九年级全册（2024） 13.1 热量 比热容 学案（含解析和答案）

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13.1 热量 比热容
知识速记
一、热量
二、比热容
三、热量的计算
重难突破
一、比热容是物质的一种性质
二、比热容图像
三、热量的计算
四、热平衡
题型精炼
题型01 ·热量的概念
题型02 ·比较不同物质吸热的情况
题型03 ·比热容概念的理解
题型04 ·关于比热容图像的分析和计算
题型05 ·生活中比热容的现象及解释
题型06 ·吸、放热的计算
题型07 ·热平衡的计算
一、热量
1.热量
（1）热传递过程中，传递能量的多少叫作热量（Q），热量的单位是焦耳。
（2）热量是能量转移多少的量度，是一个过程量，它存在于热传递的过程中。
（3）热量只能有“吸收”或“放出”来表述，而不能用“具有”或“含有”来表述，不能说某物体含有或具有多少热量，只能说物体吸收或放出了多少热量。
2.比较不同物质吸收热量的情况
不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。
二、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。
2.定义式：。
3.单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃）。
4.特点：比热容是反映物质自身性质的物理量，是物质的一种特性，只与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。不同的物质，比热容一般不同。
5.水的比热容及意义：水的比热容是4.2 ×103J/（kg·℃），表示的物理意义是：1kg水温度每升高1℃吸收的热量是4.2×103J
6.水的比热容较大的应用：（1）做传热介质；（2）调节温度。
特别注意 不是所有跟水有关的应用都是利用水的比热容大的特点，如往教室洒水感到凉快是利用水蒸发吸热的原理。
三、热量的计算
1.物质吸热时热量的计算：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；
2.物质放热时热量的计算：Q放=cm△t= cm(t0-t)。
△t—变化的温度（升高或降低的温度），单位：摄氏度（℃）；t0—初始温度、t—末温。
一、比热容是物质的一种性质
比热容是物质的一种特性，只与物体的种类、状态有关。例如，一瓶水用掉一半，剩下的水质量减半，由于水的状态和种类没有发生改变，则比热容不变。
二、比热容图像
比热容图像的分析技巧（同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同）
（1）等时分析法：作一条垂直于温度轴的直线，可以看出升高相同的温度时，加热时间的长短；
（2）等温分析法：作一条垂直于时间的直线，可以比较加热时间相同时，温度升高的多少。
（3）同一加热装置，加热相同时间吸收的热量相同，即可通过图像得出两种物质吸收热量的关系式，从而得出不同物质比热容的关系，进而求出物质的比热容。
三、热量的计算
1.注意“升高”“降低”和“升高到”“降低到”的区别，前者是指温度差，后者是指末温；
2.注意在一个标准大气压下，水的最高温度为100℃；
四、热平衡
热平衡：两者末温相同；若不存在热量损失，（高温物体放出热量，低温物体吸收热量）
题型01 ·热量的概念
1．生活中的“热”含义非常丰富，物理学中，“天气很热”中的“热”是指 ；“热传递”中的“热”是指 （均选填：热量/温度）。
【答案】 温度 热量
【详解】[1]“天气很热”，这里的“热”描述的是环境的冷热状况，反映的是温度的高低，所以指的是温度。
[2]“热传递”，这是由于温度差而导致的能量传递现象，传递的是热量，所以“热传递”中的“热”是指热量。
2．在“生活处处有物理”的综合实践活动中，小明观察了厨房的一些设备和现象，下列解释正确的是（　　）
A．用煤气灶煲汤，在沸腾时调小火焰能使汤的温度缓慢升高
B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内水的沸点会随气体压强增大而降低
C．煲汤时，锅的上方会有“白气”，这是由于水蒸气液化形成
D．刚出锅的馒头入嘴时很烫，是因为馒头含有的热量很高
【答案】C
【详解】A．汤在沸腾后，温度保持不变，调小火焰，汤吸收热量，一样能沸腾，温度不会升高，故A错误；
B．用高压锅炖煮食物熟得快，是因为锅内气压较高，锅内水的沸点较高，水的沸点随着气压增大而升高，故B错误；
C．煲汤时，锅上方的白气是热的水蒸气遇到冷的空气时，液化成的小水珠，故C正确；
D．刚出锅的馒头温度很高，入嘴时会很烫，温度高的馒头内能大，热量是过程量，不能说含有热量的多少，故D错误。
故选C。
3．2024年11月4日，神舟十八号返回舱成功着陆东风着陆场。图-1是返回舱穿越大气层时的情景，图-2是返回舱打开主伞匀速下落的情景。下列说法正确的是（　　）
A．图-1中返回舱的温度很高，此时所含的热量很多
B．返回舱在返回过程中其能量的总量不断减小
C．图-2中返回舱的动能不变，机械能不变
D．图-2中返回舱的重力势能减小，机械能减小
【答案】D
【详解】A．热量是一个过程量，存在于热传递过程中，只能说吸收或放出热量，不能说含有或具有热量，故A错误；
