初中物理人教版九年级全册第3节 比热容精品当堂达标检测题

课时13.3 比热容（帮课堂）（原卷版）

【学习目标】

1.了解比热容的概念，知道比热容是物体的一种性质；

2.通过比较不同物质吸热能力实验，体会控制变量法的应用，了解转换法思想的应用；

3.会用比热容的概念解释生活中与比热容有关的一些现象，感受物理知识与生活的密切联系；

4.会进行简单的吸热、放热的计算。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、比较不同物质吸热能力

1.探究不同物质吸热能力

【实验目的】探究不同物体的吸热能力。

【实验器材】相同的铁台架、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、搅拌器两套，火柴、秒表、水和另一种液体（如煤油）。

【实验步骤】一、按图组装器材。

二、取质量相同的水和煤油（60g），常温下待温度稳定后（控制两种液体初温相同），测出两种液体的温度，并计入表格。

三、点燃酒精灯，同时给水和煤油加热，加热时间为5分钟，测量此时两种液体温度并计入表格。

四、实验表格（参考数据）

五、整理器材。

【实验结论】质量相同的水和另一种液体（如煤油），吸收相同的热量，煤油的温度升高较大。

2.考查内容

在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。

(1)实验中应量取______相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；用相同的电加热器加热，吸热多少可以通过______来反映（选填“温度计示数”或“加热时间”），当它们吸收相同热量时，通过比较______来判断吸热能力的强弱；

(2)通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲______Q乙（选填“大于”或“小于”或“等于”）；

(3)分析实验数据可知______物质的吸热能力强。

知识点二、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·℃），比热容单位是由质量、温度和热量组成的组合单位。

4.物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，表示的物理意义是：1千克的水温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J。

5.一些常见物质的比热容

6.对比热容的理解

（1）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。

比热容是物质的特性之一，所以某种物质的比热容不会因为物质吸收或放出热量的多少而改变，也不会因为质量的多少或温度变化的多少而改变。也就是说，比热容的大小只与物质的种类及其状态（固态、液态和气态）有关，与物质的质量、温度的变化无关。

在国际单位制中，比热容的单位是：焦每千克摄氏度，符号是J/(kg·℃)。

（2）比热容的大小与物质的种类和物质的状态有关。不同物质的比热容一般不同。同种物质在同一状态下，比热是一个不变的定值。如果物质的状态改变了，比热容的大小随之改变，如水变成冰。

（3）水的比热容较大。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。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。

7.比热容的应用

（1）与质量相同的其他物质相比，水的比热容在常见的物质中是比较大的。动物体中70%左右是水，例如黄牛。与质量相同的其他物质相比，水吸收(或放出)相同的热量，升高(或降低)的温度相对较小。体型较大的温血动物体内水分多，对维持自身的体温有优势。

（2）水是生命之源，人的生活离不开水，冬天人们用热水流过散热器来取暖，用热水的好处是由于相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度，由于水的比热容大，水放出的热量多，所以用热水流过散热器来取暖。

（3）炒栗子时里面加沙子有何作用?炒栗子时，栗子表面与热锅的接触面积很小，不利于传热。沙子的颗粒小可以填塞栗子间的空隙，这些被炒热的沙子大大增加了对栗子传热的面积，使栗子能均匀受热。另外，沙子的比热容较小，吸热时升温较快，可缩短炒熟的时间。也可以节能。

（4）城市种植花草树木，提高绿地覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了市民的居住环境，让全市民享受到了“绿城”带来的实惠。从物理角度讲，花草树木对声音有一定的吸收作用，起到减弱噪音的作用：人工湖的建成，由于水的比热容较大，吸收或放出热量时，水的温度变化较小，即温差小，有恒温作用。

（5）夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热，这是因为质量相等的水和混凝土，照射同样的时间，吸收相同热量，由于水的比热容较大，水的温度升高较小。因此，池水的温度比混凝土低，所以在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。

特别提醒

不要误认为所有跟谁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。

小金根据表中数据得出了四个结论，其中正确的是（　　）。

A.同一物质发生物态变化后，物质的比热容不变；

B.煤油和冰的比热容相同，所以比热容不是物质的特性；

C.100g 的铝和酒精吸收相同的热量，铝温度变化较大；

D.同温度的100g水和200g煤油升高到同一温度，所需吸收的热量不同

知识点三、热量的计算

（1）物质吸热时热量的简单计算

吸热：Q吸=cm△t=cm(t-t0)；

（2）物质放热时热量的计算

放热：Q放=cm△t= cm(t0-t)。

（3）其中：Q吸—吸收的热量，单位：焦（J），Q放—放出的热量。

c—比热容，单位：焦每千克摄氏度（J/(kg·℃)）

m—质量，单位：千克（kg）

△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。

质量为1㎏的铁锅中放有2㎏的水，要把它们从20℃加热到80℃。已知铁的比热容是0.46×103Ｊ/（㎏·℃），水的比热容是4.2×103Ｊ/（㎏·℃）。求：

(1)水吸收的热量是多少？

(2)铁锅和水一共要吸收多少热量？

【方法帮】

题型一：比热容

【角度1】对比热容的理解

★易错警示

属性物质在任何条件下都具有的、不变的性质，如质量，不随外界的条件的变化而变化。特性一种物质区别于其他物质的性质，在外界条件变化时会发生变化，比如比热容是物质的已知特性，会随物质状态的变化而变化。

【典例】小金根据表中数据得出了四个结论，其中正确的是（   ）。

A．同一物质发生物态变化后，物质的比热容不变；

B．煤油和冰的比热容相同，所以比热容不是物质的特性；

C．100g的铝和酒精吸收相同的热量，铝温度变化较大；

D．同温度的100g水和200g煤油升高到同一温度，所需吸收的热量不同

【角度2】比热容图像

比热容图像的分析技巧

（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。

【典例】用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热（不计热损失），如图是A和B的温度随加热时间变化的图像，下列说法正确的是（   ）。

A．A的比热容与B的比热容之比为2:1；

B．A的比热容与B的比热容之比为2:3；

C．都加热t时间，A和B吸收热量之比为1:2；

D．A和B升高相同的温度，吸收热量之比为3:2

【角度3】比热容图像

水的比热容大的应用

水的比热容大的应用，主要有两个方面：

（1）一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节温度；

（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度，吸热（或放热）很多，常用作冷却剂或供热介质。

【典例】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．

题型二：探究物质的吸热本领

（1）控制变量法：该实验中药注意三个变量：质量、温度、加热时间。分析时主要哪个量是变化的，哪些量是相同的；

（2）转换法：物质吸收热量的多少难以直接测量，所以该实验中使用加热时间长短反映吸收热量的多少。

【典例】如图所示，某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图像：

 (1)实验中两种液体吸收热量的多少可通过______（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；

(2)根据图像，要使水和煤油升高相同的温度，应给水加热更长的时间，这说明_______的吸热能力强些；

(3)已知水的比热容是，则煤油的比热容是____________。

题型三：热量的计算

【角度1】用公式进行计算

★易错警示注意区分温度和温度差

计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。

【典例】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像如图所示。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，问：

(1)图a、b中，哪个是沙子吸热升温的图像？

(2)加热2min，水吸收了多少热量？

(3)试求出沙子的比热容。

【角度2】比例法

比例法快速解题

第一步，以比值的形式写出要求的比值；

第二步，用公式展开要求的比值；

第三步，代入各物理量的数值；

第四步，计算求解。

【典例】甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比和升高的温度之比分别为（  ）。

A．1：1，1：3    B．1：3，1：3    C．1：1，3：1   D．3：1，3：1

【中考帮】

考点一：比热容的概念

【典例】（2022·四川成都B）小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)。

A. 2min内油吸收的热量为3×104J；

B. 他使用的酒精灯的加热效率为21%；

C. 油的末温比水的高，所以吸热能力更强；

D. 油的吸热能力与其吸收的热量多少有关

该考点要求理解比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，不随质量、温度、体积等条件的变化而变化；并能运用比热容的定义式对具体问题进行简单的分析和推理，得出正确的结论，这是物理核心素养物理观念的体现。

考点二：水的比热容大的应用

【典例】（2022·江苏连云港）人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

把比热容的概念与生活实际相结合，并能从比热容的角度正确描述和解释自然现象，这是物理核心素养的物理观念的体现。。

考点三：热量的相关计算

【典例】16.（2022·湖北宜昌）小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

从能量转换角度，重新认识生活中的现象，并考查学生利用比热容的概念进行简单计算的能力，这是物理核心素养的物理观念（物质观、能量观）的体现。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.沿海地区昼夜温差比同纬度内陆地区小，主要是因为水的（   ）。

A．比热容较大  B．比热容较小  C．密度较大  D．密度较小

2.用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（   ）。

A．液体A的比热容大  B．两种液体的比热容相等

C．液体B的比热容大  D．无法比较

3.细心的小王在坐车下坡时，发现大型载重汽车经过的路面总有水印，于是他查阅相关资料得知，为了防止刹车片过热造成刹车失灵，要向刹车片和轮胎喷水来达到降温的目的。刹车片过热是通过______方式增加内能的。用水降温利用到了水的___________较大的特点。

4.甲、乙两个同种材料组成的不同质量的物体，若使他们升高相同的温度，吸收的热量之比为4∶3，则甲、乙两个物体的比热容之比为______，质量之比为______。

5.100g热水和50g冷水混合后（不考虑热量损失），则热水降低的温度_______冷水升高的温度（填“大于”、“等于”或“小于”），热水放出的热量_______冷水吸收的热量．（填“大于”、“等于”或“小于”）

6.甲、乙两种金属的比热容之比是3∶1，质量之比是2∶1，当它们吸收相同的热量，甲物体的温度升高了10℃，则乙物体的温度升高了________℃。使1.5 kg温度为10℃水吸收了热量6.3×105J，水温将升高________℃。（1标准大气压）

7.北方楼房中的“暖气”用水作为介质，是因为水的________。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。【4.2×103J/（kg•℃）】

二、综合练（能力提升）

8.（2022·重庆A）《三国演义》有“青梅煮酒”的典故，芒种节气正是青梅煮酒季，煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5kg的酒从20℃升高到40℃吸收的热量是___________J[c酒=3.4×103J/(kg•℃)]，若煮酒位置海拔越高，水面上方的气压越低，水的沸点会越___________。

9.（2022·湖南岳阳）图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。

（1）两支试管里水和煤油的质量_______（选填“相同”或“不同”）；

（2）相同时间内，水吸收的热量_______（选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量；

（3）由图乙可知，________的吸热能力更强。

10.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验，实验时要观察___________（选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择___________两图进行实验，实验时通过观察_______（选填“加热的时间”或“升高的温度"）反映物体吸热的多少。

（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如上图丁），由图像可看出液体a的比热容______（选填“大于”、“小于”或“等于”）液体b的比热容。

（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则根据以上数据可以算出酒精的热值，这种方法测出的热值比“标准值”______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）。

三、培优练（挑战自我）

11.（2022·湖南衡阳）百善孝为先，孝敬长辈可以从生活中的小事做起，冬天来临，小周用自己的零花钱给奶奶购买了一个暖手袋。根据使用说明，他将质量为0.5kg，温度为75℃的水转入暖手袋，使用一段时间后，水的温度降低到35℃。

（1）暖手袋里面装热水取暖，是利用了水___________大的性质（选填“比热容”或“密度”），这里是通过___________方式改变了水的内能（选填“做功”或“热传递”）；

（2）求这段时间水放出了多少热量。[]

12.（2022·福建省）在探究“不同物质吸热的情况”实验中：

（1）用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和水，使它们升高相同的温度，通过比较______来判断吸收热量的多少；

（2）加热10min后，测得水的温度如图，该示数为______oC；

（3）多次实验后得到的数据如下表，分析可得：质量相等的水和沙子，升高相同的温度，水比沙子吸收更______的热量；

（4）根据实验结论推理：沿海地区昼夜温差比内陆地区更______。