12.3 比热容(讲义)物理新教材北师大版(北京)九年级全一册
2026-07-28
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摘要:
本讲义聚焦“比热容”核心知识点,系统梳理其定义、单位及物理意义,通过实验比较方法和热量计算公式(Q=cm△t)构建认知,结合水的比热容大的特点及应用实例,承接内能与热量概念,为内能应用学习奠定基础。
资料以科学探究为核心,设计金属块冰块实验等探究活动,通过公式推导与实例分析培养科学思维,强化物质特性的物理观念。练习分层且实例丰富,课中辅助教师引导概念理解,课后助力学生查漏补缺,提升知识应用能力。
内容正文:
第十二章
内能及其应用
第3节 比热容
课标要点
1.通过实验认识比热容,理解比热容物理意义,会利用比热容解释相关现象;
2.掌握水比热容大的特点,并能列举生活、生产中的实际应用。
学习重难点
重点:比热容概念、单位、物理意义;水比热容大的应用。
难点:理解比热容是物质本身特性,区分温度变化、吸热多少与比热容的关系。
知识点 比热容
(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
(2)物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
(3)比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
2. 热量的计算公式:
(1)温度升高时用:
Q吸=cm(t-t0)
c=
m=
t=+ t0
t0=t-
(2)温度降低时用:
Q放=cm(t0-t)
c=
m=
t0=+ t
t=t0-
(3)只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
c=
m=
△t=
Q—热量—焦耳(J);c—比热容—焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m—质量—千克(kg);t—末温—摄氏度(℃);t0—初温—摄氏度(℃)
由公式Q=cm△t可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
随学随练为了比较不同材料金属的比热容的大小,小明设想了一个小实验,用冰柜制作了一大块表面平整的冰,将甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后,放到冰块上,经过一段时间后,观察到的现象如图所示,则三种金属的比热容( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
知识点 水的比热容的特点及其应用(重点)
1.特点
水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比:①吸收相同热量,水升温慢;②放出相同热量,水降温慢;③升高(降低)相同温度,水能吸收或放出更多热量。
2.常见应用
冷却剂:汽车发动机用水冷却;发电机组水冷系统。吸收大量热量,自身温度上升较小。
供暖介质:暖气管道用水输送热量;热水袋取暖。降温时可以释放大量热量。
调节气候沿海地区昼夜温差小;内陆砂石比热容小,昼夜温差大。
秧苗防冻:傍晚向农田灌水,夜间降温时水释放大量热量,保护秧苗不被冻坏。
随学随练(多选)下列现象中,能用水的比热容较大来解释的有( )
A.初春,为了防止秧苗冻伤,傍晚向田里灌水
B.夏天,烈日炎炎的海边,海水的温度远低于沙滩
C.秋天,气温不低于0°C,水不会凝固成为冰
D.冬天,供暖时利用水循环而不用其它常见液体(不考虑价格因素)
题型 比热容
活学活用如图是水和液体A被相同酒精灯加热时的温度—时间图像,其中水的质量为0.6kg,液体A的质量为1.2kg,已知水的比热容为,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.2~6min,液体A升高的温度比水高,所以液体A的吸热能力更强
D.液体A的比热容为
题型 水的比热容的特点及其应用
活学活用省油灯是我国古代劳动人民智慧的结晶,其由上下两个碗状容器组成,中间有一夹层,夹层有一小孔与外部相连,“上部盛油、夹层盛水”,如图甲所示。小李同学分析了省油灯的结构后认为“上部盛水、夹层盛油”也可以省油,如图乙所示。请从“能否省油”的角度分析小李同学的观点是否正确并写出推理过程。
基础通关
1.冬天室外的铁栏杆比木栏杆摸起来更冰冷的原因是铁的( )
A.密度更大 B.比热容更小 C.导热性更好 D.温度更低
