第13.3讲 比热容【教材为纲·探题源】-2024年中考物理一轮复习讲义

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知识点1：比热容
比热容：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（specific heat capacity）。比热容用符号c 表示， 它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · °C)。
单位质量的某种物质，温度降低1 °C所放出的热量，与它温度升高1 °C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。
比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。

质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有很好的作用。水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。
水的比热容是沙石的4 倍多。质量相同的水和沙石，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙石小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙石的比热容较小，吸收同样的热量，温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。

热量的计算：比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 °C所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和温度升高的度数，就能计算它吸收的热量。计算公式为
Q=cmΔt
【典例探究】脱排油烟机工作时，排油烟主要是________的应用；锅炉液位计是根据________原理制成的；我们使用水作为汽车发动机的冷却剂是因为________。
【解题思路】如何利用水的比热容大解释生活中现象？
对水的比热容大的理解：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。
【答案】大气压 连通器 水的比热容比较大
【解析】[1]脱排油烟机工作时，风扇转动，内部空气流动速度大，内部气压小于外界大气压，大气压将油烟压入油烟机。
[2]锅炉液位计是两端开口，底部联通，构成了连通器，故工作原理是连通器。
[3]水作为汽车发动机的冷却剂是因为水的比热容比较大，每升高1℃所吸收的能量最多。
【归纳小结】比热容的特性及应用
【典例探究2】现有同种材质的甲、乙两金属球，它们的质量和温度都一样。将甲球投入一杯热水中，充分混合后，水的温度降低了t1；取出甲球将乙球投入此杯热水中，充分混合后，又使水的温度降低了t2(混合过程中无热量损失)。则（ ）
A．t1=t2 B．t1>t2 C．t1t02-t1-t2-t0，所以Q甲>Q乙，不计热量损失，投入甲球时水放出热量比投入乙球时放出热量多，所以投入甲球时水的温度变化量大，即t1>t2。故选B。
一、单选题
1．（2023·广西·统考中考真题）下列实验过程中，用到“控制变量法”的是（ ）
A．用刻度尺测量课本的长度B．比较不同物质吸热的情况
C．用温度计测量温水的温度D．用弹簧测力计测量笔袋的重力
【答案】B
【解析】A．用刻度尺测量课本的长度，利用的是等效替代法，故A不符合题意；
B．比较不同物质吸热的情况，要控制不同物质的质量相同、初温相同等，用到控制变量法，故B符合题意；
C．用温度计测量温水的温度，用到转换法，故C不符合题意；
D．用弹簧测力计测量笔袋的重力，利用了二力平衡、相互作用力等知识，故D不符合题意。
故选B。
2．（2023·广东广州·统考中考真题）以下过程不发生物态变化，初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，那么初温相同的甲、乙放出相同热量（ ）
A．甲的末温比乙的低，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
B．甲的末温比乙的高，但无法判断甲、乙比热容哪一个大
C．甲的末温比乙的高，且可以判断甲、乙比热容哪一个大
D．无法判断甲、乙的末温哪一个高，且无法判断甲、乙比热容哪一个大
【答案】B
【解析】依题意初温相同的两块金属甲、乙吸收了相同热量，甲的末温比乙的低，说明吸收相同的热量，甲温度变化比乙温度变化慢，由此可知，初温相同的甲、乙放出相同热量，甲乙温度都降低，由于甲温度变化比乙温度变化慢，所以甲的末温比乙的末温高，但由于不知道甲乙两块金属的质量关系，所以无法判断甲、乙比热容哪一个大，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
3．（2023·江苏苏州·统考中考真题）在沿海地区，炎热、晴朗的天气里常常出现“海陆风”，当出现如图所示风向时，通常（ ）

