例4 春季出现“倒春寒”的低温天气时,农民常用给秧田灌水的方式以防止秧苗冻坏,这是因为水的比热容
规律总结 水的比热容较大,主要体现在以下两个方面。
(1)水的温度变化小:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,吸收(或放出)相同热量时,水的温度变化小,有利于调节气温。
(2)水的吸、放热本领强:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,升高(或降低)相同温度时,水吸热(或放热)多,适合作为冷却剂或热量输送介质。
大
,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时能放出更多
热量。某类电暖器的工作物质使用油而不使用水,是因为油的比热容比水的小
,加热时升温快
(填“快”或“慢”)。规律总结 水的比热容较大,主要体现在以下两个方面。
(1)水的温度变化小:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,吸收(或放出)相同热量时,水的温度变化小,有利于调节气温。
(2)水的吸、放热本领强:一定质量的水与同样质量但比热容较小的物质相比,升高(或降低)相同温度时,水吸热(或放热)多,适合作为冷却剂或热量输送介质。
答案
例4 大 多 小 快
解析
【分析】本题考查比热容在生活中的应用,解题时需明确比热容的物理意义:根据公式$Q=cm\Delta t$,相同质量的不同物质,升高或降低相同温度时,比热容大的物质吸放热更多;吸收或放出相同热量时,比热容小的物质温度变化更大。结合题目场景分析:给秧田灌水防冻,利用水比热容大的特性;电暖器用油,利用油比热容小、升温快的特点。
【解析】1. 给秧田灌水防止冻坏:由$Q_{放}=cm\Delta t$,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时,水的比热容大,因此能放出更多热量,维持秧田温度,故前两空依次填“大”“多”;2. 电暖器用油不用水:由$Q=cm\Delta t$,相同质量的油和水,吸收相同热量时,油的比热容比水小,温度升高更快,适合电暖器快速取暖,故后两空依次填“小”“快”。
【答案】大 多 小 快
【知识点】比热容的应用
【点评】本题结合生活实例考查比热容的基本特性,属于初中物理基础知识点,难度较低,只要理解比热容与吸放热、温度变化的关系即可正确解答。
【难度系数】0.7
【解析】1. 给秧田灌水防止冻坏:由$Q_{放}=cm\Delta t$,相同质量的水与其他物质相比,降低相同温度时,水的比热容大,因此能放出更多热量,维持秧田温度,故前两空依次填“大”“多”;2. 电暖器用油不用水:由$Q=cm\Delta t$,相同质量的油和水,吸收相同热量时,油的比热容比水小,温度升高更快,适合电暖器快速取暖,故后两空依次填“小”“快”。
【答案】大 多 小 快
【知识点】比热容的应用
【点评】本题结合生活实例考查比热容的基本特性,属于初中物理基础知识点,难度较低,只要理解比热容与吸放热、温度变化的关系即可正确解答。
【难度系数】0.7
例5 某同学家的热水器装有50 kg水,将水由20 ℃加热到60 ℃,水需要吸收的热量是
$8.4×10^6$
J。[$c_{水}=4.2× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}· \mathrm{℃})$]答案
例5 $8.4×10^6$
解析
【分析】本题考查水吸收热量的计算,需利用吸热公式$Q_{吸}=cm\Delta t$求解。首先明确各物理量:水的质量、比热容、初温和末温,计算温度变化量$\Delta t$,再代入公式计算吸收的热量。
【解析】已知水的质量$m=50\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,初温$t_0=20℃$,末温$t=60℃$,则温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 60℃ - 20℃ = 40℃$。根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,代入数值计算:$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×50\ \mathrm{kg}×40℃=8.4×10^6\ \mathrm{J}$。
【答案】$8.4×10^6$
【知识点】热量的计算、比热容
【点评】本题是热学基础计算题,直接考查吸热公式的应用,只要牢记公式并准确计算温度变化量,即可轻松得出结果,属于基础题型。
【难度系数】0.9
【解析】已知水的质量$m=50\ \mathrm{kg}$,水的比热容$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,初温$t_0=20℃$,末温$t=60℃$,则温度变化量$\Delta t = t - t_0 = 60℃ - 20℃ = 40℃$。根据吸热公式$Q_{吸}=c_{水}m\Delta t$,代入数值计算:$Q_{吸}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)×50\ \mathrm{kg}×40℃=8.4×10^6\ \mathrm{J}$。
【答案】$8.4×10^6$
【知识点】热量的计算、比热容
【点评】本题是热学基础计算题,直接考查吸热公式的应用,只要牢记公式并准确计算温度变化量,即可轻松得出结果,属于基础题型。
【难度系数】0.9
例6 一些物质的比热容如表所示。质量相等的煤油和酒精,升高相同的温度,

酒精
吸收的热量多。质量相等的铜块和铝块,吸收相同的热量,铝块升高的温度小于
(填“大于”“小于”或“等于”)铜块升高的温度,2 kg的铜块温度降低5 ℃所放出的热量为$3.9×10^3$
J。答案
例6 酒精 小于 $3.9×10^3$
解析
【分析】
本题围绕比热容公式$Q = cm\Delta t$的应用设置三个问题,解题思路是:①质量相等、升高温度相同时,根据$Q$与比热容$c$的正比关系判断吸收热量的多少;②质量相等、吸收热量相同时,根据$\Delta t$与比热容$c$的反比关系判断升高温度的大小;③直接代入放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$计算铜块放出的热量。
【解析】
1. 质量相等的煤油和酒精,升高相同温度,由热量公式$Q = cm\Delta t$可知,当$m$、$\Delta t$相同时,吸收热量$Q$与比热容$c$成正比。查表得酒精比热容$2.4×10^3 J/(kg·℃)$大于煤油的$2.1×10^3 J/(kg·℃)$,因此酒精吸收的热量多。
2. 质量相等的铜块和铝块,吸收相同热量,由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知,当$Q$、$m$相同时,升高温度$\Delta t$与比热容$c$成反比。铝的比热容$0.88×10^3 J/(kg·℃)$大于铜的$0.39×10^3 J/(kg·℃)$,所以铝块升高的温度小于铜块升高的温度。
3. 计算2kg铜块温度降低5℃放出的热量,代入放热公式:$Q_{放}=c_{铜}m\Delta t=0.39×10^3 J/(kg·℃)×2kg×5℃=3.9×10^3 J$。
【答案】
酒精;小于;$3.9×10^3$
【知识点】
比热容;热量计算
【点评】
本题考查比热容公式的基础应用,需熟练掌握$Q=cm\Delta t$的变形及应用,属于常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕比热容公式$Q = cm\Delta t$的应用设置三个问题,解题思路是:①质量相等、升高温度相同时,根据$Q$与比热容$c$的正比关系判断吸收热量的多少;②质量相等、吸收热量相同时,根据$\Delta t$与比热容$c$的反比关系判断升高温度的大小;③直接代入放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$计算铜块放出的热量。
【解析】
1. 质量相等的煤油和酒精,升高相同温度,由热量公式$Q = cm\Delta t$可知,当$m$、$\Delta t$相同时,吸收热量$Q$与比热容$c$成正比。查表得酒精比热容$2.4×10^3 J/(kg·℃)$大于煤油的$2.1×10^3 J/(kg·℃)$,因此酒精吸收的热量多。
2. 质量相等的铜块和铝块,吸收相同热量,由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知,当$Q$、$m$相同时,升高温度$\Delta t$与比热容$c$成反比。铝的比热容$0.88×10^3 J/(kg·℃)$大于铜的$0.39×10^3 J/(kg·℃)$,所以铝块升高的温度小于铜块升高的温度。
3. 计算2kg铜块温度降低5℃放出的热量,代入放热公式:$Q_{放}=c_{铜}m\Delta t=0.39×10^3 J/(kg·℃)×2kg×5℃=3.9×10^3 J$。
【答案】
酒精;小于;$3.9×10^3$
【知识点】
比热容;热量计算
【点评】
本题考查比热容公式的基础应用,需熟练掌握$Q=cm\Delta t$的变形及应用,属于常规基础题,难度适中。
【难度系数】
0.6
1. 下列事例中,与“水的比热容较大”这个特性无关的是(
A.汽车发动机用水作为冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉特别冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
B
)。A.汽车发动机用水作为冷却剂
B.人游泳之后从水中出来,风一吹感觉特别冷
C.海边昼夜温度变化比沙漠中小
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
答案
1. B
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确水的比热容较大的特性对应的物理现象:水的比热容大,意味着相同质量的水与其他物质相比,吸收或放出相同热量时,温度变化更小;升高或降低相同温度时,吸收或放出的热量更多。接下来逐一分析选项,判断是否与水的比热容有关:
选项A:汽车发动机用水冷却,利用水比热容大,升高相同温度能吸收更多热量,从而有效降温,与比热容有关;
选项B:游泳后从水中出来,风一吹感觉冷,是因为身上的水蒸发(汽化)吸热,带走人体热量,属于汽化吸热现象,与比热容无关;
选项C:海边昼夜温差比沙漠小,是因为水比热容大,白天吸热升温慢,夜晚放热降温慢,与比热容有关;
选项D:生物体内水比例高,利用水比热容大,温度不易明显变化,有助于调节体温,与比热容有关。因此需选出无关的选项。
【解析】
首先明确水的比热容较大的物理意义:相同质量的水与其他物质,吸收或放出相同热量时,水的温度变化更小;升高或降低相同温度时,水吸收或放出的热量更多。
对各选项分析如下:
A. 汽车发动机用水作冷却剂:利用水比热容大,升高相同温度可吸收更多热量,冷却效果好,与水的比热容有关;
B. 游泳后从水中出来,风一吹感觉冷:是因为身上的水蒸发(汽化)吸热,使人体温度降低,属于汽化吸热现象,与水的比热容无关;
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小:水的比热容比砂石大,白天相同质量的水和砂石吸收相同热量,水升温少;夜晚放出相同热量,水降温少,因此海边温差小,与水的比热容有关;
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节体温:水的比热容大,温度变化小,可维持生物体温度相对稳定,与水的比热容有关。
综上,与水的比热容较大无关的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
比热容的应用、汽化吸热
【点评】
本题考查水的比热容特性的实际应用,需准确区分比热容相关热现象与蒸发吸热等其他热现象,是初中热学的基础考点,难度适中,侧重对概念的理解与应用。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先明确水的比热容较大的特性对应的物理现象:水的比热容大,意味着相同质量的水与其他物质相比,吸收或放出相同热量时,温度变化更小;升高或降低相同温度时,吸收或放出的热量更多。接下来逐一分析选项,判断是否与水的比热容有关:
选项A:汽车发动机用水冷却,利用水比热容大,升高相同温度能吸收更多热量,从而有效降温,与比热容有关;
选项B:游泳后从水中出来,风一吹感觉冷,是因为身上的水蒸发(汽化)吸热,带走人体热量,属于汽化吸热现象,与比热容无关;
选项C:海边昼夜温差比沙漠小,是因为水比热容大,白天吸热升温慢,夜晚放热降温慢,与比热容有关;
选项D:生物体内水比例高,利用水比热容大,温度不易明显变化,有助于调节体温,与比热容有关。因此需选出无关的选项。
【解析】
首先明确水的比热容较大的物理意义:相同质量的水与其他物质,吸收或放出相同热量时,水的温度变化更小;升高或降低相同温度时,水吸收或放出的热量更多。
对各选项分析如下:
A. 汽车发动机用水作冷却剂:利用水比热容大,升高相同温度可吸收更多热量,冷却效果好,与水的比热容有关;
B. 游泳后从水中出来,风一吹感觉冷:是因为身上的水蒸发(汽化)吸热,使人体温度降低,属于汽化吸热现象,与水的比热容无关;
C. 海边昼夜温度变化比沙漠中小:水的比热容比砂石大,白天相同质量的水和砂石吸收相同热量,水升温少;夜晚放出相同热量,水降温少,因此海边温差小,与水的比热容有关;
D. 生物体内水的比例很高,有助于调节体温:水的比热容大,温度变化小,可维持生物体温度相对稳定,与水的比热容有关。
综上,与水的比热容较大无关的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
比热容的应用、汽化吸热
【点评】
本题考查水的比热容特性的实际应用,需准确区分比热容相关热现象与蒸发吸热等其他热现象,是初中热学的基础考点,难度适中,侧重对概念的理解与应用。
【难度系数】
0.5
2. 北方的暖气大多用水作为散热剂,是因为水的比热容较
大
。若质量为50 kg的水流过暖气,其温度下降2 ℃,则放出的热量是$4.2×10^5$
J。[$c_{水}=4.2×10^{3}\ J/(kg·℃)$]答案
2. 大 $4.2×10^5$
解析
【分析】首先明确水的比热容大的特性在暖气散热中的应用:相同质量的水和其他物质相比,降低相同温度时能放出更多热量,因此暖气用水作散热剂;再利用放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$计算放出的热量,代入已知的比热容、质量、温度变化量即可求解。
【解析】第一空:水的比热容较大,相同质量的水降低相同温度时,比其他物质放出的热量更多,所以暖气用水作为散热剂;第二空:根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,代入数据得:$Q_{放}=4.2×10^3\ J/(kg·℃)×50\ kg×2℃=4.2×10^5\ J$。
【答案】大;$4.2×10^5$
【知识点】比热容的应用、热量的计算
【点评】本题考查比热容的实际应用和热量公式的基本计算,属于初中物理基础题,需牢记比热容特性和热量计算公式即可解答。
【难度系数】0.8
【解析】第一空:水的比热容较大,相同质量的水降低相同温度时,比其他物质放出的热量更多,所以暖气用水作为散热剂;第二空:根据放热公式$Q_{放}=cm\Delta t$,代入数据得:$Q_{放}=4.2×10^3\ J/(kg·℃)×50\ kg×2℃=4.2×10^5\ J$。
【答案】大;$4.2×10^5$
【知识点】比热容的应用、热量的计算
【点评】本题考查比热容的实际应用和热量公式的基本计算,属于初中物理基础题,需牢记比热容特性和热量计算公式即可解答。
【难度系数】0.8
3. “比较不同物质吸收热量的情况”的实验装置如图甲所示。


(1)本实验选用的测量工具有电加热器、温度计和
(2)记录的实验数据如表所示,分析数据可知,如果要在A、B两种液体中选择一种液体作为冷却剂,应选
(3)图乙中,①是B加热时温度随时间变化的图线。如果将初温相同的B液体的质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的电加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则该图线为图乙中的
(1)本实验选用的测量工具有电加热器、温度计和
秒表
;实验中选用相同的电加热器,通过用加热时间的长短来表示A、B两种液体吸收热量的多少
,这里用到的研究方法是转换法
。该实验还用到了另一种研究方法,为控制变量法
。(2)记录的实验数据如表所示,分析数据可知,如果要在A、B两种液体中选择一种液体作为冷却剂,应选
A
(填“A”或“B”)液体。(3)图乙中,①是B加热时温度随时间变化的图线。如果将初温相同的B液体的质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的电加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则该图线为图乙中的
③
(填“①”“②”或“③”)。答案
3. (1)秒表 吸收热量的多少 转换法 控制变量法 (2)A (3)③
解析
【分析】
本题围绕“比较不同物质吸收热量的情况”的实验展开,需结合实验原理、研究方法及比热容公式分析:
(1) 实验需测量加热时间,故补充测量工具;利用相同电加热器的加热时间反映吸热多少,属于转换法;实验中控制变量,属于控制变量法。
(2) 冷却剂需吸热能力强(比热容大),结合相同吸热时温度变化判断。
(3) 根据热量公式Q=cmΔt,分析质量加倍后温度变化的特点,对应图线。
【解析】
(1) 实验中需要测量加热时间,因此除电加热器、温度计外,还需测量工具秒表;相同电加热器在相同时间内放出的热量相同,所以加热时间的长短可间接反映A、B两种液体吸收热量的多少,这种将不易测量的物理量转换为易测量物理量的方法是转换法;实验中需控制液体质量、电加热器规格等变量,用到的另一种研究方法是控制变量法。
(2) 冷却剂需要吸热能力强(比热容大),由实验数据可知,相同质量的A、B吸收相同热量时,A的温度升高更少,说明A的比热容更大,因此应选A液体作为冷却剂。
(3) 根据热量公式Q=cmΔt,相同电加热器加热相同时间时,Q相同,B的比热容c不变,若质量增加到原来的2倍,则温度变化量Δt变为原来的1/2,即升温更慢,因此对应的图线为③。
【答案】
(1)秒表 吸收热量的多少 转换法 控制变量法 (2)A (3)③
【知识点】
比热容、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查比热容实验的核心知识点,涵盖实验工具、研究方法、比热容的应用及热量公式的简单应用,侧重对实验原理的理解,是初中物理比热容章节的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题围绕“比较不同物质吸收热量的情况”的实验展开,需结合实验原理、研究方法及比热容公式分析:
(1) 实验需测量加热时间,故补充测量工具;利用相同电加热器的加热时间反映吸热多少,属于转换法;实验中控制变量,属于控制变量法。
(2) 冷却剂需吸热能力强(比热容大),结合相同吸热时温度变化判断。
(3) 根据热量公式Q=cmΔt,分析质量加倍后温度变化的特点,对应图线。
【解析】
(1) 实验中需要测量加热时间,因此除电加热器、温度计外,还需测量工具秒表;相同电加热器在相同时间内放出的热量相同,所以加热时间的长短可间接反映A、B两种液体吸收热量的多少,这种将不易测量的物理量转换为易测量物理量的方法是转换法;实验中需控制液体质量、电加热器规格等变量,用到的另一种研究方法是控制变量法。
(2) 冷却剂需要吸热能力强(比热容大),由实验数据可知,相同质量的A、B吸收相同热量时,A的温度升高更少,说明A的比热容更大,因此应选A液体作为冷却剂。
(3) 根据热量公式Q=cmΔt,相同电加热器加热相同时间时,Q相同,B的比热容c不变,若质量增加到原来的2倍,则温度变化量Δt变为原来的1/2,即升温更慢,因此对应的图线为③。
【答案】
(1)秒表 吸收热量的多少 转换法 控制变量法 (2)A (3)③
【知识点】
比热容、转换法、控制变量法
【点评】
本题考查比热容实验的核心知识点,涵盖实验工具、研究方法、比热容的应用及热量公式的简单应用,侧重对实验原理的理解,是初中物理比热容章节的基础题型。
【难度系数】
0.6
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