第三节 比热容（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦比热容概念及应用，通过海边沙子与海水温度差异的生活现象导入，结合数据分析和实验探究构建概念，衔接热传递等前序知识，搭建学习支架。 特色在于生活化导入激发兴趣，实验探究强化控制变量法培养科学思维，结合中考真题巩固应用，配套《比热容在生活中的应用》视频辅助理解。助力学生提升科学探究能力和知识应用能力，为教师提供实用教学方案与反思指导。

第3节 比热容（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第3节 比热容 教学 目标 物理观念 深入理解比热容的概念，清晰知晓比热容是物质的一种固有属性，明确不同物质比热容一般不同，同种物质状态不同比热容也不同。 科学思维 通过对比热容相关探究实验的设计与实施，深度理解并熟练运用控制变量法，如在探究不同物质吸热能力时，控制质量、加热时间等因素 。 科学探究 学会根据实验目的，科学合理地提出问题、作出假设，设计严谨的实验方案，选择合适的实验材料和仪器设备，如在探究实验中选择水和煤油作为研究对象。 科学态度 与责任 深刻认识到物理知识与生活、生产以及自然环境的紧密联系，了解比热容在气候调节、能源利用等方面的重要应用，增强关注自然、关心社会、服务人类的责任感，积极运用所学物理知识为解决实际问题贡献自己的智慧和力量。 教材 分析 比热容是用来表示物质特性的物理量。从分析物理事实到抽象出这个概念，再提升到理解这个概念的内涵，对学生思维能力的要求是很高的。做好实验和做好对实验数据的分析很重要。比热容的单位是由三个物理量的单位复合而成，在应用时也给学生带来一定的困难，所以这一概念的教学难度是比较大的。 本节内容由“比热容”和“水的比热容大的应用”。比热容的概念和应用、与比热容相关计算都是这节课的重点，比热容概念的建立是这节课的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生已学过物态变化，知道一些热传递现象，具有一定的热学基础知识。但对于比热容这一较为抽象的概念还比较陌生。 2. 思维能力分析：学生已具备一定的观察实验现象，自主分析实验数据的能力，对利用控制变量法进行科学探究的过程较为熟悉，但在实验方案的设计和实验器材的选取上受到一定限制，因此要在对学生引导的同时启发学生思考。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对身边的物理现象充满好奇心，喜欢通过实验和探究学习新知识，但在理解抽象概念时可能会遇到困难。不同学习风格的学生，有的擅长动手实验，有的偏好理论推导，需要兼顾不同学习需求。 教学 重点 透彻理解比热容概念的本质内涵，克服由于概念抽象而带来的理解困难，尤其是理解比热容如何反映物质的吸热或放热能力。 教学 难点 比热容概念的建立。熟练运用比热容知识解释生活、自然和生产中的各种相关现象，如解释为什么沿海地区昼夜温差小，而内陆地区昼夜温差大。 教学 器材 多媒体课件（包含相关动画、视频）、相同规格的电加热器、温度计、质量相同的水和食用油、天平、秒表、搅拌棒。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 假期到海边旅行的时候我发现一个有趣的现象：白天，我们在沙滩上玩耍时，脚下的沙子热得发烫，可海水却依旧清凉；到了夜晚，沙子很快就凉了下来，海水却还是暖暖的。 【回答】白天海水凉，沙滩烫脚。傍晚沙滩凉，海水却还暖暖的。 【追问】同样的太阳照射下，为什么沙子和水的温度不同？这与物质的吸（放）热能力有关。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、比热容 【通过数据分析，引入比热容的概念】 我们看看通过精确实验获得的两组实验数据： 1kg的水，温度升高1℃，需要吸收4.2×103J的热量。 3kg的煤油，温度升高2℃，需要吸收12.6×103J的热量。 水与煤油，哪一种物质吸热的能力更强？你能否比较？ 【师生分析】我们只需计算出1kg煤油温度升高1℃时吸收的热量，再与1kg的水温度升高1℃时吸收4.2×103J的热量进行比较即可。计算方法： =2.1×103J /（ kg·℃） 即： 1. 比热容 （1）引入比热容的意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 （2）定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。 （3）定义式： c= Q表示物质吸收的热量，单位是焦耳（J） m表示物体的质量，单位是千克（kg） Δt表示升高（或降低）的温度，单位是摄氏度（℃） 吸热时Δt =t末温- t0 放热时Δt=t0-t末温 c表示物质的比热容，单位是焦/（千克·℃），符号：J/(kg·℃) （4）实验证明： 单位质量的某种物质，温度降低1°C所放出的热量，与它温度升高1°C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 （5）比热容的物理意义：例如，水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）。表示的物理意义：1kg水温度升高或降低1℃时吸收或放出的热量是4.2×103J。 （6）一些物质的比热容 【提问】分析物质的比热容表，回答问题： ①不同种物质的比热容是否相同？ ②同种物质在不同状态时，比热容值是否不同。 ③在表中一些物质的比热容中，比热容最大的是哪种物质？ 【归纳】①不同种物质，比热容值一般不同。 ②同种物质在不同状态时，比热容值不同。例如，水的比热容与冰的比热容不同。 ③水的比热容最大。 【例题1】（2024秋•北京东城区月考）从“比热”概念出发，下列叙述正确的是（　　） A．比热是物质的特性之一，它是反映物质吸热（或放热）本领大小的物理量 B．比热大的物体能把热量传给比热小的物体 C．只要提高某种物质的比热，必须给这个物体加热 D．物质的质量越大，它的比热也越大 【答案】A 【解析】A 比热是物质的特性之一，是比较物体吸收或放出热量本领大小的物理量。此说法正确； B 发生热传递的条件是存在温度差，热量的传递与物体比热大小无关。此说法错误； C 物质种类和状态确定，比热一定，改变温度不能改变比热。此说法错误； D 物质种类和状态确定，比热一定，比热与物体质量大小无关。此说法错误。故选：A。 【例题2】（2024秋•北京西城区期末）小明根据上表提供的几种物质的比热容得出以下四个结论，其中正确的是（　　） 物质比热容c/[J•（kg•℃）﹣1] 水4.2×103 冰2.1×103 酒精2.4×103 沙石0.92×103 煤油2.1×103 铝0.88×103 水银0.14×103 铜0.39×103 A．固体的比热容一定小于液体的比热容 B．初温相等的水银和沙石，吸收相等的热量后，水银的末温一定比沙石的末温高 C．100g酒精用去一半后，其比热容变为1.2×103J/（kg•℃） D．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块比铜块吸收的热量多 【答案】D 【解析】A、液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰比水银的比热容大，故A错误； B、初温相等的水银和砂石，吸收相等的热量后，由于水银和砂石的质量未知，所以温度变化不确定，故B错误； C、比热容与物质种类有关，同种物质，状态不变时，比热容不会发生变化，酒精用去一半，剩下的比热容不变，故C错误； D、质量相等的铝和铜，升高相同的温度，因为铝的比热容大于铜的比热容，根据吸热公式Q＝cmΔt知，铝吸收的热量多，故D正确。故选：D。 思考问题，引出比热容的概念。 通过数学知识推导并建立比热容的概念。 理解掌握比热容的物理意义、定义、单位、数学表达式，知道比热容是物质的特性。 阅读课本第11-12页，查看比热容表格，回答3个问题。 做例题1并进行展示，知道比热容的概念及其应用。 做例题2并进行展示，会看物质的比热容表格，分析解释有关问题。 学习新课 二、水的比热容的特点及其应用 1. 运用比热容知识解释有关现象 （1）生物体内水的比例为何很高？ 【分析】根据Δt=Q /cm进行分析。质量相同的不同物质，当吸收或放出同样的热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有较强的作用。从表中可以看出，水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。 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严重损害。 （2）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？ 【分析】水的比热容是沙子的4倍多。质量相同的水和沙子，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙子小得多。 2. 水的比热容比较大的应用 （1）分析水的比热容比较大的意义 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 （2）水的比热容比较大的应用：取暖、降温、调节气温。 【师生共同分析实例】 ①用水取暖。冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？ ②用水冷却。汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处? ③用水调节气温。为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 【播放视频】——《比热容在生活中的应用》 【例题3】（2024秋•北京海淀区期中）在标准大气压下，一个质量为200g烧红的铁钉，温度为600℃，若它的温度降低到100℃，释放热量为 　 　 J；若这些热量全部用于加热100g52℃的水，则水温将升高 　 　 ℃。（已知铁的比热容为0.42×103J/（kg•℃），水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）） 【答案】4.2×104；48。 【解析】铁钉释放的热量：； 根据题意可知，水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×104J， 由Q吸＝cmΔt可知，水升高的温度：， 此时水可能的末温t＝Δt水+t0＝100℃+52℃＝152℃， 一个标准大气压下，水的沸点为100℃，而且水沸腾时，继续吸热，温度保持不变，故水升高的温度：Δt＝100℃﹣52℃＝48℃。 通过讨论回答，会运用比热容知识解释2个典型现象，加深对比热容的理解。 知道水的比热容比较大的应用。可以列举生活中的实例。 拓展实验可实现数据采集、处理、分析和图像绘制同时进行。克服了传统实验测量不够准确，数据分析处理所需大量时间的缺点，节省课程时间，提高了教学效率。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（2025•黑龙江）下列实例中与水的比热容有关的是（　　） A．北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂 B．沿海地区的昼夜气温差比内陆地区小 C．天热时在地面上撒水是为了降低室内温度 D．刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些 【答案】B 【解析】A、北方冬天气温较低，户外的水管容易冻裂，是因为水结冰（凝固）时，质量不变、密度变小、体积变大，与水的比热容较大无关，故A错误； B、内陆地区沙子多水少，沙子的比热容比水小，白天在太阳的照射下，受热情况相同时，沙子的温度上升比水快，而晚上在同样的放热情况下，沙子的温度下降得也快，所以内陆地区的昼夜气温差比沿海地区大，与水的比热容较大有关，故B正确； C、天热时在地面上撒水是通过水蒸发吸热来降低室内温度，与水的比热容较大无关，故C错误； D、刚洗的衣服放在通风的环境中会干得快些，是由于加快了衣服表面的空气流动而加快蒸发，与水的比热容较大无关，故D错误。故选：B。 2．（2024•湖北武汉）下列事例中，与“水的比热容较大”这个特性无关的是（　　） A．汽车发动机用水作冷却剂 B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷 C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，适于居住 D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度 【答案】B 【解析】A、因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以用水冷却汽车发动机，故A不符合题意； B、游泳之后从水中出来，风一吹感觉特别冷，是由于身体表面的水汽化吸热，与“水的比热容较大”这个特性无关，故B符合题意； C、因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，由此使得海边昼夜温差小，故C不符合题意； D、因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度少，所以生物体内水的比例高，有助于调节自身的温度，故D不符合题意。故选：B。 3．（2025秋•北京西城区月考）将质量和初温相等的铁块和铝块（c铝＞c铁）浸没在沸腾的水中加热相当长的时间后，比较铁块和铝块吸收热量和升高温度的多少，则（　　） A．两者吸收的热量相等 B．铁块吸收的热量少 C．铁块升高的温度多 D．铝块升高的温度多 【答案】B 【解析】CD、将铁块和铝块放在沸水中煮到温度不再升高，二者的末温相同，由于初温度相同，所以铝块和铁块升高的温度相同，故CD错误， AB、因为铝的比热容比铁的比热容大，在铁块和铝块的初温和末温、质量都相同时，由Q吸＝cmΔt可以知道，比热容大的吸收的热量多，因此铝块比铁块吸收的热量多，故A错误，B正确。 故选：B。 4．（2024秋•北京朝阳区月考）夏季在海边，由于水和砂石的比热容不同，常能够形成海风或者陆风。海风指从海上吹向陆地的风，反之为陆风。如图是某地空气流动情况，据此判断此时为（　　） A．白天，形成的是海风 B．晚上，形成的是海风 C．白天，形成的是陆风 D．晚上，形成的是陆风 【答案】A 【解析】由图知，陆地上方的空气上升，而海面上方的空气下沉，这是因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度上升少；陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，海面上方冷空气就会来补充，于是冷空气沿海面吹向陆地，所以可知此时是白天，故A正确。 故选：A。 5．（2025秋•北京西城区月考）小明随爸爸在烈日当空的河边玩耍，他发现脚踩在沙子上很烫，而踩在河水里却凉凉的，这是因为水的比热容较大，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），它表示的意思是（　　） A．1kg的水吸收的热量是4.2×103J B．质量为1kg的水，温度升高到1℃时，吸收4.2×103J的热量 C．水每升高1℃吸收的热量为4.2×103J/（kg•℃） D．质量为1kg的水温度降低1℃，放出的热量是4.2×103J 【答案】D 【解析】根据比热容的概念，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），它表示的物理含义是：1kg水温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是4.2×103J．故ABC的说法都是错误的，D的说法是正确的。故选：D。 物质 比热容c/【J/(kg·°C)】 水 4.2×103 煤油 2.1×103 砂石 约0.92×103 6. 依据表格中的数据，下列说法正确的是（ ） A．一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容变小 B．水和砂石放出相等热量，水的温度降低得较多 C．水的比热容表示水的温度升高1°C吸收的热量是4.2×103J D．质量相等的水和煤油，吸收相等热量，煤油温度升高得较多 【答案】D 【详解】A．比热容是物质特有的一种物理属性，只跟物质的种类、状态有关，所以一杯水倒出一半，杯内剩余水的比热容不变，故A错误； B．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石放出相等热量，由于沙石的比热容比水小，则沙石的温度降低得较多，故B错误； C．水的比热容表示的是1kg的水温度升高（或降低）1°C时吸收（或放出）的热量是4.2×103J，故C错误； D．根据Q=cmΔt可知，相同质量的水和煤油吸收相等热量，由于煤油的比热容比水小，则沙石的温度升高得较多，故D正确。故选D。 7．（2024•北京延庆区一模）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体比热容 B．乙液体的比热容大于甲液体比热容 C．升高相同的温度，甲液体的加热时间比较长 D．加热相同的时间，甲液体升高的温度小于乙液体 【答案】B 【解析】AB、根据Q吸＝cmΔt可知，在质量相等、初温相同、吸热也相同的情况下，谁的温度升高得多，它的比热容就小，由图可知在其它条件相同时，甲液体升高的温度较高，所以甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故A错误、B正确； C、由图象可以看出，升高相同的温度，乙的加热时间长，乙吸收的热量多，故C错误； D、由图象可以看出，当加热时间相同时，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，故D错误。故选：B。 8．（2025•北京海淀区开学）下表是一些物质的比热容。依据表格中的数据，下列说法正确的是（　　） 物质 比热容c/[J/（kg•℃）] 物质 比热容c/[J/（kg•℃）] 水 4.2×103 沙石 约0.92×103 酒精 2.4×103 铝 0.88×103 冰 2.1×103 铜 0.39×103 A．同种物质的比热容一定相同 B．一瓶酒精倒出一半，瓶内剩余酒精的比热容变为1.2×103J/（kg•℃） C．水和沙石升高相同的温度，水需要吸收的热量更多 D．质量相等的铝块和铜块，放出相等热量，铜块的温度变化大 【答案】D 【解析】A、同种物质的比热容不一定相同，如水和冰，故A错误；B．比热容与物质的质量无关，一瓶酒精倒出一半后，酒精的种类和状态没有改变，其比热容也不会改变，仍为2.4×103J/（kg•℃），故B错误； C．