内容正文:
第十四章
内能与热机
第2节 物质的比热容
课标要点
1.了解比热容概念。
2.会查比热容表,能运用比热容说明简单的自然现象。
3.能计算物质比热容、温度变化或吸放热等相关简单问题。
4.经历探究物质比热容的过程。
5.能根据科学探究的猜想与假设,制定探究计划,设计实验方案。有控制变量的意识。
6.会根据设计的实验方案选择、装配实验器材,完成探究实验。
7.能积极与他人交流探究结论,能对数据进行初步评价。
学习重难点
重点:1.在整合知识的基础上进行实验设计,修正实验方案,选择实验器材进行实验。
2.主动获取知识,建构框架,自主得出比热容的概念。
难点:理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
知识点 探究物质吸热或放热规律
1.实验探究:不同物质的吸热能力
实验设计
取质量相同的不同物质(如水和食用油)放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们加热,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少
探究方法
(1)转换法:实验中物质吸热的多少通过加热时间的长短衡量.
(2)控制变量法:探究不同物质的吸热能力,需控制不同物质的质量、升高的温度相同,比较加热时间的长短
实验器材
两个相同的烧杯、两个同样的电加热器、两支温度计、两只搅拌器、天平和砝码、水、食用油、秒表等
实验过程
(1)如图所示,在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,用同样的电加热器(保证相同加热时间内液体吸热相同)分别浸入两液体中对其加热.电加热器浸入液体,可认为电加热器放出的热量被液体完全吸收.
_____
(2)控制加热前两液体的初温度t1相同(等于室温),预先设定好液体加热的末温度t2.
(3)分别给两液体加热,记下加热的开始时刻.加热时,上下反复缓慢地提拉搅拌器,使液体受热均匀.
(4)当一种液体温度达到t2时,记录该液体加热的最终时刻,计算该液体的加热时间t.对另一种液体做同样的观察、操作和记录.
__
实验结论
相同质量的水和食用油,升高相同的温度时,水需要的加热时间比食用油长,即水吸收的热量比食用油多,说明水的吸热能力比食用油强
反思交流
探究不同物质的吸热能力时,除了让等质量物质升高相同的温度比较加热时间,还可以加热相同的时间比较等质量物质升高的温度(温度变化小的物质吸热能力强)
大量实验表明:相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量通常相同;相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量通常不同.
特别提醒:
转换法:
实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少,这属于转换法。相同的电加热器加热相同时间,说明物质吸收热量相同。
控制变量法:
(1)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量( 即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
(2)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
随学随练
1.为了比较水和煤油的吸热能力,小王做了如下图示的实验,在2个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和煤油,用两个相同的酒精灯对其加热,并用相同的两支温度计分别同时测量水和煤油的温度变化,实验数据如下图:
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
水
300
20
30
12
煤油
300
20
30
6
(1)在此实验中,为比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间;观察___________的不同;也可以__________________________________________________________________。
(2)分析实验数据可知:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,___________吸收的热量多,表明___________的吸热能力强。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,___________升高的温度更多。
(4)通过实验我们发现不同物质的___________不同,由此引入了比热容。一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的___________和___________之比,叫这种物质的比热容。
【答案】(1) 温度计升高的示数 让水和煤油升高相同的温度,比较加热时间的长短
(2) 水 水
(3)煤油
(4) 吸热能力 质量 升高的温度
【难度】0.7
【知识点】不同物质的吸热本领、比热容的定义式、控制变量法
【详解】(1)比较物质吸热能力有两种控制变量的思路:一是控制吸收热量相同(加热相同时间),比较二者的温度变化,温度升得越慢,说明吸热能力越强;二是控制升高的温度相同,比较加热时间,加热时间越长,说明吸收的热量越多,吸热能力越强。
(2)从表格数据可知,质量相同的水和煤油都从20℃升到30℃(升高相同温度),水的加热时间更长,说明水吸收的热量更多,则水的吸热能力更强。
(3)因为水的吸热能力更强,质量相同的水和煤油吸收相同热量(加热相同时间)时,煤油的温度升高得更多。
(4)不同物质的吸热能力存在差异,物理学中为了描述这个特性引入了比热容;根据初中物理的定义,一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比,叫这种物质的比热容。
2.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)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”),物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
【答案】(1)质量
(2)热传递
(3)加热时间
(4) 沙子 强
【难度】0.7
【知识点】不同物质的吸热本领、比热容的概念、单位和物理意义
【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。
知识点 物质的比热容
1. 比热容
比热容的大小等于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)温度的乘积之比,比热容用字母c表示。
2. 公式
物体吸热升温时Δt=t末-t初;物体放热降温时Δt=t初-t末。
3. 常用单位:焦耳/(千克· 摄氏度);符号:J /(kg·℃),读作焦耳每千克摄氏度。
4. 物理意义:反映物质吸热(或放热)能力的强弱。
5. 一些常见物质的比热容
物质
比热容c/[J/(kg·℃)
物质
比热容c/[J/(kg·℃)
水
4 .2×103
砂石
约0.92×103
酒精
2.4×10 3
铝
0.88×103
煤油
2.1×103
铜
0.39×103
冰
2.1×103
铅
0.13×103
特别提醒:
比值定义法:用两个(或多个) 基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比热容是利用比值定义法得到的。密度、速度、压强、功率也是利用比值定义法得到的。