2.(多选)如图所示的是《天工开物》中关于用铜铸币的情景。下列说法正确的是( )
A.铜在熔化过程中,需要吸收热量
B.熔化后的液态铜温度升高,是因为其含有的热量变多
C.将液态铜倒入钱币模具,凝固过程中其内能减小
D.固态铜币冷却过程中,比热容不变
3.在探究物体的温度变化跟吸收热量之间的关系时,小兴用相同的热源同时给质量相等的液体甲和液体乙加热,得到了两组温度和对应的加热时间的实验数据,经计算机处理后得了两条温度T随加热时间t变化的图像,如图所示。
(1)实验中,用____________反映物体吸收的热量的多少;
(2)根据图像可知:温度变化相同时,________吸收的热量较多;比较两种液体的比热容,______的比热容较大。
4.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/[]
水
煤油
砂石
约
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
C.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
D.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是
5.在“比较物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中必须要选取______(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,同时加热5min,甲、乙两液体吸收的热量______(选填“相同”或“不相同”)
素养提升
6.下列说法中正确的是( )
A.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
B.冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢,表明扩散快慢跟温度有关
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D.酒精灯中的酒精用掉一半后,比热容和热值都减小
7.(多选)中国农民首创“沙漠无水植树技术”破解了荒漠化治理的难题。如图所示,该技术是把两个特殊材料制成的塑料袋装上沙子,左右压在树苗根部。由于沙漠的白天高温,塑料袋受热膨胀,紧锁树根周围沙子里的水分;沙漠夜晚气温骤降,两个塑料袋收缩使中间形成缝隙,空气中的水蒸气液化成小水珠,会顺着两袋的缝隙下渗到树根。该技术起到白天锁水、夜晚集水作用。下列说法中正确的是( )
A.白天,沙漠暴晒,塑料袋内的沙子吸热,其内能不变
B.夜晚,沙漠气温低,空气中的水蒸气放热液化成小水珠
C.沙漠地区昼夜温差大,主要是由于沙子比热容较小造成的
D.白天,装沙子的塑料袋只是减慢了树根周围沙子上方空气流速,就起到锁水作用
8.(多选)小莉根据下列表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( )
物质
密度(常温常压下)
物质
熔点(标准大气压下)
物质
比热容
冰
冰
0
水
铝
铝
660
铝
铁
铁
1535
铁
铜
铜
1083
铜
A.用铁制成的容器可以用来熔化铜块
B.体积相等的铝球和铁球,如果它们的质量相等,铁球一定是空心的
C.质量相等的实心铜块和实心铝块,吸收相等的热量后,铝块温度比较低
D.把-8℃的冰块投入盛有0℃水的密闭隔热容器中一段时间后,水的质量会减少
9.(多选)下列说法中,正确的是( )
A.两个物体升高相同的温度,吸收的热量一定相同
B.在热传递的过程中,吸收热量的物体内能一定增加
C.温度低的物体一定比温度高的物体具有的内能少
D.内能大小相同的两个物体之间也可能发生热传递
10.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不相等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们升高的温度和吸收的热量Q,在图像上分别画出对应的三个点,如图所示。下列判断正确的是( )
A.液体甲吸收的热量大于液体乙吸收的热量 B.液体乙升高的温度小于液体丙升高的温度
C.液体甲的比热容小于液体乙的比热容 D.液体乙的质量大于液体丙的质量
迁移创新
11.(多选)如图甲所示,三个相同的试管中装入固态物质,其中两个试管内装入的是同一种物质。将它们放入装有水的烧杯中加热熔化并绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。关于试管中固态物质,下列判断错误的是( )
