■知識(shí)點(diǎn)一:設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較不同物質(zhì)的吸熱能力
1. 探究不同物質(zhì)吸熱能力
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹刻骄坎煌矬w的吸熱能力。
【實(shí)驗(yàn)器材】相同的鐵臺(tái)架、酒精燈、石棉網(wǎng)、燒杯、溫度計(jì)、攪拌器兩套,火柴、秒表、水和另一種液體(如煤油)。
【實(shí)驗(yàn)步驟】
(1)按圖組裝器材。
(2)取質(zhì)量相同的水和煤油(60g),常溫下待溫度穩(wěn)定后(控制兩種液體初溫相同),測(cè)出兩種液體的溫度,并計(jì)入表格。
(3)點(diǎn)燃酒精燈,同時(shí)給水和煤油加熱,加熱時(shí)間為5分鐘,測(cè)量此時(shí)兩種液體溫度并計(jì)入表格。
(4)實(shí)驗(yàn)表格(參考數(shù)據(jù))
(5)整理器材。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】質(zhì)量相同的水和另一種液體(如煤油),吸收相同的熱量,煤油的溫度升高較大。
2. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)
(1)溫度計(jì)的使用方法
液泡要全部浸入液體中,不能碰容器壁,也不能碰容器底部
(2)選擇相同的熱源、保證相同加熱時(shí)間相同目的
是為了讓兩種物質(zhì)吸收的熱量相同(本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)理想化實(shí)驗(yàn),不考慮熱量散失)
(3)安裝實(shí)驗(yàn)器材的順序
自下而上
(4)可選擇不同的液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的是什么?
這樣可以減小實(shí)驗(yàn)中偶然因素造成的誤差,使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性。
(5)控制變量法的應(yīng)用
①取質(zhì)量相同的水和食用油分別放入兩個(gè)燒杯中(注意不是體積相同)
②實(shí)驗(yàn)中選用相同的酒精燈(酒精量可以不一樣,但火焰大小必須一樣)給水和煤油加熱相同時(shí)間,使兩種物質(zhì)吸收的熱量相同
③讓水和煤油升高相同的溫度,比較加熱的時(shí)間。
(6)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用
酒精燈燃燒每秒放出的熱量是一定的,加熱相同時(shí)間,放出的熱量相同。不考慮熱量損失,放出的熱量全部被水和煤油吸收,故物質(zhì)吸收熱量的多少就轉(zhuǎn)換成加熱時(shí)間的長(zhǎng)短。
(7)判斷物質(zhì)吸熱能力強(qiáng)弱的兩種方法
①加熱相同的時(shí)間,通過(guò)比較溫度變化的快慢來(lái)判斷物體的吸熱能力的強(qiáng)弱,溫度變化快的吸熱能力弱。
②升高相同的溫度,通過(guò)比較加熱時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)判斷吸熱能力的強(qiáng)弱,加熱時(shí)間長(zhǎng)的物體吸熱能力強(qiáng)
■知識(shí)點(diǎn)二、比熱容
1. 比熱容
(1)定義:一定質(zhì)量的某種物質(zhì)在溫度升高時(shí),吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高的溫度乘積之比叫做這種物質(zhì)的比熱容,用符號(hào)c表示。
(2)公式及單位:;單位:焦耳每千克攝氏度,符號(hào)是:J/(kg·℃)
比熱容的理解
(1)比熱容是物質(zhì)本身的特征,它是反映物質(zhì)吸、放熱本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量;
(2)影響因素:只與物質(zhì)的種類(lèi)和物質(zhì)存在的狀態(tài)有關(guān),與物體的質(zhì)量、溫度變化情況、吸收或放出的熱量等因素沒(méi)有關(guān)系;
(3)同種物質(zhì)不同狀態(tài)下比熱容不同;
(4)不同物質(zhì)的比熱容一般不同。
比熱容的大小判斷
在同樣環(huán)境中,質(zhì)量相同的不同物質(zhì),當(dāng)吸收或放出同樣熱量時(shí),比熱容較大的物質(zhì)溫度變化較小,比熱容較小的物質(zhì)溫度變化較大。
2. 一些常見(jiàn)物質(zhì)的比熱容
3. 水的比熱容
(1)大?。核谋葻崛菔?.2×103J/(kg·℃)
(2)物理意義是:1千克的水溫度升高1℃吸收的熱量是4.2×103J。
(3)有關(guān)水比熱容的利用
①冷卻和取暖。冬天,北方地區(qū)用熱水取暖;汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用水作為冷卻液。
②調(diào)節(jié)氣溫。沙漠地區(qū)的晝夜溫差大,沿海地區(qū)晝夜溫差小。
■知識(shí)點(diǎn)三、熱量的計(jì)算
1. 物質(zhì)吸熱時(shí)熱量的計(jì)算
吸熱:Q吸=cm△t=cm(t-t0);
2. 物質(zhì)放熱時(shí)熱量的計(jì)算
放熱:Q放=cm△t= cm(t0-t)。
其中:Q吸—吸收的熱量,單位:焦(J),Q放—放出的熱量。
c—比熱容,單位:焦每千克攝氏度(J/(kg·℃))
m—質(zhì)量,單位:千克(kg)
△t—變化的溫度(升高或降低的溫度),單位:攝氏度(℃);t0—初始溫度、t—末溫。
教材習(xí)題01
1.關(guān)于比熱容,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān)
B.物體的質(zhì)量越大,它的比熱容越大
C.比熱容是物質(zhì)自身的性質(zhì),與質(zhì)量、吸收或放出的熱量均無(wú)關(guān)
解題方法
①思考:什么是比熱容,影響比熱容的因素?
教材習(xí)題02
2.相同質(zhì)量的鋁和銅,吸收了相同的熱量,下列說(shuō)法中正確的是( )
A.鋁上升的溫度較高B.銅上升的溫度較高C.鋁和銅上升的溫度相同
解題方法
①思考:鋁和銅是不同的材料,有著不同的比熱容
②分析計(jì)算:利用進(jìn)行判斷吸收相同的熱量,誰(shuí)升高的溫度更高
教材習(xí)題03
3.在烈日當(dāng)空的河邊玩耍,你會(huì)發(fā)現(xiàn)河邊的沙子燙腳,而河水卻是涼的,用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋這是為什么?
解題方法
①思考:沙子燙腳,河水清涼,是一種比較,這與沙子和水的比熱容有關(guān)。
②現(xiàn)象解釋
考向1:比熱容的概念、單位和物理意義
【典例1】(23-24九年級(jí)上·河北保定·期末)
4.水的比熱容是,若將4kg的水倒掉一半,則剩下的水的比熱容是 ,修建人工湖可以調(diào)節(jié)氣溫的主要原因是水的比熱容較 ,即等質(zhì)量的水和其他物質(zhì)相比較,吸收或放出相等的熱量,水的溫度變化較 (后兩空均選填“大”或“小”)。
【變式1-1】(23-24九年級(jí)上·山東德州·期末)
5.小何找到了一個(gè)容積為3L的水壺,裝滿(mǎn)一壺初溫為的水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下加熱至沸騰,水需要吸收 J的熱量,若把水壺里的水倒掉一半,剩下的水比熱容是 。
【變式1-2】(23-24九年級(jí)上·云南玉溪·期末)
6.水的比熱容為4.2×103J/(kg·℃),將2kg的水倒掉一半,剩下的水的比熱容 (填“增大”“減小”或“不變”);初溫為20℃、質(zhì)量為1kg的水溫度升高10℃需吸收 J的熱量。
考向2:生活中的比熱容問(wèn)題
【典例2】(23-24九年級(jí)上·山西晉城·階段練習(xí))
7.炎熱夏天的中午,小明和弟弟在爸爸的陪伴下去露天游泳池游泳鍛煉身體,小明感覺(jué)到泳池邊緣的水泥臺(tái)燙腳,而泳池里的水卻涼爽。請(qǐng)你用所學(xué)的物理知識(shí)幫助小明解釋其原因。
