初中物理沪科版九年级全册第十三章 内能与热机第二节 科学探究：物质的比热容精品ppt课件

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13.2科学探究：物质的比热容一、单选题1．下列各种情况下比热容会发生变化的是（   ）A．一杯水倒去一半B．水凝固成冰C．一块铁分成两半D．的水变成的水【答案】B【解析】物质的比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态有关．一杯水倒去一半，物质不变，所以比热容不变；同种物质不同状，比热容不同，当水凝结成冰时，物质的状态发生变化，比热容发生变化；一块铁分成两半，物质的种类不变，仍为铁，所以比热容不变； 15℃的水变成45℃的水，由于物质的种类不变，比热容不变，综上所述只有B符合题意，故选B．2．关于物质的比热容，下列说法中正确的是（　　）A．比热容与物质吸热多少有关B．同种物质质量越大比热容就越大C．水适合做冷却剂是因为比热容大D．物质的状态发生变化时比热容不变【答案】C【解析】ABD．比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态有关，同种物质状态发生变化时，比热容会改变，比热容的大小与质量、吸收的热量无关，故ABD错误；C．水的比热容最大，和其它物质比较，降低相同温度放出热量多，所以汽车散热器常用水作为冷却剂，故C正确。故选C。3．已知铝、铁、铜的比热依次减小，它们的初温和质量都相等，吸收相等的热量，最后的温度是A．铝的温度高 B．铁的温度高 C．铜的温度高 D．铝、铁、铜的温度都相同【答案】C【解析】质量相等的铝、铁、铜金属块，吸收相等的热量后，根据可知，比热容大的温度变化小；已知铝、铁、铜的比热容依次减小，又知道初温相同，可以得出吸收相同的热量后，铜块的温度最高．故选C．4．甲乙两物体质量相等,甲物体温度降低40℃,乙物体温度升高30℃时,乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍,甲乙两物体比热容之比是：（     ）A．3:2 B．3:8 C．4:3 D．8:3【答案】B【解析】由题知，m甲=m乙，△t甲=40℃，△t乙=30℃，根据Q放=c甲m甲△t甲，Q吸=c乙m乙△t乙，则： ===故得：=。故选：B。5．初温相同的甲、乙两球，它们的质量和比热容分别为m甲、m乙、c甲、c乙，它们吸收相同的热量后，乙球可把热量传给甲球，则下列情况中不可能的是（　　）A．m甲>m乙，c甲<c乙 B．m甲<m乙，c甲>c乙C．m甲<m乙，c甲<c乙 D．m甲>m乙，c甲>c乙【答案】C【解析】因初温相同的甲、乙两球吸收相同的热量后，乙球可把热量传给甲球，所以乙球的末温大于甲球的末温，因两球的初温相同，所以乙球的温度变化量较大，由Q吸=cmΔt可得c甲m甲>c乙m乙故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6．用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（  ）A．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容B．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容C．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容D．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容【答案】B【解析】由图分析可知，相同的时间内，甲物质的温度比乙物质温度升高的高；用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，甲、乙两种物质在相同时间里吸收的热量是一样的，根据公式讨论可知，吸收相同的热量，甲物质升温高，因此甲物质比热容比乙物质比热容小，B正确。故选B。7．甲、乙两金属球，质量相等，初温相同，先将甲球投入冷水中，待热平衡后水温升高t℃，取出甲球（设热量与水均无损失），再迅速把乙球投入水中，这杯水热平衡后水温又升高t℃，设甲、乙两球的比热分别为C甲和C乙，则有A．C甲＝C乙 B．C甲＞C乙 C．C甲＜C乙 D．无法确定【答案】C【解析】试题分析：甲、乙两金属球，先后投入到同一杯水中，由题意可知，两次水升高的温度相同，也就是水吸收的热量相同，因为不计热量损失，由热平衡方程可知，甲乙两金属球放出的热量相同；而甲、乙两金属球的质量相等、初温相同，经放热后，甲金属球比乙多降低了t℃，则甲金属块的末温比乙的末温低；由上述分析可知，质量相同的甲乙两金属球，放出相同的热量，甲降低的温度多，则可知甲金属与乙金属的比热容关系．