2021学年九年级物理全册13. 3 比热容知识点与考点解析.pdf

13.3 比热容知识点与考点解析考点概览一、知识点与考点比热容概念比热热量比热容是物质的一种属性比牛一(1)吸热：Q 吸=cmZt=cm(l-(2)放热：Qy=cmZkt=cm(to-二、考点解析1.比热容是描述物体吸热能力的物理量，比热容在本章属于重要知识点，也是常考知识点，所以应该引起师生的重视。本节知识点有：比热容的概念和有关计算。利用比热容概念分析判断现象和进行简单计算是本节主要考点和考试方式。2.纵观各地中考考纲和近三年考卷来看，对本节知识点的考查主要集中在比热容的概念及其应用方面。此问题一般与热现象的其他知识点结合在一起组成一个考题，单独作为一个考题的情况不多。考试题型以选择题为主(考查比热容的概念及应用)，填空题为辅(利用比热容进行简单计算)，对物质吸热能力实验也应加以重视。3.考点分类：考点分类见下表知识点精析考点分类考点内容考点分析与常见题型常考热点比热容概念的应用选择题或填空题较多，利用常见生活现象判断比热容的应用一般考点利用比热容进行计算选择题、填空题，属于比热容的应用物质吸热能力实验实验探究题，探究物质吸热能力冷门考点利用比热容解释问题简答题，考查学生分析判断问题能力1.比热容(1)在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。温度不同的两个物体相互接触，高温物体内能减少,低温物体内能增大;对物体做功时，物体内能会增大,物体对外做功时，物体内能会减少。(2)比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关,与物质的质量、温度和吸热、放热的多少无关。(3)水的比热容是4.2 X 1 0 1/(k g 。),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 义1 0 打。2.热量的简单计算热量的计算：(1)吸热：Q，w=c m Z t=c m(t-to)；(2)放热：Q j a=c n i Z t=c m(to-t)。其中：Q 唳一吸收的热量，单位：焦(J),Q成 一 放出的热量。c 一比热容，单位：焦每千克摄氏度(J/(k g-)m 质量，单位：千 克(k g)t一变化的温度(升高或降低的温度)，单位：摄 氏 度()；t。一初始温度、t末温。典例精析考点一：比热容概念 典例一：(2 0 2 0 北京)依据表格中的数据，下列说法正确的是()。A.一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小;物质比热容 c/J/(k g-0 0!水4.2 X 1 03煤油2.1 X 1 03砂石约 0.9 2 X 1 03B.水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多：C.水的比热容表示水的温度升高1。C吸收的热量是4.2 义1 0 打；D.质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多【答案】D o【解析】A.比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故 A错误；B.根据Q =c 也可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故 B错误；C.水的比热容表示的是1 k g 的水温度升高（或降低）1 C时 吸 收（或放出）的热量是 4.2 X 1 0，故 C错误；D.根据Q =c 人可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故 D正确。故选及 典例二：（2 01 9 福建）下表列出一些物质的比热容，根据表中数据,下列判断止确的 是（）。物质水煤油冰铝铜比热容/(J ,k g 1,)4.2 X 1 032.1 X 1 032.1 X 1 030.8 8 X 1 030.39 X 1 03A.不同物质的比热容一定不同；B.物质的物态发生变化，比热容不变；C.质屋相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多；1）.质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多【答案】C o【解析】考查比热容的特点，属于中等题。根据公式Q=C 7 岫 可知，当 必 和 一 定 时.，铝的比热容比铜大，所以铝吸收的热量更多，所以选C。考点二：比热容相关计算 典例一：（2 02 0 新疆）己知水的比热容是4.2 X 1 03J/（k g 。），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（）。A.6X 1 O J B.6X 1 05J C.6X 1 06J D.6X1 07J【答案】B o【解析】这样的壶，装满水，水的质量约为2 k g。室温温度约为2 0,将水加热至沸腾，水 的 温 度 升高了 8 0 ,根 据 公 式 Q =c 加。-外 可以计算出水吸收的热量为6.72X 105JO选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。故选B。典例二：（2 02 0 江苏连云港）沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水。质量为1 0k g 的水温度升高2 0所吸收热量为_ J （C*=4.2X103J/（k g ）。