12.3 《物质的比热容》科素养同步分层练习设计（基础版）-2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

**基本信息** 以“比热容”为核心，通过基础认知、理解应用、综合拓展三层设计，实现从概念辨析到跨学科应用的知识巩固，适配新授课基础夯实需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础认知|比热容概念及简单应用|选择题1-4结合湿地、热水袋等生活情境，考查比热容与温度变化关系，强化物理观念| |理解应用|公式计算与实验探究|实验题13-14通过控制变量法探究吸热能力，计算题15结合热值综合计算，培养科学思维与推理| |综合拓展|实际情境与跨学科综合|科普阅读16联系太阳能供暖系统，综合题17分析海陆风成因，体现科学探究与社会责任|

12.3 《物质的比热容》科素养同步分层练习设计（基础版） 一、选择题 1．沱江的湿地与周边沙石相比，在同样日光照射下，沙石温度升高更快的原因是（　　） A．日照时间较长 B．沙石吸收热量较多 C．沙石的比热容较大 D．沙石的比热容较小 2．冬天，人们常用热水袋取暖，主要是因为水具有较大的（　　） A．热量 B．凝固点 C．比热容 D．热值 3．近10年来，我国持续推进海绵城市建设。海绵城市能有效蓄水，还能缓解局部早晚温差。“缓解早晚温差”主要利用了水的（　　） A．流动性强 B．凝固点较低 C．密度较大 D．比热容较大 4．惠城区大湖溪沥湿地公园环境优美，湿地还能调节空气的温度，是因为水的（　　） A．密度大 B．内能大 C．比热容大 D．流动性大 5． 初中各学科之间有着密切的联系，化学、生物学、地理学中也有物理知识的广泛运用。下列描述或说法中正确的是 ( ) A．甲图中，在蒸馏水的制备中是通过做功来增大水的内能的 B．乙图中，向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度大的性质 C．丙图中，肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中是不做功的 D．丁图中，海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大 6．下列与比热容相关的知识正确的是（　　） A．冬天手机续航下降，因为低温下电池内部物质的比热容变小 B．夏天手机容易发烫，因为手机外壳材料比热容较大，吸热后温度变化明显 C．有些手机采用石墨烯散热，是利用石墨烯比热容小的特点 D．手机电池充电时温度升高，因为电流做功产生热量，电池的比热容并未改变 7．根据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 物质 比热容 水 煤油 砂石 A．水的温度升高1℃需吸收的热量 B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 C．1kg煤油温度降低1℃需要放出的热量 D．使1kg的水和煤油都升高1℃，水吸收的热量较少 二、多选题 8．“生活处处有物理”，下列生活现象所利用的物理知识说法正确的是： A．汽车发动机用水作为冷却液是因为水的比热容大 B．“花气袭人知骤暖”，温度越高，分子运动越缓慢 C．坐在行驶的汽车上向窗外看时感觉到路边的树向后退，是以路边的树为参照物 D．水池的实际深度比看上去深，不要贸然下水 三、填空题 9．如图是中国自主产权的盾构机工作时的模拟场景。盾构机前端安装了“削铁如泥”的刀盘，刀盘旋转工作时会产生大量的热，这是通过　 　方式改变物体内能的。工作中需要用水给刀片降温，主要利用了水的　 　较大的特性。 10． 地球上海水的总质量约为 比热容约为 如果这些海水温度降低 0.5℃，放出的热量约是　 　J，这些热量相当于燃烧约　 　kg煤放出的热量。(煤的热值为 11． 汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，这是通过增大接触面的粗糙程度来增大　 　，防止车辆打滑；汽车发动机常用水做冷却剂，是因为水的　 　较大。 12． 神舟二十三号载人飞船于 5 月 24 日成功发射，如图所示。运载火箭使用的推进剂中含有热值为4.2×107J/kg的偏二甲肼燃料，完全燃烧 的这种燃料可以释放　 　J的热量。飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船相对于核心舱是　 　的。 四、实验探究题 13．如图所示为“观察不同物质吸热升温现象”的装置。将质量相同的甲、乙液体分别放在两个瓷盘中，用红外灯均匀照射两个瓷盘，再分别测出甲、乙液体的温度。