必考点03 比热容及其应用-【对点变式题】必考题精准练（人教版） 带解析

必考点03比热容及其应用（解析版）※题型一：比热容的概念【例题1】（2021·湖南常德市）如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（）。A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小；B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大；C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小；D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大【答案】D。【解析】A．加热器相同，说明加热器相同的时间内释放的热量相同，加热时间相同，故吸收的热量是相同的，故A错误；B．加热时间相同，吸收相同的时间内，a升温快，说明a的比热容比较小，故B错误；C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，a的比热容大，故C错误；D．吸收热量相同，b物质的末温度低，升温比较慢，故b的比热容大，故D正确。故选D。【例题2】（2021·四川凉山彝族自治州）用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（）。A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等C．液体B的比热容大 D．无法比较【答案】C。【解析】根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。故选C。【解题技巧提炼】1.一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做这种物质的比热容，用符号c表示。比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、温度的变化无关。在国际单位制中，比热容的单位是：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。2.比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了，比热容的大小随之改变，如水变成冰。3.水的比热容较大。这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。水的这个特征对气候的影响很大。在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温度升高的慢，夜晚沿海地区温度降低也少。所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。水比热容大的特点，在生产生活中也经常利用。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。冬季也常用热水取暖。※题型二：比热容的应用【例题1】（2021·湖南岳阳市）生命离不开水，水是宝贵的资源。以下关于水的说法正确的是（）。A．地面上的水变干了是升华现象；B．冬天用热水袋取暖是利用水的比热容大；C．水结冰的过程需要吸热；D．岳阳水资源丰富，我们不需要节约用水【答案】B。【解析】A．地面上的水变干，是水由液态变为气态，此为汽化现象，故A错误；B．由于水的比热容大，相同质量的水和其他物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以热水袋用水来取暖，故和水的比热容大有关，故B正确；C．水结冰是凝固现象，凝固放热，故C错误；D．水是可再生能源，水资源丰富，但是地球上可以利用的淡水资源是有限的，因此需要节约用水，故D错误。故选B。【例题2】（2021·湖南张家界市）张家界森林公园内风景优美，其中金鞭溪婉转秀丽，下雨后溪边升起了一层雾，置身其中，宛如仙境，那么雾的形成属于______现象；水还有许多用途，如用水作为汽车发动机冷却液是利用了水______的特点。【答案】液化；比热容。【解析】[1]雾是小水珠，是水蒸气液化形成的。[2]水作为汽车发动机冷却液，是相同质量的水每上升1℃能够吸收更多的热量。【解题技巧提炼】比热容的应用（1）与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水，例如黄牛。与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多，对维持自身的体温有优势。（2）水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖。（3）炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时，栗子表面与热锅的接触面积很小，不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。（4）城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。（5）夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。※题型三：探究不同物质吸热能力【例题1】（2021·内蒙古中考真题）为了比较不同物质的吸热能力，小阳取来相同规格的两个电加热器、完全相同的两个烧杯、温度计，分别对甲、乙两种液体加热，装置如图所示。实验前应保证甲、乙两种液体的________相同；实验时小阳每隔1min记录一次液体的温度，记录结果如下表，通过分析表中数据可知________液体的比热容较小。加热时间/min01234甲液体温度/℃2030405060乙液体温度/℃3846546270【答案】质量；甲。【解析】[1]比较物质吸热能力的2种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故在此实验中除了控制装置相同外，还控制甲乙液体的质量相同。[2]分析实验数据可知，加热时间相同，吸收的热量相同，乙的温度变化小，则乙液体吸热本领强，即乙液体的比热容较大，甲液体的比热容较小。【例题2】（2021·青海中考真题）“水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，他设计了如下探究实验：（1）取两个相同的试管，分别装入______相等、初温相同的水和食用油；（2）将两支相同的温度计分别正确地插入盛有水和食用油的两个试管内，并将实验装置固定在铁架台上，如图甲所示。打开加热开关，对盛有水和食用油的试管进行加热，实验过程中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是______℃；（3）小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知，在相同时间内______的温度变化大，可得出______的吸热本领大。