【答案】（1）比 热 容 大;（2）8.4X 1 0）。【解析】因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小。水吸收热量：Q 市cm&Z=4.2 X 1 03J/（k g ）X 1 0k g X 2 0*C=8.4X 1 05J 考点三：物质吸热能力实验 典例一：(2 02 0 黑龙江绥化)利用图中的装置探究水和煤油的吸热情况。在两个相同的烧瓶中分别接入电阻丝，装入质量和初温都相同的水和煤油，分别插入温度计。(1)装 置 中 电 阻 丝 的 阻 值 应 (填“相 等”或“不相等”)，实验中用来反映液体吸收热量的多少。按照如表中的数据，请计算出煤油的比热容是 J/(kg)。液体质量/g初温/加热时间/m i n末温/煤油1 5 02 01 05 0水1 5 02 01 03 5(2)夏天，海边昼夜温差变化小，这是因为水的 大。(3)在烧瓶中重新填装质量和初温都相同的煤油，接入阻值不同的电阻丝，此装置就可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。m/Ti)【答案】(1)相等；加热时间；2.1 X 1 0：(2)比热容；(3)电阻。【解析】(1)图中两电阻丝串联，通过的电流相同和通电时间相同，根 据 Q=R t 可知，要产生的热量相同，则实验中选用的两根电阻丝的阻值应相等；探究两种液体的吸热能力时，需要控制热源相同，即相同时间内热源产生的热量相同，根据转换法，实验中是用加热时间间接反映液体吸收热量的多少；根据表格中的数据可知，相同质量的水和煤油加热相同时间，吸收相同热量，水升高的温度是3 5-2 0 =1 5 ,煤油升高的温度是5(T C-2 0 =3 0；根 据 c=可m A t-A -X 4.2 X 1 03J/(kg3 0 1 c知，水和煤油的比热容之比等于升高温度之比的倒数，即 c蚓=)=2.1 X 1 O3J/(kg C)；(2)水的比热容较大，白天，在相同的吸热条件下，水的温度升高的少，夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，所以海边昼夜温差较小；(3)两电阻串联，则两电阻中的电流相等，则可知热量应与电阻有关，根据温度计示数的变化判断吸收热量的多少，则可知热量与电阻大小的关系。故答案为：(1)相等；加热时间；2.1 义1。3；(2)比热容；(3)电阻。典例二：(2 0 1 9 贵港)为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图1 1 所示。图11 图12(1)加热时，某一时刻在水中的温度计示数如图12所示，则此时水的温度是_(2)实验数据记录如下表：分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量液体名称液体质量卬/g液体初温t 1/液体末温t2r c加热时间t/min水2 0 02 03 01 2煤油2 0 02 03 06(选 填“相同”或“不同”)，_的 吸 热 本 领更强(选填“水”或“煤油”)(3)根据以上表格的数据计算，当 加 热 时 间 为 1 2 nlin 时，这些水吸收的热量是J。水的比热容为 4.2 X 1 0:iJ/(kg r)。【答案】(1)2 3；(2)不同；水；(3)8.4 X 1 0【解析】（1）由图1 2 知，温度计的分度值为1 ,温度计中的液面刚好对齐第2 3 条刻度线，则对应的温度为2 3。（2）由表中数据分析知，水和煤油升高相同的温度时，所用的加热时间不同，因为是同样的热源，所以水和煤油吸收的热量不同；又因为水的加热时间较长，所以在升高相同的温度时，水吸收的热量较多，说明水的吸热本领更强。（3）当加热时间为1 2 m i n时，这些水吸收的热量为：Q=c水mAt=4.2x103 J/（kg-Q x0.2kgx（3（fC-2CfC）=8.4x 10 J。答案为：（1）2 3；（2）不同；水；（3）8.4 X 1 0 3。提升训练1.（2 0 1 9 达州）下列关于热现象的说法中正确的是（）。A.物体的温度越高所含的热量越多；B.内燃机的做功冲程将机械能转化成内能：C.打扫卫生时灰尘飞扬说明分子在永不停息地做无规则运动；D.物质的比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强【答案】D o【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有多少热量，只能说吸收热量或放出热量，故 A错误；B、内燃机的一个工作循环有四个冲程，做功冲程是将内能转化成机械能，故 B 错误；C、灰尘是可以看得见的物体，因此灰尘的飞扬不是分子的运动，而是物体的机械运动，故 C错误；D、比热容是物质的一种特性，它反映了物质吸收或放出热量的能力，比热容越大反映了物质吸收或放出热量的能力越强，故 D正确。故选1）。2.（2019 深圳）下列说法正确的是（)OA.燃料燃烧越充分，它的热值就越大；B.内燃机用水做冷却液，是因为水的比热容较大；C.敲击大小不同的编钟，发出声音的音色不同；D.在闹市区安装噪声监测装置，可以减弱噪声【答案】B【解析】A.燃料的热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比，与实际燃烧情况无关，故 A错误；B.水的比热容比较大，与质量相等其它物质相比，在升高相同温度时，水吸收的热量多，适合作为内燃机的冷却液，故 B正确；C.敲击大小不同的编钟，是音调不同，相同乐器发出的声音的音色相同，故 C错误；D.