12.3 物质的比热容（导学案）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理导学案围绕“物质的比热容”展开，核心知识点包括比热容概念、热量计算公式及探究不同物质吸热能力的实验。课堂导入通过海边沙子与海水昼夜温差现象提问，引导学生思考物质吸热本领差异，搭建从生活现象到物理概念的学习支架，衔接热现象相关知识。 资料特色在于注重科学探究与科学思维培养，通过控制变量法和转换法设计实验，结合生活实例（沿海内陆温差、冷却剂）帮助学生构建物理观念。例题与课堂练习分层设计，兼顾基础与应用，便于学生自主学习和教师教学评估，有效提升学生解释自然现象的能力。

第3节 物质的比热容 （导学案） 【学习目标】 1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2.尝试用比热容解释简单的自然现象（如沿海与内陆温差、冷却剂等）。 3.能根据比热容的定义式推导热量计算公式 ，并进行简单计算。 4.经历探究“不同物质吸热升温快慢”的过程，体会控制变量法和转换法的应用。 【学习重点】 比热容的概念及其物理意义。 利用公式 进行热量计算。 【学习难点】 理解比热容是物质本身的属性，与质量、温度变化、吸放热多少无关。 灵活运用比热容知识解释生活中的热现象。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1.探究实验回顾： 在探究“不同物质吸热升温的快慢”实验中： 我们选取了 水 和 煤油 两种物质。 为了保证实验公平，需要控制它们的 质量 相同，使用的加热器规格 相同 （选填“相同”或“不同”）。 实验中，通过比较 加热时间 来反映物质吸收热量的多少（转换法）。 结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 不同 （选填“相同”或“不同”）。 2.比热容的定义： 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，叫做这种物质的比热容。 符号： c 单位： J/(kg·℃) ，读作： _焦每千克摄氏度 。 水的比热容： 。 物理意义：1kg 的水温度升高（或降低）1℃ 所吸收（或放出）的热量是 J。 3.比热容的特性： 比热容是物质的一种 属性 。 它只与物质的 种类 和 状态 有关，与物体的质量、体积、温度高低、吸放热多少 无关 （选填“有关”或“无关”）。 4.热量计算公式： 吸热公式： ______ 放热公式： ______ 【课堂探究】 探究一、比较不同物质的吸热能力 1.提出问题 中午在海边，沙子很烫而海水很凉；晚上沙子变凉了，海水却还比较温暖。这是为什么？难道不同物质吸热或放热的本领不同吗？ 2.实验设计（控制变量法） 方案 A：取质量相同的水和食用油，升高相同的温度，比较加热时间（即吸收的热量）。 方案 B：取质量相同的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相同的热量），比较升高的温度。 3.实验现象与分析 若采用方案 B：加热相同时间，发现食用油的温度升得比水 快 （快/慢）。 推理：这说明质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，水的温度变化小。反之，若要使它们升高相同的温度，水需要吸收 更多 （更多/更少）的热量。 4.结论 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量 不同 。物理学中用 比热容 来表示物质的这种性质。 【例题1】在探究“比较不同物质吸热的情况”实验中，实验装置如图所示： 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/°C 30 34 38 42 46 乙的温度/°C 10 18 26 34 42 (1)实验中取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过比较___________来反映甲和乙两种液体吸收热量的多少；」 (2)某小组实验记录的数据如表格所示，分析实验数据可知：吸热能力较强的是___________（选填“甲”或“乙”）物质。 【答案】(1)加热时间 (2)甲 【详解】（1）相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同，实验中可用加热时间反映液体吸收热量的多少；使质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度时，加热时间越长，说明吸收的热量越多。 （2）由表格可知，加热1min时，甲的温度由30℃升高到34℃，升高4℃；乙的温度由10℃升高到18℃，升高8℃。相同质量的甲、乙两种液体用相同规格的电加热器加热相同时间，吸收的热量相同，甲的温度变化较小，说明甲的吸热能力较强。 探究二、比热容 1.定义 比热容反映了物质容纳热能的本领。 2.公式： 注意：虽然 由 计算得出，但 不随 的变化而变化。就像密度 一样，密度是物质的特性，比热容也是。 3.常见物质的比热容表分析 观察教材表格，你会发现： 水的比热容最 大 （大/小）。 一般情况下，液体的比热容比固体 大 （大/小）（汞除外）。 同种物质在不同状态（如水和冰）下，比热容 不同 （相同/不同）。 4.水的比热容大的应用 调节气温：沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大。因为水的比热容大，白天吸热升温 慢 ，夜晚放热降温 慢 。 冷却剂：汽车发动机用水做冷却剂，因为相同质量的水升高相同温度能吸收 更多 的热量。 取暖：北方暖气用水做介质，因为相同质量的水降低相同温度能放出 更多 的热量。 【例题2】关于比热容，下列说法正确的是（     ） A．沙子的比热容大，所以沙漠地区昼夜温差大 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关 C．北方楼房中的暖气用水作为介质，是由于水的比热容较小 D．质量相等的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多 【答案】D 【详解】A．由可知，等质量的不同物质吸、放相同热量时，比热容越小的温度变化量越大，沙漠昼夜温差大是因为沙子比热容小，故A错误； B．比热容是物质的固有特性，仅与物质种类、状态有关，与质量、吸放热多少、温度变化大小无关，故B错误； C．由可知，等质量的水和其他物质降低相同温度时，水的比热容大，放出热量更多，因此北方暖气用水作为介质，故C错误； D．由可知，质量、升高温度相同时，比热容越大吸收热量越多，已知，因此水吸收的热量更多，故D正确。 故选D。 【例题3】一些生活中常见物质的比热容如下表所示。下列说法中正确的是（　　） 物质 比热容J/（kg·℃） 物质 比热容J/（kg·°C） 水 冰块 煤油 沙石 A．比热容与物质的状态无关 B．不同物质的比热容一定不同 C．内陆城市昼夜温差大，是因为沙石的比热容大 D．沿海城市昼夜温差小，是因为水的比热容大 【答案】D 【详解】A．水与冰为同种物质不同状态，由表可知，它们的比热容不同，故A错误； B．冰块、煤油为不同物质，比热容相同，故B错误； C．由可知，质量相同的沙石与水吸放相同热量时，沙石比热容小，大，内陆多沙石，故昼夜温差大，同理，水比热容大，沿海多水，相同条件下小，昼夜温差小，故C错误，D正确。 探究三、热量的计算 1.公式推导 由 变形可得： 当物体温度升高时： 当物体温度降低时： 2.注意事项 单位统一： 用 kg， 用 ℃， 用 J， 用 。 是温度的变化量，不是末温。 【例题4】为了利用太阳能资源，节约经营成本，某宾馆在楼顶安装了太阳能热水器，热水器的水箱容积为200 L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107 J/kg。求： (1)热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？ (2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？ 【例题4】为了利用太阳能资源，节约经营成本，某宾馆在楼顶安装了太阳能热水器，热水器的水箱容积为200 L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107 J/kg。求： (1)热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？ (2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？ 【答案】(1) (2)0.5 kg 【详解】（1）水的体积 水的质量 水升高的温度 水吸收的热量 （2）天然气完全燃烧放热等于水吸收的热量 需要天然气的质量 【归纳整理】 第3节 物质的比热容 【课堂练习】 1．海南气候宜人，有“天然大温室”的美称。其原因之一是海水对气温起着一定的调节作用，这主要是因为水的 （     ） A．沸点高 B．密度大 C．内能大 D．比热容大 【答案】D 【详解】由热量公式可知，质量、吸放热相同时，物质比热容越大，温度变化量越小。海水比热容大，相同条件下温度变化幅度小，可调节气温，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2．冰的比热容为，下列说法正确的是（     ） A．质量为2kg的冰，其比热容为 B．质量为1kg，温度为的冰放出的热量，温度降低约 C．质量为1kg，温度为的冰吸收的热量，温度一定升高 D．质量为2kg的冰温度升高，吸收的热量为 【答案】B 【详解】A．比热容是物质固有特性，与质量无关，2kg冰的比热容仍为，故A错误； B．由得降低的温度为 的冰放热降温仍为固态，温度可降低10℃，故B正确； C．冰是晶体，0℃为其熔点，吸热时首先发生熔化，熔化过程温度保持0℃不变，温度不一定升高，故C错误； D．吸收热量 热量单位为J，选项单位错误，故D错误。 故选B。 3．