【答案】质量；67；食用油；水。【解析】（1）[1]为了探究水的吸热本领比食用油的吸热本领大，取两个相同的试管，根据控制变量的要求，分别装入质量相等、初温相同的水和食用油。（2）[2]温度计的分度值为1，示数如图乙所示，其读数是67。（3）[3][4]小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过图像可知，在相同时间内吸收相同的热量，食用油的温度变化大，根据可得出水的比热容大，即水的吸热本领大。【解题技巧提炼】【实验目的】探究不同物体的吸热能力。【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。【实验步骤】一、按图组装器材。二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。四、实验表格（参考数据）物质种类质量/g初温/°C末温/°C温升/°C加热时间（min）水602040205煤油602056365…五、整理器材。【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。2.考查内容考查方向解答思路两套装置相同目的在相同时间内，液体吸收热量相同控制两种装置相同的量保证实验结论可靠性，酒精灯火焰大小、液体质量和初温实验方法控制变量法两种液体吸收热量能力是通过什么反映的温度升高值实验中不停搅拌液体的目的液体上下温度均匀如果要使水和煤油的最后温度相同如何操作给水继续加热温升相同那种液体吸收热量多水哪种液体的吸热能力强水表示不同物质吸热能力的物理量比热容吸收热量计算利用比热容公式进行计算安装顺序自下而上★题型一：比热容的概念与应用1．（2021·四川广安市）下列关于热现象的说法不正确的是（）。A．海边昼夜温差比沙漠中小，是因为水的比热容比沙子的比热容大；B．海波在熔化过程中不断吸热，温度不变，内能不变；C．端午佳节煮熟的粽子散发出诱人的香味，说明分子在不停地做无规则运动；D．衣柜里防虫用的樟脑片，过一段时间会变小，最后不见了，这是一种升华现象【答案】B。【解析】A．因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少，夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得海边昼夜的温差小，故A正确，不符合题意；B．海波在熔化过程中不断吸热，温度不变，内能增大，故B错误，符合题意；C．端午佳节煮熟的粽子散发出诱人的香味，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确，不符合题意；D．樟脑片固态变气态，是升华，故D正确，不符合题意。故选B。2．（2021·贵州中考真题）如图所示是某种固态物质加热变成液态时温度随时间变化的曲线，由图可知，该物是___________（选填“晶体”或“非晶体”），该物质在CD段的比热容___________AB段的比热容。【答案】晶体；大于。【解析】[1]从图中可以看出，该物质熔化过程中温度保持0℃不变，所以该物质是晶体。[2]该物质在CD段与AB段的质量相等。从图中可以看出，该物质在CD段被加热的时间与AB段被加热的时间一样多，说明该物质在CD段吸收的热量与AB段吸收的热量一样多，物质在CD段升高的温度比AB段升高的温度少。由得，该物质在CD段的比热容大于AB段的比热容。3．（2020•巴中）一台汽油机飞轮的转速为3600r/min，在1s内汽油机对外做了次功。如果汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油，若这些汽油完全燃烧，可放出热量J。汽油机用水作冷却液，是利用水的大的特点。（q汽油＝4.6×107J/kg）【答案】30；2.3×107；比热容。【解析】汽油机飞轮转速是3600r/min＝60r/s，每秒钟飞轮转动60圈，完成30个工作循环，对外做功30次；0.5kg汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝0.5kg×4.6×107J/kg＝2.3×107J；因为水的比热容较大，所以常用来作为冷却液使用。故答案为：30；2.3×107；比热容。★题型二：和比热容有关的简单计算1．（2021·上海中考真题）质量为2kg的水温度升高5℃，求吸收的热量Q吸「c水=4.2×103J/kg·℃」【答案】4.2×104J。【解析】水吸收的热量Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×5℃=4.2×104J答：吸收的热量是4.2×104J。2．（2021·内蒙古中考真题）把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是______℃，沸腾过程的特点是______；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。（）【答案】98；继续吸热，温度保持不变；。【解析】[1]液体沸腾时保持不变的温度叫沸点，由图像可知，水的沸点是98℃。[2]从时刻开始，虽继续加热，但水的温度保持不变，故沸腾过程的特点是继续吸热，温度保持不变。[3]这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是3．（2021·湖北恩施土家族苗族自治州）水沸腾时如果继续吸热，则温度______；灶上的锅中装有2kg初温30℃的水，当水吸收了7.56×105J的热量后，水温升高了______℃（当地为标准大气压）。【答案】不变；。【解析】[1]水沸腾时如果继续吸热，温度保持在沸点不变。[2]水温升高了但是水沸腾的温度为100℃，故水的温度只能到达100℃，水温升高了故水温升高了。★题型三：物质吸热能力的实验探究1．（2021·湖南邵阳市）去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：质量m/g升高的温度℃加热的时间s沙子5020120水5020200（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。【答案】加热时间的长短；水；98；小于。【解析】（1）[1]通过加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量，因为相同的时间内，释放的热量相同，水和沙子吸收的热量相同。（2）[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，水的比热容量大，故水的比热容大。（3）[3]从下到上示数变大，且分度值为1℃，故读数为98℃。