13.1 热量 比热容 同步讲义 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

本讲义聚焦“热量 比热容”核心知识点，系统梳理从热量概念、物体吸热实验（器材选择、组装顺序、数据与图像分析）到比热容概念、计算（公式、比例、热平衡方程）及应用（解释生活现象、水的特性）的完整脉络，搭建阶梯式学习支架。 该资料以15类题型为框架，融合科学探究（如用加热时间反映吸热多少的转换法）与科学思维（图像分析、比例计算），典例变式结合海陆风、暖手袋等实例。课中助力教师分层教学，课后通过解题知识与练习帮助学生查漏补缺，提升物理观念与应用能力。

13.1 热量 比热容 内 容 导 航 题型1 热量的概念 题型2 物体吸热实验器材的选择 题型3 物体吸热实验器材的组装顺序 题型4 物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少 题型5 物体吸热实验中比较升温大小判断吸热强弱 题型6 物体吸热实验中比较加热时间长短判断吸热强弱 题型7 物体吸热实验的数据和图像分析 题型8 比热容的概念 题型9 利用比热容解释生活中的现象 题型10 水的比热容特点及实际应用 题型11 比热容的计算公式 题型12 比热容的比例计算 题型13 比热容的图像 题型14 利用比热容的公式计算热量 题型15 热平衡方程及其应用 考 点 演 练 题型1 热量的概念 解｜题｜知｜识 （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示 （2）理解：①热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 ②我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量” 【典例1】在“生活处处有物理”的综合实践活动中，小明观察了厨房的一些设备和现象，下列解释正确的是（　　） A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度升高 B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低 C．切菜的刀磨得很锋利，是通过减小受力面积的方式增大压强 D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高 【答案】C 【解答】解：A、液体沸腾的特点是吸收热量，温度不变，因此，用煤气炉煲汤，在沸腾时无论是调大还是调小火焰都不能提高汤的温度，故A错误； B、因为水的沸点与压强有关，压强增大，沸点升高，煮饭菜时高压锅的气压比普通锅内的气压高，所以水沸腾时高压锅内的温度高于普通锅内的温度，温度越高，食物熟的越快，故B错误； C、切菜刀磨得很锋利，是通过减小受力面积的方法增大了压强，故C正确； D、热量是一个过程量，不能说馒头含有热量，馒头入嘴时很烫，是因为馒头的温度高，故D错误。 故选：C。 【变式1】下列物理量中不是用“焦耳”作单位是（　　） A．功 B．功率 C．热量 D．内能 【答案】B 【解答】解：A、C、D、在物理学中，焦耳是功和各种能量的基本单位。所以功、热量和内能的单位都是焦耳。故A、C、D不符合题意； B、在物理学中，功率的基本单位是瓦特。故B不符合题意。 故选：B。 题型2 物体吸热实验器材的选择 解｜题｜知｜识 比较物体吸热实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表、天平等。 【典例1】为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表： （1）实验中应该使水和沙子的 　 　 相等；在此实验中，除了图中已有器材外，还必须用的器材有 　 　 和 　 　 。 （2）由表中数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量； 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 （3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，　 　 （选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。 【答案】（1）质量；天平；秒表；（2）大于；（3）沙子。 【解答】解：（1）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，实验中应该使水和沙子的质量相等；通过加热时间的长短来比较吸热多少，故在此实验中，除了图中已有器材外，还必须用的器材有天平和秒表。 （2）由表中数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水加热时间长，由转换法，水吸收的热量大于沙子吸收的热量； （3）升高相同温度时，水加热时间长，由转换法，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；据此推理，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高。 故答案为：（1）质量；天平；秒表；（2）大于；（3）沙子。 【变式1】小明在探究“比较不同物质的吸热能力”时使用了如图所示装置。 （1）在设计实验时，除图示器材外，还必须添加的测量工具是 　 　 。 （2）实验时用同样的酒精灯加热的目的是：　 　 。 （3）小明测得物质升高一定的温度时所需的加热时间如表，根据表中数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，　　 吸热多一些。 （4）由以上数据还可以分析得出：质量相同的水和沙子，吸收相同热量，沙子温度升高得多一些，下列事实能上述实验结论解释的是 　　 。 A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小； B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸； C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色； D．夏天给教室洒水，感觉凉爽。 （5）沙子加热第5min的内能 　　 （选填“大于”“等于”或“小于”）第8min的内能。 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 【答案】（1）天平；（2）控制相同时间吸热相同；（3）水；（4）A；（5）小于。 【解答】解：（1）实验需要控制水和沙子的质量相等，因此实验需要用天平测水和沙子的质量。 （2）根据转换法，实验时用同样的酒精灯加热的目的是：相同时间内放出相同的热量。 （3）根据表中数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水加热时间长，水吸热多一些。 （4）A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，相同质量的水比其他物质在吸收或放出相等的热量，水的温度变化量较小，故A符合题意； BC．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸；长期堆放煤的水泥地面变成黑色。二者都是扩散现象，说明分子永不停息地做无规则运动，故BC不符合题意。 D．夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为水蒸发吸热，故D不符合题意； 故选：A。 （5）沙子从第5min到第8min不断吸热温度升高，故沙子加热第5min的内能小于第8min的内能。 故答案为：（1）天平；（2）控制相同时间吸热相同；（3）水；（4）A；（5）小于。 【变式2】为了比较水和食用油的吸热能力，江涛用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。 （1）本实验所需测量工具有天平、温度计和 　 　 。 （2）在两个相同的试管中应加入初温相同、　 　 相同的水和食用油。 （3）加热3min，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （4）如图乙所示，可判断出，　 　 吸热能力弱。冬天将至，老师想自制一个暖手袋，若只能从上面两种液体中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择 　 　 （以上两空选填“水”或“食用油”）。 （5）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），那么食用油的比热容大小为 　 J/（kg•℃）。 【答案】（1）秒表；（2）质量；（3）等于；（4）食用油；水；（5）2.1×103。 【解答】解：（1）根据转换法，本实验通过加热时间的长短来比较吸热多少，故所需测量工具有天平、温度计和秒表； （2）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，在两个相同的试管中应加入初温相同、质量相同的水和食用油； （3）根据转换法，加热3min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量； （4）根据图乙可知，升高20℃，水和煤油的加热时间分别为6min和3min，根据比较吸热能力的方法，食用油的吸热能力弱； 水的比热容大，根据Q＝cmΔt，在质量和降低的温度相同时，水吸热多，冬天将至，老师想自制一个暖手袋，若只能从上面两种液体中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择水； （5）根据图乙可知，升高40℃，A、B的加热时间分别为10min和5min，由转换法，煤油和水的吸热之比为1：2，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容为： c＝0.5×4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）秒表；（2）质量；（3）等于；（4）食用油；水；（5）2.1×103。 题型3 物体吸热实验器材的组装顺序 解｜题｜知｜识 为了酒精灯的外焰加热，实验的器材应自下而上安装。 【典例1】如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装 B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零 C．图乙中，温度计的示数为41℃ D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱 【答案】D 【解答】解：A、要用酒精的外焰加热，故甲中，组装实验装置时应按自下而上的顺序组装，故A错误； B、一切物体在任何温度下都有内能，加热前水和沙子的内能不为零，故B错误； C、图乙中，温度计的分度值为1℃，示数为39℃，故C错误； D、根据图丙可知，加热相同的时间，质量相同的水和沙子，水升温慢，沙子比水的吸热能力弱，故D正确。 故选：D。 【变式1】在“比较水和食用油的吸热能力”的实验中，下列操作或评价正确的是（　　） A．在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是先调整固定温度计的位置，再调整固定石棉网的位置 B．实验中食用油和水吸热的多少是通过温度计升高的温度来反映的 C．实验表明，食用油吸热的能力更强 D．此实验中，如果要使初温相同的水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间 【答案】D 【解答】解：A.在安装、调整实验器材时，因要用酒精灯的外焰给烧杯加热，科学合理的顺序是先调整固定石棉网的位置，使酒精灯的外焰给烧杯加热，再调整固定温度计的位置，故A错误； B.根据转换法，实验中食用油和水吸热的多少是通过加热时间来反映的，而不是通过温度计升高的温度来反映的，故C错误； C.实验表明，加热相同的时间，水温度变化小，说明水吸热的能力更强，故C错误； D.在此实验中，加热相同的时间，水温度变化小，如果要使初温相同的水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，故D正确。 故选D。 【变式2】为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图所示的实验，在两个相同的烧杯中，分别装入A、B两种液体，用相同的酒精灯加热。 （1）实验装置的组装顺序应为 　 　 （选填“自上而下”或“自下而上”）； （2）在烧杯中装入液体A、B时，要控制他们的初温和 　 　 相同； （3）加热相同的时间，是为了液体A、B吸收的热量 　　 （选填“相同”或“不相同”）； （4）加热相同时间后，液体A、B的温度如图所示，这表明液体 　　 （选填“A”或“B”）的比热容较大。 【答案】（1）自下而上；（2）质量；（3）相同；（4）B。 【解答】解：（1）为了酒精灯的外焰加热，本实验的器材应自下而上安装； （2）要研究两种液体的吸热本领，应控制两个试管中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等； （3）因为加热时间的长短反应液体吸收热量的多少，所以加热相同的时间，是为了液体A、B吸收的热量相同； （4）根据图示可知，加热相同时间后，液体A升高的温度大于B升高的温度，因此液体B的比热容较大。 故答案为：（1）自下而上；（2）质量；（3）相同；（4）B。 题型4 物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少 解｜题｜知｜识 在物体吸热的实验中，‌由于吸收热量的多少无法直接感知，‌科学家们采用了一种名为“转换法”的研究方法。‌这种方法将无法直接测量的变化转换为可以直接测量的变化，‌以便于观察和研究。‌在物体吸热的实验中，‌通过加热时间的长短来体现吸收热量的多少，‌即加热时间越长，‌表明物体吸收的热量越多。‌这种方法的原理在于，‌如果使用相同功率的加热源，‌加热时间与吸收的热量成正比 【典例1】小明在“比较不同物质吸热升温”的实验中，将水和沙子分别装在两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯加热，每隔0.5min记录一次温度。 （1）如图实验装置及准备物品中有一处明显错误，请指出错误之处 　 　 。 （2）纠正错误后继续实验，加热过程中，需要用玻璃棒对沙子不断搅拌，目的是 　 　 。水和沙子吸热多少可以通过 　　 来比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）。 （3）小红提出用易拉罐替代烧杯效果更好，原因是 　 　 。 【答案】（1）没有控制两液体的质量相同；（2）使沙子受热均匀；加热时间；（3）易拉罐能使物质受热更快、更均匀。 【解答】解：（1）要探究不同物质的吸热能力，需要控制液体的质量相同，图中液面相平，液体的体积相同，由于液体的密度不相同，根据m＝ρV知液体的质量不相同，故图中的错误是没有控制两液体的质量相同； （2）玻璃棒的作用是使沙子受热均匀；根据转换法，加热过程中，水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的； （3）易拉罐能使物质受热更快、更均匀。 故答案为：（1）没有控制两液体的质量相同；（2）使沙子受热均匀；加热时间；（3）易拉罐能使物质受热更快、更均匀。 【变式1】同学们为了“探究物体吸收的热量与物质种类的关系”，利用如图所示的实验装置进行实验，并记录数据如下表所示，请你根据表中的数据回答下列问题： （1）实验中，要在A、B两个相同的烧杯中分别加入相同 　　 的水和食用油（选填“质量”或“体积”）； （2）选择两个完全相同的电加热器，本实验通过比较 　　 来比较两种液体吸热的多少；（选填“加热时间”或“温度的变化”） （3）A和B两种液体的比热容关系是：cA　 　 cB（均选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）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。