内容正文:
第十二章 机械能和内能
三、物质的比热容
课时1 认识比热容
过基础 核心知识精练
知识点 1 热量
1 [2026安国期中]在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是 ;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”指的是 。“放在取暖器旁的物体变热了”中的“热”是指通过热传递使物体的 增加。
知识点 2 观察不同物质吸热升温的现象
2为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的瓷盘中分别装入水和沙子,用同一个红外灯均匀照射对其加热。
(1)实验设计实验前要控制水和沙子的 (填“质量”或“体积”)和初温相同。
(2)实验原理比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种。
方法一:吸收相同的热量,比较它们各自升高的温度。
方法二: 。
加热过程中水和沙子吸热的多少是通过 (填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。这种科学实验方法是 。
(3)用相同的热源对其加热的目的是 。
(4)该实验中,小明测了如下表所示的三组数据,目的是 。
物质
质量m/g
温度升高10℃需要的时间t/s
温度升高20℃ 需要的时间t/s
温度升高30℃需要的时间t/s
沙子
30
64
128
192
水
30
96
192
288
(5)分析表中的实验数据可知,小明采用的是 (填“方法一”或“方法二”), (填“水”或“沙子”)的吸热能力较强。物理上用 这个物理量来描述物质的吸热能力。
(6)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (填“水”或“沙子”)升高的温度更多。
知识点3 比热容
3对于同一物态的某种物质,根据 可知( )
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度的变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
4已知水的比热容为 ,其表示的物理意义是: 的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量是 一杯水变凉了,它的内能将 ,比热容将 (后两空均填“增大”“减小”或“不变”)。
知识点 4 比热容的应用
5[2026 延川月考]下列现象中,与“水的比热容较大”这个特点无关的是 ( )
A.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
B.海边昼夜温差比沙漠中小,适于居住
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物自身的温度
D.楼房中的“暖气”用水作介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖
6小伟接了一杯温水,小伟的以下行为可以改变水的比热容的是 ( )
A.小伟喝掉了半杯水
B.小伟忘喝水,导致水变凉了
C.小伟觉得水温不够,又加了少量热水
D.小伟要做熔化实验,将水凝固成了冰
过能力 解题能力提升
1[2025连云港赣榆区期中]关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( )课内提分
A.物体温度越高,所含的热量越多
B.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
C.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D.热传递过程中,能量也可能是从内能小的物体传递给内能大的物体
2[2026榆林期中]下表提供了几种物质的比热容,请你依据表格中的信息判断,下列说法正确的是 ( )
几种物质的比热容(
水
冰
酒精
沙石
煤油
铝
水银
铜
A.液体的比热容都比固体的比热容大
B.物质发生物态变化后,其比热容不变
C.质量相等的水和酒精,吸收相同的热量后,酒精升高的温度比较大
D.沙漠中的昼夜温差比海边大,是因为水的比热容比沙石的比热容小
3 [2025延安期末]二十四节气中蕴含了丰富的物理知识,以下说法正确的是 ( )
A.立春:“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的
B.立夏:“夏避暑,临水而居”,是因为水的温度低
C.霜降:“一朝秋暮露成霜”,霜的温度越低,所含热量越少
D.大雪:“千里冰封,万里雪飘”,山顶积雪常年不化,积雪的内能为零
素养提升
4 [2026西安高新一中月考]在“探究不同物质吸热升温”的实验中,将A 和 B 两种不同密度的液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的液面相平,如图甲所示。用红外灯加热,每隔2m in记录一次温度。
(1)实验中,应调节两种液体到红外灯中心的距离 ,这样就可以通过比较 (填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)在实验操作的过程中有一处明显错误,你认为是 。
(3)纠正错误后,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关系的图像,在0~4m in内,A 吸收的热量等于B 吸收的热量, 升高的温度高;A、B两液体温度均升高到60℃, 吸收的热量多;由此可知, 的吸热能力更强。(以上均填“A”或“B”)
(4)家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图丙所示。仅在海陆风因素的影响下,如图丁所示的情形通常发生在 。
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
课时2 热量的分析与计算
过能力 解题能力提升
能力点 1 有关热量的计算
1 [2026 西安铁一中月考]质量都为1kg的铜、铁、铝三个金属块,吸收相同的热量后, 的温度升高得最多;若铝块温度升高了20℃,则铝块吸收的热量为 J。[已知c铜< c铁< c铝,c铝=]
2 [2025孝感期末]在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中初温为20℃ 、质量为0.1 kg的水在一个标准大气压下加热,如果不考虑热量的损失,水完全吸收酒精燃烧放出的热量为 则水升高的温度是多少?