教材延伸
观察比热容表的一些发现:
1. 不同物质的比热容一般是不同的;
2. 常见物质中,水的比热容最大;
3. 物质的比热容与状态有关,如c水≠ c冰;
4. 不同的物质比热容可能相等,如c冰=c煤油。
随学随练
1.(24-25九年级上·河北保定·期末)关于水的比热容的说法错误的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.汽车发动机用水作冷却剂是利用水的比热容大
C.生物体内水的比例很高,利用水的比热容大,有助于调节生物体自身的温度
D.沿海地区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
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用、比热容的概念、单位和物理意义
【详解】A.比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,与质量无关,倒出一半水后剩余水的比热容不变,故A错误;
B.汽车发动机用水做冷却剂,利用了水的比热容大,质量相同的水和其它液体相比较,吸收同样多的热量,水的温度变化较小,故B正确;
C.生物体内水比例高,由于水的比热容较大,身体温度变化小,利于调节体温,故C正确;
D.沿海多水、内陆多沙石,水的比热容大于沙石,相同吸放热条件下水温度变化更小,故沿海昼夜温差更小,故D正确。
要求选择错误的选项,故选A。
2.(25-26九年级上·辽宁抚顺·期中)下列情况中水的比热容会发生变化的是( )
A.水凝固成冰 B.将水倒掉一半
C.将水从20℃加热至40℃ D.将水洒在地上
【答案】A
【难度】0.95
【知识点】比热容的概念、单位和物理意义
【详解】比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,与质量、温度、位置、形状等无关。故选A。
知识点 水的比热容大的应用
应用
调节温度
作为冷却液或取暖
事例
1.沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;形成海陆风
2.农民常常在傍晚往农田里灌水,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起保护作用
1.汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液
2.冬季供暖用的散热器、暖水袋
应用
调节温度
作为冷却液或取暖
事例
根据公式:Δt=Q/cm。相同质量的水与砂石相比,光照相同时间吸收相同的热量,由于水的比热容较大,水的温度变化小,因此水常用于调节温度
根据公式:Q=cmΔt,相同质量的水和其他液体相比较,在升高(或降低)相同的温度时,由于水的比热容大,吸收(或放出)的热量多
教材延伸
比热容的实质:
(1)反映了物质吸热或放热的本领;比热容越大, 物质吸热或放热本领越强;
(2)物质对冷热反应的灵敏程度: 比热容越小, 对冷热反应越灵敏。
随学随练
1.(25-26九年级上·福建福州·期中)如图所示,宋代民间的“省油灯”为中空夹层结构,在夹层中注入清水,用夹层水降温,主要利用水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.沸点高 D.熔点低
【答案】B
【难度】0.85
【知识点】水的比热容特点及应用
【详解】水的比热容较大,在质量和吸收热量相同时,由 可知,水的温度升高较慢,能有效降低灯盏温度,减少燃油蒸发,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
2.(25-26九年级上·甘肃陇南·期中)部分高海拔地区昼夜温差较大,为了保护秧苗在夜间不被冻坏,人们常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出,这是利用水的_________较大的特性,在夜间温度下降时,水放出的热量_________(选填“较多”或“较少”),从而达到秧苗防冻的目的。
【答案】
比热容
较多
【难度】0.85
【知识点】水的比热容特点及应用
【详解】因水的比热容较大,由可知,相同质量的水降低相同温度时放出的热量较多,故能保护秧苗夜间不被冻坏。
3.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)“热岛效应”产生的主要原因是城市建筑群密集,在相同日照的情况下,城市地区升温较_________。为减弱城市的“热岛效应”,郑州市修建了大量的湿地公园和人工湖,这主要是利用了水的比热容较_________的特点。
【答案】 快 大
【难度】0.85
【知识点】生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用
【详解】城市建筑群多为砂石、混凝土等材料,这些物质的比热容比自然界的水、植被小,相同日照下吸收相同热量时,根据公式,比热容小的物质温度升高更快,因此城市区域升温比周边郊区更快,加剧热岛效应。
水的比热容较大,相同质量的水和其他物质相比,吸收相同热量时温度升高幅度更小,修建湿地公园和人工湖可以利用水体调节城市气温,有效减缓热岛效应。
知识点 热量的计算
c 表示比热容,单位:J/(kg·℃)
Q 表示热量,单位:J
m 表示质量,单位:kg
Δt 表示温度变化量,单位:℃
随学随练
1.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)1个标准大气压下,将质量5kg温度为20℃的水加热至沸腾,水需要吸收________J的热量[]。
【答案】
【难度】0.95
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热
【详解】因1个标准大气压下水的沸点为,故水升高的温度为
水吸收的热量为
2.(25-26九年级上·安徽芜湖·期中)烈日炎炎的夏季,白天沙滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽,这是由沙子与水的比热容不同造成的。已知沙子和水的比热容之比为1:4,质量之比为3:2,则沙子和水吸收相同的热量时,升高的温度之比为____________。
【答案】
【难度】0.65
【知识点】比热容的定义式、比热容的比例计算
【详解】由得,升高的温度,因沙子和水吸收的热量相同,故升高的温度之比
题型 比较不同物质的吸热能力
物体吸收热量的多少与质量大小、温度变化量和物质种类都有关系,所以应用控制变量法进行研究,只让其中一个因素改变而其他因素保持不变。物体吸收热量的多少不容易直接测量,但由于加热装置都相同,加热时间越长,吸收的热量越多,所以可以转换为测加热时间的长短,进而判断吸收热量的多少。
活学活用
1.如下图所示是“比较水和煤油的吸热能力”的实验。在实验过程中,每隔2min记录一次温度,记录数据如下表所示。
加热时间/min
0
2
4
6
8
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(1)在两试管中分别装入初温相同且_____________相等的水和煤油。
(2)在组装器材时应先调节铁夹______________(选填“A”、“B”或“C”)的高度。
(3)实验中,通过比较____________________________来间接反映水和煤油所吸收的热量多少。
(4)分析表中数据可得到的实验结论是:______________。
【答案】(1)质量
(2)A
(3)加热时间长短
(4)水的吸热能力比煤油强
【难度】0.7
【知识点】不同物质的吸热本领、控制变量法、转换法、观察现象与总结规律