小明根据下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（     ） 几种物质的比热容  [J/( kg℃)] 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．100g酒精用去一半后，其比热容变为1.2×103J/( kg℃) B．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103 J/（kg·℃） C．水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量更多 D．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量，铝块升高的温度比铜块少 【答案】D 【详解】A．比热容是物质的固有属性，与质量无关，100g酒精用去一半后，剩余酒精的比热容仍为，故A错误； B．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量，故B错误； C．由可知，水和煤油吸热多少与质量、比热容、温度变化量均有关，未说明水和煤油质量相等，无法比较吸热多少，故C错误； D．由可知，m、相等时，与c成反比，，故，故D正确。 故选D。 4．将200g的水和质量相等的某种液体同时冷却［，］，水和该液体在相同时间内放出的热量相等，温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．乙液体为水 B．甲、乙比热容之比为3:1 C．0~15min甲液体放出的热量多 D．0~5min乙液体放出的热量为 【答案】D 【详解】A．由可知，在、相同时，与成反比。相同时间内甲和乙释放的热量相同，由图可知，相同时间内，甲的温度变化量小，故甲的比热容大，甲为水，故A错误； B．当冷却时间时，甲和乙分别降低的温度为 由可知，故B错误； C．题干已知相同时间内放出的热量相等，故0~15min甲和乙放出的热量相等，故C错误； D．由B选项可知，0~15min水降低的温度为20℃，0~5min甲（水）的温度变化量 水放出的热量 因相同时间放热相等，乙放出的热量也为，故D正确。 故选D。 5．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入400g初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，水的比热容为。求：水吸收的热量。 【答案】 【详解】水吸收的热量 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 物质的比热容 （导学案） 【学习目标】 1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。 2.尝试用比热容解释简单的自然现象（如沿海与内陆温差、冷却剂等）。 3.能根据比热容的定义式推导热量计算公式 ，并进行简单计算。 4.经历探究“不同物质吸热升温快慢”的过程，体会控制变量法和转换法的应用。 【学习重点】 比热容的概念及其物理意义。 利用公式 进行热量计算。 【学习难点】 理解比热容是物质本身的属性，与质量、温度变化、吸放热多少无关。 灵活运用比热容知识解释生活中的热现象。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1.探究实验回顾： 在探究“不同物质吸热升温的快慢”实验中： 我们选取了 和 两种物质。 为了保证实验公平，需要控制它们的 相同，使用的加热器规格 （选填“相同”或“不同”）。 实验中，通过比较 来反映物质吸收热量的多少（转换法）。 结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 （选填“相同”或“不同”）。 2.比热容的定义： 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，叫做这种物质的比热容。 符号： 单位： ，读作： 。 水的比热容： 。 物理意义：1kg 的水温度升高（或降低）1℃ 所吸收（或放出）的热量是 J。 3.比热容的特性： 比热容是物质的一种 。 它只与物质的 和 有关，与物体的质量、体积、温度高低、吸放热多少 （选填“有关”或“无关”）。 4.热量计算公式： 吸热公式： 放热公式： 【课堂探究】 探究一、比较不同物质的吸热能力 1.提出问题 中午在海边，沙子很烫而海水很凉；晚上沙子变凉了，海水却还比较温暖。这是为什么？难道不同物质吸热或放热的本领不同吗？ 2.实验设计（控制变量法） 方案 A：取质量相同的水和食用油，升高相同的温度，比较加热时间（即吸收的热量）。 方案 B：取质量相同的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相同的热量），比较升高的温度。 3.实验现象与分析 若采用方案 B：加热相同时间，发现食用油的温度升得比水 （快/慢）。 推理：这说明质量相同的水和食用油，吸收相同的热量，水的温度变化小。反之，若要使它们升高相同的温度，水需要吸收 （更多/更少）的热量。 4.结论 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量 。