专题5.1.3.比较物质的比热容和燃料的热值-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案

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(1)安装实验器材时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装；除了图甲中所示器材外，实验中还需要的测量工具是秒表和 ；
(2)实验中，两个烧杯中应装入初温相同且 （选填“质量”或“体积”）相等的、两种液体；用相同的酒精灯分别给、两种液体加热，是为了让两种液体在相同时间内， 相同；
(3)根据实验数据，小明作出了两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。由图乙可知，加热相同的时间，液体升高的温度 液体升高的温度，说明液体的吸热能力 液体的吸热能力；（均选填“大于”“小于”或“等于”）
(4)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，选择 （选填“”或“”）液体效果更好。
2．为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量（100g）、初温（10℃）都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。
(1)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌，搅拌的目的是 ；
(2)加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是 ℃，如果液体B的比热容为，则液体B吸收的热量是 J；
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领，小明提出两种比较方案：①让两者升高相同的温度比较加热时间；②让两者加热相同时间比较升高的温度。在两种液体都不沸腾的前提下，你认为可行的方案是 （选填“①”、“②”或“①和②”）。
(4)冬天，如果你想自制暖手袋，由图丙可知，应选液体 （选填“A”或“B”）作为供暖物质效果更佳。
3．某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，两装置使用规格相同的电加热器、烧杯、温度计，两烧杯内的液体质量和初温都相同．实验中记录的数据如下表：

(1)实验中使用规格相同的电加热器目的是用 来表示物质吸收热量的多少。电加热器工作的过程是消耗 能的过程。
(2)分析数据可得：①质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度， 吸收的热量更多；②质量相等的液体a和液体b，吸收相同的热量， 升高的温度更高。
(3)不同物质吸热的本领大小不同，为了描述物质吸热本领大小，物理学中引入了物理量比热容c，由表格数据可知， （填“>”“=”或“”、“=”或“
(4)控制变量
【详解】（1）[1][2]实验中使用规格相同的电加热器，相同时间电加热器放出的热量相同，实验所用装置相同，可以认为相同时间液体吸收的热量相同，目的是用加热时间来表示物质吸收热量的多少；电加热器工作的过程是消耗电能的过程，并将电能转化成内能。
（2）①[1]由表格中的数据可知，质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a液体所需的加热时间更长，a液体吸收的热量更多
②[2]由表格中的数据可知，a、b都加热2min，吸收同样的热量，a升高的温度为5℃；b升高的温度为10℃，由此可得：质量相等的液体a和液体b，吸收相同的热量，b升高的温度更高。
（3）为了描述物质吸热本领大小，物理学中引入了物理量比热容c，由表格数据可知，质量相等的液体a和液体b，吸收相同的热量，b升高的温度更高，因此b的吸热能力弱，比热容小，即。
（4）实验中控制a、b两种液体的质量相同，实验装置相同、加热时间相同；用加热时间来表示物质吸收热量的多少；运用的物理学研究方法主要有控制变量法和转换法。
4．(1) 质量 升高的温度
(2) > A
(3)2.1×103J/(kg·℃）
(4)D
【详解】（1）[1]实验中，为了比较不同物质的吸热能力，需要控制一些变量。由于吸热能力与物质的质量、种类以及升高的温度有关，因此，在实验中应该向两个烧杯中加入质量相同的两种不同液体，以确保实验结果的准确性。
[2]用相同的装置加热，相同时间内两种液体吸收热量相同，当它们吸收相同热量时（即加热相同时间），通过比较升高的温度来判断它们吸热性能的强弱，升高温度越低，吸热能力越强。
（2）[1][2]分析图像乙可知，当两温度计示数都升高到30℃时，A液体用的加热时间长，说明A液体吸收的热量多，因此A增加的内能大于B增加的内能，说明A液体的吸热能力强，所以在相同条件下，A液体能够释放更多的热量，因此冬天如果想自制暖手袋，应选A液体作为供暖物质，其效果更佳。
（3）由图可知，加热5min，相同质量A、B两种液体吸收相同的热量，A液体升高的温度为
B液体升高的温度为
则有
即
解得。
（4）沿海地区水多，水的比热容较大，在吸收或放出相同热量时，温度变化较小。由图丙可知，曲线D温度变化较小，所以沿海地区一天气温变化所对应的曲线是D。
5．(1)质量
(2) 甲、丙
(4) 1.2×106 小
【详解】（1）根据控制变量法的要求， 在探究两种未知燃料的热值的实验中，需使用不同的燃料加热质量相等的两种液体；在探究两种未知液体的比热容的大小在实验中，需用相同的燃料加热质量相同的不同液体，所以实验中三个烧杯中a、b液体的质量必须相等。
（2）[1]比较不同液体的比热容的实验中，需用相同的燃料加热不同液体，根据图可知，应选甲、丙两图。
[2]由题意可知，a、b两种液体的初温相等，末温T甲>T丙，所以两种液体的温度变化为Δt甲>Δt丙；甲、丙燃料相同，燃料燃烧完时所用时间相同即两种液体吸收的热量相等；根据Q=cmΔt可知，在质量、吸热热量相同时，由于Δt甲>Δt丙，所以caT乙，则Δt甲>Δt乙；由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由公式Q=cmΔt可知，Q甲>Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1>Q2，由于甲、乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1>q2。
（4）[1]完全燃烧的燃料质量相等，甲、乙两图中质量相等的液体a升高的温度之比为T甲∶T乙=(35℃-15℃)∶(25℃-15℃)=2∶1
不计热量损失，有m燃料q=cm液体Δt
在m燃料、c、m液体相等时，q与Δt成正比，由于所以T甲∶T乙=2∶1，所以燃料1、2的热值之比为q1∶q2=2∶1，由于燃料1的热值为2.4×106 J/kg，所以燃料2的热值为
[2]因燃料不能完全燃烧，且存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，所以测得的热值会偏小。
6．(1) 质量 吸热
(2) 多（大、高） 水
(3) B B
【详解】（1）[1]在两箱子中装入质量相等且初温相同的水和沙子，这是为了确保它们具有相同的初始条件和接受相同的热量。
[2]使用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，这样可以保证在相同时间内水和沙子吸收的热量相同。
（2）[1][2]根据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像，可以观察到在相同时间内，沙子升高的温度比水升高的温度高。这说明水在吸收相同热量时，温度升高的较慢，即水的吸热能力强。
（3）[1]在实验模拟海陆风的形成时，通过点燃一支香放在连接两个箱子的透明细管中，观察白烟的流向来模拟日晒下海边的风向。由于水的比热容大，相同条件下，水吸热升温慢，沙子吸热升温快。因此，加热一段时间后，沙子（模拟陆地）的温度会高于水（模拟海洋）的温度。根据信息窗中的知识，空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来。所以，烟将会从管的B（连接沙子的管子，代表热空气上升的地方）管口冒出。
[2]夜间，海洋和陆地的温度会发生变化。由于水的比热容大，放热降温慢，而沙子的比热容小，放热降温快。因此，夜间海洋的温度会高于陆地的温度。根据信息窗中的知识，此时海洋上的空气会受热上升，形成低压区，而陆地上的空气会流向海洋，形成海风，故B符合题意，A不符合题意。
故选B。
7．(1) 甲丙 b 比热容
(2) 甲乙 温度计示数 小
(3)不变
(4)控制变量法
【详解】（1）[1]比较不同物质吸热特点，应该选择对不同的物质加热，但加热条件是完全一样的。故选甲丙进行实验
[2]读图丁可知，质量相同，加热时间相同，液体吸收热量相同，物质b温度升高得小，所以b物质吸热能力强。
[3]物质吸热能力的强弱，我们用物理量比热容来表示。
（2）[1]比较燃料的热值，应该燃烧不同的燃料对相同的物质加热进行实验，故选用甲乙进行实验。
[2]燃料燃烧放出的热量越多，被加热物质的温度升高得越大。通过温度计示数变化量来比较燃料燃烧放热的多少。
[3]理论上认为燃料燃烧放出的热量全部被被加热物质吸收，但实际上被加热物质吸收的热量只是燃料放出热量的一部分，所以根据计算出来的热值偏小。
（3）热值是燃料本身的属性，只与燃料的种类有关，跟其他因素无关，所以汽油的热值不变。
（4）要控制被加热的物质质量相等，用到了控制变量法。
8．(1)从下往上
(2) 质量 吸收相等的热量
(3)水
(4) 同种 液体升高的温度
【详解】（1）因要使用酒精灯外焰加热，且温度计不能接触烧杯底，所以应从下往上组装器材。
（2）[1]探究物质吸热能力时，应该控制物质质量相等，因为物体吸收热量多少与物体质量有关。
[2]用相同的加热装置进行加热，保证在相同的时间内对外提供的热量相等，即物体吸收的热量相等。
（3）因为水的吸热能力强，在升高相同的温度下，吸收的热量多，即加热时间长，故a物质是水。
（4）[1][2]在比较燃料燃烧放热能力时，燃料燃烧放出热量的多少是通过质量与种类相同的物体升高的温度间接反映出来的，所以要对同种液体加热——质量相同的同种物质，升高的温度高的，吸收的热量多。
9．(1) A 确保酒精灯用外焰加热
(2) 质量 天平 升高的温度
(3)受热更均匀（合理即可）
(4)强
(5)BC
【详解】（1）[1][2]酒精灯外焰温度最高，因此实验中都用酒精灯用外焰加热，所以在组装器材时应先调节A的高度，即确保酒精灯用外焰加热。
（2）[1]探究不同物质吸热能力，运用了控制变量法，控制质量相等的水和煤油。
[2]本实验需要测量温度，使用了温度计，还需要用天平称量质量相同的水和煤油。
[3]控制质量相等的水和煤油，加热相同的时间，根据可知，比较水和煤油的升高的温度，温度升高的慢的，吸热能力强。
（3）如图丁所示的装置，采用水浴加热，水浴加热的特点除了不需要两次加热、耗时短等优点外，还有受热更均匀等优点。
（4）使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强，所以通过以上实验比较，它们在相同时间内升温少的物质吸热能力强。
（5）A．夏天用热水洗脸感到更凉爽，是因为蒸发吸热具有致冷作用，故A不符合题意；
B．热岛效应建筑群、马路中的矿石、水泥的比热容小，在相同的日照条件下温度上升更明显，故B符合题意；
C．沙子的比热容较小，质量一定时，吸收或放出相同的热量，升高或降低的温度多，导致沙漠地区昼夜温差变化大，故C符合题意；
D．金属勺装有塑料手柄，是因为塑料是热的不良导体，故D不符合题意。
故选BC。
10．(1) 甲乙 温度上升示数
(2) 加热时间 探究影响动能大小的因素
(3)
(4)2.1×103
【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应选择质量相同的不同燃料，加热相同质量的同一物质，观察被加热物质的温度变化量比较被加热物质吸收热量的多少，从而判断不同燃料放出热量的多少，故应选择甲、乙两图进行实验，且燃料完全燃烧放出热量的多少是通过温度计上升示数来反映的。
（2）[1]实验中用相同的燃料加热质量相同的不同物质，加热相同时间，燃料放出的热量相同，加热时间越长，燃料放出的热量越多，物质吸收的热量也就越多，故液体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
[2]转换法在物理中的应用较广泛，如探究动能和势能的影响因素、探究声音是由物体振动产生的等。
（3）液体a吸收的热量为
不计热量损失，则有
则燃料l的热值为
（4）若液体b是水，则水在20min内吸收的热量为
液体a在10min内吸收的热量为
水在20min内吸收的热量是液体a在10min内吸收热量的2倍，则有
即
则液体a的比热容是
11．(1)质量
(2)1.2×106J/kg
(3) 甲、丙 ＜
(4)＞
(5) 偏小 烧杯也会吸收热量，导致计算出的酒精放出的热量偏小
【详解】（1）为了比较a、b两种液体的比热容，我们需要控制它们的质量、初温以及吸收的热量都相同。因此，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同。
（2）在甲图中，燃料1使液体温度升高了20℃，而在乙图中，燃料2使液体温度升高了10℃。甲中液体升高的温度是乙中液体升高的两倍，即甲中液体吸收的热量是乙液体的两倍，由于不计能量损失，燃料完全燃烧放出的热量等于液体吸收的热量，根据热值的定义，有
由于,得燃料 乙 的热值为
（3）[1]为了比较a、b两种液体的比热容，我们需要选择加热燃料相同、被加热液体质量和初温都相同的实验进行比较。观察表格和图示，我们发现甲图和丙图满足这些条件。
[2]在甲图中，液体a从15℃升高到35℃，而在丙图中，液体b从15℃升高到20℃。由于两种液体吸收的热量相同（因为加热燃料相同且不计能量损失），而液体a的温度升高更多，说明液体a的比热容更小。因此，我们有。
（4）在甲图中，燃料1使液体温度升高了20℃，而在乙图中，燃料2使液体温度升高了10℃。由于两种燃料的质量相同且都完全燃烧（因为燃料都燃尽了），而燃料1使液体温度升高的更多，说明燃料1放出的热量更多。因此，燃料1的热值更大，即。
（5）在甲图装置中，若燃料为酒精、烧杯内的液体为水，并测出水的质量和燃料烧尽时水升高的温度。由于烧杯也会吸收一部分热量，这会导致我们计算出的酒精放出的热量偏小（因为我们只计算了水吸收的热量而没有考虑烧杯吸收的热量）。而根据热值的定义，当放出的热量偏小时计算出的热值也会偏小。因此，通过实验算出的热值与实际相比会偏小。
12．(1) 自下而上 质量 吸收的热量相同 水 弱
(2) 相等 水升高的温度 不变 偏小 燃烧及给水加热的过程中存在热量散失
(3)
【详解】（1）[1]本实验中要用到酒精灯的外焰进行加热，所以应当按自下而上的顺序组装实验器材。
[2]因为探究的是不同物质的吸热能力，所以应保证研究对象的初温与质量都相同，吸收的热量也相同，只改变物质的种类。
[3]用相同的酒精灯对水和煤油加热相同的时间，酒精灯放出的热量相等，可以通过这一方法来控制水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同。
[4][5]根据吸热公式
Q吸=cmΔT
可知，当质量与吸收的热量都相同时，物质的比热容越大，其温度的升高量就越小，因为水的比热容更大，所以在加热相同的时间即吸收的热量相同时，其温度的升高量更小，结合图像可知a物质是水，b物质是煤油，b物质的吸热能力更弱。
（2）[1]本实验探究的是酒精和碎纸片的热值的大小关系，所以根据控制变量法，应当控制酒精与碎纸片的质量相同。
[2]水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量有关，燃料完全燃烧放出的热量越多，水吸收的热量就越多，而酒精与碎纸片的质量相同，且两者都完全燃尽，所以完全燃烧放出热量的多少可以反映其热值的大小，即水吸收热量的多少可以反映对应的燃料的热值大小，而两个烧杯中水的质量相同，所以升高的温度就可以反映水吸收热量的多少，也可以反映对应燃料的热值的大小。
[3]热值是燃料本身的一种属性，不会因为燃料质量的变化而变化，所以热值是不变的。
[4][5]燃料燃烧以及给水加热的过程中存在热散失，所以通过测得的实验数据得到的酒精完全燃烧放出的热量要小于实际酒精完全燃烧放出的热量，则计算得出的酒精的热值要比实际值小。
（3）因为不计热损失，所以蜡烛完全燃烧放出的热量就等于水吸收的热量与A桶吸收的热量之和，则有
Q放=Q吸=c水m水ΔT水=c水m水（t1-t0）+QA
蜡烛消耗的质量为
m=m0-m1
则蜡烛的热值为
13．(1) 甲、乙 升高的温度
(2) 甲、丙 加热的时间
(3) 比热容 4.2×105 偏小
【详解】（1）[1]比较不同燃料热值大小，应该选择不同种类的燃料进行实验，其他条件应该相同。故应选择甲、乙两图进行实验。
[2]燃烧质量相同的燃料，哪种燃料放出的热量越多，被加热的液体温度升得就越高，因此通过升高的温度来比较燃料的热值大小。
（2）[1]若比较不同物质的比热容，应该选择质量相同的不同物质对其加热，控制其他条件相同，故应选择甲、丙两图进行实验。
[2]相同的加热装置在相同的时间内放出的热量是相同的。加热时间越长，物质吸收的热量越多。
（3）[1]水的比热容较大，在相同的条件下，吸收的热量多，适合做冷却剂。
[2]水吸收的热量为
酒精的热值为
[3]在对水加热过程中，酒精燃烧放出的热量并没有完全被水吸收，且存在热散失，则通过水吸收的热量计算得到的酒精放出的热量是偏小的，根据可知，酒精热值计算值偏小。
14． 甲乙 温度上升示数 甲丙 加热时间
【详解】（1）[1] [2]比较不同燃料的热值，应选择不同燃料加热相同质量；相同初温；相同种类的液体，故应该选择甲乙。燃料完全燃烧放出的热量，是通过被加热的液体升高的温度来反映的。
（2）[3][4]比较不同物质吸热特点，应选择相同燃料加热不同种类；相同质量；相同初温的液体，故应选择甲丙，不同物质吸热的多少是通过加热的时间来比较的。
[5]根据题意水升高的温度
酒精的质量为
水的质量为
水的比热容为
设酒精的热值为，故有下式
（3）[6] 同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，根据记录的数据，可知水经过20分钟被升高了40度，另一种液体经过10分钟被升高40度，说明另一种液体a的比热容是b(水)的比热容的一半，即
记录次数
1
2
3
4
升高的温度
5
10
加热a的时间
2
3
4
5
加热b的时间
1
2
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/（J/kg）
1
15
35
2.4×106
2
15
25
信息窗：空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，冷空气会从四面八方流过来，从而形成风。
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/（J/ kg）
甲
15
35
2.4×106
乙
15
25
丙
15
20