记录相关数据，并绘制出如图(b)所示的图像。 （1）实验中，除了图(a)中所展示的器材外，还必须用到的测量工具有秒表、天平和　 　。 （2）同时开始加热到第4min，通过比较　 　可以判断两种液体吸热能力的强弱。从图(b)可知，　 　 (甲/乙)物质吸热能力更强。0—4min内，甲吸收的热量　 　(大于/等于/小于)乙吸收的热量。 （3）甲、乙两种液体的比热容之比是　 　。 14．某同学用相同的加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油，以相同的加热方法加热如图甲，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像如图乙。 （1）若给水和煤油加热相同的时间，则水和煤油吸收的热量　 　选填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”，　 　选填“水”或“煤油”升高的温度较多，说明　 　选填“水”或“煤油”的吸热能力强一些。 （2）根据图像分析可知，升高相同的温度，水和煤油吸收的热量之比为　 　。 （3）已知水的比热容是，则煤油的比热容是　 　。 五、计算题 15．如图所示是某品牌汽车汽油机的能量流程图，某次该汽车行驶过程中消耗了0.1kg汽油。求：【汽油的热值为4.2x107J/kg，水的比热容为4.2x103J/kg·℃】 （1）该汽油机的效率； （2）此行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量； （3）若释放的热量有25%被冷却水吸收，则质量为5kg的冷却水升高的温度。 六、科普阅读题 16．某高校科研人员根据西藏地区太阳辐射强、供暖周期长等特点，为藏区某县设计了太阳能供暖蓄热系统。该系统由集热、蓄热和供暖三部分组成，其基本工作过程如图 1 所示。集热板白天接收太阳辐射时，其内部水温升高，然后通过热交换器，使蓄水箱内水温升高，再通过水泵将热水送入用户。集热板无法供热时，蓄水箱与热交换器之间阀门关闭。晴天时，集热板获得的内能不仅能满足县城用户全天 24 小时的取暖需求， 同时富余的内能可储存在蓄水箱中，用以解决阴雨天集热板无法供热的问题。 如图 2 所示，太阳能集热板中有许多玻璃吸热管并列排布，每根玻璃吸热管由双层玻璃管组成，双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递，如图 3 所示是双层玻璃吸热管的内部结构，其与保温瓶的玻璃内胆相似，只是在玻璃吸热管的内表面涂了一层黑色 的吸热材料，能更有效地吸收太阳能。 同学们用所学知识对该县太阳能供暖蓄热系统某一天的数据进行了简单的分析，为便于 计算，工作过程和相关数值均做了简化处理，如下表所示。不计集热板到水箱之间的管 道、热交换器的热损失。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)] 集热板每小时、每平方米接 收的太阳辐射能量 集热板面积 蓄水箱全天持续供暖输出能量（含用户得到 的内能、蓄水箱和供暖管道的热损失） 3×106J 4×104m2 1.74×1011J （1）太阳光照射到集热板中黑色吸热材料上，使管内的水变热，这是通过　 　的方式改变内能。 （2）图 3 中，能否将黑色的吸热材料涂在玻璃管的表面上？请判断并说明理由：　 　. （3）若这一天光照时长为 10h，集热板的光热转化效率为 60%，则集热板中的水获得的内能是　 　J；这些内能，一方面通过蓄水箱对用户全天持续供暖，另一方面使得蓄水箱的温度最终升高了 10℃。请分析计算该水箱中水的质量至少是　 　kg。 （4）假设该县城用户均采用地暖供热，根据地理供热标准，用户的进水温度不低于 40℃。若上述系统这一天持续供暖结束后，蓄水箱水温为 50℃，接下来为连续阴天气，该蓄水箱储存的内能是否还能为县城用户按标准持续供暖 3 天？请判断并说明理由：　 　。 七、综合题 17．我国幅员辽阔，跨纬度较广，距大海远近不同的地区气候差异较大，加之地势高低不同，地形类型及山脉走向多样，从而形成了多种多样的气候。如下表所示是某日上海、成都两个城市的气温情况。 城市 天气情况 最高温度/℃ 最低温度/℃ 甲 晴 13 5 乙 晴 12 8 （1）上海、成都的纬度相同，在晴朗的天气条件下，两个城市的吸、放热情况大致相同；依据表中的　 　，结合所学知识，可以判断城市甲是　 　(选填“上海”或“成都”)。 （2）沿海地区炎热晴朗的天气里易形成海陆风。图(a)、(b)所示的海陆风形成示意图中图　 　反映的是白天海风的形成。理由是　 　。 答案解析部分 1．