实验探究四探究物质的比热容(推荐文档)

■实验探究四探究物质的比热容

★猜想与假设

一、1、物体吸收或放出的热量：Q吸（放）=C比t ;

2、比热容与物质的种类和状态有关；

3 、比热容是物质的一种特性。

二、有关实验及注意事项参阅实验报告册及教材内容

探究物质的比热容习题（一）

1. 下列说法中正确的是（）

A. —杯煤油用去一半，它的比热容减为原来的二分之一

B. 吸收热量多的物质，比热容一定大

C. 高温物体放出热量一定多

D. 质量相同的水和煤油，吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升高的温度

【解析】选 a本题考查比热容的理解。比热容是物质的一种特性，与它的质量和体积、温度等无关，故选项A是错的。从比热容的定义可知，比较两种物质比热容，应当在质量及升高的温度相同的条件下，比较它们吸热的多少，吸热多的比热容大，反之则小，故B缺少条件,不正确。温度高的物体不发生温度或状态变化，是不会放出或吸收热量的，故C也不正确。由于水的比热容大，当质量相同的水、煤油吸收相同热量时，煤油升高的温度高。

【方法归纳】（1）比热容是物质的一种特性，与物质的种类有关，而与物质的质量、升高的温度、吸收热量的多少无关。

（2）物体吸收或放出的热量与物质的比热容、质量、温度的变化都有关。

2. （2013 ?宜昌中考）炎热的盛夏，人站在水中时感觉凉爽，而当人站在沙土上时却

感到烫脚，这主要是因为水和沙具有不同的（）

A. 热量

B.质量

C.比热容

D.密度

【解析】选C。本题主要考查了比热容的知识。在自然界中，水的比热容最大，因此对气温有很好的调节作用。相同质量的水和沙土在吸收相同的热量后，由于水的比热容远远大于沙土的比热容,所以水升温慢,沙土升温快。故选Co

3. （2014 ?开封十七中月考）两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体，用同

一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图。根据图线可知（）

A. 甲液体的比热容大于乙液体的比热容

B. 如果升高相同的温度，两种液体吸收的热量相同

C. 加热时间相同，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量

D. 加热时间相同，甲液体温度升高比乙液体温度升高得多

【解析】选A。本题考查对图像的认识。根据图像可知：质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度，甲的加热时间更长，吸收的热量更多，说明甲的比热容大, 所以A对,B错。同一热

源加热，相同的时间内甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,所以C是错误的；质量相同的

甲、乙两种液体加热相同的时间，乙的温度升高值更大,所以D是错误的。

【易错警示】分析比热容图像时常见失误

(1) 不明确横轴和纵轴的含义。

(2) 不会作辅助线(控制变量)分析、总结物理规律。

(3) 认为质量相同的两种不同的物质，比热容越大，温度变化越大。

4. ________________________________________________ 如图,生活中常用水作为取暖用的液体,因为水的_______________________________________ 大，与其他液体相比

降低相同的温度放出的热量_________ 。

【解析】本题考查比热容的应用。因为水的比热容大，所以降低相同的温度，水放出的热量多。

答案：比热容多

5. 在“比较水和煤油的吸热能力”的实验中，可以通过控制水和煤油的质量相同、

吸收的热量相同,比较它们_________ 的多少,从而比较它们的吸热能力；实验中,

用_______ 间接反映吸收的热量。

【解析】本题考查比热容的实验探究。水和煤油的质量相同，吸收的热量相同，

Q

可以根据公式c= 来判断吸热能力的大小，△ t越小,比热容越大，说明吸热能

mAt

力越强；实验中，用同一热源给物体加热，其吸热的多少是通过加热时间反映出来的，加热时间越长，物体吸收的热量越多。

答案：升高温度加热时间

6. （2013 ?临沂中考）为了比较水和煤油的吸热能力，晓雯设计了如下实验步骤：

A. 在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；

B.用两支温度计分别测出水和煤油的初温；

C.在烧杯中，分别放入功率相同的电热器，加热相同时间；

D. 用温度计分别测出水和煤油的末温。

（1）____________________________ 步骤A存在的错误是_________ ,应改为。

⑵步骤C,加热相同时间是为了使水和煤油___________________________ 。

⑶步骤B和D是为了得出水和煤油_________________________________ 。

【解析】本题考查比热容的探究实验。（1）实验中应当控制两种液体的质量相同，所以A 步骤中的错误是取两种液体的体积相同；⑵步骤C中使用相同的加热器

给两种液体加热相同的时间，目的是使两种液体吸收的热量相同；（3）步骤B和D 分别测水和煤油的初温和末温，目的是计算它们升高的温度并进行比较。

答案：（1）装入等体积的水和煤油装入等质量的水和煤油

（2）吸收的热量相同（3）升高的温度

【试题备选】1.（2012 ?东营中考）已知铁的比热容小于铝的比热容，质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后,_______________ 温度升高得多；若它们降低相同的温

度, _________ 放出的热量多。

【解析】本题考查比热容的理解。由于铁的比热容小于铝的比热容

,根据公式Q=crm\ t,当质量相同的铁块和铝块吸收相同的热量后，铁块温度升高得

多；若它们降低相同的温度，铝块放出的热量多。

答案：铁块铝块

2. （2014 ?平南县六陈中学期末）为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图

所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表：

Q 卩甲

A. K

⑴在此实验中用________________ 表示水和沙子吸热的多少；

（2）分析表中的实验数据可知：质量相等的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量____________ （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；

⑶如果加热相同的时间,质量相等的水和沙子, ________ （选填“水”或“沙子”）

升咼的温度更咼。

【解析】本题考查物质的吸热能力的实验。（1）本实验采用相同的酒精灯加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少。

（2）由表中数据可知，水吸收的热量大于沙子吸收的热量。

（3）如果加热相同的时间,根据吸收热量的计算公式Q=cm\ t,水和沙子的质量相等,又因为水的比热容大于沙子的比热容，故沙子升高的温度更高。

答案：（1）酒精灯加热时间（2）大于（3）沙子

3. （201

小明做了如下实验：用4个相同的烧杯分别盛水和煤油，用同样的电加热器加热

水和煤油，得到如下实验数据：

⑴比较记录_________ 次实验可得出：同种物质,升高相同的温度,质量大的吸收

的热量多。

⑵比较记录1和3,结论是_____________________________________________ 。

⑶比较记录3和4,结论是_____________________________________________ 。

(4) _____________________ 综合上述结论，进行概括,可以得到的结论是物体温度升高时吸收的热量的多少与_____ 有关。

【解析】本题考查物质的比热容的实验探究。(1)实验1烧杯中液体的质量是

200 g,升高10C用的时间是12分钟,实验2烧杯中液体的质量是100 g,升高10°C用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的，故说明：物体吸热的多少与质量有关，同种物质升高相同的温度时，质量大的吸收的热量多。(2)实验1烧杯中液体的质量是200 g,升高10C用的时间是12分钟,实验3烧杯中液体的质量是200 g,升高10C用的时间是6分钟,而每分钟吸收的热量是相等的,说明：相同质量的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量也不相同。(3)实验3烧杯中液体的质量是200 g,升高10C用的时间是6分钟,实验4烧杯中液体的质量是200 g,升高5C用的时间是3分钟,而每分钟吸收的热量是相等的，说明：相同质量的同种物质，升高的温度越高吸收的热量也越多。(4)综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的质量、物质的种类、温度的变化量都有

关系。

答案：(1)1、2

(2) 质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同

(3) 质量相同的同种物质，升高的温度越高，吸收的热量越多

(4) 物质的种类、物质的质量、温度的变化量

水的比热容是

,若水的质量减少，则比热容

（选填“变大”“变 【方法归纳】叙述结论时，一定要注意强调前提条件：

（1） 在“相同质量的同种物质”条件下，表述“吸收的热量与升高温度的关系”； （2） 在“同种物质升高相同的温度”条件下，表述“吸收的热量与质量的关系”； （3） 在“质量相同的不同物质升高相同的温度” 条件下,表述“吸收的热量与物质 种类是否有关”。

4. 小王同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取①和②两种保温材料，两支 相同的温度计，两个相同的大玻璃烧杯，钟表和初温相同、质量相等的热开水，以 及细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置，其中一个如图甲所示。然 后在相同环境的房间里同时开始做实验。 他根据实验测得的数据绘得图乙所示的 “水温与时间关系”图像。实验过程中室温保持不变 ，请你回答：

（1）___________________________________ ①和②哪种材料的保温性能好？答：

（选填“①”或“②”）。

（2） ____________________________________________________________________ 对于同一

保温材料内的水,在第10 min 到第20 min 时间内放出的热量 ___________________ （选填“大于” “等于”或“小于”）第20 min 到第30 min 时间内放出的热量。 （3）

在整个实验过程中,①保温材料内的水放出的热量

（ 选填“大于”

“等于”或“小于”）②保温材料内的水放出的热量。

【解析】（1）初温相同、质量相等的热开水，在相同时间内，由图乙可看出，①降温 慢,故①保温性能好。 ⑵ 对于同一保温材料内的水，温度越高，降温越快。在第 10 min 到第20 min 时间内放出的热量大于第 20 min 到第30 min 时间内放出的 热量。（3）在整个实验过程中，初温相同、质量相等的热开水，①和②都降低到 20 °C,由Q=cm\ t 可知,放出热量相等。 答案：（1）①⑵大于（3）等于

温度/T

8 9101112131415 Wf q /xW1Ilin 乙

甲

■?

3 4 5 67

876543^..-

【一点通】找找你容易错在哪里

水的比热容是,若水的质量减少，则比热容（选填“变大”“变

小”或“不变”)。

【学生自答】

4.2 x 103J/(kg「C ) 变小

【教师点评】

①水的比热容回答正确。

②比热容的含义理解错误：比热容是物质的一种特性，只跟物质的种类和所处的状态有关,与物体质量大小、是否吸热、温度变化无关。

【正确答案】

4.2 x 103J/(kg ?C ) 不变

探究物质的比热容习题(二)

1.由Q吸=cm(t-t o)可得c=,关于同一物质的比热容c,下列说法正确的是

A. 若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍

B. 若质量增大一倍，则比热容减至一半

C. 若加热前后的温度增大一倍，则比热容增大一倍

D. 无论质量多大，比热容都一样

【解析】选a本题考查比热容的理解。比热容是物质的一种特性，跟温度的变化、质量大小和吸热多少无关,故选项A、B、C错。

【方法归纳】由热量公式Q=cm\ t得到c= ^ ,只是比热容在数值上等于——,比

mAt mAt

热容既不与热量成正比，也不与质量、温度的变化成反比，同种状态下，比热容只取决于物质的种类。

2.(2013 ?北京中考)已知水的比热容为4.2 x 103J/(kg ?C),则质量为2 kg的水, 温度由25C降低到20 C放出的热量是()

A.4.2 x 104J

B.2.1 x 105J

C.1.68 x 105J

D.3.78 x 105J

【解析】选A。本题是对热量公式的考查，要熟练掌握热量的计算公式。

Q放=cm(t1-t 2)=4.2 x 103J/(kg ?C ) x 2 kg x (25 C -20 C )=4.2 x 104J,故选A。

3. （2014 ?嘉峪关

四中期中）用同种材料制成的甲、乙两个物体，它们升高的温度 之比是2 : 1,吸收热量之比是1 : 2,则它们的质量之比是（ ）

B. 1 : 4

C.

