中考物理基础篇第16讲比热容（附强化训练题）.docx

第16讲 比热容16.1 学习提要16.1.1 燃料的热值1. 热值的概念燃料燃烧时能放出热量，相同质量的不同燃料完全燃烧时放出的热量不一样。1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，用字母q表示。2. 热值的定义热值的定义式为 q=Q/m3. 热值的单位在国际单位制中，热值的单位是焦/千克（J/Kg），读作“焦每千克”。16.1.2 比热容1. 比热容的概念比热容简称比热，用字母c表示，是物质的特性之一，每种物质都有自己的比热容。比热容是指单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1吸收（或者放出）的热量。2. 比热容的定义式比热容的定义式为 c = Q/mt3.比热容的单位比热容的单位是一个组合单位，在国际单位制中，比热容的单位是焦/（千克.），读作“焦每千克摄氏度”。4. 比热容的测定比热容是物质的特性之一，在许多热学问题上都要用到，所以测定物质的比热容很重要。在热传递过程中，如果没有热量的损失，那么低温物体吸收的热量应该等于高温物体放出的热量。（1） 实验原理：热平衡方程式Q 吸= Q放 （2） 实验方法：实验室一般采用混合法来测定物质的比热容。（3） 实验器材：量热器、天平、温度计、待测金属块、适量的常温下的水和沸水。（4） 实验步骤：用天平分别测量小桶、搅动器、适量的常温下的水、待测金属块的质量；将金属块放入沸水（100）中加热一段时间；在量热器小筒内装入适量的常温下的水，并用温度计测出水的温度t1；将金属块从沸水中取出，投入量热器的小筒内，合上盖子，用搅拌器上下搅动，直到量热器中温度达到稳定为止。用温度计测出混合温度t2.（5） 实验结果：设量热器和搅拌器是由比热容为c的同种物质做成，总质量为m；适量的常温下的水质量为m水，比热容为c水；待测金属块的质量为m金，比热容为c金。由于量热器、搅拌器、常温下的水的初温均为t1，待测金属块的初温为t2=100，混合后温度为t2。由热平衡方程式Q吸 = Q放 。可得cm(t1-t2)+c水m水（t2-t1）= c金m金（t0-t2）c金=(cm+c水m水)（t2-t1）/m金(t0-t2)16.2 难点释疑16.2.1 温度和热量温度表示物体的冷热程度。不论物体处于哪一种状态，总有某一个确定的温度。物体在热传递过程中温度会发生变化，物体从外界吸收热量，其温度一般会上升；物体向外界放出热量，其温度一般会下降。当吸收热量和放出热量的过程结束后，物体的温度仍然有一个确定的值。热量是物体在热传递过程中，吸收或放出热的多少。一个物体有某一个确定的温度值，并不能说一个物体就具有多少热量。所以不能说温度高的物体热量大，也不能说同一温度质量大的物体热量大。热量的多少只有在热传递过程中才具有意义。说的明确一点，热量只有在物体的温度发生变化或内能发生变化时才具有意义。物体的温度是某一个确定的值，对应于物体处于某一种状态。物体吸收（或者放出）的热量是某一个确定的值，对应于物体一定的温度变化（或物态变化）。在热传度过程中，物体吸收热量，温度会升高；放出热量，温度会降低，它反映了物体的两个不同的状态之间的一个变化过程。16.2.2 量热器的使用量热器是热学实验的重要仪器。在测定物质的比热容等实验中，它能使物体与水之间进行热交换，又能减少热量损失。其结构如图16-1所示，其中A、B为大小两铜质圆筒，C为木架，D为木（或电木）盖，盖上有两个孔，中间较大的一个孔（附软木塞）插温度计用，边上较小的一个孔插铜质搅拌器。在用量热器测定物质（如铅块）的比热容时，应注意：装入小筒内的水要适量，以能浸没金属块为宜；金属块从沸水中取出到投入小筒内，动作要快，投入后要立即合上盖子，尽可能减小热损失，且投入的金属块不得带有沸水；用搅拌器上下搅动，使液体的上下温度迅速均匀；初温和混合温度的读取方法，已在“温度计的使用”中有过说明；小筒和搅动器、水、金属块的质量用天平测量。粗略的测量比热容时，可忽略小筒和搅动器的吸热和放热，稍精确的测量则不能忽略。16.3 例题解析16.3.1 比热容概念的形成例1 为研究物质的某种特性，某同学选取水、煤油两种物质做实验，表16-1记录了实验测得的数据及设法求得的有关数据。