【答案】D 【知识点】比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】相同日照条件下，相同时间里，以水为主要构成的湿地，和周边沙石地区吸收的热量大致相等；当二者质量相同时，结合公式，变形可得：沙石的比热容小于水的比热容，因此沙石的温度升高速度比水更快。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 【分析】热量的计算：公式为Q=cmΔt。 2．【答案】C 【知识点】比热容的定义及其计算公式；燃料的热值 【解析】【解答】A、热量是发生热传递时，物体间能量转移的形式，是物体由于温度差传递的能量，故A错误； B、凝固点是晶体物质凝固过程中，温度保持不变，这个保持不变的温度就是该晶体的凝固点，不同晶体的凝固点各不相同，故B错误； C、水本身的比热容较大，当质量相同的水和其他物质相比，在降低相同温度时，水能够释放出更多的热量。冬天人们使用热水袋取暖，正是利用了水比热容较大这个特点，故C正确； D、热值是描述燃料的物理量，指的是燃料完全燃烧时，放出的热量和燃料质量的比值，水不属于燃料，也不存在热值的概念，故D错误。 故选C。 【分析】1、比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂 2、热量是过程量，不能说具有； 3、水不属于燃料，不存在热值； 4、凝固点和取暖无关。 3．【答案】D 【知识点】密度及其特性；比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】根据Q=cm△t可知，自然界中水的比热容大，则相同质量的水在吸收或释放相同热量时，温度变化小，所以海绵城市能有效蓄水可以调节当地的气候， 故D正确，而ABC错误。 故选D。 【分析】比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量。 4．【答案】C 【知识点】比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】 因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量时，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量时，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，所以湿地能有效调节周围环境的气温。 故选：C。 【分析】 水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少。 5．【答案】D 【知识点】密度及其特性；热传递改变物体内能；比热容的定义及其计算公式；是否做功的判断 【解析】【解答】A、在蒸馏水的制备中水蒸气遇冷液化放热，水吸收热量内能增加，温度升高，水的内能是通过热传递的方式增大的，故A错误； B、向下排空气法收集氢气是利用氢气的密度小的性质，故B错误； C、肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中，有力作用在桡骨上，而且桡骨在力的方向上移动了一定的距离，所以肱二头肌在向上牵引桡骨转动的过程中做了功，故C错误； D、海陆风形成的原因之一是海水的比热容比砂石大，相同质量的海水和砂石，白天吸收相同的热量，海水升高的温度较小，陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海陆风，故D正确。 【分析】（1）水蒸气液化放热，温度不同时，通过热传递改变内能； （2）氢气密度比空气小； （3）做功的两个要素：作用在物体上的力以及物体在力的方向上移动了一定的距离； （4）水的比热容较大，相同质量的水与其它物质相比，吸热相同的热量，水升高的温度较小。 6．【答案】D 【知识点】比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】A、比热容和温度无关，故A错误； B、夏天手机容易发烫，因为手机外壳材料比热容较小，吸收热量后，温度变化比较明显，故B错误； C、有些手机采用石墨烯散热，是利用石墨烯比热容大的特点，故C错误； D、手机电池充电时温度升高，因为电流做功产生热量，电池的比热容并未改变 ，故D正确； 综上选D。 【分析】比热容的应用：水、石墨烯的比热容较大，用其做冷却剂； 比热容是物质的特性，与物体的形状、质量、吸放热的多少等无关。 热量的计算：公式为Q=cmΔt，吸收热量后，比热容小的，温度变化量大。 7．【答案】C 【知识点】比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】AB．