【详解】(1)要比较水和煤油的吸热能力,根据控制变量法可知,应在两试管中分别装入初温相同且质量相等的水和煤油。
(2)组装实验仪器时,应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A部分,使酒精灯的外焰正好能给试管加热,然后再固定图中的BC部分,这样可以避免重复调整。
(3)根据转换法,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
(4)由表格可知,水和煤油都升高到相同温度时,水的加热时间长,水吸收的热量多,所以水的吸热能力强。
2.某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加热水和煤油,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下表数据:
根据实验回答下列问题:
物质
次数
质量m/kg
升高温度/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
3
0.3
10
6
4
0.1
20
4
5
0.1
30
6
煤油
6
0.1
10
1
7
0.2
10
(1)实验时使用相同的电加热器加热水和煤油,目的是________;
(2)分析第1、2、3次实验,所探究的问题的控制变量是________;
(3)分析第1、4、5次实验,所得的结论是:________;
(4)通过比较________次实验数据得出物质吸热多少与物质种类有关。填上表格中的空白________。
【答案】(1)使水和煤油在相等时间里吸收热量相等
(2)升高的温度和比热容
(3)当质量、液体种类都相同时,液体的温度变化越大,吸收的热量越多
(4) 1、6 2
【难度】0.74
【知识点】不同物质的吸热本领、控制变量法、比热容的比例计算
【详解】(1)相同的电加热器在相同时间放出的热量相同,可以保证水和煤油在相等时间里吸收热量相等。
(2)1、2、3次实验的对象都是水即比热容相同,升高温度相同,只有质量不同,导致水吸收的热量不同,因此控制的变量为升高的温度和比热容。
(3)1、4、5次实验中,实验的对象都是水,且水的质量相同,仅升高温度不同,对应的加热时间随升高温度的增大成正比增加,说明吸收的热热量也增大,由此所得的结论为当质量、液体种类都相同时,液体的温度变化越大,吸收的热量越多。
(4)要探究物质吸热多少和物质种类的关系,需要控制质量、升高温度都相同,物质种类不同,因此选1、6次符合要求。
第6次数据可知,0.1kg煤油升温10℃需要加热1min,那么质量加倍为0.2kg、升温10℃时,加热时间也会加倍,因此空白处填2。
题型 比热容公式及其应用
(1) 以比值的形式写出要求的物理量之比;
(2) 将要求的物理量用相应代数式替换( 由公式得到的代数式);
(3) 代入各物理量的数值比;
(4) 计算求解。
活学活用
1.(25-26九年级上·河南周口·期中)汽车发动机用水做冷却剂,是因为水的_________大;在某次冷却过程中,水箱里5kg的水,温度升高了20℃,水吸收了_________J的热量(水的比热容为)。
【答案】 比热容
【难度】0.85
【知识点】水的比热容特点及应用、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】因水的比热容大,相同质量的水升高相同温度可吸收更多热量,散热降温效果好,故适合做冷却剂。
水吸收的热量为
2.(25-26九年级上·河南周口·期中)水的比热容为,若将的水倒掉一半,则剩下水的比热容是 __;现有质量相等的某种液体和水降低了相同的温度,放出热量之比为,则该液体的比热容为 __。
【答案】
【难度】0.75
【知识点】比热容的概念、单位和物理意义、比热容的比例计算
【详解】比热容只跟物体的种类和状态有关,与物体质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关;故当将水倒掉一半,水的比热容不变,仍然为。
质量相等的某种液体和水降低了相同的温度,放出热量之比为,根据可知
解得。
基础通关
1.(25-26九年级上·陕西汉中·期中)2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射场发射成功。火箭发射台下的水池内需注入大量的水用来吸热降温,这是利用了水的( )
A.流动性好 B.比热容大 C.凝固点低 D.沸点较高
【答案】B
【难度】0.9
【知识点】熔化和凝固的应用、沸腾的条件、沸点、水的比热容特点及应用、认识物质的物理属性
【详解】A.流动性好不是该场景利用的核心吸热降温性质,故A错误;
B.由吸热公式可知,质量m、升高温度相同时,水的比热容c大,吸收热量更多,降温效果好,故B正确;
C.凝固点低与吸热降温需求无关,故C错误;
D.沸点较高不是该场景利用的核心吸热降温性质,故D错误。
故选B。
2.(25-26九年级上·山东泰安·期中)核电站常常建在靠海的位置,其原因之一是需要大量的水作为核反应堆堆芯的冷却剂,这是利用了水的比热容___________的特性。(选填“大”或“小”)
【答案】大
【难度】0.89
【知识点】水的比热容特点及应用
【详解】由可知,质量相同的水和其他物质相比,升高相同温度时,比热容大的水吸收的热量更多,冷却效果更好,因此选用水作为核反应堆堆芯的冷却剂。
3.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)关于铁的比热容,下列说法正确的是( )
A.若铁吸收的热量增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
B.若铁的质量增大一倍,则其比热容将减至原来的一半
C.若加热前后铁的温度增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
D.在其他条件相同时,不同质量的铁块,其比热容一样大
【答案】D
【难度】0.85
【知识点】比热容的概念、单位和物理意义
【详解】比热容是物质本身的一种特性,与物体质量、吸收的热量多少、温度变化无关,仅与物质种类、状态有关。
故选D。
4.(24-25九年级上·河北保定·期末)关于水的比热容的说法错误的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.汽车发动机用水作冷却剂是利用水的比热容大
C.生物体内水的比例很高,利用水的比热容大,有助于调节生物体自身的温度
D.沿海地区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
【答案】A
【难度】0.85
【知识点】生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用、比热容的概念、单位和物理意义
【详解】A.比热容是物质的固有特性,仅与物质种类、状态有关,与质量无关,倒出一半水后剩余水的比热容不变,故A错误;
B.汽车发动机用水做冷却剂,利用了水的比热容大,质量相同的水和其它液体相比较,吸收同样多的热量,水的温度变化较小,故B正确;
C.生物体内水比例高,由于水的比热容较大,身体温度变化小,利于调节体温,故C正确;
D.沿海多水、内陆多沙石,水的比热容大于沙石,相同吸放热条件下水温度变化更小,故沿海昼夜温差更小,故D正确。
要求选择错误的选项,故选A。
5.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)小北在家里学习烧饭做菜的过程中,经常要加热食用油和水。因此,她对一些物理现象有了一定的认识,她猜想食用油的比热容比水的小。
(1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是______(填字母)。