请根据表16-1中所提供的数据进行分析：（1） 可初步归纳出的结论是_；（2） 为进一步研究物质的特性，该同学还应设计和增加表16-1中第7列（空栏）项目的名称是_，请在该空栏下的空格中填入适当的数据，并由此可归纳出的结论是_，在物理学中如果要用一个物理量来反应第7列中概括出物质的特性，那么这个物理量的定义为_。【解析】（1）对表16-1中的数据进行仔细分析可知，在这个实验中，所运用的研究方法是控制变量法。分析比较第1行与第2行（或第4行与第5行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为物质的种类和质量，研究吸收的热量跟升高的温度之间的关系。水或煤油的质量相等，当升高的温度增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍，由此可以得出结论1：质量相等的同种物质，吸收的热量跟它升高的温度成正比。分析比较第2行与第3行（或第5行与第6行）的数据可以发现，实验控制的变量分别是物质的种类和升高的温度，研究吸收的热量跟质量之间的关系。水或煤油升高的温度相同，当质量增大到2倍，它吸收的热量也增大到2倍。由此可以得出结论2：升到温度相同的同种物质，吸收的热量跟它的质量成正比。分析比较第1行与第4行（或第2行与第5行、第3行与第6行）的数据可以发现，实验所控制的变量分别为质量和升高的温度，研究吸收热量跟物质种类之间的关系。质量相同的水或煤油，升高的温度也相同，然而吸收的热量不同。由此可以得出结论3：质量相等，升高温度相同的不同物质，吸收的热量多少跟物质的种类有关。（2）再对表16-1中的数据进行分析，发现第1行与第6行的数据中，质量、升高的温度、物质的种类都不相同，那么，如何来比较这两次水和煤油的吸热本领呢？显然，可以与密度、压强等概念形成过程所采用的方法想类比，选择一个比较的标准，这个标准为：单位质量、温度升高1吸热的多少。因此，表16-1中第7列（空栏）项目的名称是：单位质量、温度升高1吸收的热量。通过计算可知，第7列的数据分别是4.2*103J/（Kg . ）、4.2*103J/（Kg . ）、4.2*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）、2.1*103J/（Kg . ）。分析这一列数据，可得出结论：对于确定的物质来说（如水或煤油），物质吸收的热量跟它的质量、升高的温度之比是一个确定的值。它跟吸收热量、质量、升高的温度均无关，而对于不同物质，这个比值却是不同的。在物理学中如果要用一个物理量来反应物质的这种特性（吸热是本领），这个物理量的定义应为：单位质量的某种物质，温度升高1吸收的热量。16.3.2 用热量计算公式解题例2 有甲乙两个温度和质量都相同的金属球，先把甲放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了11，把甲球取出，再把乙球放入杯中，热平衡后，水温又降低了11，则两球比热容的大小关系是（ ）A c甲c乙B c甲=c乙C c甲t乙，根据c甲m甲t甲=c乙m乙t乙，有c甲c铁c铜）6. 上海市重大公共绿地建设工程之一的太平桥绿地已于2001年6月8日竣工。绿地中的人工湖具有“吸热”功能，炎夏时它能大大降低周边地区的热岛效应。若人工湖湖水的质量为1.0107kg，水温升高2，则湖水吸收的热量为_J。（已知c水=4.2103J/（kg）7. 表16-2为某同学根据中央电视台天气预报栏目记录的上海和兰州两地某年5月3日到5月5日三天内每日气温的最高值和最低值。从表16-2中可以看出_现象，造成这种现象的主要原因是_。8. 关于热量和温度，下列说法正确的是（ ）A. 物体温度越高，所含热量越多B. 物体温度降低，吸收的热量越少C. 物体的质量越大，放出的热量越多D. 以上说法都不对9. 质量、温度都相同的两块不同金属，吸收相同的热量后（ ）A. 两金属块温度相等B. 比热容较大的金属块温度高C. 比热容较小的金属块温度高D. 无法比较两金属块温度的高低10. 汽车发动机用水作冷却剂是因为（ ）A. 水的密度大B. 水没有腐蚀作用C. 取水方便D. 水的比热容大11. 下列说法中，能反映物体放出热量多少跟物质种类有关的是（ ）A. 相同质量的同种物质，降低不同温度，放出的热量不同B. 相同质量的不同物质，降低相同温度，放出的热量一般不同C. 不同质量的同种物质，降低相同温度，放出的热量不同D. 以上说法都可以12. 由吸热公式得到c=Q/mt，那么物质的比热容跟（ ）A. 物体吸收的热量Q成正比B. 物体的质量成反比C. 物体温度变化t成反比D. 物体吸收热量Q、质量m以及温度变化t均无关13. 甲、乙两杯质量相同、温度分别是60和50的水，若降低相同的温度，比较它们放出的热量，则（ ）A. 甲多B. 乙多C. 一样多D. 无法比较14. 在下列各物理量中，表示物质特性的是（ ）A. 热量B. 比热容C. 温度D. 质量15. 质量和初温度都相同的一块铝和一杯水，它们吸收相等热量之后，把铝块投入水中，那么（ ）A. 热量由水传给铝块B. 热量由铝块传给水C. 水和铝块之间没有热传递D. 条件不足，无法判断16. 将一壶水从室温烧开，需吸收热量约为（ ）A. 8102JB. 8103JC. 8104JD. 8105J17. 两个质量不同的金属快，放出相同热量，降低了相同温度，那么（ ）A. 质量大的金属块的比热容大B. 质量大的金属块的比热容小C. 两金属的比热容相同D. 两金属的比热容大小无法确定18. 物理学中引入比热容，是为了比较（ ） A. 不同质量的相同物质，升高相同的温度，吸收热量不同 B. 不同质量的相同物质，吸收相同热量，升高温度不同 C. 相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收热量不同 D以上说法都不对19. 铁的比热容大于铜的比热容，质量相等的铁块和铜块吸收了相等的热量，那么（ ） A. 铁块的温度升高得多 B. 铜块的温度升高得多 C. 铁块和铜块升高相同的温度 D. 由于初温度未知，所以不能判断20. 甲、乙两块质量相同的不同金属，在沸水里加热一段时间。先取出甲投入一杯冷水里，当达到热平衡后，水温又升高20。再取出甲，立即将乙从沸水中取出投入这杯水中，再次达到热平衡，水温又升高20。若不计热的损失，则可判断（ ） A. 甲的比热容比乙大 B. 甲的比热容比乙小 C. 甲的比热容跟乙相等 D. 无法确定比热容的大小21. 冷水的温度为t1，热水的温度为t2，现要把冷水和热水混合为t3的温水，若不计热量损失，冷水和热水的质量比应为（ ） A. （t2t1）/t1 B. （t3t2）/（ t3t1） C. （t2t3）/（t3t1） D. t3/（t2t1）22. 把加热到100的某铁块投入m1克20的水中，混合温度为40；把加热到100的该铁块投入m2克20的水中，混合温度为60；如果把同样加热到100的该铁块投入（m1+m2）克20的水中，混合温度为（ ） A. 50 B. 48 C. 36 D. 3223. 在质量是0.5kg的铝壶里装了2kg的水，把这壶水从20加热到100，求：（1）水吸收的热量c水=4.2103J/（kg）；（2）铝壶吸收的热量c铝=0.9103J/（kg）。B 卷1. 质量为m的物体，温度从t0降低到t，放出的热量为Q，则该物体的比热容为_；当物体放出热量为3Q时，该物体的比热容为_ 。2. 质量相等的甲、乙两种物质吸收热量之比为3:4，升高温度之比4:3，那么它们的比热容之比c甲：c乙=_。3. 铜的比热容是铅的比热容的3倍，质量相等的铜块和铅块，如果吸收相等的热量，铜块升高了15，则铅块升高了_ 。4. 质量为m1的热水和质量为m2的冷水混合，已知热水的初温是3t，冷水初温为t，混合后水温为2t，则热水和冷水的质量之比是_。5. 现将质量相等、初温相同的铜球、铁球、铝球投入质量相等、温度为80的三杯热水中，过一段时间后（假设无热损失），温度最低的是投入_球的那杯水。（已知c铝c铁c铜）。6. 同种材料组成的两个物体在下列情况下，放出的热量相等的是（ ）A. 初温和末温都相等B. 初温不等，降低的温度相等C. 质量相等，降低的温度相等D. 质量相等，初温不等，末温相等7. 质量相等、初温相同的铁块和铜块，（1）吸收相等的热量后再相互接触，那么（ ）（2）若它们放出相等的热量后的再相互接触，那么（ ）A. 热从铜块传到铁块B. 温度从铜块传到铁块C. 热从铁块传到铜块D. 不发生热传递8. 一大杯热水的温度为t1，一小杯冷水的温度为t2，混合后的温度为t，则（ ）A. t=（t1+t2）/2B. t（t1+t2）/29. 在标准大气压下，1kg20的水吸收4.2105J的热量后，可能的温度是（ ）A. 80B. 100C. 120D. 13010. 甲、乙两个物体，初温相同，甲的比热容大，乙的质量小，把它们同时放入同一个冰箱内冷却，经过一段时间（ ）A. 甲放出的热量多B. 乙放出的热量多C. 甲、乙两物体放出的热量一样多D. 以上情况都有可能11. 甲、乙两球，吸收相同热量后，甲球可把热量传给乙球，不可能发生的情况是（ ）A. 甲球质量较大，初温较低B. 甲球质量较大，初温较高C. 甲球质量较小，初温较高D. 甲球质量较小，初温较低12. 等质量的两种物质，吸收或放出相同的热量，则比热容较大的物质，（ ）A. 末温一定高B. 末温一定低C. 温度变化可能较大D. 温度变化一定较小13. 5的冷水和热水混合后，得到30的温水，若不计热损失，可以判断（ ）A. 混合前热水的热量不一定比冷水的热量多B. 混合前热水的热量一定比冷水的热量多C. 热水的质量不一定比冷水的质量多D. 热水的质量一定比冷水的质量少14. 铁的比热容约为酒精比热容的1/5，取铁块质量为酒精质量的5倍，并使它们吸收相同的热量后，再把铁块放入酒精中，此后（ ）A. 热从铁块传向酒精B. 热从酒精传向铁块C. 铁和酒精之间不发生热传递D. 以上说法都有可能15. 甲、乙两物体的质量、温度都相同，比热容c甲c乙，当两物体放出相等的热量后放在一起，（ ）A. 热量从甲传到乙B. 热量从乙传到甲C. 不发生热传递D. 上述情况都有可能16. 质量相同的一块铝和一杯水，它们吸收了相等的热量后，把铝块投入水中，那么（ ）A. 热量由水传给铝块B. 热量由铝块传给水C. 水和铝之间不发生热传递D. 条件不足，无法判断17. 初温相同的a、b两球，它们的质量和比热容分别为ma、ca、mb、cb，吸收相等热量后，a球可把热量传给b球，则下列情况中不可能的是（ ）A. mamb，cacbB. macbC. mamb，camb，cacb18. 甲、乙两物体质量相同，温度相同，把甲放入一杯热水中，平衡后，水温降低了t；把甲拿出，设水量没有损失，也没有热量损失，再把乙投入水中，平衡后，水温降低了t，则（ ）A. 甲的比热容大B. 乙的比热容大C. 甲、乙比热容一样大D. 无法判断19. 把质量为m、温度为t的铜块放入一杯质量为1kg、温度为0的水中，水的温度升高到t/5，若把质量为2m、温度为t的铜块投入质量为1kg、温度为0的水中（不考虑散热和容器吸收的热）达到热平衡时，可使水的温度（ ）A. 升高t/3B. 升高2t/3C. 升高2t/5D. 升高t/520. 现有甲、乙、丙三种初温相同的液体，其中甲、乙为质量相等的不同液体，乙、丙为质量不等的同种液体。若对这三种物体分别加热，则根据它们吸收的热量和升高的温度，在温度-热量图像上分别画出对应的甲、乙、丙三点，如图16-2所示，则甲的比热容和质量跟丙的比热容和质量相比，应是（ ） A. 丙的比热容比甲的比热容大B. 丙的比热容比甲的比热容小C. 丙的质量比甲的质量大D. 丙的质量比甲的质量小21. 质量为m1的铜质量热器盛着质量为m2的水，它们的共同温度为t0，现将一块质量为m3、温度为t（tt0）的铁块放入量热器水中，设铜、水、铁的比热容分别为c1、c2、c3，求最后温度t1。 22. 温度不同的两个物体相互接触后将发生热传递现象，当两物体达到热平衡状态时，它们的温度相同。若不计热量的损失，高温物体放出的热量等于低温物体所吸收的热量。现有三种不同的液体A、B、C，它们的初温分别为15、25、35。当A和B液体混合并达到平衡状态，其平衡温度为21；当B和C液体混合并达到平衡状态时，其平衡温度为32。求A和C液体混合到到平衡时的平衡温度。23. 质量相等的A和B两固体，它们的初温均为20。把A和B同时放入盛有沸水的大锅炉内后，它们分别以每克每秒12.6焦和每克每秒42焦的吸热速度吸收热量。已知A和B的比热容分别为2.1103J/（kg）和3.36103J/（kg），且在吸热过程中，A和B两个物体均未发生物态变化，10s后，求：（1