資源簡介

2023暑假初三第二講：比熱容
第一課時：探究不同物體吸熱能力
知識與方法清單
目標知識精講
目標1 ： 不同物質的吸熱能力影響因素
一：同種物質吸收熱量影響因素
思考一：平常我們燒水，燒開一壺水和一桶水，哪一個花的時間長，說明了什么？
思考二：燒開一壺冷水和燒開一壺溫水，哪一個花的時間長，說明了什么？
思考三：上述兩種情況，你是通過什么來比較他們吸收熱量的不同？
結論一：同種物體物體吸收熱量與 和 有關，我們通過 反應物體的吸收熱量
二：不同物質吸收熱量影響因素
思考四：下面一幅圖你能得出什么信息？
再看下面這兩幅圖
在上次課中我們講過類比法推到內能定義，我們把吸收熱量類比成吃辣椒，臉紅程度類比成溫度變化，吃相同的辣椒，臉越紅說明越不能吃辣，臉紅相同程度吃辣椒越多說明越能吃辣，吃辣能力就相當于物體吸收熱量的能力
結論二：不同物質吸收熱量 （相同或不相同），反應物體的 不同
目標2 ： 探究不同物質的吸熱能力的實驗
一．請思考下列問題
（1）怎么設計實驗判斷物質的吸熱能力？
（2）對水和沙子的質量有什么要求？
（3）如果加熱方法完全相同，意味著單位時間內物質吸收的熱量 （相同/不相同）（相同加熱儀器加熱相同時間）所以我們可以通過 反應吸收的熱量
（4）實驗中我們通過觀察 知道溫度的變化。
（5）是否一定要控制初始溫度相同？
（6）攪拌棒的作用？
二．實驗操作方法
方法一：觀察物體升高相同的溫度所需要的時間（吸收熱量）是否相同。
下面是小新同學做的實驗及實驗數據：
物質的種類 質量/kg 溫度升高10℃所需的時間/S 溫度升高20℃所需的時間/S
煤油 1 5s 10s
水 1 10s 20s
結論一：
質量相等的沙和水升高相同溫度時，沙比水需要的時間_____（長/短），升高相同溫度時沙比水吸收的熱量____（多/少），這說明：
質量相等的不同物質，在升高相同溫度時，吸收的熱量____（相同/不同）。 的吸熱能力更強
可以理解為吸熱能力和吸收熱量成 （正比/反比）
方法二： 在加熱時間（吸收熱量）相同的情況下，觀察物體升高的溫度是否相同。
下面是小新同學做的另一組實驗及實驗數據：
物質種類 質量/kg 加熱2分鐘所升高的溫度/℃ 加熱4分鐘所升高的溫度/℃
煤油 1 15℃ 30℃
水 1 8℃ 16℃
結論二：
質量相等的沙和水加熱時間相同時，沙和水吸收的熱量_____（相等/不相等），升高的溫度沙比水____（多/少），這說明：
質量相等的不同物質，在吸收相等的熱量時，升高的溫度____（相同/不同）。 的吸熱能力更強
可以理解為吸熱能力和升高溫度成 （正比/反比）
總結：質量相同的不同物質, 升高相同的溫度,吸收的熱量不同（或質量相同的不同物質,吸收相同的熱量,升高的溫度不同）——反映出物質本身的吸熱能力的大小
三．實驗數據的進一步處理
物質種類 質量/kg 加熱2分鐘 加熱4分鐘 加熱6分鐘
沙子 1 15℃ 30℃ 45
煤油 1 8℃ 16℃ 24
怎么通過圖像比較吸熱能力的大小？
方法技巧提煉
1.吸熱能力的比較
（1）溫度變化相同比較吸收熱量，吸收熱量相同比較溫度變化
（2）在溫度時間圖像中利用傾斜程度比較吸熱能力
2.探究吸熱能力的實驗
（1）實驗中控制質量相同，但不一定需要控制初溫相同
（2）實驗通過加熱實驗反應吸收熱量，一般加熱時間相同說明吸收熱量相同
（3）正確理解吸熱能力的含義，是物體對熱量的承受能力
精題精講練
★★★（2023 青山湖區模擬）利用如圖甲所示的實驗裝置探究“沙子和水的溫度變化與吸熱的關系”，操作如下：
