第2章 第2节 第2课时 比热容与热量的计算-【通成学典】2026-2027学年九年级上册科学拔尖特训(浙教版·新教材)

第2章能的转化与能量守恒 第2课时比热容与热量的计算 一阶·基础通关 融通新授知识，夯实双基。 1.对于同一物态的某种物质，根据c= Q 可知 m△t A,比热容跟热量成正比 B.比热容跟质量成反比 C.比热容跟温度变化成反比 D.吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是一个恒定量 2.为了比较水和食用油的吸热能力，小科用两个相同的装置做了如图所示的实验。实验数据记录 如表所示。 食用油 初始 加热 最后 物质 质量/g 温度/℃ 时间/min 温度/℃ 水 60 20 6 42 (第2题图) 食用油 60 20 6 62 (1)在实验中，加热相同的时间，水吸收的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收 的热量。 (2)加热结束时，若不考虑蒸发，则水的内能比加热前 (填“大”或“小”)。 (3)实验表明， (填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。 (4)若水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则食用油的比热容为 J/(kg·℃)。 扫二阶·素能攀升 强化运用能力，提升素能 3.舒养科学思维将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡 上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示。这三块金属的比热容情况是 () A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大 805 960 石蜡 甲 640 20 77777777777777777777W77777 00.10.20.3 木板 t/min (第3题图) (第5题图) 4.有两个温度和质量都相同的金属球，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了△。 把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水温又降低了△，则甲球比热容c甲和乙球比热容c乙 大小的关系是（不计热量损失） () A.c甲>C乙 B.c甲<c乙 C.c甲=C乙 D.以上三种情况都有可能 5.如图所示为冷水与热水混合时，温度随时间变化的图像。假设在热传递过程中没有热量损失，那 么，由图中所给的信息可知，冷热水的质量与吸放热之比分别是 () A.2:1、1:1 B.1:1、2:1 C.1:1、1:2 D.1:2、1:1 41 特训科学（浙教版）九年级上 6.[2025宁波一模]某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加 热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到t3时刻停止加热，然后让其冷却。上述过 程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图），在t1~t2时间 段，该物体吸收的热量大小是 (用字母表示)，在t2~t4时间段，该物质的比热容 (填“先增大后减小”“增大”“减小”或“不变”)，4~t5时间段内该物体的内能 (填“增大”“减小”或“不变”)。 时间 (第6题图) 7.有一根烧红的铁棒，温度是800℃，质量是400g,它的温度降低到20℃，要放出多少热量？若这 些热量全部被水吸收，能使初温为20℃，质量为400g的水温度升高多少摄氏度？[已知铁的比 热容c铁=0.46×103J/(kg·℃)，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，水上方的气压为标准 大气压] 三阶·思维拓展 深度探究创新，拓展思维▲ 8.*如图甲所示，有一半径为R的光滑的四分之一圆弧槽与一表面粗糙程度均匀的粗糙水平面相 连接，将质量为的物体从圆弧槽的顶端由静止释放，停下后测出物体在水平面上滑行的距离 为51，图乙中有一半径为R的粗糙的四分之一圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将 图甲中质量为的物体也从图乙中圆弧槽的顶端由静止释放，停下后测出物体在水平面上滑行 的距离为s2。（g为已知常量) (1)图甲中重力对物体所做的功W= (2)求图乙中物体在水平面上所受的摩擦力f。 (3)图乙中物体在粗糙的四分之一圆弧槽上运动的这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化 为内能并被该物体吸收，则物体的温度上升了多少？（物体的比热容为c) A52习 (第8题图) 42 >“答案与解析”见D18定状态和质量时，不能确定温度高的物体内能一定多，故A 错误：一个物体从外界吸收了热量，内能一定增加，温度不 一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故B错误； 热量只能自发地从温度高的物体传到温度低的物体，热传 递可以改变物体的内能，温度高的物体内能不一定多，所以 不一定从内能多的物体到内能少的物体，故D错误，C正确。 