A．发生在白天，且陆地温度较高
B．发生在白天，且海水温度较高
C．发生在夜晚，且陆地温度较高
D．发生在夜晚，且海水温度较高
【答案】D
【解析】水的比热容较大，同样质量的水和沙石，吸收相同的热量（接受相同的太阳辐射能），沙石的温度升高得多，陆面上空空气迅速增温而上升，海面上空的气温相对较冷，冷空气下沉并在近地面流向附近较热的陆面，补充那儿因热空气上升而造成的空缺，形成风。同理，在晚上相同受冷的情况下，陆地的温度低于海洋的温度，从而形成从陆地吹向海洋的风，故这样形成了海陆风。由图可知，风从陆地吹向海洋，则应发生在夜晚，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
4．（2023·山东泰安·统考中考真题）质量均为0.5kg的水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，它们温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容，。下列说法中（ ）

①甲物质是水
②0~12min乙温度降低了20℃
③0~12min甲放出了的热量
④乙物质的比热容为
A．只有①②正确B．只有②④正确
C．只有①③正确D．只有①④正确
【答案】D
【解析】①时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图像可知，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；根据Q放=cmΔt可知，在质量相等、放热也相同的情况下，谁的温度降低得快，它的比热容小；所以，甲液体的比热容大，若A、B两种液体中，一种物质是水，则一定是甲物质，故①正确；
②由图可知，0~12min乙的温度从60℃降低至20℃，所以乙的温度降低
Δt乙=60℃-20℃=40℃
故②错误；
③0~12min甲放出的热量
Q水放=c水m水Δt甲=4.2×103J/(kg•℃)×0.5kg×(60℃-40℃)=4.2×104J
故③错误；
④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Δt甲=c乙m乙Δt乙
结合图像可得，0~12min水放出的热量，即另一种液体放出的热量
Q水放=Q乙放=4.2×104J
则另一种液体的比热容
故④正确，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
二、实验题
5．（2023·山东济宁·统考中考真题）小明取质量为200g的水，用图甲所示的实验装置探究水的沸腾特点，并根据实验数据画出了水的温度随时间变化图像，如图乙所示。

（1）此实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，酒精的化学能转化为水的 能；
（2）分析图像，回答下列问题。
①AB段水吸收的热量为 J；[]
②BC段表示水的 过程，特点是继续吸热，但温度 ；
（3）实验结束后，取下烧杯上的硬纸板，发现纸板上有小水珠，这是 （填物态变化名称）现象。
【答案】 内 10080 沸腾 不变 液化
【解析】（1）[1] 此实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，酒精燃烧将化学能转化为内能，水吸收热量温度升高，内能增大，所以是酒精的化学能转化为水的内能。
（2）①[2]如图乙所示，AB段水吸收的热量为
②[3][4]如图乙所示，BC段水的温度没变，说明温度达到了水的沸点，这段表示是水的沸腾过程，特点是水要持续吸热，但温度不变。
（3）[5] 实验结束后，取下烧杯上的硬纸板，发现纸板上有小水珠，这是从烧杯中出来的水蒸气遇到冷的硬纸板液化成的小水珠，这是液化现象。
6．（2023·四川泸州·统考中考真题）小明学习了比热容知识后，想比较A、B两种未知液体的比热容大小，进行如下实验：

（1）找来两个带保温层的相同电热杯，不计与外界发生的热传递，如图甲所示；
（2）将 相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯中，然后将两种液体均加热到60℃；
（3）将长时间处于室温的两个完全相同的铜块，分别浸没在两种液体中，盖好盖子；
（4）经过一段时间，温度计示数稳定后，A液体中温度计示数如图乙所示，则A液体温度降为 ℃，B液体温度降为53.0℃；
（5）分析可知， 液体放出的热量多， 液体的比热容较大。
【答案】 质量 56 A A
【解析】（2）[1]比较A、B两种未知液体的比热容大小，根据控制变量法可知需要控制两液体的质量相等。
（4）[2]由乙图可知，A液体温度降为56℃，则A液体则铜块的末温为56℃。
（5）[3][4]B液体温度降为53℃，则B液体中铜块的末温为53℃，铜块的初温相同，根据Q=cmΔt可知，A液体中铜块吸收的热量较多，则A液体放出的热量多；即
cAmΔtA>cBmΔtB
代入数据可得
cAm(60℃-56℃)>cBm(60℃-53℃)
整理可得cA>cB，所以A液体的比热容较大。
三、填空题
7．（2023·山东烟台·统考中考真题）淡水资源的短缺已越来越成为制约社会发展的重要因素，从海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义。用什么方法能除去海水中的盐得到淡水？小明进行了如图所示的实验，向大试管中加入的食盐水，组装好器材后，用酒精灯加热，一会儿看到小试管内出现淡化后的水。则加入的食盐水质量为 g；当食盐水从升高到的过程中，吸收的热量约为 J（不考虑食盐水质量的改变）。在淡化过程中，水蒸气变成水是 现象(填物态变化名称)。[食盐水比热容近似为，食盐水的密度取]

【答案】 10.3 2163 液化
【解析】[1]食盐水的密度为
食盐水质量为
[2]吸收的热量约为
[3]水蒸气变成水，即从气态变为液态，这个过程叫液化。
8．（2023·河南·统考中考真题）如图所示，湖中的荷花清香四溢，这属于 现象。立于荷尖上的蜻蜓与水中的倒影相映成趣。若蜻蜓距水面。则它与其倒影之间相距 m。广阔的湖水可以调节周边的气温，这是由于水具有较大的 。

【答案】 扩散 1.6 比热容
【解析】[1]湖中的荷花清香四溢，说明分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。
[2]蜻蜓距水面0.8m，则蜻蜓的像距水面也是0.8m，则它与其倒影之间相距
l=0.8m+0.8m=1.6m
[3]潮水对周边气温有一定的调节作用，是因为水的比热容较大，同等条件下，升高或降低相同的温度，吸收或放出的热量比其他物质多。
9．（2023·河北·统考中考真题）“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的 大，楼房中的“暖气”用水作为介质，正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500kg的水从65℃降低到35℃，放出的热量为 J，这一过程中水的内能减少。除热传递外， 也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 比热容 6.3×107J 做功
【解析】[1]沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的比热容大，相同质量的水和砂石，白天吸收相同的热量后，水的温度升高的少；夜晚放出相同的热量后，水的温度降低的少。
[2]放出的热量
Q放=c水m(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(65℃-35℃)=6.3×107J
[3]改变内能的方式有两种：做功和热传递。
10．（2023·四川眉山·统考中考真题）日常生活中，用水作为汽车发动机的冷却液，是因为它的 大。在标准大气压下，质量为水温度从升高，吸收热量 J。【】
【答案】 比热容 4.2×105
【解析】[1]因为水的比热容较大，即相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以，汽车水箱中用水作为冷却液。
[2]水温度变化量为20℃，由知道，水吸收的热量
11．（2023·四川宜宾·统考中考真题）质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，铜比铅的温度升高得 （选填“多”或“少”）；质量相同的铜和铅升高相同的温度，吸收热量多的是 （选填“铜”或“铅”）。已知，。
【答案】 少 铜
【解析】[1]由可知，质量相同的铜和铅吸收的相同的热量时，由于铜比铅的比热容大，所以铜比铅的温度升高少。
[2]由可知，质量相同的铜和铅升高相同的温度，由于铜比铅的比热容大，所以铜吸收热量较多。
12．（2023·四川达州·统考中考真题）如图所示是热管的工作原理图，当热管的热端受热时，吸液芯里的液体吸收热量变成蒸气，这一过程叫 （填物态变化的名称），蒸气在管子里跑到冷端 （选填“吸收”或“放出”）热量变成液态，液体通过吸液芯又回到热端。这一过程循环进行，不断地将热量从热端带到冷端。若50g的该液体吸收2400J的热量后，温度升高了40℃，则该液体的比热容为 J/（kg·°C）。

【答案】 汽化 放出
【解析】[1]热管的热端受热后，吸液芯里的液体在高温下，吸收热量，由液态变为气态，发生了汽化现象。
[2]蒸气在管子里跑到冷端温度降低时，这些蒸气又遇冷变为液体，发生液化放出热量。
[3]根据可得，液体的比热容为
四、计算题
13．（2023·江苏苏州·统考中考真题）正午，小明对水面获取太阳的能量情况进行研究，他将装有400g水的盘子放在室外平台上，经阳光照射10min，水温升高了2.5℃，不计水的蒸发（水的比热容是4.2×103J/(kg﹒℃)）。
（1）该过程水吸收的热量是多少？
（2）若照射到盘中水面上太阳能的功率为25W，水获取太阳能的效率是多大？

