1. 物理学中,把物体在热传递过程中转移的能量叫作
,用符号
表示,它的单位是
。
答案:解:
热量
Q
焦耳(J)
解析:
【分析】这道题考查热学中基础物理量的定义,解题时需回忆热传递过程中转移能量的相关概念,直接对应填写即可。
【解析】物理学中,把物体在热传递过程中转移的能量叫作热量,用符号Q表示,它的单位是焦耳(J)。
【答案】热量;Q;焦耳(J)
【知识点】热量的概念、热量的单位
【点评】本题为热学基础识记类题目,侧重考查对热量基本定义的掌握,难度较低。
【难度系数】0.9
2. 比热容是物质的一种物理属性,状态相同的同种物质的比热容
(相同/不同),而不同物质的比热容一般
(相同/不同)。
答案:解:
相同
不同
解析:
【分析】首先明确比热容是物质的一种物理属性,其大小与物质的种类和状态有关。状态相同的同种物质,比热容保持一致;不同物质的比热容通常存在差异,据此可判断填空内容。
【解析】比热容是物质的特性,状态相同的同种物质的比热容相同,不同物质的比热容一般不同,因此依次填入相同、不同。
【答案】相同;不同
【知识点】比热容的特性
【点评】本题考查比热容的基本特性,属于基础概念识记题,侧重对核心知识点的掌握,难度较低。
【难度系数】0.9
答案:
解析:
【分析】
本题考查比热容的基本概念,解题时需准确识记水的比热容数值,并理解其物理意义:比热容是描述物质吸放热能力的物理量,水的比热容是固定常量,其物理意义对应单位质量的水温度变化1℃时的吸放热情况。
【解析】
水的比热容为固定物理常量,数值是$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;其物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃时,所吸收(或放出)的热量为$4.2×10^3\ \mathrm{J}$。
【答案】
$4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$;1千克的水温度升高(或降低)1摄氏度所吸收(或放出)的热量为$4.2×10^3$焦耳
【知识点】
比热容概念;水的比热容
【点评】
本题属于热学基础概念题,主要考查对水的比热容的识记及物理意义的理解,是初中物理热学部分的常考基础内容,难度较低。
【难度系数】
0.9
4. 质量相等的水和冰升高相同温度时,
吸收的热量多;放出相同的热量时,
降低的温度多。
答案:解:
由热量计算公式$Q=cm\Delta t$可得:
当质量相等的水和冰升高相同温度时,已知水的比热容大于冰的比热容,因此水吸收的热量更多;
当质量相等的水和冰放出相同的热量时,将公式变形得$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,温度变化量与比热容成反比,因此冰降低的温度多。
答案依次为:水;冰。
解析:
【分析】
本题需利用热量计算公式$Q=cm\Delta t$分析,核心是明确水和冰的比热容大小关系。对于第一个空,已知质量相等、升高温度相同,根据公式判断吸收热量的多少;对于第二个空,已知质量相等、放出热量相同,将公式变形后判断降低温度的多少,关键是掌握比热容与热量、温度变化的关系。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,且水的比热容$c_{水}$大于冰的比热容$c_{冰}$:
1. 当质量$m$相等、升高温度$\Delta t$相同时,由公式可知,吸收的热量$Q$与比热容$c$成正比,因此水吸收的热量更多;
2. 当质量$m$相等、放出热量$Q$相同时,将公式变形为$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,温度变化量$\Delta t$与比热容$c$成反比,因此冰降低的温度更多。