噪声监测装置只能监测噪声等级，不能减弱，故 D错误。3.（2018 桂林）经常下厨的小关发现，同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，油的温度总是升高得快些。这是因为（）。A.水的比热容小，吸热后温度升高得快；B.油的比热容小，吸热后温度升高得快；C.在相同的时间内，水吸收的热量较多；D.在相同的时间内，油吸收的热量较多【答案】B.【解析】同时用相同的锅和燃气灶加热质量相等、初温相同的水和食用油，因为油的比热容小，故加热后温度升高的快；故 A错误，B正确。因为灶具相同，在相同时间内和热转换效率相同时，水和油吸收的热量应相同；故 C D错误。正确答案是B。4.（2020 襄阳）汉江流经的地域广，且水量较大。大量的水蒸发时需要（选填“吸热”或“放热”），且水的 大，从而可以很好地调节两岸的湿度和气温。【答案】(1)吸热；(2)比热容。【解析】水蒸发时，需要吸热，水从液态变为气态，大大地增加了两岸空气中的湿度。因为水的比热容较大，在升高相同的温度时，可以吸热更多的热量，在降低相同的温度时，可以放出更多的热量，故可以很好地调节两岸的气温。5.(2 0 2 0 自贡)用煤气灶把2 k g、初温为2 0 的水加热到7 0 ,消耗了 2 0 g 煤气。己知水的比热容是4.2 X 1 0 4/(k g ),煤气的热值为容O X lO J/k g,则水吸收的热量为 J,煤 气 灶 烧 水 的 效 率 为。【答案】(1)4.2 X 1 0 ；(2)5 2.5%。【解析】水吸收的热量：Q=cm =4.2 X 1 03J/(k g )X 2 k g X (7 0-2 0)=4.2 X1 05J2 0g 煤气完全燃烧放出的热量：。放=f 2 0X 1 0：k g X 4.0X 1 0rJ/k g=8 X 1 05J燃气灶烧水的效率：等Q 吸 =4。.2X105J=5 2.5%。放 8 x 1 0 J6.(2 02 0 黑龙江龙东)小明在燃气灶上煲汤，将质最为2 k g 初始温度为2 0的汤，升高了 8 0,汤吸收了 J的热量。这是通过方式来改变汤的内能。C =4 X 1 03J/(k g )【答案】6.4X1热传递。【解析】Q =cm A t =4 X 1 03 J/(k g,)X 2 k g X 8 0=6.4 X 1 05J；通过热传递的方式来改变汤的内能。7.(2 02 0 四川甘孜州)如图所示的一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，温度升高，内能(选 填“增大”或“减小”)；若其中奶的质量为0.2 5 k g,奶的比热容是4.0 x l()3 j/(k g.),当把它从1 0 C加热到4 0 C需要吸收 J 的热量。【答 案】（1）增 大；（2）3x103【解 析】一种学生饮用奶，在饮用前加热的过程中，不断吸收热量，温度升高，内能增 大。需要吸收的热量为：Q及=c奶铀 Q =4.0 x 103 j/（kg）x 0.25kg x（40-10）=3 x 10“J。8.（2020 宁 夏）宁夏中卫地区气候干燥，昼夜温差很大，当地特产压砂瓜，被称为“石头缝里长出的西瓜”，如图所示。每到种植季节，瓜农们把发了芽的西瓜种子种到覆盖了砂石的土壤中，这样可以利用砂石有效蓄水和保温，保证芽苗在深夜不会被冻伤。请你根据以上材料所给信息，利用比热容知识分析：为什么瓜农在土壤上覆盖砂石后，能起到保温 作 用？【答 案】见解析。【解 析】砂 石覆盖后，白天可以减少水分的蒸发，晚上可以凝聚水汽渗入土壤，保证土 壤 的 含 水 量。因水的比热容较大，吸放热能力强，白天土壤中的水分吸收热量，晚上放出热量，控制土壤温度，能防止芽苗在深夜不被冻伤。9.（2020 天 津）小华在天津的家中用电热水壶烧水，将 质 量 为2kg的 水 从20加热到7 0 G已知水的比热容C水=4.2xl（）3j/（kgJC）,求水吸收的热量。【答案】4.2X105JO【解析】由3 =c m A t可得水吸收的热量：Q及=c水 加 水 务)=4.2 x 1 03 j/(k g )x 2 k g x (7 0-2 0)=4.2 x 1 05 J答：水吸收的热量4.2 x 1 0。1 0.(2 02 0 天水)在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。(1)图 B为某时刻的温度，其示数为(2)分析图C可知，吸收相同热量，液体升温更高；液体更适合作汽车发动机的冷却液.(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到4 0 C 和 3 5 C,吸收热量之比为2：1,则甲、乙 液 体 的 比 热 容 之 比 为。【答案】(1)3 9；(2)乙；甲；(3)3：2。【解析】(1)图 B中，温度计分度值为1 ,示数为3 9；(2)分析图C可知，吸收相同热量，即加热相同时间，如下所示，乙液体升温更高;根据比较吸热能力的第2种方法，甲的吸热能力强，比热容大，根 据 Q=c m Z t,相同的质量甲乙两种物质，升高相同的温度，甲吸热多，冷却效果好，甲液体更适合作汽车发动机的冷却液；(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40 和 3 5 ,升高的温度分别为:2 0 和 1 5 ,吸收热量之比为2：1,根据c=-,mAt则甲、乙液体的比热容之比为：c 田=Q 用 m A t/o 1 rV4 义c =Zx卑_=3：2。c 乙 mAt 甲 Q 乙 1 201C故答案为：(1)3 9；(2)乙；甲；(3)3：2。