【答案】（1）4.2×103J；（2）28%
【解析】解：（1）由Q=cmΔt可得，该过程水吸收的热量为
（2）由W=Pt可得，照射到水面上的太阳能为
故水获取太阳能的效率为
答：（1）该过程水吸收的热量是4.2×103J；
（2）水获取太阳能的效率是28%。
一、单选题
1．（2023·湖北·统考模拟预测）利用如图甲所示的装置探究水沸腾时温度变化的特点，通过两次实验得到如图乙所示的温度随时间变化的图像。下列说法错误的是（ ）

A．纸板上的小孔是为了使烧杯内外气压相等
B．沸腾前，水的内能增加是通过热传递的方式
C．沸腾过程中，水不断吸热，温度不变
D．由图乙可知第一次实验用水质量较大
【答案】D
【解析】A．实验中若在烧杯上加盖密闭，气压升高，水的沸点会升高，所以设计一个小孔是为了使杯内外气压平衡，故A正确，不符合题意；
B．沸腾前，水吸收热量，温度升高，水的内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能，故B正确，不符合题意；
C．水在沸腾前，水不断吸热，水的温度上升，沸腾过程中，水不断吸热，水的温度不变，故C正确，不符合题意；
D．由图乙可知，两次水的初温和末温相同，第一次实验水加热到沸腾的时间较短，第一次水吸收的热量较少，由Q=cmΔt可知知第一次实验用水质量较小，故D错误，符合题意。
故选D。
2．（2023·北京大兴·统考二模）下表所列的数据为水和煤油的比热容。以下说法中正确的是（ ）
A．1kg水的内能跟2kg煤油的内能相等
B．1kg水的比热容跟2kg煤油的比热容相等
C．质量相等的水和煤油吸收相同的热量时，水的温度变化是煤油的2倍
D．质量相等的水和煤油温度变化相同时，水吸收的热量是煤油的2倍
【答案】D
【解析】A．内能的大小与温度、质量、状态有关，1kg水的内能跟2kg煤油的内能不一定相等，故A错误；
B．比热容是物质的一种属性，与物质的种类、物态有关，由表可知：水的比热容比煤油的比热容大，故B错误；
C．根据热量计算公式由上表可知，水的比热容是煤油的2倍，质量相等的水和煤油，吸收相同的热量时，水的温度变化是煤油的一半；故C错误；
D．根据热量计算公式由上表可知，水的比热容是煤油的2倍，质量相等的水和煤油，温度变化相同时，水吸收的热量是煤油的2倍，故D正确。
故选D。
3．（2023·四川·校联考模拟预测）如图是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（ ）
A．t1~t2时间内物质a的温度不变，内能不变
B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多
D．b的比热容大于c的比热容
【答案】B
【解析】由图象知：
A．t1~t2时间内，物质a的温度虽然不变，但继续吸收热量，所以其内能增加，故A错误；
B．如果a、b是同种物质，比热容相同，升高相同的温度时，b的加热时间长，b吸收的热量多，根据Q=cmΔt知，b的质量大于a的质量，故B正确；
C．温度从T1升高到T2时，a物质的加热时间比b物质短，所以a物质吸收的热量比b少，故C错误；
D．用相同的加热装置对b、c两种物质加热时，0~t1时间内两种物质吸收的热量相同，c物质升高的温度较小，但由于不知道b、c质量的大小，不能判断出b、c比热容的大小，故D错误。
故选B。
二、实验题
4．（2023·内蒙古包头·校考三模）为了探究“不同物质的吸热能力”，琪琪同学用两个相同的烧杯装入质量相同的水和花生油，并用相同规格的电加热器分别给水和花生油加热（如图甲）；

（1）琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像，由于图像可知，加热5min时，b物质的温度上升的更明显，说明b的吸热能力 （填“强”或“弱”），此时a、b两种液体吸收的热量关系是：Qa Qb（填“>”、“