解：先后将甲乙两金属球投入到同一杯水中，水升高的温度相同，则水吸收的热量相同；∵不计热量损失，∴Q吸=Q放，∴甲乙两金属块放出的热量相同；由题知，甲金属球比乙多降低了t℃，即甲金属球的末温低；由上述分析可知，质量相同的甲乙两金属球，放出相同的热量，甲金属块降低的温度多，所以甲的比热容小．故选C．点评：本题考查了比热容的概念、热平衡方程、热量公式，能确定甲乙两金属块的末温关系是本题的关键．8．如图，在比较酒精和水比热容大小的实验中，用图甲装置对相同质量的酒精和水进行加热，得到图乙的温度随时间变化的图线。下列说法正确的是（　　）A．从图线可知水的比热容比酒精的小B．质量相同的不同种物质，加热相同时间，吸收热量不同C．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热是为了使酒精和水吸收相同的热量D．从图线可知质量相同的不同种物质升高相同的温度，吸收的热量相同【答案】C【解析】A．由图线知，开始计时时，酒精和水的温度相同，加热20s，酒精的温度为40℃，而水的温度低于40℃，即加热相同时间，吸收相同热量时，水升温慢，所以水的比热容大于酒精的比热容。故A错误；B．质量相同的不同种物质，在用相同热源加热相同时间，吸收的热量相同，因为热源放出的热量相同，故B错误；C．用同一盏酒精灯对两个试管同时加热，能使酒精和水吸收的热量相同，故C正确；D．从图线知，质量相同的水和酒精在沸腾前，升高相同温度时，水所需的时间长，则水需要吸收的热量多，故D错误。故选C。9．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)）水4.2×103煤油2.1×103砂石约0.92×103  A．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4.2×103JD．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。10．如图是用相同的加热装置对a、b、c(已知质量关系为Mb=Mc)三种物质加热至沸腾时它们的温度随时间变化的图象。下列对图象的分析正确的是(　　)A．b的比热容大于c的比热容B．t1-t2时间内物质a的温度不变，内能不变C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多D．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量【答案】D【解析】A．由图可知给b、c加热相同时间时，b的温度变化量比c大，已知它们质量相同，根据可判断b的比热容比c小，故A错误；B．由图可知t1-t2时间内物质a已经沸腾，沸腾过程中温度不变，持续吸热，内能增加，故B错误；C．由图可知温度从T1升高到T2时，a需要加热的时间比b短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误；D．由图可知，a、b的沸点相同，但是b沸腾所需要的加热时间比a多，若a、b是同种物质，可能原因是b的质量大于a的质量，故D正确。故选D。  二、填空题11．比热容是表示______的物理量，水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，单位读作：______，表示______。质量相同的水和煤油，升高相同的温度，______吸收的热量最多，若它们放出相等的热量，______降低的温度大。【答案】物体吸热本领    焦耳每千克摄氏度    见详解    水    煤油    【解析】[1][2][3]比热容是表示物体吸热本领的物理量，水的比热容为4.2×103J/(kg∙℃)，单位读作：焦耳每千克摄氏度，表示质量为1千克的水，温度每升高或降低1℃所吸收或放出的热量为4.2×103J。[4][5]根据，水和煤油升高相同的温度、质量相同，已知c水＞c煤油，水吸收的热量最多，若它们放出相等的热量，煤油降低的温度大。12．晴朗的夏天，太阳能热水器中水温升高，水的内能_____ （选填“增大”、“不变”或“减小”），这是通过_____（选填“做功”或“热传递”）方式改变其内能的．某太阳能热水器内存50千克水（水的比热容为 4.2×103焦/（千克•℃）），经过一天后水温升高了 40℃，则这些水共吸收了_____ 焦的热量．【答案】增大    热传递    8.4×105    【解析】太阳热水器内的水吸收热量，温度升高、内能增大，发生了热传递，是通过热传递改变水的内能的；水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×40℃＝8.4×105J。13．我国沿海地区的昼夜温差比新疆沙漠地带要______得多（填“大”或“小”），这主要是因为水的比热容比较大的缘故，相同质量的海水和砂石。