（1）在兩燒杯中分別裝入初溫相同且 　 　相等的沙子和水；
（2）用相同的酒精燈火焰加熱，并用玻璃棒不斷攪拌，每隔相同的時間記錄一次溫度，其中某時刻的溫度如圖乙所示，其示數為 　 　。根據實驗數據繪制成溫度與時間的關系圖象，如圖丙所示；
（3）實驗中，是通過比較 　 　（選填“加熱的時間”或“升高的溫度”）來間接反映沙子和水吸收的熱量；
（4）分析圖丙可知，若使兩者升高相同的溫度，則 　 　吸收的熱量較多，由此可見 　 　的吸熱能力較大；
（5）如圖丁所示的圖像表示甲、乙兩個固態物體吸熱后溫度升高的情況，圖中橫坐標是物體的溫度變化，縱坐標是物體吸收的熱量。
①如果甲和乙的質量相同，甲的吸熱能力 　 　乙的吸熱能力（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
☆☆☆（2023 昆山市校級開學）某班同學利用圖甲所示的實驗裝置探究水和煤油的吸熱能力。
（1）加熱過程中，水和煤油吸收熱量的多少是通過 　 　來判斷的，下列實驗與此實驗方法相同的是 　 　；
A．探究通過導體的電流和它兩端電壓的關系
B．探究影響電阻大小的因素時觀察燈泡的亮度和電流表的示數
（2）實驗中記錄的實驗數據如表；
液體 質量/g 初溫/℃ 末溫/℃ 加熱時間/min
水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
通過分析實驗數據，質量相同的水和煤油升高相同溫度，　 　吸收的熱量較多，則 　 　的比熱容較大；
（3）如圖丙所示是某同學繪制的“吸收熱量﹣時間”和“溫度﹣時間”圖像，能正確描述該實驗真實情況的圖像是 　 　（選填序號）；
（4）這組同學對圖甲的裝置進行了改進，將分別裝有水和煤油的試管放在同一個燒杯中用水加熱，而不是用兩個酒精燈分別加熱，如圖乙所示，這樣做的好處是 　 　。
☆☆☆（2022秋 渝中區期末）某研究小組在做“比較不同物質吸熱的情況”的實驗中，利用相同規格的電加熱器給相同質量的水和砂加熱（不計熱損失），用取得的實驗數據做出如圖所示的圖像，對該圖像下列說法正確的是（　　）
A．吸收同樣的熱，砂升高溫度少，表明砂的吸熱本領比水強
B．吸收同樣的熱，水升高溫度少，表明水的吸熱本領比砂強
C．相同質量的水和砂同時加熱，水溫度先到達60℃
D．相同質量的水和砂同時加熱，同時到達60℃
第二課時：比熱容的概念及理解
知識與方法清單
目標知識精講
目標1 ： 比熱容的定義
比熱容的定義
實驗結果表明不同物體的吸熱能力不同，物理學中引入了比熱容這個物理量，表示各種物質吸熱能力的差別
（1）定義：一定質量的某種物質,在溫度升高時 與它的 和 乘積之比。
（2）符號： 單位： （ ）
（3）公式：
（4）物理意義：我們把單位質量的某種物質溫度升高（ ）1℃所吸收（ ）的熱量
例如：水的比熱容4.2×103J/(kg·℃)表示
特點
①比熱容是物質的一種特性，不同物質的比熱容一般不同，可以用來鑒別物質
②比熱容的大小取決于物質本身及狀態，與質量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關。
③比熱容越大，說明溫度越難改變
（6）比熱容表
水 4.2×103 砂石 0.29×103
酒精 2.4×103 鋁 0.88×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
蓖麻油 1.8×103 鐵、鋼 0.46×103
冰 2.1×103 銅 0.39×103