比热容是物质的特性，和质量无关，水的比热容为，表示1kg的水温度升高（或降低）1℃需吸收（或放出）4.2×103J的热量，表述无质量，且单位错误，故AB错误； C．煤油的比热容为，1kg的煤油温度降低1℃放出的热量，故C正确； D．根据Q=cmΔt，水的比热容比煤油大，使1kg的水和煤油都升高1℃，水吸收的热量较多，故D错误。 故选C。 【分析】比热容是物质的一种特性，与质量大小无关，表示1kg的物质温度升高1℃吸收的热量；质量和温度差一定时，比热容越大，吸收热量越多。 8．【答案】A,D 【知识点】光的折射现象及其应用；比热容的定义及其计算公式；参照物及其选择；分子热运动 【解析】【解答】A、汽车发动机工作时产生大量的热，这些热如果不迅速转移，就可能损害发动机，因此利用水的比热容大的特点（相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多）把这些热迅速吸收，使发动机的温度不致升得太高，故A正确。 B、花气袭人知骤暖，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈，故B错误； C、坐在行驶的汽车上向窗外看时感觉到路边的树向后退，是以自己或汽车为参照物的，故C错误； D、从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，是由于光从水中斜射入空气中，在水面处发生光的折射，折射角大于入射角，逆着光线看到的是池底变浅的虚像，所以不要贸然下水，故D正确。 故选：AD。 【分析】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；吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少；物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动；判断物体的动与静就看相对于参照物的位置是否发生改变；光从一种介质斜射入另一种介质时，光的传播方向就会发生偏转，这是光的折射现象。 9．【答案】做功；比热容 【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】刀盘旋转工作时会产生大量的热，摩擦力会做功，这是通过做功改变物体内能，利用水降温，是由于水的比热容较大。 【分析】改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能。 比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂。 10．【答案】； 【知识点】热量的计算；燃料的热值 【解析】【解答】地球上的水温度降低0.5摄氏度后释放的热量Q=cmΔt= ，煤炭完全燃烧释放的热量为Q，质量为。 【分析】1、物质的热值为单位质量燃料完全燃烧释放的能量，是物质的基本属性；只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。计算公式为Q=mq； 2、热量的计算：公式为Q=cmΔt。 11．【答案】摩擦力；比热容 【知识点】比热容的定义及其计算公式；增大或减小摩擦的方法 【解析】【解答】（1） 汽车轮胎上刻有凹凸不平的花纹，这是保持压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力； （2）汽车发动机常用水做冷却剂，是因为水的比热容较大，质量相同的水升高相同的温度时会吸收更多的热量。 故填：摩擦力；比热容 【分析】（1）增大摩擦力的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度； （2）比热容是表示物质吸放热本领大小的物理量。 12．【答案】4.2×1012；静止 【知识点】热量的计算；参照物及其选择 【解析】【解答】完全燃烧 的偏二甲肼燃料可以释放的能量为： Q放=mq=1×105kg×4.2×107J/kg=4.2×1012J 飞船与空间站“天和核心舱”对接成功后，飞船与核心舱之间的位置没有发生变化，所以飞船相对于核心舱是静止的。 【分析】 1.已知消耗燃料的质量和热值，根据Q=mq求出偏二甲肼燃料完全燃烧所能释放出的热量； 2.在研究物体运动时，要选择参照的标准，即参照物，物体的位置相对于参照物发生变化，则运动，不发生变化，则静止。 13．【答案】（1）温度计 （2）温度变化量；乙；等于 （3）1：2 【知识点】探究不同物质的吸热能力 【解析】【解答】（1）根据表格数据，纵坐标为温度，所以还需要温度计测量温度； （2） （3）同时开始加热到第4min， 通过比较温度的变化量可判断 两种液体吸热能力的强弱 ，由图（b）可知，甲的温度变化量为40℃，乙的温度变化量为20℃，相同时间物体吸热量相同，根据Q=cmΔt计算可知，乙的比热大。。 