A.试管中和试管中物质的质量一定相等
B.试管中固体物质的比热容一定小于试管中固体物质的比热容
C.试管中物质的质量一定大于试管中物质的质量
D.时刻试管中固体物质的内能小于时刻中固体物质的内能
12.(多选)当物体中存在温度差时,热量会自发地从温度高的地方向温度低的地方传递。对一段长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为时,时间内从高温端向低温端传递的热量满足关系式,其中k为金属的导热系数。如图所示,长度分别为、,导热系数分别为、的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,、两自由端分别与温度为100℃、0℃的恒定热源良好接触。若,,则在稳定状态下,下列说法正确的是( )
A.D处的温度为50℃
B.单位时间内通过的传热量与通过的传热量相等
C.若增大的长度,D处的温度会降低
D.若提高的导热系数,D处的温度会降低
13.在日常生活中用同一个电烧水壶烧水,第一次对体积为1L、初温为25℃的水加热至沸腾所用的时间为4min;第二次对体积为2L、初温为25℃的水加热至沸腾所用的时间为8min。根据此现象提出一个可探究的科学问题:____________。
14.小林想通过实验比较、两种液体比热容的大小。他准备了如图所示的带保温层的电热杯两个、探针式电子温度计两支,进行了如下实验:
(1)将_____相等的A、B两种液体,分别倒入完全相同的两个电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到55℃。
(2)将初温均为20℃的两个完全相同的实心铜块,分别放入两只电热杯,浸没在两种液体中,盖好电热杯的盖子。
(3)经过足够长的时间,用温度计分别测量两种液体的温度,A液体的温度为48℃,液体的温度为50℃。
(4)请你根据上述实验分析:放在液体_____中的铜块吸收的热量较多,液体_____的比热容较大。(选填“A”或“B”)
15.下列说法中正确的是( )
A.内能的大小与构成物体的分子多少有关
B.两杯水的内能相同,它们的温度就相同
C.两个铁块吸收相同的热量,它们的内能就相同
D.物体吸收热量越多,它的温度就越高
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第十二章
内能及其应用
第3节 比热容
课标要点
1.通过实验认识比热容,理解比热容物理意义,会利用比热容解释相关现象;
2.掌握水比热容大的特点,并能列举生活、生产中的实际应用。
学习重难点
重点:比热容概念、单位、物理意义;水比热容大的应用。
难点:理解比热容是物质本身特性,区分温度变化、吸热多少与比热容的关系。
知识点 比热容
(1)定义:单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量。
比热容用符号c表示,它的单位是焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)
比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。
(2)物理意义:水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃),物理意义为:1kg的水温度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
比热容是物质的一种特性,比热容的大小与物体的种类、状态有关,与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热,是因为水的比热容大。
(3)比较比热容的方法:
①质量相同,升高温度相同,比较吸收热量多少(加热时间):吸收热量多,比热容大。
②质量相同,吸收热量(加热时间)相同,比较升高温度:温度升高慢,比热容大。
2. 热量的计算公式:
(1)温度升高时用:
Q吸=cm(t-t0)
c=
m=
t=+ t0
t0=t-
(2)温度降低时用:
Q放=cm(t0-t)
c=
m=
t0=+ t
t=t0-
(3)只给出温度变化量时用:
Q=cm△t
c=
m=
△t=
Q—热量—焦耳(J);c—比热容—焦耳每千克摄氏度(J/(kg·℃));m—质量—千克(kg);t—末温—摄氏度(℃);t0—初温—摄氏度(℃)
由公式Q=cm△t可知:物体吸收或放出热量的多少是由物体的比热容、质量和温度变化量这三个因素决定的。
