132科学探究物质的比热容（原卷版）-2

沪科版九年级第十三章《内能与热机》13.2科学探究：物质的比热容【知识梳理】一、探究物质吸热规律实验1.实验思路：①加热相同质量的水和煤油，加热相同时间（使它们吸收相同的热量），比较升高的温度；②加热相同质量的水和煤油，使它们升高相同的温度，比较加热所用的时间（比较吸收的热量）。2.实验方法①控制变量法：液体质量、初温和加热器规格都完全相同。加热器规格相同——相同时间放出的热量相同——相同时间内两种物质吸收的热量相同。②转换法：加热相同时间，升高的温度越多，吸热能力越弱；升高相同的温度，加热时间越长，吸热能力越强。3.实验结论：水的吸热能力比煤油吸热能力强。二、比热容基本概念1．定义：一定质量的一物质，在温度升高（或降低）时，所吸收（或放出）的热量与该物质的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，称做这种物质的比热容(比热)，用符号c表示。其单位是焦耳每千克每摄氏度[J/(kg·℃)]。2．对比热容的理解（1）实质：表示吸热（放热）本领的强弱比热容越大，吸热（放热）本领越强，自身温度变化越小比热容越小，吸热（放热）本领越弱，自身温度变化越大（2）比热容只取决于物质本身，它反映了物质吸热（放热）的本领，与物质的质量、温度、吸收（放出）的热量无关。它只与物质的种类，状态有关。3.公式QUOTEc=Qm?tc=Qm（t（其中△表示“变化量”，QUOTE?t△t表示过程中温度的变化量）三、比热容的计算（1）简单计算在平时的计算中，物质的比热容一般是已知量，要求我们通过物质的比热容去求吸收（放出）的热量、升高（降低）的温度、初温（末温）或者物质的质量。公式变形如下：吸热时QUOTE（QUOTE）放热时QUOTE（QUOTE）QUOTE?t=Qcm△t=Qcm根据QUOTE?t?t可求初温或者末温。QUOTEm=Qc?tm=Qc△t四、比热容知识的应用1.水的比热容大：并不是所有物质中水的比热容是最大的，而是在我们日常生活中接触到的物质中水的比热容大。利用水的这一特性，通常用它来作冷却剂，培育水稻。2.海陆风由于海面与陆地比热容不同，白天在相同光照情况下陆地温度高，海面温度低，陆地热空气上升，海风由大海吹向陆地；夜晚散热时海面温度降低较少，陆地温度降低较多，海面温度高，热空气上升，风由陆地吹向海面。3.沙漠地区温差大沙漠地区比热容小，白天有阳光照射温度高，夜晚散热温度低。（早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜）【易错点】根据QUOTE?t=Qcm△t=Qcm可求初温或者末温。在求液体升高的温度时要注意液体是否达到沸点，例如水在标准大气压下的沸点是100℃【规律总结】（1）由热量的计算公式可知，物体温度改变时吸收或放出的热量只由物质的比热容、物体的质量和物体温度的变化量这三个因素决定，而与物体的初温、末温的高低无关。（2）应用热量公式时，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱用。“升高”“升高了”和“降低”“降低了”均指的是温度的改变量；而“升高到”和“降低到”则指的是物体的末温。（3）虽然我们可以用来计算物质的比热容，但这仅是一个比值关系，并不代表比热容是由热量、质量和变化的温度来决定。比热容的大小与物体的质量的大小、温度高低、吸收或放出热量的多少没有关系。不同物质的比热容一般不同。比热容是由物质的种类及状态决定的。【典例分析】（2022·湖北宜昌·中考真题）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16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]【思路小结】解答比热容类计算题，要仔细分析题目中已知了哪些物理量，要求什么物理量，然后选择合适的公式求解，在计算过程中还要特别要注意质量单位。【夺冠训练】一、单选题1．（2022·湖北恩施·中考真题）夏季，混凝土护栏被太阳晒得很热，池塘中太阳下的水却不很热，主要原因是（）【】A．水不吸热 B．混凝土初温高 C．水的比热容大 D．混凝土放热2．（2022·安徽宣城·九年级期末）下列事例与“水的比热容大”无关的是（）A．生物体内水的比例很高，免受温度骤变损害B．北方冬天室内“暖气”用水作为介质取暖C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温D．汽车发动机用水作冷却液3．（2022·安徽宣城·九年级期末）初温相同，质量相等的水和煤油（c煤油＜c水），用功率相同的电加热器加热相同时间后，以下说法正确的是（）A．水吸收的热量多 B．煤油吸收的热量多C．水的末温高 D．煤油的末温高4．（2022·上海市延安初级中学八年级期中）甲、乙两个物体吸收相同热量后，甲升高的温度比乙多，以下判断中正确的是（）A．若m甲＝m乙，则c甲＜c乙 B．若m甲＝m乙，则c甲＞c乙C．若m甲＞m乙，则c甲＝c乙 D．若m甲＞m乙，则c甲＞c乙5．（2022·山东济南·中考真题）炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析，并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图，如图所示。形成这一现象的主要原因是（）A．