探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；加热时间过长，表明吸收热量较大，所以水的质量较多或者初温较低，或者没有加盖三种原因。 【分析】探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）。 14．【答案】（1）一样多；煤油；水 （2）： （3） 【知识点】探究不同物质的吸热能力 【解析】【解答】（1）使用相同的加热装置，则相同时间下，水和煤油的吸收热量一样多，煤油升温高，根据Q=cmΔt计算可知水的吸收能力强。 （2）（3）升高相同的温度，水和煤油的加热时间为2：1，则水和煤油的比热容为2：1；则煤油的比热容为0.5× = 。 【分析】探究不同物质吸热：原理为Q=cmΔt，在控制材料不同的前提下，保证质量、吸收热量相同，根据加热时间代表物体吸收热量的多少（加热时间越长表明吸收热量越大），当加热时间相同时，温度变化少，物质的比热容大（吸热能力强）；加热时间过长，表明吸收热量较大，所以水的质量较多或者初温较低，或者没有加盖三种原因。 15．【答案】（1）从能量流向图可知，总能量为 100%，各项损失为： 废气内能：33% 冷却水：25% 摩擦与辐射：7% 效率为有用功占比： η=100%−33%−25%−7%=35% 答：该汽油机的效率 为35％ （2）已知：消耗汽油质量m=0.1kg，汽油的热值为q=4.2×10 7J/kg 故行驶过程中汽油完全燃烧释放的热量Q 放=mq=0.1kg×4.2×10 7J/kg=4.2×10 6J 答：汽油完全燃烧释放的热量为4.2×106J （3）冷却水吸收的热量：Q吸=ηQ放=25%×4.2×10 6 J=1.05×10 6 J 由 Q吸=cmΔt得 答：冷却水升高的温度为50℃ 【知识点】温度、热量与内能的关系；热量的计算 【解析】【分析】 （1）考查能量流向图的信息提取与计算能力；概念理解能力：理解热机效率是“有用能量占总能量的比例”，用总能量减去所有损失的能量占比，得到有用功的占比，即热机效率。 （2）考查燃料完全燃烧放热公式：Q 放=mq，单位换算与直接套用热值公式进行计算 和数据处理能力。目的为强化基础计算，规范步骤书写。 （3）本题将效率、热值、吸热三个知识点串联起来，考查效率与吸热的综合计算。吸热公式：Q吸=ηQ放 ，多步公式的变形与推导能力，能从Q吸=cmΔt推导出 。 ​​​​​​ 16．【答案】（1）热传递 （2）不可以，外表面吸收太阳能难以通过真空传递至内表面 （3）； （4）可以 【知识点】做功改变物体内能；热传递改变物体内能；热量的计算 【解析】【解答】（1） 太阳光照射到集热板中黑色吸热材料上 ，通过热传递使得水的内能增加，温度升高。 综上 第1空、 热传递； （2）据题可知， 双层玻璃管之间是真空，真空不利于热量的传递 ，所以不可以将黑色的吸热材料涂在玻璃管的表面上 。 综上 第1空、不可以，外表面吸收太阳能难以通过真空传递至内表面。 （3）据题可知集热板面积为 4×104m2，单位面积吸热量为 3×106J，所以10h总吸热量为1.2×1012J，转化效率为0.6，所以水获取内能为0.6×1.2×1012J=，根据热量的计算公式Q=cmΔt可知，m=。 综上 第1空、 第2空、. （4）蓄水箱水温降低释放的热量Q=，所以可以维持的天数d=，可以满足。 综上 第1空、 可以。 【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递，如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能，用酒精灯热水属于热传递改变物体内能； 2、热量的计算：公式为Q=cmΔt，所以吸收或者释放相同的热量，水比热容大，温度变化低，应用：冷水降温、温水保温。 17．【答案】（1）温差/最高温度和最低温度；成都 （2）(b)或b；白天陆地升温快，气温高，空气上升，海洋上的冷空气流向陆地，形成海风。 【知识点】比热容的定义及其计算公式 【解析】【解答】（1）根据表格的温度变化，即温差，温差大的城市属于内陆，温度小的属于沿海城市，甲温差大，所以甲为成度； （2）白天陆地温度高，空气膨胀而上升，大海的温度低，空气变大向下运动，形成海风，所以b正确 【分析】比热容的应用：水的比热容较大，用水做冷却剂，沿海地区，水分充足，吸收相同的热量后，温度变化小。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $