2018年九年级物理上册第十二章内能与热机挖掘图象信息求解比热容问题新版粤教沪版

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[推荐学习]2018年九年级物理上册第十二章内能与热机解读“热和能”图象题新版粤教沪版

解读“热和能”图象题一、利用图像求比热容大小例1用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图1所示，据此判断物质甲的比热容为（）A ．2.1×103J/（kg ·℃）B ．4.2×103J/（kg ·℃）C ．1.2×103J/（kg ·℃）D ．条件不足，不能确定解析由图1知质量相同的物质甲和水升高相同的温度（都从0℃升高到60℃）所需加热时间之比为10min ∶20min=1∶2即吸热之比Q 吸甲∶ Q 吸水= 1∶2。

又由Q 吸=cm △t知，在m 和△t 都相同时，Q 吸与c 成正比，易知c 甲∶c 水= 1∶2，而c 水=4.2×103J/（kg·℃），故c 甲=2.1×103J/（kg·℃）。

答案 A二、根据图像比较物质比热容大小 ① 根据图像比较不同物质比热容大小例2 如图2是甲、乙两个相同质量的物体吸热后温度升高的情况，图中横坐标是物体温度的变化，纵坐标是物体吸收的热量。

关于甲乙两种物质的比热容的大小，下列判断正确的是（）A ．c 甲>c 乙B ．c 甲＜c 乙C ．c 甲=c 乙D ．无法判断解析方法一：由图2可知，在吸热相同的情况下，液体甲温度变化量小。

由Q 吸=cm △t 可知，在质量相同、吸热相同的情况下，温度变化与比热容大小成反比即温度变化量小的液体比热容大，故甲的比热容大。

方法二：由图2可知，在温度变化相同的情况下，甲液体吸热多。

由Q 吸=cm △t 可知，在质量相同、温度变化相同的情况下，吸热多少与比热容大小成正比，即同等条件下，吸收热量多的液体比热容大，故甲的比热容大。

答案 A说明： ①对于初温不相同的液体也可按上述思路求解：在质量和吸热相同的情况下，通过比较温度变化来比较比热容的大小或在质量和温度变化相同的情况下，通过比较吸热多少来比较比热容的大小；②若已知条件中没有明确质量大小关系，是无法判断比热容的大小的。

九年级物理上册第12章内能与热机12、3研究物质的比热容第2课时热量计算授课新版粤教沪版

【解】
知2－讲
将金属块从100 ℃的沸水中取出时金属块的温度为100 ℃，放在20 ℃的水中一段时间后，水和金属块的末温都是30 ℃，不计热量损失：Q 吸=Q 放， c 水m 水（t-t 水）=c 金m 金（t 金-t），则c 金=c 水m 水（t-t 水）/［m 金（t 金-t）］=420 J总结
知1－讲
公式Q＝cmΔt中，只要知道其中任意三个量，就可以求出另外一个未知量。这个公式可以用来计算的物理量有：吸收或放出的热量、升高或降低的温度、物体的质量、物质的比热容。
知1－练
1 搓手能使手的温度升高，这是用____________的方式使手的内能增加；使用电热水器给水加热，这是用__________的方式使水的内能增加。把质量为2 kg、初温是30 ℃的水加热到80 ℃，这些水吸收的热量是__________J。[水的比热容是 4.2×103J/(kg·℃)]
知2－练
3 质量为500 g的某种物质，温度从20 ℃升高到30 ℃，吸收了2.1×104 J的热量，则这种物质的比热容是多少？
要求量热量
比热容质量
温度
计算公式
特别说明
Q＝cmΔt
c＝
Q mt
m＝ Q
ct
Δt＝
Q cm
c为物质的比热容 c的单位是J/(kg·℃)
m为物体的质量 m的单位是kg Δt为升高或降低的温度 Δt的单位是℃ Q为物质吸收或放出的热量 Q的单位是J
3 人们常用冷水来降温，例如用水作为汽车发动机及发电站发电机线圈的冷却剂等。试解释其中的道理。
4 某同学根据在“探究水和砂石吸、放热性能”的活动中取得的实验数据，作出如图所示的图象，请你根据此图象说明水和砂石的吸热性能有何不同。 (水和砂石的质量均为100g)