A.食用油能把食物炸得焦黄,而水不能 B.食用油能漂在水面上
C.相同条件下,加热时食用油比水热得快 D.食用油比水难蒸发
(2)小北为了验证自己的猜想,进行如下探究:将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
①图甲是小北的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处:______。
②纠正错误后继续实验,实验中通过______比较物质吸收热量的多少。
(3)小北根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像,由图像可知______的吸热能力较强;水的比热容为,根据图乙,食用油的比热容为______。
(4)同桌小静却有不同的意见,她用两个相同的电加热器把质量和初温都相同的水和食用油都加热至沸腾如丙图所示。她根据“加热食用油到沸腾需要的时间长”,得出食用油的比热容比水的大的结论。她的结论______(选填“正确”或“错误”)。原因是__________________。
(5)在加热的方式上,小北和小静分别用酒精灯和电加热器加热,选用______加热可以使实验误差更小。
【答案】(1)C
(2) 没有控制液体的质量相同 加热时间
(3) 水
(4) 错误 水和食用油的沸点不同,导致升高的温度不同,没有控制变量
(5)电加热器
【难度】0.62
【知识点】控制变量法、计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领
【详解】(1)比热容是反映物质吸热能力的物理量,比热容越小,在吸收相同热量时,温度升高得越快,故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
(2)探究不同物质的比热容,需要采用控制变量法,即控制水和食用油的质量相同。
观察图甲可知,两个烧杯中分别装有水和食用油,且液面高度相同(即体积相同),由于水和食用油的密度不同,体积相同时它们的质量是不相等的。
因此,明显的错误是没有控制水和食用油的质量相同;
实验中使用两个相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,因此,物质吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来反映,加热时间越长,吸收的热量越多。
(3) 从图乙可以看出,水和食用油都从升高到(升高相同的温度),水需要加热,食用油需要加热,水需要的加热时间更长,说明水吸收的热量更多,因此水的吸热能力较强;
由图乙可知,水和食用油升高相同的温度,水吸收的热量是食用油的2倍。
根据公式 可知,在质量和升高的温度相同时,比热容与吸收的热量成正比,所以食用油的比热容是水的一半,即
(4)比较比热容(吸热能力)时,必须控制质量和升高的温度相同,然后比较吸收的热量(加热时间)。
而水和食用油的沸点不同 (食用油的沸点更高),将它们从相同的初温加热至各自沸腾,它们升高的温度是不同的。
加热食用油时间长,可能是因为它的沸点高,需要升高的温度更多,不能单纯说明比热容大。
因此,她的结论是错误的,
(5)酒精灯加热时,火焰大小可能不稳定,且容易受外界气流影响,导致相同时间内提供的热量不完全相同。
而电加热器(如图中丙所示)在相同电压下,功率稳定,相同时间内产生的热量相同,更容易控制变量,使实验误差更小。因此选用电加热器加热更好。
6.(25-26九年级上·贵州贵阳·期中)为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入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)分别在试管中装入的A 、B两种液体应保证______(填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较______来判断吸热能力的强弱。
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内,质量相等的A、B两种液体,吸收的热量_____ (选填“相等”或“不相等”);分析图像可知 __________________ 的吸热能力弱。
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 ______ (选填“A”或“B”)液体。
(4)若B是水,则A的比热容为_________ [水的比热容为]。
【答案】(1) 质量 升高的温度
(2) 相等 A
(3)B
(4)
【难度】0.65
【知识点】比热容的定义式、不同物质的吸热本领
【详解】(1)比较吸热能力实验采用控制变量法,需控制两种液体质量相同(不是体积,密度不同时体积相等质量不等);吸收相同热量时,升温越少,吸热能力越强;升温越多,吸热能力越弱。
(2)实验中,用相同的加热装置加热,相同时间释放的热量相同,在0~4min内,相同时间,质量相等的A、B两种液体,吸收的热量相等;分析图像可知,相同加热时间,吸收同样的热量,A液体升高得温度高,吸热能力弱,B液体升高的温度低,B的吸热能力强。
(3)由上述分析已知B吸热能力强;当放出热量时,质量相同的A、B两种液体降低同样的温度,B放出的热量更多,所以应选择B液体装入暖手袋中作为供热物质。
(4)由图像知,升高相同温度,A 加热时间,B(水)加热时间,相同热源下,两物体吸收热量与时间成正比,即,在质量和升高温度相同的情况下,由知,吸收的热量与比热容成正比,即,所以
7.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)质量为300g,温度为25℃的水吸收了的热量后,水温升高多少?[水的比热容为,不计热损失,水面为一标准大气压]
【答案】
【难度】0.65
【知识点】标准大气压的值、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】根据公式得
水在一标准大气压沸点为100℃,所以水的末温为100℃
水温升高
8.(25-26九年级上·河北张家口·期中)若甲、乙两种物质比热容之比是1:2,质量之比是2:3,升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是_________;若A、B两个物体的质量之比为3:2,放出相同的热量后,它们降低的温度之比为1:2,则它们的比热容之比为_________。
【答案】 2﹕3 4﹕3
【难度】0.65
【知识点】比热容的定义式、计算物体温度变化时的吸放热、比热容的比例计算
【详解】根据吸热公式,将甲、乙的比热容、质量、升高温度的比值代入公式计算吸收热量之比为,即比值为2∶3。
根据放热公式,变形得到。已知A、B放出的热量相同,将质量之比、降低温度之比代入计算比热容之比为,即比值为4∶3。
9.(25-26九年级上·安徽淮南·期中)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,当两个物体温度相同时,如果没有热量损失,则有,称为热平衡方程。将400g、10℃的冷水与200g、100℃的热水混合(不计热量损失),混合后的温度是_______℃。
【答案】40
【难度】0.65
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热平衡方程及其应用、冷热混合时的温度变化和热交换
【详解】不计热量损失,冷水吸收的热量等于热水放出的热量,根据和可得
得混合后的温度
10.(25-26九年级上·吉林松原·期中)请从比热容的角度分析,与沿海地区相比,新疆一些地区昼夜温差大的原因是什么?