物理学中用 比热容 来表示物质的这种性质。 【例题1】在探究“比较不同物质吸热的情况”实验中，实验装置如图所示： 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/°C 30 34 38 42 46 乙的温度/°C 10 18 26 34 42 (1)实验中取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同规格的电加热器加热甲、乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过比较___________来反映甲和乙两种液体吸收热量的多少；」 (2)某小组实验记录的数据如表格所示，分析实验数据可知：吸热能力较强的是___________（选填“甲”或“乙”）物质。 探究二、比热容 1.定义 比热容反映了物质容纳热能的本领。 2.公式： 注意：虽然 由 计算得出，但 不随 的变化而变化。就像密度 一样，密度是物质的特性，比热容也是。 3.常见物质的比热容表分析 观察教材表格，你会发现： 水的比热容最 （大/小）。 一般情况下，液体的比热容比固体 （大/小）（汞除外）。 同种物质在不同状态（如水和冰）下，比热容 （相同/不同）。 4.水的比热容大的应用 调节气温：沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差大。因为水的比热容大，白天吸热升温 ，夜晚放热降温 。 冷却剂：汽车发动机用水做冷却剂，因为相同质量的水升高相同温度能吸收 的热量。 取暖：北方暖气用水做介质，因为相同质量的水降低相同温度能放出 的热量。 【例题2】关于比热容，下列说法正确的是（     ） A．沙子的比热容大，所以沙漠地区昼夜温差大 B．比热容与物体的质量、吸热多少、温度变化大小有关 C．北方楼房中的暖气用水作为介质，是由于水的比热容较小 D．质量相等的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多 【例题3】一些生活中常见物质的比热容如下表所示。下列说法中正确的是（　　） 物质 比热容J/（kg·℃） 物质 比热容J/（kg·°C） 水 冰块 煤油 沙石 A．比热容与物质的状态无关 B．不同物质的比热容一定不同 C．内陆城市昼夜温差大，是因为沙石的比热容大 D．沿海城市昼夜温差小，是因为水的比热容大 探究三、热量的计算 1.公式推导 由 变形可得： 当物体温度升高时： 当物体温度降低时： 2.注意事项 单位统一： 用 kg， 用 ℃， 用 J， 用 。 是温度的变化量，不是末温。 【例题4】为了利用太阳能资源，节约经营成本，某宾馆在楼顶安装了太阳能热水器，热水器的水箱容积为200 L。在夏季光照条件下，一满箱15℃的水经白天太阳能加热，温度可达到65℃。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值为8.4×107 J/kg。求： (1)热水器装满水时，温度从15℃升高到65℃吸收了多少热量？ (2)若这些热量由完全燃烧的天然气提供，需要多少千克天然气？ 【归纳整理】 第3节 物质的比热容 【课堂练习】 1．海南气候宜人，有“天然大温室”的美称。其原因之一是海水对气温起着一定的调节作用，这主要是因为水的 （     ） A．沸点高 B．密度大 C．内能大 D．比热容大 2．冰的比热容为，下列说法正确的是（     ） A．质量为2kg的冰，其比热容为 B．质量为1kg，温度为的冰放出的热量，温度降低约 C．质量为1kg，温度为的冰吸收的热量，温度一定升高 D．质量为2kg的冰温度升高，吸收的热量为 3．小明根据下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（     ） 几种物质的比热容  [J/( kg℃)] 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．100g酒精用去一半后，其比热容变为1.2×103J/( kg℃) B．1kg的砂石温度升高1℃吸收的热量约为0.92×103 J/（kg·℃） C．水和煤油升高相同的温度，水吸收的热量更多 D．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量，铝块升高的温度比铜块少 4．将200g的水和质量相等的某种液体同时冷却［，］，水和该液体在相同时间内放出的热量相等，温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（     ） A．乙液体为水 B．甲、乙比热容之比为3:1 C．0~15min甲液体放出的热量多 D．0~5min乙液体放出的热量为 5．如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入400g初温为25℃的水，用卡式炉加热至100℃，水的比热容为。求：水吸收的热量。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $