12.3 物质的比热容-2025-2026学年沪粤版(2024)九年级上册物理

第十二章 内能与热机 12.3 物质的比热容 1 12.3 物质的比热容 新知预习 导学 2 知识梳理 1.探究不同物质的吸热或放热性能 （1）实验设计：①物质吸收的热量不容易测量，可认为同一热源放出 的热量被物质完全吸收，则可将物质吸收热量的多少转换成加热______ （转换法）。②控制不同物质的质量相同，通过加热相同时间，比较它 们____________（控制变量法）。 时间 升高的温度 （2）结论：质量相等的不同种物质，在升高相同的温度时，吸收的热 量一般是________的。 不相等 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 3 2.比热容 （1）概念：在物理学中，用________表示物质的吸热、放热性能，比 热容的大小在数值上等于_____的某种物质，温度升高（或降低）_____ 所吸收（或放出）的热量。 比热容 （2）计算公式： 。 （3）国际单位：__________（用符号表示）。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 4 （4）水的比热容 ①水的比热容比较大，即质量相同的水和其他物质相比，在吸收或 放出相同热量的情况下，水的温度变化较____（选填“大”或“小”）。 ②应用：汽车发动机、发电机等机器在工作时要发热，通常要用循 环流动的水来冷却。 小 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 5 3.热量的计算 （1）热量计算的一般式为表示温度的变化量 。 （2）当物质的温度升高时，它吸收热量的计算公式为 ____________；当物质的温度降低时，它放出热量的计算公式为 ____________。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 6 问题导思 1.根据比热容的定义式 ，能否认为“比热容与吸收的热量成正比， 与质量、升高的温度成反比”？ 答：不能，比热容是描述物质吸热、放热性能的物理量，与物质种类和 物态有关，与吸收的热量、质量、升高的温度都无关。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 7 2.水稻是喜温作物，在每年三、四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常 常在秧田里灌一些水过夜；第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉。 为什么三、四月份傍晚时要往秧田里灌水？ 答：三、四月份昼夜温差大，夜晚气温降低，在稻田里灌些水，是因为 水的比热容较大，质量相同的水和泥土放出相同的热量时，水的温度下 降较小，从而使水稻的温度不至于太低而被冻坏。白天气温升高，再把 秧田里的水放掉，是因为泥土的比热容较小，质量相同的水和泥土吸收 相同的热量时，泥土的温度升高较大，有利于秧苗生长。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 8 12.3 物质的比热容 重点直击 导析 9 典例精析 知识点1 探究不同物质的吸热、放热性能 图12-3-1 例1 为了比较水和砂石的吸热性能， 同学们用如图12-3-1所示的器材进 行实验。实验准备了质量和初温都 相等的水和砂石，用同一盏酒精灯 对它们分别加热，观察它们温度升 高的情况。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 10 图12-3-1 （1）实验前准备了酒精灯、规格相 同的烧杯、砂石、水、搅拌棒、铁架 台、石棉网、温度计、停表。除此之 外，还需要的测量工具是______。 天平 【解析】比较不同物质的吸热性能 时，要控制不同物质的质量相同， 故还需要天平测量物质的质量。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 11 图12-3-1 （2）加热过程中，用搅拌棒搅动的 目的是使被加热的物质__________。 均匀受热 【解析】加热过程中，用搅拌棒不停 地搅动水和砂石，使它们均匀受热。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 12 图12-3-1 （3）水和砂石吸收的热量多少是通 过__________（选填“温度计的示数” 或“加热时间”）来反映的。 加热时间 【解析】实验中用同一盏酒精灯加 热，则砂石和水在相同的时间内吸 收的热量相等，所以可以利用加热 时间的长短来反映物体吸收热量的多少。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 13 （4）实验中每隔 记录一次温度，记录的数据如下表所示。由表中 数据可以得到结论：质量相等的砂石和水吸收相同的热量，______的温 度上升更多。在此基础上分析可知，质量相等的砂石和水，升高相同的 温度，____吸收的热量更多，从而说明它的吸热性能更强。 加热时间/ 0 1 2 3 4 砂石的温度/ 20 29 37 45 52 水的温度/ 20 22 24 26 28 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 14 【解析】由表中数据可知，加热相同的时间（即砂石和水吸收相同的热 量），砂石上升的温度比水更多。可见，当质量相等的砂石和水升高相 同的温度时，水需要加热的时间更长，说明水吸收的热量更多，即水的 吸热性能更强。 加热时间/ 0 1 2 3 4 砂石的温度/ 20 29 37 45 52 水的温度/ 20 22 24 26 28 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 15 （4）实验中每隔 记录一次温度，记录的数据如下表所示。由表中 数据可以得到结论：质量相等的砂石和水吸收相同的热量，______的温 度上升更多。在此基础上分析可知，质量相等的砂石和水，升高相同的 温度，____吸收的热量更多，从而说明它的吸热性能更强。 加热时间/ 0 1 2 3 4 砂石的温度/ 20 29 37 45 52 水的温度/ 20 22 24 26 28 砂石 水 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 16 小锦囊 比较不同物质吸热性能的两种方法： ①相同热源使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同时间）， 比较温度的变化，温度变化小的物质吸热性能强。 ②相同热源使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量 （即比较加热时间），加热时间长的物质吸热性能强。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 17 针对训练 1.在广西桂林举办“会仙板鸭节”之际，小红实地参观某板鸭晾晒场，发 现晾晒区的地面上铺了厚厚的一层砂石。技术人员告诉她，沙石比土壤 更易增大昼夜间的温度差，有利于制作板鸭。于是小红收集了该处的砂 石和土壤，用于探究它们的吸热、放热性能。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 18 （1）小红组装如图12-3-2甲所示装置进行探究，在固定夹子 的高度时， ______（选填“需要”或“不需要”）点燃酒精灯。 需要 图12-3-2 【解析】实验过程中要用酒精灯外焰加热，调节 的高度时，需要点燃 酒精灯。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 19 （2）实验中小红应用相同的酒精灯 分别给初温相同且______相等的砂 石和土壤加热。 质量 【解析】根据控制变量法可知，比 较不同物质的吸热性能时，要控制 不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的砂 石和土壤。 图12-3-2 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 20 图12-3-2 （3）根据实验数据，小红绘制了如 图12-3-2乙所示砂石和土壤的温度 随加热时间的变化关系图像。通过 比较____________（选填“升高的温 度”或“加热的时间”）来比较砂石和 土壤吸收热量的多少。 加热的时间 【解析】选用相同的酒精灯加热，其目的是使砂石和土壤在相同时间内 吸收的热量相同，则实验中是通过比较加热时间来间接反映砂石和土壤 所吸收的热量。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 21 （4）分析图像可知______（选填“砂石”或“土壤”）的吸热性能较强。 土壤 图12-3-2 【解析】由图像可知，在升高相同温度时，土壤所需的加热时间更长， 即需吸收更多的热量，所以土壤的吸热能力较强。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 22 知识点2 比热容及其应用 例2 下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是 ( )。 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/ A.不同物质的比热容一定不同 B.物质的物态发生变化，比热容不变 C.质量相等的铝和铜，升高相同的温度，铜吸收的热量更多 D.质量相等的水和煤油，吸收相同的热量，水升高的温度是煤油升高的 温度的一半 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 23 【解析】由表中数据可知，不同物质的比热容一般不同，但也有一些物 质的比热容相同，如煤油和冰，故A错误。水和冰是同一物质的两种不 同状态，由表中数据可知它们的比热容不同，说明比热容与物质的状态 有关，故B错误。由表中数据可知，铝的比热容大于铜的比热容，当质 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/ 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 24 量相等的铝和铜升高相同的温度时，根据 可知铝吸收的热量 更多，故C错误。由表中数据可知，水的比热容为煤油的比热容的2倍， 由可得 ，在质量相等、吸收相同的热量时，水升高 的温度是煤油升高的温度的一半，故D正确。 【答案】D 物质 水 煤油 冰 铝 铜 比热容/ 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 25 小锦囊 对比热容的理解： ①比热容是物质的一种特性，它只与物质种类和物质所处的物态有 关。