假如B液体是水，则A液体的比热容为 　 J/（kg•℃）[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]； （5）默认水吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量，那么计算燃料酒精的热值会 　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）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（水和食用油密度不同，根据m＝ρV，体积相同的水和食用油质量不同），故实验中，要在甲、乙两个相同的烧杯中分别加入相同质量的水和食用油； （2）要选择两个完全相同的电加热器，相同时间放热相同，根据转换法，本实验通过比较加热时间来比较两种液体吸热的多少； （3）根据图乙可知，升高60℃，A、B的加热时间分别为10min和20min，根据比较吸热能力的方法，故可知B的吸热能力强，A和B两种液体的比热容关系是：cA小于cB； （4）因B的比热容大，根据Q＝cmΔt可知，在质量和降低温度相同的温度情况下，B放热多，故若只能从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B液体；结合（3）中数据，升高60℃，A、B的加热时间分别为10min和20min，由转换法，A、B的吸热之比为1：2，根据Q＝cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，若B液体的比热容为4.2×103J/（kg•℃），则A液体的比热容为：cA4.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）； （5）酒精完全燃烧所放出的热量，一部分被烧杯吸收，一部分散失掉，一部分被水吸收，所以水吸收的热量与酒精完全燃烧放出的热量不相等。默认水吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量，那么计算燃料酒精的热值会偏小。 故答案为：（1）质量；（2）加热时间；（3）小于；（4）B；2.1×103；（5）偏小。 【变式2】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。 （1）试管中加入的水和食用油除初温相同外，还应保证 　　 （填“体积”或“质量”）相同。选用同一热源加热，目的是使水和食用油在相等时间内 　 　 ； （2）实验中物质吸热的多少是通过 　 　 来反映的； （3）根据下表中数据算出食用油的比热容是 　 J/（kg•℃）； 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 200 20 6 45 食用油 200 20 6 62 （4）图2中能合理反映该实验结果的图像是 　　 （填“甲”“乙”或“丙”） 【答案】（1）质量；吸热相同；（2）加热时间长短；（3）2.5×103；（4）乙。 【解答】解：（1）物质收热量的多少与质量、比热容和温度的变化量有关，实验中探究物质吸收能力时应保持质量相同。 实验选用相同的加热器，在相同时间产生的热量是相同的，目的是使水和食用油在相等时间内吸收的热量相同。 （2）实验中选用相同的加热器，在相同时间产生的热量是相同的，可以根据加热时间长短间接反映吸热的多少，应用了转换法。 （3）根据表格，水和食用油在6分钟内吸收的热量是相同的，食用油的比热容为c油2.5×103J/（kg•℃）； （4）由于水的比热容大于食用油的比热容，在吸收相同热量时，油的温度升高快，水的温度升高慢，故乙符合题意。 故答案为：（1）质量；吸热相同；（2）加热时间长短；（3）2.5×103；（4）乙。 【变式3】如图所示是“探究不同物质吸热能力”的实验装置，小华用两个相同的烧杯分别装入初温相同的甲、乙两种不同的液体，用相同的电加热器进行加热。则： （1）实验时必须取 　　 相同的甲、乙两种液体，分别装入相同的烧杯中。 （2）实验中两种液体吸收热量的多少可通过 　　 来比较。 （3）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从甲或乙中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，由图象可知，应选择 甲　 液体。 （4）由图可知，甲、乙两液体的比热容之比是 　　 。 【答案】（1）质量；（2）加热时间；（3）甲；（4）2：1。 【解答】解：（1）探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体； （2）由于液体吸收的热量不能直接测量，用相同的加热器，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故加热过程中，甲、乙两种液体吸收热量的多少是通过加热时间来判断的； （3）因质量相等的甲和乙两种液体，在升高相同温度时，甲吸热多，所以甲的吸热能力强，在降低相同的温度时，甲放热多，供热效果好；故从甲和乙中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择甲； （4）由图可知，甲和乙加热相同的时间，吸收相同的热量，乙升高的温度是甲升高温度的2倍，甲和乙的质量相同，根据Q＝cmΔt可知，c甲：c乙＝2：1. 故答案为：（1）质量；（2）加热时间；（3）甲；（4）2：1。 题型5 物体吸热实验中比较升温大小判断吸热强弱 解｜题｜知｜识 在控制了吸收热量相同的情况下，‌我们可以通过观察物体温度的变化来判断其吸热的强弱。‌具体来说，‌如果某个物体在吸收相同热量后，‌温度升高的较少，‌那么我们可以说这个物体的吸热能力较强，‌因为它需要较少的温度升高来吸收相同的热量。‌相反，‌如果某个物体在吸收相同热量后，‌温度升高的较多，‌那么我们可以说这个物体的吸热能力较弱。 【典例1】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中： （1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 　　 、初温都相同的水和煤油（选填“质量”或“体积”）。 （2）实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油 　 　 相同，然后比较 　 　 的方法来完成探究实验的。 （3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，则 　　 的吸热能力更强。 （4）由图象可得煤油的比热容为 　 　 。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油； （2）实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油吸收的热量相同，然后比较升高温度的方法来完成探究实验的。 （3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，由图可知，在加热5分钟时间内，吸收的热量相同，水升高20℃，而煤油升高40℃，根据比较吸热能力的第2种方法，则水的吸热能力更强。 （4）根据c，在质量和吸收热量相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故煤油的比热容为：24.2×103J/（kg•℃）＝2.1×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）质量； （2）吸收的热量；升高的温度； （3）水；（4）2.1×103J/（kg•℃）。 21．在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。 （1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证　　 相同。（选填“体积”、“质量”） （2）实验中物质吸热的多少是通过　 　 来反映的。 （3）由于没有直接测量比热容的仪器，因此这个实验是通过观察　　 的变化来比较比热容的大小。 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 200 20 6 45 色拉油 200 20 6 75 （4）根据表中数据算出加热6min水吸收的热量为　 J。 （5）色拉油的比热容是　 J/（kg•℃）。（用科学记数法表示并精确到小数点后一位） 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）为了便于比较水和色拉油吸热能力的强弱，实验除让水和色拉油的初温相同外，实验前还必须控制水和色拉油的质量相同； （2）实验中物质吸热的多少是通过加热时间的长短来反映的； （3）温度计是用来测量液体的温度。实验中，我们控制水和牛奶的质量相同且吸收的热量也相同，所以我们是通过比较温度的变化来比较比热容的大小； （4）根据表中数据可知，加热6min水的温度变化量为Δt＝45℃﹣20℃＝25℃； 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×25℃＝2.1×104J； （5）因为加热6min水和色拉油吸收的热量相等， 因此由Q＝cmΔt可得：c′1.9×103J/（kg•℃）。 故答案为：（1）质量；（2）加热时间；（3）温度；（4）2.1×104；（5）1.9×103。 题型6 物体吸热实验中比较加热时间长短判断吸热强弱 解｜题｜知｜识 比较质量相同的两种物质在升高相同温度的情况下，‌所用时间的多少。‌如果一种物质需要更长的时间来达到相同的温度升高，‌那么它吸收的热量就更多，‌比热容较大。 【典例1】如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体质量和初温也相同。 （1）比较不同液体的比热容，可以选择 　　 两图；比较不同燃料的热值，可以选择 　　 两图； （2）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示： ①由图可以看出，在开始时 　　 液体的温度升高得快，　　 液体的比热容较大； ②如果已知b液体比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体比热容是 　 J/（kg•℃）； （3）水的比热容较大，人们往往利用这一特性为生活、生产服务或解释一些自然现象，下列事例中与它这一特性无关的是 　　 。 A.让流动的热水流过散热器取暖 B.汽车发动机用水作为冷却剂 C.沿海地区昼夜温差比内陆地区小 D.夏天在房间内洒水降温 【答案】（1）甲、丙；甲、乙；（2）①a；b；②0.9×103；（3）D。 【解答】解：（1）要比较不同液体的比热容，必须控制燃料的种类和质量相同，改变加热液体的种类，控制加热液体的质量相同，可让两种液体升高相同的温度，比较加热时间，从而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验； 要比较不同燃料热值大小，需要控制加热液体的种类、质量相同，改变燃料的种类，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验； （2）①由图示图象可知，a和b升高相同的温度，如温度都升到80℃，a温度升高的快，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，b需要更长的加热时间，故b吸收的热量更多，这也就说明了b的吸热能力强一些，a的吸热能力弱，所以b液体的比热容较大； ②根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和升高温度一定时，液体吸收的热量和比热容成正比，由②知a、b温度由20℃升高到80℃即升高相同的温度时，b的加热时间为a加热时间的2倍，b吸收的热量为a吸收热量的2倍，所以b的比热容为a比热容的2倍，所以cacb1.8×103J/（kg•℃）＝0.9×103J/（kg•℃）； （3）A、让流动的热水流过散热器供暖，因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，故A不符合题意； B、汽车发动机的冷却循环系统用水作为工作介质，因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水作内燃机的冷却液，故B不符合题意； C、沿海地区昼夜温差较小是因为水的比热容大，在吸收或放出同样热量的情况下，水的温度变化较小，昼夜温差小，故C不符合题意； D、夏天在房间内洒水降温是利用蒸发吸热的原理，与水的比热容没有关系，故D符合题意。 故选：D。 故答案为：（1）甲、丙；甲、乙；（2）①a；b；②0.9×103；（3）D。 【变式1】某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中，将液体A和液体B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）图甲是这位同学的实验装置，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，图乙是该同学根据实验数据绘制的图象，同时加热4min，液体A吸收的热量 　　 （填“大于”“等于”或“小于”）液体B吸收的热量。分析图象可知：质量相等的液体A和液体B，升高相同温度时，液体 　　 吸收的热量多。 （3）由图乙可知，液体A和液体B的比热容之比是 　　 。 【答案】（1）没有控制液体的质量相等；（2）等于；B；（3）1：2。 【解答】解：（1）根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，两种液体的密度不同，根据m＝ρV，体积相同的两种液体，质量不同，故错误之处：没有控制液体的质量相等； （2）根据转换法，实验中用加热时间表示物质吸热的多少，所以同时加热4min，液体A吸收的热量等于液体B吸收的热量； 由图知，升高相同的温度，液体B需要加热更长的时间，所以液体B吸收的热量多； （3）根据如图乙中的图线知，升高40℃，A用时4min，B用时8min，根据转换法可知，二者吸热之比为1：2，根据Q＝cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，可知液体A和液体B的比热容之比是1：2。 故答案为：（1）没有控制液体的质量相等；（2）等于；B；（3）1：2。 题型7 物体吸热实验的数据和图像分析 解｜题｜知｜识 物体吸热实验的数据和图像分析方法主要包括比较相同时间内物质升高的温度和比较升高相同温度所需的时间长短。 【典例1】某同学用如图所示的实验装置，比较不同物质的比热容，将分别盛有50g水和食用油的两个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所示。下列说法正确的是（　　） A．加热 2min，水吸收的热量大于食用油吸收的热量 B．食用油的比热容为 2.1×103 J/（kg•℃） C．2～3min 内，食用油吸收的热量为 1400J D．另一小组用同样的器材进行实验，得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的 A 所示，若已知该小组所用水的质量为 75g，则食用油的质量为 100g 【答案】C 【解答】解： A、相同加热器在相同时间内放出的热量相同，则加热2min时水和食用油吸收的热量相同，故A错误； B、用两个相同的加热器给质量相同的食用油和水加热，由图象可知，A温度从20℃升高到40℃需要2min，B温度从20℃升高到40℃需要3min；加热时间越长，吸收的热量越多，水的吸热能力越强，所以B为水，A为食用油； 因为加热器相同，则物质吸收的热量和加热时间成正比，所以，质量相同的食用油和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸：Q油吸＝3：2， 由Q吸＝cmΔt可知，c水：c油＝3：2，则c油c水4.2×103J/（kg•℃）＝2.8×103J/（kg•℃），故B错误； C、由图象可知，加热2min食用油的温度升高了20℃，则食用油吸收的热量：Q油吸＝c油m油Δt＝2.8×103J/（kg•℃）×0.05kg×20℃＝2800J； 加热器在相同的时间内放出的热量相同，受热物质吸收的热量相同，所以2～3min内，食用油吸收的热量为1400J，故C正确； D、另一小组用同样的器材进行实验，得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的A所示，不同物质吸收相同的热量，升高相同的温度，根据Q＝cmΔt可知，水和食用油的质量之比等于比热容之比的倒数，所以m水：m油＝c油：c水，75g：m油＝2：3，解得m油＝112.5g，故D错误。 故选：C。 【变式1】在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图象如图所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图象可以得出图线 　 　 （选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质为 　　 ，这种物质在0～5min内吸收的热量为 　 J。 物质 比热容c/[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 【答案】b；煤油；2.52×104。 【解答】解：（1）相同的加热装置，加热时间相等时，两种液体吸收的热量相等，由图示可以看出，a液体的温度升高的快，b液体温度升高慢； 利用热量的计算公式Q放＝cmΔt可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得快，它的比热容小； 所以，b液体的比热容大，所以若a、b两种液体中，一种液体是水，则b是水， （2）由图可知：液体和水的初温是20℃，吸热5分钟后a的末温是60℃，b液体的末温40℃； 由题知，而水和液体的质量相同，初温相同，吸收的热量相同，即m水＝ma，Q水吸＝Qa吸，Q水吸＝Qa吸；camaΔta，即 c水m水Δt＝camaΔta，即cama（60℃﹣20℃）＝4.2×103J/（kg•℃）×m水×（40℃﹣20℃）。 解得ca＝2.1×103J/（kg•℃），由表格数据知此液体为煤油； 这种物质在0～5min内吸收的热量为： Q＝camaΔt′＝2.1×103J/（kg•℃）×0.3kg×（60℃﹣20℃）＝2.52×104J。 故答案为：b；煤油；2.52×104。 题型8 比热容的概念 解｜题｜知｜识 （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，叫作这种物质的比热容，用符号c表示。 （2）单位：比热容的单位是J/（kg•℃），读作作焦每千克摄氏度。 （3）物理意义：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。它的物理意义是1千克水，温度升高或降低1℃，吸收或放出的热量是4.2×103焦耳。 【典例1】如图所示，规格相同的甲、乙两烧杯中分别装有5kg的水，并用不同的加热器加热（不计热损失，气压为标准大气压），得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则下列说法正确的是（　　） A．由丙图可知，甲杯中水的比热容小于乙 B．加热相同时间，两杯水吸收的热量相等 C．甲图中加热器1每分钟放出的热量更少 D．加热时间为4min时，甲杯中水的温度是60℃ 【答案】D 【解答】解：A、水的比热容与质量无关，故甲、乙中水的比热容相同，故A错误； B．不同加热器加热，相同时间放出的热量不同，不计热损失，两杯水将吸收的热量不相等，故B错误； C．由图丙的甲图线可知，加热2min 时，甲容器中水升高的温度： Δt＝40℃﹣20℃＝20℃； 由图象还可知，水的温度变化随时间的增加而均匀升高， 所以，加热1min 时，甲容器中水升高的温度： Δt′Δt20℃＝10℃； 此时甲容器中的水每分钟吸收热量： Q吸1＝cm1Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×10℃＝2.1×105J； 由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃时，乙的加热时间为3min；此时乙容器中的水吸收热量： Q乙吸＝cm2Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃﹣20℃）＝4.2×105J， 乙容器中的水每分钟吸收热量为： Q吸2Q乙吸4.2×105J＝1.4×104J； 由于忽略散热损失，所以两加热器每分钟放出的热量与水每分钟吸收的热量相同，由此可知，乙图中加热器1每分钟放出的热量更少；故C错误； D．甲每分钟升高10℃；加热时间为4min时，甲容器中水的末温为：20℃+10℃×4＝60℃，故D正确。 故选：D。 【变式1】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 【解答】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，质量减小，瓶中剩下的水的密度和比热容都不变，故ABC错误，D正确。 故选：D。 【变式2】下表是一些物质的比热容，单位：J/（kg•℃），说法正确的是（　　） 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的两倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块升高的温度大 D．比热容与物质吸收或放出热量的多少有关 【答案】C 【解答】解：A、水和冰是同一种物质，从表中数据可知，它们比热容不同，说明比热容与物质的状态有关，故A错误； B、比热容是物质本身的一种特性，同种物质的比热容一定，与质量无关，故B错误； C、质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，由于铜的比热容较小，由Q＝cmΔt知道，铜块温度变化较大，故C正确； D、比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与物质吸收或放出的热量、质量和温度变化无关，故D错误。 故选：C。 题型9 利用比热容解释生活中的现象 解｜题｜知｜识 （1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象与应用 ①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。 ②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 【典例1】如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 【答案】A 【解答】解：白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，海水温度上升慢；而海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风； 夜晚，海岸和海水放出相同的热量，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。 故选：A。 【变式1】根据图所示的天气状况和地表环境信息，推断昼夜温差最小的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】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度小，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，天气为多云时，白天由于云层的阻挡，地面吸收太阳的热量较少，夜晚地面放出的热量由于云层的阻挡，散失的热量较少，所以昼夜温差最小的是天气为多云时的海洋。 故选：D。 【变式2】五一当天风和日丽，小明一家到月亮湾游玩。正午时分，他们徜徉海堤享受着暖风带来的惬意。下列表示陆地与海面之间空气流动（箭头指向）示意图与当时相符合的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，空气从海洋吹向陆地，形成海风，高空的空气从陆地吹向海洋，故B图正确。 故选：B。 题型10 水的比热容特点及实际应用 解｜题｜知｜识 （1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象与应用 ①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。 ②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 【典例1】下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是（　　） A．甲图，冬天的暖气设备用热水供暖 B．乙图，汽车发动机用水来冷却 C．丙图，早春傍晚，农民向稻田里灌水保护秧苗 D．丁图，深秋夜晚，果农给树上喷水结冰防冻坏桔子 【答案】D 【解答】解：A、散热器用流动的热水供暖，是因为相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的吸热能力大，则水放出热量更多，故A不符合题意； B、水的比热容较大，和其它物质比较，降低相同温度吸收热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂，故B不符合题意； C、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，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C不符合题意； D、深秋夜晚，果农给树上喷水结冰防冻坏桔子，是利用水凝固放热的原理，故D符合题意。 故选：D。 【变式1】在生活中，我们常常会利用物质的比热容来解决一些实际问题，以下说法正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水的比热容大这一特性 B．质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量多 C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大 D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化大 【答案】C 【解答】解：A.夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水蒸发吸热，故A错误； B.质量相同的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多，故B错误； C.汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大，故C正确； D.沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化小，故D错误； 故选：C。 【变式2】我国南方地区在夏季时会用水浸泡着秧苗的底部以防止其被晒伤，这是利用了水以下的哪个特性（　　） A．质量大 B．比热容大 C．密度大 D．热值大 【答案】B 【解答】解：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，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选：B。 【变式3】根据表中几种物质的比热容数据，以下说法正确的是（　　） 物质 水 煤油 铝 铜 比热容/J/（kg•℃） 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103 A．水和煤油相比，水更适合做温度计玻璃管中的液体 B．质量相同的铝和铜，吸收相同热量，铜升高的温度较高 C．水的比热容较大，因此沿海地区的昼夜温差比内陆大 D．物质的比热容越大，其吸收或释放的热量越多 【答案】B 【解答】解；A、温度计玻璃管中的液体通常用酒精、煤油等，而不用水。因为水的比热容大，吸收相同热量时温度变化不明显，且水在 0℃﹣4℃之间有反常膨胀现象，会影响温度计的准确性和使用范围，故A错误。 B、根据热量计算公式Q吸＝cmΔt。质量相同的铝和铜，吸收相同热量，因为铜的比热容小于铝的比热容，所以铜升高的温度较高，故B正确。 C、水的比热容较大，在吸收或放出相同热量时，温度变化较小。沿海地区水多，内陆地区水少、泥土沙石多，所以沿海地区昼夜温差比内陆小，故C错误。 D、物质吸收或释放热量的多少不仅与比热容有关，还与质量和温度变化量有关，只有在质量和温度变化量相同的情况下，比热容越大，吸收或释放的热量才越多，故D错误。 故选：B。 题型11 比热容的计算公式 解｜题｜知｜识 比热容的计算公式：c。（c是比热容，t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，Q表示吸收或放出的热量） 【典例1】质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为7min，它们的温度随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲在3min～6min内是液态 B．甲是晶体，乙是非晶体 C．在3min～6min内，甲的内能保持不变 D．在固态时，甲的比热容小于乙的比热容 【答案】D 【解答】解：A、由图可知，甲在3min～6min内继续吸热，温度保持不变，所以甲是晶体，此时正处于熔化过程中，此时的状态是固液共存状态，故A错误； B、由图可知，在加热一定时间后，甲的温度不变，故能判断甲是晶体，而乙虽然温度一直升高，可能还没达到熔点，也可能是非晶体，故B错误； C、甲在3min～6min内继续吸热，温度保持不变，但是内能不断增加，故C错误； D、烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，在0～3min时间里甲升高的温度为Δt1＝50℃﹣20℃＝30℃，乙升高的温度为Δt2＜30℃，由c可知，当吸收的热量和质量都相同时，Δt越大比热容c就越小，所以甲的比热容小于乙的比热容，故D正确。 故选：D。 【变式1】在标准气压下，水的沸点是100℃，某种牛奶的沸点是100.7℃。加热条件相同时，加热质量相等、初温相同的水和牛奶，牛奶比水先沸腾。以下说法正确的是（　　） A．牛奶先沸腾，说明牛奶吸收更多的热量 B．牛奶的沸点超过100℃说明当地气压高于一个标准气压 C．两者相比，牛奶升高温度更多，吸收热量更多 D．水加热到沸腾所需时间更长，吸收热量更多，比热容更大 【答案】D 【解答】解：AC、加热条件相同时，加热时间越长，物体吸收的热量越多，牛奶先沸腾，说明加热时间短，所以牛奶吸收更少的热量，故AC错误； B、根据题中信息可知，当时气压为标准气压，牛奶沸点高于水是因为牛奶是混合物（含蛋白质、脂肪等），并非气压变化导致，故B错误； D、加热条件相同，即单位时间吸收热量相同。牛奶比水先沸腾，说明牛奶的温度升高得更快。根据热量公式Q＝cmΔt可知，在质量m相同、吸收热量Q也相同（即加热时间相同）的情况下，比热容c越小的物质，温度升高Δt越大，即升温越快。因此牛奶的比热容比水小，即水的比热容更大。又因为水加热到沸腾所需时间更长，所以吸收的热量更多，故D正确。 故选：D。 【变式2】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c水＝4.2×103J/（kg•℃），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2.8×103J/（kg•℃） B．液体M放热能力比水放热能力强 C．在t2∼t4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 【解答】解：标准大气压下，水的凝固点为0℃，所以图中右边的图像为水的温度随时间变化图像，则左边的图像为液体M的温度随时间变化图像； A、单位时间内它们放出的热量相等，0∼t2时间段内，水放出热量： Q水＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（20℃﹣4℃）＝6720J； QM＝cM×0.1kg×[20℃﹣（﹣4℃）]； Q水＝QM； 解得：cM＝2.8×103J/（kg•℃），故A正确； B、因cM＜c水，则液体M放热能力比水放热能力弱，故B错误； C、由图像可知，在t2∼t4时间段，物质M处于凝固过程中，有一定的凝固点，该过程中M是固液共存状态；在t2∼t3时间段，水为液态（温度逐渐降低，还未凝固），在t3∼t4时间段，水处于凝固过程中，此时才是固液共存状态，故C错误； D、降低相同的温度，比热容大的物质放出热量多，因c水＞cM，则水放出的热量大于M放出的热量，故D错误； 故选：A。 【变式3】由Q＝cmΔt可得c，同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（　　） A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样 【答案】D 【解答】解： 比热容是物质本身的一种特性，与物体吸收的热量、温度变化、质量等因素无关，只与物质种类和状态有关；所以，同一种物质，无论质量多大，比热容都一样；故ABC错误，D正确。 故选：D。 题型12 比热容的比例计算 解｜题｜知｜识 根据c公式（有时需要对公式进行变形），将题干的比值关系代入即可，注意计算不要错误。 【典例1】甲、乙两物体质量相等，当甲物体温度升高15℃，乙物体温度升高30℃时，甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍，则甲物质的比热容是乙的比热容的（　　） A．0.25倍 B．1倍 C．2倍 D．4倍 【答案】D 【解答】解：由题知，m甲＝m乙，Δt甲＝15℃，Δt乙＝30℃，Q甲＝2Q乙； 则m甲：m乙＝1：1，Δt甲：Δt乙＝1：2，Q甲：Q乙＝2：1； 由Q吸＝cmΔt得比热容之比： c甲：c乙：：4：1，即甲物质的比热容是乙的比热容的4倍，故D正确、ABC错误。 故选：D。 【变式1】甲、乙两种液体的初温分别为20℃和30℃，其比热容之比为2：1，质量之比为3：2。吸收了相同的热量后，假设两种液体均未达到沸点，甲的温度变为50℃，则乙的温度变为（　　） A．120℃ B．90℃ C．60℃ D．40℃ 【答案】A 【解答】解： 由题意可知，m甲：m乙＝3：2，吸收了相同的热量：Q甲：Q乙＝1：1，c甲：c乙＝2：1； 由Q放＝cmΔt可得，甲、乙两物体升高的温度之比： Δt甲：Δt乙：：1：3， 由于甲的温度升高了50℃﹣20℃＝30℃，所以乙的温度应该升高3×30℃＝90℃，即乙的最终温度为30℃+90℃＝120℃。 故选：A。 【变式2】有甲、乙两种物质，质量之比是2：1，升高相同的温度吸收的热量之比是3：1，那么，甲、乙两种物质的比热容之比是（　　） A．2：1 B．1：2 C．3：2 D．2：3 【答案】C 【解答】解：由题意可知，m甲：m乙＝2：1，Q甲：Q乙＝3：1，Δt甲：Δt乙＝1：1， 由Q吸＝cmΔt可知甲、乙两种物质的比热容之比： 3：2。 故选：C。 题型13 比热容的图像 解｜题｜知｜识 一般情况下横轴表示加热时间，纵轴表示温度。 （1）定性分析解答方法有两种： ①选取相同的加热时间，比较温度的变化，加热时间相同，温度变化小的比热容大； ②选取相同的温度变化，比较加热的时间，温度变化相同，加热时间长的比热容大。 （2）定量分析：要从图像中提取有效信息，选取正确的物理公式进行计算。 【典例1】如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（　　） A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能一定不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量小于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b少 D．b的比热容大于c的比热容 【答案】C 【解答】解：由图象知： A、t1～t2时间内物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误； B、如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据Q＝cmΔt知，b的质量大于a的质量，故B错误； C、温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C正确； D、用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，0～t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故D错误。 故选：C。 【变式1】质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示，已知c水＞c液，则下列说法中正确的是（　　） A．0﹣12min，乙液体的温度降低了20℃ B．甲液体不是水 C．乙液体的比热容为2.1×103J/（kg•℃） D．0﹣12min，甲液体的放出了8.4×104J的热量 【答案】C 【解答】解：A．由图得，乙的初温为60℃，12min温度变为等于20℃，则0～12min乙降低的温度：Δt乙＝60℃﹣20℃＝40℃，故A错误； B．由图得，甲降低的温度低于乙降低的温度，甲和乙的质量相等，由Q放＝cmΔt得，甲物质的比热容较大，由于c水＞c液，则甲物质是水，故B错误； C．0～12min，甲温度下降为：Δt甲＝60℃﹣40℃＝20℃，乙温度下降为：Δt乙＝60℃﹣20℃＝40℃； 由Q放＝cmΔt得：c甲mΔt甲＝c乙mΔt乙， 则有： ；故C正确； D．0～12min甲放出的热量为： ，故D错误。 故选：C。 题型14 利用比热容的公式计算热量 解｜题｜知｜识 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t． 【典例1】用相同规格的电加热器分别对质量均为240g的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知，c水＞c乙，下列说法正确的是（　　） A．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J B．加热1min，水吸收的热量为2.52×104J C．乙液体的比热容为1.75×103J/（kg•℃） D．图线B是水的温度随加热时间变化图像 【答案】C 【解答】解：A．表示质量为1kg的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J，故A错误； BD．根据c水＞c乙，则相同条件下，水温度升高较慢，乙液体温度升高较快，则A为水的温度随加热时间变化图像，B为乙的温度随加热时间变化图像，水加热4min，温度从30℃升高到40℃，则加热1min，水的温度升高2.5℃，根据Q吸＝cmΔt求得水吸收的热量：，故BD错误； C．水与乙液体用相同的加热器加热，加热相同时间吸收的热量相同，结合图像，加热5min乙液体的温度从10℃升高到40℃，乙吸收的热量：， 根据Q吸＝cmΔt得乙液体的比热容为：， 故C正确。 故选：C。 【变式1】实验表明，金属的比热容会随温度的变化而变化，如图为某金属的比热容随温度变化的图像，下列判断正确的是（　　） A．100℃﹣200℃区间，该金属的比热容随温度升高而增大 B．该金属的比热容在100℃﹣110℃区间比在160℃﹣170℃区间随温度变化更快 C．一定质量的该金属从100℃升高至110℃比从160℃升高至170℃吸收的热量多 D．一定质量的该金属吸收相同热量，初温120℃升温时比初温180℃升温时温度变化大 【答案】ABD 【解答】解：A、由图象可知，温度越高，该金属的比热容越大，该金属的比热容随温度的升高而增大，故A正确； B、由图象可知，该金属的比热容在100℃～110℃区间的升高曲线比在160℃∼170℃区间的曲线更陡，表明该金属的比热容在100℃～110℃区间比在160℃∼170℃区间随温度变化更快，故B正确； C、100℃的金属的比热容比160℃的金属的比热容小，由Q＝cmΔt可知一定质量的该金属从100℃升高至110℃比从160℃升高至170℃吸收的热量少，故C错误； D、120℃的金属的比热容比180℃的金属的比热容小，由Q＝cmΔt可知一定质量的该金属吸收相同热量，初温120℃升温时比初温180℃升温时温度变化大，故D正确。故选：ABD。 题型15 热平衡方程及其应用 解｜题｜知｜识 热平衡方程式：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，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸＝Q放，称为热平衡方程．在热量计算题中，常采用此等式． 【典例1】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℃，把另一块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℃，如果把同样100℃的铁块投入质量为（m1+m2）、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 【解答】解：把100℃的铁块投入质量为m1的20℃的水中，热平衡后温度为40℃， 根据Q＝cmΔt和热平衡方程可知，c铁m铁×（100℃﹣40℃）＝c水m1×（40℃﹣20℃）， 即c铁m铁×60℃＝c水m1×20℃﹣﹣﹣﹣① 把100℃的同样的铁块投入质量为m2的20℃的水中，热平衡后温度为60℃， 同理可得： c铁m铁×（100℃﹣60℃）＝c水m2×（60℃﹣20℃） 即c铁m铁×40℃＝c水m2×40℃﹣﹣﹣﹣② 联立①②可得：c铁m铁c水（m1+m2）﹣﹣﹣﹣③， 把100℃的同样的铁块投入质量为（m1+m2）的20℃的水中，设热平衡后温度为t， 则c铁m铁（100℃﹣t）＝c水（m1+m2）（t﹣20℃）﹣﹣﹣﹣④ 联立③④可得：t＝36℃，故C正确。 故选：C。 【变式1】某种不锈钢“冰块”，其表面是由不锈钢制成的，里面装有特殊的冷冻液体，已知不锈钢“冰块”的比热容为420J/（kg•℃），现将质量为0.5kg的不锈钢冰块冷冻至﹣15℃，然后迅速放入400g、30℃的水中，不考虑环境温度的影响，假设水降温放出的热量全部被不锈钢“冰块”吸收，则水温最终将变为　 　 ℃。 【答案】25 【解答】解：由题意可知，水降温放出的热量全部被不锈钢“冰块”吸收，即Q放＝Q吸。 热平衡时，二者的温度相等，根据Q＝cmΔt可得： c水m水（t0水﹣t）＝c钢m钢（t﹣t0钢），即： 4.2×103J/（kg•℃）×400×10﹣3kg×（30℃﹣t）＝420J/（kg•℃）×0.5kg×[t﹣（﹣15℃）]， 解得t＝25℃，即水温最终将变为25℃。 故答案为：25。 过 关 验 收 1．温度是表示物体 　 　 的物理量；在热传递过程中，物体吸收或放出的能量多少叫 　 　 ；功率是表示做功 　 　 的物理量。 【答案】冷热程度；热量；快慢 【解答】解：（1）温度的定义：表示物体的冷热程度； （2）物理学中，把物体在热传递过程中转移的能量叫作热量； （3）物理学中，将功与做功所用时间的比，叫作功率，表示做功的快慢。 故答案为：冷热程度；热量；快慢。 2．小军同学用如图甲所示装置探究“不同物质的吸热能力”，实验中他使用相同的电加热器对A、B两种不同液体进行加热，请回答下列问题。 （1）实验时，除图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是天平和 　 　 ； （2）如图乙所示，当AB温度均升高40℃的过程中，它们吸收的热量之比为 　 　 ； （3）通过对图乙的分析可知：液体 　 　 的吸热能力更强。 【答案】（1）秒表；（2）1：2； （3）B。 【解答】解：（1）用相同的加热器加热，根据转换法，加热时间越长，吸热越多，故实验时，除图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是天平和秒表； （2）如图乙所示，当AB温度均升高40℃的过程中，加热时间分别为4分钟和8分钟，加热时间之比为1：2，由转换法，它们吸收的热量之比为1：2； （3）通过对图乙的分析可知，升高相同的温度，B加热时间长，吸热多，故液体B的吸热能力更强。 故答案为：（1）秒表；（2）1：2； （3）B。 3．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表： （1）实验中应该使水和沙子的 　 　 相等；在此实验中，除了图中已有器材外，还必须用的器材有 　 　 和 　 　 。 （2）由表中数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量； 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 （3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，　 　 （选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）根据比较吸热能力强弱的方法，要控制不同物质的质量相同，则实验中应该使水和沙子的质量相等，故需要的器材是天平；该实验中用两个相同的酒精灯对水和沙子进行加热，是通过加热时间的长短来比较物质吸热的多少，故还需要的器材是秒表； （2）由表中数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水的加热时间长，根据转换法，则水吸收的热量大于沙子吸收的热量； （3）根据表中数据推理可知，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高。 故答案为：（1）质量；天平；秒表；（2）大于；（3）沙子。 4．为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验。在4个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。下表是他们的实验记录，请根据实验记录的数据分析概括有关实验结论。 烧杯号 液体 质量/m 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 300 20 30 12.3 2 水 150 20 30 6.2 3 煤油 300 20 30 6.1 4 煤油 300 20 25 3.1 （1）实验中用加热时间的长短来表示 　 　 ，这里用到的实验方法是 　 　 。 （2）实验中用到的测量工具有 　 　 ，　 　 ，　 　 。 （3）比较1号烧杯和2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：　 　 。 （4）比较1号烧杯和3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：　 　 。 （5）由实验数据可知，　　 的吸热能力比较强，物理学中用 　　 来表示物质吸热能力的强弱。 （6）本次探究实验过程中，该同学采用的主要研究方法是 　 　 。 【答案】（1）吸收热量的多少；转换法； （2）天平；温度计；秒表； （3）同种物质升高相同的温度，质量越大，吸收的热量越多； （4）相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同； （5）水；比热容； （6）控制变量法。 【解答】解：（1）实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，煤油和水吸收的热量就多，因此实验中用吸热时间表示吸收热量的多少；此实验中采用了转换法的思想； （2）为完成此实验，应使用天平测量液体的质量；使用温度计记录温度的变化；用秒表记录加热的时间； （3）比较1、2记录，物质种类相同，升高的温度相同，质量不同，吸收的热量不同，故可得出的结论是：同种物质升高相同的温度，质量越大，吸收的热量越多； （4）比较1、3记录，物质种类不同，质量相同，温度变化量相同，吸收的热量不同；故可得出的结论：相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同； （5）由实验数据可知，水的吸热能力比较强，物理学中用比热容来表示物质吸热能力的强弱； （6）该同学在本次实验中用到的研究方法是控制变量法。 故答案为：（1）吸收热量的多少；转换法； （2）天平；温度计；秒表； （3）同种物质升高相同的温度，质量越大，吸收的热量越多； （4）相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同； （5）水；比热容； （6）控制变量法。 5．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示： （1）在除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有秒表和　 　 ； （2）实验中必须要选取初温相同且　 　 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体　 　 相同； （3） 液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 甲 150 20 10 50 乙 150 20 10 35 分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量　　 （选填“相同”或“不同”），　　 的吸热本领更强（选填“甲”或“乙”）。 【答案】（1）天平；（2）质量；吸热；（3）不同；乙 【解答】解：（1）在“探究物质的吸热能力”的实验中，采用的是控制变量法，实验中需要控制两种物体的质量相同，故还需要的测量仪器有天平； （2）根据Δt，比较甲、乙两种液体的吸热升温现象，由控制变量法，要控制吸热和质量相同，故实验中必须要选取初温相同（不同物质密度不同，根据m＝ρV，相同体积的两种物质质量不同）且质量相等的甲、乙两种液体； 根据转换法，选用规格相同的电加热器分别给甲、乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲、乙两种液体吸热相同； （3）根据表格中的数据可知，要使甲和乙升高相同的温度，对乙加热时间长，乙吸收热量多，故可得乙的吸热本领更强。 故答案为：（1）天平；（2）质量；吸热；（3）不同；乙。 6．在“比较不同物质吸热升温的情况”实验中，小明采用了如图所示的实验装置。 （1）实验中，应控制烧瓶中水和煤油的初温和 　 　 相等； （2）在选取电阻丝时，电阻丝甲和电阻丝乙的阻值要 　 　 （选填“相同”或“不同”）； （3）准备就绪后，闭合开关，记录的实验数据如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 水的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 煤油的温度/℃ 20 28 36 44 52 60 分析表中数据可知，加热3min，水吸收的热量 　　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，　　 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。根据此性质，请写出一个水或煤油在生活中的应用：　 　 ； （4）实验结束后，小明整理器材时发现，烧瓶内的电阻丝很热，而与之相连的导线却不太热，请运用所学的物理知识对此现象做出解释：　 　 。 【答案】（1）质量；（2）相同；（3）等于；水；水做汽车发动机冷却液（答案合理即可）；（4）烧瓶内的电阻丝与导线串联在一起，通过它们的电流相等，而电阻丝的电阻远远大于导线的电阻，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内，电阻丝产生的热量较多，所以烧瓶内的电阻丝很热，而与之相连的导线却不太热。 【解答】解：（1）实验时要采用控制变量法，只改变物质的种类，采用相同热源进行加热，所以应控制水和煤油的初温和质量相同，比较它们吸收相同的热量时温度的变化来反映它们的吸热本领。 （2）实验要求采用相同热源进行加热，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，两烧瓶中的电热丝的阻值要相同，使电阻丝在相同时间内产生的热量相同。 （3）因为是使用相同的热源，相同的时间释放的热量相同，所以加热3min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 由表中数据可知，吸收相同的热量，水的温度变化较小，所以水的吸热能力更强；根据此性质，生活中常用水做汽车发动机的冷却液，冬天供暖时用水作循环液。 （4）烧瓶内的电阻丝与导线串联在一起，通过它们的电流相等，而电阻丝的电阻远远大于导线的电阻，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内，电阻丝产生的热量较多，所以烧瓶内的电阻丝很热，而与之相连的导线却不太热。 故答案为：（1）质量；（2）相同；（3）等于；水；水做汽车发动机冷却液（答案合理即可）；（4）烧瓶内的电阻丝与导线串联在一起，通过它们的电流相等，而电阻丝的电阻远远大于导线的电阻，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，相同时间内，电阻丝产生的热量较多，所以烧瓶内的电阻丝很热，而与之相连的导线却不太热。 7．如图是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的装置加热。实验数据记录如表： 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 甲 0 40 82 126 乙 0 18 40 64 （1）本实验中要按照一定顺序组装器材，应先安装 　　 （选填“温度计”、“石棉网”或“烧杯”）。 （2）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，液体 　　 需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，液体 　　 升温更高。（均选填“甲”或“乙”） （3）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，液体 　　 冷却效果更好。 【答案】（1）石棉网；（2）甲；乙；（3）甲。 【解答】解：（1）在使用酒精灯时，需要用其外焰加热，所以要先根据酒精灯确定石棉网的位置，再放置烧杯，又因为使用温度计时，温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中，但不能碰到容器底和容器壁，所以最后放置温度计； （2）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，甲液体加热时间长，需要吸收的热量更多；据此推理，当它们吸收相同热量时，乙液体升温更高； （3）因甲的吸热能力强，即比热容大，根据Q＝cmΔt，质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度，甲吸热多，故若在这两种液体中选一种作为汽车发动机的冷却剂，甲液体冷却效果更好。 故答案为：（1）石棉网；（2）甲；乙；（3）甲。 8．张军在做“比较不同物质吸热情况”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到下表中的数据。 烧杯号 物质 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 1 水 300 20 30 12.3 2 水 150 20 30 6.2 3 煤油 300 20 30 6.1 4 煤油 300 20 25 3.1 （1）本实验中，物质吸收热量的多少通过比较　 　 来反映。 （2）分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出初步结论：　 　 在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 （3）分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出初步结论：同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的　 　 有关。 【答案】（1）加热时间；（2）不同物质；（3）质量。 【解答】解：（1）本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现，这种方法称为“转换法”。 （2）1、3号烧杯的实验记录，不同的物质，即升高的温度相同，加热时间即吸收的热量不同，质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同； （3）1、2号烧杯的液体种类都是水，初温和末温即升高的温度相同，质量不同，加热时间即吸收的热量不同，所以可以得出质量不同的相同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 故答案为：（1）加热时间；（2）不同物质；（3）质量。 9．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（用虚线框表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。 （1）实验中应保证水和煤油的初温与 　 　 （选填“质量”或“体积”）都相同。 （2）实验中选用相同的电加热器对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （3）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度 　 　 （选填“高于”、“等于”或“低 于”）煤油升高的温度。 （4） 实验表明，　　 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。在物理学中，我们用 　 　 这个物理量来描述物质的这种特性。 （5）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，　　 （A/B）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，　　 （A/B）升温较高。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）在此实验中，为了比较水和煤油吸热本领的大小，我们可以加热相同的时间，观察升高的温度的不同；也可以让它们其升高相同温度，比较加热时间，来比较它们吸热本领的大小。为了达到实验目的前提条件是：在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油； （2）用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间，酒精灯放出的热量相同，则水和煤油吸收的热量是相同的； （3）实验表明质量相同的水和煤油，吸收相同的热量后，煤油升高的温度更高，水的温度更低，即水升高的温度低于煤油升高的温度； （4）根据实验可知，相同质量的水和煤油，水升高的温度小于煤油升高的温度，因此水吸热的能力更强；物理学中就把物质吸热本领的大小用比热容表示； （5）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，A加热时间长，故A吸收的热量较多； 质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，即加热时间相同，B升温较高。 故答案为：（1）质量；（2）等于；（3）低于；（4）水；比热容；（5）A；B。 10．由比热容公式，判断下列说法正确的是（　　） A．物质的比热容与它的质量成反比，质量越大，比热容越小 B．物质的比热容跟它吸收（或放出）的热量成正比，吸收热量越多，比热容越大 C．物质的比热容跟它的温度变化成反比，温度升高越少，比热容越大 D．比热容是物质的特性之一，跟热量、质量、温度变化的多少都无关 【答案】D 【解答】解：比热容是物质的一种特性，它只与物质的种类和状态有关，与物质的质量、吸收（或放出）的热量、温度变化量等均无关。故D正确，ABC不正确。 故选：D。 11．彤彤学习了比热容后，设想了一个家庭小实验来探究不同材料金属的比热容关系。周末彤彤用冰柜制作了一大块表面平整的冰，将向物理老师借的甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后，放到其冰块上。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 【解答】解：冰块形状不再变化时，三块金属的温度都等于冰的温度，即三块金属降低的温度相同，由图可知，丙处冰块形变是最大，说明丙处冰块吸收的热量最多，即丙金属放出的热量最多，根据Q放＝cmΔt可知，在质量和降低温度一定时，丙金属放出的热量最多，则丙的比热容最大，故C正确。 故选：C。 12．同学们通过地理课的学习知道，温带海洋性气候大多分布在沿海地区，而温带大陆性气候大多分布在内陆地区。如图所示，为两气候地区的全年温度变化曲线，从物理的角度分析，下列说法正确的是（　　） A．A气温变化小是因为海水的比热容大 B．A气温变化小是因为砂石吸收热量少 C．B气温变化大是因为砂石的比热容大 D．B气温变化大是因为海水吸收热量多 【答案】A 【解答】解：AB、由图可知，A气温变化小，这是因为海水的比热容大，吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，故A正确、B错误； CD、由图可知，B气温变化大，这是因为砂石的比热容较小，吸收或放出相同的热量时，沙石的温度变化大，故CD错误。 故选：A。 13．水具有比热容比较大的特点，如图所示，下列现象中与此特点无关的是（　　） A．海边的昼夜温差较小 B．房间里放盆水可以增加湿度 C．暖气设备用热水供暖 D．用水冷却汽车发动机 【答案】B 【解答】解：A．水的比热容较大，质量相同的水和沙石比较，在吸收或放出相同的热量时，水升高或降低的温度较小，在海边，白天海水吸收大量的热量，温度升高得比较慢；夜晚海水放出大量的热量，温度降低得也比较慢，而沙石等陆地物质比热容小，昼夜温度变化较大，所以海边的昼夜温差较小，故A不符合题意； B．房间里放盆水，水会不断地蒸发，由液态变为气态，从而使空气中的水蒸气含量增加，进而增加了房间内空气的湿度。这一过程主要利用的是水的蒸发特性，与水的比热容大小无关，故B符合题意； C．因为水的比热容较大，在质量相同、降低相同的温度时，水放出的热量较多，所以暖气设备中用水作为传热介质，能为房间提供较多的热量，达到较好的供暖效果，故C不符合题意； D．