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人教版（2024）九年级全册 第十三章 内能第1节 热量比热容 题型专练
【题型1】热量的概念
【典例】下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收的热量越多，它的比热容就越大
B．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水比沙石的比热容大
C．物体的质量越大，比热容越大
D．晶体在熔化过程中吸收热量，温度、比热容均不变
【举一反三1】下列有关热学知识说法正确的是（　　）
A．刚烧开的水很热是含有很多热量
B．“钻木取火”说明热传递可以改变物体内能
C．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量无关
D．物体温度升高肯定是从外界吸收热量
【举一反三2】我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质，是因为水的 大；用暖气取暖利用了 方式改变了人体内能；水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），其物理意义是 。
【举一反三3】在秋季无风或微风的清晨，湖面上方经常有一层厚厚的“水雾”。请你解释秋季水面容易产生水雾的原因。
【题型2】比热容的概念
【典例】物理量可以用来描述物体的基本属性。下列能准确表示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的乘积之比的物理量是(　　)
A．内能
B．比热容
C．热值
D．热机的效率
【举一反三1】由热量计算公式得到，那么物质的比热容(　　)
A．跟物体吸收的热量成正比
B．跟物体质量成反比
C．跟物体的温度变化成反比
D．跟以上三项都无关
【举一反三2】甲亢哥四月初在北京八达岭长城观察到砖石结构的城墙在正午（16℃）升温较慢，而在深圳海边的沙滩游玩时发现沙子在正午（28℃）日照下迅速变烫。结合两地材料特性与气候差异，下列说法正确的是（　　）
A．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容小，吸热能力弱
B．沙滩升温快是因为沙子传递热量更快
C．北京长城的晨雾在正午散去，此时发生了升华现象
D．深圳的正午沙滩温度高，海水由于比热容大温度会略低一些
【举一反三3】家用体温计中的工作物质是水银，它是利用水银的　　性质来测量温度的，查比热容表可知，水银的比热容为0.14×103J/(kg ℃)，其物理意义是 　 。
【题型3】比热容与社会生活
【典例】夏天的傍晚，同学们在沙滩玩耍，发现沙滩的温度低于海水的温度，这是因为水的(　　)
A．质量大
B．温度高
C．比热容大
D．密度大
【举一反三1】糖炒栗子一直是秋冬的限定美食。为了让栗子快速、均匀加热，常常将砂石与栗子混合在一起翻炒，这主要是利用了砂石（　　）
A．比热容小 B．密度大 C．热值大 D．含有的热量多
【举一反三2】下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（　　）
A．不同种类的物质，比热容一定不同
B．比热容与物质物质的状态无关
C．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
【举一反三3】在市政建设施工中，我们经常看见工人用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片（如图所示），这是由于锯片在切割路面时不断做功，使锯片的内能增加，温度升高。向锯片浇水，这是因为水的 大，是通过 的方式使其内能减少，温度降低。
【举一反三4】我国新一代载人登月任务中使用的载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，计划2030年前实现中国人首次登陆月球。当月面着陆器在月面上空减速竖直下降时，发动机必须向下喷气，说明力可以改变物体的 ，此时以着陆器为参照物，月面向 （选填“上”或“下”）运动；月面昼夜温差高达310℃，月面的砂石的比热容 （选填“大”或“小”）是其中的一个原因。
【举一反三5】简述砂石和海水受太阳照射时间相同的条件下，为什么感觉砂石烫，而海水不那么烫。
【举一反三6】冬天，人们常在室外的水管上寨一层保温材料，以防止水管中的水冻结，小智想通过实验探究保温材料的保温效果与哪些因素有关，他猜想：保温材料的保温效果与材料的种类和厚度有关，于是进行了如下实验：
A．用厚度相同的泡沫塑料和棉被分别裹住两个完全相同的盒子（盒盖上有插温度计的小孔），两个盒内各放着一个盛着质量和温度都相同的热水的烧杯，每隔10min记录一次杯中的温度，绘制图象如图所示；
B．用厚度不同的泡沫塑料分别裹住两个完全相同的盒子，重复上述实验，将数据记录到表格中；
C．分析数据得出结论；
（1）此实验中，保温材料的保温效果是通过观察 来显示的；
（2）分析如图可以得出的结论是： ；
（3）请你为实验步骤B设计一个记录数据的表格。
【题型4】探究不同物质的吸热本领
【典例】科技小组为了比较水和煤油比热容的大小，设计了如图所示的实验。他们用完全相同的两个烧杯分别装上水和煤油，用两个相同的酒精灯加热。实验过程中，水和煤油的温度随时间变化的图像如图所示，不计热量损失，下列判断正确的是(　　)
A．实验中应控制水和煤油的体积相同
B．由图像可知煤油的比热容大于水的比热容
C．加热相同时间，是为了使水和煤油吸收的热量相同
D．升高相同的温度，煤油所需的加热时间更长
【举一反三1】在探究不同物质吸热升温的现象时，将　 　 相等的沙子和水分别装入易拉罐中。用相同的热源和方法加热，目的是使相同时间内沙子和水吸收的热量　 　 。如图所示为沙子和水的温度随时间变化的图像，其中a是　 　 的图像。
【举一反三2】项目学习小组的同学们想探究不同金属的导热性能，于是小组同学找到三根长度、粗细均相同的铜丝、铁丝和铝丝，分别将金属丝先后固定在铁架台上，用石蜡将火柴A、B、C固定在金属丝上，并在金属丝的一端用酒精灯加热，记录了石蜡熔化后火柴A、B、C掉落的时间，实验数据如下表：
（1）实验中通过比较 来判断不同金属丝导热性能的强弱；
（2）根据表格信息可知 （选填“铜”“铁”或“铝”）的导热性能最强；
（3）为使结论更准确，请你为本实验提出一条改进建议： 。
【题型5】有关温度-时间图像的问题
【典例】材料物理学领域研制出新材料时，往往需要研究材料的热学性质。质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时，温度随时间变化的图象如图所示，若不计热损失，已知固体甲的比热容为下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两者有不同的熔点，甲的熔点更高
B．固体乙的比热容为
C．液体乙物质更适合用来冷却发热的机器
D．甲、乙两种物质在各自的熔化过程中，乙比甲吸收的热量多
【举一反三1】用两个完全相同的加热器分别加热质量和初温相同的甲、乙两种不同液体，加热过程中，甲、乙两种不同液体的温度随时间变化的图线如图所示。由图可知，甲液体的比热容_______乙液体的比热容；加热相同的时间，甲液体吸收的热量________乙液体吸收的热量。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【举一反三2】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、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。
（1）实验中，可以通过比较 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；
（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 ℃；
（3）通过实验得出液体A、B的实验数据描点得到图象如图丙所示，比热容较大的物质是液体 （选填“A”或“B”），冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体 （选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；
（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 法。
【举一反三3】同学们为了比较不同物质吸热的情况，利用如图甲所示的实验装置进行实验。
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油；
（2）对满足上述条件的水和煤油用相同酒精灯加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量.根据实验数据，某同学作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示，可知水的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油的比热容；
（3）由图象可知，煤油的比热容是 ；［］
（4）进一步分析图象还可以发现，煤油的沸点 （选填“大于”“小于”或“等于”）水的沸点。
【题型6】有关热量的简单计算
【典例】“寻梦”小组的同学合作进行实验探究，用如图甲所示的装置分别加热100g的A、B两种液体(其中一种是水)，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，如图乙所示，B液体从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。相同时间内A液体吸收的热量与B液体吸收的热量相等。[，，两种液体中水的比热容更大]下列说法正确的是(　　)
A．A液体在8min后温度不变，内能不变
B．B液体的吸热能力大于A液体的吸热能力
C．0 8minB液体吸收的热量为3.36×104J
D．实验中酒精灯的加热效率为40%
【举一反三1】如图甲所示，小虎同学将质量为20 g的木块(ρ木＜ρ水)轻轻放入装满水的溢水杯中，如图乙所示是当水停止外流时接水杯的按比例缩放图，接水杯为内径均匀的柱形容器。假如将这个接水杯倒满开水，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2，这杯水温度降低到可以饮用时，放出的热量最可能是(　　)
A．2×104 J B．5×106 J C．2×106 J D．8×103 J
【举一反三2】某同学查阅资料了解到质量为1 kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5 kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。下列说法中正确的是(　　)
A．CD段水吸收的热量是4.2×105 J B．AB段冰吸收的热量是2.1×106 J
C．根据上述信息算出冰的比热容为2.1×104 J/(kg·℃) D．根据图中信息，冰的熔化热是3.36×105 J/kg
【举一反三3】将烧红的铁钉放入冷水中降温，是通过 　 　 (选填“做功”或“热传递”)改变其内能。质量为2g的烧红的铁钉，温度为600℃，用水将它降温到100℃，释放的热量为　 　 J。[已知铁的比热容为0.46×103J/(kg ℃)]
【举一反三4】沙漠地区昼夜温差大，主要原因是沙石的比热容较小。初温为20 ℃、质量为50 kg的沙石吸收3.6×106 J的热量后，温度升高到______ ℃。[沙石的比热容为0.9×103 J/(kg·℃)]
【举一反三5】打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求：
（1）此过程中铁件释放的热量为多少J？
（2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失）
【题型7】利用热平衡条件计算
【典例】质量和温度都相同的A、B两金属球，将A球放入一杯热水中，达到热平衡时，水温降低了，将A球取出后，又将B球放入这杯水中，达到热平衡时，水温又降低了，则A、B两球的比热容关系是（　　）
A．两球的比热容相等 B．无法判断
C．A球的比热容大 D．B球的比热容大
【举一反三1】(2022·常德期中)现有甲、乙两个实心金属球，初温度、质量均分别为25 ℃和3 kg，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了30 ℃，把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水又降低了30 ℃，不计热量损失，则甲球的比热容c甲和乙球的比热容c乙的大小关系是(　　)
A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙
C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能
【举一反三2】A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。现将A 放入甲杯，B放入乙杯。热平衡后甲杯水温降低了8℃，乙杯水温降低了16℃，不考虑热量的损失，则A、B两物体的比热容之比为（　　）
A．4:9 B．3:4 C．2:3 D．3:8
【举一反三3】小明非常口渴，但家中没有温水，所以他先在杯中倒了100g温度为100℃的热水，若想让水温变为适合饮用的40℃水，则需要让水放出　 J的热量；为了让水迅速冷却，他向杯中继续倒入20℃的冷水，直至最后水温为40℃，则此时小明水杯中水的质量为
　 　 g。[不计该过程中热量的损失，]
【举一反三4】用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如表所示，则该液体的比热容为 J/（kg·℃）
【举一反三5】有质量为10kg，初温为15℃的水，吸热后温度升高到95℃，则至少需要燃烧热值为4.0×107J/m3的天然气多少m3？[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
【举一反三6】如图甲是小明和小红同学“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
（1）实验前小明向烧杯中倒入热水而不用冷水，这样做的好处是 。
（2）如表是小明实验中得到的数据，从表中的数据可以分析出，水沸腾前的特点是 。该实验中烧杯内水上方气压 （选填“高于”或“低于”）一个标准大气压。
（3）小明和小红使用的酒精灯相同，根据实验数据绘制的图象分别如图乙中所示．已知他们所用水的质量之比是，则从开始记录温度至沸腾，小红加热的时间为 。
【题型8】热量计算中的比例关系问题
【典例】有甲、乙两块同种材料制成质量不同的金属块，已知它们吸收相同的热量后，温度的变化量之比为2：3，可知它们的质量之比为(　　)
A．2：3
B．3：2
C．
D．1：1
【举一反三1】甲、乙两物体的比热容之比是2：3，甲、乙两物体的质量之比2：1，它们降低了相同的温度，则放出的热量之比是(　　)
A．9：2
B．3：1
C．4：3
D．1：3
【举一反三2】A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。现将A放入甲杯，B放入乙杯。热平衡后甲杯水温降低了8℃，乙杯水温降低了16℃，不考虑热量的损失，则A、B两物体的比热容之比为(　　)
A．4：9
B．3：4
C．2：3
D．3：8
【举一反三3】甲物体的质量是乙物体质量的4倍，甲的温度从20℃升高到70℃，乙温度由40℃升高到60℃，甲、乙两物体吸收的热量之比为5：1，则甲的比热容与乙的比热容之比是c1：c2＝　 　 。
【举一反三4】质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙的比热容之比为________，若把甲、乙两种液体各倒掉一半，剩下液体比热容之比为________。
人教版（2024）九年级全册 第十三章 内能第1节 热量比热容 题型专练（参考答案）
【题型1】热量的概念
【典例】下列说法中正确的是（　　）
A．物体吸收的热量越多，它的比热容就越大
B．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水比沙石的比热容大
C．物体的质量越大，比热容越大
D．晶体在熔化过程中吸收热量，温度、比热容均不变
【答案】B
【解析】比热容是物质的特性，与物质的种类和状态有关，与物体吸收的热量无关，故AC错误；
由知道，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的物质温度变化量小，由此可知沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容比沙石的比热容大，故B正确；
晶体在熔化过程中物质的状态改变，因此物质的比热容会改变，故D错误。
【举一反三1】下列有关热学知识说法正确的是（　　）
A．刚烧开的水很热是含有很多热量
B．“钻木取火”说明热传递可以改变物体内能
C．比热容是物质自身的性质，与质量、吸收或放出的热量无关
D．物体温度升高肯定是从外界吸收热量
【答案】C
【解析】热量是一个过程量，不能说含有或者具有热量，故A错误；
“钻木取火”是克服摩擦做功，这是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误；
比热容是物质的性质，与物体质量大小、吸收或放出的热量多少无关，只与物质的种类有关，故C正确；
做功和热传递都能改变物体的内能，所以，物体温度升高，可能是从外界吸收了热量，也可能是外界物体对它做了功，故D错误。
【举一反三2】我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质，是因为水的 大；用暖气取暖利用了 方式改变了人体内能；水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），其物理意义是 。
【答案】比热容 热传递 见解析
【解析】根据Q=cmΔt可知，在质量和降低的温度相同时，因为水的比热容较大，水放出的热量多，所以我国北方房屋中的“暖气”用水作为介质。
改变物体内能的方式有做功和热传递，用暖气取暖利用了热传递的方式改变了人体内能。
水的比热容表达的物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为4.2×103J。
【举一反三3】在秋季无风或微风的清晨，湖面上方经常有一层厚厚的“水雾”。请你解释秋季水面容易产生水雾的原因。
【答案】见解析
【解析】秋季夜晚水和空气放热，由于水的比热容比空气大，早晨水的温度高于空气，水蒸发形成水蒸气，而水蒸气遇冷空气放热液化成小水滴，即水雾。
【题型2】比热容的概念
【典例】物理量可以用来描述物体的基本属性。下列能准确表示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的乘积之比的物理量是(　　)
A．内能
B．比热容
C．热值
D．热机的效率
【答案】B
【解析】构成物体的所有分子，其分子热运动的动能与势能的总和，叫作物体的内能，故A不符合题意；
在物理学中，把物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度的乘积之比叫作这种物质的比热容，故B符合题意；
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，故C不符合题意；
用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率，故D不符合题意。
【举一反三1】由热量计算公式得到，那么物质的比热容(　　)
A．跟物体吸收的热量成正比
B．跟物体质量成反比
C．跟物体的温度变化成反比
D．跟以上三项都无关
【答案】D
【举一反三2】甲亢哥四月初在北京八达岭长城观察到砖石结构的城墙在正午（16℃）升温较慢，而在深圳海边的沙滩游玩时发现沙子在正午（28℃）日照下迅速变烫。结合两地材料特性与气候差异，下列说法正确的是（　　）
A．北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容小，吸热能力弱
B．沙滩升温快是因为沙子传递热量更快
C．北京长城的晨雾在正午散去，此时发生了升华现象
D．深圳的正午沙滩温度高，海水由于比热容大温度会略低一些
【答案】D
【解析】北京砖石升温比深圳慢是因为砖石比热容大，质量相同的砖石与沙子吸收相同的热量后，砖石升高的温度少，说明砖石的吸热能力强，故AB错误；
北京长城的晨雾在正午散去，此时液体的水珠吸热变成水蒸气，发生了汽化现象，故C错误；
海水比热容比沙子大，在正午日照下，相同质量的海水和沙子吸收相同热量，根据Q=cmΔT，海水温度升高得少，所以海水温度会比沙滩略低一些，故D正确。
【举一反三3】家用体温计中的工作物质是水银，它是利用水银的　　性质来测量温度的，查比热容表可知，水银的比热容为0.14×103J/(kg ℃)，其物理意义是 　 。
【答案】热胀冷缩 1kg的水银每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为0.14×103J
【解析】家用体温计中的工作物质是水银，它是利用水银的热胀冷缩性质来测量温度的；
水银的比热容为0.14×103J/(kg ℃)，它表达的物理意义是：1kg的水银每升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量为0.14×103J。
【题型3】比热容与社会生活
【典例】夏天的傍晚，同学们在沙滩玩耍，发现沙滩的温度低于海水的温度，这是因为水的(　　)
A．质量大
B．温度高
C．比热容大
D．密度大
【答案】C
【解析】水的比热容大，水和沙相比，在同样受热的情况下，水和沙吸收的热量多，但水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，沙滩比海水的温度高。
【举一反三1】糖炒栗子一直是秋冬的限定美食。为了让栗子快速、均匀加热，常常将砂石与栗子混合在一起翻炒，这主要是利用了砂石（　　）
A．比热容小 B．密度大 C．热值大 D．含有的热量多
【答案】A
【解析】在炒栗子时，由于锅底的温度较高，很容把栗子炒煳，加工时把栗子放在砂石中翻炒，由于砂石的比热容小，砂石很容易被炒热，这样砂石被炒热后可以均匀的把热量传递给花栗子，很快就能将栗子炒熟。
故选A。
【举一反三2】下表是一些物质的比热容[单位J/(kg·℃)]，根据表中数据和生活现象，下列判断中正确的是（　　）
A．不同种类的物质，比热容一定不同
B．比热容与物质物质的状态无关
C．质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块的末温更低
D．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容较大
【答案】D
【解析】煤油和冰是不同的物质，但它们的比热容是相同的，故A错误；
物质的比热容与物质的状态有关，如水和冰的比热容不同，故B错误；
由
知，质量相同、初温相同的铝块和铜块吸收相同的热量，铜的比热容小，铜块的末温更高；
沿海地区水多，内陆地区水少、沙石多，因为水的比热容较大，由
Q=cmΔt
可知，白天，相同质量的水和沙石比较，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，故D正确。
【举一反三3】在市政建设施工中，我们经常看见工人用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片（如图所示），这是由于锯片在切割路面时不断做功，使锯片的内能增加，温度升高。向锯片浇水，这是因为水的 大，是通过 的方式使其内能减少，温度降低。
【答案】比热容 热传递
【解析】用锯片切割水泥路面时，克服摩擦做功，使锯片的内能增加、温度升高；向锯片浇水，是通过热传递的方式使锯片的内能减少、温度降低。
用水来做冷却剂，是利用水的比热容大的特点，即相同质量的水和其他物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多。
【举一反三4】我国新一代载人登月任务中使用的载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”，计划2030年前实现中国人首次登陆月球。当月面着陆器在月面上空减速竖直下降时，发动机必须向下喷气，说明力可以改变物体的 ，此时以着陆器为参照物，月面向 （选填“上”或“下”）运动；月面昼夜温差高达310℃，月面的砂石的比热容 （选填“大”或“小”）是其中的一个原因。
【答案】运动状态 　 上 　 小
【解析】当月面着陆器在月面上空减速竖直下降时，其运动状态发生了改变，发动机向下喷气，给着陆器一个向上的力，从而改变了着陆器的运动状态，说明力可以改变物体的运动状态。
以着陆器为参照物，着陆器在向下运动，那么月面相对于着陆器就是向上运动的。
月面昼夜温差高达310℃，这是因为月面的砂石比热容小，根据，在吸收或放出相同热量Q，质量m相同的情况下，比热容c越小，温度变化量就越大。
【举一反三5】简述砂石和海水受太阳照射时间相同的条件下，为什么感觉砂石烫，而海水不那么烫。
【答案】因为沙子的比热容比海水的比热容小，吸收相同热量，相同质量的沙子比海水温度上升高得快，所以会感觉砂石烫，而海水不那么烫。
【解析】根据公式可知，水的比热容比沙子大，相同质量的水和沙子比较，吸收相同的热量，水的温度升高的低，沙子温度升高的高，所以沙子滚烫，而海水依旧凉爽。
【举一反三6】冬天，人们常在室外的水管上寨一层保温材料，以防止水管中的水冻结，小智想通过实验探究保温材料的保温效果与哪些因素有关，他猜想：保温材料的保温效果与材料的种类和厚度有关，于是进行了如下实验：
A．用厚度相同的泡沫塑料和棉被分别裹住两个完全相同的盒子（盒盖上有插温度计的小孔），两个盒内各放着一个盛着质量和温度都相同的热水的烧杯，每隔10min记录一次杯中的温度，绘制图象如图所示；
B．用厚度不同的泡沫塑料分别裹住两个完全相同的盒子，重复上述实验，将数据记录到表格中；
C．分析数据得出结论；
（1）此实验中，保温材料的保温效果是通过观察 来显示的；
（2）分析如图可以得出的结论是： ；
（3）请你为实验步骤B设计一个记录数据的表格。
【答案】(1)相同时间内温度计示数的变化 (2)泡沫塑料的保温效果好 (3)见解析
【解析】（1）本实验可以通过观察相同时间内温度计示数的变化来比较这两种材料的保温性能。
（2）相同时间内温度下降的越慢说明该材料的保温性能较好，分析表格数据可知相同时间内，泡沫塑料温度下降的较慢，所以泡沫塑料的保温效果好。
（3）用厚度不同的泡沫塑料分别裹住两个完全相同的盒子，重复上述实验；实验中需要测量不同时刻温度计的示数，表格如下：
【题型4】探究不同物质的吸热本领
【典例】科技小组为了比较水和煤油比热容的大小，设计了如图所示的实验。他们用完全相同的两个烧杯分别装上水和煤油，用两个相同的酒精灯加热。实验过程中，水和煤油的温度随时间变化的图像如图所示，不计热量损失，下列判断正确的是(　　)
A．实验中应控制水和煤油的体积相同
B．由图像可知煤油的比热容大于水的比热容
C．加热相同时间，是为了使水和煤油吸收的热量相同
D．升高相同的温度，煤油所需的加热时间更长
【答案】C
【解析】根据比较吸热能力的2种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中应控制水和煤油的质量相同，故A错误；
由图知，加热相同时间，水升温慢，由比较吸热能力的第2种方法，煤油的比热容小于水的比热容，故B错误；
根据转换法，加热相同时间，是为了使水和煤油吸收的热量相同，故C正确；
由图知，升高相同的温度，煤油所需的加热时间更短，故D错误。
【举一反三1】在探究不同物质吸热升温的现象时，将　 　 相等的沙子和水分别装入易拉罐中。用相同的热源和方法加热，目的是使相同时间内沙子和水吸收的热量　 　 。如图所示为沙子和水的温度随时间变化的图像，其中a是　 　 的图像。
【答案】质量 相同 水
【解析】为了比较不同物质的吸热能力，需将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，然后用相同的热源加热并不断搅拌，并且加热时间反映了水和沙子吸收热量的多少，单位时间内沙子和水吸收的热量相等，加热时间越长，说明吸收热量越多；对于质量相等的沙子和水，由图可知，加热相同时间，升温较快的是沙子，则沙子的吸热能力弱，水的吸热能力强，因此b是沙子的图象，a是水的图象。
【举一反三2】项目学习小组的同学们想探究不同金属的导热性能，于是小组同学找到三根长度、粗细均相同的铜丝、铁丝和铝丝，分别将金属丝先后固定在铁架台上，用石蜡将火柴A、B、C固定在金属丝上，并在金属丝的一端用酒精灯加热，记录了石蜡熔化后火柴A、B、C掉落的时间，实验数据如下表：
（1）实验中通过比较 来判断不同金属丝导热性能的强弱；
（2）根据表格信息可知 （选填“铜”“铁”或“铝”）的导热性能最强；
（3）为使结论更准确，请你为本实验提出一条改进建议： 。
【答案】(1)火柴掉落时间 (2)铜 (3)每次实验时，选用相同质量的石蜡固定火柴
【解析】（1）根据题意可知，用石蜡将火柴A、B、C固定在金属丝上，并在金属丝的一端用酒精灯加热，记录了石蜡熔化后火柴A、B、C掉落的时间，因此通过比较火柴掉落时间可以判断不同金属丝导热性能的强弱，火柴先掉落的金属丝导热性能较强。
（2）根据表中数据可知，铜金属丝上的三根火柴掉落时间均小于铁金属丝和铝金属丝，由此判断铜的导热性能最强。
（3）根据实验过程，没有强调固定火柴所用石蜡的多少，因此石蜡的多少会影响熔化的速度从而影响火柴掉落的时间，因此每次实验时，应选用相同质量的石蜡固定火柴。
【题型5】有关温度-时间图像的问题
【典例】材料物理学领域研制出新材料时，往往需要研究材料的热学性质。质量相等的甲、乙两种固态物质在用相同热源加热时，温度随时间变化的图象如图所示，若不计热损失，已知固体甲的比热容为下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两者有不同的熔点，甲的熔点更高
B．固体乙的比热容为
C．液体乙物质更适合用来冷却发热的机器
D．甲、乙两种物质在各自的熔化过程中，乙比甲吸收的热量多
【答案】B
【解析】从图象可以看出，甲、乙两种物质在熔化过程中温度保持不变，所以均为晶体，熔化时温度不同，即熔点不同，乙的熔点高，故A错误；
从图象可以看出，物质在固态时，对两物质都加热升高相同的温度，甲加热8min，乙加热5min，乙的时间是甲的1.6倍，由公式可知，质量和升高温度相同，乙的比热容是甲的1.6倍，则乙的比热容
故B正确；
从图象可以看出，熔化后，乙的温度上升比较快，说明液体的比热容较小，因而液体乙不适宜做冷却剂，故C错误；
读图可知，甲熔化持续的时间为15min，乙熔化持续的时间为15min，二者熔化时间相同，说明吸收热量相同，故D错误。
【举一反三1】用两个完全相同的加热器分别加热质量和初温相同的甲、乙两种不同液体，加热过程中，甲、乙两种不同液体的温度随时间变化的图线如图所示。由图可知，甲液体的比热容_______乙液体的比热容；加热相同的时间，甲液体吸收的热量________乙液体吸收的热量。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】小于 等于
【解析】由图可知，质量相等的甲、乙升高相同温度时，加热乙的时间长，即乙吸收的热量较多，由Q＝cmΔt可知，乙的比热容较大；由题可知，甲、乙所用的加热器完全相同，因此加热相同时间，甲、乙吸收的热量相同。
【举一反三2】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、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。
（1）实验中，可以通过比较 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；
（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 ℃；
（3）通过实验得出液体A、B的实验数据描点得到图象如图丙所示，比热容较大的物质是液体 （选填“A”或“B”），冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体 （选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；
（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 法。
【答案】(1)加热时间 (2)42 (3)A A (4)控制变量
【解析】（1）实验中，用相同规格的电加热器加热两种质量相等的不同液体，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多。
（2）如图乙所示，温度计的分度值为1℃，此时温度计示数是42℃。
（3）如图，加热时间相同时，液体A的温度变化小于液体B的温度变化，因此液体A的比热容较大，吸热能力强的物质，放热能力也强，因此，冬天自制暖手袋，应选液体A作为供暖物质，其效果更佳。
（4）上述实验中，通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，主要用到的科学探究方法是转换法，通过控制两种液体的质量相同和加热时间，来实现实验的要求，主要用到的科学探究方法是控制变量法。
【举一反三3】同学们为了比较不同物质吸热的情况，利用如图甲所示的实验装置进行实验。
（1）在两个完全相同的烧杯中分别装入初温相同且 相等的水和煤油；
（2）对满足上述条件的水和煤油用相同酒精灯加热10min，水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油吸收的热量.根据实验数据，某同学作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙所示，可知水的比热容 （选填“大于”“小于”或“等于”）煤油的比热容；
（3）由图象可知，煤油的比热容是 ；［］
（4）进一步分析图象还可以发现，煤油的沸点 （选填“大于”“小于”或“等于”）水的沸点。
【答案】(1)质量 (2)等于 大于 (3) (4)大于
【解析】（1）实验中要探究物质的吸热能力与物质种类的关系，需要控制物质的质量相同，而改变物质的种类。
（2）物质吸收热量的多少是通过加热时间来表示的，水和煤油用相同酒精灯加热10min，则说明水和煤油吸收相同的热量。
乙图中，当质量相同的水和煤油吸收相同的热量时，煤油温度的变化量大于水温度的变化量，根据可知，水的比热容大于煤油的比热容。
（3）乙图中当质量相同的水和煤油都升高30℃，水需要加热的时间是煤油的2倍，说明收吸收的热量是煤油吸收热量的2倍，根据可知，水的比热容是煤油比热容的2倍，则煤油的比热容为
（4）乙图中，当温度为98℃时，水开始沸腾说明水的沸点为98℃，而此时煤油并未沸腾，则可得煤油的沸点比水的沸点高。
【题型6】有关热量的简单计算
【典例】“寻梦”小组的同学合作进行实验探究，用如图甲所示的装置分别加热100g的A、B两种液体(其中一种是水)，用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像，如图乙所示，B液体从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精。相同时间内A液体吸收的热量与B液体吸收的热量相等。[，，两种液体中水的比热容更大]下列说法正确的是(　　)
A．A液体在8min后温度不变，内能不变
B．B液体的吸热能力大于A液体的吸热能力
C．0 8minB液体吸收的热量为3.36×104J
D．实验中酒精灯的加热效率为40%
【答案】C
【解析】A液体在8min后温度不变，说明A液体已加热至沸腾，液体在沸腾时要继续吸收热量，所以内能变大，故A错误；
加热相同的时间，即A液体和B液体吸收相同的热量，A液体温度变化量更小，说明A液体吸热能力更强，故B错误；
A液体吸热能力更强，说明A是水，0 8minB液体吸收的热量等于A液体吸收的热量，根据Q＝cmΔt可知吸收的热量为
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg ℃)×0.1kg×(100℃﹣20℃)＝3.36×104J，
故C正确；
酒精燃烧放出的热量为
，
根据效率公式可知酒精灯的加热效率η20%，
故D错误。
【举一反三1】如图甲所示，小虎同学将质量为20 g的木块(ρ木＜ρ水)轻轻放入装满水的溢水杯中，如图乙所示是当水停止外流时接水杯的按比例缩放图，接水杯为内径均匀的柱形容器。假如将这个接水杯倒满开水，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，g取10 m/s2，这杯水温度降低到可以饮用时，放出的热量最可能是(　　)
A．2×104 J B．5×106 J C．2×106 J D．8×103 J
【答案】A
【举一反三2】某同学查阅资料了解到质量为1 kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热，不同晶体的熔化热一般不同。老师鼓励小红去探究冰的熔化热。小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示。实验时，冰的质量为0.5 kg，相同时间冰和水吸收的热量相同。水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。下列说法中正确的是(　　)
A．CD段水吸收的热量是4.2×105 J B．AB段冰吸收的热量是2.1×106 J
C．根据上述信息算出冰的比热容为2.1×104 J/(kg·℃) D．根据图中信息，冰的熔化热是3.36×105 J/kg
【答案】D
【解析】冰的质量为0.5 kg，冰熔化成水，状态变化，但质量不变，则水的质量为0.5 kg，由题图可知，CD段水从0 ℃升高到20 ℃，所以水吸收的热量为Q水吸＝c水m水Δt水＝0.5 kg×4.2×103 J/(kg·℃)×20 ℃＝4.2×104 J，故A错误；由题图知，CD段水从0 ℃升高到20 ℃，用了10 min，则1 min吸收的热量为Q＝＝4.2×103 J/min，由题图知，AB段冰从－20 ℃吸收热量升高到0 ℃，用了5 min，则冰吸收的热量为Q冰＝4.2×103 J/min×5 min＝2.1×104 J，冰的比热容为c冰＝＝＝2.1×103 J/(kg·℃)，故B、C错误；由题图知，0.5 kg冰从第5 min开始熔化到第45 min全部熔化，需要40 min，则该过程中冰熔化所吸收的热量为Q熔化＝4.2×103 J/min×40 min＝1.68×105 J，由题意可得，冰的熔化热为＝＝3.36×105 J/kg，故D正确。
【举一反三3】将烧红的铁钉放入冷水中降温，是通过 　 　 (选填“做功”或“热传递”)改变其内能。质量为2g的烧红的铁钉，温度为600℃，用水将它降温到100℃，释放的热量为　 　 J。[已知铁的比热容为0.46×103J/(kg ℃)]
【答案】热传递 460
【解析】用水将它降温是通过热传递的方式减少内能的；
铁钉放出的热量：Q放＝cmΔt＝0.46×103J/(kg ℃)×2×10﹣3kg×(600℃﹣100℃)＝460J。
【举一反三4】沙漠地区昼夜温差大，主要原因是沙石的比热容较小。初温为20 ℃、质量为50 kg的沙石吸收3.6×106 J的热量后，温度升高到______ ℃。[沙石的比热容为0.9×103 J/(kg·℃)]
【答案】100
【举一反三5】打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求：
（1）此过程中铁件释放的热量为多少J？
（2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失）
【答案】（1）9.66×104J（2）34.6℃
【解析】（1）铁件释放的热量
（2）水温变化量
水的末温
答：（1）此过程中铁件释放的热量为9.66×104J；
（2）水温将升高到34.6℃。
【题型7】利用热平衡条件计算
【典例】质量和温度都相同的A、B两金属球，将A球放入一杯热水中，达到热平衡时，水温降低了，将A球取出后，又将B球放入这杯水中，达到热平衡时，水温又降低了，则A、B两球的比热容关系是（　　）
A．两球的比热容相等 B．无法判断
C．A球的比热容大 D．B球的比热容大
【答案】D
【解析】先后将A、B两金属球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，因为不计热量损失，所以
所以A、B两金属球吸收的热量相同；由题知，B金属球比A金属球少升高了，即B金属球的末温低；由上述分析可知，质量相同的A、B两金属球，吸收相同的热量，B金属球升高的温度少，所以B金属的比热容大，即
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
【举一反三1】(2022·常德期中)现有甲、乙两个实心金属球，初温度、质量均分别为25 ℃和3 kg，先把甲球放入盛有热水的杯中，热平衡后水温降低了30 ℃，把甲球取出，再将乙球放入杯中，热平衡后水又降低了30 ℃，不计热量损失，则甲球的比热容c甲和乙球的比热容c乙的大小关系是(　　)
A．c甲＞c乙 B．c甲＜c乙
C．c甲＝c乙 D．以上三种情况都有可能
【答案】B
【解析】甲、乙两球温度相等，设为t0，设开始时水温为t，甲在水中达到热平衡后温度变化了Δt甲＝t－30 ℃－t0＝t－30 ℃－25 ℃＝t－55 ℃，乙在水中达到热平衡后温度变化了Δt乙＝t－30 ℃－30 ℃－t0＝t－60 ℃－25 ℃＝t－85 ℃，所以Δt甲＞Δt乙，在这两种情况下，水释放出的热量Q放＝m水c水Δt水＝30 ℃×m水c水相等，所以热平衡时，甲、乙吸收的热量相等，而甲、乙吸收的热量分别为Q吸甲＝m甲c甲Δt甲，Q吸乙＝m乙c乙Δt乙，又因为m甲＝m乙，Δt甲＞Δt乙，所以c甲＜c乙。故选B。
【举一反三2】A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。现将A 放入甲杯，B放入乙杯。热平衡后甲杯水温降低了8℃，乙杯水温降低了16℃，不考虑热量的损失，则A、B两物体的比热容之比为（　　）
A．4:9 B．3:4 C．2:3 D．3:8
【答案】D
【解析】物体A放入甲杯水后，它们的共同温度为
50℃﹣8℃=42℃
水放出的热量
A吸收的热量
不考虑热量损失，根据热平衡方程
代入相关数据得
物体B放入乙杯水后，它们的共同温度为50℃﹣16℃=34℃
水放出的热量
B吸收的热量
根据热平衡方程
代入相关数据得
A、B两物体质量相等
则A、B两物体的比热容之比为
故A、B、C不符合题意，D符合题意。
故选D。
【举一反三3】小明非常口渴，但家中没有温水，所以他先在杯中倒了100g温度为100℃的热水，若想让水温变为适合饮用的40℃水，则需要让水放出　 J的热量；为了让水迅速冷却，他向杯中继续倒入20℃的冷水，直至最后水温为40℃，则此时小明水杯中水的质量为
　 　 g。[不计该过程中热量的损失，]
【答案】2.52×104 400
【解析】热水需要放出的热量：
Q放＝c水m热Δt热＝4.2×103J/(kg ℃)×100×10﹣3kg×(100℃﹣40℃)＝2.52×104J；
不计该过程中热量的损失，加入的冷水吸收的热量等于热水放出的热量，
即：Q吸＝Q放＝2.52×104J，
根据Q吸＝cmΔt可得，冷水的质量：
m冷0.3kg＝300g，
则此时此时小明水杯中水的质量：
m＝m热+m冷＝100g+300g＝400g。
【举一反三4】用两个相同的电热器分别给质量相同的水和某种液体加热，每隔1min记录一次数据，如表所示，则该液体的比热容为 J/（kg·℃）
【答案】2.4×103
【解析】根据吸热公式，加热2min，质量相同的水和某液体吸收相等的热量，即Q水=Q液，由 得
即
解得：c液=2.4×103J/(kg·℃)。
【举一反三5】有质量为10kg，初温为15℃的水，吸热后温度升高到95℃，则至少需要燃烧热值为4.0×107J/m3的天然气多少m3？[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
【答案】0.084m3
【解析】水吸收的热量
由题知，Q吸＝Q放，由Q放＝qV可得，需要天然气的体积
【举一反三6】如图甲是小明和小红同学“探究水沸腾前后温度变化的特点”的实验装置。
（1）实验前小明向烧杯中倒入热水而不用冷水，这样做的好处是 。
（2）如表是小明实验中得到的数据，从表中的数据可以分析出，水沸腾前的特点是 。该实验中烧杯内水上方气压 （选填“高于”或“低于”）一个标准大气压。
（3）小明和小红使用的酒精灯相同，根据实验数据绘制的图象分别如图乙中所示．已知他们所用水的质量之比是，则从开始记录温度至沸腾，小红加热的时间为 。
【答案】(1)缩短加热时间 (2)吸收热量，温度升高 低于 (3)12.5
【解析】（1）在实验中，向烧杯内倒入热水，这样可以缩短将水加热至沸腾所需的时间。
（2）由表中实验数据可知，在沸腾前不断加热，水温度不断升高，说明水沸腾前的特点是吸收热量，温度升高；最终沸腾时温度为98℃，小于100℃，说明该实验中烧杯内水上方气压低于标准大气压。
（3）在装置相同的情况下，相同时间吸收热量相同，根据可得
由表中数据可知，加热相同的5min，吸收热量相同，则有
即
解得
小红加热过程中温度随时间的变化关系为
从开始记录温度至沸腾，小红加热的时间为
【题型8】热量计算中的比例关系问题
【典例】有甲、乙两块同种材料制成质量不同的金属块，已知它们吸收相同的热量后，温度的变化量之比为2：3，可知它们的质量之比为(　　)
A．2：3
B．3：2
C．
D．1：1
【答案】B
【解析】甲、乙两块同种材料制成质量不同的金属块，则甲、乙金属块的比热容相同，
甲、乙吸收的热量相等，温度变化量为3：2，由可知，质量之比等于温度变化量之比的倒数，即质量之比为3：2。
【举一反三1】甲、乙两物体的比热容之比是2：3，甲、乙两物体的质量之比2：1，它们降低了相同的温度，则放出的热量之比是(　　)
A．9：2
B．3：1
C．4：3
D．1：3
【答案】C
【解析】甲、乙两物体的比热容之比是2：3，甲、乙两物体的质量之比2：1，它们降低了相同的温度时，
根据Q＝cmΔt可得，甲、乙放出的热量之比：
，故C正确。
【举一反三2】A、B两物体质量相等，温度均为10℃；甲、乙两杯水质量相等，温度均为50℃。现将A放入甲杯，B放入乙杯。热平衡后甲杯水温降低了8℃，乙杯水温降低了16℃，不考虑热量的损失，则A、B两物体的比热容之比为(　　)
A．4：9
B．3：4
C．2：3
D．3：8
【答案】D
【解析】物体A放入甲杯水后，它们的共同温度为50℃﹣8℃＝42℃，
水放出的热量Q放＝c水m水Δt水
A吸收的热量Q吸＝cAmAΔtA，
根据热平衡方程：Q放＝Q吸，
即c水m水Δt水＝cAmAΔtA，代入相关数据得：
c水m水×8℃＝cAmA×(42℃﹣10℃)
cA；
物体B放入乙杯水后，它们的共同温度为50℃﹣16℃＝34℃，
水放出的热量Q放＝c水m水Δt水
B吸收的热量Q吸＝cBmBΔtB，
根据热平衡方程：Q放＝Q吸，
即c水m水Δt水＝cBmBΔtB，
代入相关数据得：
c水m水×16℃＝cAmA×(34℃﹣10℃)
cB；
A、B两物体质量相等，即mA＝mB，
则A、B两物体的比热容之比为：
。
【举一反三3】甲物体的质量是乙物体质量的4倍，甲的温度从20℃升高到70℃，乙温度由40℃升高到60℃，甲、乙两物体吸收的热量之比为5：1，则甲的比热容与乙的比热容之比是c1：c2＝　 　 。
【答案】1：2
【解析】由题知，m甲：m乙＝4：1，Δt甲：Δt乙＝(70℃﹣20℃)：(60℃﹣40℃)＝5：2，Q吸甲：Q吸乙＝5：1，
∵Q吸＝cmΔt，
∴，
∴c甲：c乙＝1：2。
【举一反三4】质量之比为2∶3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7∶5时，升高的温度之比为6∶5，则甲、乙的比热容之比为________，若把甲、乙两种液体各倒掉一半，剩下液体比热容之比为________。
【答案】7∶4　7∶4

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