B． 返回舱在返回过程中其能量会发生转移，不会减少，故能量的总量保持不变，故B错误；
CD． 返回舱匀速下落的过程中，它的质量不变，速度不变，动能不变；同时质量不变，高度减小，重力势能减小，所以机械能变小，该过程中不是重力势能转化为动能，故C错误，D正确。
故选D。
题型02 ·比较不同物质吸热的情况
4．夏天，高楼林立的城区内气温比周围郊区高出好几摄氏度，这种现象称之为“热岛效应”。为减弱热岛效应，同学们对“沙子和水的吸热能力”进行了探究，组装了如图所示的实验装置。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5
水温度/℃ 20 21 22 23 24 25
沙子温度/℃ 20 24 29 34 39 44
(1)利用相同的酒精灯给相同质量的沙子和水加热，使两种物质在相同时间内 相等；利用玻璃棒搅拌，目的是使被加热物质 。
(2)实验测得数据如表格所示，分析可知沙子比水的吸热能力 。等质量的沙子和水，吸收相等的热量时，升温较快的是 ，这是造成“热岛效应”的原因之一。
(3)通过讨论，同学们认为“热岛效应”的产生有多种原因，如城市建筑物较高；工厂、交通工具排放的废气 。
【答案】(1) 吸收热量 受热均匀
(2) 弱 沙子
(3)放出热量
【详解】（1）[1][2]根据转换法，用相同的酒精灯火焰加热，是为了在相同时间内，两种物质吸热相同实验中利用玻璃棒不断地搅拌，目的是使得物质受热均匀。
（2）[1][2]根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像知，加热相同时间，升温较快的是沙子。若使两者升高相同的温度，则水加热时间长，水吸收的热量较多，所以沙子吸热能力较弱。
（3）引起热岛的原因有工厂、交通工具等排放大量的热；城市建筑材料的比热容较小，在相同的日照下温度上升较快；城市水少，水蒸发时吸收热量少；建筑物较高，空气难以形成对流。
5．利用如图甲所示的装置比较不同物质的吸热情况，用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热。实验中记录的数据如表所示。
物质 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
a 200 20 40 7
b 200 20 40 4
(1)该实验除了图甲所示的实验器材外，还需要的测量工具是停表和 ；
(2)分析数据可知，a、b升高相同的温度时， 吸收的热量更多，说明 吸热能力较弱；（选填“a”或“b”）
(3)a、b两种常见的液体中，有一种是水，另外一种液体的比热容是 ；
(4)图乙中，若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律，则a吸收的热量随时间的变化规律是图线 （选填“①”、“②”或“③”）。
【答案】(1)天平
(2) a b
(3)
(4)②
【详解】（1）根据比较比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，除停表外，还需要天平。
（2）[1][2]分析数据可知，a、b升高相同的温度时，a需要7min，b需要4min，a吸收的热量更多，说明a吸热能力更强，b吸热能力更弱。
（3）a比b的吸热能力强，而两者中，有一种是水，则a是水，根据，在质量和升高的温度相同的情况下，吸收的热量与比热容c成正比，即
设电加热器每分钟放出的热量为Q，则
另外一种液体的比热容是
（4）图乙中，若图线②反映b吸收的热量随时间的变化规律，因为实验中用规格相同的电加热器给a、b两种液体加热，所以相同时间内两种液体吸收的热量相等（即两液体吸收的热量随时间的变化规律相同），则a吸收的热量随时间的变化规律仍然是图线②。
6．如图所示是小白探究不同物质的吸热情况的实验装置。其中两个相同的烧杯中分别盛有甲和乙两种不同液体，两个完全相同的电热器和两支温度计分别浸在液体中的适当位置。
小白将所测得的实验数据记录到如下的实验表格中
序号 液体 液体质量m/g 初温t0/℃ 末温t/℃ 加热时间t/min
1 甲 100 20 41 5
2 乙 100 20 59 5
(1)分析表格实验数据可知：此次实验，质量相等的甲和乙升高的温度 （选填“相同”或“不相同”），吸收的热量 （选填“相同”或“不相同”）；
(2)甲、乙液体的比热容分别用c甲、c乙表示，他根据上表中的数据判断，c甲 c乙（选填“>”“=”或“＜”）；
(3)下列事实不能用比热容知识解释的是 ___________（选填“A”“B”或“C”）。
A．通常沿海地区昼夜温差比内陆地区小
B．吹电风扇，感到凉爽
C．晚上往秧苗地里放水，防止冻坏秧苗
【答案】(1) 不相同 相同
(2)>
(3)B
【详解】（1）[1]由表格数据可知，两物质的初温相同，但末温不同，故升高的温度不同。
[2]由表格数据可知，用相同规格的加热器加热的时间相同，加热器放出的热量相同，故被加热物质吸收的热量相同。
（2）根据表中的数据可知，质量相同的甲、乙两种液体，加热相同时间，吸收的热量相同，根据公式可知，甲升高的温度小，所以甲的比热容大，即甲的比热容大于乙的比热容。
（3）A．因为沙子的比热容较小、水的比热容较大。白天，吸收热量后，沙子的温度升高的多，气温较高；夜晚，放出热量后，沙子的温度下降的多，气温较低；所以沿海地区昼夜温差较小，而内陆地区（尤其是沙漠）的昼夜温差较大，故A不符合题意；