随学随练为了比较不同材料金属的比热容的大小,小明设想了一个小实验,用冰柜制作了一大块表面平整的冰,将甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后,放到冰块上,经过一段时间后,观察到的现象如图所示,则三种金属的比热容( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
【答案】C
【详解】金属块丙下方的冰熔化快,说明金属块丙放出的热量多,甲、乙、丙的初温、末温都是相等的,温度变化量是相同的,根据公式可知,甲、乙、丙三个金属块的质量、温度的变化量是相等的,金属块丙放出的热量多,所以金属块丙的比热容最大,甲最小,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
知识点 水的比热容的特点及其应用(重点)
1.特点
水的比热容较大。相同质量的水和其他物质相比:①吸收相同热量,水升温慢;②放出相同热量,水降温慢;③升高(降低)相同温度,水能吸收或放出更多热量。
2.常见应用
冷却剂:汽车发动机用水冷却;发电机组水冷系统。吸收大量热量,自身温度上升较小。
供暖介质:暖气管道用水输送热量;热水袋取暖。降温时可以释放大量热量。
调节气候沿海地区昼夜温差小;内陆砂石比热容小,昼夜温差大。
秧苗防冻:傍晚向农田灌水,夜间降温时水释放大量热量,保护秧苗不被冻坏。
随学随练(多选)下列现象中,能用水的比热容较大来解释的有( )
A.初春,为了防止秧苗冻伤,傍晚向田里灌水
B.夏天,烈日炎炎的海边,海水的温度远低于沙滩
C.秋天,气温不低于0°C,水不会凝固成为冰
D.冬天,供暖时利用水循环而不用其它常见液体(不考虑价格因素)
【答案】ABD
【详解】A.初春傍晚向田里灌水,夜晚温度降低时,水的比热容大,放出相同的热量,水的温度下降慢,能保护秧苗不被冻伤。故A符合题意;
B.夏天海边海水温度远低于沙滩:水的比热容比沙子大,吸收相同的热量,水的温度升高得少,沙子升温快。故B符合题意;
C.气温不低于0℃时水不结冰,这是由水的凝固点(0℃) 决定的,和比热容无关。故C不符合题意;
D.供暖时用水循环:水的比热容大,相同质量的水升高或降低相同温度,能吸收或放出更多的热量,供暖效果更好。故D符合题意。
故选ABD。
题型 比热容
活学活用如图是水和液体A被相同酒精灯加热时的温度—时间图像,其中水的质量为0.6kg,液体A的质量为1.2kg,已知水的比热容为,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.2~6min,液体A升高的温度比水高,所以液体A的吸热能力更强
D.液体A的比热容为
【答案】D
【详解】A.同一酒精灯在相同时间内燃烧释放的热量相同,水和液体A相同时间内吸收的热量相同;0~6min,加热时间相同,水和液体A吸收的热量相等,故A错误;
BCD.从图像中可知,水从2min加热到6min,温度升高10℃,液体A从2min加热到6min温度升高20℃,加热时间均为4min,则吸收的热量相同,液体A吸收的热量等于水吸收的热量为
液体A的比热容为
因为液体A的比热容小于水的比热容,所以水的吸热能力更强,液体A的吸热能力更弱,故BC错误,D正确。
故选D。
题型 水的比热容的特点及其应用
活学活用省油灯是我国古代劳动人民智慧的结晶,其由上下两个碗状容器组成,中间有一夹层,夹层有一小孔与外部相连,“上部盛油、夹层盛水”,如图甲所示。小李同学分析了省油灯的结构后认为“上部盛水、夹层盛油”也可以省油,如图乙所示。请从“能否省油”的角度分析小李同学的观点是否正确并写出推理过程。
【答案】见解析
【详解】对于图甲的省油灯,上部盛油、夹层盛水。水的比热容大,能吸收油的热量,降低油的温度,减少油的蒸发(蒸发会消耗油),从而达到省油的目的。
对于图乙的设计,上部盛水、夹层盛油。由于油的密度小于水,油会浮在水的上方,与空气接触的面积大,且火焰直接加热时,油的温度容易升高,加快油的蒸发,导致油消耗更快,无法省油。
综上,“上部盛水、夹层盛油”的设计不能省油,小李的观点不正确。
基础通关
1.冬天室外的铁栏杆比木栏杆摸起来更冰冷的原因是铁的( )
A.密度更大 B.比热容更小 C.导热性更好 D.温度更低
【答案】C
【详解】铁的导热性远好于木头,手接触铁栏杆时,手上的热量会快速通过铁向外传导散失,手的温度下降更快,因此摸起来会感觉更冰冷,故选C。
2.(多选)如图所示的是《天工开物》中关于用铜铸币的情景。下列说法正确的是( )
A.铜在熔化过程中,需要吸收热量
B.熔化后的液态铜温度升高,是因为其含有的热量变多
C.将液态铜倒入钱币模具,凝固过程中其内能减小
D.固态铜币冷却过程中,比热容不变
【答案】ACD
【详解】A.铜是晶体,在熔化过程中需要吸收热量,且温度保持不变,故A正确;