2.D内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能 的总和，与物体质量、温度、状态等有关，温度高的内能不 一定大；温度低的内能不一定小，故A、B错误；温度是分子 平均动能的标志，物体的温度越高，分子热运动越剧烈，分 子平均动能越大；分子热运动永不停息，白雪温度低，但分 子热运动没有停止，故C错误；岩浆温度高，分子热运动剧 烈，故D正确。 3.做功增大 〔解析)封闭的气体被推杆压缩过程中，推杆对气体做功， 所以气体内能增加，温度升高，达到艾绒的着火点，使艾绒 燃烧起来。 4.C加热过程中，热量从发热包传递给食物，热传递传递 的是热量，不是温度，故A错误；热量是一个过程量，不能 说食物含有的热量增加，可以说食物吸收热量，内能增加， 故B错误；食物吸收热量，内能增加，内能的改变是通过热 传递的方式实现的，故C正确；内能的大小与质量、温度、 状态等因素有关，温度的高低不能判定不同物体的内能的 大小，因此发热包的内能不一定比食物的内能大，故D 错误。 5.A由题意可知，甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，乙 球内能增大，温度升高。 6.D正在沸腾的水吸收热量，内能变大，温度不变，故A 错误；酒精燃烧放出热量，温度升高，将热量传递给试管中 的水，温度不能传递，故B错误：试管中的水和水蒸气吸收 热量，是通过热传递的方式改变内能，故C错误；酒精燃烧 释放的化学能转化为水的内能、试管的内能等，水增加的 部分内能转化为塞子的机械能，可知塞子机械能的增加量 小于燃烧酒精化学能的释放量，故D正确 7.c同种物质，温度相同时，质量越大，内能越大；质量相 同时，温度越高，内能越大 解析)由题知，α烧杯与b烧杯中水的温度相同，但b烧杯 中水的质量比a烧杯中大，所以b烧杯中水的内能比a烧 杯中大：b烧杯与c烧杯中水的体积相同，质量相同，由于( 烧杯中水的温度高于b烧杯中水的温度，所以c烧杯中水 的内能大于b烧杯中水的内能，可见c烧杯中水的内能 最大。 8.做功热传递不能做功与热传递两种方法对改变 物体的内能是等效的 〔解析)使铁屑内能增加的方法：①通过振荡，对瓶子和铁 屑做功，将机械能转化为内能，使铁屑的内能增加，温度升 高；②将装铁屑的瓶子加热，铁屑的温度升高，这是通过热 0 传递的方式改变铁屑的内能：如果没有看到内能改变的过 程，单凭铁屑温度的升高，不能判断出具体的方法，因为做 功与热传递两种方法对改变物体的内能是等效的。 9.(1)增大(2)高压气体喷出时，会产生剧烈的振动 (3)管内气体对纸团做功，气体的内能减小，温度降低，水 蒸气遇冷液化成小水滴，形成“白气”(4)将接在充气管 上的软管拔下，然后对打气筒快速打气，若筒壁变热，则说 明是打气筒内的活塞与筒壁来回摩擦使筒壁变热的；若筒 壁温度没有发生明显变化，则说明是打气筒内的活塞压缩 筒内气体使筒壁变热的（合理即可） 〔解析)(1)往充气管内打气时，对里面的气体做功，则管 内气体的内能变大。(2)往透明发射管口紧塞一个纸团， 用力按压发射管的排气阀，高压气体喷出时，会产生剧烈 的振动而发出声音。(3)管内气体对纸团做功，气体的内 能会变小，温度降低，水蒸气遇冷液化成小水滴，形成了“白 气”。(4)将接在充气管的软管拔下，然后对打气筒快速打 气，若筒壁变热，说明是由于打气筒内的活塞与筒壁来回 摩擦使筒壁变热；若筒壁温度没有发生明显变化，则说明 打气筒内的活塞压缩筒内气体使筒壁变热。 第2课时比热容与热量的计算 1.D比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态 有关，与其他因素无关。 2.(1)等于(2)大(3)水(4)2.2×10 〔解析)(1)实验中，加热相同的时间，水吸收的热量等于 食用油吸收的热量。(2)加热结束时，水吸热，温度升高， 若不考虑蒸发，则水的内能比加热前大。(3)根据表中数 据可知，加热6min(吸热相同)，水升高的温度为42℃一 20℃=22℃，食用油升高的温度为62℃一20℃=42℃， 根据Q吸=cm△t,水的吸热能力强，即水的比热容较大。 (4)水和食用油吸收的热量相同，根据Q吸=c△t,食用油 的比热容cc大径X4,2X0J/kg·O)= 2.2×103J/(kg·℃)。 3.C金属块丙下方的石蜡熔化多，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，温度变化值就 是相同的，根据公式Q做=cm(t。一t)可知，金属块丙的比 热容最大。 4.B先后将甲、乙两球投入同一杯水中，水降低的温度相 同，水放出的热量相同，由题知，Q吸=Q做，所以甲、乙两球 吸收的热量相同，而乙球温度比甲球少升高了△，即乙球 的末温低；由上述分析可知，质量相同的甲、乙两球，吸收相 同的热量，乙球升高的温度少，所以乙球的比热容大。 5.A由图可知：热水的初温为80℃、未温为40℃，△T热一 80℃一40℃=40℃，冷水的初温为20℃、末温为40℃， △T冷=40℃一20℃=20℃，根据热平衡方程Q吸=Q放，则 Q吸：Q放=1：1，所以c水m挎△T冷=c本m热△T热，即m怜X 18 20℃=m热×40℃，所以m冷：m热=2：1。 