（4）[4]水的沸点为98℃，而在标准大气压下水的沸点为100℃，大气压小于标准大气压时，水的沸点低于100℃，故填小于。2．（2021·湖北武汉市）某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______mL的煤油；（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线______（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值______（填“变大”“不变”或“变小”）；（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比______（填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。【答案】300；①；不变；大于。【解析】(1)[1]由于水和煤油的质量相同，根据密度公式得解得(2)[2]水的比热容比煤油的比热容大，所以根据公式可知，吸收相同的热量，煤油的温度升高的大。故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。[3]热值是物质本身的属性，因此加热过程中，煤油的热值不变。(3)[4]根据公式得可知，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。1.（2020·北京）依据表格中的数据，下列说法正确的是（）。物质比热容c/【J/(kg·°C)-1】水4.2×103煤油2.1×103砂石约0.92×103A.一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小；B.水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多；C.水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J；D.质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多【答案】D。【解析】A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误；B．根据可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误；C．水的比热容表示的是1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误；D．根据可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。故选D。2.（2020·新疆）己知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（）。A.6×104J B.6×105J C.6×106J D.6×107J【答案】B。【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。故选B。3.（2019·福建）下表列出一些物质的比热容，根据表中数据,下列判断止确的是（）。物质水煤油冰铝铜比热容/(J˙kg-1˙℃-1)4.2×1032.1×1032.l×lO30.88×1030.39×103A.不同物质的比热容一定不同；B.物质的物态发生变化，比热容不变；C.质屋相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多；D.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多【答案】C。【解析】考查比热容的特点，属于中等题。根据公式m和△t一定时，铝的比热容比铜大，所以铝吸收C。4.（2020·四川甘孜州）如图所示的一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，温度升高，内能_________（选填“增大”或“减小”）；若其中奶的质量为0.25kg，奶的比热容是，当把它从10°C加热到40°C需要吸收__________J

的热量。【答案】（1）增大；（2）。【解析】一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，不断吸收热量，温度升高，内能增大。需要吸收的热量为：。5.（2021·江苏扬州市）在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用______方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是______，如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的______大。【答案】做功；防止热量散失；比热容。【解析】[1][2]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子，细沙温度升高，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能，包裹一层泡沫塑料可以防止热量散失。[3]如果换成水做该实验，水的比热容比较大，吸收相同的热量，升高的温度较低，升温不明显。6．（2021·云南中考真题）民间俗语“霜降有霜，米谷满仓”，霜的形成属于__________过程（填物态变化名称）。如图所示，用相同的酒精灯分别对质量、初温均相同的煤油和蓖麻油加热相同时间，观察到蓖麻油比煤油的温度变化大，说明__________的比热容更大。【答案】凝华；煤油。【解析】[1]霜是空气中的水蒸气遇冷凝华为固体的冰晶，附着在建筑物或植被表面。[2]用相同的酒精灯分别对质量、初温均相同的煤油和蓖麻油加热相同时间，吸收的热量相同，蓖麻油比煤油的温度变化大，说明煤油比热容大。7．（2021·安徽中考真题）沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小。初温为20℃，质量为50kg的砂石吸收3.6×106J的热量后，温度升高到______℃。[砂石的比热容为0.9×103J(kg·℃)]。【答案】100。【解析】由知道，砂石吸收3.6×106J的热量后温度升高故吸热后砂石的温度是。8．（2021·内蒙古通辽市）用液化气灶烧水，把1.5kg初温为20℃的水加热到100℃，需要吸收的热量为_____J．若上述过程中完全燃烧了0.021kg液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为_____J/kg．[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]【答案】5.04×105；4×107。【解析】第一空．水吸收的热量：；第二空．由题知，则可算得液化气热值为。9