【答案】
水;冰
【知识点】
比热容、热量计算公式
【点评】
本题是比热容公式的基础应用题,考查学生对热量公式的理解与应用,只要牢记水和冰的比热容差异,即可轻松解答,属于基础题。
【难度系数】
0.7
5. 在热水供暖装置或发动机的冷却装置中,常常用水而不用其他液体,其主要原因是
。
答案:解:水的比热容较大,质量相同的水和其他液体相比较,升高相同温度时可以吸收更多的热量,冷却效果好;降低相同温度时可以放出更多的热量,供暖效果好。
解析:
【分析】
要解释热水供暖或冷却装置用水而非其他液体的原因,需结合热学中比热容的特性分析:比热容大的物质,在质量相同、温度变化相同时,吸收或放出的热量更多。冷却装置需要吸收大量热量降温,供暖装置需要放出大量热量供热,水的比热容大,恰好满足这两种场景的需求,因此是核心原因。
【解析】
根据热量计算公式$Q=cm\Delta t$,当质量$m$相同、温度变化$\Delta t$相同时,比热容$c$越大,物质吸收或放出的热量$Q$越多。在冷却装置中,相同质量的水和其他液体相比,升高相同温度时能吸收更多热量,冷却效果更好;在供暖装置中,相同质量的水和其他液体相比,降低相同温度时能放出更多热量,供暖效果更好,因此常用水作为工作介质。
【答案】
水的比热容较大,质量相同的水和其他液体相比较,升高相同温度时可以吸收更多的热量,冷却效果好;降低相同温度时可以放出更多的热量,供暖效果好。
【知识点】
比热容、水的比热容特性
【点评】
本题考查比热容在生活中的实际应用,属于热学基础知识点,结合常见生活装置出题,难度较低,掌握比热容的概念及应用即可解答。
【难度系数】
0.7
6. 质量相等的铜块和铝块,吸收相等的热量时,
升温多,如果将它们降低相同的温度,那么
放热多。
答案:
解析:
【分析】
要解决这道题,需利用热量计算公式$Q = cm\Delta t$,结合铜和铝的比热容大小关系分析。首先明确:铜的比热容$c_{铜}$小于铝的比热容$c_{铝}$。
1. 当质量$m$相等、吸收热量$Q$相等时,根据公式变形$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,温度变化$\Delta t$与比热容$c$成反比,比热容越小,升温$\Delta t$越大,因此铜块升温更多;
2. 当质量$m$相等、降低温度$\Delta t$相同时,根据公式$Q = cm\Delta t$,放出的热量$Q$与比热容$c$成正比,比热容越大,放出的热量越多,因此铝块放热更多。
【解析】
根据热量计算公式$Q = cm\Delta t$($Q$为热量,$c$为比热容,$m$为质量,$\Delta t$为温度变化量),已知$c_{铜}<c_{铝}$:
1. 吸收相等热量$Q$、质量$m$相等时,温度变化$\Delta t=\frac{Q}{cm}$,$\Delta t$与$c$成反比,因$c_{铜}<c_{铝}$,故$\Delta t_{铜}>\Delta t_{铝}$,即铜块升温多;
2. 降低相同温度$\Delta t$、质量$m$相等时,放出热量$Q=cm\Delta t$,$Q$与$c$成正比,因$c_{铝}>c_{铜}$,故$Q_{铝}>Q_{铜}$,即铝块放热多。
【答案】
铜块;铝块
【知识点】
比热容;热量的计算
【点评】
本题考查比热容的应用,核心是掌握热量公式$Q=cm\Delta t$,利用控制变量法分析温度变化和热量变化与比热容的关系,属于初中物理基础题型,需牢记常见物质的比热容大小。
【难度系数】
0.7
问 题 同学们在探究水和沙子吸热升温的属性。他们认为该实验有两种实验方法。

(1)实验方法一的设计如图12-3-1所示。
① 在实验中,加热相同时间的目的是什么?
② 该同学的设计思路和实验装置中有什么错误和不足之处?
