初中物理第1节 热量 比热容学案

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc6371" 【知识梳理】 PAGEREF _Tc6371 \h 1
\l "_Tc20001" 知识点1：探究不同物质的吸热能力 PAGEREF _Tc20001 \h 1
\l "_Tc4556" 知识点2：比热容的概念 PAGEREF _Tc4556 \h 3
\l "_Tc26827" 知识点3：比热容公式的运用 PAGEREF _Tc26827 \h 4
\l "_Tc22845" 知识点4：生活中的比热容 PAGEREF _Tc22845 \h 5
\l "_Tc21833" 【方法技巧】 PAGEREF _Tc21833 \h 6
\l "_Tc12273" 方法技巧 1. 图像题解题技巧 PAGEREF _Tc12273 \h 6
\l "_Tc20162" 【巩固训练】 PAGEREF _Tc20162 \h 8
【知识梳理】
知识点1：探究不同物质的吸热能力
【知识点练习】
1．图甲所示的是“比较不同物质吸热升温的特点”的实验装置，小明在两个相同的容器中分别装入质量相等的A、B两种液体，用同一加热装置先后对这两个容器进行加热。
(1)实验中，用玻璃棒不断搅拌，目的是让液体______________。
(2)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”）来比较。
(3)根据实验数据绘制的温度和时间的关系图像如图乙所示，分析可知，质量相等的A、B两种液体，在吸收相同的热量后，_____（选填“A”或“B”）升高的温度较多。
(4)在对实验进行反思时，小明认为原方案有较多缺点，因此改进方案并设计了图丙所示的装置。与原方案相比，该方案具有的优点是：________。
2．在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
(1)甲、乙两套装置你选择_________装置，原因是_________。
(2)水和煤油的温度随时间变化的图像如图丙所示。
①加热3 min时，液体比液体的温度高，那么液体吸收的热量_________（选填“大于”“小于”或“等于”）液体吸收的热量。
②根据图丙可判断出_________（选填“”或“”）液体的吸热能力强，该液体是_________（选填“水”或“煤油”）。
(3)本实验通过比较_________来比较水和煤油吸收热量的多少，这种解决物理问题的方法叫_________法。
知识点2：比热容的概念
物理学中引入了比热容这个物理量。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，叫作这种物质的比热容。
c=Qm∆t
c 表示比热容 单位 J /（kg·°C）
Q表示热量 单位J
m表示质量 单位kg
∆t表示温度变化量 单位°C
c水=4.2×103J /（kg·°C） 物理意义：1kg的水升高或者降低1°C，需要吸收或者放出4.2×103J的热量。
比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。
【知识点练习】
1．关于比热容，下列说法正确的是（ ）
A．比热容跟物体吸收或放出的热量有关
B．比热容的大小与物质的种类和状态有关
C．物体的质量越大，比热容越大
D．温度变化越小，物质的比热容越大
2．小明用相同的电加热器给质量和温度相等的水和煤油加热，发现煤油温度升高得比水快。这表明（ ）
A．水的比热容较大B．煤油的比热容较大
C．煤油吸收的热量较多D．水的吸热能力较弱
3．下表列出了一些物质的比热容，小明根据表格中的数据得出了如下结论，其中正确的是（ ）
A．液体的比热容一定比固体的比热容大
B．相同质量的铝块和铁块升高相同的温度，铁块吸收的热量多
C．相同质量的干泥土和水，吸收相等的热量，水的温度升高得较多
D．不同物质的比热容有可能相等
知识点3：比热容公式的运用
1．c=Qm∆t 推导式 Q=cm∆t m=Qc∆t ∆t=Qcm
【知识点练习】
1．甲、乙两种物质的质量之比为3∶1，吸收的热量之比为2∶1，升高的温度之比为1∶3，则它们的比热容之比为（ ）
A．2∶1B．1∶2C．2∶3D．3∶2
2．核反应堆的冷却系统采用水作为冷却剂。若某次运行中，500kg的水温度升高了20℃，则水吸收的热量为______J；与比热容为2.1×103J/（kg·℃）的另一种冷却剂相比，吸收相同的热量后，水升高的温度会更______（选填“高”或“低”）一些。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]
3．小红在实验室用酒精灯把质量为0.1kg、初温为60℃的水加热到100 ℃,则水吸收的热量是__________ J；若烧杯中装有2kg、初温为30 ℃的水，当水吸收了 的热量后，水温升高了____℃。（在标准大气压下）