2 : 1 D.4 : 1

【解析】选B 。本题考查比热容的计算。

由题意可知,c 甲：c 乙=1 ： 1, △ t 甲：△ t 乙=2 : 1,Q 甲：Q 乙=1 ： 2,

4. （2013 ?娄底中考）某汽车的散热器用水作冷却剂，已知水的比热容为 4.2 X 103J/（kg 「C ）,散热器中水的质量为5 kg,水的温度升高10C 时吸收的热量是 J 。 【解析】本题考查吸、放热的计算。

Q 吸=cm A t=4.2 X 103J/（kg ?C ） X 5 kg X 10C =2.1 X 105J 。 答案：2.1 X 105

【易错警示】计算时的两点注意

（1）注意升咼和升咼到的区别：升咼到多少C 是物体的末温t 2；升咼多少C ,是物 体的温度的改变量。

⑵ 注意降低和降低到的区别：降低到多少C 是物体的末温t 2；降低多少C ,是物 体

的温度的改变量。

5. （2013 ?上海中考）2千克的水温度降低5C ,水放出的热量为 _____ J,水的比 热容在常见的物质中是比较 ________ 的，因此沿海地区昼夜温差比同纬度的内陆 地区 ________（均选填“大”或“小” ）。［c 水=4.2 X 103J/（kg ?C ）］ 【解析】本题考查热量的计算和比热容的应用。水放出的热量： Q 放=cmi A t= 4.2 X 103J/（kg ? C ） X 2 kg X 5C =4.2 X 104J,因为水的比热容较大，相同质量的水 和沙石比较，白天，吸收相同的热量，水的温度升高得少；夜晚放出相同的热量 ， 水的温度降低得少，使得沿海地区昼夜之间的温差小。 答案：4.2 X 104大小

A.1 : 1 till

=X — X —=

2 12 4

6. 夏日，在烈日暴晒下，游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热请用所学物理知识解释这个现象。

【解析】本题考查水的比热容大的应用。由于水的比热容大于混凝土的比热容

，

在烈日暴晒下,吸收的热量相同,由Q吸=cm(t2-t i)知,比热容大的温度变化得小，故池中的水温度升高得低，故游泳池旁的混凝土地面热得烫脚，而池中的水却不怎么热。

答案：由于水的比热容大于混凝土的比热容，在烈日暴晒下，吸收的热量相同，由Q吸=cm(t2-t 1)知,比热容大的温度变化得小,故池中的水升高的温度小于池旁的混凝土升高的温度。

7. 一家焚烧生活垃圾的发电厂，每年通过焚烧垃圾可生产出1.2亿千瓦时的电能。假若燃烧1 t生活垃圾可以放出1.176 X 1010J的热量,则这些热量可以在一个标准大气压下将多少千克的水由20 T加热到沸腾？[c水=4.2 X 103J/(kg「C )]

【解析】本题考查的是热量的计算。

由公式Q R=cm(t-t o)得：

m=

=水(卜5)

L176X1O10]

=--

=3.5 X 104kg

答案：3.5 X 104kg

【一点通】找找你容易错在哪里

在1个标准大气压下,2kg初温为20C的水吸收了 1.26 X 106J的热量,那么水温

升高了多少摄氏度？[c水=4.2 X 103J/(kg ?C)]

【学生自答】

根据公式Q吸=GK m A t水得：

% 1.26X106]

A t水乔;=4?2X诃"幺當记”2 kg=150C

答案：150C 【教师点评】

正确之处：会选择吸热公式，会应用公式的变形，公式中能写上单位错误之处：忽略了水的沸点是100C

【标准解答】

根据公式Q吸=G K m A t水得:

A t」A t水一

l,26X106J

.]■1^1 l-=150c

因为在1个标准大气压下水的沸点是100C。所以水升高的温度是100C -20 C =80C。

答案：80 C