3学校为同学们课间准备了牛奶,老师在上课前将50 盒质量为200g、温度为15 ℃的纯牛奶置于 60 ℃的热水中加热,当牛奶不再升温时牛奶和水的温度都为45℃。已知 牛奶 求:
(1)牛奶不再升温时吸收的热量。
(2)若水放出的热量中有75%被牛奶吸收,则需要热水的质量。(结果保留一位小数)
【变式】[2025 龙岩期中]如图所示,把要锻打的铁器先在火炉中烧红,然后移到大铁墩上锻打,再将锻好的铁器毛坯放在水中淬火,以增加铁器的硬度。一个质量为2kg的锻好的铁器毛坯温度为700℃,淬火使它的温度降低到 200℃,释放的热量有84%被质量为10 kg、初温为16℃的水吸收,求水的末温。
能力点 2 有关热量的比值问题
4 水和干泥土的比热容之比是5:1,质量之比是1:2,吸收的热量之比是3:2,若水升高温度后,没有达到沸点,则水和干泥土升高的温度之比是( )
A.5:3 B.3:5 C.15:4 D.15:1
5 [2025 无锡港下中学月考]由铁制成的甲、乙两物体,质量之比是3:1,若甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了15℃,则两物体比热容之比为 ,乙物体的温度升高了 ℃;若甲、乙两物体升高的温度之比是3:2,则两物体吸收热量之比为 。
能力点 3 热量的图像问题
6 [2026北师大贵阳附中月考,多选]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a的温度不变,内能增大
B. a的比热容大于c的比热容
C.温度从 T₁升高到 T₂时,a吸收的热量比b多
D.如果 a、b是同种物质,b的质量大于a 的质量
7小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16 min 内吸收的热量为 J,另一种液体的比热容为 J/(kg·℃)。[]
8实验测得1 kg某物体熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物体在液态下的比热容 设物体在相同时间内从热源吸收的热量相同。根据图像解答下列问题:
(1)该物体在第4m in时的内能 (填“大于”“等于”或“小于”)第8 min时的内能。
(2)求该物体在10~14 min内吸收的热量。
(3)求该物体在固态下的比热容c₂。
能力点 4 有关热量的分析
9 [2026深圳红山中学月考]有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛热水的杯中,热平衡后,水温降低了△t,把甲球取出,再将乙球放入这杯水中,热平衡后水温又降低了△t(过程中的热量损失不计且不与外界发生热量交换),则甲球的比热容和乙球的比热容大小关系是( )
A.甲球的比热容大于乙球的比热容
B.甲球的比热容小于乙球的比热容
C.甲球的比热容等于乙球的比热容
D.以上三种情况都有可能
10 [2025厦门外国语学校月考]将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(C铝>C铁 >C铜)浸没在沸水中煮足够长的一段时间后,从沸水中吸热最多的是 球。将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,捞出并放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三个金属块中比热容最小的是金属块 (填“甲”“乙”或“丙”)。
第十二章 机械能和内能
三、物质的比热容 答案
课时1 认识比热容
过基础 核心知识精练
知识点 1 热量
1 [2026安国期中]在物理学中,“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“天气很热”中的“热”指的是 温度 ;沸水温度降低时,向外放热,这个“热”指的是 热量 。“放在取暖器旁的物体变热了”中的“热”是指通过热传递使物体的内能增加。
知识点 2 观察不同物质吸热升温的现象
2为了比较水和沙子吸热本领的大小,小明在两个相同的瓷盘中分别装入水和沙子,用同一个红外灯均匀照射对其加热。
(1)实验前要控制水和沙子的质量(填“质量”或“体积”)和初温相同。
(2)比较水和沙子吸热升温快慢的方法有两种。
方法一:吸收相同的热量,比较它们各自升高的温度。
方法二:升高相同的温度,比较它们各自吸收热量的多少。
加热过程中水和沙子吸热的多少是通过 加热时间(填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。这种科学实验方法是 转换法 。