B.热量是过程量,不能描述为含有热量,故B错误;
C.将液态铜倒入钱币模具,凝固过程中放出热量,内能减小,故C正确;
D.比热容和温度无关,铜币在冷却过程中,铜币的比热容不变,故D正确。
故选ACD。
3.在探究物体的温度变化跟吸收热量之间的关系时,小兴用相同的热源同时给质量相等的液体甲和液体乙加热,得到了两组温度和对应的加热时间的实验数据,经计算机处理后得了两条温度T随加热时间t变化的图像,如图所示。
(1)实验中,用____________反映物体吸收的热量的多少;
(2)根据图像可知:温度变化相同时,________吸收的热量较多;比较两种液体的比热容,______的比热容较大。
【答案】(1)加热时间
(2) 乙 乙
【详解】(1)实验中使用相同热源加热,相同时间内热源放出的热量相等,因此可以用加热时间反映物体吸收热量的多少,这是物理实验中转换法的应用。
(2)从图像可以看出:温度变化相同时,乙的加热时间更长,说明乙吸收的热量更多;根据比热容公式,甲、乙质量相等,温度变化相同时,吸收热量越大,比热容越大,因此乙的比热容更大。
4.依据表格中的数据,下列说法正确的是( )
物质
比热容c/[]
水
煤油
砂石
约
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.水和砂石放出相等热量,水的温度降低得较多
C.质量相等的水和煤油,吸收相等热量,煤油温度升高得较多
D.水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量是
【答案】C
【详解】A.比热容是物质的特性,与物质的种类和状态有关,与质量无关。一杯水倒出一半,剩余水的比热容不变,故A错误;
B.由表中数据可知,水的比热容大于砂石,水和砂石放出相等热量,由知,若质量相等,水的温度降低较少,但题中没有说明质量的关系,因此不能判断水和砂石的温度变化,故B错误;
C.由表中数据可知,水的比热容大于煤油,质量相等的水和煤油,吸收相等热量,由 知,煤油的温度升高较多,故C正确;
D.水的比热容表示1kg 的水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为,故D错误。
故选C。
5.在“比较物质的吸热能力”的实验中,实验装置如图所示:
(1)实验中必须要选取______(选填“质量”或“体积”)相等的甲、乙两种液体;
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,同时加热5min,甲、乙两液体吸收的热量______(选填“相同”或“不相同”)
【答案】(1)质量
(2)相同
【详解】(1)实验中质量会影响物质吸收热量的多少,因此为探究不同物质的吸热能力,需要控制不同物质的质量相同,所以实验中必须要选取质量相等的甲、乙两种液体。
(2)选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热,实验中通过比较加热的时间来比较吸收热量的多少,加热时间相同,甲、乙两液体吸收的热量相同。
素养提升
6.下列说法中正确的是( )
A.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动
B.冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢,表明扩散快慢跟温度有关
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于锯条从木板吸收了热量
D.酒精灯中的酒精用掉一半后,比热容和热值都减小
【答案】B
【详解】A.尘土不是分子,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B.冷水中的墨水比热水中的墨水扩散得慢,表明扩散快慢跟温度有关,故B正确;
C.用锯条锯木板,锯条的温度升高,是由于对锯条做了功,故C错误;
D.酒精灯中的酒精用掉一半后,比热容和热值都不变,因为比热容和热值都是物质的特性,故D错误;
故选B。
7.(多选)中国农民首创“沙漠无水植树技术”破解了荒漠化治理的难题。如图所示,该技术是把两个特殊材料制成的塑料袋装上沙子,左右压在树苗根部。由于沙漠的白天高温,塑料袋受热膨胀,紧锁树根周围沙子里的水分;沙漠夜晚气温骤降,两个塑料袋收缩使中间形成缝隙,空气中的水蒸气液化成小水珠,会顺着两袋的缝隙下渗到树根。该技术起到白天锁水、夜晚集水作用。下列说法中正确的是( )
A.白天,沙漠暴晒,塑料袋内的沙子吸热,其内能不变
B.夜晚,沙漠气温低,空气中的水蒸气放热液化成小水珠
C.沙漠地区昼夜温差大,主要是由于沙子比热容较小造成的
D.白天,装沙子的塑料袋只是减慢了树根周围沙子上方空气流速,就起到锁水作用
【答案】BC
【详解】A.白天沙漠暴晒,塑料袋内的沙子吸热,温度升高,内能增大,故A错误;
B.夜晚气温降低,空气中的水蒸气遇冷会液化成小水珠,故B正确;
C.根据公式,质量相同的物质,吸收或放出相同热量时,比热容越小,温度变化量越大。沙子比热容远小于水,因此吸放热后温度变化更大,造成沙漠昼夜温差大,故C正确;
D.塑料袋受热膨胀紧贴沙土,除减小空气流速,还隔绝阳光、降低温度,从减小蒸发的三个因素共同锁水,故D错误。
故选BC。
8.(多选)小莉根据下列表格中的数据,得出以下四个结论,其中正确的是( )
物质
密度(常温常压下)
物质
熔点(标准大气压下)
物质
比热容
冰
冰
0
水
铝
铝
660
铝
铁
铁
1535
铁
铜
铜
1083
铜
A.用铁制成的容器可以用来熔化铜块
B.体积相等的铝球和铁球,如果它们的质量相等,铁球一定是空心的
C.质量相等的实心铜块和实心铝块,吸收相等的热量后,铝块温度比较低
D.把-8℃的冰块投入盛有0℃水的密闭隔热容器中一段时间后,水的质量会减少
【答案】ABD
【详解】A.铁的熔点为1535℃,铜的熔点为1083℃,铁的熔点高于铜的熔点,铁容器可承受铜熔化时的温度,因此能用铁制容器熔化铜块,故A正确;
B.根据,体积相等的实心铝球和实心铁球,铁的密度更大,则实心铁球质量更大,若二者质量相等,铁球一定是空心的,故B正确;
C.由可知,质量相等的实心铜块和铝块吸收相等热量时,铝的比热容大,温度升高量更小,但题目未给出两者初始温度,无法比较末温高低,故C错误;
D.把的冰块投入盛有水的密闭隔热容器中,热量会从水传递给冰块,的水放出热量会凝固成冰,所以水的质量会减少,故D正确。
故选ABD。
9.(多选)下列说法中,正确的是( )
A.两个物体升高相同的温度,吸收的热量一定相同
B.在热传递的过程中,吸收热量的物体内能一定增加
C.温度低的物体一定比温度高的物体具有的内能少
D.内能大小相同的两个物体之间也可能发生热传递
【答案】BD
【详解】A.根据可知,两个物体升高相同的温度,但如果它们的比热容或质量不同,吸收的热量也会不同,故A错误;
B.热传递是内能从高温物体转移到低温物体的过程,在纯热传递过程中不考虑做功的情况,吸收热量的物体其内能必然增加,故B正确;
C.内能是物体内所有分子动能和势能的总和,它不仅与温度有关,还与物体的质量、状态、物质种类等因素有关,温度低的物体内能不一定少,故C错误;
D.热传递发生的条件是存在温度差,与内能大小无关。即使两个物体内能相同,只要温度不同,仍可发生热传递,故D正确。
故选BD。
10.现有甲、乙、丙三种初温相同的液体,其中甲、乙为质量相等的不同液体,乙、丙为质量不相等的同种液体。若对这三种液体分别加热,根据它们升高的温度和吸收的热量Q,在图像上分别画出对应的三个点,如图所示。下列判断正确的是( )
A.液体甲吸收的热量大于液体乙吸收的热量 B.液体乙升高的温度小于液体丙升高的温度
C.液体甲的比热容小于液体乙的比热容 D.液体乙的质量大于液体丙的质量
【答案】D
【详解】A.图像中纵轴为吸收的热量Q,甲的点在乙的下方,则甲吸收的热量小于乙,故A错误;
B.图像中横轴为升高的温度Δt,丙的点在乙的左侧,则乙的Δt大于丙,故B错误;
CD.由Q=cmΔt可知,在Q-Δt 图像中,斜率
斜率越大,则cm越大。甲、乙质量相等,甲的斜率大于乙,则;乙、丙为同种液体,比热容相等,乙的斜率大于丙,则。故C错误,D正确。
故选D。
迁移创新
11.(多选)如图甲所示,三个相同的试管中装入固态物质,其中两个试管内装入的是同一种物质。将它们放入装有水的烧杯中加热熔化并绘制出温度随时间变化的图像如图乙所示。关于试管中固态物质,下列判断错误的是( )
A.试管中和试管中物质的质量一定相等
B.试管中固体物质的比热容一定小于试管中固体物质的比热容
C.试管中物质的质量一定大于试管中物质的质量
D.时刻试管中固体物质的内能小于时刻中固体物质的内能
【答案】ABC
【详解】AB.由图乙可知,、熔点不同,为不同物质,比热容不同,、图像中有一部分加热相同时间,吸收热量相同,温度变化相同,由公式可知, 、的质量不同,比热容无法比较,所以的比热容不一定比的比热容小。故AB错误,符合题意;
C.、有相同的熔点,、应为同种物质,比热容相同,、开始熔化的时间不同,且用的时间更长,则说明试管中物质的质量比中多,故C错误,符合题意;
D.未加热时,的质量大于,的内能较大,根据可知,时刻试管中固体物质吸收热量小于时刻中固体物质吸收热量,则时刻试管中固体物质的内能小于时刻中固体物质的内能,故D正确,不符合题意。
故选ABC。
12.(多选)当物体中存在温度差时,热量会自发地从温度高的地方向温度低的地方传递。对一段长度为L、横截面积为S的均匀金属棒,当两端的温度差稳定为时,时间内从高温端向低温端传递的热量满足关系式,其中k为金属的导热系数。如图所示,长度分别为、,导热系数分别为、的两个横截面积相等的细棒在D处紧密对接,、两自由端分别与温度为100℃、0℃的恒定热源良好接触。若,,则在稳定状态下,下列说法正确的是( )
A.D处的温度为50℃
B.单位时间内通过的传热量与通过的传热量相等
C.若增大的长度,D处的温度会降低
D.若提高的导热系数,D处的温度会降低
【答案】BCD
【详解】A.设稳定状态下处的温度为。对于长度为的细棒,时间内传递的热量(其中)
对于长度为的细棒,时间内传递的热量(其中)
稳定状态下,热平衡,
即
化简可得
已知
设,,,,代入
中,得到
解得,所以处温度不是,故A错误;
B.在稳定状态下,没有热量的积累,单位时间内通过的热量与通过的热量相等,故B正确;
C.由
变形可得
即
进一步得到
即
若增大的长度,
这一项增大,也增大,,会降低,故C正确;
D.由,若提高的导热系数,分子不变,分母增大,因为,会降低 ,故D正确。
故选BCD。
13.在日常生活中用同一个电烧水壶烧水,第一次对体积为1L、初温为25℃的水加热至沸腾所用的时间为4min;第二次对体积为2L、初温为25℃的水加热至沸腾所用的时间为8min。根据此现象提出一个可探究的科学问题:____________。
【答案】水吸收的热量与水的质量有什么关系?
【详解】从题目中可以提取出以下关键信息:
第一次烧水:1L水(质量为1kg),初温25℃,加热至沸腾,用时4min;
第二次烧水:2L水(质量为2kg),初温25℃,加热至沸腾,用时8min;
两次实验中,水的初温和末温相同,电烧水壶的功率相同,水的体积不同,水的质量不同,加热时间不同。
由此可以发现,加热时间与水的质量成正比,即质量越大,加热时间越长。由转换法,加热时间的长短反映水吸收热量的多少,而水吸收的热量与质量、温度变化和比热容有关。
因此,可以提出一个科学问题:水吸收的热量与水的质量有什么关系?
14.小林想通过实验比较、两种液体比热容的大小。他准备了如图所示的带保温层的电热杯两个、探针式电子温度计两支,进行了如下实验:
(1)将_____相等的A、B两种液体,分别倒入完全相同的两个电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到55℃。
(2)将初温均为20℃的两个完全相同的实心铜块,分别放入两只电热杯,浸没在两种液体中,盖好电热杯的盖子。
(3)经过足够长的时间,用温度计分别测量两种液体的温度,A液体的温度为48℃,液体的温度为50℃。
(4)请你根据上述实验分析:放在液体_____中的铜块吸收的热量较多,液体_____的比热容较大。(选填“A”或“B”)
【答案】 质量 B B
【详解】[1] 为控制变量,应将质量相等的A、B两种液体,分别倒入完全相同的两个电热杯中,盖好杯盖,将两种液体均加热到55℃。
[2]因经过足够长的时间,A液体的温度为48℃,B液体的温度为50℃。则在A液体中铜块温度为48℃,则在B液体中铜块温度为50℃,根据得B液体中铜块升温多,故吸热多。
[3]两种液体均初温为55℃,A液体的温度降为48℃,B液体的温度降为50℃,则B液体温度下降少,且B液体中铜块吸收热量多,即B液体放出热量多,A液体放出热量少,且A液体温度降低得多。根据可知,在质量相同的情况下,A液体放出热量少,温度变化量大,所以A液体的比热容小,B液体的比热容大。
15.下列说法中正确的是( )
A.内能的大小与构成物体的分子多少有关
B.两杯水的内能相同,它们的温度就相同
C.两个铁块吸收相同的热量,它们的内能就相同
D.物体吸收热量越多,它的温度就越高
【答案】A
【详解】A.内能是指物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和,物体内能与物体内分子的多少有关,故A正确;
B.内能与物体的质量和温度等因素有关。两杯水的质量不一定相同,即使内能相同,温度也可能不同,故B错误;
C.两个铁块,吸收相同的热量,它们内能的变化量相同,它们的内能不一定相同,故C错误;
D.物体吸收的热量的多少与物质的比热容、质量、升高的温度有关,物体吸收的热量越多,温度不一定升高的越多,末温度不一定高,故D错误。
故选A。
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