对物态相同的同种物质来说，无论其质量大小、吸热或放热多 少、温度变化多少，其比热容是相同的。 ②由 可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量时，比 热容小的物质温度升高较大；升高相同的温度时，比热容大的物质吸 收热量较多。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 26 针对训练 2.用相同规格的酒精灯同时加热质量相同的水和食用油，水升温较慢， 原因是( )。 C A.水的密度较大 B.水的沸点较低 C.水的比热容较大 D.水含有的热量较多 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 27 图12-3-3 3.［传统文化］ 南宋诗人陆游在《老 学庵笔记》记载：“书灯勿用铜盏，惟 瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏，注水于唇 窍中，可省油之半。”如图12-3-3甲所示 的省油灯，瓷盏比铜盏省油是因为陶瓷 的比热容大于铜的比热容，它们从相同 陶瓷 铜 大小的火焰吸收相同的热量时，______（选填“陶瓷”或“铜”）升高的温 度比较小，使盏和油的温度不会太高，从而减慢了油的蒸发。图12-3-3 乙中 图线表示____（选填“陶瓷”或“铜”）的关系图线。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 28 知识点3 比热容和热量的综合计算 例3 工匠用钢铁打制刀具时，有一个重要流程叫“淬火”，把刚打制成型 的刀具放到火炉中充分煅烧，然后将其迅速放入水中骤冷。现有一把成 型的合金钢刀具，它的质量为,温度为，放入 的炉火中煅 烧足够长时间，迅速取出放入、 的水中冷却，使水的温度最终 升高到。不计热量损失，水的比热容为 ，求： 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 29 （1）水吸收的热量； 分析 由 可求出水吸收的热量。 解：水吸收的热量为 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 30 （2）该合金钢的比热容。 分析 不计热量损失，则此刀具放出的热量等于水吸收的热量，由 可求出合金刚的比热容。 解：不计热量损失，刀具放入水中放出的热量等于水吸收的热量，即 ，且刀具与水的末温相同，则该合金钢的比热容为 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 31 小锦囊 计算比热容和热量的注意事项： ①明确题目中温度的表述，即“升高（或降低）到 ”表示末温 ；“升高（或降低）了”表示温度的变化量 。 ②液体沸腾时温度不变，液体的末温达到沸点后不会继续升高。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 32 针对训练 4.“木桶鱼”的制作过程是在木桶里放入高温的鹅卵石，再加入鱼和调制 好的汤，鹅卵石放热使汤沸腾，完成烹饪。在制作过程中，鱼的内能是 通过________的方式增大的。质量为、初温为 的鹅卵石放出 了__________的热量后，最终鹅卵石的温度是 。 热传递 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 33 12.3 物质的比热容 素养达标 导练 34 基础巩固 1.在劳动实践课上制作糖炒栗子时，为了让温度上升较快，一般会在锅 中加入砂石，这是因为砂石的( )。 B A.隔热性强 B.比热容小 C.熔点高 D.密度大 2.生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变 化太快对生物体造成损害。这主要是因为水的( )。 D A.密度大 B.凝固点较低 C.沸点较高 D.比热容较大 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 35 3.周末下厨的小红发现，用燃气灶（相同火力）加热质量和初温均相同 的水和食用油时，食用油的温度总是升高得较快。这是因为( )。 B A.水的比热容小，吸热后温度升高得快 B.食用油的比热容小，吸热后温度升高得快 C.在相同的时间内，水吸收的热量较多 D.在相同的时间内，食用油吸收的热量较多 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 36 4.水的比热容较大这一特点，在日常生活中有着广泛的应用。下列事例 中与这一特点无关的是( )。 A A.炎热的夏天为降低室温向地面洒水 B.冬天让热水流过散热器取暖 C.汽车的发动机用循环流动的水来冷却 D.在城市建设中，通过建造人工湖来减少热岛效应 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 37 图12-3-4 5.［科技应用］ “胶囊胃镜”（图12-3-4）是一种磁控 微型机器人，重 ，患者吞服后15分钟即可完成 胃部检查。“胶囊胃镜”的质量为___ ,胶囊材料的比热 容为 ，“胶囊胃镜”进入胃部后，温 度从上升到，该过程中胶囊材料吸收_____ 的热量。 g 取 5 120 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 38 6.为了尽快散热，通常在电脑中央处理器上安装金属散热器（图12-3-5）。 散热器的最好材料应是下表中的_______。用该材料制成的散热器质量是 ,某电脑中央处理器正常工作的一段时间内产生了 的热量， 若这些热量全部被该散热器吸收，则可使其温度升高____ 。 铝 10 图12-3-5 物质 比热容 铝 铁 锌 铅 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 39 能力提升 图12-3-6 7.用供热稳定的热源给一个晶体均匀加 热，根据数据绘制出其温度随时间变化 的关系图像（图12-3-6），那么该物体 固态时的比热容与液态时的比热容之比 是( )。 A. B. C. D. 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 40 图12-3-6 【解析】由题图可知，质量不变的物体 在段为固态，在 段为液态，物体 在段温度升高了，在 段温度 升高了，段加热时间是 段加 热时间的2倍，则升高的温度之比 ，吸收的热量之比 ，由 可知，该物体 固态时的比热容与液态时的比热容之比 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 41 为 。 【答案】D 图12-3-6 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 8.在“探究不同物质的吸热性能”的实验中，加热质量相同的水和煤油， 使它们升高相同的温度，再比较它们吸收热量的多少，观察这两种物质 的吸热情况是否存在差异。 （1）如图12-3-7所示，实验中选用两个相同规格的电加热器加热物质， 目的是使水和煤油在相同的加热时间内________________。 吸收的热量相同 图12-3-7 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 43 （2）根据实验数据，小明作出了水和煤 油的温度随时间变化的图像（图12-3-8）， 分析图像可知，水的温度随时间变化的 图线是___（选填“ ”或“ ”），煤油的比 热容为__________。 水的比热 容为 图12-3-8 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 44 图12-3-8 【解析】由题图可知，取升高相同的温 度， 加热的 时间是，加热的时间是 ，则 的比热容大于 的比热容，故水的温度 随时间变化的图线是 。升高相同的温 度时，加热的时间是的2倍，即 吸收 的热量是的2倍，由 可知，在质量、升高温度相 同的情况下，吸收的热量与比热容成正比，即 。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 45 （2）根据实验数据，小明作出了水和煤 油的温度随时间变化的图像（图12-3-8）， 分析图像可知，水的温度随时间变化的 图线是___（选填“ ”或“ ”），煤油的比 热容为__________。 水的比热 容为 图12-3-8 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 46 （3）在相同条件下用相同的电加热器分别给水和煤油加热，要使水和 煤油升高相同的温度，对____（选填“水”或“煤油”）加热的时间更长。 水 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 47 图12-3-9 9.由于天气寒冷，吃早饭时小明要用热水加热 牛奶，如图12-3-9所示。要使这瓶牛奶的温 度由最终升高到 ，水的比热容为 ，牛奶的比热容为 ，不计热量损失。 （1）牛奶需要吸收多少热量？ 解：牛奶吸收的热量为 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 48 图12-3-9 （2）至少需要 的热水多少千克？ 解：不计热量损失，则 ， 由可得需要 的热水的质量为 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 49 综合拓展 10.“米线”是一种特色美食。端上餐桌的有：一碗热汤，上面浮着一层油； 一碟切成薄片的鲜肉；一碗已煮熟的米线。食客先把肉片放进汤内，稍 候再加入米线。现有以下资料：汤的初温为 ，比热容为 ；肉片的质量为,初温为 ，比热容为 。为保证食品安全，肉片必须至少在大于 的汤 中浸泡,在这时间内，由于向外界散热整体温度将下降 。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 50 （1）碗中油层的作用是什么？ 解：碗中油的密度比水小且不易蒸发，漂浮在水的表面上，使水的蒸发表 面积减小，从而减少了因水的蒸发而带走的热量，使汤的温度不易降低。 （2）的肉片温度升高 时，吸收的热量是多少？ 解：的肉片温度升高 时，肉片吸收的热量为 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 51 （3）为实现上述的温度要求，碗中汤的质量至少是多少？（不计肉片、 汤混合时的热量损失，忽略肉片、汤热平衡所需时间） 解：因为肉片必须至少在大于的汤中浸泡,肉和汤在这 时间内向外界散热，整体温度将下降 ，所以肉和汤混合后的温度至 少为 。把肉片放进汤里，肉片的温度升高，吸 收热量，汤的温度降低，放出热量，不计肉片、汤混合时的热量损失， 则有，由可得 ，即 解得 。 新知预习 导学 重点直击 导析 素养达标 导练 52 $