12.3 物质的比热容--2025-2026学年初中物理九年级上册同步课堂教案与分层练习（苏科版2024新教材）

本文围绕“物质的比热容”展开，介绍比热容概念、水的比热容特点等知识。承接机械能和内能相关内容，为后续热学知识奠基。通过实验探究、例题分析等环节，培养学生物理观念、科学思维等核心素养，让学生从物理学视角认识物质吸放热特性。 本设计创新点在于紧密结合生活现象，采用实验法、讲练结合法。特色教法凸显学生主体地位，教具简单易操作。对学生而言，提升解决实际问题能力；对教师来说，提供清晰授课思路，有效突破教学难点。

第十二章 机械能和内能 课时12.3 物质的比热容 1. 知道物质的比热容的概念、物理意义； 2. 记住水的比热容比较大，是4.2×103J/（㎏·℃）； 3. 能用比热容解释简单的自然、生活中的现象，并能设计实验、解决简单的问题； 4. 会设计并进行“比较不同物质吸热能力不同”的实验； 5. 能够利用吸热、放热公式进行相关计算。 题型汇总：比热容的概念及其计算、水的比热容的特点及应用、比热容解释简单的自然现象、热量的计算、热平衡方程的应用、探究比热容的实验。 · 实验：探究不同物质吸热升温现象（即比热容，常用水和沙子、水和煤油） 原理：如果热源和加热方法完全相同，就可以认为物体在相同时间内吸收的热量相等。 ★ 比较方法1：给相等质量的沙子和水加热相同的时间（控制吸收的热量相同），通过比较升高的温度（即升温快慢）来反应物质的吸热能力。 分析论证：质量相同的沙子和水加热相同时间后，沙子比水升温快，沙子吸热本领比水差。 ★ 比较方法2：或使它们升高相同的温度（温度的变化量相同），比较加热时间长短。 分析论证：质量相等的沙子和水升高相同的温度，水比沙子加热时间更长，吸收热量更多，吸热能力更强。 ★ 得出结论：质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。 注：加热方式相同，升温慢的吸热本领强。 器材组装：使用两盏相同的酒精灯，按照“由下到上”的原则组装实验装置。酒精灯用外焰加热，放置石棉网的铁圈应根据酒精灯的外焰调节高度（调节时酒精灯是点燃的），搅拌器（如玻璃棒）的作用是使物体受热均匀，实验步骤： 1、 将相等质量的沙子和水（控制变量法）分别装入易拉罐中，测量并记录沙子和水的初温；注：易拉罐比烧杯导热性更好，且在传热过程中吸热比烧杯少。 2、 把装有沙子的的易拉罐放在石棉网上，用酒精灯加热并不断的搅拌。每隔1 min测量一次沙子的温度。一段时间后，撤去酒精灯。将数据填入表格； 3、 把装有水的易拉罐放在石棉网上，用酒精灯加热并不断搅拌。每隔1 min测量一次水的温度，并将数据填入表格。 · 比热容 (1) 定义：物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫比热容，用符号c表示。 (2) 物理意义：比热容是反映物质吸（放）热本领的物理量，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高（或降低）1 ℃所吸收（或放出）的热量。 (3) 公式和单位： 单位：J/（kg•℃） ， 读作焦每千克摄氏度。 (4) 计算热量的常用公式： ，，即。在国际单位制中，热量的单位是焦（J）。 (5) 实验表明：在吸热或放热过程中，质量越大、比热容越大、温度的变化越大，物体吸收或放出热量就越多。 (6) 一些物质的比热容：c水= 4.2×103 J/（kg•℃）、c水银= 0.14×103 J/（kg•℃）。 (7) 比热容是物质本身的一种性质的理解 1． 比热容是物质的一种物理属性，它反映了不同物质吸（或放）热本领的强弱，利用物质的这种性质可鉴别物质。 2． 影响因素：只与物质的种类和状态有关，同种物质不同状态下，比热容不同，如水和冰。 3． 如水的比热容是4.2×103 J/（kg•℃），其物理意义是：质量为1 kg的水，温度升高（或降低）1 ℃时所吸收（或放出）的热量为4.2×103 J。 (8) 水的比热容特点及其应用：水作为冷却剂时，是让水吸收更多的热量；用来取暖时，是让水放出更多的热量。 1. 比热容的概念及其特点 例1 下列物理量中，可以鉴别物质的是 （ D ） A．质量 B．温度 C．热量 D．比热容 例2 某同学在劳技课上，用切割机把一个铜块切成了两半，则其中的一半铜块 （ B ） A．质量、密度、比热容均减小一半 B．质量减小一半，密度、比热容均不变 C．质量、密度减小一半，比热容不变 D．密度不变，质量、比热容减小一半 解析：用切割机把一个铜块切成了两半，铜块的体积和质量都减半，但密度是物质的一种特性，它不随质量和体积而变化，所以铜块的密度没有变。比热容是物质的一种特性，其大小仅与物质的种类和所处的状态有关，铜块状态没有改变，所以比热容不变。 故选：B。 例3 水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），它所表示的物理意义是： ； 答：1kg的水温度降低1℃时放出的热量是4.2×103J 变式1 质量和初温都相等的铝块和铜块（c铝＞c铜），放出相等热量后，则铝块的温度 铜的温度（>、=或<） 答：> 变式2 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所示。根据图线可知 （ A ） 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 变式3 用相同的酒精灯和同样的烧杯盛有质量相同的甲、乙两种液体加热，如图反映的是温度随时间变化的图象， 从图中可以看出 （ B ） A．甲的比热容大 B．乙的比热容大 C．它们的比热容一样大 D．无法判断热量的计算 变式3 如图，是加热烤肠的情景，增加烤肠内能的方法是　　　    ；为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热，店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤，是因为石头的比热容比铁　　　    。 答　热传递　大 变式4 用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热(如图甲)，根据测得数据分别描绘出两液体的温度随加热时间变化的图像(如图乙)。在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息做出的下列推断正确的是 (　B　)   A.若ma=mb，则ca>cb B.若ma=mb，则ca<cb C.若ca=cb，则ma>mb D.以上判断都不正确 1. 水的比热容的特点及应用 与比热容有关的简单自然现象 例1 用水作为暖气中的传热介质是因为水的 （　C　） A．沸点高 B．密度大 C．比热容大 D．导电性强 例2 在日常生活中，既可以用水来取暖，也可以用水来降温，主要是因为水具有 （　C　） A．较高的沸点 B．较低的凝固点 C．较大的比热容 D．较好的导电性 变式1 水的比热容较大，下列做法中不是利用这一特性的是 (　A　) A.炎热的夏天，在室内地面上洒水感到凉爽 B.用水做内燃机的冷却液 C.在城市里修建人工湖，能够调节周围的气温 D.供暖系统使用热水循环供暖 变式2 烈日炎炎的夏季，白天海滩上的沙子热得烫脚，海水却很凉爽。同样的日照条件下，沙子和海水的温度不一样的原因是 （ B ） A．沙子的密度比海水的密度大 B．沙子吸热能力比海水的吸热能力弱 C．沙子吸热比海水多 D．沙子的质量比海水小 解析：水的吸热能力大于沙子的吸热能力，即水的比热容比沙子的比热容大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，水的温度变化比沙小，因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低，放出相同热量时，海水比沙滩的温度高。 故选：B。 变式3 小明做了个小魔术，把酒精用水稀释后润湿一块小手帕，点燃手帕燃烧过后，发现手帕安然无恙。关于小手帕没有被烧坏，以下解释正确的是 (　D　) A.小手帕的着火点高于火焰温度 B.小手帕的着火点高于酒精的着火点 C.水的沸点高于酒精的着火点 D.水的比热容比较大，燃烧过程中吸收了大量的热量 变式2 沿海地区昼夜温差比内陆地区昼夜温差小是因为水的　　　　　    。质量为10 kg的水温度升高20 ℃所吸收热量为　　 　    J[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。 答：　比热容大　8.4×105 变式3 如图所示是发动机采用循环流动的水进行冷却，这是利用水的　　　    较大的特性。若水箱中装有10 kg的水，水温上升10 ℃，水吸收的热量为　　　    J。c水=4.2×103 J/(kg·℃) 答　比热容　4.2×105 变式5 为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30 ℃冷水的小烧杯放入盛有70 ℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图像。下列说法错误的是 (　C　) A.热水和冷水到达同一温度的时间是相同的 B.热水温度下降比冷水温度升高得快 C.热水放出的热量等于冷水吸收的热量 D.热水的质量可能小于冷水的质量 解析：冷水和热水的质量未知，由Q=cmΔt可知热水放出的热量不一定等于冷水吸收的热量，故C错误 1. 比热容的计算 例 一太阳能热水器水箱内装有质量为80 kg的水，经太阳晒2 h后，温度从20 ℃升高到50 ℃，所吸收的热量是　　　　　   J，这是用　　 　    的方式增加了水的内能。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 答　1.008×107　热传递 变式1 某同学在烧杯中装入质量为100 g、初温为20 ℃的水，然后用酒精灯给水加热一段时间后，水的温度升高到70 ℃，此过程中水的内能增加了　　　     J，水增加的内能　　　    (选填“大于”、“小于”或“等于”)酒精完全燃烧所放出的热量。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。 答　2.1×104　小于 变式2 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关系如图所示。根据图像可知，甲液体的比热容　　　    乙液体的比热容(选填“大于”“小于”或“等于”)。如果乙液体是水，那么质量为500 g、初温为20 ℃的乙液体吸收1.89×105 J的热量，其温度升高了　　　    ℃[在一标准大气压下，c水=4.2×103 J/(kg·℃)]。 答　小于　80 变式3 某实验小组在做熔化实验时，把质量相同的甲、乙两种物质，用相同的酒精灯从固态开始加热，加热时间都为 6 min，它们的温度随时间变化的图像如图所示。则甲　　　     ，乙　　　     (选填“是晶体”“是非晶体”、“无法判断”)。若在0~3 min内甲、 乙为固态，则甲、乙的比热容之比c甲∶c乙=　　　     。 答　是晶体　无法判断　2∶3 变式4 1千克20℃的水吸收4.2×105焦的热量后，它的温度在下列给出的四个温度中，最多有几个可能温度（　C　） ①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃ A．1 B．2 C．3 D．4 变式5 将质量为1kg的水从80℃降温至60℃，求： （1） 水放出的热量Q放； （2） 若放出的热量全部被质量为10kg的某物块吸收，求该物块升高的温度△t．[已知c物=0.5×103 J/(kg·℃)] 答：（1）8.4×104J； （2）16.8℃ 变式6 一个标准大气压下，质量为0.5kg、70℃的水吸收8.4×104J的热量后，水的温度升高了多少？水的温度是多少摄氏度？ 答： 理论值升高了40℃，因为标准大气压下水的沸点是100℃，所以温度升高了30℃； 1. 热平衡方程的应用 例 初温和质量都相同的铝块和水，放出相同的热量后，将铝块投入水中，则 （　D　） A．温度从铝块传给水 B．温度从水传给铝块 C．热量从铝块传给水 D．热量从水传给铝块 变式1 把质量为5000g的金属块加热到80℃，然后投进装有温度为20℃、质量为500g水的隔热容器中里，最后金属块和水的温度相同，都是30℃。求： （1）此过程中，水吸收的热量是多少？ （2）金属块的比热容是多少？ 答：（1）2.1×104J； （2）0.84×103J/（kg•℃） 变式2 如图所示，相同质量、初温均为80℃的水和煤油，将两个相同质量、初温均为20℃的铁块同时放入水和煤油中（已知c水＞c煤油），热平衡后，以下说法正确的是 （ B ） A．水降低的温度多 B．煤油降低的温度多 C．煤油放出热量多 D．两个铁块吸收热量相同 变式3 冬天即将来临，学校积极创造条件为学生供应开水。在这个过程中，若用锅炉将300kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了11.2kg的煤[c水=4.2×103J/（kg•℃），煤的热值为3×107J/kg]，则： （1）锅炉内300kg的水吸收的热量是多少？ （2）此锅炉的效率是多少？ （3）某同学从开水房打了3kg的100℃的开水，为了便于使用，他将这100℃的开水和质量为5kg的20℃的冷水混合，若不计混合过程的热损失，则混合后温水的温度为多少？ 答：（1）1.008×108J； （2）30%； （3）50℃。 1. 探究不同物质吸热升温的现象 例1 在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中： (1)在两个完全相同的烧杯中分别装入　　　     、初温都相同的水和煤油(选填“质量”或“体积”)。 (2)实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油　　 　     相同，然后比较　　　　      来完成探究实验。 (3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图所示，则　　　    的吸热能力更强，因此“暖手宝”中装的储热液具有的比热容　　　     (选填“较大”或“较小”)。   (4)由图像可得，煤油的比热容为　　　     J/(kg·℃)。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 答　(1)质量　(2)吸收的热量　升高的温度　(3)水　较大　(4)2.1×103 例2 如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置。取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的易拉罐中，用相同的装置加热。实验数据记录如下表： 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 甲 0 40 82 126 乙 0 18 40 64 (1)实验中，可以通过　　 　    (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多少。 (2)分析实验数据可知：当它们升高相同温度时，　　    (选填“甲”或“乙”，下同)液体需要吸收的热量更多；当它们吸收相同热量时，　　　    液体升温更高。 (3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂，　　　    液体冷却效果更好。 答　(1)加热时间　(2)甲　乙　(3)甲 变式1 在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据并绘制出如图所示的图像(不计热量损失)。 一些液体的比热容[J/(kg·℃)] 水 酒精 煤油 蓖麻油 4.2×103 2.4×103 2.1×103 1.8×103 (1)实验时，选用初温和　　　     均相等的甲、乙两种液体； (2)加热10 min，甲、乙两种液体吸收的热量Q甲　　　    Q乙(选填“>”“<”或“=”)，　　    液体的吸热能力强； (3)若已知乙液体是水，请通过查阅表格数据，结合已有知识判断甲液体最有可能是　 　　    。若已知烧杯中水的质量为1 kg，则甲液体在加热10 min过程中吸收的热量Q甲=　　 　     J。 答　(1)质量　(2)=　乙　(3)煤油　1.26×105 变式2 如图甲所示是“探究冰熔化时温度随加热时间变化”的图像。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，相同时间吸收的热量相同]分析图像可知： (1)冰的熔点是　　　    ℃，冰在熔化过程中的特点是吸收热量，温度　　　    。 (2)该物质在第6 min时的内能　　　    (大于/等于/小于)第8 min的内能。 (3)熔化后水和烧杯的总质量如图乙所示，其中空烧杯的质量是22.4 g，则水的质量是　　　    g，冰熔化过程中吸收的热量是　　　    J。 答　(1)0　不变　(2)小于　(3)50　1.68×104 J 第 1 页 共 11 页 学科网（北京）股份有限公司 $$