【答案】这主要是由于沙子和水的比热容不同造成的。新疆一些地区以沙漠居多,沿海地区周边有大量的水。沙子的比热容远小于水的比热容,由公式可推导出,在质量相同的情况下,当沙子和水吸收或放出相同的热量时,沙子的温度变化大。因此新疆一些地区昼夜温差比较大。
【难度】0.7
【知识点】生活中的比热容问题
【详解】略
素养提升
1.小颖利用如图甲所示的装置,来比较A和B两种不同液体吸热的情况。
(1)小颖在该实验中采用的方法是:使________和初温相同的液体A和B吸收相同的热量,然后比较液体A和B________来判断两种液体的吸热能力。实验中为了保证液体A和B吸收相同的热量,应使液体A和B________(选填“加热时间”或“升高温度”)相同。
(2)图乙是小颖根据测得的数据,绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像。
由图像可以判断:液体________(选填“A”或“B”)的吸热能力强。
【答案】(1) 质量 升高的温度(或末温) 加热时间
(2) A
【难度】0.65
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、不同物质的吸热本领
【详解】(1)比较不同液体吸热能力时,采用控制变量法,需要控制A、B液体的质量和初温相同,让二者吸收相同热量,通过比较升高的温度判断吸热能力(升高温度越小,吸热能力越强)。
实验中用相同热源加热时,相同加热时间提供的热量相同,因此要保证A、B吸收相同热量,需要使二者加热时间相同。
(2)由图像可知,加热相同时间,吸收相同的热量,A液体升高的温度低,故液体A的吸热能力强。
2.(24-25九年级上·宁夏固原·期末)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关系如图所示。根据图线可知( )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
C.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得少
D.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
选择理由:_____________________________________________________________________________________。
【答案】 A 质量相同的甲乙两种液体升高相同的温度,乙的加热时间更长,吸收的热量更多,说明乙的吸热能力强,乙的比热容较大,因此甲液体的比热容小于乙液体的比热容
【难度】0.65
【知识点】不同物质的吸热本领、比热容的概念、单位和物理意义、比热容的定义式、图像法
【详解】A.质量相同的甲乙两种液体,升高相同的温度,用同一热源分别加热,乙的加热时间更长,吸收的热量更多,根据公式,质量、升高的温度一定时,吸收的热量和物质的比热容成正比,说明乙的比热容大,故A符合题意;
BC.同一热源将质量相同的甲、乙加热相同的时间,甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,比热容大的温度变化小,根据A可知,乙的比热容大,所以乙升高的温度低,故BC不符合题意;
D.若升高相同温度(纵坐标取值相同时),可以看到乙对应的加热时间更长,说明乙吸收的热量更多,并非两种液体吸热相同,故D不符合题意。
故选A。
3.(24-25九年级上·宁夏固原·期末)习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境。近年来,固原市政府投入了大量资金,种植花草树木,提高绿地覆盖率,治理清水河等,逐步扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市市民享受到了“绿城”带来的实惠。请你运用所学的物理知识,分析说明绿化城市、治理清水河、扩大水域面积对改善居住环境所带来的好处。(说出一条即可,并简要说出理由)。
【答案】扩大水域面积可减小昼夜温差,调节气温。水的比热容比沙石、泥土大,相同质量的水和沙石、泥土吸收或放出相同热量时,水的温度变化更小,能使环境温度更稳定。
【难度】0.7
【知识点】生活中的比热容问题、水的比热容特点及应用、在传播途中减弱
【详解】绿化城市后植被能起到消声作用,减弱噪声污染,花草树木的枝叶可以吸收、阻挡声音,在传播过程中减弱噪声,提升居住的声环境质量;绿化城市、扩大水域面积,可以利用水的蒸发吸热来降低气温等。
4.(25-26九年级上·河南许昌·期中)淬火是金属热处理工艺之一,把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现淬火师傅给一件质量为的钢件淬火,将其加热到后放入初温、质量的水中、,
(1)若钢件自然冷却到室温20℃,放出多少热量?
(2)若不计热量损失,若钢件自然冷却放出的热量完全被水吸收,水温升高到多少摄氏度?
【答案】(1)
(2)66℃
【难度】0.65
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热平衡方程及其应用
【详解】(1)钢件自然冷却到室温,放出的热量为;
(2)钢件自然冷却放出的热量完全被水吸收,则水吸收的热量:
根据可得,水温升高的温度为
水升高到的温度为
5.(25-26九年级上·四川达州·期中)甲、乙两金属球,质量相等,初温相同,先将甲球投入冷水中,待热平衡后水温升高10℃,取出甲球(设热量与水均无损失),再迅速把乙球投入水中,这杯水热平衡后水温又升高10℃,设甲、乙两球的比热分别为c甲和c乙,则有( )
A.c甲<c乙 B.c甲>c乙 C.c甲=c乙 D.无法确定
【答案】A
【难度】0.65
【知识点】比热容的定义式、计算物体温度变化时的吸放热、冷热混合时的温度变化和热交换
【详解】先后将甲乙两金属球投入到同一杯水中,水升高的温度相同,由可知,水吸收的热量相同,不计热量损失,则,即甲乙两金属球放出的热量相同,由题意可知,甲球的末温比乙球的末温低,因两球初温相同,故甲球降低的温度比乙球多,质量相同的甲乙两金属球,放出相同的热量,甲金属球降低的温度多,所以甲的比热容小。
故选A。
迁移创新
1.(2026·北京西城·三模)如图所示,在、、三套实验装置中,酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、铁架台的规格分别相同,在三个烧杯中所装液体的质量均已知且。请根据以上信息提出一个可探究的科学问题,并设计实验证明(可以添加适当的实验器材)。要求写出实验步骤、现象及结论,并设计实验数据记录表格。
【答案】探究:不同物质的吸热能力
1.根据实验原理,实验选用B、C装置和秒表,运用控制变量法和转换法,控制不同物质的质量、吸收热量相同(加热时间相同);通过观察和比较温度计示数的变化来比较不同物质的比热容大小(吸热能力的强弱)
2.实验步骤:①分别测量出水、食用油的初始温度,并记录;
②同时点燃B、C的酒精灯,用秒表控制加热相同时间(保证两种液体吸收的热量相同);
③ 加热一段时间后,停止加热,分别读出两者的末温,并记录,通过计算得出水和油升高的温度;
④按照上述实验步骤,多次重复实验,避免偶然性。
3.实验现象:加热相同时间,水升高的温度小于食用油升高的温度。
4.实验结论:质量相同的不同物质,吸收相等热量,升高温度不同;水的吸热能力(比热容)大于食用油。
5.实验表格:
组别
物质
质量m/kg
初温/
末温t/
升高的温度/
加热时间t/min
1
水
1
油
2
水
2
油
【难度】0.35
【知识点】不同物质的吸热本领、控制变量法、转换法、列出完整的探究步骤
【详解】见答案
2.(24-25九年级上·福建福州·期末)如图所示,是用相同加热器加热质量相等的A、B两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则A、B两液体的比热容之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.2∶1 D.1∶2
【答案】A
【难度】0.4
【知识点】比热容的比例计算
【详解】由题意可知,用相同加热器加热质量相等、初温相同的A、B两种不同液体,相同时间内,液体吸热相同;由图可知,A、B两种液体升高相同的温度,加热时间分别为2min、3min,则A、B两种液体吸收热量之比
则A、B两液体的比热容之比,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
3.(25-26八年级上·湖南长沙·期末)有一大块平整的冰,温度为0℃,在上面挖一个容积为的洞,并用不导热的泡沫塑料板覆盖,上面挖一个小孔(如图所示)。现在从小孔向洞里缓慢倒入温度为100℃的水,至多能倒入多少千克的水而不溢出?已知水的密度,冰的密度,水的比热容,冰的熔化热(即1千克冰熔化成同温度的水所需吸收的热量)。
【答案】1.165kg
【难度】0.4
【知识点】密度公式的简单应用、计算物体温度变化时的吸放热、热平衡方程及其应用
【分析】利用热量计算公式和热平衡方程,计算求得熔化冰的体积,明确倒入水的体积等于原洞容积与冰熔化缩小的体积的和,再根据计算求得倒入水的质量。
【详解】由题意得,原洞容积
设熔化冰的体积为,熔化冰吸收的热量为
冰熔化为水后质量不变,熔化后水的体积
冰熔化后体积减小,减小的体积为
倒入水的体积等于原洞容积加冰熔化缩小的体积,倒入水的质量
倒入的热水从降温到,放出的热量为
装置不导热,热平衡时满足,代入得
代入已知数值
解得
代入计算倒入水的质量
4.(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)
【难度】0.42
【知识点】计算物体温度变化时的吸放热、热平衡方程及其应用
【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
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第十四章
内能与热机
第2节 物质的比热容
课标要点
1.了解比热容概念。
2.会查比热容表,能运用比热容说明简单的自然现象。
3.能计算物质比热容、温度变化或吸放热等相关简单问题。
4.经历探究物质比热容的过程。
5.能根据科学探究的猜想与假设,制定探究计划,设计实验方案。有控制变量的意识。
6.会根据设计的实验方案选择、装配实验器材,完成探究实验。
7.能积极与他人交流探究结论,能对数据进行初步评价。
学习重难点
重点:1.在整合知识的基础上进行实验设计,修正实验方案,选择实验器材进行实验。
2.主动获取知识,建构框架,自主得出比热容的概念。
难点:理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
知识点 探究物质吸热或放热规律
1.实验探究:不同物质的吸热能力
实验设计
取质量相同的不同物质(如水和食用油)放入两个相同的容器中,用同样的热源分别对它们加热,比较它们升高相同温度时吸收热量的多少
探究方法
(1)转换法:实验中物质吸热的多少通过加热时间的长短衡量.
(2)控制变量法:探究不同物质的吸热能力,需控制不同物质的质量、升高的温度相同,比较加热时间的长短
实验器材
两个相同的烧杯、两个同样的电加热器、两支温度计、两只搅拌器、天平和砝码、水、食用油、秒表等
实验过程
(1)如图所示,在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和食用油,用同样的电加热器(保证相同加热时间内液体吸热相同)分别浸入两液体中对其加热.电加热器浸入液体,可认为电加热器放出的热量被液体完全吸收.
_____
(2)控制加热前两液体的初温度t1相同(等于室温),预先设定好液体加热的末温度t2.
(3)分别给两液体加热,记下加热的开始时刻.加热时,上下反复缓慢地提拉搅拌器,使液体受热均匀.
(4)当一种液体温度达到t2时,记录该液体加热的最终时刻,计算该液体的加热时间t.对另一种液体做同样的观察、操作和记录.
__
实验结论
相同质量的水和食用油,升高相同的温度时,水需要的加热时间比食用油长,即水吸收的热量比食用油多,说明水的吸热能力比食用油强
反思交流
探究不同物质的吸热能力时,除了让等质量物质升高相同的温度比较加热时间,还可以加热相同的时间比较等质量物质升高的温度(温度变化小的物质吸热能力强)
大量实验表明:相同质量的同种物质,升高相同的温度,吸收的热量通常相同;相同质量的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量通常不同.
特别提醒:
转换法:
实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少,这属于转换法。相同的电加热器加热相同时间,说明物质吸收热量相同。
控制变量法:
(1)使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量( 即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;
(2)使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。
随学随练
1.为了比较水和煤油的吸热能力,小王做了如下图示的实验,在2个相同的烧杯中分别装有质量相等的水和煤油,用两个相同的酒精灯对其加热,并用相同的两支温度计分别同时测量水和煤油的温度变化,实验数据如下图:
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间(min)
水
300
20
30
12
煤油
300
20
30
6
(1)在此实验中,为比较水和煤油吸热能力的大小,我们可以加热相同的时间;观察___________的不同;也可以__________________________________________________________________。
(2)分析实验数据可知:质量相同的水和煤油,升高相同的温度时,___________吸收的热量多,表明___________的吸热能力强。
(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和煤油,___________升高的温度更多。
(4)通过实验我们发现不同物质的___________不同,由此引入了比热容。一定质量的某种物质,在温度升高时所吸收的热量与它的___________和___________之比,叫这种物质的比热容。
2.(25-26九年级上·江苏淮安·期中)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”),物质的这种特性用比热容这个物理量来描述。
知识点 物质的比热容
1. 比热容
比热容的大小等于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)温度的乘积之比,比热容用字母c表示。
2. 公式
物体吸热升温时Δt=t末-t初;物体放热降温时Δt=t初-t末。
3. 常用单位:焦耳/(千克· 摄氏度);符号:J /(kg·℃),读作焦耳每千克摄氏度。
4. 物理意义:反映物质吸热(或放热)能力的强弱。
5. 一些常见物质的比热容
物质
比热容c/[J/(kg·℃)
物质
比热容c/[J/(kg·℃)
水
4 .2×103
砂石
约0.92×103
酒精
2.4×10 3
铝
0.88×103
煤油
2.1×103
铜
0.39×103
冰
2.1×103
铅
0.13×103