(3)用相同的热源对其加热的目的是使沙子和水在相同时间内吸收的热量相同 。
(4)该实验中,小明测了如下表所示的三组数据,目的是避免偶然性,寻找普遍规律 。
物质
质量m/g
温度升高10℃需要的时间t/s
温度升高20℃需要的时间t/s
温度升高30℃需要的时间t/s
沙子
30
64
128
192
水
30
96
192
288
(5)分析表中的实验数据可知,小明采用的是方法二 (填“方法一”或“方法二”),水 (填“水”或“沙子”)的吸热能力较强。物理上用 比热容 这个物理量来描述物质的吸热能力。
(6)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, 沙子 (填“水”或“沙子”)升高的温度更多。
知识点 3 比热容
3对于同一物态的某种物质,根据 可知(D)
A.比热容跟热量成正比
B.比热容跟质量成反比
C.比热容跟温度的变化量成反比
D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化量的乘积之比是个恒量
4已知水的比热容为 其表示的物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃时吸收(或放出)的热量是 一杯水变凉了,它的内能将 减小 ,比热容将不变 (后两空均填“增大”“减小”或“不变”)。
知识点 4 比热容的应用
5 [2026延川月考]下列现象中,与“水的比热容较大”这个特点无关的是 (A)
A.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉更冷
B.海边昼夜温差比沙漠中小,适于居住
C.生物体内水的比例很高,有助于调节生物自身的温度
D.楼房中的“暖气”用水作介质,把燃料燃烧时产生的热量带到房屋中取暖
6小伟接了一杯温水,小伟的以下行为可以改变水的比热容的是 (D)
A.小伟喝掉了半杯水
B.小伟忘喝水,导致水变凉了
C.小伟觉得水温不够,又加了少量热水
D.小伟要做熔化实验,将水凝固成了冰
过能力 解题能力提升
1 [2025连云港赣榆区期中]关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 (D)
A.物体温度越高,所含的热量越多
B.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
C.物体的内能与温度有关,只要温度不变,物体的内能就一定不变
D.热传递过程中,能量也可能是从内能小的物体传递给内能大的物体
2 [2026榆林期中]下表提供了几种物质的比热容,请你依据表格中的信息判断,下列说法正确的是 (C)
几种物质的比热容(
水
冰
酒精
沙石
煤油
铝
水银
铜
A.液体的比热容都比固体的比热容大
B.物质发生物态变化后,其比热容不变
C.质量相等的水和酒精,吸收相同的热量后,酒精升高的温度比较大
D.沙漠中的昼夜温差比海边大,是因为水的比热容比沙石的比热容小
3 [2025延安期末]二十四节气中蕴含了丰富的物理知识,以下说法正确的是 (A)
A.立春:“大地阳和暖气生”,大地内能的增加是太阳通过热传递的方式实现的
B.立夏:“夏避暑,临水而居”,是因为水的温度低
C.霜降:“一朝秋暮露成霜”,霜的温度越低,所含热量越少
D.大雪:“千里冰封,万里雪飘”,山顶积雪常年不化,积雪的内能为零
素养提升
4 [2026西安高新一中月考]在“探究不同物质吸热升温”的实验中,将A 和B 两种不同密度的液体分别装在两个相同的烧杯中,两杯液体的液面相平,如图甲所示。用红外灯加热,每隔2m in记录一次温度。
(1)实验中,应调节两种液体到红外灯中心的距离相等 ,这样就可以通过比较 加热时间 (填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)在实验操作的过程中有一处明显错误,你认为是 没有控制液体质量相同 。
(3)纠正错误后,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关系的图像,在0~4m in内,A吸收的热量等于B吸收的热量, A 升高的温度高;A、B两液体温度均升高到60℃, B 吸收的热量多;由此可知, B 的吸热能力更强。(以上均填“A”或“B”)
(4)家用小型风力发电机独特的尾翼结构,能使其旋翼自动迎风,如图丙所示。仅在海陆风因素的影响下,如图丁所示的情形通常发生在 D 。
A.发生在白天,且陆地温度较高
B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高
D.发生在夜晚,且海水温度较高
课时2 热量的分析与计算