知识点4：生活中的比热容
1.冷却降温（吸热）
汽车发动机用水做冷却液 原理：水比热容大，相同质量、升高相同温度，能吸收更多热量，快速带走发动机热量，降温效果好。
发电厂、大型机器水冷系统 同理，用水吸收设备多余热量，防止机器过热。
2.供暖保温（放热）
暖气管道、地暖内部充热水 原理：水比热容大，降温时能释放大量热量，持续为房间供热。
3.调节气温
沿海地区昼夜温差小，内陆沙漠昼夜温差大 海水比热容远大于砂石泥土；白天吸热海水升温慢，夜晚放热海水降温慢；内陆砂石升温快、降温快，温差悬殊。
初春傍晚往稻田灌水防霜冻 夜晚气温下降，水放出大量热，使稻田温度不会过低，避免秧苗冻伤；白天再把水放掉，泥土升温快利于秧苗生长。
城市人工湖调节城市气候 湖水缓冲气温，夏天降温、冬天保温，缓解热岛效应。
4.其他生活实例
热水袋装热水取暖：热水降温释放大量热量，保温时间久。
【知识点练习】
1．正常人体中水分约占体重的60％~70％，水有助于调节体温，原因之一是其（ ）
A．热值较大B．比热容较大C．密度较大D．导热性较好
2．在生产和生活中，常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景，以下事例中与这一特性无关的是（ ）
A．沿海地区的气温比内陆地区变化小
B．夏天，洒水车给路面洒水降温
C．夜间，在秧田里灌水保温
D．汽车发动机用水作冷却液
3．如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（ ）
A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
4．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。
【方法技巧】
方法技巧 1. 图像题解题技巧
【解题技巧】
掌握公式的哪些物理量是相同的
计算出温度变化量
吸收或者放出的热量与加热时间或者放热时间成正比
写出公式
【知识点练习】
1．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热（不计热量损失），如图所示的是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和B升高相同的温度，B吸收热量较多
B．分钟内，A与B吸收的热量之比为
C．A与B的比热容之比为
D．若做实验时适量减少B的质量，可以使A、B的图像重合
2．小军用相同的加热器分别对质量相等的水和甲液体进行加热，分别用秒表和温度计测量相关实验数据绘制出了如图所示的图像。若不计热量损失，水的比热容为，则下列说法正确的是（ ）
A．升高相同温度时，水和甲液体吸收的热量相等
B．前4min内甲液体比水吸收更多的热量
C．甲液体升温快，故甲液体的比热容较大
D．甲液体的比热容为
3．给某物质组成的一个物体均匀加热，设物体吸收的热量与加热时间成正比，得到其温度随时间变化的曲线如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．该物质是晶体，它的熔点是 80℃
B．该物质在固态时的比热容与液态时的比热容之比是 1∶2
C．该物质在固态时的比热容与液态时的比热容之比是 2∶1
D．该物质在固态时的比热容与液态时的比热容之比是 1∶4
【巩固训练】
1．关于比热容，下列说法中正确的是（ ）
A．物质的比热容跟物质吸收或者放出的热量有关
B．物质的比热容跟物质的温度有关
C．物体的质量越大，它的比热容就越大
D．比热容是物质本身的特性，与物质吸、放热及温度和质量都没关系
2．为提升学生体质，学校实施了游泳训练课程。小海观察到夏天户外游泳池周边的大理石表面温度高于池水。这种现象的原因是（ ）
A．水的吸热能力比大理石的小B．水的密度比大理石的大
C．水的质量比大理石的大D．水的比热容比大理石的大
3．小梅从比热容表中得出以下结论，其中正确的是（ ）
A．100g水用去一半后，其比热容变为2.1×103J/（kg·℃）
B．物质由固态变为液态，其比热容不变
C．夏天阳光照在海上，因水的比热容较大，所以海边气温变化大
D．同质量的铝块和铜块，由于铝块比热容大，升高相同温度，铝块比铜块吸收热量多
4．生产生活中，我们常常利用水比热容大这一性质。下列事例中与这一性质无关的是（ ）
A．福岛核电站受损后灌注海水降温B．沿海地区的气温变化小
C．晚间，在春播秧田里灌水保温D．在发烧病人的额头上擦冷水降温
5．甲、乙两物体的比热容之比为，吸收相同的热量后，甲的温度升高了，乙的温度升高了，则甲、乙的质量之比为（ ）
A．B．C．D．
6．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，已知水的比热容是。不计热损失，下列说法正确的是（ ）
①甲物质的吸热能力大于水
②水20min吸收的热量为
③甲和水都加热20min，甲物质吸收的热量更多
④甲物质的比热容为
A．只有①④正确B．只有②③正确
C．只有②④正确D．只有①③正确
7．小夏在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的水和某种液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。实验中，水和这种液体在相同时间内放出的热量相等。分析图像可以得出（ ）
A．甲物质是水，B．甲物质是水，
C．乙物质是水，D．乙物质是水，
8．汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却，用水来冷却是因为水的______大；如果散热器中装有10kg的水，在温度升高的过程中，水吸收的热量是______J。【水的比热容为】
9．小明在燃气灶上煲汤，使质量为2kg、初温为的汤，温度升高了，这一过程中汤吸收了______J的热量；停止加热一段时间后，汤的温度降到，此过程中汤放出的热量为______J。[汤的比热容为]
10．把凉的奶盒放入盛有热水的保温桶中，它们的温度随时间变化的图像如图所示。已知奶与热水的质量相同，则其中_________（选填“甲”或“乙”）代表奶温度变化的图像。若不考虑热损失，则甲、乙的比热容之比为_________。
11．如图甲，小明用传感器比较不同物质的比热容：他用铁夹将温度传感器及分别盛有甲、乙两种液体的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分要与试管内的液体良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连。打开红外加热器开关对盛有液体的试管进行加热，在计算机上可以得到相应的温度-时间实验图线。
(1)实验前，除让两个试管内的液体初温相同外，还必须控制它们的______相同；
(2)实验时，对两种物质加热相同的时间，通过比较______来比较它们的吸热本领；
(3)某次实验中，在计算机上得到的温度-时间实验图线如图乙所示。分析图像可知，______（选填“甲”或“乙”）液体的吸热本领强；
(4)若乙液体是水，则甲液体的比热容是______；
(5)请列举一个生活中利用水的比热容较大的事例：______。
12．如图甲所示，小明同学设计了“探究冰熔化时温度变化规律”实验装置。（标准大气压下）
(1)该实验还需要的测量器材有______；
(2)小明某一时刻观察到温度计示数如图乙所示，该温度值为______℃；
(3)试管中的冰熔化时，温度计示数______（选填“大于”、“小于”或“等于”）0℃；
(4)根据实验数据，小明画出了温度随时间变化的图像如图丙所示，分析图像可知：
①冰熔化过程经历了______min；
②当冰全部熔化后继续加热，其温度随时间变化的图线是______（选填“CD”、“CE”或“CF”）；
③若该物质在第3min时比热容为c₁，第12min时比热容为c₂，则：c₁∶c₂=______。
13． “睡前常泡热水脚，舒筋活络睡眠好。”小丽需用温度为的水泡脚，便把的热水与的冷水混合．若混合过程中没有热量的损失，求：
(1)冷水吸收的热量。
(2)所需热水的质量。
14．淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：[已知金属块的比热容为，水的比热容为]
(1)金属块在冷却过程中放出的热量；
(2)若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在标准大气压下水升高的温度。提出问题
大家都有这样的经验：烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多，把一壶水烧开比把它烧成温水需要的热量多。可见，水吸收的热量和它的质量有关，也和它升高的温度有关。水的质量越大、温度升得越高，它吸收的热量就越多。别的物质也是这样。
不同的物质，例如水和食用油，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量是不是一样多呢？
设计实验
利用相同的电加热器加热质量相等的水和食用油，使它们升高相同的温度。
电加热器每秒放出的热量是一定的，当它浸没在液体中时，可以认为液体每秒吸收的热量相同。（转换法：液体吸收热量的多少取决于加热时间的长短）
实验方法：控制变量法、转换法
比较水和食用油，哪个吸收的热量多？
实验结论
实验表明：质量相等的水和食用油，升高的温度相同时，水吸收的热量比食用油多。
物质
比热容
物质
比热容
水
铝
煤油
约
干泥土
约
冰
铁、钢
几种物质的比热容[J/（kg•℃）]
水
4.2×103
冰
2.1×103
酒精
2.4×103
沙石
0.92×103
煤油
2.1×103
铝
0.88×103
水银
0.14×103
铜
0.39×103