吸收相同的热量后，______的温度升高得少。水的比热容为4.2×103J/（kg•）表示的物理意义是________。【答案】小    海水    1kg的水每升高（或降低）1°C吸收或放出的热量为4.2×103J    【解析】[1][2]我国沿海地区的昼夜温差比新疆沙漠地带要小得多，这主要是因为水的比热容比较大；相同质量的水和砂石，吸收相同的热量后，水的温度升高得少，砂石的温度升高得多，水温度升高的少。[3]根据比热容的定义可以知道，水的比热容为4.2×103J/(kg・C)，它表达的物理意义是：1kg的水每升高(或降低)1C吸收(或放出)的热量为4.2×103J。14．质量之比为2：3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7：5时，升高的温度之比为6：5，则甲、乙的比热容之比为_____．【答案】7:4【分析】知道两物体的质量之比、升高的温度之比、吸收的热量之比，利用吸热公式求甲乙两物体的比热容关系．【解析】由题知,m甲:m乙＝2:3,△t甲:△t乙＝6:5,Q甲:Q乙＝7:5，∵Q吸＝c甲m甲△t甲,Q放＝c乙m乙△t乙，∴ ＝ ＝，解得：.15．如图所示，在两个相同的金属盒（用易拉罐自制）内，分别加入质量相等的水和煤油，用温度计测出它们的初温，同时放在用酒精灯加热的铁板上，让水和煤油吸收________的热量，记录水和煤油的温度，比较水和煤油________的温度，比较它们吸热的本领。实验中，______的温度升高得慢，这是由于它的__________比较大。【答案】  相同  升高  水  比热容【解析】在两个相同的金属盒(用易拉罐自制)内，分别加入质量相等的水和煤油，用温度计测出它们的初温，同时放在用酒精灯加热的铁板上时，水和煤油就会吸收相同的热量，记录水和煤油的温度，比较水和煤油升高的温度，比较它们吸热的本领。实验中，水的温度升高得慢，这是由于它的比热容比较大。其他条件相同时，当吸收相同的热量，比热容大的温度升高的慢。16．如图所示是-40℃的冰在加热过程中，其温度随加热时间变化的关系图像，冰在A点时具有的内能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）在B点时具有的内能；在B点时冰的比热容______（选填“大于”、“等于”或“小于”）在C点时冰的比热容；冰在熔化过程中，继续加热，但温度______。【答案】小于    等于    不变    【解析】[1]这些冰从A点加热到B点过程中，质量不变，温度在升高，那么冰在A点时具有的内能小于在B点时具有的内能。[2]B点时冰和C点时冰都是冰，它们的比热容大小相等。[3]从图中可以看到，BC段是冰的熔化过程，继续加热，温度保持在0℃不变。17．在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和某种液体（注：c 水＞c 液体）进行了实验，实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等。两种液体的温度随时间的变化关系如图所示。分析图象可以得出_____（选填“甲”、”乙”）物质为水，另一种液体的比热容为_____J/（kg•℃）。[水的比热热容为 4.2×103J/（kg•℃）]【答案】甲    2.1×103    【解析】[1]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图象可知，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据 Q 放=cm∆t 可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容就小；所以，甲液体的比热容大，若 甲、乙 两种液体中，一种液体是水，则一定是甲液体。[2]由题知，而水和液体的质量相同，即 m 水=m 乙，而水和另种液体在相同时间内放出的热量相等，即 Q 水放=Q 乙放，则 c水 m水∆t=c乙 m乙∆t结合图象（15min 以内）可得4.2×103J/（kg•℃）×m水×（60℃－40℃）=c乙m乙（60℃－20℃）解得c 乙=2.1×103J/（kg•℃）18．如图所示，是冷水与热水混合时，温度随时间变化的图象，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，冷水与热水的质量之比是_____，冷水吸收热量与热水放出的热量之比是_____．【答案】2∶1    1∶1    【分析】知道冷水与热水的比热容相同，冷水与热水混合时，热水放出热量、温度降低，冷水吸收热量、温度升高，直到二者温度相等，热传递停止；从图可以得出冷水与热水的初温和末温，根据热平衡方程解答本题。