特别提醒:
比值定义法:用两个(或多个) 基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法。比热容是利用比值定义法得到的。密度、速度、压强、功率也是利用比值定义法得到的。
教材延伸
观察比热容表的一些发现:
1. 不同物质的比热容一般是不同的;
2. 常见物质中,水的比热容最大;
3. 物质的比热容与状态有关,如c水≠ c冰;
4. 不同的物质比热容可能相等,如c冰=c煤油。
随学随练
1.(24-25九年级上·河北保定·期末)关于水的比热容的说法错误的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.汽车发动机用水作冷却剂是利用水的比热容大
C.生物体内水的比例很高,利用水的比热容大,有助于调节生物体自身的温度
D.沿海地区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
2.(25-26九年级上·辽宁抚顺·期中)下列情况中水的比热容会发生变化的是( )
A.水凝固成冰 B.将水倒掉一半
C.将水从20℃加热至40℃ D.将水洒在地上
知识点 水的比热容大的应用
应用
调节温度
作为冷却液或取暖
事例
1.沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;形成海陆风
2.农民常常在傍晚往农田里灌水,使秧苗的温度变化不大,对秧苗起保护作用
1.汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系统用水作为冷却液
2.冬季供暖用的散热器、暖水袋
应用
调节温度
作为冷却液或取暖
事例
根据公式:Δt=Q/cm。相同质量的水与砂石相比,光照相同时间吸收相同的热量,由于水的比热容较大,水的温度变化小,因此水常用于调节温度
根据公式:Q=cmΔt,相同质量的水和其他液体相比较,在升高(或降低)相同的温度时,由于水的比热容大,吸收(或放出)的热量多
教材延伸
比热容的实质:
(1)反映了物质吸热或放热的本领;比热容越大, 物质吸热或放热本领越强;
(2)物质对冷热反应的灵敏程度: 比热容越小, 对冷热反应越灵敏。
随学随练
1.(25-26九年级上·福建福州·期中)如图所示,宋代民间的“省油灯”为中空夹层结构,在夹层中注入清水,用夹层水降温,主要利用水的( )
A.密度大 B.比热容大 C.沸点高 D.熔点低
2.(25-26九年级上·甘肃陇南·期中)部分高海拔地区昼夜温差较大,为了保护秧苗在夜间不被冻坏,人们常在傍晚往农田中灌水,白天再将水放出,这是利用水的_________较大的特性,在夜间温度下降时,水放出的热量_________(选填“较多”或“较少”),从而达到秧苗防冻的目的。
3.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)“热岛效应”产生的主要原因是城市建筑群密集,在相同日照的情况下,城市地区升温较_________。为减弱城市的“热岛效应”,郑州市修建了大量的湿地公园和人工湖,这主要是利用了水的比热容较_________的特点。
知识点 热量的计算
c 表示比热容,单位:J/(kg·℃)
Q 表示热量,单位:J
m 表示质量,单位:kg
Δt 表示温度变化量,单位:℃
随学随练
1.(25-26九年级上·安徽合肥·期中)1个标准大气压下,将质量5kg温度为20℃的水加热至沸腾,水需要吸收________J的热量[]。
2.(25-26九年级上·安徽芜湖·期中)烈日炎炎的夏季,白天沙滩上的沙子热得烫脚,但海水却非常凉爽,这是由沙子与水的比热容不同造成的。已知沙子和水的比热容之比为1:4,质量之比为3:2,则沙子和水吸收相同的热量时,升高的温度之比为____________。
题型 比较不同物质的吸热能力
物体吸收热量的多少与质量大小、温度变化量和物质种类都有关系,所以应用控制变量法进行研究,只让其中一个因素改变而其他因素保持不变。物体吸收热量的多少不容易直接测量,但由于加热装置都相同,加热时间越长,吸收的热量越多,所以可以转换为测加热时间的长短,进而判断吸收热量的多少。
活学活用
1.如下图所示是“比较水和煤油的吸热能力”的实验。在实验过程中,每隔2min记录一次温度,记录数据如下表所示。
加热时间/min
0
2
4
6
8
温度/℃
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(1)在两试管中分别装入初温相同且_____________相等的水和煤油。
(2)在组装器材时应先调节铁夹______________(选填“A”、“B”或“C”)的高度。
(3)实验中,通过比较____________________________来间接反映水和煤油所吸收的热量多少。
(4)分析表中数据可得到的实验结论是:______________。
2.某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加热水和煤油,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。他得到如下表数据:
根据实验回答下列问题:
物质
次数
质量m/kg
升高温度/℃
加热时间t/min
水
1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
3
0.3
10
6
4
0.1
20
4
5
0.1
30
6
煤油
6
0.1
10
1
7
0.2
10
(1)实验时使用相同的电加热器加热水和煤油,目的是________;
(2)分析第1、2、3次实验,所探究的问题的控制变量是________;
(3)分析第1、4、5次实验,所得的结论是:________;
(4)通过比较________次实验数据得出物质吸热多少与物质种类有关。填上表格中的空白________。
题型 比热容公式及其应用
(1) 以比值的形式写出要求的物理量之比;
(2) 将要求的物理量用相应代数式替换( 由公式得到的代数式);
(3) 代入各物理量的数值比;
(4) 计算求解。
活学活用
1.(25-26九年级上·河南周口·期中)汽车发动机用水做冷却剂,是因为水的_________大;在某次冷却过程中,水箱里5kg的水,温度升高了20℃,水吸收了_________J的热量(水的比热容为)。
2.(25-26九年级上·河南周口·期中)水的比热容为,若将的水倒掉一半,则剩下水的比热容是 __;现有质量相等的某种液体和水降低了相同的温度,放出热量之比为,则该液体的比热容为 __。
基础通关
1.(25-26九年级上·陕西汉中·期中)2025年10月31日,神舟二十一号载人飞船在酒泉卫星发射场发射成功。火箭发射台下的水池内需注入大量的水用来吸热降温,这是利用了水的( )
A.流动性好 B.比热容大 C.凝固点低 D.沸点较高
2.(25-26九年级上·山东泰安·期中)核电站常常建在靠海的位置,其原因之一是需要大量的水作为核反应堆堆芯的冷却剂,这是利用了水的比热容___________的特性。(选填“大”或“小”)
3.(25-26九年级上·河南洛阳·期中)关于铁的比热容,下列说法正确的是( )
A.若铁吸收的热量增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
B.若铁的质量增大一倍,则其比热容将减至原来的一半
C.若加热前后铁的温度增大一倍,则其比热容将随之增大一倍
D.在其他条件相同时,不同质量的铁块,其比热容一样大
4.(24-25九年级上·河北保定·期末)关于水的比热容的说法错误的是( )
A.一杯水倒出一半,杯内剩余水的比热容变小
B.汽车发动机用水作冷却剂是利用水的比热容大
C.生物体内水的比例很高,利用水的比热容大,有助于调节生物体自身的温度