B．夏天吹电风扇，感到凉爽，是汗液蒸发吸热，与比热容大小无关，故B符合题意；
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C不符合题意。
故选B。
7．某物理兴趣小组的同学为了“探究不同物质的吸热能力”，进行了如下实验。
(1)如图甲在两个完全相同的烧杯中分别装入 （选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和食用油。这种物理研究方法叫 ；
(2)如图乙用完全相同的酒精灯分别给初温均为20℃，质量均为240g的水和食用油加热，可以认为在相同时间内它们吸收 （选填“相等”或“不相等”）的热量，然后“比较加热相同时间两液体升高温度”的方法来完成探究实验；
(3)根据实验测得的数据，描绘出了水和食用油两种液体升高的温度ΔT随时间t变化的关系图如图丙所示，由此可知：如果要使质量、初温相同的水和食用油升高相同的温度，给“水”加热的时间更长，即在它们温度升高ΔT1过程中食用油吸收的热量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）水的，说明 （选填“水”或“食用油”）的吸热能力更强；
(4)通过实验得出结论：不同物质的吸热能力一般不同，物质的这种特性用“比热容”这个物理量来描述。自贡市东方锅炉厂在制造锅炉流程中常采用比热容 的液体作为冷却液（选填“较大”或“较小”）；
(5)小雪同学仔细观察了小组实验记录的数据，具有一定的规律，她想到了水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，于是她选择了加热到t3℃，此时食用油温度为60℃，水温为40℃，根据这组数据来计算食用油的比热容为 J/(kg·℃)，它表示的物理意义是 。
【答案】(1) 质量 控制变量法
(2)相等
(3) 小于 水
(4)较大
(5) 2.1×103 1kg的食用油温度升高1℃，吸收的热量是2.1×103J
【详解】（1）[1][2]物体吸收热量的多少与物体的质量有关，所以探究过程中需保证水和食用油的质量相等，利用了控制变量法。
（2）由于加热器相同时间内释放的热量相同，根据转换法，水和食用油加热相同时间，吸收热量相等。
（3）[1][2]质量、初温相同的水和食用油，升高相同的温度，水加热的时间长，即水吸收的热量更多，所以水的吸热能力比食用油强。
（4）为了在降低相同温度时可以放出更多的热量，因此常用比热容较大的液体作为冷却液。
（5）[1][2]加热到t3℃，水升高的温度为20℃；煤油升高的温度为40℃；根据Q=cmΔt可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，则煤油的比热容是
表示的物理意义是：1kg的食用油温度升高1℃，吸收的热量是2.1×103J。
题型03 ·比热容概念的理解
8．质量、初温均相同的甲、乙两物体，在吸收相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温高；则质量、初温均相同的甲、乙两物体，在放出相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温 （选填“高”或“低”）。
【答案】低
【详解】根据题意可知，甲、乙的质量和初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的高，这说明甲的温度变化较大，由可知，甲的比热容较小，则质量和初温相同的甲、乙放出相同的热量后，由可知，甲的比热容较小，则甲的温度变化较大，所以甲的末温低。
9．小伟接了一杯温水，小伟以下行为可以改变水的比热容的有（ ）
A．小伟喝掉了半杯水 B．小伟忘喝水，导致水变凉了
C．小伟觉得水温不够，又加了少量热水 D．小伟要做熔化实验，将水凝固成了冰
【答案】D
【详解】比热容是物质的一种特性，它主要与物质的种类和状态有关，与物质的质量、吸放热的多少等无关。不同物质通常具有不同的比热容，即使是同一种物质，在不同的状态下（如固态、液态、气态）比热容也可能不同。故将水喝掉一半，剩下的水的比热容仍然不变；改变水的温度，水的种类和状态不变，比热容不变；当水结冰，状态改变时，比热容的大小改变，故D符合题意，ABC不符合题意，
故选D。
10．下表是一些常见物质的比热容，以下结论错误的是（　　）
一些物质的比热容热容
物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1] 物质 比热容比c/[J·（kg·°C）-1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 干泥土 约0.84×103
煤油 2.1×103 铁、钢 0.46×103
冰 2.1×103 铜 0.39×103
色拉油 1.97×103 水银 0.14×103
沙石 约0.92×103 铅 0.13×103
A．比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容可能相同
B．比热容与物质的物态有关，固态物质的比热容可能比液态物质的小
C．比热容的定义式为，物体吸收的热量越多，升高的温度越低，物体的比热容越大
D．比热容表示的是质量相等的不同物质升高温度相同时，吸收的热量一般不同这一物理性质
【答案】C