空氣 1.0×103 水銀 0.14×103
(1)比熱容是物質的一種特性，各種物質都有自己的比熱容。
(2)從比熱容表中還可以看出：各物質中，水的比熱容最大。這就意味著，在同樣受熱或冷卻的情況下，水的溫度變化要小些。水的這個特征對氣候的影響很大。這也是湖景海景房貴的一個原因
在受太陽照射條件相同時，白天沿海地區比內陸地區溫度升高的慢，夜晚沿海地區溫度降低也少。所以一天之中，沿海地區溫度變化小，內陸地區溫度變化大。在一年之中，夏季內陸比沿海炎熱，冬季內陸比沿海寒冷。
(3)水比熱容較大的特點，在生產、生活中也經常利用。
如汽車發動機、發電機等機器，在工作時要發熱，通常要用循環流動的水來冷卻。冬季也常用熱水取暖。
目標2 ： 熱量的計算
c——物質的比熱容 m——物體的質量 t——末溫 to——初溫 △t——溫度變化量
Q吸=cm（t-to）
Q=cm△t
Q放=cm（to-t）
推導式：
M= ；△t= ；c=
方法技巧提煉
1.比熱容的理解
（1）比熱容和狀態是有關系的，判斷中不要忘記這個因素
（2）比熱容反應的是物質的吸放熱的本領的大小
（3）熱的本質是運動，比如達到相同溫度，熱運動程度應該相同，但是水的各組成束縛能力更強，需要 吸收更多熱量，所以比熱更大
2.比熱容的計算
（1）升高與升高到是有區別的，在計算時要注意
（2）比熱容的計算用的是物體的質量，如果告訴體積要利用公式轉化
精題精講練
類型一：比熱容的概念與理解
★（2023春 靜安區校級期中）關于c＝，下列說法中正確的是（　　）
A．物體吸收的熱量越多，比熱容越大
B．物體的質量越小，比熱容越大
C．物體的溫度變化量越小，比熱容越大
D．物質的比熱容與熱量、質量及溫度的變化量無關
★★（2023 天橋區二模）中央氣象臺每天都會發布我國主要城市的天氣預報，下表列出的是2023年3月2日濟南和青島兩地的氣溫情況，以下根據氣溫變化情況做出的判斷和判斷依據正確的是（　　）
2023年3月2日
城市甲 晴3﹣16℃
城市乙 晴5﹣11℃
A．城市甲是青島，依據是水的比熱容較大
B．城市乙是濟南，依據是砂石的比熱容較大
C．城市甲是濟南，依據是砂石的比熱容較大
D．城市乙是青島，依據是水的比熱容較大
★★★（2022春 浦東新區期末）小陽從下面一些常見物質的比熱容表中，分析歸納出幾個結論，其中不正確的是
一些常見物質的比熱容J/（kg ℃）
水 4.2×103 水銀 0.14×103 玻璃 0.84×103 鋼鐵 0.46×103
冰 2.1×103 酒精 2.44×103 木材 2.4×103 銅 0.39×103
煤油 2.1×103 沙石 0.92×103 鋁 0.88×103 鉛 0.13×103
蓖麻油 1.8×103 干泥土 0.84×103
A．質量相同的水和沙石吸收相等的熱量，水升高的溫度小
B．液體的比熱容都比固體大
C．同種物質在不同狀態下比熱容大小不同
D．質量相等的銅和鉛升高相同的溫度，銅吸收的熱量多
☆（2020秋 永定區校級月考）下面有關比熱容的說法中正確的是（　　）
A．夏天在河邊游玩感覺河水涼，但河邊的巖石卻很燙，原因是水的比熱容比巖石小
B．寒冬季節，放在室外盛有水的水缸會破裂主要是因為水的比熱容較大
C．比熱容是物質的一種特性，80℃水的比熱容與40℃水的比熱容一樣大
D．銅的比熱容比鋁小，所以在吸收相同的熱量后銅升高的溫度一定比鋁高
☆☆☆（2022秋 閩清縣期末）將質量相同的三塊金屬甲、乙、丙加熱到相同的溫度后，放到表面平整的石蠟上。經過一定時間后，觀察到的現象如圖所示。則三塊金屬放出的熱量 　 　（選填“相同”或“不同”），三塊金屬中比熱容最大的是 　 　。