【解析】[1][2]由图可知：热水的初温为80℃、末温为40℃t热=80℃﹣40℃=40℃冷水的初温为20℃、末温为40℃t冷=40℃﹣20℃=20℃根据热平衡方程：Q吸=Q放，则Q吸∶Q放=1∶1所以c冷m冷t冷=c热m热t热即4.2×103J/（kg•℃）×m冷×20℃=4.2×103J/（kg•℃）×m热×40℃．所以m冷∶m热=2∶119．下表是一些物质的比热容[J/(kg·℃)].根据表中数据可以得出，物质的比热容与物质的状态__(填“有关”或“无关”);一桶水的比热容__(填“大于”“小于”或“等于”)一杯水的比热容;质量相等的铝块和铜块吸收相等的热量，铜块温度的变化_________(填“大于”“小于”或“相等”)铝块温度的变化;在受太阳光照射的条件相同时，干泥土比湿泥土升温_________(填“慢”或“快”).【答案】有关    等于    大于    快    【解析】由表格中的数据知道，水和冰是水的两种状态，比热容并不相同，所以说物质的比热容与物质的状态有关；比热容是物质本身的一种特性，与物质的种类有关，与物质的质量无关，所以一桶水的比热容与一杯水的比热容相同；由表格中的数据知道，c铜＜c铝，质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，由△t=Q/cm可知，比热容小的物质，温度变化较大，所以铜块温度变化大于铝块温度变化；在受太阳光照射的条件相同时，由于干泥土比湿泥土的比热容较小，所以，吸收或放出相同的热量，干泥土比湿泥土升温快．20．单位质量的某物质温度变化l℃所吸收（放出）的热量，叫做该物质的比热容，其数学表达式表示为（其中表示温度的变化量）。不同的物质，比热容是不同的。同理，不同物质的热膨胀程度不同，这可以用体膨系数β来表示，单位体积的某种物质，温度升高1℃时体积的变化叫做这种物质的体膨系数，下面是在压强不变时，某些固体、液体在接近室温时的体膨系数：物质β/熔点/ 铝7.210-5660 钢3.610-513001400 铜4.210-51083 物质/乙醇7510-5甘油4910-5水银1810-5（1）由上述表格看出，金属的熔点越高，体膨系数就越______。（2）请用初中物理所学过的物理量符号写出物体体膨系数的数学表达式β=______。【答案】小        【解析】（1）[1]分析表中三种金属的熔点和体膨系数，可得出结论：金属的熔点越高，体膨系数就越小。（2）[2]体膨系数的定义是，单位体积的某种物质，温度升高1℃时体积的变化；把此定义和比热容定义进行对比，参照比热容的定义式可得，物体体膨系数的数学表达式为 三、实验题21．小虎用两个完全相同的电加热器分别对初温均为20℃的a、b两种液体加热（ma＜mb），如图丙为a、b两种液体的温度随加热时间变化的关系图象。 (1)t1时刻，a液体分子运动剧烈程度______b液体分子运动剧烈程度；(2)当加热到t2时刻，a液体吸收的热量______b液体吸收的热量；(3)a液体的比热容______b液体的比热容。（以上均选填“大于”、“等于”或“小于”）【答案】大于    等于    大于    【解析】(1)[1]在t1时刻，a液体的温度高于b液体的温度，故a液体分子运动剧烈程度大于b液体分子运动剧烈程度。(2)[2]当加热到t2时刻，加热的时间相同，用两个完全相同的电加热器，故a液体吸收的热量等于b液体吸收的热量。(3)[3]由图可知，在b液体温度不变前的时间段，ab变化图象是重合的，即ab吸收相同的热量，升高相同的温度，由于a的质量小于b的质量，根据Q＝cmΔt可知，当质量和吸收的热量相同时，质量大的比热容小，所以a的比热容大于b的比热容。22．图甲是小华在1个标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。(1)实验前，要按______（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材；(2)实验中，某时刻温度计的示数如图乙所示，该物质此时的温度是______；(3)图丙是小华根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图象，由图象可知该物质在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能______（选填“增加“减少”或“不变”）；(4)由丙图可知，该物质在固态时的比热容是______；（已知该物质液态比热容c=4.2(5)试管中的固体完全熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体______（选填“会”或“不会”）沸腾，原因是______。【答案】自下而上        增加        不会    试管中的液体与烧杯中的水温度相同，不能继续吸热    【解析】(1)[1]酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行。(2)[2]由图乙可知，温度在以下，分度值为，故物质此时的温度是为；(3)[3]由图丙可知，该物质在熔化过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故该物质是晶体，熔化过程中处于固液共存态；(4)[4]从图象可知，该物质在时间内处于固态，温度从升高到，温度升高了，物质在固态时所吸收的热量为在第时间物质处于液态，温度从升高到，温度升高了．则物质在液态时所吸收的热量由于物质的质量不变，在相同时间内吸收的热量相等，液态吸热时间为固态吸热时间的2倍，即即则。固态时比热容为(5)[5][6]当大烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；小试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能吸收热量，所以不会沸腾。23．某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，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（T）随时间（t）变化的图象（如图）。（1）根据图象，给水和煤油加热相同的时间，水和煤油吸收的热量______（填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”）；要使水和煤油升高相同的温度，应给______加热更长的时间，这说明______的吸热能力强些；（2）已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，则煤油的比热容是______。 【答案】一样多    水    水    2.1×103 J/(kg·℃)    【解析】（1）[1]同一热源相同时间内放出相等热量，用同一个加热装置给水和煤油加热相同的时间时，水和煤油吸收的热量一样多。[2]由图知，要使水和煤油升高相同的温度，应给水加热更长的时间。[3]相同质量的水和煤油，升高相同温度，水加热的时间较长，则水吸收的热量较多，所以，水的吸热能力强些。（2）[4]由图象可知，加热4min时，水的温度升高2℃，而煤油的升高4℃，根据，相同质量的水和煤油吸收相同的热量，比热容与升高的温度成反比，已知水的比热容是4.2×103J/(kg⋅℃)，则煤油的比热容是c煤油=×4.2×103J/(kg⋅℃)＝2.1×103J/(kg⋅℃)24．将装有热奶的奶瓶放入水中冷却，如图甲所示；根据测得的数据，作出热奶和水的温度随时间的变化图像，如图乙所示。根据图像回答下列问题：(1)表示热奶的温度随时间变化的曲线是图乙中的_____（选填“A”或“B”）。(2)水的初温是_____℃；末温是_____℃。(3)热奶和水会发生热传递，是因为它们具有不同的________。(4)根据图乙中A、B图像_____（填“能”或“不能”）得出：水的比热容比热奶的比热容大，其原因是：_______________。【答案】A    20    40    温度    不能    牛奶与水的质量不一定相同    【解析】(1)[1]装有热奶的奶瓶放入水中冷却，热奶温度呈下降趋势。(2)[2]装有热奶的奶瓶放入水中冷却，水的温度呈上升趋势，水的初温为20℃。[3]热平衡后，水与奶的温度都是40℃。(3)[4]热传递发生的条件是物体有温度差。(4)[5][6]题中没有说明牛奶与水的质量，他们的质量不一定相同，故不能作出判断。25．某小组同学为了研究水吸收的热量和哪些因素有关，他们将不同质量的水利用同一热源加热，使其升高一定的温度，实验数据记录于下表中。（设每分钟水吸收的热量相同）实验序号m（克）t（℃）加热时间（分钟）1200454.52240303.6340020446002065300304.56450204.572405068400306 (1)水吸收的热量可以通过观察________来进行比较。(2)分析序号________或________的数据，可得出初步结论：相同质量的水，升高的温度t越大，需要吸收的热量越多。(3)分析序号3、4、6或2、5、8的数据，可得出初步结论：________。(4)进一步综合分析序号1、5、6和4、7、8的数据后，还可以发现：________。【答案】加热时间    2和7    3和8    质量不同的水升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多    同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同    【解析】(1)[1]根据表格中的数据可知，加热一定时间后，水的温度升高，表明水吸收了热量，所以水吸收的热量可以通过加热时间来进行比较。(2)[2][3]探究吸收的热量与升高的温度t的关系时，需要控制质量相同，t不同，加热时间越长，表明吸收的热量越多，所以可以选择2和7或3和8进行对比。(3)[4]分析序号3、4、6或2、5、8的数据可知，升高的温度相同，水的质量不同，质量越大，加热时间越长，吸收的热量越多，可得出初步结论：质量不同的水升高相同的温度，吸收的热量不同，质量越大，吸收的热量越多。(4)[5]进一步综合分析序号1、5、6和4、7、8的数据可知，物质的种类相同，当质量和升高温度的乘积相同时，加热时间是相同的，即吸收的热量相同，所以结论为：同种物质，当质量和升高温度的乘积相同时，吸收的热量相同。26．在研究物质吸放热规律的实验中，实验小组的同学选用了水和煤油两种物质，用图所示的装置进行实验。用相同的电热器加热，在相同时间内放出的热量相同（假设为Q），让加热时间相同，下表是小组实验记录的数据。 物质实验次数液体质量/g升高的温度/℃加热时间/s水1509102100510煤油350191041001010(1)对比分析实验1、3两次或2、4两次的实验数据，其特点是：______相同的水和煤油，吸收______的热量，煤油升高的温度大约是水升高温度的______倍；(2)我们______（选填“可以”或“不可以”）认为50g的水比100g的水吸热能力小，50g的煤油比100g的煤油吸热能力小。我们应该选择______和______都相同的情况下，比较吸收热量的多少，才可以衡量物质吸热能力的大小；(3)计算表格中4组数据所吸收的热量与其升高的温度和质量的比值即，发现对于同种物质，这个比值是______的；不同物质，这个比值是______的。物理学中把这个比值叫做______。【答案】质量    相同    两倍    不可以    质量    升高温度    相等    不相等    比热容    【解析】(1)[1][2][3]分析1、3或2、4两次实验数据可知，质量相同的水和煤油，加热相同的时间，吸收相同的热量，煤油升高的温度大约是水升高温度的2倍。(2)[4][5][6]由控制变量法可知，质量和升高的温度相同时，比较吸收热量的多少，吸收热量越多，吸热能力越强，所以不可以认为50g的水比100g的水吸热能力小，50g的煤油比100g的煤油吸热能力小。(3)[7][8][9]由表中数据可知，同种物质，物质吸收的热量与物质质量和升高的温度的乘积的比值是相同的，不同种物质，物质吸收的热量与物质质量和升高的温度的乘积的比值是不同的，该比值大说明物质的吸热能力强，物理学中为了描述物质的这种性质，引入了比热容。27．探究“水和沙子的吸热能力”的实验装置如图所示。(1)在安装实验装置时应先固定______（选填“A”或“B”）；A．石棉网           B．温度计(2)实验时，在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下： 质量m温度升高10℃所需要的时间t1/s温度升高20℃所需要的时间t2/s温度升高30℃所需要的时间t3/s沙子306489124水3096163220(3)分析表中的实验数据可知：①本次实验中通过观察水和沙子升高相同的温度______来比较水和沙子吸热能力的大小；②水和沙子升高相同温度时，水吸收的热量______（选填“大于”、“小于”或“等于”）沙子吸收的热量；(4)实验中有些同学发现，刚开始加热时，水升温比沙子快然后恢复正常，你认为可能的原因是______（选填序号）。A．沙子比热容小B．水比热容大C．沙子导热性能差，受热不均匀D．水中的温度计碰到烧杯的底部【答案】A    需要的加热时间    大于    C    【解析】(1)[1]探究比热容的实验时，装置应从下往上安装，故应先固定石棉网再固定温度计。(3)①[2]②[3]分析上表中的实验数据可知：相同时间内相同的酒精灯放出的热量是相同的，所以可以通过加热时间来比较吸热能力，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热时间长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，故水的吸热能力强。(4)[4]AB．沙子比热容小，水的比热容大，水应该升温慢，沙子应该升温快，故AB不符合题意；C．如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高，但刚开始加热时，水升温比沙子快，然后恢复正常，原因为沙子导热性能差，受热不均匀，导致沙子升温慢，故C符合题意；D．水中的温度计碰到了烧杯底部，温度计的示数会很高，且一直很高，故D不符合题意。故选C。28．某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有______________；加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的；（2）实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g的水和煤油，加热不同时间使末温都达到40℃，记录的实验数据如表格所示，通过分析实验数据，能够得出的结论是：___________；实验组别液体加热时间/min1水13.5煤油6.52水12煤油5.5 （3）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间和第2小组不同，其原因可能是_________________；（4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_____________________。【答案】秒表    加热时间长短    质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同    酒精灯的火焰大小不同    可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量    【解析】(1)[1][2]煤油和水吸收热量的多少，是通过观察加热时间的长短来比较的，要计算时间，所以要用到秒表；(2)[3]通过分析表中数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度，加热的时间是不同的，所以能得出结论：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同；(3)[4]原因可能是加热装置不一样，即酒精灯的火焰大小不同；(4)[5]在同一烧杯中，相同时间内吸收热量相同，这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。29．探究物质的吸热能力，通常有两种方案：方案一：取相同质量的不同种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。方案二：取相同质量的不同种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。表一： 液体名称液体质量（克）液体初温（℃）液体末温（℃）加热时间（分钟）吸收的热量小明甲520304多乙520302少表二： 液体名称液体质量（克）液体初温（℃）液体末温（℃）加热时间（分钟）吸收的热量小红丙510202相同丁510252相同利用如图所示装置，小明和小红分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热能力，记录的实验数据如表一、表二。①为了便于开展实验探究，在使用相同热源时，将方案中的“吸收的热量”进行了转换，通过测量______可知吸收热量的多少；②分析表一中数据，可知小明同学采用______比较甲、乙两种液体的吸热能力（选填“方案一”或“方案二”）；③分析表二中数据，可知丙、丁两种液体的吸热能力：______；④若甲、乙、丙、丁四种液体均可作为发动机的冷却剂，则选用液体______作为冷却剂效果最佳（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。【答案】加热时间    方案二    不同（丙的吸热能力比丁强）    甲    【解析】①[1]使用相同热源进行加热，可以认为两种液体在相同时间吸收的热量相同，所以可以通过测量加热时间的长短判断吸收热量的多少，即转换法。②[2]表一中液体质量相同，升高相同温度，吸收热量不同（加热时间不同），所以小明同学采用的是方案二比较甲、乙两种液体的吸热能力。③[3]表二中相同质量的不同液体，吸收相同热量（加热时间相同）温度变化不同，丙温度变化小，丁温度变化大，所以可知丙、丁两种液体的吸热能力不同（丙的吸热能力比丁强）。④[4]由表一可知等质量的甲、乙升高相同温度，甲吸收的热量多即甲的吸热能力强，由表二知丙丁两种液体，吸收相同热量（加热时间相同）温度变化不同，丙温度变化小，丁温度变化大，可知丙的吸热能力比丁强。而等质量的甲、丙升高相同的温度，甲吸收的热量更多，说明甲的吸热能力更强，故选甲作为冷却剂效果最佳。 四、计算题30．在质量是0.5千克的铝壶里装了2千克水，把这壶水从20℃加热到100℃，求：[焦/（千克℃），焦（千克·℃）]（1）水吸收的热量．（2）铝壶吸收的热量．【答案】(1)5.04J   (2)3.6J【解析】(1)水吸收的热量：Q吸=c水t=4.2J/(kg)2kg(100)=5.04J；(2)铝壶吸收的热量：Q吸=c铝=0.9J/(kg)0.5kg(100)=3.6J；答：(1)水吸收的热量是5.04J；(2)铝吸收的热量是3.6×J．31．如图所示，是小羽同学做冰熔化实验时绘制的温度—时间图像，冰的质量是0.1kg，若相同时间内物质吸收的热量相同，请你根据图像，计算：[，]（1）CD阶段物质吸收的热量是多少_____？（2）BC阶段物质吸收的热量是多少______？【答案】3.36×104J    3.36×104J    【解析】（1）由于冰化水、质量不变，所以CD段水的质量不变也是100g=0.1kg，物质吸收的热量：；（2）BC段的加热时间是10min，CD段的加热时间也是10min，因为相同时间内物质吸收的热量相同，所以BC段物质吸收热量与CD段相同，即：．【点睛】重点是吸热公式的应用，要理解冰熔化为水时质量是不变的，另外利用好“相同时间内物质吸收的热量相同”这一条件．32．物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，问：(1)图a、b中，哪个是沙子吸热升温的图像？(2)加热2min，水吸收了多少热量？(3)试求出沙子的比热容。【答案】(1)图a；(1)4.2×104J；(1)0.9×103J/(kg·℃)。【分析】(1)用两只完全相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，再利用公式进行分析； (2)从图像可知，加热满2min，水的温度从20℃上升到70℃，从而可知和水的温度变化，已知水的质量和比热容，可利用公式计算水吸收的热量；(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以2min水和沙子吸收的热量也相同，由图a得出沙子温度的变化量，再根据计算沙子的比热容。【解析】(1)由题知，沙子和水的质量相等，且沙子的比热容比水小，吸收相同热量时（加热相同时间），由公式可知，沙子升高的温度多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程；(2)由b图像可知，加热满2min时，水的温度从20℃上升到70℃，则加热满2min时水吸收的热量：；(3)相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，在2分钟的时间内,沙子吸收的热量：，因加热2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，由可得，沙子的比热容：。答：(1)图a是沙子吸热升温的图像；(2)加热2min时，水吸收了4.2×104J热量；(3)沙子的比热容为0.9×103J/(kg·℃)。 五、综合题33．汽车行驶时，发动机的温度会升得很高，利用防冻冷却液在散热器管道内循环流动，将发动机多余内能带走，使发动机能以正常工作温度运转。防冻冷却液主要由水和不易汽化、密度比水小的某种防冻剂(简称原液)混合而成，原液含量(防冻剂占防冻冷却液体积的比例)越高，防冻冷却液的比热容越小，防冻冷却液的凝固点和沸点与原液含量的关系图象见图甲和乙所示。选用时，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，而沸点一般要高于发动机最高工作温度5℃以上。请回答下列问题：（1）若用水代替防冻冷却液，在北方寒冷的冬天，停车时间比较长，会因水结冰容易导致散热器管道胀裂，为什么？因为当水结冰时，体积__________(选填“变大”或“变小”)，所以把散热器管道胀裂。（2）设某品牌汽车的发动机工作温度为90~101℃，所在地区最低温度为-17℃C,结合使用和经济的角度应选用何种较合适比例的防冻冷却液_______(选填“35%”、“45%”、“55%”或“65%”)。（3）现有原液含量为75%的防冻冷却液长时间使用后，由于汽化会减少，与原来相比，防冻冷却液的哪些物理量发生了什么变化，如何变化？(示例：体积变小)①_____________②_____________【答案】变大    55%    密度变小    比热容变小    【解析】(1)[1]水结冰后，质量不变，密度减小，根据V=知，体积变大，所以把散热器管道胀裂；(2)[2]某地最低气温为−17℃，防冻冷却液的凝固点应低于环境最低温度10℃以下，则混合液的凝固点约为−27℃以下；汽车的发动机工作温度为90∼101℃，沸点一般要高于发动机最高工作温度5℃以上，则混合液的沸点约为106℃以上；由于混合液的凝固点比本地常年最低气温低10℃，由表中数据可知选择40%和90%的防冻液，而混合液中防冻液的含量不宜过高，所以选择55%的防冻液较为合适；(3)[3]现有原液含量为75% 的防冻冷却液长时间使用后，由于汽化会使防冻液中的水减少，防冻液的体积减小，质量减小，与原来相比，防冻液的原液含量增大，密度变小，比热容减小。