2023年暑假预习学案---人教版物理九年级 第二讲：比热容（无答案）

2023暑假初三第二讲：比热容
第一课时：探究不同物体吸热能力
知识与方法清单
目标知识精讲
目标1 ： 不同物质的吸热能力影响因素
一：同种物质吸收热量影响因素
思考一：平常我们烧水，烧开一壶水和一桶水，哪一个花的时间长，说明了什么？
思考二：烧开一壶冷水和烧开一壶温水，哪一个花的时间长，说明了什么？
思考三：上述两种情况，你是通过什么来比较他们吸收热量的不同？
结论一：同种物体物体吸收热量与 和 有关，我们通过 反应物体的吸收热量
二：不同物质吸收热量影响因素
思考四：下面一幅图你能得出什么信息？
再看下面这两幅图
在上次课中我们讲过类比法推到内能定义，我们把吸收热量类比成吃辣椒，脸红程度类比成温度变化，吃相同的辣椒，脸越红说明越不能吃辣，脸红相同程度吃辣椒越多说明越能吃辣，吃辣能力就相当于物体吸收热量的能力
结论二：不同物质吸收热量 （相同或不相同），反应物体的 不同
目标2 ： 探究不同物质的吸热能力的实验
一．请思考下列问题
（1）怎么设计实验判断物质的吸热能力？
（2）对水和沙子的质量有什么要求？
（3）如果加热方法完全相同，意味着单位时间内物质吸收的热量 （相同/不相同）（相同加热仪器加热相同时间）所以我们可以通过 反应吸收的热量
（4）实验中我们通过观察 知道温度的变化。
（5）是否一定要控制初始温度相同？
（6）搅拌棒的作用？
二．实验操作方法
方法一：观察物体升高相同的温度所需要的时间（吸收热量）是否相同。
下面是小新同学做的实验及实验数据：
物质的种类 质量/kg 温度升高10℃所需的时间/S 温度升高20℃所需的时间/S
煤油 1 5s 10s
水 1 10s 20s
结论一：
质量相等的沙和水升高相同温度时，沙比水需要的时间_____（长/短），升高相同温度时沙比水吸收的热量____（多/少），这说明：
质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量____（相同/不同）。 的吸热能力更强
可以理解为吸热能力和吸收热量成 （正比/反比）
方法二： 在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度是否相同。
下面是小新同学做的另一组实验及实验数据：
物质种类 质量/kg 加热2分钟所升高的温度/℃ 加热4分钟所升高的温度/℃
煤油 1 15℃ 30℃
水 1 8℃ 16℃
结论二：
质量相等的沙和水加热时间相同时，沙和水吸收的热量_____（相等/不相等），升高的温度沙比水____（多/少），这说明：
质量相等的不同物质，在吸收相等的热量时，升高的温度____（相同/不同）。 的吸热能力更强
可以理解为吸热能力和升高温度成 （正比/反比）
总结：质量相同的不同物质, 升高相同的温度,吸收的热量不同（或质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同）——反映出物质本身的吸热能力的大小
三．实验数据的进一步处理
物质种类 质量/kg 加热2分钟 加热4分钟 加热6分钟
沙子 1 15℃ 30℃ 45
煤油 1 8℃ 16℃ 24
怎么通过图像比较吸热能力的大小？
方法技巧提炼
1.吸热能力的比较
（1）温度变化相同比较吸收热量，吸收热量相同比较温度变化
（2）在温度时间图像中利用倾斜程度比较吸热能力
2.探究吸热能力的实验
（1）实验中控制质量相同，但不一定需要控制初温相同
（2）实验通过加热实验反应吸收热量，一般加热时间相同说明吸收热量相同
（3）正确理解吸热能力的含义，是物体对热量的承受能力
精题精讲练
★★★（2023 青山湖区模拟）利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，操作如下：
（1）在两烧杯中分别装入初温相同且 　 　相等的沙子和水；
（2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻的温度如图乙所示，其示数为 　 　。根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图丙所示；
（3）实验中，是通过比较 　 　（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来间接反映沙子和水吸收的热量；
（4）分析图丙可知，若使两者升高相同的温度，则 　 　吸收的热量较多，由此可见 　 　的吸热能力较大；
（5）如图丁所示的图像表示甲、乙两个固态物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体的温度变化，纵坐标是物体吸收的热量。
①如果甲和乙的质量相同，甲的吸热能力 　 　乙的吸热能力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
☆☆☆（2023 昆山市校级开学）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）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 　 　来判断的，下列实验与此实验方法相同的是 　 　；
A．探究通过导体的电流和它两端电压的关系
B．探究影响电阻大小的因素时观察灯泡的亮度和电流表的示数
（2）实验中记录的实验数据如表；
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
通过分析实验数据，质量相同的水和煤油升高相同温度，　 　吸收的热量较多，则 　 　的比热容较大；
（3）如图丙所示是某同学绘制的“吸收热量﹣时间”和“温度﹣时间”图像，能正确描述该实验真实情况的图像是 　 　（选填序号）；
（4）这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，而不是用两个酒精灯分别加热，如图乙所示，这样做的好处是 　 　。
☆☆☆（2022秋 渝中区期末）某研究小组在做“比较不同物质吸热的情况”的实验中，利用相同规格的电加热器给相同质量的水和砂加热（不计热损失），用取得的实验数据做出如图所示的图像，对该图像下列说法正确的是（　　）
A．吸收同样的热，砂升高温度少，表明砂的吸热本领比水强
B．吸收同样的热，水升高温度少，表明水的吸热本领比砂强
C．相同质量的水和砂同时加热，水温度先到达60℃
D．相同质量的水和砂同时加热，同时到达60℃
第二课时：比热容的概念及理解
知识与方法清单
目标知识精讲
目标1 ： 比热容的定义
比热容的定义
实验结果表明不同物体的吸热能力不同，物理学中引入了比热容这个物理量，表示各种物质吸热能力的差别
（1）定义：一定质量的某种物质,在温度升高时 与它的 和 乘积之比。
（2）符号： 单位： （ ）
（3）公式：
（4）物理意义：我们把单位质量的某种物质温度升高（ ）1℃所吸收（ ）的热量
例如：水的比热容4.2×103J/(kg·℃)表示
特点
①比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，可以用来鉴别物质
②比热容的大小取决于物质本身及状态，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
③比热容越大，说明温度越难改变
（6）比热容表
水 4.2×103 砂石 0.29×103
酒精 2.4×103 铝 0.88×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
蓖麻油 1.8×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
空气 1.0×103 水银 0.14×103
(1)比热容是物质的一种特性，各种物质都有自己的比热容。
(2)从比热容表中还可以看出：各物质中，水的比热容最大。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。这也是湖景海景房贵的一个原因
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。
(3)水比热容较大的特点，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。
目标2 ： 热量的计算
c——物质的比热容 m——物体的质量 t——末温 to——初温 △t——温度变化量
Q吸=cm（t-to）
Q=cm△t
Q放=cm（to-t）
推导式：
M= ；△t= ；c=
方法技巧提炼
1.比热容的理解
（1）比热容和状态是有关系的，判断中不要忘记这个因素
（2）比热容反应的是物质的吸放热的本领的大小
（3）热的本质是运动，比如达到相同温度，热运动程度应该相同，但是水的各组成束缚能力更强，需要 吸收更多热量，所以比热更大
2.比热容的计算
（1）升高与升高到是有区别的，在计算时要注意
（2）比热容的计算用的是物体的质量，如果告诉体积要利用公式转化
精题精讲练
类型一：比热容的概念与理解
★（2023春 静安区校级期中）关于c＝，下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收的热量越多，比热容越大
B．物体的质量越小，比热容越大
C．物体的温度变化量越小，比热容越大
D．物质的比热容与热量、质量及温度的变化量无关
★★（2023 天桥区二模）中央气象台每天都会发布我国主要城市的天气预报，下表列出的是2023年3月2日济南和青岛两地的气温情况，以下根据气温变化情况做出的判断和判断依据正确的是（　　）
2023年3月2日
城市甲 晴3﹣16℃
城市乙 晴5﹣11℃
A．城市甲是青岛，依据是水的比热容较大
B．城市乙是济南，依据是砂石的比热容较大
C．城市甲是济南，依据是砂石的比热容较大
D．城市乙是青岛，依据是水的比热容较大
★★★（2022春 浦东新区期末）小阳从下面一些常见物质的比热容表中，分析归纳出几个结论，其中不正确的是
一些常见物质的比热容J/（kg ℃）
水 4.2×103 水银 0.14×103 玻璃 0.84×103 钢铁 0.46×103
冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 铝 0.88×103 铅 0.13×103
蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103
A．质量相同的水和沙石吸收相等的热量，水升高的温度小
B．液体的比热容都比固体大
C．同种物质在不同状态下比热容大小不同
D．质量相等的铜和铅升高相同的温度，铜吸收的热量多
☆（2020秋 永定区校级月考）下面有关比热容的说法中正确的是（　　）
A．夏天在河边游玩感觉河水凉，但河边的岩石却很烫，原因是水的比热容比岩石小
B．寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂主要是因为水的比热容较大
C．比热容是物质的一种特性，80℃水的比热容与40℃水的比热容一样大
D．铜的比热容比铝小，所以在吸收相同的热量后铜升高的温度一定比铝高
☆☆☆（2022秋 闽清县期末）将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图所示。则三块金属放出的热量 　 　（选填“相同”或“不同”），三块金属中比热容最大的是 　 　。
☆☆如图所示。一起放在太阳下暴晒10min，测得甲、乙两种液体上升相同的温度，已知单位面积的液体在相同时间内，吸收的热量是相同的，忽略容器吸、放热的影响，则下列说法正确的是（　　）
A．甲液体的比热容较大
B．乙液体的比热容较大
C．它们的比热容一样大
D．无法比较它们比热容的大小
类型二：热量的计算
★★（2022 清水县校级一模改编）地热资源可以用于温泉浴，若某浴池内有40m3、初温为85℃的水，当水温降到45℃时就可供人们洗浴。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）求这个浴池中所盛水的质量；
（2）这一过程中水是吸收热量还是放出热量？水吸收或放出的热量是多少？
（3）若这个浴池所在的房间内空气的质量为1200kg，空气的比热容设为c＝1×103J/（kg ℃），则吸收6×106J的热量，空气的温度将上升多少？（不考虑其他热交换）
（4）一定质量的水吸收了6.72×104J的热量，水温从22℃升高到30℃，求水的质量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
★★★（2018秋 沙坪坝区校级月考）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
★★（2023 天山区校级一模）在我们日常的生活环境下，若烧开质量为2kg、初温为20℃的一壶水，吸收了8.4×105J的热量后，它的温度可能是（　　）
A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃
☆（2022秋 墨竹工卡县校级期中）已知水和食用油的质量之比是5：4，比热容之比是2：1。若它们吸收相等的热量，水和食用油的升高温度之比是（　　）
A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8
☆☆（2022秋 渝中区校级月考）有甲、乙两个体积均为1dm3的铁球，已知甲球是实心的，使它的温度由20℃升高到30℃，需要吸收的热量是　 　J；乙球的温度由30℃升高到40℃时吸收的热量是3×104J，则乙球一定是　 　的。（选填“空心“或“实心”）（ρ铁＝7.9×103kg/m3，c铁＝0.46×103J/（kg ℃））
☆☆☆（2022秋 重庆月考）在标准大气压下，将一个容积容2L的水壶装满水，水的初温为25℃。[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。求：
（1）装满这壶水的质量；
（2）若让这壶水吸收6.72×105J的热量，水的末温t末。
☆☆☆（2021秋 余干县校级月考）质量为1kg的金属锅中放有2kg的水，现把它们从20℃加热到80℃，金属锅和水一共吸收了5.316×105J的热量。几种物质的比热容[J/（kg ℃）]
物质 水 铁 铝 铜
比热容 4.2×103 0.46×103 0.88×103 0.39×103
求：（1）水吸收的热量是多少？
（2）锅可能是由哪种金属制成的？
☆☆☆（2022秋 射洪市校级期中）有两个相同的烧杯，第一个装有0.2kg水，第二个装有0.2kg酒精，若用相同的加热器给它们分别加热，根据加热时间（t）与其对应上升到的温度（T），描绘成了如图所示的图像。假如加热器放出的热量全部被吸收，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。计算：
（1）加热5min，水吸收的热量是多少？
（2）电加热器1min放出的热量是多少？
（3）酒精温度从15℃升高到43℃，吸收多少热量？
（4）酒精的比热容是多少？
类型三：图像问题进阶
★★★（2022秋 九龙坡区月考）用相同的加热装置分别对固态物质a、b、c加热，它们的温度随加热时间变化关系如图所示，不计热量损失，以下分析正确的是（　　）
A．t1～t2时间内，a吸收热量大于c吸收热量
B．t2～t3时间内，a的内能不变
C．b的比热容可能大于c的比热容
D．若a、b是同种物质，则b的质量小于a的质量
★★★（2020秋 宁津县月考）学校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象如图所示。水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），那么请问：
（1）图中 　 　（“a”或“b”）是水吸热升温的图象；
（2）加热满2min时，水吸收了多少热量？
（3）试求出沙子的比热容。
☆☆☆（2023 金坛区二模）用相同的酒精灯分别对a、b两种液体加热（如图甲），根据测得的数据分别描绘出这两种液体的温度随加热时间变化的图像（如图乙）。在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两种液体的质量和比热容，则结合图中信息做出的下列推断正确的是（　　）
A．若 ma＝mb，则ca＞cb B．若 ma＝mb，则 ca＜cb
C．若ca＝cb，则 ma＝mb D．若ca＝cb，则 ma＞mb
☆☆☆（2022 苏州模拟）小凯在实验室利用恒温箱加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线，如图所示。实验时冰的质量为2kg，相同时间内冰和水吸收的热量相同。c水＝4.2×103J/（kg ℃）
求：（1）CD段水吸收的热量。
（2）计算出冰的比热容。
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1.基础练
一．选择题
1．下列有关比热容的说法正确的是（　　）
A．比热容大的物体吸热多 B．吸热多的物体比热容大
C．比热容大的物质吸热能力强 D．比热容大的物体温度升高的多
2．下列事例中不是利用水的比热容大的特性的是（　　）
A．夏天。在地上洒水会感到凉快
B．北方楼房内的“暖气”用水作为介质
C．海边昼夜温差变化比沙漠中小
D．生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度
3．（2022秋 兖州区期末）根据如表中的数据，下列说法正确的是（　　）
物质 铁 铜 水 煤油
ρ/（kg m﹣3） 7.9×103 8.9×103 1.0×103 0.8×103
c/[J （kg ℃）﹣1] 0.46×103 0.39×103 4.2×103 2.1×103
A．1kg铁温度升高1℃时，吸收的热量为7.9×103J
B．1kg铜温度升高1℃时，吸收的热量为0.39×103J/（kg ℃）
C．煤油和水体积之比为2：1，吸收的热量之比为12：5，则升高的温度之比为3：1
D．初温、质量相同的铁块和铜块，吸收相同的热量后相接触，内能从铁块转移到铜块
4．有甲、乙两个金属球，它们的比热之比3：2，吸收的热量之比4：1，那甲、乙两金属球的质量之比和升高的温度之比可能分别是（　　）
A．2：1，4：1 B．3：2，4：1 C．4：5，3：10 D．4：5，10：3
5．（2020秋 巴南区期中）质量和初温都相等的铝块和铜块（c铝＞c铜），放出相等热量后，则（　　）
A．铝块的温度高 B．铜块的温度高
C．两者温度相等 D．无法判断
二．填空题
6．用相同的加热装置给甲、乙两个初温相同的铝块加热，乙的质量是甲的质量的3倍，甲的加热时间是8分钟，乙的加热时间是9分钟，则甲、乙的比热容之比是　 　，甲、乙升高的温度之比是　 　。
7．汽车是我们十分熟悉的交通工具，也包含丰富的物理知识：水作为汽车发动机的冷却剂，这是因为水的　 　较大；刹车时刹车片温度升高是通过　 　方式增大内能，发动机把热量传给水是通过　 　（填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增加的。
8．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。
9．（2012 沈阳二模）如图所示是甲、乙两种质量相等的不同晶体，均匀加热，在相同时间内吸收相同热量的条件下，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲　 　Q乙；液态甲的比热容　 　液态乙的比热容。（填“大于”、“小于”或“等于”）
三．计算题
10．某浴池用的地下温泉水，浴池中水的体积是40m3，初温是85℃，当水温降到45℃时可供洗浴使用。【温泉水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，温泉水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
（1）浴池中温泉水的质量是多少？
（2）当浴池中的温泉水从85℃降到45℃时，放出的热量是多少？
11.实验测得0.5kg某物质温度随时间变化的图象如图所示，已知物质在固态下的比热容为[c1＝2.1×103J/（kg ℃）]。假设这种物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图象（如图）解答下列问题：
（1）求在最初的2min内物质吸收的热量；
（2）求该物质在液态下的比热容。
2.提升练
1．（2021 镜湖区校级自主招生）有一大块平整的冰，温度为0℃，在上面挖一个容积为V0＝1000cm3的洞，并用不导热的泡沫塑料板覆盖，上面挖一个小孔（如图所示）。现在从小孔向洞里缓慢倒入温度为100℃的水，至多能倒入多少千克的水而不溢出？已知水的密度ρ0＝1.0×103kg/m3，冰的密度ρ冰＝0.90×103kg/m3，水的比热容c0＝4.2×103J/（kg ℃），冰的熔化热（即1千克冰熔化成同温度的水所需吸收的热量）λ＝3.3×105J/kg。
2．（2023春 凤台县期中）已知物体的动能表达式为EK＝mv2，其中m为物体的质量，v为物体的运动速度。如图所示，质量m1＝8kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上，车顶与左侧光滑平台等高，平台上放置质量m2＝2kg的小物块，小物块以5m/s的初速度向右运动，滑上小车。最终小物块静止在小车上，并以1m/s的速度一起向右运动。若此过程中机械能全部转化为内能，且全部被小物块吸收，则能使小物块的温度升高 　 　℃。[小物块的比热容为2×103J/（kg ℃）]