☆☆如圖所示。一起放在太陽下暴曬10min，測得甲、乙兩種液體上升相同的溫度，已知單位面積的液體在相同時間內，吸收的熱量是相同的，忽略容器吸、放熱的影響，則下列說法正確的是（　　）
A．甲液體的比熱容較大
B．乙液體的比熱容較大
C．它們的比熱容一樣大
D．無法比較它們比熱容的大小
類型二：熱量的計算
★★（2022 清水縣校級一模改編）地熱資源可以用于溫泉浴，若某浴池內有40m3、初溫為85℃的水，當水溫降到45℃時就可供人們洗浴。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
（1）求這個浴池中所盛水的質量；
（2）這一過程中水是吸收熱量還是放出熱量？水吸收或放出的熱量是多少？
（3）若這個浴池所在的房間內空氣的質量為1200kg，空氣的比熱容設為c＝1×103J/（kg ℃），則吸收6×106J的熱量，空氣的溫度將上升多少？（不考慮其他熱交換）
（4）一定質量的水吸收了6.72×104J的熱量，水溫從22℃升高到30℃，求水的質量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
★★★（2018秋 沙坪壩區校級月考）如圖所示，規格相同的甲、乙兩容器中分別裝有3kg和2kg的純凈水，并用不同加熱器加熱，不計熱損失，得到如圖丙所示的水溫與加熱時間的關系圖，則下列說法正確的是（　　）
A．甲杯水中每分鐘吸收的熱量為 2.52×105 J
B．甲、乙兩杯中的加熱器每分鐘放出的熱量之比為 3：2
C．加熱相同的時間，甲、乙兩杯水升高的溫度之比 2：3
D．將甲、乙兩容器中的液體從 20℃加熱至沸騰所需要的時間之比為 2：3
★★（2023 天山區校級一模）在我們日常的生活環境下，若燒開質量為2kg、初溫為20℃的一壺水，吸收了8.4×105J的熱量后，它的溫度可能是（　　）
A．80℃ B．100℃ C．120℃ D．130℃
☆（2022秋 墨竹工卡縣校級期中）已知水和食用油的質量之比是5：4，比熱容之比是2：1。若它們吸收相等的熱量，水和食用油的升高溫度之比是（　　）
A．5：2 B．2：5 C．8：5 D．5：8
☆☆（2022秋 渝中區校級月考）有甲、乙兩個體積均為1dm3的鐵球，已知甲球是實心的，使它的溫度由20℃升高到30℃，需要吸收的熱量是　 　J；乙球的溫度由30℃升高到40℃時吸收的熱量是3×104J，則乙球一定是　 　的。（選填“空心“或“實心”）（ρ鐵＝7.9×103kg/m3，c鐵＝0.46×103J/（kg ℃））
☆☆☆（2022秋 重慶月考）在標準大氣壓下，將一個容積容2L的水壺裝滿水，水的初溫為25℃。[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。求：
（1）裝滿這壺水的質量；
（2）若讓這壺水吸收6.72×105J的熱量，水的末溫t末。
☆☆☆（2021秋 余干縣校級月考）質量為1kg的金屬鍋中放有2kg的水，現把它們從20℃加熱到80℃，金屬鍋和水一共吸收了5.316×105J的熱量。幾種物質的比熱容[J/（kg ℃）]
物質 水 鐵 鋁 銅
比熱容 4.2×103 0.46×103 0.88×103 0.39×103
求：（1）水吸收的熱量是多少？
（2）鍋可能是由哪種金屬制成的？