根据热量计算公式Q＝cmΔt，当物质升高的温度Δt相同时，吸收的热量Q与物质的比热容c和质量m有关，从表格数据可知水的比热容远大于沙石的比热容，在实际情况中，若水和沙石的质量相同，那么水升高相同温度时需要吸收的热量更多，但在没有确定质量相同的情况下，无法判断谁吸收的热量更多，故C错误； D．根据热量计算公式Q＝cmΔt 变形可得，当铝块和铜块的质量m相等，且放出的热量Q相等时，温度变化Δt与比热容c成反比，从表格中可知铜的比热容小于铝的比热容，所以铜块的温度变化更大，故D正确。故选D。 9．（2025秋•北京西城区月考）某固态物体的质量为m，其物质的比热容为c，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），到t3时刻停止加热，然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度，最后绘制出温度随时间变化的图像（如图）。下列说法正确的是（　　） A．在0～t2时间段，该物体吸收的热量为cm（T2﹣T1） B．在t2～t4时间段，该物质的比热容先增大后减小 C．在t4～t5时间段，该物体放出的热量为 D．该物质在t5～t6时间段的比热容等于在0～t1时间段的比热容 【答案】D 【解析】结合图像，对选项逐个分析： A、0﹣t1时间内，物质吸收的热量可以用公式cm△t来求解，但是t1～t2处于熔化阶段，温度不变、持续吸热，故不可以用该公式求解，故A选项错误； B、t2～t4时间段内，物质均处于液态，比热容不变，故B选项错误； C、在0～t1时间段，所用时间为t1，温度从T1升高到T2，则该物体吸收的热量为Q吸1＝cm（T2﹣T1），由题知，用稳定的热源对它加热（物体在相同时间内吸收的热量相等），则单位时间内物体吸收的热量：Q吸2， 分析图像可知，该物质为晶体，在t1～t2时间段，物质处于熔化过程中，所用时间为t2﹣t1，则该晶体在熔化过程中吸收的热量：Q熔化吸（t2﹣t1）， 分析图像可知，该晶体在t4～t5时间段处于凝固过程中，对一定质量的晶体来说，凝固时放出的热量与熔化时吸收的热量相等，在t4～t5时间段，该物体放出的热量为：Q凝固放＝Q熔化吸，故C选项错误； D、物质在t5～t6和0﹣t1时间段内，均处于固态，因此比热容相等，故D选项正确。故选：D。 10. （2025•江苏宿迁）将质量均为100g的沙子和水分别放在两个相同瓷盘中，初始温度相同，用同一热源加热相同时间，　 　 升温快，这是因为 　 　 ；实验中测得，水的温度升高了20℃，吸收的热量为 　 　 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【解析】（1）如果加热相同的时间，吸收相同的热量，质量相同的沙子和水，由于沙子的比热容小于水的比热容，所以沙子升高的温度更高； （2）水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×20℃＝8.4×103J。 板 书 设 计 第3节 比热容 一、比热容 ①影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类。 ②物理意义：用来比较物质吸热能力的物理量。 ③定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。 ④公式： c = ⑤单位：J/（kg·℃） ⑥比热容是反映物质自身性质的物理量。不同物质，比热容一般不同。 吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt 放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt 二、比热容的应用——解释现象 1. 质量相等的物体，吸收相同的热量，比热容大的物体，温度变化小。 2. 沙漠地区为什么昼夜温差大？ 白天，沙石吸收很多热量，由于它的比热容较小，所以沙石的温度上升很多，沙漠周围的气温上升很多。 白天，沙漠的气温很高。 晚上，沙石放出很多热量，由于它的比热容较小，所以沙石的温度下降很多，沙漠周围的气温下降很多。 晚上，沙漠的气温很低。 课 堂 小 结 第3节 比热容 作 业 教 学 反 思 在本次教学中，通过生活场景导入成功激发了学生兴趣，实验探究环节学生参与度较高，但在实验过程中，部分学生对控制变量法和转换法的理解不够深入，导致实验操作出现一些小问题。在讲解比热容概念时，虽然采用了类比等方法，但部分学生对其作为物质特性的理解仍存在困难。在今后教学中，对于实验方法的讲解应更加细致，通过更多实例帮助学生理解比热容概念，同时加强对学生实验操作的指导。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $