13.2科学探究：物质的比热容-九年级物理全一册典中点·课时夺冠（沪科版） 试卷

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

    单位J/(kg·℃)  读作：焦每千克摄氏度

（其中△表示“变化量”，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    （）

放热时    （）    

  根据可求初温或者末温。

  求质量

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 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℃。达到沸点后，液体温度不再升高。

【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（　　）

A．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．3﹕25

9．（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2.1×103 J/(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0.5 kg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。

（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

①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，妈妈用热水给小雪加热如下图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少千克？[水的比热容为，设该牛奶的比热容为，不计热量损失]

20．（2022·上海市延安八年级期中）用两个相同的电热器分别给质量都为1kg的水和某种液体加热，每隔1分钟记录一次温度，数据如右表所示，已知水的比热容为c水＝4.2×103焦/（千克·℃）。求：

①加热1分钟，水吸收的热量Q水；

②该液体的比热容c液。