(2)请你设计出第二种实验方法。
① 写出实验所需要的测量仪器。
② 写出设计思路。
点 拨 在比较不同物质的“容热”能力时,首先要结合所学知识和自身的经验进行猜想。物质的“容热”能力可能与物质的种类、物质的多少、物质吸收热量的多少和升高的温度有关。其次,结合比较物体运动快慢的方法有“相同路程比时间”和“相同时间比路程”想到,比较物质
的“容热”能力时是否也有两种方法?再就是从待测物理量和需要控制的变量去分析:上述实验中有哪些错误和不足?还缺什么器材?新方法还需要什么?从而解决问题。
说 明 方法一是在质量相等、吸热相等的情况下比较升高的温度,温度升得高的物质“容热”能力弱(比热容小)。实验中两容器所摆放的位置并不能保证相等时间内吸收的热量相等,缺少测量温度的工具。方法二是在质量相等、升温相等的情况下比较“容热”能力,吸热多的物质“容热”的本领强(比热容大)。实验器材中需补充相同的酒精灯一只,温度计两支,计时器两个(或一个)。实验中可分别测出各自温度升高 $10°\mathrm{C}$ 时的加热时间,时间长的物质吸热多(比热容大)。
答案:解:
(1) ① 使质量相等的水和沙子在相同时间内吸收的热量相等。
② 错误和不足之处:
没有控制水和沙子的初温相同,仅比较末温无法准确得到二者升高的温度,应当比较加热过程中二者升高的温度来判断容热能力;
仅用一个酒精灯同时对两个金属盒加热,无法保证相同时间内水和沙子吸收的热量完全相等;
实验装置缺少测量温度的温度计,无法准确测量水和沙子的温度。
(2) ① 实验所需测量仪器:天平、两支相同的温度计、秒表、两个完全相同的酒精灯。
② 设计思路:在两个相同的金属盒内,分别加入质量相等、初温相同的水和沙子,用两个完全相同的酒精灯分别对它们加热,让水和沙子升高相同的温度,比较二者对应的加热时间,加热时间越长的物质吸收的热量越多,说明该物质的“容热”能力更强。
解析:
【分析】
本题探究不同物质的“容热”能力(即比热容),需运用控制变量法。首先明确比较容热能力的两种核心方法:一是控制质量、吸热相同,比较升高的温度;二是控制质量、升高温度相同,比较吸热多少。分析方法一的设计时,要从控制变量要求、实验器材完整性判断错误与不足;设计方法二时,需结合控制变量思路确定器材和实验步骤。
【解析】
(1) ① 相同的酒精灯在相同时间内放出的热量相同,因此加热相同时间的目的是使质量相等的水和沙子吸收的热量相等。
② 错误和不足之处:
未控制水和沙子的初温相同,无法准确比较二者升高的温度,仅比较末温不能反映升温的实际差异;
仅用一个酒精灯同时加热,无法保证相同时间内水和沙子吸收的热量完全相等,热源放热不均匀;
缺少测量温度的温度计,无法准确获取水和沙子的温度,实验数据不准确。
(2) ① 实验所需测量仪器:天平(测质量)、两支相同的温度计(测温度)、秒表(测加热时间)、两个完全相同的酒精灯(保证热源放热相同)。
② 设计思路:在两个相同的金属盒内,分别加入质量相等、初温相同的水和沙子,用两个完全相同的酒精灯分别对它们加热,让水和沙子升高相同的温度,比较对应的加热时间;加热时间越长,说明该物质吸收的热量越多,其“容热”能力越强。
【答案】
(1) ① 使质量相等的水和沙子在相同时间内吸收的热量相等;
② 错误和不足之处:没有控制水和沙子的初温相同,仅比较末温无法准确得到二者升高的温度;仅用一个酒精灯同时加热,无法保证相同时间内水和沙子吸收的热量完全相等;缺少测量温度的温度计,无法准确测量水和沙子的温度。
(2) ① 天平、两支相同的温度计、秒表、两个完全相同的酒精灯;
② 在两个相同的金属盒内,分别加入质量相等、初温相同的水和沙子,用两个完全相同的酒精灯分别对它们加热,让水和沙子升高相同的温度,比较二者对应的加热时间,加热时间越长的物质吸收的热量越多,说明该物质的“容热”能力更强。
【知识点】
比热容、控制变量法、实验探究设计
【点评】
本题是探究物质容热能力的经典实验题,核心考查控制变量法的应用,要求学生能分析现有实验的不足、设计合理实验方案,同时理解比较容热能力的两种方法,对实验探究能力有较好的考查作用。
【难度系数】
0.5