13.1热量 比热容 导学案-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

该初中物理导学案聚焦“热量 比热容”核心内容，引导学生理解热量概念及单位，通过“海边沙子与海水温度差异”现象导入，设计“比较不同物质吸热能力”实验，运用控制变量法和转换法，从热传递过渡到比热容概念，构建知识学习支架。 资料突出科学探究与物理观念培养，实验环节强化控制变量和转换法运用，即学即练与“百炼成钢”习题联系生活实例，助力学生理解比热容是物质特性，提升科学思维和解决实际问题的能力，适合课堂教学与自主学习。

13.1 热量 比热容（导学案）教师版 【学习目标】 1. 知道热量的概念和单位。 2. 理解比热容概念，知道比热容是物质的特性。 3. 通过 “比较不同物质吸热能力” 实验，掌握控制变量法、转换法在实验中的作用。 4. 能用比热容解释生活、自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 5. 能利用进行简单吸放热计算。 【学习过程】 一、热量 1. 热传递 （1）定义：温度不同的物体相互接触，高温物体放热温度降低，低温物体吸热温度升高，直到两者温度相同，这个过程叫热传递。 （2）热传递发生条件：存在温度差。 2.热量 （1）定义：热传递过程中传递热的多少叫__热量___，用符号__Q____表示， （2）单位：___焦耳____。1 g水温度升高1 ℃时吸收的热量约为4.2 J。 特别提醒：热量是过程量，只能说____吸收_____或___放出_____热量，不能说__含有______或___具有_____热量。（选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”） 3. 比较不同物质的吸热能力 （1）提出问题： 夏天在太阳的照射下，海边沙子很烫，而海水却很凉；冬天沙子变凉了，海水却还比较温暖。为什么相同质量的不同物质，在吸收相同热量后温度变化不同呢？ （2）猜想与假设： 相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量可能不同；或者吸收相同的热量时，升高的温度可能不同。 （3）实验设计： 实验目的：比较不同物质（水和煤油）的吸热能力。 实验器材：相同规格的加热器、烧杯、测量工具有温度计、天平和__秒表____； 实验步骤： ①按图组装器材：此装置的安装顺序是_自下而上_（选填“自上而下”或“自下而上”）； ②用天平称取初温、__质量_相等的水和煤油，分别倒入两个相同的烧杯中。 ③ 同时用相同的加热器对两种液体进行加热，使它们升高相同的温度。 ④ 记录两种液体升高到目标温度所用的加热时间，如下表。 加热时间/min 0 2 4 6 8 温度/℃ 水 30 35 40 45 50 煤油 30 40 50 实验现象与分析： ①实验现象：质量相等的水和煤油，升高相同的温度时，水的加热时间更_长_____。 ②现象分析：加热时间越长，说明物质吸收的热量越__多____。因此，质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量__不同____（选填 “相同” 或 “不同”）。 实验结论： ①不同物质的吸热能力不同，水的吸热能力比煤油_强_____。 ②不同物质的吸热的多少是通过_加热时间___来反映的。 ③不同物质的吸热能力是通过__升高的温度____来反映的。 即学即练： 1.下列关于热量的说法中，正确的是（ C ） A. 温度高的物体含有的热量多 B. 物体吸收热量，温度一定升高 C. 热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体 D. 物体的质量越大，放出的热量一定越多 2.小明为探究“不同物质的吸热性能”设计了如下的实验方案：装置如图，A、B为两种液体，用两个相同的酒精灯同时加热。 (1)组装器材时应按照__自下而上_____（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； (2)实验时，选取__质量____相同、初温相同的A、B两种不同液体，除了图中的器材外，还需要的测量工具是天平和___秒表_____； (3)此实验通过___加热时间的长短____来反映液体吸收热量的多少； (4)根据实验数据绘制图像如图丙所示，分析可知液体___B_____的吸热能力强；汽车发动机应选用___B____作为冷却液。（均选填“A”或“B”） (5)在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图丁所示的装置。与原方案相比，用同一热源加热，确保相同时间内两种液体_ 吸收热量相等_______。 二、比热容 1.比热容 从上面的实验演示可以看出，不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了比较各种物质这种性质的不同，引入了比热容的概念。 （1）定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高（或降低）的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。 （2）公式及单位:____或___, 单位：焦耳每千克摄氏度，符号是：J/（kg·℃） （3）物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。表示的物理意义是__质量是1kg水的温度升高吸收的热量为________。 2. 一些常见物质的比热容 物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×10³ 铝 0.88×10³ 酒精 2.4×10³ 干泥土 约0.84×10³ 煤油 约2.1×10³ 铁、钢 0.46×10³ 冰 2.1×10³ 铜 0.39×10³ 色拉油 约1.97×10³ 水银 0.14×10³ 沙子 约0.92×10³ 铅 0.13×10³ 观察比热容表可知: （1）__水_____的比热容最大。 （2）不同物质的比热容一般不同，同种物质在不同状态下比热容不同。 特别提醒： （1）比热容是物质的一种__特性____，只与物质的__种类____和_状态_____有关，与物质的质量、温度或温度的变化、是否吸热或放热等因素无关。 （2）比热容大表示物质吸热本领强，物质温度难以改变。 3.水的比热容大的应用 （1）调节气温：沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大，这是因为水的比热容比沙石或干泥土的比热容___大__，在相同日照条件下，水的温度变化比沙石___小__________。 （2）冷却和取暖： ①汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容___大____，相同质量的水升高相同温度时能吸收___更多_________的热量，冷却效果好。 ②冬季供暖用的热水袋、暖气片中常用水作为介质，利用水比热容大的特性，在放出相同热量时温度变化较小。 即学即练： 1.关于比热容，下列说法中正确的是（ D ） A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关 B.同温度、同质量的不同物体，比热容大的物体含有的热量多 C.比热容是物质的特性，所以同种物质的比热容一定相同 D.物质的比热容与物质吸、放热及温度和质量都没有关系 2.下列各种情况下比热容会发生变化的是（ A ） A.水凝结成冰 B.一块铁加工成铁屑 C.水杯内的水倒掉一些 D.0℃的水加热成80℃的水 3.在生产和生活中，常见到“水的比热容较大”这一特性的应用事例，以下事例中与这一特性无关的是（　A　） A．夏天在房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．让热水流过散热器供暖 D．晚间，在春播秧田里灌水保温 4.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。与沿海地区相比，新疆这些地区昼夜温差大的原因是（　C　） A．沙子吸收的热量比水的多 B．水吸收的热量比沙子的多 C．沙子的比热容远小于水的比热容 D．沙子的比热容远大于水的比热容 5.已知铁的比热容比铜的比热容大，质量和初温都相等的铁块和铜块，吸收相等的热量后再互相接触（不考虑热量损失），则（　C　） A．不会发生热传递 B．热量由铁块传给铜块 C．热量由铜块传给铁块 D．温度由铜块传给铁块 三、热量的计算 根据比热容的定义式____或___，可得物质吸热或放热时热量的计算公式。 1.物质吸热时热量的计算公式：___; t：表示末温，t0表示初温，△t表示末温减初温。 2.物质放热时热量的计算公式：___; t：表示末温，t0表示初温，△t表示初温减末温。 例：近年来，我市加强了环境的改善和美化：大量种草植树，提高绿地的覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了人们的居住环境。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），沙石的比热容为0.92×103J/（kg·℃）]。请你解答下列问题： （1）湖水吸收了多少热量? （2）若这些热量被同等质量的砂石吸收，则沙石升高的温度为多少？ 解：（1）湖水吸收的热量： Q吸=c吸m水Δt=4.2×103J/（kg· ℃）×1.0×107kg×2 ℃=8.4×1010 J （2）若这些热量被同等质量的沙石吸收，则沙石升高的温度为： 【百炼成钢】 1.探究“不同物质吸热升温特点”实验中，合理的操作组合是（　A　） ①选用质量相同的水和煤油②选用体积相同的水和煤油 ③用相同火焰的酒精灯加热④加热时间相同时比较末温 ⑤末温相同时比较加热时间 A．①③④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．②④⑤ 2.关于比热容，下列说法正确的是（ D ） A. 比热容是物质的一种属性，与物质的质量有关 B. 同种物质在不同状态下的比热容相同 C. 比热容大的物质，吸收热量一定多 D. 质量相等的水和煤油，升高相同温度时，水吸收的热量多 3.下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是（　C　） 比热容［］ 水 铝 煤油、冰 干泥土 沙石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的2倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 4.下列现象中不能用比热容知识来解释的是（ B ） A．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 B．炎热的夏天常常在教室的地面上洒水 C．城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温 D．汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却 5.如图所示是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线，表示沿海城市一年气温变化所对应的曲线是 A （选填“A”或“B”），这是因为水的 比热容大 ，吸收或放出相同的热量温度变化更 小 （选填“大”或“小”）。 6.小明发现冬天海水结冰时的温度比河水的低，这一现象激发了他探究盐水凝固时温度变化规律的兴趣。他将一杯盐水放入温度为﹣20℃的恒温冷冻室内，利用传感器收集数据，绘制了如图所示的温度﹣时间图象。 (1)这杯盐水的凝固点是 ﹣4 ℃； (2)杯内盐水第25min时处于 固 态；（选填“液”、“固液共存”或“固”）。 (3)从图象中发现，当盐水凝固后它的比热容变 小 。 7.为了比较液体吸热能力的大小，如图甲所示，小红在两个相同的试管中，分别装入A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。 （1）分别在试管中装入的A、B两种液体应保证__质量______（选填“体积”或“质量”）相同；当它们吸收热量相同时，通过比较___温度变化量_______来判断吸热能力的强弱；把两个试管放入水中加热而不直接用酒精灯进行加热，原因是__使液体受热均匀。 （2）如图乙所示，实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内：质量相等的A、B两种液体，吸收的热量_____相等___（选填“相等”或“不相等”）； （3）若只能从A或B中选一种液体装人暖手袋中作为供热物质，则应选择___B_____（选填“A”或“B”）液体。 （4）若B是水，则A的比热容为__2.1×103___J/（kg·℃）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。 （5）小明也做了该实验，但是根据数据作出的图像开始部分并不是直线，导致这一现象的原因可能是__开始加热时烧杯吸收了部分热量___，为了减小这种影响，请你提出一个可行的方法：__实验前对烧杯进行预热_____。 8.将质量为2kg的金属块，加热到后，立即投入质量为1kg、温度为的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到。已知。求： (1)水吸收的热量； (2)金属块降低的温度； (3)金属块的比热容。 解：（1）水吸收的热量 Q吸=m水=4.2×103J/（kg· ℃）×1kg×=2.25×J （2） 最终水的温度升高到80℃，说明此时金属块的温度为80℃，则金属块降低的温度 （3） 不计热量损失，到平衡后，水、金属块的末温相同，大小为80℃，金属块放出的热量等于水吸收的热量，即Q吸=2.25×J 根据可得金属块的比热容： 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.1 热量 比热容（导学案）学生版 【学习目标】 1. 知道热量的概念和单位。 2. 理解比热容概念，知道比热容是物质的特性。 3. 通过 “比较不同物质吸热能力” 实验，掌握控制变量法、转换法在实验中的作用。 4. 能用比热容解释生活、自然现象，感受物理知识与生活的密切联系。 5. 能利用进行简单吸放热计算。 【学习过程】 一、热量 1. 热传递 （1）定义：温度不同的物体相互接触，高温物体________ 温度降低，低温物体________温度升高，直到两者________相同，这个过程叫热传递。 （2）热传递发生条件：存在________。 2.热量 （1）定义：热传递过程中传递热的多少叫_____，用符号______表示， （2）单位：_______。1 g水温度升高1 ℃时吸收的热量约为4.2 J。 特别提醒：热量是过程量，只能说_________或________热量，不能说________或________热量。（选填“含有”“具有”“吸收”或“放出”） 3. 比较不同物质的吸热能力 （1）提出问题： 夏天在太阳的照射下，海边沙子很烫，而海水却很凉；冬天沙子变凉了，海水却还比较温暖。为什么相同质量的不同物质，在吸收相同热量后温度变化不同呢？ （2）猜想与假设： 相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量可能不同；或者吸收相同的热量时，升高的温度可能不同。 （3）实验设计： 实验目的：比较不同物质（水和煤油）的吸热能力。 实验器材：相同规格的加热器、烧杯、测量工具有温度计、天平和______； 实验步骤： ①按图组装器材：此装置的安装顺序是__________（选填“自上而下”或“自下而上”）； ②用天平称取初温、___________相等的水和煤油，分别倒入两个相同的烧杯中。 ③ 同时用相同的加热器对两种液体进行加热，使它们升高相同的温度。 ④ 记录两种液体升高到目标温度所用的加热时间，如下表。 加热时间/min 0 2 4 6 8 温度/℃ 水 30 35 40 45 50 煤油 30 40 50 实验现象与分析： ①实验现象：质量相等的水和煤油，升高相同的温度时，水的加热时间更______。 ②现象分析：加热时间越长，说明物质吸收的热量越______。因此，质量相等的不同物质，升高相同温度时，吸收的热量______（选填 “相同” 或 “不同”）。 实验结论： ①不同物质的吸热能力不同，水的吸热能力比煤油______。 ②不同物质的吸热的多少是通过____来反映的。 ③不同物质的吸热能力是通过______来反映的。 即学即练： 1.下列关于热量的说法中，正确的是（ ） A. 温度高的物体含有的热量多 B. 物体吸收热量，温度一定升高 C. 热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体 D. 物体的质量越大，放出的热量一定越多 2.小明为探究“不同物质的吸热性能”设计了如下的实验方案：装置如图，A、B为两种液体，用两个相同的酒精灯同时加热。 (1)组装器材时应按照_______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序依次安装； (2)实验时，选取______相同、初温相同的A、B两种不同液体，除了图中的器材外，还需要的测量工具是天平和________； (3)此实验通过_______________来反映液体吸收热量的多少； (4)根据实验数据绘制图像如图丙所示，分析可知液体________的吸热能力强；汽车发动机应选用_______作为冷却液。（均选填“A”或“B”） (5)在对实验进行反思时，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图丁所示的装置。与原方案相比，用同一热源加热，确保相同时间内两种液体_ _______________。 二、比热容 1.比热容 从上面的实验演示可以看出，不同的物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了比较各种物质这种性质的不同，引入了比热容的概念。 （1）定义：一定质量的某种物质，在温度升高（或降低）时吸收（或放出）的_______与它的质量和升高（或降低）的温度_______之比，叫作这种物质的比热容。用符号c表示。 （2）公式及单位:_______, 单位：________________，符号是：J/（kg·℃） （3）物理意义：水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。表示的物理意义是________________。 2. 一些常见物质的比热容 物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1] 物质 比热容c/[J·(kg·℃)-1] 水 4.2×10³ 铝 0.88×10³ 酒精 2.4×10³ 干泥土 约0.84×10³ 煤油 约2.1×10³ 铁、钢 0.46×10³ 冰 2.1×10³ 铜 0.39×10³ 色拉油 约1.97×10³ 水银 0.14×10³ 沙子 约0.92×10³ 铅 0.13×10³ 观察比热容表可知: （1）_______的比热容最大。 （2）不同物质的比热容________，同种物质在不同状态下比热容________。 特别提醒： （1）比热容是物质的一种______，只与物质的_____和______有关，与物质的质量、温度或温度的变化、是否吸热或放热等因素无关。 （2）比热容大表示物质吸热本领________，物质温度难以改变。 3.水的比热容大的应用 （1）调节气温：沿海地区昼夜温差小，沙漠地区昼夜温差大，这是因为水的比热容比沙石或干泥土的比热容____，在相同日照条件下，水的温度变化比沙石_____________。 （2）冷却和取暖： ①汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容______，相同质量的水升高相同温度时能吸收____________的热量，冷却效果好。 ②冬季供暖用的热水袋、暖气片中常用水作为介质，利用水比热容________的特性，在放出相同热量时温度变化较________。 即学即练： 1.关于比热容，下列说法中正确的是（ ） A.物质的比热容跟物质吸收或放出的热量有关 B.同温度、同质量的不同物体，比热容大的物体含有的热量多 C.比热容是物质的特性，所以同种物质的比热容一定相同 D.物质的比热容与物质吸、放热及温度和质量都没有关系 2.下列各种情况下比热容会发生变化的是（ ） A.水凝结成冰 B.一块铁加工成铁屑 C.水杯内的水倒掉一些 D.0℃的水加热成80℃的水 3.在生产和生活中，常见到“水的比热容较大”这一特性的应用事例，以下事例中与这一特性无关的是（　　） A．夏天在房间内洒水降温 B．用循环水冷却汽车发动机 C．让热水流过散热器供暖 D．晚间，在春播秧田里灌水保温 4.“早穿皮袄午穿纱，守着火炉吃西瓜。”这句谚语生动描述了新疆一些地区一天中的温度变化。与沿海地区相比，新疆这些地区昼夜温差大的原因是（　　） A．沙子吸收的热量比水的多 B．水吸收的热量比沙子的多 C．沙子的比热容远小于水的比热容 D．沙子的比热容远大于水的比热容 5.已知铁的比热容比铜的比热容大，质量和初温都相等的铁块和铜块，吸收相等的热量后再互相接触（不考虑热量损失），则（　　） A．不会发生热传递 B．热量由铁块传给铜块 C．热量由铜块传给铁块 D．温度由铜块传给铁块 三、热量的计算 根据比热容的定义式_______，可得物质吸热或放热时热量的计算公式。 1.物质吸热时热量的计算公式：__________________; t：表示末温，t0表示初温，△t表示末温减初温。 2.物质放热时热量的计算公式：___________________; t：表示末温，t0表示初温，△t表示初温减末温。 例：近年来，我市加强了环境的改善和美化：大量种草植树，提高绿地的覆盖率，修建人工湖，扩大水域面积，大大改善了人们的居住环境。若某一人工湖湖水的质量为1.0×107kg，水温升高2℃，[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），沙石的比热容为0.92×103J/（kg·℃）]。请你解答下列问题： （1）湖水吸收了多少热量? （2）若这些热量被同等质量的砂石吸收，则沙石升高的温度为多少？ 【百炼成钢】 1.探究“不同物质吸热升温特点”实验中，合理的操作组合是（　　） ①选用质量相同的水和煤油②选用体积相同的水和煤油 ③用相同火焰的酒精灯加热④加热时间相同时比较末温 ⑤末温相同时比较加热时间 A．①③④ B．②③⑤ C．①④⑤ D．②④⑤ 2.关于比热容，下列说法正确的是（ ） A. 比热容是物质的一种属性，与物质的质量有关 B. 同种物质在不同状态下的比热容相同 C. 比热容大的物质，吸收热量一定多 D. 质量相等的水和煤油，升高相同温度时，水吸收的热量多 3.下表是一些物质的比热容。下列判断正确的是（　　） 比热容［］ 水 铝 煤油、冰 干泥土 沙石 铜 A．物质的比热容与物质的状态无关 B．100g水的比热容是50g水的比热容的2倍 C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大 D．沿海地区比内陆地区昼夜温差小，是因为水的比热容较小 4.下列现象中不能用比热容知识来解释的是（ ） A．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 B．炎热的夏天常常在教室的地面上洒水 C．城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温 D．汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却 5.如图所示是同一纬度某一沿海城市和某一内陆城市的年气温变化曲线，表示沿海城市一年气温变化所对应的曲线是 （选填“A”或“B”），这是因为水的 ，吸收或放出相同的热量温度变化更 （选填“大”或“小”）。 6.小明发现冬天海水结冰时的温度比河水的低，这一现象激发了他探究盐水凝固时温度变化规律的兴趣。他将一杯盐水放入温度为﹣20℃的恒温冷冻室内，利用传感器收集数据，绘制了如图所示的温度﹣时间图象。 (1)这杯盐水的凝固点是 ℃； (2)杯内盐水第25min时处于 态；（选填“液”、“固液共存”或“固”）。 (3)从图象中发现，当盐水凝固后它的比热容变 。 7.为了比较液体吸热能力的大小，如图甲所示，小红在两个相同的试管中，分别装入A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。 （1）分别在试管中装入的A、B两种液体应保证________（选填“体积”或“质量”）相同；当它们吸收热量相同时，通过比较__________来判断吸热能力的强弱；把两个试管放入水中加热而不直接用酒精灯进行加热，原因是__________________。 （2）如图乙所示，实验后绘制了两种液体的温度与时间关系图像。在0~4min内：质量相等的A、B两种液体，吸收的热量________（选填“相等”或“不相等”）； （3）若只能从A或B中选一种液体装人暖手袋中作为供热物质，则应选择________（选填“A”或“B”）液体。 （4）若B是水，则A的比热容为_____________J/（kg·℃）[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）]。 （5）小明也做了该实验，但是根据数据作出的图像开始部分并不是直线，导致这一现象的原因可能是_____________________，为了减小这种影响，请你提出一个可行的方法：_______________。 8.将质量为2kg的金属块，加热到后，立即投入质量为1kg、温度为的冷水中，若金属块放出的热量全部被水吸收，最终水的温度升高到。已知。求： (1)水吸收的热量； (2)金属块降低的温度； (3)金属块的比热容。 学科网（北京）股份有限公司 $