水的比热容大，质量相同的水和其他物质比较，升高相同的温度时，水吸收的热量较多。所以汽车发动机工作时产生大量的热量，用水来冷却发动机，能吸收较多的热量，从而使发动机的温度不会升得太高，起到较好的冷却效果，故D不符合题意。 故选：B。 14．“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆沙漠地区昼夜温差大的特点。下列现象中，与沙漠昼夜温差大原因不同的是（　　） A．海边昼夜温差比沙漠小 B．我国北方楼房中的暖气用水作为介质 C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 D．寒冷的冬季，在北方的菜窖里面放几桶水能使菜窖内的温度不会太低 【答案】D 【解答】解：沙漠昼夜温差大的原因是沙石比热容小，吸收或放出相同热量时，温度变化大。 A、海边昼夜温差比沙漠小，是因为水的比热容大，吸收或放出相同热量时，温度变化小，与沙漠昼夜温差大的原因是基于比热容原理，只是效果相反，故A不符合题意。 B、北方楼房中的暖气用水作为介质，是利用了水比热容大的特点，相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度能放出更多热量，与沙漠昼夜温差大原因相同，故B不符合题意。 C、生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，温度变化时吸收或放出热量较多，能缓冲体温变化，与沙漠昼夜温差大原因相同，故C不符合题意。 D、寒冷冬季在北方菜窖里放几桶水，能使菜窖内温度不会太低，是因为水凝固时会放热。这是利用了物态变化放热的原理，与比热容无关，和沙漠昼夜温差大的原因不同，故D符合题意。 故选：D。 15．小明听新疆的同学说新疆有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的谚语这反映了当地昼夜温差大，与沙漠地区相比，沿海地区昼夜差更小的主要原因与下列事例包含原理不同的是（　　） A．家中暖气用水做循环物质 B．生物体内水的比例高有助于调节生物自身的温度 C．夏天在教室地面上洒水感觉凉爽 D．冬天用暖水袋取暖 【答案】C 【解答】解：新疆昼夜温差大，沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大。与沙漠地区的沙石相比，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化小。 A、家中暖气用水做循环物质，是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同温度，水放出的热量多，能更好地为室内供暖，利用了水比热容大的特点，故A不符合题意。 B、生物体内水的比例高有助于调节生物自身的温度，是由于水的比热容大，在外界温度变化时，吸收或放出相同热量，水的温度变化小，可维持生物体温相对稳定，利用了水比热容大的特性，故B不符合题意。 C、夏天在教室地面上洒水感觉凉爽，是利用了水蒸发吸热的原理，水汽化变成水蒸气会吸收热量，从而使室内温度降低，并非利用水的比热容大的特性，故C符合题意。 D、冬天用暖水袋取暖，是因为水的比热容大，相同质量的水，降低相同温度时，能放出较多热量，可长时间为人体提供热量，利用了水比热容大的特点，故D不符合题意。 故选：C。 16．小怡对我国一些科技成就进行了梳理，如表所示。在“相关内容分析”中存在正确的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 大亚湾核电站 利用水进行冷却，利用了水的比热容较小的特点 ② 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ③ “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压力 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．①② B．②④ C．②③ D．①③ 【答案】B 【解答】解：①水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多，故用水冷却核电站，利用了水的比热容大的特点，故①错误； ②船闸的上游阀门打开时，上游和闸室构成连通器，下游阀门打开时，下游和闸室构成连通器，船只才能通航，所以，船闸通行轮船是利用了连通器原理，故②正确； ③当压力一定时，受力面积越大，压强越小，所以车轮宽大可以减小压强，故③错误； ④机翼上凸下平，上方空气流速快，压强小，下方空气流速慢，压强大，由此产生了上、下表面压力差，即为飞机的升力，故④正确。②④正确 故选：B。 17．两个相同的容器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。下列说法正确的是（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 C．质量相同的甲、乙液体，升高相同温度，乙液体吸收热量少 D．质量相同的甲、乙液体，加热相同的时间，甲液体比乙液体温度升高得多 【答案】D 【解答】解：A．已知两种液体质量相等，相同热源加热说明相同时间提供的热量相等， 由图像可以看出：在吸收热量相同时，甲液体升高的温度幅度更大， 由可知，甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故A错误； B．用同一热源加热相同时间时，吸收的热量相同，甲液体吸收的热量等于乙液体吸收的热量，故B错误； C．由Q＝cmΔt可知，在质量相同，升高相同温度时，比热容越大，吸收的热量越多，乙液体的比热容大于甲液体的比热容，乙液体吸收的热量比甲液体多，故C错误； D．由Q＝cmΔt可得，加热时间相同说明吸收热量相同，质量也相同，比热容越小，升高的温度越大，甲液体的比热容小于乙液体，所以甲液体比乙液体温度升高得多，故D正确。 故选：D。 18.“睡前常泡热水脚，舒筋活络睡眠好。”小丽需用温度为40℃的水泡脚，便把90℃的热水与3kg、20℃的冷水混合。若混合过程中没有热量的损失，求：[ （1）冷水吸收的热量？ （2）所需热水的质量？ 【答案】（1）冷水吸收的热量为2.52×105J； （2）所需热水的质量为1.2kg。 【解答】解：（1）冷水从20℃升高到40℃，升高的温度：Δt1＝40℃﹣20℃＝20℃， 冷水吸收的热量：Q吸＝cmΔt1＝4.2×103J/（kg•℃）×3kg×20℃＝2.52×105J； （2）不计热量的损失，热水放出的热量等于冷水吸收的热量，即： Q放＝Q吸＝2.52×105J， 热水降低的温度：Δt2＝90℃﹣40℃＝50℃， 由Q放＝cmΔt可知，所需热水的质量： 。 答：（1）冷水吸收的热量为2.52×105J； （2）所需热水的质量为1.2kg。 19．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。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却。问：[已知该金属的比热容为0.49×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）金属块在冷却过程中放出多少热量？ （2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在标准大气压下水温升高多少摄氏度？ 【答案】（1）金属块在冷却过程中放出的热量2.94×105J； （2）在一标准大气压下水温升高65℃ 【解答】解：（1）金属块放出的热量： Q放＝c金属m金属Δt金属＝0.49×103J/（kg•℃）×1.5kg×（420℃﹣20℃）＝2.94×105J； （2）由题知，水吸收的热量Q吸＝Q放＝2.94×105J， 由Q吸＝cmΔt得：Δt70℃， 则水温升高到：t水＝Δt水+t0＝70℃+35℃＝105℃； 由于标准气压下水的沸点为100℃，所以在标准大气压下水升高的温度为：Δt'＝100℃﹣35℃＝65℃： 答：（1）金属块在冷却过程中放出的热量2.94×105J； （2）在一标准大气压下水温升高65℃。 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.1 热量 比热容 内 容 导 航 题型1 热量的概念 题型2 物体吸热实验器材的选择 题型3 物体吸热实验器材的组装顺序 题型4 物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少 题型5 物体吸热实验中比较升温大小判断吸热强弱 题型6 物体吸热实验中比较加热时间长短判断吸热强弱 题型7 物体吸热实验的数据和图像分析 题型8 比热容的概念 题型9 利用比热容解释生活中的现象 题型10 水的比热容特点及实际应用 题型11 比热容的计算公式 题型12 比热容的比例计算 题型13 比热容的图像 题型14 利用比热容的公式计算热量 题型15 热平衡方程及其应用 考 点 演 练 题型1 热量的概念 解｜题｜知｜识 （1）定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示 （2）理解：①热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。 ②我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量” 【典例1】在“生活处处有物理”的综合实践活动中，小明观察了厨房的一些设备和现象，下列解释正确的是（　　） A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度升高 B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低 C．切菜的刀磨得很锋利，是通过减小受力面积的方式增大压强 D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高 【变式1】下列物理量中不是用“焦耳”作单位是（　　） A．功 B．功率 C．热量 D．内能 题型2 物体吸热实验器材的选择 解｜题｜知｜识 比较物体吸热实验器材：铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、秒表、天平等。 【典例1】为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表： （1）实验中应该使水和沙子的 　 　 相等；在此实验中，除了图中已有器材外，还必须用的器材有 　 　 和 　 　 。 （2）由表中数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量； 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 （3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，　 　 （选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。 【变式1】小明在探究“比较不同物质的吸热能力”时使用了如图所示装置。 （1）在设计实验时，除图示器材外，还必须添加的测量工具是 　 　 。 （2）实验时用同样的酒精灯加热的目的是：　 　 。 （3）小明测得物质升高一定的温度时所需的加热时间如表，根据表中数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，　　 吸热多一些。 （4）由以上数据还可以分析得出：质量相同的水和沙子，吸收相同热量，沙子温度升高得多一些，下列事实能上述实验结论解释的是 　　 。 A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小； B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸； C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色； D．夏天给教室洒水，感觉凉爽。 （5）沙子加热第5min的内能 　　 （选填“大于”“等于”或“小于”）第8min的内能。 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 【变式2】为了比较水和食用油的吸热能力，江涛用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。 （1）本实验所需测量工具有天平、温度计和 　 　 。 （2）在两个相同的试管中应加入初温相同、　 　 相同的水和食用油。 （3）加热3min，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （4）如图乙所示，可判断出，　 　 吸热能力弱。冬天将至，老师想自制一个暖手袋，若只能从上面两种液体中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择 　 　 （以上两空选填“水”或“食用油”）。 （5）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），那么食用油的比热容大小为 　 J/（kg•℃）。 题型3 物体吸热实验器材的组装顺序 解｜题｜知｜识 为了酒精灯的外焰加热，实验的器材应自下而上安装。 【典例1】如图所示，这是探究“物质吸热能力大小”的实验装置、某时刻温度计的示数及根据实验数据绘制的温度随加热时间变化的关系图像。（水和沙子质量相等）下列说法正确的是（　　） A．图甲中，组装实验装置时应按自上而下的顺序组装 B．图甲中，未点燃酒精灯加热前水和沙子的内能为零 C．图乙中，温度计的示数为41℃ D．图丙中，由图像可知，沙子比水的吸热能力弱 【变式1】在“比较水和食用油的吸热能力”的实验中，下列操作或评价正确的是（　　） A．在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是先调整固定温度计的位置，再调整固定石棉网的位置 B．实验中食用油和水吸热的多少是通过温度计升高的温度来反映的 C．实验表明，食用油吸热的能力更强 D．此实验中，如果要使初温相同的水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间 【变式2】为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图所示的实验，在两个相同的烧杯中，分别装入A、B两种液体，用相同的酒精灯加热。 （1）实验装置的组装顺序应为 　 　 （选填“自上而下”或“自下而上”）； （2）在烧杯中装入液体A、B时，要控制他们的初温和 　 　 相同； （3）加热相同的时间，是为了液体A、B吸收的热量 　　 （选填“相同”或“不相同”）； （4）加热相同时间后，液体A、B的温度如图所示，这表明液体 　　 （选填“A”或“B”）的比热容较大。 题型4 物体吸热实验用加热时间反映吸收热量的多少 解｜题｜知｜识 在物体吸热的实验中，‌由于吸收热量的多少无法直接感知，‌科学家们采用了一种名为“转换法”的研究方法。‌这种方法将无法直接测量的变化转换为可以直接测量的变化，‌以便于观察和研究。‌在物体吸热的实验中，‌通过加热时间的长短来体现吸收热量的多少，‌即加热时间越长，‌表明物体吸收的热量越多。‌这种方法的原理在于，‌如果使用相同功率的加热源，‌加热时间与吸收的热量成正比 【典例1】小明在“比较不同物质吸热升温”的实验中，将水和沙子分别装在两个相同的烧杯中，用相同的酒精灯加热，每隔0.5min记录一次温度。 （1）如图实验装置及准备物品中有一处明显错误，请指出错误之处 　 　 。 （2）纠正错误后继续实验，加热过程中，需要用玻璃棒对沙子不断搅拌，目的是 　 　 。水和沙子吸热多少可以通过 　　 来比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）。 （3）小红提出用易拉罐替代烧杯效果更好，原因是 　 　 。 【变式1】同学们为了“探究物体吸收的热量与物质种类的关系”，利用如图所示的实验装置进行实验，并记录数据如下表所示，请你根据表中的数据回答下列问题： （1）实验中，要在A、B两个相同的烧杯中分别加入相同 　　 的水和食用油（选填“质量”或“体积”）； （2）选择两个完全相同的电加热器，本实验通过比较 　　 来比较两种液体吸热的多少；（选填“加热时间”或“温度的变化”） （3）A和B两种液体的比热容关系是：cA　 　 cB（均选填“大于”、“等于”或“小于”）； （4）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。假如B液体是水，则A液体的比热容为 　 J/（kg•℃）[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）]； （5）默认水吸收的热量等于酒精燃烧释放的热量，那么计算燃料酒精的热值会 　偏小　 （选填“偏大”或“偏小”）。 【变式2】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和食用油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和食用油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。 （1）试管中加入的水和食用油除初温相同外，还应保证 　　 （填“体积”或“质量”）相同。选用同一热源加热，目的是使水和食用油在相等时间内 　 　 ； （2）实验中物质吸热的多少是通过 　 　 来反映的； （3）根据下表中数据算出食用油的比热容是 　 J/（kg•℃）； 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 200 20 6 45 食用油 200 20 6 62 （4）图2中能合理反映该实验结果的图像是 　　 （填“甲”“乙”或“丙”） 【变式3】如图所示是“探究不同物质吸热能力”的实验装置，小华用两个相同的烧杯分别装入初温相同的甲、乙两种不同的液体，用相同的电加热器进行加热。则： （1）实验时必须取 　　 相同的甲、乙两种液体，分别装入相同的烧杯中。 （2）实验中两种液体吸收热量的多少可通过 　　 来比较。 （3）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从甲或乙中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，由图象可知，应选择 甲　 液体。 （4）由图可知，甲、乙两液体的比热容之比是 　　 。 题型5 物体吸热实验中比较升温大小判断吸热强弱 解｜题｜知｜识 在控制了吸收热量相同的情况下，‌我们可以通过观察物体温度的变化来判断其吸热的强弱。‌具体来说，‌如果某个物体在吸收相同热量后，‌温度升高的较少，‌那么我们可以说这个物体的吸热能力较强，‌因为它需要较少的温度升高来吸收相同的热量。‌相反，‌如果某个物体在吸收相同热量后，‌温度升高的较多，‌那么我们可以说这个物体的吸热能力较弱。 【典例1】在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中： （1）在两个完全相同的烧杯中分别装入 　　 、初温都相同的水和煤油（选填“质量”或“体积”）。 （2）实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油 　 　 相同，然后比较 　 　 的方法来完成探究实验的。 （3）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图所示，则 　　 的吸热能力更强。 （4）由图象可得煤油的比热容为 　 　 。 21．在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示。 （1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证　　 相同。（选填“体积”、“质量”） （2）实验中物质吸热的多少是通过　 　 来反映的。 （3）由于没有直接测量比热容的仪器，因此这个实验是通过观察　　 的变化来比较比热容的大小。 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃ 水 200 20 6 45 色拉油 200 20 6 75 （4）根据表中数据算出加热6min水吸收的热量为　 J。 （5）色拉油的比热容是　 J/（kg•℃）。（用科学记数法表示并精确到小数点后一位） 题型6 物体吸热实验中比较加热时间长短判断吸热强弱 解｜题｜知｜识 比较质量相同的两种物质在升高相同温度的情况下，‌所用时间的多少。‌如果一种物质需要更长的时间来达到相同的温度升高，‌那么它吸收的热量就更多，‌比热容较大。 【典例1】如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体质量和初温也相同。 （1）比较不同液体的比热容，可以选择 　　 两图；比较不同燃料的热值，可以选择 　　 两图； （2）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图丁所示： ①由图可以看出，在开始时 　　 液体的温度升高得快，　　 液体的比热容较大； ②如果已知b液体比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体比热容是 　 J/（kg•℃）； （3）水的比热容较大，人们往往利用这一特性为生活、生产服务或解释一些自然现象，下列事例中与它这一特性无关的是 　　 。 A.让流动的热水流过散热器取暖 B.汽车发动机用水作为冷却剂 C.沿海地区昼夜温差比内陆地区小 D.夏天在房间内洒水降温 【变式1】某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中，将液体A和液体B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）图甲是这位同学的实验装置，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，图乙是该同学根据实验数据绘制的图象，同时加热4min，液体A吸收的热量 　　 （填“大于”“等于”或“小于”）液体B吸收的热量。分析图象可知：质量相等的液体A和液体B，升高相同温度时，液体 　　 吸收的热量多。 （3）由图乙可知，液体A和液体B的比热容之比是 　　 。 题型7 物体吸热实验的数据和图像分析 解｜题｜知｜识 物体吸热实验的数据和图像分析方法主要包括比较相同时间内物质升高的温度和比较升高相同温度所需的时间长短。 【典例1】某同学用如图所示的实验装置，比较不同物质的比热容，将分别盛有50g水和食用油的两个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所示。下列说法正确的是（　　） A．加热 2min，水吸收的热量大于食用油吸收的热量 B．食用油的比热容为 2.1×103 J/（kg•℃） C．2～3min 内，食用油吸收的热量为 1400J D．另一小组用同样的器材进行实验，得到的两种物质温度随时间变化图像均为图中的 A 所示，若已知该小组所用水的质量为 75g，则食用油的质量为 100g 【变式1】在探究“物质的吸热能力与哪些因素有关”的实验中，用质量是0.3kg的水和表中等质量的另一种物质进行对比，作出的图象如图所示。实验过程中，水和另一种物质在相同时间内吸收的热量相等，分析图象可以得出图线 　 　 （选填“a”或“b”）对应的物质为水，另一种物质为 　　 ，这种物质在0～5min内吸收的热量为 　 J。 物质 比热容c/[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 酒精 2.4×103 煤油 2.1×103 蓖麻油 1.8×103 题型8 比热容的概念 解｜题｜知｜识 （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，叫作这种物质的比热容，用符号c表示。 （2）单位：比热容的单位是J/（kg•℃），读作作焦每千克摄氏度。 （3）物理意义：水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。它的物理意义是1千克水，温度升高或降低1℃，吸收或放出的热量是4.2×103焦耳。 【典例1】如图所示，规格相同的甲、乙两烧杯中分别装有5kg的水，并用不同的加热器加热（不计热损失，气压为标准大气压），得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则下列说法正确的是（　　） A．由丙图可知，甲杯中水的比热容小于乙 B．加热相同时间，两杯水吸收的热量相等 C．甲图中加热器1每分钟放出的热量更少 D．加热时间为4min时，甲杯中水的温度是60℃ 【变式1】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 【变式2】下表是一些物质的比热容，单位：J/（kg•℃），说法正确的是（　　） 水 4.2×103 铝 0.88×103 煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103 沙石 0.92×103 铜 0.39×103 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的两倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块升高的温度大 D．比热容与物质吸收或放出热量的多少有关 题型9 利用比热容解释生活中的现象 解｜题｜知｜识 （1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象与应用 ①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。 ②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 【典例1】如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（　　） A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高 B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高 D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低 【变式1】根据图所示的天气状况和地表环境信息，推断昼夜温差最小的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】五一当天风和日丽，小明一家到月亮湾游玩。正午时分，他们徜徉海堤享受着暖风带来的惬意。下列表示陆地与海面之间空气流动（箭头指向）示意图与当时相符合的是（　　） A． B． C． D． 题型10 水的比热容特点及实际应用 解｜题｜知｜识 （1）水的比热容比较大，质量相同的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化要小些。 （2）现象与应用 ①白天沿海地区比内陆地区升温慢，夜晚沿海地区温度降低也慢。因此，在一年之中，夏季时内陆比沿海炎热，冬季时内陆比沿海寒冷。 ②水比热容大的特点，在生产，生活中经常被利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。 【典例1】下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是（　　） A．甲图，冬天的暖气设备用热水供暖 B．乙图，汽车发动机用水来冷却 C．丙图，早春傍晚，农民向稻田里灌水保护秧苗 D．丁图，深秋夜晚，果农给树上喷水结冰防冻坏桔子 【变式1】在生活中，我们常常会利用物质的比热容来解决一些实际问题，以下说法正确的是（　　） A．夏天在地面上洒水可以降温，是利用了水的比热容大这一特性 B．质量相同的水和煤油，升高相同的温度，煤油吸收的热量多 C．汽车发动机用水做冷却剂，是因为水的比热容大 D．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为在吸收或放出相同热量时，水的温度变化大 【变式2】我国南方地区在夏季时会用水浸泡着秧苗的底部以防止其被晒伤，这是利用了水以下的哪个特性（　　） A．质量大 B．比热容大 C．密度大 D．热值大 【变式3】根据表中几种物质的比热容数据，以下说法正确的是（　　） 物质 水 煤油 铝 铜 比热容/J/（kg•℃） 4.2×103 2.1×103 0.88×103 0.39×103 A．水和煤油相比，水更适合做温度计玻璃管中的液体 B．质量相同的铝和铜，吸收相同热量，铜升高的温度较高 C．水的比热容较大，因此沿海地区的昼夜温差比内陆大 D．物质的比热容越大，其吸收或释放的热量越多 题型11 比热容的计算公式 解｜题｜知｜识 比热容的计算公式：c。（c是比热容，t是末温，t0是初温，Δt表示温度的变化，Q表示吸收或放出的热量） 【典例1】质量相同的甲、乙两种物质从固态开始加热，它们在相同时间内吸收的热量相等，加热时间都为7min，它们的温度随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A．甲在3min～6min内是液态 B．甲是晶体，乙是非晶体 C．在3min～6min内，甲的内能保持不变 D．在固态时，甲的比热容小于乙的比热容 【变式1】在标准气压下，水的沸点是100℃，某种牛奶的沸点是100.7℃。加热条件相同时，加热质量相等、初温相同的水和牛奶，牛奶比水先沸腾。以下说法正确的是（　　） A．牛奶先沸腾，说明牛奶吸收更多的热量 B．牛奶的沸点超过100℃说明当地气压高于一个标准气压 C．两者相比，牛奶升高温度更多，吸收热量更多 D．水加热到沸腾所需时间更长，吸收热量更多，比热容更大 【变式2】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c水＝4.2×103J/（kg•℃），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2.8×103J/（kg•℃） B．液体M放热能力比水放热能力强 C．在t2∼t4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 【变式3】由Q＝cmΔt可得c，同一种物质的比热容c，下列说法正确的是（　　） A．若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B．若质量增大一倍，则比热容减至一半 C．若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D．无论质量多大，比热容都一样 题型12 比热容的比例计算 解｜题｜知｜识 根据c公式（有时需要对公式进行变形），将题干的比值关系代入即可，注意计算不要错误。 【典例1】甲、乙两物体质量相等，当甲物体温度升高15℃，乙物体温度升高30℃时，甲物体吸收的热量是乙物体吸收热量的2倍，则甲物质的比热容是乙的比热容的（　　） A．0.25倍 B．1倍 C．2倍 D．4倍 【变式1】甲、乙两种液体的初温分别为20℃和30℃，其比热容之比为2：1，质量之比为3：2。吸收了相同的热量后，假设两种液体均未达到沸点，甲的温度变为50℃，则乙的温度变为（　　） A．120℃ B．90℃ C．60℃ D．40℃ 【变式2】有甲、乙两种物质，质量之比是2：1，升高相同的温度吸收的热量之比是3：1，那么，甲、乙两种物质的比热容之比是（　　） A．2：1 B．1：2 C．3：2 D．