【详解】AB．不同物质的比热容一般不同，比热容与物质的种类和状态有关，不同物质的比热容可能相同，由表中数据可知，水和冰的比热容不同、煤油与冰的比热容相同、大多数固态物质比热容小于液态物质的比热容，但水银是液态，它的比热容比其他固体的比热容要小，即固态物质的比热容可能比液态物质的小。故AB正确，不符合题意；
C．比热容是物质的一种特性，与物体吸收的热量、升高的温度和质量无关，比热容的定义式，是比热容的计算式，不是决定式，故C错误，符合题意；
D．不同物质的比热容一般不同，即质量相等的不同物质升高温度相同时，吸收的热量一般不同，比热容反映了物质的这一性质，故D正确，不符合题意。
故选C。
11．小明在实验室用同一个加热装置分别对以下几种物质进行加热，分析表格提供的数据并得出了四个结论，其中正确的是（　　）
物质 铜 铁 水 煤油
8.9 7.9 1.0 0.8
0.39 0.46 4.2 2.1
A．物质的密度越大，比热容越小
B．铜的比热容表示铜的温度升高1℃吸收的热量是
C．将铜块和铁块加热相同时间，两者吸收的热量一样多
D．给相同体积的煤油和水加热相同时间，升高温度之比为2∶1
【答案】C
【详解】A．根据数据可知，水的密度比煤油大，水的比热容也比煤油大，不能得到物质的密度越大，比热容越小的规律，故A错误；
B．铜的比热容为，表示的物理含义为质量为1kg的铜温度升高1℃时，吸收的热量是，故B错误；
C．根据转化法可知，通过加热时间反映吸收热量的多少。实验室用同一个加热装置，将铜块和铁块加热相同时间，两者吸收的热量一样多，故C正确；
D．由数据可知，煤油和水的比热容之比为1∶2，相同体积的煤油和水，质量之比为4∶5，加热相同时间，吸收的热量相等，根据可知，升高温度之比为
故D错误。
故选C。
12．由公式，可得，说明同种物质的比热容在物态一定时（　　）
A．与Q成正比，与m、Δt成反比
B．与Q成正比的条件是m 、Δt 不变
C．与mΔt 成反比的条件是Q 不变
D．与Q、m、Δt大小无关，同种物质的比热容在物态一定时总是定值
【答案】D
【详解】比热容是物质的一种属性，与Q、m、 t无关，同种物质的比热容在物态一定时，保持不变，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
13．依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ）
物质 比热容c/J·（kg·℃）-1
水 4.2×103
煤油 2.1×103
砂石 约0.92×103
A．水的温度升高需吸收的热量
B．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小
C．水和砂石放出相同的热量，水的温度降低得较少
D．使质量相等的水和煤油都升高，水吸收的热量较多
【答案】D
【详解】A．由得，由于水的质量未知，无法得知水的温度升高需要吸收的热量，故A错误；
B．比热容为物质本身的一种特性，与水的质量无关，一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故B错误；
C．水的比热容较大，水和砂石放出相同的热量，由于两者的质量未知，无法比较两者降低温度的多少，故C错误；
D．使质量相等的水和煤油都升高，由于水的比热容较大，水吸收的热量较多，故D正确。
故选D。
题型04 ·关于比热容图像的分析和计算
14．常见物质中，水的比热容较大，为，不计热量损失。
(1)冰熔化过程的温度-时间图象如图所示，由图可求出冰的比热容为 ；
(2)在两个相同的杯子内盛有质量相等的热水和冷水，将一半热水倒入冷水杯内，冷水杯内的温度升高，若再将热水杯内剩余热水再次倒入冷水杯内，冷水杯内的水温会升高 。
【答案】(1)
(2)10
【详解】（1）实验中用加热器加热，加热时间相同，物质吸收的热量相同，根据图示可知，AB段的加热时间为，CD段的加热时间为，这两个时间段吸收的热量相同，水升高的温度是冰升高温度的一半，根据可知，冰的比热容是水的比热容的一半，所以冰的比热容为。
（2）设容器内水的质量和一杯水的质量为m，热水的初温为，冷水的初温，水的比热容相同。首先，将一半的热水倒入容器中后共同的温度为t1，因不计热损失，因此①
则有
化简得
将①代入得②
若再将热水杯内剩余热水再次倒入冷水杯内时，此时冷水杯的水的质量是，温度为。倒入后的总质量是2m，混合后的温度为t2。则有
化简得，
代入①②可得
因为温度升高
15．如图A所示，在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”的实验中，在两个相同烧杯中分别放入质量和初温都相同的甲、乙两种液体，两个加热器完全相同。如图B所示为两种液体温度随加热时间变化的图像。 （选填“甲液体”或“乙液体”）更适合做暖气片内的导热介质；甲、乙的比热容之比为 。
【答案】 甲液体 2∶1
【详解】[1]由图B可知，用相同的加热器加热相同时间，甲、乙两种液体吸收的热量相同，甲升高的温度小于乙升高的温度，根据公式可知，甲液体的比热容大于乙液体的比热容，所以甲液体更适合做暖气片内的导热介质。
[2]由图B可知，甲、乙温度从20℃升高到50℃，甲加热时间为40s，乙加热时间为20s，甲吸收的热量是乙的2倍，且甲乙质量相同，根据公式可知，甲的比热容是乙的2倍，所以甲、乙的比热容之比为2∶1。
16．某固体的质量为m，其比热容为c。先对它加热一段时间（设在相同时间内吸收的热量相等），停止加热让其冷却（设冷却时在相同时间内放出的热量相等），整个过程中温度随时间的变化情况如图所示。不计质量变化，下列说法正确的是（　　）
A．在0~t2时间段，该物体吸收的热量为cm(T2-T1)
B．该物质在t2~t3时间段的比热容小于t3~t4时间段的比热容
C．在t4~t5时间段，该物体放出的热量为
D．该物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量
【答案】D
【详解】A．据图可知，0~t1时间段内，升高的温度为T2-T1，因此cm(T2-T1)是物质0~t1时间段内吸收的热量，由于t1~t2时间段熔化吸热，则0~t2时间段，该物体吸收的热量大于cm(T2-T1)。故A错误；
B．由图可知，该物体在t2~t3时间段、t3~t4时间段，均处于液态，由于比热容与物质的种类和状态有关，该物质的种类和状态相同，则该物质在t2~t3时间段的比热容与t3~t4时间段的比热容相等，故B错误；
C．由图可知，该物质冷却过程中单位时间放出热量不等于该物体升温过程中单位时间吸收热量，由于该物质熔化过程中吸收的热量等于该物质凝固过程中放出的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量等于在t1~t2时间段，该物体吸收的热量，所以在t4~t5时间段，该物体放出的热量，故C错误；
D．该物质先熔化后凝固，且温度变化相同，则熔化过程中吸收的热量与凝固过程中放出的热量相等，即物体在t5~t6时间段放出的热量等于在0~t1时间段吸收的热量，故D正确。
故选D。
17．质量相等的甲、乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．1min内，甲吸收的热量小于乙吸收的热量
B．1min后乙温度不变，由此判断，乙物质不再吸热
C．甲、乙的比热容之比为3∶2
D．甲、乙的比热容之比为2∶1
【答案】D
【详解】A．用相同的电加热器加热，加热相同时间液体吸收的热量相同，所以1min内，甲吸收的热量等于乙吸收的热量，故A错误；
B．若 1min 后乙温度不变，可能是乙达到沸点开始沸腾。沸腾过程中仍需持续吸热（温度不变但吸收热量用于汽化）。故B错误；
CD．由图像可知，加热1min乙液体升高的温度为
加热3min甲液体升高的温度为
甲加热3min吸收的热量是乙加热1min吸收热量的3倍，甲、乙质量相等，则甲、乙的比热容之比
故C错误，D正确。
故选D。
18．某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热35min。物体在相同时间内吸收的热量相等。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在25~35min，该物体吸收的热量为
B．该物体在凝固过程中放出的热量为
C．这种物质固态时的比热容大于液态时的比热容
D．这种物质的吸热能力随着温度的升高不断减小
【答案】A
【详解】A．稳定热源加热，相同时间吸收相同热量，则前10分钟物体吸收的热量为cm(t1-t0)，前10分钟吸 收的热量和25～35分钟吸收热量相同，故A正确；
B．该物质在10~25min是熔化过程，熔化是吸热 过程不是凝固过程，且题干中未给出凝固过程相关 信息，无法计算凝固过程放出的热量，故B错误；
C．由图像可知，固态时（如0~10min)相同时间 内温度升高得快，液态时（如25~35min)相同时 间内温度升高得慢。根据Q=cmΔt，在吸收热量Q 和质量m相同的情况下，Δt越大，比热容c越小，所以固态时的比热容小于液态时的比热容，故C错误；
D．物质的吸热能力由比热容表示，由前面分析知 该物质固态时比热容小，液态时比热容大，而不是 随着温度升高吸热能力不断减小。比如从固态升温 到熔点过程中吸热能力不变（固态比热容不变），从 液态升温过程中吸热能力也不变（液态比热容不 变），故D错误。
故选A。
19．用两个完全相同的电加热器给初温均为20℃的A、B两种液体加热，已知mB＞mA，根据实验过程中收集的数据描绘出两种液体的“温度—时间”图像如图所示（不计热量损失）。下列分析正确的是（ ）
A．A、B两种液体的沸点之比为4:5
B．A、B两种液体的比热容之比为3:4
C．根据题意和图像分析可知A、B两种液体的比热容大小关系为cA＞cB
D．A、B两种液体从90s至120s的加热时间内吸收的热量不相等
【答案】C
【详解】A．由图像可知，液体A、B的温度分别到达100℃和80℃吸收热量温度不变，由此可知A、B的沸点分别是100℃和80℃，它们的沸点比5:4，故A错误；
B．相同的加热器加热时间相同时，液体吸水的热量相同，若A、B上升的温度相同，由Q吸=cmΔt，题目中没有给出两种液体质量的定量关系，故无法判断比热容的比，故B错误；
C．相同的加热器加热时间相同时液体吸水的热量相同，若A、B上升的温度相同，由
Q吸=cAmAΔt= cBmBΔt
因为mB＞mA，所以cA＞cB，故C正确；
D．相同的加热器相同的时间内放出的热量相同，液体吸水的热量相同，故D错误。
故选C。
20．（多选）利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质吸热的情况，使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油加热，得到温度随时间变化的图像如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A．该实验中物体吸热的多少是通过温度变化量来衡量
B．甲和乙升高相同的温度，加热时间之比为
C．分析图b可得食用油的比热容为
D．吸收相同的热量，液体乙的升温较慢，所以更适合作汽车发动机冷却剂
【答案】CD
【详解】A．该实验使用相同规格的电加热器分别对质量相同的水和食用油加热，根据转换法，物体吸热的多少是通过加热时间来衡量的，而不是温度变化量，故A错误；
B．由图（b）可知，甲和乙升高相同的温度（如都从20℃升高到40℃），甲加热时间为2min，乙加热时间为3min，所以加热时间之比为2∶3，故B错误；
C．根据图象可知，水、食用油质量相同时，吸收相同的热量，甲升温较快，吸热能力弱，乙升温较慢，吸热能力强，故甲是食用油，乙是水。因为使用相同规格的电加热器，相同时间内两种物质吸收热量相同，根据Q=cmΔt，质量相同的水和食用油吸收相同热量，温度变化量与比热容成反比。由图（b）可知，加热相同时间（即吸收相同热量），水升高的温度Δt水与食用油升高的温度Δt油之比为2∶3，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃)，设食用油比热容为c油，则
可得
故C正确。
D．由图（b）可知，吸收相同的热量，液体乙（水）的升温较慢，而水的比热容大，在吸收相同热量时温度升高慢，更适合做汽车发动机冷却剂，故D正确。
故选CD。
题型05 ·生活中比热容的现象及解释
21．如图所示是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。灯点燃后，通过热传递的方式使油的内能增加，温度升高，加快油的 （填物态变化），增加耗油量。在夹层中加冷水，降低油温，达到省油的目的，这是利用水 大的特性。
【答案】 汽化 比热容
【详解】[1]蒸发的快慢与温度有关，温度越高蒸发（汽化）越快。灯点燃后，温度升高，加快油的汽化。
[2]如果在夹层中加水，因为水的比热容较大，相同情况下可以吸收更多的热量，使油的温度升高的较慢些，所以相对耗油量就少些。
22．新疆是著名的瓜果之乡，这里的瓜果格外香甜。主要是因为新疆地区砂石多，日照时间长，砂石比热容（选填“较大”或“较小”） ，使得昼夜温差大，利于水果糖分积累。在白天，充足的光照让气温升高，果园里的灌溉水会发生 现象。
【答案】 较小 汽化
【详解】[1]该地区砂石较多、日照时间长，由于砂石的比热容较小，吸收或放出相同的热量，砂石的温度升高或降低的多，导致昼夜温差大，非常有利于水果中糖分的积累。
[2]充足的光照让气温升高，果园里的灌溉水物质状态由液态变为气态，发生物态变化为汽化。
23．侗族风雨桥是传统木结构建筑的代表，其桥身主要选用当地优质杉木。相较于石桥，由于杉木具有较小的 ，使得桥梁整体质量较轻；夏季高温暴晒、风雨桥能遮挡烈日，木材比热容 （选填“较大”或“较小”），桥面升温较慢，为行人提供凉爽环境。
【答案】 密度 较大
【详解】[1]根据，在体积相同时，密度小的物体质量小，可以减轻整桥的质量。
[2]根据，在吸收的热量、物体质量相同的情况下，物质的比热容越大，温度变化越慢。因此木材比热容较大，桥面升温较慢，可为行人提供凉爽环境。
24．夏季人们喜欢在河边消夏，这是因为水的 比水泥地面大，在相同日照的情况下，白天水面温度变化比水泥地面 （选填“大”或“小”）。
【答案】 比热容 小
【详解】[1][2]由于水的比热容较大，水泥地面和水面在白天相同日照的情况下，水面温度变化量小，所以水边温度较低，人们喜欢在河边消夏。
25．在沿海地区，常见“海陆风”现象。如图所示，当风从陆地吹向海洋时，通常（　　）
A．发生在夜晚，且海水温度较高 B．发生在夜晚，且陆地温度较高
C．发生在白天，且海水温度较高 D．发生在白天，且陆地温度较高
【答案】A
【详解】水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，由图可知，此时地面附近的空气从陆地吹向海洋，形成陆风，故出现如图所示风向时，通常发生在夜晚，且海洋温度较高，故A正确，BCD错误。
故选A。
26．下列现象中没有利用“水的比热容大”这一特点的实例是（　　）
A．甲图，冬天的暖气设备用热水供暖
B．乙图，汽车发动机用水来冷却
C．丙图，早春傍晚，农民向稻田里灌水保护秧苗
D．丁图，深秋夜晚，果农给树上喷水结冰防冻坏桔子
【答案】D
【详解】A．因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量更多，所以冬天的暖气设备用热水供暖，故A不符合题意；
B．因为水的比热容较大，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水做汽车的冷却液，故B不符合题意；
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C不符合题意；
D．果农给树上喷水结冰主要是利用水结冰时，放出热量来保护桔子，而不是利用水的比热容大来调节温度，故D符合题意。
故选D。
题型06 ·吸、放热的计算
27．为了测量炉火温度，先取一个质量为的金属块放在炉火中加热到与炉火温度相同时取出，并立即放入质量为的水中，结果水的温度从20℃升高到70℃，假设金属块放出的热量全部被水吸收，则炉火的温度为 ℃。水的比热容为），金属块的比热容为。
【答案】1020
【详解】金属块放出的热量全部被水吸收，所以Q吸=Q放
即c金m金(t-t0金)=c水m水(t水-t0水)
带入数据0.42×103J/(kg·℃)×0.1kg×(t-20℃)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)
炉火的温度为t=1020℃
28．某太阳能热水器装有100kg、20℃的水，经过一天的照射后，水温升高到70℃，则水吸收的热量为 J。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】2.1×107
【详解】水吸收的热量
29．设计师选用“水”作汽车发动机冷却液，这是因为水的 较大，冷却效果好；水箱里有4L水，吸收发动机缸体热量后，水由20℃升高到90℃，吸收的热量是 。
【答案】 比热容 1.176×106
【详解】[1]水的比热容大，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，所以选用“水”作汽车发动机冷却液。
[2]水的质量为m=ρV=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg
水吸收的热量为Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(90℃-20℃)=1.176×106J
30．用加热设备给一间容纳60人的教室加热，空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为[空气的比热容为1×103J/（kg·℃），空气的密度为1.29 kg/m3，不考虑室内空气向外散失的热量] （　　）
A．1×103J B．1×104J C．1×105J D．1×106J
【答案】D
【详解】容纳60人的教室的长、宽、高分别约为10m、7m、3m，体积约为
由得，教室内空气的质量约为
教室内空气温度升高4℃的过程中吸收的热量约为
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
31．为比较不同物质吸热本领，某小组分别在相同容器中加入质量均为100g的水和食用油，用相同加热器进行加热。不考虑热损失，且水和食用油在相同时间内吸收热量相等，测得它们温度随时间变化的图像如图所示。c水=4.2×103J/（kg·℃），下列说法正确的是（　　）
A．加热3min，水吸收的热量大于油吸收的热量
B．A是油的升温图像，其比热容为2.8×103J/（kg·℃）
C．1~2min，水吸收的热量为1.4×103J
D．另一小组用该装置实验，得到水和油的温度随时间变化图线均为A，则m水∶m油=3∶2
【答案】B
【详解】A．由题意可知，水和食用油在相同时间内吸收热量相等，所以加热3min，水吸收的热量等于油吸收的热量，故A错误；
B．由图可知，加热相同时间，B升温较慢，则B的比热容大，B为水，则A为食用油，升高20℃，A、B的加热时间分别为2min和3min，由转换法，对应的吸热之比为2∶3，根据Q=cmΔt可知，在质量和升高的温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，油的比热容为
故B正确；
C．由图可知，水加热3分钟升高20℃，则水吸热
在1~2min内，水吸收的热量为
故C错误；
D．用该装置实验，得到水和油的温度随时间变化图线均为A，故相同时间，吸热相同，升高的温度相同，根据Q=cmΔt可知，质量与比热容成反比，则
故D错误。
故选B。
32．在一个标准大气压下，甲乙两种物质的初温分别是和．它们的比热容之比为2：1，质量之比为3：2，吸收了相同的热量，最终甲的温度是，如果乙是水，则乙升高的温度是（　　）
A．70℃ B．100℃ C．120℃ D．90℃
【答案】A
【详解】由题意可知，m甲：m乙=3：2，Q甲:Q乙=1：1，c甲：c乙=2：1；由可得，甲、乙两物体升高的温度之比
由于甲的温度升高了
所以乙的温度应该升高90℃，但乙的初温是30℃，在一个标准大气压下，水的沸点是100℃，故乙只能升高
故选A。
33．护城河雾霭升腾，坐上古色古香雕梁画栋的游船，围炉煮茶，恍若穿越千年时光。茶壶中装入 0.5kg 初温为 20℃的水，用火炉加热至 100℃，已知c水= 4.2×103J/（kg ℃），求水吸收的热量是多少？
【答案】1.68×105J
【详解】水吸收的热量是
34．某中学每天为学生提供开水，一天用电热水器将10kg的水从18℃加热到68℃，已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，煤油的比热容是2.1×103J/(kg·℃）。
(1)求在这一过程中水吸收的热量；
(2)若水吸收的热量全部被煤油吸收且使煤油温度升高了50℃，求煤油的质量；
(3)在标准大气压下，若初温、质量相同的水吸收4.2×106J的热量，求水的末温。
【答案】(1)2.1×106J
(2)20kg
(3)100℃
【详解】（1）水吸收的热量为
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，煤油吸收的热量Q吸煤油=Q吸水=2.1×106J
煤油的质量为
（3）若初温、质量相同的水吸收4.2×106J的热量，水升高的温度