过能力 解题能力提升
能力点 1 有关热量的计算
1 [2026 西安铁一中月考]质量都为1kg的铜、铁、铝三个金属块,吸收相同的热量后,铜块 的温度升高得最多;若铝块温度升高了20℃,则铝块吸收的热量为 [已知c铜< c铁< c铝,c铝=]
2 [2025孝感期末]在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中,用酒精灯给烧杯中初温为20℃ 、质量为0.1 kg的水在一个标准大气压下加热,如果不考虑热量的损失,水完全吸收酒精燃烧放出的热量为 则水升高的温度是多少? 解:在不考虑热量损失的情况下,水吸收的热量 水升高的温度 90 ℃,最终水的温度t=t₀+Δt=20℃ +90 ℃ =110 ℃,但因在一个标准大气压下,水的沸点是100 ℃,所以水的末温是100 ℃,水实际升高的温度为80 ℃。
3学校为同学们课间准备了牛奶,老师在上课前将50盒质量为200g、温度为15 ℃的纯牛奶置于 60℃的热水中加热,当牛奶不再升温时牛奶和水的温度都为45℃。已知 ,c牛奶 求:
(1)牛奶不再升温时吸收的热量。
(2)若水放出的热量中有75%被牛奶吸收,则需要热水的质量。(结果保留一位小数)
解:牛奶总质量 升高的温度 吸收的热量Q吸= c牛奶m牛奶 =×
(2)水放出的热量中有 75%被牛奶吸收,即 水放出的热量 代入关系式
解得m水≈15.9 kg。
【变式】[2025 龙岩期中]如图所示,把要锻打的铁器先在火炉中烧红,然后移到大铁墩上锻打,再将锻好的铁器毛坯放在水中淬火,以增加铁器的硬度。一个质量为2kg的锻好的铁器毛坯温度为700 ,淬火使它的温度降低到200 ,释放的热量有84%被质量为10 kg、初温为16℃的水吸收,求水的末温。[,c铁
解:铁器毛坯放热
水吸热
水升温 9.2 ,水的末温t末=16 ℃ +9.2 ℃ =25.2 ℃。
能力点2有关热量的比值问题
4水和干泥土的比热容之比是5:1,质量之比是1:2,吸收的热量之比是3:2,若水升高温度后,没有达到沸点,则水和干泥土升高的温度之比是(B)
A.5:3 B.3:5 C.15:4 D.15:1
5 [2025 无锡港下中学月考]由铁制成的甲、乙两物体,质量之比是3:1,若甲、乙两物体吸收相同的热量,甲物体温度升高了15 ,则两物体比热容之比为1:1 ,乙物体的温度升高了 ;若甲、乙两物体升高的温度之比是3:2,则两物体吸收热量之比为 9:2 。
能力点 3 热量的图像问题
6 [2026北师大贵阳附中月考,多选]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(AD)
A. t₁~t₂时间内a的温度不变,内能增大
B. a的比热容大于c的比热容
C.温度从 T₁ 升高到T₂时,a 吸收的热量比b多
D.如果a、b是同种物质,b的质量大于a的质量
7小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16 min 内吸收的热量为 另一种液体的比热容为
8实验测得1 kg某物体熔化时温度随时间变化的图像如图所示。已知该物体在液态下的比热容 设物体在相同时间内从热源吸收的热量相同。根据图像解答下列问题:
(1)该物体在第4m in时的内能 小于 (填“大于”“等于”或“小于”)第8 min时的内能。
(2)求该物体在10~14 min内吸收的热量。
(3)求该物体在固态下的比热容 。
解:(2)10 ~14 min 内该物体吸收的热量 Q =
(3)该物体在前2min内吸收的热量 该物体在此时间段为固体,质量m =1 kg,温度的变化量△t₁=20℃,
该物体在固态下的 比热容 3
能力点 4 有关热量的分析
9 [2026深圳红山中学月考]有两个温度和质量都相同的金属球,先把甲球放入盛热水的杯中,热平衡后,水温降低了△t,把甲球取出,再将乙球放入这杯水中,热平衡后水温又降低了△t(过程中的热量损失不计且不与外界发生热量交换),则甲球的比热容和乙球的比热容大小关系是(B)
A.甲球的比热容大于乙球的比热容
B.甲球的比热容小于乙球的比热容
C.甲球的比热容等于乙球的比热容
D.以上三种情况都有可能
10 [2025厦门外国语学校月考]将质量和初温均相同的铝、铜、铁三个金属球(C铝>C铁 >C铜)浸没在沸水中煮足够长的一段时间后,从沸水中吸热最多的是 铝 球。将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后,捞出并放到上表面平整的冰块上,经过一定时间后,冰块形状基本不再变化时的情形如图所示,则三个金属块中比热容最小的是金属块 甲 (填“甲”“乙”或“丙”)。
学科网(北京)股份有限公司
$