6.m(T,-T)t2-t) 不变减小 C解析)分析图像可知，在0一t1时间段，所用时间为t1,温 度从T,升高到T2,则该物体吸收的热量为Q吸，=cm(T2 T,),由题知，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内 吸收的热量相等)，则单位时间内物体吸收的热量Q吸2 cm(T一工，分析图像可知，该物质为晶体，在~t:时 间段，物质处于熔化过程中，所用时间为t2一t,则该晶体 在熔化过程中吸收的热量Q-m(T,一TX(, 6)=0m(T,-T),-t 。t2一t4时间段内，物质均处 于液态，比热容不变；分析图像可知，该晶体在t,~t时间 段处于凝固过程中，物体放出热量，所以其内能减小。 7.Q铁放=c铁m铁(t铁1一t铁2)=0.46X103J/(kg·℃)× 400×103kg×(800℃-20℃)=1.4352×105J; Q吸=Q铁放=1.4352×103J,△t= Q吸 C水n水 1.4352×105J 4.2X103J/(kg·℃)×400×108kg ≈85.4℃，因为 85.4℃+20℃=105.4℃>100℃，所以水的末温t= 100℃，△t'=t一t。=100℃一20℃=80℃ 8.(1)mgR(2)图甲中物体在水平面上克服摩擦力所做 的功等于物体沿光滑的四分之一圆弧槽下滑时重力所做 的功，所以mgR=∫1，因此∫甲-mg5,图乙中的物体不 变，水平面的粗糙程度与图甲中相同，故图乙中物体在水 平面上所受的摩擦力与图甲中的大小相等，即∫=∫甲 mgR (3)物体在圆弧槽的最高点具有重力势能E。= 51 mgR,在下滑至水平面直到静止的过程中，重力势能用于 克服圆弧槽及水平面摩擦力做功，所以在圆弧槽上克服摩 擦力做的功为总的重力势能减去克服水平面上摩擦力做 的功，即W=E。一W=mgR-g尽，：克服圆弧槽 51 摩擦力所做的功全部转化为物体的内能，即W侧延=Q,根 据c=Q可得，△r==《、 gR(s1-52） C777 cm 51c 方法归纳 能之间转化规律的理解 能的转化过程有一定的方向性，运动的物体在克服 摩擦力做功的过程中，部分机械能转化为内能，在能的 转化过程中，从能的转化与能量守恒定律的角度分析求 解是解题关键。同一物体在同一高度初始的机械能相 同，但通过不同粗糙程度的圆孤槽到达水平面时，机械 能因摩擦转换为内能而损失，所以这部分能量等于物体 在圆孤槽顶端时具有的机械能减去在水平面时消耗的 能量。 第3课时然料的热值 1.B该运载火箭采用偏二甲肼作为火箭的燃料，原因是 偏二甲肼具有较高的热值，完全燃烧相同质量的燃料时， 可以释放出更多的热量。 2.D热值是燃料的特性，其大小仅与燃料的种类有关，而 与燃料的质量和燃烧程度无关，故A、C错误；根据Q=g 可知，放出的热量与热值、质量都有关，故B错误；焦炭的 热值是3.0×10'J/kg,完全燃烧1kg焦炭放出的热量为 Q做=mq=1kg×3.0×10J/kg=3.0×10J,故D正确。 3.6.72×100.0084 C解析〕水吸收的热量Q吸=cm(t一t)=4.2× 103J/(kg·℃)×4kg×(60℃-20℃)=6.72×10J;假 设天然气燃烧释放的热量全部被水吸收，则Q做=Q吸= 6.72X10J:由Q:=可知，天然气的体积V=Q丝= 6.72×10J =0.0084m。 8.0×107J/m3 4.A为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，应加热 同一种液体，让液体的质量和消耗燃料的质量相同，通过 温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应 选择甲和乙两图进行实验，故A正确，B错误；为了比较不 同液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体， 让液体的质量和温度的变化量相同，通过比较加热时间， 进而判断两种液体比热容的大小关系，应选择甲和丙两图 进行实验，故C、D错误。 5.<酒精没有充分燃烧（或酒精燃烧时释放的热量不能 完全被水吸收) C解析)算得酒精的热值q比酒精的实际热值9酒精=3.0× 10J/kg小得多，原因是酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精 燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等。 6.250.04 〔解析)水吸收的热量Q暖=c本m(t一t。)=4.2X 103J/(kg·℃)×3kg×(98℃-23℃)=9.45×10J,干 木材完全燃烧放出的热量Q:=m9木=0.315kg×1.2× 10J/kg=3.78×10J,该土灶的热效率y一 Q吸×100%= 9.45X10」×100%=25%：天然气完全燃烧放出的热量 3.78×105J Q4-Q4-945X10」-1.575X10J,需要消耗天然气 60% 的体积V= Q放'1.575×10°J 9天然气3.9×10J/m3 ≈0.04m。 7.(1)燃料的质量m=pV=0.75×103kg/m3×12× 103m3=9kg;燃料完全燃烧放出的热量Q做=mg= 9kg×4.6×107J/kg=4.14×10J(2)防冻液吸收的热 量Q吸=Q放7=4.14×108J×50%=2.07×108J,防冻液 Q吸 2.07×108J 的质量m装=c△一4X10心J/kg,℃)X(70℃-20℃) 19