【變式2-1】(23-24九年級(jí)上·江蘇徐州·階段練習(xí))
8.如圖所示是某校學(xué)生參加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)的場(chǎng)景。初春時(shí)晝夜溫差大,培育水稻秧苗時(shí),為了不使秧苗凍傷,可采取的做法是( )
A.早晨多灌水,傍晚多排水B.早晨多排水,傍晚多灌水
C.早晨和傍晚都要多灌水D.早晨和傍晚都不要灌水
【變式2-2】(23-24九年級(jí)上·陜西·期末)
9.糖炒栗子一直是秋冬的限定美食。為了讓栗子快速、均勻加熱,常常將砂石與栗子混合在一起翻炒,這主要是利用了砂石( )
A.比熱容小B.密度大
C.熱值大D.含有的熱量多
考向3:比較不同物質(zhì)的吸熱能力
【典例3】(23-24九年級(jí)上·湖南懷化·期末)
10.為了“比較不同物質(zhì)吸熱的情況”,小亮和同學(xué)用兩套規(guī)格相同的電加熱器、燒杯、溫度計(jì)按如圖所示給燒杯中的水和食用油加熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并記錄數(shù)據(jù)如下表所示(忽略熱量損失)。
(1)實(shí)驗(yàn)中,要在兩個(gè)相同的燒杯中分別加入相同 的水和食用油(選填“質(zhì)量”或“體積”);
(2)實(shí)驗(yàn)中加熱3min時(shí),水吸收的熱量 (選填“>”“=”或“<”)食用油吸收的熱量;
(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析, (選填“水”或“食用油”)的吸熱能力更強(qiáng)。
【變式3-1】(23-24九年級(jí)上·安徽淮北·期末)
11.小西暑假去了海邊,發(fā)現(xiàn)中午的時(shí)候沙子燙腳,而海水是溫的,于是回到家中利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“沙子和水的溫度變化與吸熱的關(guān)系”。操作如下:
(1)在兩燒杯中分別裝入初溫相同且質(zhì)量相等的沙子和水;
(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(shí)間記錄一次溫度,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成溫度與時(shí)間的關(guān)系圖象,如圖乙所示;
(3)實(shí)驗(yàn)中,是通過(guò)比較 來(lái)間接反映沙子和水吸收的熱量;
(4)分析圖乙可知, 的比熱容較大。
考向4:生活中水做冷凝機(jī)和加熱劑的原理
【典例4】(23-24九年級(jí)上·陜西西安·期末)
12.近年來(lái),各地政府實(shí)施“退田還湖”的政策,推進(jìn)水系治理,修復(fù)湖泊生態(tài),已初步形成“七彩之光”的美麗景象。當(dāng)炎炎烈日下,行走在湖水邊時(shí),會(huì)感覺(jué)涼快,這是因?yàn)樗模? )
A.內(nèi)能大B.熱值大C.溫度低D.比熱容大
【變式4-1】(23-24九年級(jí)上·河北保定·期末)
13.在市政建設(shè)施工中,我們經(jīng)??匆?jiàn)工人用切割機(jī)切割水泥路面,工人師傅在施工時(shí)要不斷向鋸片上澆水,否則會(huì)很快損壞鋸片(如圖所示),這是由于鋸片在切割路面時(shí)不斷做功,使鋸片的內(nèi)能增加,溫度升高。向鋸片澆水,這是因?yàn)樗? 大,是通過(guò) 的方式使其內(nèi)能減少,溫度降低。
【變式4-2】(23-24九年級(jí)上·安徽阜陽(yáng)·期末)
14.如圖所示,生活中常用水作為冬天供暖的暖氣片中的循環(huán)物質(zhì),這是因?yàn)樗? ,相同條件下放出的熱量多的緣故。
考向5:用水的比熱容解釋內(nèi)陸和沿海溫差大的原因
【典例5】(23-24九年級(jí)上·山東濟(jì)寧·期末)
15.我國(guó)幅員遼闊,跨緯度較廣,距海遠(yuǎn)近差距較大,加之地勢(shì)高低不同,地形類(lèi)型及山脈走向多樣,因而形成了多種多樣的氣候,青島和濟(jì)寧是處于同緯度的兩個(gè)城市,如表是2023年12月4日兩個(gè)城市的氣溫情況。

(1)由緯度相同可知,在晴朗的氣候條件下,兩個(gè)城市的光照條件是相同的;依據(jù)表中的氣溫情況,可以判斷城市A是 (選填“青島”或“濟(jì)寧”);
(2)沿海地區(qū)炎熱晴朗的天氣易形成海陸風(fēng)。海陸風(fēng)是由于地面和大海升降溫快慢不同,從而使空氣對(duì)流形成的,其中把海面吹向陸地的風(fēng)稱(chēng)為海風(fēng),把陸地吹向海面的風(fēng)稱(chēng)為陸風(fēng)。圖甲和圖乙所示的海陸風(fēng)形成示意圖中,圖 反映的是白天海風(fēng)的形成。
【變式5-1】(23-24九年級(jí)上·山東濟(jì)南·期末)
16.如圖所示,為濟(jì)南和青島兩市同一天的天氣預(yù)報(bào)。由圖可知:濟(jì)南和青島這一天都是晴朗天氣,但濟(jì)南的溫差明顯大于青島。從物理學(xué)的角度看,這主要是因?yàn)椋? )
A.海水的密度比砂石的密度小一些
B.海水的內(nèi)能比砂石的內(nèi)能大一些
C.海水的比熱容比砂石的比熱容大
D.海水的溫度比砂石的溫度高一些
【變式5-2】(23-24九年級(jí)上·江蘇連云港·期末)
17.連云港位于沿海地區(qū)晝夜溫差較小,而內(nèi)陸地區(qū)(尤其是沙漠)的晝夜溫差較大,這主要是因?yàn)椋? )
A.水的內(nèi)能少,沙石的內(nèi)能大B.水的熱值小,沙石的熱值大
C.水的導(dǎo)熱性好,沙石的導(dǎo)熱性差D.水的比熱容大,沙石的比熱容小
考向6:計(jì)算物體溫度變化時(shí)的吸放熱
【典例6】(23-24九年級(jí)上·重慶南川·期末)
18.將一質(zhì)量為1.5kg的勻質(zhì)金屬塊加熱到420℃,然后放在室溫20℃的空氣中自然冷卻,該金屬塊在冷卻過(guò)程中放出的熱量為 J;若把這些熱量全部用來(lái)給初溫為21℃、質(zhì)量為1kg的水加熱,在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,水溫將升高 。
【變式6-1】(22-23九年級(jí)上·福建漳州·階段練習(xí))
19.物理興趣小組的同學(xué)在研究“沙子和水誰(shuí)的吸熱本領(lǐng)大”時(shí),選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱。他們繪制出沙子和水的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象如圖所示。已知水的比熱容是4.2×103J/(kg·℃),求:
(1)加熱滿(mǎn)2min時(shí),水吸收的熱量。
(2)沙子的比熱容。
【變式6-2】(23-24九年級(jí)上·四川眉山·期中)
20.用相同電熱棒給水和某種液體加熱,這兩種液體的溫度隨加熱時(shí)間的圖線(xiàn)如圖所示,若這兩種液體的質(zhì)量相同,則某液體的c= ;若這兩種液體的比熱容關(guān)系為c水=2c液,則m水∶m液= 。[]

考向7:冷熱混合時(shí)的溫度變化和熱交換
【典例7】(21-22九年級(jí)上·江蘇常州·期中)
21.A、B兩物體質(zhì)量相等、溫度均為20℃,甲、乙兩杯水質(zhì)量相等,溫度均為60℃,現(xiàn)將放A入甲杯、B放入乙杯,熱平衡后甲杯水溫降低了5℃,乙杯水溫降低了10℃,不考慮熱量的損失,則A、B兩物體的比熱容之比為( )
A.1︰2B.3︰7C.2︰3D.4︰7
【變式7-1】(23-24九年級(jí)上·安徽阜陽(yáng)·期末)
22.有甲、乙兩個(gè)質(zhì)量和初溫都相同的金屬球,先將甲球放入一杯熱水中,熱平衡時(shí)水的溫度降低了Δt,然后將甲球取出,再將乙球放入該燒杯水中,水的溫度又降低了Δt,上述過(guò)程中,甲球吸收的熱量為Q甲,乙球吸收熱量為Q乙,甲球比熱容為c甲,乙球比熱容為c乙,不考慮熱量損失,不計(jì)球帶走水的質(zhì)量,則下列判斷正確的是( )
A.Q甲>Q乙B.Q甲c乙D.c甲

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