒
比热容的误区:
比热容与物质质量、温度变化无关,仅由种类和状态决定。
不同物质比热容一般不同,但可能存在特殊情况(如煤油和冰的比热容相同)。
热量计算的细节:
混合液体时需考虑热平衡条件,但实际问题中需注意热量损失。
核心题型◆归纳
题型01 不同物质的吸热本领
题型02 比热容的概念、单位和物理意义
题型03 比热容的定义式
题型04 生活中的比热容问题
题型05 计算物体温度变化时的吸放热
题型06 比热容的比例计算
题型07 速度变化的探究实验热平衡方程及其应用
题型08 冷热混合时的温度变化和热交换
题型09 水的比热容特点及其应用
针对训练
题型解析◆精准备考
题型01 不同物质的吸热本领
1.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/[J/(kg·℃)-1]
水
4.2×103
煤油
2.1×103
砂石
约0.92×103
A.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
B.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
C.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
D.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
2.如图,用红外灯加热质量相同的水和沙子,水和沙子吸收热量的多少通过________来反映的。加热过程中发现水升温较________(选填“快”或“慢”),原因是水的________较大。
3.为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小滨在两个相同的试管中,分别装入质量相等的A、B两种液体,将两个试管放入盛有水的同一烧杯中,用酒精灯加热。
(1)当两种液体吸收的热量相同时,通过比较试管内液体的________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力的强弱。
(2)根据实验数据绘制了两种液体的温度与时间关系图像,如图乙所示。在0~4min,A、B两种液体吸收的热量________(选填“相等”或“不相等”)。由图像可知,________(选填“A”或“B”)液体的吸热能力强。
(3)图甲中若B液体是水,持续对烧杯中的水加热,试管中的水________(选填“能”或“不能”)沸腾。
题型02 比热容的概念、单位和物理意义
4.动力电池组冷却液在新能源汽车中至关重要,它要流经电池和电机,吸收电池工作时产生的热量,还能在高温或者低温状态下保持流动性。因此,动力电池组冷却液应具备的性质是( )
A.比热容小 B.沸点低 C.凝固点低 D.导电
5.质量相同的30℃的酒精与60℃酒精相比较,比热容是____________的,完全燃烧放出的热量是____________的。(两空都选填“相同”或“不同”)
6.小明用红外灯照射沙子和水,如图甲,以探究沙子和水的吸热能力。
(1)在两个瓷盘分别装入初温相同且________相等的沙子和水(选填“体积”或“质量”);
(2)用红外灯照射,每隔相同的时间记录一次温度,实验中通过________的方式使物体内能增大的;
(3)实验中是通过比较________来反映沙子和水吸收热量的多少(选填“升高的温度”或“加热时间”);
(4)根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图乙所示,分析图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是________,若使两者升高相同的温度,则水吸收的热量较多,由此可见,水的吸热能力比沙子________(选填“强”或“弱”),物质的这种特性用________这个物理量来描述。
题型03 比热容的定义式
7.两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是( )
A.0—10min内,甲吸收的热量比乙吸收的热量多 B.质量相同的甲、乙液体,乙液体吸收热量多
C.甲、乙两种液体比热容之比为1:2 D.甲的比热容比乙大
8.如图所示是“探究冰熔化时温度随加热时间变化”的图像。已知相同时间吸收的热量相同,冰的质量为500 g,水的比热容为,则冰熔化过程中吸收的热量为________J,冰的比热容是________。
题型04 生活中的比热容问题
9.下列现象中,不能用比热容解释的是( )
A.在发烧病人的额头上擦酒精降温 B.汽车发动机冷却液的主要成分是水
C.我国西北沙漠地区昼夜温差较大 D.傍晚,往春播的秧苗田里灌水保温
10.“墙内开花墙外香”属于______现象;“糖炒栗子”是很多人喜爱的零食,制作“糖炒栗子”时在锅中加入沙石,是因为沙石的______小。
题型05 计算物体温度变化时的吸放热
11.如图甲、乙所示,规格相同的A、B两杯中分别装有300g和400g的牛奶,并用不同加热器同时对其加热,根据所记录的数据分别得到图丙的温度与加热时间的关系图像C和D.已知加热器的加热效率相同, []。则下列说法正确的是( )
A.加热相同时间时,两杯牛奶将吸收相等的热量
B.若两杯牛奶都从加热5min,A、B两杯牛奶升高的温度之比为3∶4
C.若将A、B两杯中的牛奶都从加热至,需要的时间之比是2∶3
D.甲、乙图中的加热器每分钟放出的热量之比为3∶4
12.初温为30℃、质量为2kg的水温度升高到50℃时,需要吸收的热量为________J,现在将2kg的水倒掉一半,剩下的水的比热容________(选填“变大”“变小”或“不变”);水升高温度后比热容________(选填“改变”或“不变”)。[]
13.小红在实验室利用电加热器加热,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像(如图所示)。实验时,冰的质量为0.5kg,相同时间内水和冰吸收的热量相同,水的比热容为4.2×103J/(kg·°C),求:
(1)CD段水吸收的热量;
(2)BC段水吸收的热量;
(3)在标准大气压下,在CE段,水吸收了4.2×105J的热量,水温升高到多少?
题型06 比热容的比例计算
14.用两个相同的电加热器对相同质量的物质甲和水进行加热,不计热损失,它们的温度随时间的变化关系如图所示,其中水的比热容为,据此判断甲物质的比热容为( )
A. B. C. D.
15.有甲、乙两种不同的燃料,甲燃料的质量为2kg,乙燃料的质量为1kg,当甲、乙温度都升高1℃,吸收的热量如图所示;甲、乙燃料的比热容之比为________。
16.实验测得1kg某物质温度随时间变化的图象如图所示。已知该物质在固态下的比热容c1=2.1×103J/(kg·℃),设物质从热源吸热的功率恒定不变,根据图象解答下列问题:
(1)在最初2min内,物质温度升高了40℃,则吸收的热量为____________J。
(2)在t=6min时,物质处于_________(选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态,且仍在_________(选填“吸热”或“放热”)。
(3)求该物质在液态下的比热容c2。
题型07 速度变化的探究实验热平衡方程及其应用
17.如图1所示,规格相同的甲、乙两个烧杯中分别装有3 kg和2 kg的纯净水,用不同的加热器加热,并测量水的温度。不计热损失,得到如图2所示的温度与时间之间的关系图像。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),g取10 N/kg。下列说法正确的是( )
A.甲烧杯中的水每分钟吸收的热量为2.52×105 J
B.加热器1和加热器2每分钟放出的热量之比为3∶2
C.加热相同的时间,甲、乙两烧杯中的水升高的温度之比为3∶2
D.将甲、乙两烧杯中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为4∶9
18.将温度为20℃质量为500g的冷水倒入温度为90℃、质量为2000g的热水中,充分混合后,水温变为______℃。(忽略热量损失)
题型08 冷热混合时的温度变化和热交换
19.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
20.为了测定某种金属块的比热容,把质量为600g的金属块加热到80℃,再投入200g、20℃的水中,混合后最终水的温度为30℃。不计热损失,该金属块的比热容为______J/(kg·℃)。[]
题型09 水的比热容特点及其应用
21.生活中处处蕴藏热学知识。下列说法错误的是( )
A.人在高温天气大汗淋漓是自我保护的生理现象,汗液汽化吸热使体温不致升得太高
B.冬天结冰的衣服慢慢变干是因为冰直接升华为水蒸气
C.清晨树叶上的露珠是空气中水蒸气液化形成的小水滴
D.夏天向地面洒水降温主要利用水的比热容大的特性
22.炎热的夏天,小明在南湖边乘凉。
(1)湖边的石头很烫,但湖水却比石头的温度低,原因是水具有较大的___________。
(2)小明发现,即使在炎热的夏天,植物也不会由于外界温度太高而受到伤害。他想到生物学中植物的蒸腾作用。蒸腾作用是植物体内的水通过叶片变成水蒸气散发到植物体外,相当于发生的物态变化是___________,由于这个过程___________热,所以植物不会受到伤害。
23.他们在实验室利用加热器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像。实验时,冰的质量为1kg,若相同时同内水和冰吸收的热量相同,且冰熔化成水的过程中质量保持不变。已知c水=4.2×103J/(kg•℃)。求:
(1)水在CD段吸收的热量。
(2)冰的比热容。
针对训练
24.正常人体中水分约占体重的60%~70%,水有助于调节体温,原因之一是其( )
A.热值较大 B.比热容较大 C.密度较大 D.导热性较好
25.某同学用如图甲所示的实验装置,比较不同物质的比热容。将分别盛有100g水和100g食用油的两个相同试管固定在铁架台上,温度传感器的探头与水和食用油良好接触,将温度传感器与计算机相连,计算机上显示温度随时间变化的图线如图乙所示。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃);不计热量损失,下列说法正确的是( )
A.图线A描述的是水