在标准大气压下，水的沸点是100℃，计算出水的末温t′=18℃+100℃=118℃>100℃
所以水的末温是100℃。
35．在标准大气压下，将一壶内质量为2kg， 初温为5℃的水，加热到55℃，忽略水在加热过程中的损失。求：
(1)水吸收的热量Q；
(2)接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105J的热量，求水的末温。
【答案】(1)4.2×105J；
(2)95℃
【详解】（1）水吸收的热量Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×(55℃-5℃)=4.2×105J
（2）水又吸收的热量为Q吸=3.36×105J，水升高的温度为
在标准大气压下水的沸点为100℃，t=t0+Δt′=55℃+40℃=95℃<100℃。所以水的末温为95℃。
题型07 ·热平衡的计算
36．甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了10℃；取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水取出，投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了10℃，则两金属块的比热容关系是（　　）
A．c甲C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能
【答案】A
【详解】先后将甲、乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，由Q=cmΔt可知，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了10℃，根据Q=cmΔt，质量相同的甲、乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
37．把加热到的某铁块投入克的水中，稳定后混合温度为；把加热到的该铁块投入克的水中，稳定后混合温度为；如果把同样加热到的该铁块投入克的水中，则稳定后混合温度为（不计热量损失）（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】根据题意，把加热到的某铁块投入克的水中，稳定后混合温度为，根据热平衡方程可得
①
把加热到的该铁块投入克的水中，稳定后混合温度为，同理可得
②
解①②可得
③
设稳定后混合温度为，把同样加热到的该铁块投入克的水中，则有
④
解③④可得。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
38．质量相等，初温均为20℃的甲、乙两种金属，把甲投入100℃的热水中，最终水温下降了10℃，把甲从水中取出，将乙投入，最终水温又下降了10℃，不计热量损失，则甲、乙的比热容比例关系是（ ）
A．2∶1 B．1∶2 C．6∶7 D．7∶6
【答案】C
【详解】把甲投入100℃的水中，热平衡时水温降低10℃，所以甲的末温度为
100℃-10℃=90℃把甲取出，乙放入，平衡时又降10℃，所以乙的末温度为
90℃-10℃=80℃因为甲、乙放入后水的温度都降低10℃，所以两次过程中水减少的热量是相同的，因为没有热量的损失，所以甲乙金属吸收的热量相同，所以可以得出
Q甲吸=Q乙吸即
c甲m（90℃-20℃）=c乙m（80℃-20℃）
c甲×70℃=c乙×60℃所以
c甲∶c乙=6∶7
故ABD不符合题意，C符合题意。
故选 C。
39．A、B两物体质量相等，温度均为10℃，甲、乙两杯水质量相等，温度均为则50℃，现将A放入甲杯，B放入乙杯，AB均浸没在水中且水未溢出，热平衡后甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，不考虑热量的损耗，则甲、乙两杯水放出的热量之比和A、B两种物体的比热容之比分别为（　　）
A．； B．；
C．； D．；
【答案】D
【详解】质量相同的两杯水，热平衡后甲杯水温降低了4℃，乙杯水温降低了8℃，根据可知，乙杯水放出的热量是甲杯水的2倍，即
不考虑热量的损耗，B物质吸收的热量是A物质吸收热量的2倍，则两物质的比热容之比为
故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
40．甲乙两块质量相同的不同金属，放入沸水中足够长时间后，先后放入同一杯冷水中，甲放入冷水中待热平衡后，冷水的温度升高t℃，将甲取出乙放入，待热平衡后冷水的温度也升高t℃，则下列关于甲乙放热、比热容，关系正确的是（　　）（不计质量变化和热量损失）
A．Q甲=Q乙 B．Q甲>Q乙 C．c甲=c乙 D．c甲>c乙
【答案】A
【详解】AB．先后将甲、乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，由可知，水吸收的热量相同，不计质量变化和热量损失，则，所以，甲、乙两金属块放出的热量相同，故A正确，B错误；
CD．根据题意可知，放入冷水中待热平衡后，甲金属块的末温更低，甲金属块比乙多降低了t℃，即甲的温度变化量更大，甲、乙质量相同，放出的热量也相同，由可知，甲的比热容较小，故CD错误。
故选A。
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