D.沿海地区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
5.(25-26九年级上·山东菏泽·期中)小北在家里学习烧饭做菜的过程中,经常要加热食用油和水。因此,她对一些物理现象有了一定的认识,她猜想食用油的比热容比水的小。
(1)下列能够支持她这一猜想的一个事实是______(填字母)。
A.食用油能把食物炸得焦黄,而水不能 B.食用油能漂在水面上
C.相同条件下,加热时食用油比水热得快 D.食用油比水难蒸发
(2)小北为了验证自己的猜想,进行如下探究:将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
①图甲是小北的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处:______。
②纠正错误后继续实验,实验中通过______比较物质吸收热量的多少。
(3)小北根据记录的实验数据,绘制了如图乙所示的温度随时间变化的关系图像,由图像可知______的吸热能力较强;水的比热容为,根据图乙,食用油的比热容为______。
(4)同桌小静却有不同的意见,她用两个相同的电加热器把质量和初温都相同的水和食用油都加热至沸腾如丙图所示。她根据“加热食用油到沸腾需要的时间长”,得出食用油的比热容比水的大的结论。她的结论______(选填“正确”或“错误”)。原因是__________________。
(5)在加热的方式上,小北和小静分别用酒精灯和电加热器加热,选用______加热可以使实验误差更小。
6.(25-26九年级上·贵州贵阳·期中)为了比较液体吸热能力的大小,如图甲所示,小红在两个相同的试管中,分别装入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)分别在试管中装入的A 、B两种液体应保证______(填“体积”或“质量”)相同;当它们吸收热量相同时,通过比较______来判断吸热能力的强弱。
(2)如图乙所示,实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内,质量相等的A、B两种液体,吸收的热量_____ (选填“相等”或“不相等”);分析图像可知 __________________ 的吸热能力弱。
(3)若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择 ______ (选填“A”或“B”)液体。
(4)若B是水,则A的比热容为_________ [水的比热容为]。
7.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)质量为300g,温度为25℃的水吸收了的热量后,水温升高多少?[水的比热容为,不计热损失,水面为一标准大气压]
8.(25-26九年级上·河北张家口·期中)若甲、乙两种物质比热容之比是1:2,质量之比是2:3,升高的温度之比是2:1,吸收的热量之比是_________;若A、B两个物体的质量之比为3:2,放出相同的热量后,它们降低的温度之比为1:2,则它们的比热容之比为_________。
9.(25-26九年级上·安徽淮南·期中)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,当两个物体温度相同时,如果没有热量损失,则有,称为热平衡方程。将400g、10℃的冷水与200g、100℃的热水混合(不计热量损失),混合后的温度是_______℃。
10.(25-26九年级上·吉林松原·期中)请从比热容的角度分析,与沿海地区相比,新疆一些地区昼夜温差大的原因是什么?
素养提升
1.小颖利用如图甲所示的装置,来比较A和B两种不同液体吸热的情况。
(1)小颖在该实验中采用的方法是:使________和初温相同的液体A和B吸收相同的热量,然后比较液体A和B________来判断两种液体的吸热能力。实验中为了保证液体A和B吸收相同的热量,应使液体A和B________(选填“加热时间”或“升高温度”)相同。
(2)图乙是小颖根据测得的数据,绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像。
由图像可以判断:液体________(选填“A”或“B”)的吸热能力强。
2.(24-25九年级上·宁夏固原·期末)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关系如图所示。根据图线可知( )
A.甲液体的比热容小于乙液体的比热容
B.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
C.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得少
D.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
选择理由:_____________________________________________________________________________________。
3.(24-25九年级上·宁夏固原·期末)习近平总书记提出“绿水青山就是金山银山”,倡导保护环境。近年来,固原市政府投入了大量资金,种植花草树木,提高绿地覆盖率,治理清水河等,逐步扩大水域面积,大大改善了市民的居住环境,让全市市民享受到了“绿城”带来的实惠。请你运用所学的物理知识,分析说明绿化城市、治理清水河、扩大水域面积对改善居住环境所带来的好处。(说出一条即可,并简要说出理由)。
4.(25-26九年级上·河南许昌·期中)淬火是金属热处理工艺之一,把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却,以提高金属的硬度和强度。现淬火师傅给一件质量为的钢件淬火,将其加热到后放入初温、质量的水中、,
(1)若钢件自然冷却到室温20℃,放出多少热量?
(2)若不计热量损失,若钢件自然冷却放出的热量完全被水吸收,水温升高到多少摄氏度?
5.(25-26九年级上·四川达州·期中)甲、乙两金属球,质量相等,初温相同,先将甲球投入冷水中,待热平衡后水温升高10℃,取出甲球(设热量与水均无损失),再迅速把乙球投入水中,这杯水热平衡后水温又升高10℃,设甲、乙两球的比热分别为c甲和c乙,则有( )
A.c甲<c乙 B.c甲>c乙 C.c甲=c乙 D.无法确定
迁移创新
1.(2026·北京西城·三模)如图所示,在、、三套实验装置中,酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、铁架台的规格分别相同,在三个烧杯中所装液体的质量均已知且。请根据以上信息提出一个可探究的科学问题,并设计实验证明(可以添加适当的实验器材)。要求写出实验步骤、现象及结论,并设计实验数据记录表格。
2.(24-25九年级上·福建福州·期末)如图所示,是用相同加热器加热质量相等的A、B两种不同液体时(忽略散热)得到水温与加热时间的图线。则A、B两液体的比热容之比为( )
A.2∶3 B.3∶2 C.2∶1 D.1∶2
3.(25-26八年级上·湖南长沙·期末)有一大块平整的冰,温度为0℃,在上面挖一个容积为的洞,并用不导热的泡沫塑料板覆盖,上面挖一个小孔(如图所示)。现在从小孔向洞里缓慢倒入温度为100℃的水,至多能倒入多少千克的水而不溢出?已知水的密度,冰的密度,水的比热容,冰的熔化热(即1千克冰熔化成同温度的水所需吸收的热量)。
4.(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
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