新沪粤版九年级物理上册第12章内能与热机专训2 比热容、热值的综合计算

专训2比热容、热值的综合计算1.熟记热量计算公式：Q吸＝cm(t－t0)[或Q放＝cm(t0－t)]和Q放＝qm(Q放＝qV)。

2．计算过程中应用的等量关系为：不计热损失，Q吸＝Q放。

若考虑热量散失，Q吸＝ηQ放。

计算过程中，利用以上关系，可分步解答，也可列方程求解。

热值的计算1．液化石油气的热值高达4.6×107J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价格低廉、热值仅为2.9×107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户。

常州市质监局对某液化石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100 kg、初始温度为31 ℃的水装入容器内，用高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100 ℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84 kg，通过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%，已知水的比热容为c＝4.2×103 J/(kg·℃)，问：水(1)瓶内燃气的热值是多少？(2)该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？燃料燃烧放热的计算2．(中考·曲靖)人人讨厌垃圾，对其避之不及，现在人们已可将垃圾变废为宝，如通过在封闭的炉中焚烧垃圾，臭气能得到分解，焚烧时产生的热可以用来发电，利用化学方法可将焚烧时产生的一些物质合成多种化工产品。

某处理厂在高温高压下通过催化剂可以用1 t某种垃圾生产出170 kg的燃料油。

若燃料油的热值为4.2×107 J/kg，则：(1)完全燃烧1 kg这种燃料油放出的热量是多少？(2)这些热量可以使多少千克的水温度从80 ℃升高到100 ℃？【导学号：14622024】3．(中考·常州)阿根廷科学家设计了一款“牛屁收集器”，在牛背上装有一个塑料袋，通过导管收集牛体内排出的气体。

从一头成年牛平均每天排放出的气体中可提取0.21 kg甲烷。

若这些甲烷完全燃烧放出的热量全部被水吸收，可使多少质量的水从20 ℃升高到70 ℃？[q＝5.6×107J/kg，c水＝4.2×103甲烷J/(kg·℃)](第3题图)4．(中考·威海)汽车的散热器用水作为冷却剂，如果散热器中装有10 kg的水，在温度升高10 ℃的过程中水吸收的热量相当于完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量？[天然气的热值q＝4.2×107J/m3，水的比热容c＝4.2×103J/(kg·℃)]全章高频考点专训答案专训21．解：(1)水吸收的热量：Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×100 kg×(100 ℃－31 ℃)＝2.898×107 J，燃烧燃气放出的热量：Q放＝2.898×107 J75%＝3.864×107 J，瓶内燃气热值：q＝Q放m′＝3.864×107 J0.84 kg＝4.6×107 J/kg。

九年级物理上册第十二章《内能与热机》图说“认识内能”粤教沪版(2021年整理)

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图说“认识内能”一、内能图片课本P22 图12—1图12—1图片解读运动着的篮球具有动能，同样地，运动着的分子也具有动能。

自由下落的苹果因和地球之间互相吸引，苹果具有重力势能，分子之间相互吸引,分子也具有势能.弹簧被压缩，弹簧的各部分因互相排斥而具有势能，同理，分子之间相互排斥致使分子也具有势能。

由宏观物体具有的特性来推知相似的微观物体也具有同样的特性,这种研究方法称为类比法.例1 人类在探索自然规律的过程中,总结出了许多科学研究方法，如：“控制变量"、“类比”、“模型”等，如图1所示的两个例子都运用了上述的方法说明分子也具有动能和势能。

图1解析运动着的乒乓球具有动能，分子不断运动，必然具有动能。

地球和月球之间相互吸引具有势能,而相互吸引的分子也具有势能。

采用类比的方法，说明了分子既具有动能也具有势能。

答案类比。

二、做功改变物体的内能图片课本P24 图12—4（b）图片解读迅速按下活塞，活塞对筒内空气做功,空气的内能增加，温度升高，达到棉花的燃点，棉花燃烧。

这个实验说明，做功可以改变物体的内能，在这个过程中，机械能转化为内能。

图12—4（b）图2例2 （2015广州）如图2所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，迅速下压活塞，硝化棉燃烧.下列说法正确的是（）A．迅速向上抽活塞，硝化棉也能燃烧B．此实验只通过热传递改变筒内空气的内能C．下压活塞的过程，空气的内能转化为活塞的机械能D．硝化棉燃烧，是因为玻璃筒内空气的温度升高，内能增大解析迅速下压活塞时，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增加，温度升高，达到硝化棉的着火点，从而使硝化棉燃烧.答案 D三、热传递改变物体的内能图片课本P24 图12—5（b）图12-5（b)图片解读烧水时燃料燃烧释放出热量,热量被壶底吸收,壶底又把热量传给水，水吸收热量后，内能增加，温度升高，达到水的沸点,从而使水沸腾。

九年级物理上册第12章内能与热机单元总结含解析新版粤教沪版

第12章内能与热机单元总结1、内能：把物体内所有的分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能。

2、单位：焦耳,符号J3、改变内能的方式：做功；热传递。

物体放出热量,它的温度( )A．一定降低 B．一定升高C．一定不变 D．可能降低也可能不变【答案】D【解析】物体放热时内能减小,温度不一定降低；如晶体在凝固的过程中,虽然继续放热,但温度是不变的,故选ABC不符合题意,D符合题意。

故选D。

物下例事例中,属于用热传递的方法改变内能的是( )A．地球外的陨石,坠入地球的大气层,成为流星B．炎热的夏天,西瓜在冷水浸泡后吃起来更加凉爽可口C．划着火柴,火柴燃烧D．锯木头时,锯条变得烫手【答案】B【解析】A．流星是由于陨石与大气摩擦,温度升高,达到燃点燃烧形成的,是做功改变了它的内能,A不符合题意；B．西瓜在冷水浸泡后温度降低,是由于西瓜与冷水之间发生了热传递改变了它的内能,B符合题意；CD．划火柴、锯木头,都是由于外界对他们做功内能增大,CD不符合题意。

故选B1、同一个物体,它的温度越高,内能越大。

物体内能的大小,除与温度有关外,还与物体的体积、状态、质量等因素有关。

2、一切物体都有内能。

3、内能与机械能的区别：物体的内能大小与物体内部分子的热运动以及分子间的相互作用情况有关,是物体能量的微观表现；物体的机械能则与整个物体的机械运动情况及相对位置有关,是物体能量的宏观表现。

物体的内能在任何情况下都不会为零(因为分子不停地做无规则运动总有动能),而物体的机械能可以相对为零。

所以内能和机械能是两种不同形式的能量。

4、(1)对物体做功,物体的内能会增加。

①实验：如下图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花,把活塞迅速压下去,可以看到棉花燃烧起来了。

这是因为活塞压缩空气做功,使空气的内能增加,温度升高,达到了棉花的燃点,使棉花燃烧。

②结论：对物体做功,物体的内能会增加。

(2)物体对外做功,本身的内能会减少①实验：如下图所示,大口玻璃瓶内有一些水,水的上方有水蒸气。

九年级物理上册第十二章内能与热机12.3研究物质的比热容教案(新版)粤教沪版

-鼓励学生在家中尝试简单的比热容实验，如用相同的加热器和相同的时间加热不同质量的水，观察温度变化，将实验结果带到课堂上进行分享。
-引导学生关注生活中的比热容现象，如为什么沿海地区比内陆地区气候更温和，为什么汽车发动机需要用水冷却等，让学生在实际问题中运用所学知识。
-建议学生利用课余时间，向家长或朋友讲解比热容知识，提高自己的表达能力和科普传播能力。
（二）课堂导入（预计用时：3分钟）
激发兴趣：
回顾旧知：
简要回顾上节课学习的热量、温度等基本概念，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为学习新课打下基础。
（三）新课呈现（预计用时：25分钟）
知识讲解：
清晰、准确地讲解比热容的定义、公式和应用，结合实例帮助学生理解。突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
②重点突重要实例：不同物质比热容的比较、比热容在生活中的应用案例
③简洁明了：
-简化表述：用简洁的语言描述比热容的概念和应用
-重要图表：绘制比热容与温度变化的图表，展示比热容的特性
④艺术性和趣味性：
-艺术设计：使用彩色粉笔绘制图表，增加视觉效果
-趣味元素：引入相关故事或趣闻，激发学生学习兴趣
教学流程
（一）课前准备（预计用时：5分钟）
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解比热容的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，如“什么是比热容？”“比热容的计算公式是什么？”，激发学生思考，为课堂学习比热容内容做好准备。
教师备课：
深入研究教材，明确比热容教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习比热容的积极性。
4.课后作业完成情况：关注学生课后作业的完成质量，评价学生对课堂所学知识的巩固程度，以及运用知识解决实际问题的能力。

新版粤教沪版九年级物理上册第十二章内能与热机12.3研究物质的比热容

评估与交流（1）水和砂石谁的吸热能力强？
(2）如何科学地比较不同物质的这种特性呢？
为了反映不同物质的吸热（或放热）本领是不同的，我们引入了一个新的物理量——比热容。
二、什么是比热容
怎样表示比热容这个物理量呢？
若“相同质量”都取1Kg，即单位质量，升高（或
降低）相同的温度都取1℃，那么，1Kg不同物质，温
你发现的规律？
①物质的比热容与物质的种类有关，不同物质的比热容一般是不同的；
②物质的比热容还与物质的状态有关，与质量、温度、吸收或放出的热量无关；
③不同的物质比热容可能相等；
④水的比热容最大。
即：对某种确定的物质来讲,比热容是一个确定的数值,跟物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等均无关，它仅与物质的种类和状态有关。
２４－２８℃
５－３８℃
为什么在同一天内，同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会有如此大的差异呢? 一、探究物体的吸、放热性能活动1：探究水和砂石的吸、放热性能猜想与假设
海滨地区的主要物质是什么？沙漠地区的主要物质是什么？海滨地区日温差小，沙漠地区日温差大，可能是由于什么原因造成的？
可能由于海滨中的水吸热时升温慢，放热时降温慢；沙漠中的砂石吸热时升温快，放热时降温快造成的。
因为水的比热容大，白天，它吸收的一定热量后，水
升高的温度不多；夜晚，它放出一定热量后，水降低的温度不多。
为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大?
水和砂石的质量升高的温度加热的时间
天平、铁架台、酒精灯、石棉网、烧杯、温度计、停表、水、砂石、玻璃棒
（5）应该按照怎样的步骤进行实验？ ①按如图组装器材；
②用天平分别称出100g的水和砂石，分别倒入两个烧杯中； ③记录水和砂石开始时的温度；

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挖掘图象信息求解比热容问题
通过图象考查比热容，是一种重要的题型。

这类题通过图象把物理量之间的关系表达得十分清楚、明了，但由于热量的决定因素多，吸热能力的比较方法不唯一，好多同学感觉这类题无从下手或者理不清头绪。

除了把握好试题类型以外，解答这类题还要注意运用两个重要的研究方法：
（1）转换法不同的物质吸收热量的多少，是通过热源放热时间的长短来表示的。

比如用相同的酒精灯加热相同的时间，就意味着研究物质吸收了相同的热量；用相同的电加热器，加热时间越长，研究物质吸收的热量就越多。

（2）控制变量法吸收的热量Q 与c 、m 、△t 都有关系。

在研究比热容c 与热量Q 的关系时，要控制m 、△t 相同；在研究比热容c 与温度变化量△t 的关系时，要控制Q 、 m 相同。

一、根据图象比较物质比热容大小
例1 （2012宁波）用两个相同的“热得快”，分别给质量、
初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图1所示。

根据图像可知，甲液体的比热容（选填“大于”、“等于” 或“小于”）乙液体的比热容。

质量为500g 、初温为20℃的甲液体温度升高到90℃，吸收的热量为_______Ｊ。

[甲液体的比热容为1.8×103
Ｊ/（kg •℃）]
解析由图1可知，在相同的加热时间内，甲液体温度变化量
大，即甲液体温度升高较快。

两个相同的“热得快”在加热时间
相同时，两种液体吸热相同，由Q 吸=cm △t 可知，在质量相同、吸热相同的情况下，温度变化与比热容大小成反比，即温度变化量大的液体比热容较小，故甲液体的比热容小于乙液体的比热容。