海水的密度小于砂石的密度 B．海水的密度大于砂石的密度C．海水的比热容小于砂石的比热容 D．海水的比热容大于砂石的比热容6．（2022·广东·珠海市第九中学一模）同学们根据下表提供的几种物质的比热容得出下列四个结论，其中正确的是（）物质水酒精煤油冰水银铜铝沙石比热容c/[×103J/(kg⋅℃)]4.22.42.12.10.140.390.880.92A．液体的比热容一定比固体的大B．同一物质发生物态变化后，比热容不变C．汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大D．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量铜块升温快，所以铜块比热容大7．（2022·上海八年级期中）甲乙两球质量相等，甲吸收的热量大于乙吸收的热量，有关甲、乙两球的比热容和温度变化关系，小明认为：如果甲的比热容大于乙，则甲升高的温度可能小于乙；小华认为：如果甲的比热容小于乙，则甲升高的温度一定大于乙。下列说法正确的是（）A．两人的观点均正确 B．两人的观点均不正确C．只有小明的观点正确 D．只有小华的观点是正确的8．（2022·湖南永州·九年级期末）甲、乙两金属球质量之比是5﹕3，吸收相同热量后，升高的温度之比是1﹕5，则它们的比热容之比是（）A．1﹕3 B．3﹕1 C．25﹕3 D．3﹕259．（2022·上海市张江八年级期末）将一杯热水倒入盛有冷水的容器中，冷水的温度升高了10℃，再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水，容器中的水温又升高了6℃。如果继续向容器中倒入5杯同样的热水，则容器中的水温会升高（不计热量损失）（）A．14℃ B．12℃ C．9℃ D．4℃二、填空题10．冰的比热容为2.1×103J/(kg·℃)，其物理意义是______；若将2kg冰切掉一半，则剩下的冰的比热容是______J/(kg·℃)；冰化水后它的比热容将______（选填“变大”“变小”或“不变”）。11．（2022·湖南·长沙三模）在“探究物质的吸热能力”的实验中：两只烧杯中盛有等质量的水和油，用相同的电加热器加热，使水和煤油都升高10℃，则_________被加热的时间较长，说明它吸收热量较_________。12．（2022·黑龙江齐齐哈尔·九年级期末）烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，但海水却非常凉爽，这是因为水的比热容比沙子的比热容_____，在_____相同的前提下，升高的温度值比较小。13．（2022·黑龙江·中考真题）两个相同的容器中分别装入质量相同的甲、乙两种液体，使用相同的热源为其加热，液体温度与加热时间的关系如图所示，若甲、乙两液体吸收相同的热量，则__________液体升高的温度较多；两者比较，__________液体更适合作汽车的冷却剂。14．现有质量和温度都相同的铜块和铁块（已知c铜<c铁）。若使两个金属块接触时，它们之间______发生热传递（选填“会”或“不会”）。若使两个金属块升高相同的温度，则______块吸收的热量较多。若使两个金属块放出相同的热量，则______块的温度降低较多。比较铜和铁的放热本领，______的本领较强。15．（2022·陕西宝鸡·九年级期末）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：______（选填“甲”或“乙”）物质为水，另一种液体的比热容为______J/(kg·)。三、简答题16．（2022·广西北海·九年级期末）涸洲岛是北海著名旅游景点之一。炎热的夏季，小芳在涸洲岛旅游时，明显感觉到在涸洲岛比在北海市内要凉爽，这与城市在夏季出现的“热岛效应”有关；请你用所学的物理知识解释。四、实验题17．（2022·江苏常州·中考真题）小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。加热时间/012345温度/沙子1822293745—水181921232527（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。18．（2022·上海市延安初级中学八年级期中）小明和小华发现，夏天在海边，白天时沙子的温度比水的温度高，晚上，沙子的温度比水的温度低，于是他们猜想：不同的物质吸热本领不同。（1）为了验证以上猜想，他们来到实验室，用如图所示装置分别对水和沙子进行加热，加热过程中将相关数据记录在表一和表二中；表一：50克水表二：________克煤油实验序号________加热时间（秒）实验序号（10）加热时间（秒）1130623022607460339086904412098120551501010150①将表格的表头和栏目填写完整；②加热用的酒精灯可以不同吗？________，理由是________；③分析比较表一或表二中的第2列与第3列的数据及相关条件，可得到的初步结论是：________；④进一步综合分析表一和表二中的数据及相关条件，可以归纳得到的结论是：________相同的不同物质，________不同，即不同物质的吸热本领不同；⑤请用该实验的结论来解释为什么夏天白天的海边，沙子的温度比水的温度高。________五、计算题19．（2022·上海·模拟预测）吃早饭的时候，妈妈用热