☆☆☆（2022秋 射洪市校級期中）有兩個相同的燒杯，第一個裝有0.2kg水，第二個裝有0.2kg酒精，若用相同的加熱器給它們分別加熱，根據加熱時間（t）與其對應上升到的溫度（T），描繪成了如圖所示的圖像。假如加熱器放出的熱量全部被吸收，c水＝4.2×103J/（kg ℃）。計算：
（1）加熱5min，水吸收的熱量是多少？
（2）電加熱器1min放出的熱量是多少？
（3）酒精溫度從15℃升高到43℃，吸收多少熱量？
（4）酒精的比熱容是多少？
類型三：圖像問題進階
★★★（2022秋 九龍坡區月考）用相同的加熱裝置分別對固態物質a、b、c加熱，它們的溫度隨加熱時間變化關系如圖所示，不計熱量損失，以下分析正確的是（　　）
A．t1～t2時間內，a吸收熱量大于c吸收熱量
B．t2～t3時間內，a的內能不變
C．b的比熱容可能大于c的比熱容
D．若a、b是同種物質，則b的質量小于a的質量
★★★（2020秋 寧津縣月考）學校物理興趣小組的同學在研究“沙子和水誰的吸熱本領大”時，選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是200g的沙子和水加熱。他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時間變化的圖象如圖所示。水的比熱容是4.2×103J/（kg ℃），那么請問：
（1）圖中 　 　（“a”或“b”）是水吸熱升溫的圖象；
（2）加熱滿2min時，水吸收了多少熱量？
（3）試求出沙子的比熱容。
☆☆☆（2023 金壇區二模）用相同的酒精燈分別對a、b兩種液體加熱（如圖甲），根據測得的數據分別描繪出這兩種液體的溫度隨加熱時間變化的圖像（如圖乙）。在相同的時間內兩種液體吸收的熱量相等，不計液體熱量散失，分別用ma、mb、ca、cb表示a、b兩種液體的質量和比熱容，則結合圖中信息做出的下列推斷正確的是（　　）
A．若 ma＝mb，則ca＞cb B．若 ma＝mb，則 ca＜cb
C．若ca＝cb，則 ma＝mb D．若ca＝cb，則 ma＞mb
☆☆☆（2022 蘇州模擬）小凱在實驗室利用恒溫箱加熱，完成了冰的熔化實驗，并描繪出冰的溫度隨加熱時間變化的關系圖線，如圖所示。實驗時冰的質量為2kg，相同時間內冰和水吸收的熱量相同。c水＝4.2×103J/（kg ℃）
求：（1）CD段水吸收的熱量。
（2）計算出冰的比熱容。
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大展身手
1.基礎練
一．選擇題
1．下列有關比熱容的說法正確的是（　　）
A．比熱容大的物體吸熱多 B．吸熱多的物體比熱容大
C．比熱容大的物質吸熱能力強 D．比熱容大的物體溫度升高的多
2．下列事例中不是利用水的比熱容大的特性的是（　　）
A．夏天。在地上灑水會感到涼快
B．北方樓房內的“暖氣”用水作為介質
C．海邊晝夜溫差變化比沙漠中小
D．生物體內水的比例高，有助于調節自身的溫度
3．（2022秋 兗州區期末）根據如表中的數據，下列說法正確的是（　　）
物質 鐵 銅 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鐵溫度升高1℃時，吸收的熱量為7.9×103J
B．1kg銅溫度升高1℃時，吸收的熱量為0.39×103J/（kg ℃）
C．煤油和水體積之比為2：1，吸收的熱量之比為12：5，則升高的溫度之比為3：1
D．初溫、質量相同的鐵塊和銅塊，吸收相同的熱量后相接觸，內能從鐵塊轉移到銅塊
4．有甲、乙兩個金屬球，它們的比熱之比3：2，吸收的熱量之比4：1，那甲、乙兩金屬球的質量之比和升高的溫度之比可能分別是（　　）
A．2：1，4：1 B．3：2，4：1 C．4：5，3：10 D．4：5，10：3
5．（2020秋 巴南區期中）質量和初溫都相等的鋁塊和銅塊（c鋁＞c銅），放出相等熱量后，則（　　）
A．鋁塊的溫度高 B．銅塊的溫度高
C．兩者溫度相等 D．無法判斷
二．填空題
6．用相同的加熱裝置給甲、乙兩個初溫相同的鋁塊加熱，乙的質量是甲的質量的3倍，甲的加熱時間是8分鐘，乙的加熱時間是9分鐘，則甲、乙的比熱容之比是　 　，甲、乙升高的溫度之比是　 　。
7．汽車是我們十分熟悉的交通工具，也包含豐富的物理知識：水作為汽車發動機的冷卻劑，這是因為水的　 　較大；剎車時剎車片溫度升高是通過　 　方式增大內能，發動機把熱量傳給水是通過　 　（填“做功”或“熱傳遞”）的方式使水的內能增加的。
8．我國沿海地區的晝夜溫差比新疆沙漠地帶要　 　得多（填“大”或“小”），這主要是因為水的比熱容比較大的緣故，相同質量的海水和砂石，吸收相同的熱量后，　 　的溫度升高得少。
9．（2012 沈陽二模）如圖所示是甲、乙兩種質量相等的不同晶體，均勻加熱，在相同時間內吸收相同熱量的條件下，兩種晶體熔化前后溫度隨時間變化的圖象。則單位質量的兩種晶體熔化過程中吸收的熱量相比較，Q甲　 　Q乙；液態甲的比熱容　 　液態乙的比熱容。（填“大于”、“小于”或“等于”）
三．計算題
10．某浴池用的地下溫泉水，浴池中水的體積是40m3，初溫是85℃，當水溫降到45℃時可供洗浴使用。【溫泉水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，溫泉水的比熱容c水＝4.2×103J/（kg ℃）】
（1）浴池中溫泉水的質量是多少？
（2）當浴池中的溫泉水從85℃降到45℃時，放出的熱量是多少？
11.實驗測得0.5kg某物質溫度隨時間變化的圖象如圖所示，已知物質在固態下的比熱容為[c1＝2.1×103J/（kg ℃）]。假設這種物質從熱源吸熱的功率恒定不變，根據圖象（如圖）解答下列問題：
（1）求在最初的2min內物質吸收的熱量；
（2）求該物質在液態下的比熱容。
2.提升練
1．（2021 鏡湖區校級自主招生）有一大塊平整的冰，溫度為0℃，在上面挖一個容積為V0＝1000cm3的洞，并用不導熱的泡沫塑料板覆蓋，上面挖一個小孔（如圖所示）。現在從小孔向洞里緩慢倒入溫度為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，水的比熱容c0＝4.2×103J/（kg ℃），冰的熔化熱（即1千克冰熔化成同溫度的水所需吸收的熱量）λ＝3.3×105J/kg。
2．（2023春 鳳臺縣期中）已知物體的動能表達式為EK＝mv2，其中m為物體的質量，v為物體的運動速度。如圖所示，質量m1＝8kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上，車頂與左側光滑平臺等高，平臺上放置質量m2＝2kg的小物塊，小物塊以5m/s的初速度向右運動，滑上小車。最終小物塊靜止在小車上，并以1m/s的速度一起向右運動。若此過程中機械能全部轉化為內能，且全部被小物塊吸收，則能使小物塊的溫度升高 　 　℃。[小物塊的比熱容為2×103J/（kg ℃）]

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