甲液体吸收的热量：
J 103.6C 70kg 5.0C J/kg 102.44o o 3⨯=⨯⨯⋅⨯=∆=t cm Q 吸。

答案小于 6.3×104。

例2 如图2所示，设相同时间内物质吸收的热量相同，甲、乙两图中符合冰熔化规律的是图（选填“甲”或“乙”）。

这是因为c 冰
（选填“＞”、“＜”或“=”）c 水，所以相同时间内（选填“冰”或“水”）升温更快。

图1
解析冰熔化成水后，质量不变，比热容变大，在质量相同的情况下，吸收相同的热量后，比热容大的，温度应该上升得较慢，甲图中，熔化前后，温度上升幅度没有变化，而乙图中，熔化后，水的温度上升与冰比较变慢了，符合水的比热容较大的特性。

答案乙 < 冰
例3 如图3所示，在探究“不同物质
吸热能力”的实验中：在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和煤油，选用相同电加热器同时开始加热，水和煤油温度随时间变化的图线分别如图4a 、 b 所示。

当加热3min 时，水吸收的热量煤油吸收的热量，水升高的温度煤油升高的温度；
当水和煤油都升高30℃，水吸收的热量煤油吸收的热量，由此可以判断出（选填“水”或“煤油”）的吸热能力较强，比热容较大。

解析因为选用的加热器相同，都加热3min ，电热器放出的热量相同，所以水和煤油吸收的热量也相同；加热3min 后，水升高的温度约为20℃,煤油升高的温度约为30℃，水升高的温度小于煤油升高的温度；当水和煤油都升高30℃，煤油只需加热3min ，水需要加热6min,所以水吸收的热量多，水的吸热能力较强。

答案等于小于大于水二、利用图象、图表求比热容大小
（1）已知一种物质的比热容求另一种物质的比热容
例4 用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水分别加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图5所示，据此判断物质甲的比热容为（） A ．2.1×103
J/（kg ·℃）
B ．4.2×103
J/（kg ·℃） C ．1.2×103
J/（kg ·℃）
D ．条件不足，不能确定
解析由图2可知，质量相同的物质甲和水升高相同的温度（如都从0℃升高到60℃）
图5
图3 图4
所需加热时间之比为10min ∶20min=1∶2，即吸收热量之比Q 吸甲∶ Q 吸水= 1∶2。

又由Q 吸=cm
△t 可知，在m 和△t 都相同时，Q 吸与c 成正比，易知c 甲∶c 水= 1∶2，而c 水=4.2×103
J/
（kg ·℃），故c 甲=2.1×103
J/（kg ·℃）。

答案 A 。

例5 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
A ．0.9×C ．3.6×103J/（kg •℃） D ．1.2×103
J/（kg •℃）
解析用相同的电热器加热，在相同的时间内，吸收的热量是相等的，Q 水=Q 液，我们取两种液体都加热了1分钟为研究对象。

Q 水=c 水m （t 水-t 0），Q 液=c 液m （t 液-t 0） c 水m （t 水-t 0）=c 液m （t 液-t 0），
即：4.2×103
J/（kg•℃）×m×（26℃-20℃）=c 液m×（34℃-20℃）
解得：c 液=1.8×103
J/（kg•℃）答案 B 。

（2）已知同种物质一种状态下的比热容求另一种状态下的比热容例6 实验测得1kg 某物质温度随时间变化的图像如图6所示。

已知该物质在固态下的比
热容c 1=2.1×103
J/（kg ·℃），设物质从热源吸热的功率恒定不变，根据图像解答下列问题：
（1）在最初的2min 内，物质吸收的热量为 J ，吸热功率为 W 。

（2）试求该物质在液态下的比热容c 2。

解析（
1）在最初2min 内，物质吸收的热量为：
Q 吸=cm △t =2.1×103J/（kg•℃）×1kg ×【0℃－（－40℃)】=8.4×104 J ，故吸热功率为：
P =t W =60s
2108.44⨯⨯J =700W
（2）由图6可知该物质在固态和液态时，质量不变，在温度都升高40℃ 情况下，所
－
－
用的加热时间之比t1∶t2=2min∶（16－12）min=1∶2，即两种情况下吸收热量之比为Q1：Q2=1∶2，由Q吸=cm△t可知，在m和△t都相同时，Q吸与c成正比，故c1∶c2= Q1：Q2=t1∶t2=1∶2，而c1=2.1×103J/（kg·℃），故c2=4.2×103J/（kg·℃）。

答案（1）8.4×104 700 （2）c2为4.2×103J/（kg·℃）。