第2讲比热容+热机—2025年九年级物理寒假讲义

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1.比热容
（1）定义：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。单位：焦每千克摄氏度，符号是J/（kg·C）
（2）比热容是反映物质自身性质的物理量，比热容只决定于物质本身，反映了物质吸热（或放热）的本领，与物质的质量、吸收或放出热量的多少、温度的高低、形状、位置等都没有关系。但是，物质的比热容不但与物质的种类有关，还与物质的状态有关。
*比热容与吸热本领，温度改变的难易程度
（3）质量相同的同种物质，温度升高1摄氏度吸收的热量，与温度降低1摄氏度放出的热量是相同的。
2.热量的计算：
计算公式：，其中，吸热公式：，放热公式：。
表示物质的比热容，表示物质的质量，是指温度的变化量，表示物质的初温，表示末温。
【典型例题】
类型一、比热容
2、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．水凝结成冰
C．一块铁加工成铁屑
D．15℃的水变成45℃的水
【思路点拨】物质的比热容是物质本身的一种特性；根据比热容概念，即可判断。
【答案】B
【解析】物质的比热容是物质本身的一种特性，与质量、温度、形状无关；水凝结成冰，物质状态发生改变，比热容也因此改变，故选B。
类型二、热量的计算
2、小阳家的热水器内装有质量为5kg的水，该热水器中水的温度从20°C升高到40°C。求这些水吸收的热量。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【思路点拨】知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸=cm△t求水吸收的热量。
【答案与解析】
Q 吸=cm（t－t0）
=4.2×103J/(kg ·℃)×5kg ×（40－20）℃
=4.2×105J
一．选择题（共20小题）
1．两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同一热源分别加热，液体温度与加热时间的关系如图所示。下列说法中错误的是（ ）
A．升高相同的温度，甲液体吸收的热量多
B．吸收相同的热量，乙液体比甲液体的末温高
C．甲液体的比热容小于乙液体的比热容
D．即使甲液体吸收的热量增大，甲的比热容也不变
2．关于热学知识，下列说法不正确的是（ ）
A．物体的内能一定不为零
B．升高相同的温度，比热容大的物体，吸收的热量多
C．热量可以从内能小的物体传递给内能大的物体
D．对物体做功，物体内能不一定增加
3．下列各种情况下，水的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．让水吸收更多的热量D．15℃的水变成45℃的水
4．质量相同的A、B两金属块，把它们都加热到100℃，然后分别投入装有质量相同、初温都为0℃的C、D两杯水中，测量的结果：金属块A使C杯的水温升高了10℃，金属块B使D杯的水温升高了20℃．设两金属块比热容为cA和cB，则cA与cB的比值为（ ）
A．4：9B．9：4C．19：9D．9：19
5．生产生活中，我们常利用水的比热容大这一性质。下列实例中与这一性质无关的是（ ）
A．初春夜晚向稻田中灌水保温
B．夏天中午洒水车洒水降温
C．城市建造人工湖来调节气温
D．热水袋用水来做取暖物质
6．下面有关小轿车的描述错误的是（ ）
A．用水箱里的水来散热是利用水的比热容大
B．小轿车的流线型设计可以减小空气阻力
C．小轿车在高速行驶时对地面的压力会变大
D．前面挡风玻璃不竖直安装可以避免因平面镜成像造成不安全
7．在生活中水有多种用途，这些用途的背后也包含着许多物理原理，以下水的作用与运用原理都正确的是（ ）
A．气温骤降时，果农给没有成熟的橘子喷水﹣水的凝固吸热，防止橘子冻伤
B．汽车装有水箱作为散热器帮助气缸降温﹣水的比热容比较大，可以吸收较多的热量
C．炎热的夏天，在地上洒水可以降低室内气温﹣水的液化吸热，带走空气的热量
D．寒冷地区，岩石裂隙中的水结冰后会使岩石崩裂﹣水结冰密度变大，体积膨胀
8．夏天，海边的昼夜温差小，这是因为水的比热容较大。下列现象中不能反映水的这一特性的是（ ）
A．北方供暖系统用水循环散热
B．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
C．炎热的夏天常常在教室的地面上洒水
D．城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温
9．夏日晴朗的白天，在太阳光照射下，某海边城市陆地与海面之间空气流动示意图（图中箭头表示空气流动方向）合理的是（ ）
A．B．
C．D．
10．水具有比热容大的特点，下列现象与此特点无关的是（ ）
A．沿海地区温差比内陆地区小
B．空调房里放盆水可增加空气湿度
C．冬天的暖气设备用热水供暖
D．白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面
11．烈日当空，在海边玩耍，会发现沙子烫脚，海水却是凉凉的。这是因为（ ）
A．沙子密度较大B．海水的密度较大
C．沙子的比热容较大D．海水的比热容较大
12．学习了比热容的知识后，某物理课外兴趣小组绘制了如图所示的海陆风成因及流动情况示意图，其中正确的是（ ）
A．B．
C．D．
13．用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图甲），根据测得的数据分别画出两液体温度随加热时间变化的图象（如图乙）。已知在相同的时间内两液体吸收的热量相等，则下列推断正确的是（ ）
A．加热过程中，a、b两液体比热容逐渐变大
B．若两种液体质量相等，则b液体的比热容较大
C．若两种液体比热容相等，则a液体的质量较大
D．若吸收相同的热量，b液体升高温度较大
14．已知水的比热容是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．6×104JB．6×105JC．6×106JD．6×107J
15．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（ ）
A．5.04×105JB．2.4×105JC．4.2×105JD．2.52×105J
16．如图所示，规格相同的甲乙两容器中分别装有3kg和2kg的纯净水，并用不同加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（ ）
A．甲杯水中每分钟吸收的热量为 2.52×105 J
B．甲、乙两杯中的加热器每分钟放出的热量之比为 3：2
C．加热相同的时间，甲、乙两杯水升高的温度之比 2：3
D．将甲、乙两容器中的液体从 20℃加热至沸腾所需要的时间之比为 2：3
17．甲乙两物体，质量和初温都相同，先把甲放在一杯冷水中，充分接触温度相同后，水的温度升高了5℃；将甲取出，再把乙放入此杯水中，充分接触温度相同后，水的温度又升高了5℃，将乙取出．设过程中没有热量损失且水质量不变，则下列说法正确的是（ ）
A．甲的比热容小
B．甲、乙放出的热量不相等
C．前后两次水内能的增加量不相等
D．甲、乙比热容相同
18．一杯质量为m的热水与一杯质量为3m的冷水混合，冷水温度升高12℃，现将另一杯质量，温度和原来相同的热水继续与刚混合后的水再次混合，则原来混合的水升高的温度（不考虑热损失）（ ）
A．12°CB．9°CC．7.2°CD．9.6℃
19．如图甲，网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”．为破解此中秘密，随州某中学物理小组设计了如图乙模型，设此杯内胆中被封存着300g水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，摇一摇，杯内水温迅速降至t1，饮用后迅速将200g室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度可升至t2，若忽略内胆及空间的热能消耗，则t1、t2分别大约为（ ）
A．52℃，39.2℃B．50℃，50℃C．40℃，60℃D．55℃，55℃
20．把加热到100℃的某铁块投入m1克20℃的水中，混合温度为40℃；把加热到100℃的该铁块投入m2克20℃的水中，混合温度为60℃；如果把同样加热到100℃的该铁块投入（m1+m2）克40℃的水中，混合温度为（ ）
A．50℃B．52℃C．48℃D．62℃
二．填空题（共5小题）
21．如图所示，是加热某物质时的温度时间图象，则该物质在C点时具有的内能 B点时具有的内能（选填“大于”“等于”或“小于”），该物质在A点的比热容 C点的比热容（选填“大于”“等于”或“小于”）。
22．北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是因为水的 较大。质量为1t的热水放出2.1×108J热量后温度降低 ℃．暖气能使室内温度升高内能增加，这是通过 的方式实现的。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
23．今年暑假，小力在父母的协助下，从早上8：00开始每隔半小时分别对廖河公园的气温和水温进行了测量，如图是他根据记录的数据绘成温度t1随时间t2变化的图线，据图可以判断： 是水温图线（选填“实线”或“虚线”），因为水的 。
24．农作物的秸秆可以回收加工制成秸秆煤。完全燃烧0.5kg的秸秆煤可放出 J的热量；若这些热量被质量为25kg，初温为20℃的水完全吸收，则可使水温升高到 ℃.（已知q煤＝2.1×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃））。
25．物理兴趣小组的同学在课下继续钻研物理，这是他们近期讨论的问题，大家也来试试吧。
（1）将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高（不计热损失） 。
（2）如图是安装在武汉地铁站内的某种即热式节能饮水机的原理图。烧开的水很烫不能立即饮用，即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题，它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起，利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温.同吋，进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。当节能饮水机的出水量为1.9L/min时，20℃的自来水经热交换套管后被预热成85℃的热水流进加热腔，同时有100℃的开水从加热腔流进热交换套管，变成可供直接饮用的温开水流出。
①可供直接饮用的温开水的温度是多少℃？（不计热损失）
②若电加热器的效率为95%，则电热器的电阻为多大？（结果保留整数）
三．计算题（共2小题）
26．质量相等、初温相同的水和某种液体，用两个相同的电加热器分别给它们加热，每隔一分钟分别记录一次水和某种液体的温度，测得的数据如表：
（1）请根据测得的数据求出该液体的比热容；[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）要使100g该液体温度从15℃升高到35℃，需要吸收多少热量？
27．一根烧红的铁钉，温度是800℃，质量是1.5g，投入一杯5℃水中，使水温上升到20℃，已知铁的比热容为0.46×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），不计热损失，求：
（1）铁钉放出的热量；
（2）水的质量。
热机
1.把内能转化为机械能的机械叫热机。
2.内燃机：
（1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。
（2）分类：汽油机和柴油机。构造图：
（3）工作过程：
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
工作循环：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的，经历四个冲程，做功1次。汽油机的工作过程如下：
（4）汽油机和柴油机的比较：
【典型例题】
类型一、热机
1、下列现象中，利用内能做功的是（ ）
A．冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了
B．刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
D．盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了
【思路点拨】本题抓住内能的两个应用：一、利用内能做功；二、利用内能加热物体。
【答案】C
【解析】A、冬天在户外时两手相互搓一会儿就暖和了，属于利用内能加热物体，不符合题意。
B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花，属于利用内能加热物体，不符合题意。
C、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起，利用内能做功，符合题意。
D、盛夏在烈日之下的柏油路面被晒熔化了，属于利用内能加热物体，不符合题意。
一．选择题（共8小题）
1．下列关于汽油机的说法正确的是（ ）
A．汽油机上的火花塞坏的时候，可以用柴油机的喷油嘴代替
B．汽油机和柴油机可以达到相同的功率
C．汽油机中的燃料完全可以用柴油来代替
D．汽油机与柴油机除了所用燃料之外，其余没有区别
2．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置不是使用热机的是（ ）
A．玉兔号月球车B．山东号航母
C．C919客机D．长征五号火箭
3．关于内燃机的说法错误的是（ ）
A．汽油机是汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气推动活塞运动，将燃气的内能转化为活塞的机械能的机器
B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功
D．内燃机一般在燃料燃烧的同时对外做功
4．目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。我国下列“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（ ）
A．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
B．中国高铁交流异步牵引电动机
C．长征五号火箭液氢液氧发动机
D．歼20战机涡扇15煤油发动机
5．如图是汽油机工作时的四个冲程，下列说法正确的是（ ）
A．活塞在汽缸内往复运动一次，该汽油机对外做功一次
B．甲是压缩冲程，是将内能转化为机械能，丁是做功冲程是将机械能转化为内能
C．该内燃机的四个冲程正确的工作顺序是乙→甲→丁→丙
D．汽油机吸气冲程汽缸吸进的物质只有汽油
6．关于内能，有以下四个观点，你认为正确的是（ ）
①热机在压缩冲程中机械能转化为内能
②物体温度越低，内能越小，所以0℃的物体没有内能
③两物体相互接触时，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
④做功和热传递都能改变物体内能
A．①②B．②③C．①④D．③④
7．如图甲、乙、丙、丁是单缸内燃机一个工作循环有四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为2400r/min。以下说法正确的是（ ）
A．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是丙、甲、丁、乙
B．如图丙是做功冲程，机械能转化为内能
C．汽油机和柴油机的吸气冲程吸入的都只是空气
D．汽油机和柴油机的构造相似，柴油机在压缩冲程中对气体的压缩程度更高
8．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．丙冲程的能量转化过程和摩擦生热相同
B．丁冲程是对外输出动力的冲程
C．一个工作循环的正确顺序是：甲丙丁乙
D．甲冲程有明显的机械能与内能转化过程
二．填空题（共4小题）
9．汽油机和柴油机都属于内燃机，做功冲程都将 转化为机械能，但它们也存在很多不同点，汽油机的点火方式为 。
10．燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫作内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机两大类，根据它们在结构上和工作过程中的不同，可以判断如图是 （选填“汽油机”或“柴油机”）的结构示意图。
11．如图所示的汽油机为 冲程，若其飞轮的转速是3600r/min，则汽油机每秒完成该冲程 次。
12．美国《大众科学》杂志评出年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 。
两个角度
物质的吸热本领
物质的温度改变的难易程度
具体说明
比热容大，吸热本领强
比热容大，温度难改变
比热容小，吸热本领弱
比热容小，温度容易改变
实例
汽车的发动机用水做冷却剂
沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大
项目
水
某种液体
时间/min
0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5
温度/℃
15
16
17
18
19
20
15
17
19
21
23
25
汽油机
柴油机
不同点
构造
顶部有一个火花塞
顶部有一个愤油嘴
吸气冲程
吸入汽油和空气的混合气体
吸入空气
点燃方式
点燃式
压燃式
效率
低
高
应用
轿车、摩托车
载重型汽车、大型拖拉机
相同点
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①冲程：活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端；
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次