核心知识梳理
比热容
定义
单位:
比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关
热量
定义:热传递中,传递的热的多少
计算公式:
$Q_{吸}=$
$Q_{放}=$
内能
分子动理论
常见的物质由大量 、 等构成
分子在不停地做
运动
分子间存在 和
内能
定义:物体内所有分子热运动的 和分子势能的总和
物体的温度越高,其内能越大
影响内能的因素:温度、种类、结构、状态等
改变内能的方式
热传递:内能的转移
做功:内能的转化
外界对物体做功,内能增大;物体对外做功,内能减小
比热容
定义
单位:
比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关
热量
定义:热传递中,传递的热的多少
计算公式:
$Q_{吸}=$
$Q_{放}=$
内能
分子动理论
常见的物质由大量 、 等构成
分子在不停地做
分子间存在 和
内能
定义:物体内所有分子热运动的 和分子势能的总和
物体的温度越高,其内能越大
影响内能的因素:温度、种类、结构、状态等
改变内能的方式
热传递:内能的转移
做功:内能的转化
外界对物体做功,内能增大;物体对外做功,内能减小
答案
单位:$\mathrm{J/(kg·℃)}$
$Q_{吸}=cm(t-t_0)$
$Q_{放}=cm(t_0-t)$
分子动理论:常见的物质由大量分子、原子等构成,分子在不停地做无规则运动,分子间存在引力和斥力
内能:物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和
$Q_{吸}=cm(t-t_0)$
$Q_{放}=cm(t_0-t)$
分子动理论:常见的物质由大量分子、原子等构成,分子在不停地做无规则运动,分子间存在引力和斥力
内能:物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和
解析
【分析】本题为热学核心概念梳理题,需回忆比热容的单位、热量计算公式、分子动理论内容、内能的定义等基础知识点,逐一对应填空即可。
【解析】1. 比热容的单位:比热容的单位是焦耳每千克摄氏度,符号为$\mathrm{J/(kg·℃)}$;2. 热量计算公式:吸热公式为$Q_{吸}=cm(t-t_0)$,放热公式为$Q_{放}=cm(t_0-t)$,其中$c$表示物质的比热容,$m$表示物体质量,$t$表示末温,$t_0$表示初温;3. 分子动理论:常见物质由大量分子、原子构成,分子在不停地做无规则运动,分子间存在引力和斥力;4. 内能的定义:内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
【答案】单位:$\mathrm{J/(kg·℃)}$;$Q_{吸}=cm(t-t_0)$;$Q_{放}=cm(t_0-t)$;分子、原子;无规则;引力、斥力;动能
【知识点】比热容、热量计算、内能
【点评】本题考查热学基础概念的记忆,属于热学入门核心知识点,难度较低,需准确掌握各概念的定义、公式及分子动理论的相关内容。
【难度系数】0.8
【解析】1. 比热容的单位:比热容的单位是焦耳每千克摄氏度,符号为$\mathrm{J/(kg·℃)}$;2. 热量计算公式:吸热公式为$Q_{吸}=cm(t-t_0)$,放热公式为$Q_{放}=cm(t_0-t)$,其中$c$表示物质的比热容,$m$表示物体质量,$t$表示末温,$t_0$表示初温;3. 分子动理论:常见物质由大量分子、原子构成,分子在不停地做无规则运动,分子间存在引力和斥力;4. 内能的定义:内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
【答案】单位:$\mathrm{J/(kg·℃)}$;$Q_{吸}=cm(t-t_0)$;$Q_{放}=cm(t_0-t)$;分子、原子;无规则;引力、斥力;动能
【知识点】比热容、热量计算、内能
【点评】本题考查热学基础概念的记忆,属于热学入门核心知识点,难度较低,需准确掌握各概念的定义、公式及分子动理论的相关内容。
【难度系数】0.8
1.(江苏连云港中考)沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小,这是因为水的 (
A.质量大
B.温度高
C.密度大
D.比热容大
D
)A.质量大
B.温度高
C.密度大
D.比热容大
答案
1.D
解析
【分析】要解决这道题,需结合比热容的特性分析昼夜温差差异的原因:沿海地区多水,沙漠地区多砂石,水的比热容远大于砂石;根据比热容规律,相同质量的不同物质,吸收或放出相同热量时,比热容大的物质温度变化小,由此可判断沿海地区昼夜温差小的原因,进而选出正确选项。
【解析】比热容是描述物质吸放热能力的物理量,水的比热容较大。质量相同的水和砂石,白天吸收相同热量时,水升高的温度比砂石小;夜晚放出相同热量时,水降低的温度也比砂石小,因此沿海地区(多水)的昼夜温差比沙漠地区(多砂石)小。选项中,A质量大、B温度高、C密度大均与昼夜温差的形成无关,只有D比热容大符合原理,故答案为D。
【答案】D
【知识点】比热容的应用
【点评】本题为中考基础题,考查比热容特性在生活中的实际应用,难度较低,需牢记水的比热容大这一核心知识点。
【难度系数】0.8
【解析】比热容是描述物质吸放热能力的物理量,水的比热容较大。质量相同的水和砂石,白天吸收相同热量时,水升高的温度比砂石小;夜晚放出相同热量时,水降低的温度也比砂石小,因此沿海地区(多水)的昼夜温差比沙漠地区(多砂石)小。选项中,A质量大、B温度高、C密度大均与昼夜温差的形成无关,只有D比热容大符合原理,故答案为D。
【答案】D
【知识点】比热容的应用
【点评】本题为中考基础题,考查比热容特性在生活中的实际应用,难度较低,需牢记水的比热容大这一核心知识点。
【难度系数】0.8
2.(湖北中考)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知 (

A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
C
)A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
答案
2.C
解析
【分析】
本题考查比热容(吸热能力)的应用,解题思路:①相同规格的加热器,相同时间内两种液体吸收的热量相等;②结合温度随时间变化的图像,分析升高相同温度时的加热时间(即吸收热量的多少);③根据吸热公式Q=cmΔt,判断两种液体的比热容大小,进而比较吸热能力,再逐一分析选项。
【解析】
A选项:使用相同规格的加热器,相同时间内加热器产生的热量相同,因此相同时间内a、b吸收的热量相等,A错误;
B选项:吸热能力是物质的固有属性,不随温度的升高而变化,B错误;
C选项:由图乙可知,升高相同温度时,a所用的加热时间比b少,说明a吸收的热量比b少。已知a、b质量相等,根据吸热公式Q=cmΔt,当Δt(温度变化量)相同、m(质量)相同时,Q越小,比热容c越小,吸热能力越弱,因此a的吸热能力比b弱,C正确;
D选项:相同时间内,a升高的温度比b多,说明a的比热容更小,吸热能力比b弱,D错误。
【答案】
C
【知识点】
比热容、吸热能力
【点评】
本题结合温度-时间图像,考查比热容的实际应用,核心是理解“相同加热器相同时间提供热量相同”,利用Q=cmΔt分析吸热能力,是中考常见题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题考查比热容(吸热能力)的应用,解题思路:①相同规格的加热器,相同时间内两种液体吸收的热量相等;②结合温度随时间变化的图像,分析升高相同温度时的加热时间(即吸收热量的多少);③根据吸热公式Q=cmΔt,判断两种液体的比热容大小,进而比较吸热能力,再逐一分析选项。
【解析】
A选项:使用相同规格的加热器,相同时间内加热器产生的热量相同,因此相同时间内a、b吸收的热量相等,A错误;
B选项:吸热能力是物质的固有属性,不随温度的升高而变化,B错误;
C选项:由图乙可知,升高相同温度时,a所用的加热时间比b少,说明a吸收的热量比b少。已知a、b质量相等,根据吸热公式Q=cmΔt,当Δt(温度变化量)相同、m(质量)相同时,Q越小,比热容c越小,吸热能力越弱,因此a的吸热能力比b弱,C正确;
D选项:相同时间内,a升高的温度比b多,说明a的比热容更小,吸热能力比b弱,D错误。
【答案】
C
【知识点】
比热容、吸热能力
【点评】
本题结合温度-时间图像,考查比热容的实际应用,核心是理解“相同加热器相同时间提供热量相同”,利用Q=cmΔt分析吸热能力,是中考常见题型,难度适中。
【难度系数】
0.6
3. 把一质量为50 g的某金属球在1 080 ℃的炉火中加热足够长的时间,然后迅速投入100 g的初温为30 ℃的某种液体中,温度不再变化时金属球的温度为80 ℃.已知金属球的比热容为$0.42× 10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,不计热量损失.求:
(1)此过程中,金属球放出的热量.
(2)该液体的比热容.
(3)在标准大气压下,若该液体再吸收$2.52× 10^{4}\ \mathrm{J}$的热量,该液体的末温.
(1)此过程中,金属球放出的热量.
(2)该液体的比热容.
(3)在标准大气压下,若该液体再吸收$2.52× 10^{4}\ \mathrm{J}$的热量,该液体的末温.
答案
3.解:(1)从开始投入某种液体中到温度不再变化的过程中,金属球放出的热量:$Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{金}-t)=0.42×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×50×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(1\ 080\ ℃-80\ ℃)=2.1×10^{4}\ \mathrm{J}.$
(2)根据 $Q_{放}=Q_{吸}=cm(t-t_0)$ 可得,该液体的比热容: $c_{液}=\frac{Q_{吸}}{m_{液}(t-t_0)}=\frac{2.1×10^{4}\ \mathrm{J}}{100×10^{-3}\mathrm{kg}×(80\ ℃-30\ ℃)}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}.$
(3)若该液体再吸收 $2.52×10^{4}\ \mathrm{J}$ 的热量,则该液体升高的温度: $\Delta t=\frac{Q'_{吸}}{c_{液}m_{液}}=\frac{2.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}}=60\ ℃,$ 所以该液体的末温: $t'=80\ ℃+60\ ℃=140\ ℃,$ 由于液体的比热容为 $4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)},$ 所以该液体是水,在标准大气压下,水的沸点为 $100\ ℃,$ 所以该液体的末温为 $100\ ℃.$
(2)根据 $Q_{放}=Q_{吸}=cm(t-t_0)$ 可得,该液体的比热容: $c_{液}=\frac{Q_{吸}}{m_{液}(t-t_0)}=\frac{2.1×10^{4}\ \mathrm{J}}{100×10^{-3}\mathrm{kg}×(80\ ℃-30\ ℃)}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}.$
(3)若该液体再吸收 $2.52×10^{4}\ \mathrm{J}$ 的热量,则该液体升高的温度: $\Delta t=\frac{Q'_{吸}}{c_{液}m_{液}}=\frac{2.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}}=60\ ℃,$ 所以该液体的末温: $t'=80\ ℃+60\ ℃=140\ ℃,$ 由于液体的比热容为 $4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)},$ 所以该液体是水,在标准大气压下,水的沸点为 $100\ ℃,$ 所以该液体的末温为 $100\ ℃.$
解析
【分析】
本题考查热学中热量的计算,需分三步解题:
1. 求金属球放出的热量,利用放热公式$Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{金}-t)$,注意将质量单位从g换算为kg,温度变化为金属球初温与末温的差值;
2. 不计热量损失时,液体吸收的热量等于金属球放出的热量,利用吸热公式$Q_{吸}=c_{液}m_{液}(t-t_{0液})$变形求液体比热容,同样需换算质量单位;
3. 计算液体再吸热后的温度,先通过吸热公式求升高的温度,再结合初始温度计算末温,需注意标准大气压下该液体为水,沸点为100℃,液体沸腾时温度保持沸点不变。
【解析】
3. 解:
(1) 金属球放出的热量:
$Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{金}-t)=0.42×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×50×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(1080℃ - 80℃)=2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$;
(2) 不计热量损失,液体吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$,根据$Q_{吸}=c_{液}m_{液}(t - t_{0液})$,得液体的比热容:
$c_{液}=\frac{Q_{吸}}{m_{液}(t - t_{0液})}=\frac{2.1×10^{4}\ \mathrm{J}}{100×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(80℃ - 30℃)}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;
(3) 液体再吸收热量后升高的温度:
$\Delta t=\frac{Q'_{吸}}{c_{液}m_{液}}=\frac{2.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}}=60℃$,
液体原来温度为80℃,若升高60℃则末温为$80℃ + 60℃=140℃$,但该液体比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,是水,标准大气压下水的沸点为100℃,液体沸腾时温度不变,故末温为100℃。
【答案】
(1) $2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$;(2) $4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;(3) $100℃$
【知识点】
热量的计算、比热容、沸点
【点评】
本题为热学基础应用题,考查热量公式的应用,需注意质量单位换算,第三问需结合标准大气压下水的沸点限制,避免错误计算出超过沸点的温度,是易失分点。
【难度系数】
0.6
本题考查热学中热量的计算,需分三步解题:
1. 求金属球放出的热量,利用放热公式$Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{金}-t)$,注意将质量单位从g换算为kg,温度变化为金属球初温与末温的差值;
2. 不计热量损失时,液体吸收的热量等于金属球放出的热量,利用吸热公式$Q_{吸}=c_{液}m_{液}(t-t_{0液})$变形求液体比热容,同样需换算质量单位;
3. 计算液体再吸热后的温度,先通过吸热公式求升高的温度,再结合初始温度计算末温,需注意标准大气压下该液体为水,沸点为100℃,液体沸腾时温度保持沸点不变。
【解析】
3. 解:
(1) 金属球放出的热量:
$Q_{放}=c_{金}m_{金}(t_{金}-t)=0.42×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×50×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(1080℃ - 80℃)=2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$;
(2) 不计热量损失,液体吸收的热量$Q_{吸}=Q_{放}=2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$,根据$Q_{吸}=c_{液}m_{液}(t - t_{0液})$,得液体的比热容:
$c_{液}=\frac{Q_{吸}}{m_{液}(t - t_{0液})}=\frac{2.1×10^{4}\ \mathrm{J}}{100×10^{-3}\ \mathrm{kg}×(80℃ - 30℃)}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;
(3) 液体再吸收热量后升高的温度:
$\Delta t=\frac{Q'_{吸}}{c_{液}m_{液}}=\frac{2.52×10^{4}\ \mathrm{J}}{4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}×0.1\ \mathrm{kg}}=60℃$,
液体原来温度为80℃,若升高60℃则末温为$80℃ + 60℃=140℃$,但该液体比热容为$4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$,是水,标准大气压下水的沸点为100℃,液体沸腾时温度不变,故末温为100℃。
【答案】
(1) $2.1×10^{4}\ \mathrm{J}$;(2) $4.2×10^{3}\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;(3) $100℃$
【知识点】
热量的计算、比热容、沸点
【点评】
本题为热学基础应用题,考查热量公式的应用,需注意质量单位换算,第三问需结合标准大气压下水的沸点限制,避免错误计算出超过沸点的温度,是易失分点。
【难度系数】
0.6
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