初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十四章 内能与热机第二节 物质的比热容学案设计

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十四章 内能与热机第二节 物质的比热容学案设计，共19页。学案主要包含了探究物质吸热或放热规律，物质的比热容等内容，欢迎下载使用。
第一步：学
析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习
练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法
练考点 强知识：7大核心考点精准练
第二步：记
串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第三步：测
过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
（学习目标：1. 理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。2. 能根据物质的比热容解释简单的物体温度变化和吸放热问题。3. 知道水的比热容大这一特点在生活中的一些应用。4.能计算有关物质的比热容、温度变化或吸放热等简单问题。）
知识点1 探究物质吸热或放热规律
1. 实验主要仪器及作用：
酒精灯、相同的烧杯两只，质量相同的水和煤油，温度计两支，搅拌器两只，铁架台两个，钟表，火柴、天平（或量筒和密度表）。
（1）天平：测量物体质量。
（2）停表：记录加热时间。
（3）温度计：测温度。
（4）搅拌器：使物质受热均匀。
（5）完全相同的热源：保证相同加热时间内物质吸收的热量相同。
2. 装置的安装顺序：自下而上。
3.实验方法：
（1）转换法：通过比较加热时间来判断吸热多少。
（2）控制变量法：控制质量和升高温度相同。或者控制质量和吸热多少相同。
4. 物质吸热多少的判断方法：加热时间越长，物质吸收的热量越多。
5.实验方案：
方法一： 让等质量的水和油吸收相同热量（即：加热时间相同），比较物体升高的温度，升温快的比热容小。
方法二： 让等质量的水和油升高相同温度，比较吸收热量多少（即：加热时间长短），吸收热量多的比热容大。
6.实验结论：
(1)吸收相同的热量，温度变化量越小的物质，吸热能力越强。
(2)升高相同温度，加热时间越长的物质，吸热能力越强。
即：水和油的吸热本领不同，水的吸热本领比油强。
（水的比热容比油大）。
知识点2 物质的比热容
1.定义：一定质量的某种物质，在温度升高（降低）时所吸收（放出）的热量与它的质量和升高（降低）温度的乘积之比。用符号c表示。
（比值法下定义）
2.单位：焦每千克摄氏度 -----J/(kg·℃)
3.物理意义：
（1）表示物体吸热或放热本领的物理量。
（2）也可以这样理解：物质比热容越大，温度越不容易改变。比热容越小，温度越容易改变。
4.性质：比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
5.水的比热容及应用：
（1）水的比热容为4.2×103J(kg·℃) 表示：
1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J。
（2）水的比热容最大：
A.水吸（放）热本领强，所以用水做冷却剂或取暖介质。
如：热机用水冷却发动机。暖气片内用热水供暖。
B.水的温度很难改变，对生物起到保护作用。
如：在炎热的夏季，农作物没有被晒死。修建人工湖调节气温。
知识点3 热量的计算
1.公式： Ｑ＝cmΔt
（1）物体温度升高，吸收的热量：Ｑ吸＝cmΔt升
（2）物体温度降低，放出的热量：Ｑ放＝cmΔt降
（3）Δt表示温度变化多少：Δt升 =（t2－t1）
Δt降 =（t1－t2）
特别强调：“升高了”不等于“升高到”。
（1）写出变形公式：c= ；m= ；Δt= 。
（2）单位：特别提醒质量一定要用Kg。
（3）另外，求质量时常用到单位换算：1mL = 10-6m3, 1L = 10-3m3;
2.热平衡方程：若不计热损失 Ｑ吸＝Ｑ放
也就是，在热传递过程中，如果不考虑热量损失，高温物体放出的热量等于低温物体吸收的热量。
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考点一 探究物质吸热或放热规律
1．某实验小组用如图所示的实验装置比较a、b两种液体的吸热情况，甲、乙两装置使用规格相同的电加热器、玻璃杯、温度计，两玻璃杯内的液体质量和初温都相同。实验中记录的数据如下表：
（1）分析表中数据可得：质量相等的液体a和液体b，升高相同的温度，a吸收的热量___________b吸收的热量（选填“”“”或“”）；
（2）本实验运用的物理学研究方法主要有___________和转换法。
【答案】（1） （2）控制变量法
【解析】（1）分析表格可知，质量相等的液体a和b，升高相同温度时，a液体需要的加热时间更长，a液体吸收的热量多，即a吸收的热量大于b吸收的热量
（2）实验中为了比较a、b两种液体的吸热情况，控制了加热器的规格相同、用于加热的液体质量相同、初温也相同，比较两种液体升高相同的温度时所需要的加热时间，所以实验中用到控制变量法。两种液体吸收热量的多少可以通过加热时间的长短来比较，所以还用到了转换法。
2．某小组同学为了比较水和沙石的比热容大小，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的水和沙石，用相同的酒精灯加热。

（1）小组的实验装置如图所示，其中有一处明显的错误，错误之处是 ；
（2）更正错误后，加热相同的时间，沙石升高的温度比水多，说明沙石的比热容比水 （选填“大”或“小”）；
（3）比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较大的不同，可能原因是 （请写出一条）。
【答案】 盛水烧杯中温度计的玻璃泡接触了烧杯底 小 见解析
【解析】（1）[1]根据小组的实验装置可知，其中一处明显的错误是水中温度计的玻璃泡接触了杯底。
（2）[2]更正错误后，加热相同的时间，则水和沙石吸收的热量相同，沙石升高的温度比水多，说明沙石的吸热能力弱，即沙石的比热容比水小。
（3）[3]比较全班不同小组的实验数据，发现各小组之间的实验数据有较大的不同，可能原因是：各小组所用水（沙石）的质量不一样；各小组水（沙石）的初温不一样；各小组的酒精灯不完全相同；各小组记录温度变化的时间间隔不一样。
3．小明学习了比热容知识后，想比较A、B两种未知液体的比热容大小，进行如下实验：
（1）找来两个带保温层的相同电热杯，不计与外界发生的热传递，如图甲所示；
（2）将 _______相等的A、B两种液体分别倒入两个电热杯中，然后将两种液体均加热到60℃；
（3）将长时间处于室温的两个完全相同的铜块，分别浸没在两种液体中，盖好盖子；
（4）经过一段时间，温度计示数稳定后，A液体中温度计示数如图乙所示，则A液体温度降为 _________℃，B液体温度降为53.0℃；
（5）分析可知，_____液体放出的热量多，_____液体的比热容较大。
【答案】（2）质量 （4）56 （5）A A
【解析】（2）比较A、B两种未知液体的比热容大小，根据控制变量法可知需要控制两液体的质量相等。
（4）由乙图可知，A液体温度降为56℃，则A液体则铜块的末温为56℃。
（5）B液体温度降为53℃，则B液体中铜块的末温为53℃，铜块的初温相同，根据Q=cmΔt可知，A液体中铜块吸收的热量较多，则A液体放出的热量多；即cAmΔtA>cBmΔtB，代入数据可得cAm(60℃-56℃)>cBm(60℃-53℃)，整理可得cA>cB，所以A液体的比热容较大。
考点二 物质的比热容
1. 楼房中的“暖气”一般采用热水循环的方式将热带到房屋中通过热传递供暖，这是因为水的_________大，若暖气中50kg的水，温度降低2℃，放出的热量是___________J。
【答案】 ①. 比热容 ②.
【解析】
[1]因为水的比热容较大，所以相同质量的水和其他物质相比较，放出同样热量的情况下，水的温度变化小，故采用热水循环的方式取暖。
[2]水放出的热量
2．图甲为我国古代的“节能灯”——“省油灯”，图乙为其部分剖面示意图。向灯盏夹层内注水，有助于减慢油的蒸发，达到省油的目的。关于“省油灯”减慢油蒸发的方法，下列说法正确的是（ ）
A．降低油的温度B．减小油的表面积
C．减慢油表面上方的空气流动D．减少油的体积
【答案】A
【解析】减慢蒸发的方法包括降低液体温度、减慢液体表面空气流动速度和减小液体表面积。灯点燃后会加热灯盏，热量会通过热传递的方式转移给油，使油的内能增大，温度升高，加快油的蒸发，增加耗油量；如果在夹层中加水，因为水的比热容较大，可以吸收更多的热量，使油的温度升高得慢些，减慢了油的蒸发，所以相对耗油量就少一些。故A正确，BCD错误。
故选A。
3．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．汽车发动机用水作冷却剂，是因为水的比热容大，故A不符合题意；
B．人游泳之后从水中出来，风一吹感觉更冷，是因为水蒸发吸热，故B符合题意；
C．海边昼夜温度变化比沙漠中小，是因为水的比热容比沙石的大，故C不符合题意；
D．物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，是因为水的比热容大，故D不符合题意。
故选B。
4．如图所示是某物质熔化时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是（ ）
A．该物质是非晶体
B．熔化过程持续了25min
C．该物质熔化过程中不断吸热，温度保持不变
D．熔化前后，该物质的比热容不变
【答案】C
【解析】A．由图可知，该物质在熔化时有固定的熔点，因此是晶体，故A错误；
B．由图可知，该物质在第10min开始熔化，第25min熔化结束，因此熔化过程持续了15min，故B错误；
C．由图可知，该物质在熔化过程温度不变，因此其熔化时要不断吸热，温度保持不变，故C正确；
D．由图可知，该物质熔化前后，加热相同的时间，即吸收相同的热量，熔化后温度升高的较小，由可知，熔化后比热容较大，故D错误。
故选C。
5．沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小，这是因为水的（ ）
A．质量大B．温度高C．密度大D．比热容大
【答案】D
【解析】沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多。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，使得沿海地区昼夜的温差小。故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6. 使用厨房中的电热水器将质量为的水从加热到，该热水器消耗了的电能。已知，求：
（1）水吸收的热量；
【答案】（1）；【解析】
解：（1）水吸收的热量为
知识导图记忆
核心知识目标复核
1．实验：探究物质吸热或放热规律。
2．比热容的概念、意义、单位、公式、应用。
3．水的比热容意义和应用。
4．与比热容有关的计算。
一、填空题
1．秋冬季节，糖炒板栗很受人们欢迎。如图所示，在炒板栗时常要在锅中放入一些砂石，因为砂石的比热容 升温快，与板栗充分接触，并通过 的方式使板栗内能增大。很远就能嗅到熟板栗香甜的气味，这属于 现象。
【答案】 小 热传递 扩散
【详解】[1]在炒板栗时常要在锅中放入一些砂石，因为砂石的比热容小，与其他质量相同的物质相比，加热相同时间，吸收相同的热量，砂石升高的温度多，升温快。
[2]砂石与板栗充分接触，板栗吸收砂石放出的热量，这是通过热传递的方式使板栗内能增大。
[3]很远就能嗅到熟板栗香甜的气味，这属于扩散现象，板栗分子扩散到空气中。
2．比热容是物质的一种属性，一些物质的比热容见下表：
1kg的砂石温度升高1℃，需吸收 J的热量。相同质量的水和砂石，若吸收或放出同样多热量，温度变化较大的是 ，据此可解释在沿海地区，白天的风通常从 （选填“大海吹向陆地”或“陆地吹向大海”）。
【答案】 920 砂石 大海吹向陆地
【详解】[1]根据比热容的概念可知，砂石的比热容是0.92×103J/(kg·℃)，表示1kg的砂石温度升高1℃，需吸收0.92×103J的热量。
[2][3]利用热量的计算公式可知，在质量相等、吸热也相同的情况下，谁的比热容小，它的温度变化就大；由表中数据可知：砂石的比热容小于水的比热容，所以相同质量的水和砂石，若吸收或放出同样多热量，温度变化较大的是砂石；在沿海地区白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢，海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，则冷空气向陆地运动，所以风从大海吹向陆地。
3．两个不同材料物块甲乙的质量之比为3︰4，吸收相同的热量后升高的温度之比是2︰1，则两物块的比热容之比为 。
【答案】2︰3
【详解】根据，两物块的比热容之比为
4．已知水的比热容比砂石的比热容大，如图列出的是某日沿海城市和内地城市两地的气温变化情况。请根据两座城市的气温变化情况判别： （选填“甲”或“乙”）是沿海城市。
【答案】甲
【详解】因为水的比热容比砂石的比热容大，质量相同的沙子和水，吸收或放出相同的热量，根据，水温度变化较小。沿海城市水多，所以昼夜温差较小，内地城市水少，所以昼夜温差较大。图示中甲城市昼夜温差较小，乙城市昼夜温差较大，所以城市甲是沿海城市。
5．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验时，烧杯中200g水温度升高了50℃，这些水吸收的热量为 J。
【答案】
【详解】水吸收的热量为
6．质量和初温相同的铜和铝（c铜