B.食用油的比热容为2.8×103 J/(kg·℃)
C.0~2min,水吸收的热量为1.68×104 J
D.加热2min,水吸收的热量大于食用油温度传感器吸收的热量
26.青山环绕、碧水荡漾的东莞水濂山水库对周边气温有调节作用,主要因为水具有较大的( )
A.比热容 B.热值 C.导热性 D.导电性
27.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水 B.比热容
C.B的比热容 D.加热3min,A吸收热量
28.两个相同的容器中分别装有质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。下列分析正确的是( )
A. 加热10min时,甲吸收的热量比乙吸收的热量多
B. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C.若升高相同的温度,甲吸收的热量比乙吸收的热量少
D.从吸热能力方面看,选择甲液体做冷却剂比乙液体效果好
29.相同质量的铝和铜,吸收了相同的热量,已知,下列说法中合理的是( )
A.铜和铝吸收的热量相同,铜和铝吸热时间一定相同 B.铝上升的温度较高
C.铜上升的温度较高 D.铜的末温高
30.下表列出了一些物质的比热容,小明根据表格中的数据得出了如下结论,其中正确的是( )
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
煤油
约
干泥土
约
冰
铁、钢
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.相同质量的铝块和铁块升高相同的温度,铁块吸收的热量多
C.相同质量的干泥土和水,吸收相等的热量,水的温度升高得较多
D.不同物质的比热容有可能相等
31.跨学科 下列实例中,与“水的比热容较大”这一特性无关的是( )
A.让热水流过散热器供暖 B.用循环水冷却汽车发动机
C.夏天在房间内洒水降温 D.城市建造人工湖来调节气温
32.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃的水中,混合后水的温度为18℃.若不计热损失,则水吸收的热量是________J;铅的比热容是_________ J/(kg•℃).
33.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”)。
34.洗澡时将 11℃的冷水与 66℃的热水充分混合成 550kg,36℃的温水,在混合的过程中有 2.31×106J 的热量损失掉了,则所用冷水_______kg,所用热水为_______kg。
35.用相同的电加热器分别加热质量均为0.3kg,温度均为20℃的水和另一种液体(不计热量损失),如图所示是水和另一种液体的温度随时间变化的图像。由图像可知:前8min内,水和另一种液体吸收的热量________(填“相同”或“不相同”),水在20min内吸收的热量为________J,水和另一种液体的比热容之比是________。()
36.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“<”)
37.如图甲所示,小刚用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的a、b两种质量相同的液体加热,图乙为a、b两种液体的温度随加热时间变化的关系图像。
(1)当加热到t1时刻,a液体吸收的热量_________b液体吸收的热量;
(2)若a液体的比热容为2.1×103J/(kg•℃),则b液体的比热容为_________J/(kg•℃) ;
(3)自制一个暖水袋,在a、b两种液体中选一种液体作为注入暖水袋中的供暖物质,则应选_________液体。
38.茗茗将一块质量是2 kg的金属块放入92℃的水中加热足够长时间后,迅速取出放入另一个装有5 kg水的绝热容器中,容器中水温为40℃,放入金属块后水温最终上升到44℃,不计热量损失。(c水=4.2×103J(kg·℃)求;
(1)水吸收热量;
(2)该金属的比热容。
试卷第1页,共2页
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