2：3 题型13 比热容的图像 解｜题｜知｜识 一般情况下横轴表示加热时间，纵轴表示温度。 （1）定性分析解答方法有两种： ①选取相同的加热时间，比较温度的变化，加热时间相同，温度变化小的比热容大； ②选取相同的温度变化，比较加热的时间，温度变化相同，加热时间长的比热容大。 （2）定量分析：要从图像中提取有效信息，选取正确的物理公式进行计算。 【典例1】如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（　　） A．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能一定不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量小于a的质量 C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b少 D．b的比热容大于c的比热容 【变式1】质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示，已知c水＞c液，则下列说法中正确的是（　　） A．0﹣12min，乙液体的温度降低了20℃ B．甲液体不是水 C．乙液体的比热容为2.1×103J/（kg•℃） D．0﹣12min，甲液体的放出了8.4×104J的热量 题型14 利用比热容的公式计算热量 解｜题｜知｜识 物体的温度升高时吸收热量为：Q吸＝cm（t﹣t0） 物体的温度降低时放出的热量为：Q放＝cm（t0﹣t） 式中的c为物体的比热容，m为物体的质量，t0表示物体原来的温度，t表示物体后来的温度．若用Δt表示物体变化的温度（升高或降低的温度），那么，物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q＝cm△t． 【典例1】用相同规格的电加热器分别对质量均为240g的水和乙液体同时加热（不计热量损失），如图是水和乙液体的温度随加热时间变化的图像，已知，c水＞c乙，下列说法正确的是（　　） A．水的比热容表示水的温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J B．加热1min，水吸收的热量为2.52×104J C．乙液体的比热容为1.75×103J/（kg•℃） D．图线B是水的温度随加热时间变化图像 【变式1】实验表明，金属的比热容会随温度的变化而变化，如图为某金属的比热容随温度变化的图像，下列判断正确的是（　　） A．100℃﹣200℃区间，该金属的比热容随温度升高而增大 B．该金属的比热容在100℃﹣110℃区间比在160℃﹣170℃区间随温度变化更快 C．一定质量的该金属从100℃升高至110℃比从160℃升高至170℃吸收的热量多 D．一定质量的该金属吸收相同热量，初温120℃升温时比初温180℃升温时温度变化大 题型15 热平衡方程及其应用 解｜题｜知｜识 热平衡方程式：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，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸＝Q放，称为热平衡方程．在热量计算题中，常采用此等式． 【典例1】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℃，把另一块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℃，如果把同样100℃的铁块投入质量为（m1+m2）、温度为20℃的水中，热平衡后温度为（　　） A．50℃ B．48℃ C．36℃ D．32℃ 【变式1】某种不锈钢“冰块”，其表面是由不锈钢制成的，里面装有特殊的冷冻液体，已知不锈钢“冰块”的比热容为420J/（kg•℃），现将质量为0.5kg的不锈钢冰块冷冻至﹣15℃，然后迅速放入400g、30℃的水中，不考虑环境温度的影响，假设水降温放出的热量全部被不锈钢“冰块”吸收，则水温最终将变为　 　 ℃。 过 关 验 收 1．温度是表示物体 　 　 的物理量；在热传递过程中，物体吸收或放出的能量多少叫 　 　 ；功率是表示做功 　 　 的物理量。 2．小军同学用如图甲所示装置探究“不同物质的吸热能力”，实验中他使用相同的电加热器对A、B两种不同液体进行加热，请回答下列问题。 （1）实验时，除图甲中所示的器材外，还需要的测量工具是天平和 　 　 ； （2）如图乙所示，当AB温度均升高40℃的过程中，它们吸收的热量之比为 　 　 ； （3）通过对图乙的分析可知：液体 　 　 的吸热能力更强。 3．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表： （1）实验中应该使水和沙子的 　 　 相等；在此实验中，除了图中已有器材外，还必须用的器材有 　 　 和 　 　 。 （2）由表中数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量； 质量/g 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s 沙子 30 64 89 124 水 30 96 163 220 （3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，　 　 （选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。 4．为了探究液体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，某同学做了如下实验。在4个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热。下表是他们的实验记录，请根据实验记录的数据分析概括有关实验结论。 烧杯号 液体 质量/m 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min 1 水 300 20 30 12.3 2 水 150 20 30 6.2 3 煤油 300 20 30 6.1 4 煤油 300 20 25 3.1 （1）实验中用加热时间的长短来表示 　 　 ，这里用到的实验方法是 　 　 。 （2）实验中用到的测量工具有 　 　 ，　 　 ，　 　 。 （3）比较1号烧杯和2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：　 　 。 （4）比较1号烧杯和3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：　 　 。 （5）由实验数据可知，　　 的吸热能力比较强，物理学中用 　　 来表示物质吸热能力的强弱。 （6）本次探究实验过程中，该同学采用的主要研究方法是 　 　 。 5．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示： （1）在除了图中所给的实验器材外，还需要的测量工具有秒表和　 　 ； （2）实验中必须要选取初温相同且　 　 （选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体　 　 相同； （3） 液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 甲 150 20 10 50 乙 150 20 10 35 分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量　　 （选填“相同”或“不同”），　　 的吸热本领更强（选填“甲”或“乙”）。 6．在“比较不同物质吸热升温的情况”实验中，小明采用了如图所示的实验装置。 （1）实验中，应控制烧瓶中水和煤油的初温和 　 　 相等； （2）在选取电阻丝时，电阻丝甲和电阻丝乙的阻值要 　 　 （选填“相同”或“不同”）； （3）准备就绪后，闭合开关，记录的实验数据如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 水的温度/℃ 20 24 28 32 36 40 煤油的温度/℃ 20 28 36 44 52 60 分析表中数据可知，加热3min，水吸收的热量 　　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，　　 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。根据此性质，请写出一个水或煤油在生活中的应用：　 　 ； （4）实验结束后，小明整理器材时发现，烧瓶内的电阻丝很热，而与之相连的导线却不太热，请运用所学的物理知识对此现象做出解释：　 　 。 7．如图是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的装置加热。实验数据记录如表： 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 甲 0 40 82 126 乙 0 18 40 64 （1）本实验中要按照一定顺序组装器材，应先安装 　　 （选填“温度计”、“石棉网”或“烧杯”）。 （2）分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，液体 　　 需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，液体 　　 升温更高。（均选填“甲”或“乙”） （3）若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，液体 　　 冷却效果更好。 8．张军在做“比较不同物质吸热情况”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到下表中的数据。 烧杯号 物质 质量m/g 初温t1/℃ 末温t2/℃ 加热时间t/min 1 水 300 20 30 12.3 2 水 150 20 30 6.2 3 煤油 300 20 30 6.1 4 煤油 300 20 25 3.1 （1）本实验中，物质吸收热量的多少通过比较　 　 来反映。 （2）分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出初步结论：　 　 在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 （3）分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出初步结论：同种物质升高相同的温度时，吸收热量的多少与物质的　 　 有关。 9．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（用虚线框表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。 （1）实验中应保证水和煤油的初温与 　 　 （选填“质量”或“体积”）都相同。 （2）实验中选用相同的电加热器对水和煤油加热相同的时间，水吸收的热量 　 　 （选填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量。 （3）对水和煤油加热相同的时间后，可以观察到水升高的温度 　 　 （选填“高于”、“等于”或“低 于”）煤油升高的温度。 （4） 实验表明，　　 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。在物理学中，我们用 　 　 这个物理量来描述物质的这种特性。 （5）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，　　 （A/B）吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，　　 （A/B）升温较高。 10．由比热容公式，判断下列说法正确的是（　　） A．物质的比热容与它的质量成反比，质量越大，比热容越小 B．物质的比热容跟它吸收（或放出）的热量成正比，吸收热量越多，比热容越大 C．物质的比热容跟它的温度变化成反比，温度升高越少，比热容越大 D．比热容是物质的特性之一，跟热量、质量、温度变化的多少都无关 11．彤彤学习了比热容后，设想了一个家庭小实验来探究不同材料金属的比热容关系。周末彤彤用冰柜制作了一大块表面平整的冰，将向物理老师借的甲、乙、丙三块质量相同的不同材料金属加热到相同温度后，放到其冰块上。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 12．同学们通过地理课的学习知道，温带海洋性气候大多分布在沿海地区，而温带大陆性气候大多分布在内陆地区。如图所示，为两气候地区的全年温度变化曲线，从物理的角度分析，下列说法正确的是（　　） A．A气温变化小是因为海水的比热容大 B．A气温变化小是因为砂石吸收热量少 C．B气温变化大是因为砂石的比热容大 D．B气温变化大是因为海水吸收热量多 13．水具有比热容比较大的特点，如图所示，下列现象中与此特点无关的是（　　） A．海边的昼夜温差较小 B．房间里放盆水可以增加湿度 C．暖气设备用热水供暖 D．用水冷却汽车发动机 14．“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆沙漠地区昼夜温差大的特点。下列现象中，与沙漠昼夜温差大原因不同的是（　　） A．海边昼夜温差比沙漠小 B．我国北方楼房中的暖气用水作为介质 C．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 D．寒冷的冬季，在北方的菜窖里面放几桶水能使菜窖内的温度不会太低 15．小明听新疆的同学说新疆有“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”的谚语这反映了当地昼夜温差大，与沙漠地区相比，沿海地区昼夜差更小的主要原因与下列事例包含原理不同的是（　　） A．家中暖气用水做循环物质 B．生物体内水的比例高有助于调节生物自身的温度 C．夏天在教室地面上洒水感觉凉爽 D．冬天用暖水袋取暖 16．小怡对我国一些科技成就进行了梳理，如表所示。在“相关内容分析”中存在正确的是（　　） 序号 科技成就 相关内容分析 ① 大亚湾核电站 利用水进行冷却，利用了水的比热容较小的特点 ② 三峡船闸 轮船通行时利用了连通器的特点 ③ “玉兔号”月球车 车轮宽大可减小对月球表面的压力 ④ 国产大飞机C919 机翼获得升力利用了流体压强与流速的关系 A．①② B．②④ C．②③ D．①③ 17．两个相同的容器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。下列说法正确的是（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 C．质量相同的甲、乙液体，升高相同温度，乙液体吸收热量少 D．质量相同的甲、乙液体，加热相同的时间，甲液体比乙液体温度升高得多 18.“睡前常泡热水脚，舒筋活络睡眠好。”小丽需用温度为40℃的水泡脚，便把90℃的热水与3kg、20℃的冷水混合。若混合过程中没有热量的损失，求：[ （1）冷水吸收的热量？ （2）所需热水的质量？ 19．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。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却。问：[已知该金属的比热容为0.49×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）] （1）金属块在冷却过程中放出多少热量？ （2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在标准大气压下水温升高多少摄氏度？ 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