§12.3物质的比热容 研学案 2023-2024学年苏科版物理九年级上册（含答案）

《§12．3物质的比热容》研学案
【教学目标】
1．了解比热是反映物质物理属性的物理量．
2．学会查比热表，了解一些常见物质的比热．
3．会用比热解释一些简单的自然现象．
4．通过科学探究的过程的体验，让学生了解科学探究的重要特征，提高学生的探究能力、思维能力及合作学习能力．
5．体验科学探究带来的乐趣，学会交流与合作，培养学生的团队精神．
【教学重难点】
重点： 1．比热的定义、单位及物理意义．
2．让学生了解比热是反映物质物理属性的物理量．
难点： 1．通过探究活动引入比热的概念．
2．运用比热的知识解释自然现象．
【教法学法】
以问题情境、实验探究、交流评价、实践应用为主线的探究式教学．
【教学器材】
铁架台、酒精灯、石棉网、火柴、钟表、玻璃棒、温度计、烧杯、沙子200g、水200g等
【教学过程】
一、新课导入
根据教材导图，思考：为什么中午沙滩上的沙子很烫，而海水却不怎么热；到了晚上，沙滩上的沙子变凉了，但海水却还是温热的？
分析：同样在太阳照射下，沙子和海水都要吸热，温度都要升高，但二者升高的温度却明显不同．这是什么原因呢？
提出问题: 为什么同一时刻海水和沙子的温度不同？
猜想：可能是沙子吸热升温比海水快．
如何证明猜想是否正确呢？我们需要设计实验，验证猜想．
二、新课教学
1． 实验探究——比较不同物质吸热升温的不同
（1）设计实验：怎么设计实验比较沙子和水吸热升温的快慢呢？
学生分组讨论，设计实验方案．
方法一：用相同加热装置，给同质量的水和沙子加热相同的时间，比较升高的温度；
方法二：用相同加热装置，给同质量的水和沙子加热，使它们升高相同的温度，比较所需的时间．
思考：实验中为什么要用同质量的水和沙子？
（相同质量；加热方式相同；这里用到了控制变量法，这是科学比较的基本要求）
（2）学生分组实验：（选用方法二为例）
各取200g的沙子和水放入相同的易拉罐中，并用搅棒不断搅拌．观察水和沙子温度升高100C（t1）和200C（t2）所需的时间，记入表格中．
物质 m/kg 升高100C的t1/s 升高200C的t2/s
沙 0．2
水 0．2
（3）分析与结论：质量相等的水和沙子升高相同的温度，水所用时间较长．这说明什么？（质量相等的不同物质，在升高相同的温度时，吸收的热量不同．）
2． 比热容
通常我们把单位质量的某种物质温度升高（或降低）10C吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称为比热．比热的单位：J/（kg．0C）
（1）观察比热表，说说自己的发现：a．比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同b．同种物质状态不同时比热容不同c．液体的比热容一般比固体的比热容大．
介绍水的比热的物理意义．
（2）比热的应用
前后呼应，解释课前的疑问，因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比沙子慢．
3． 热量的计算公式
提问：通过刚才的学习，你知道物体在吸热或放热时所吸收或放出的热量的多少与哪些因素有关吗？有什么关系？（与物体的质量、物体上升或下降的温度、物质的比热容）
设物质的比热为c，物体的质量为m，初温度为t0，末温度为t．则：
用Δt=(t-t0)表示升高的温度，可写成Q吸＝cmΔt
用Δt=(t0-t)表示降低的温度，可写成Q放＝cmΔt
三、随堂巩固
例：水的比热容是4．2×103J／(kg·℃)，将质量为4kg的水从20℃加热到70℃需要吸
收 J热量．如果将水倒掉一半，它的比热容将为 J／(kg．℃)．
《§12．3物质的比热容》研学案
班级： 姓名：
一、选择题
1．夏季的海边，昼夜温差小，气候宜人，这是由于水的比热容大的原因．下列现象不是反映了水的这一特性的是 （ ）
A．汽车发动机的冷却循环系统常用水做工作物质
B．炎热的夏天经常在教室的地面上洒水
C．北方冬天暖气供热设备用水做工作物质
D．北方春天的晚上，农民往稻田里灌水以防止秧苗冻坏
2．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 煤油2.1×103 铜0.39×103 砂石0.92×103
酒精2.4×103 冰2.1×103 水银0.14×103 铝0.88×103
A．液体的比热容一定比固体的大．　
B．同一物质发生物态变化后，比热容不变．
C．汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大．
D．物质的比热容是物体的一种属性，它的大小与物体的温度、质量有关．
3．由比热的公式，判断下列哪种说法是正确的 （ ）
　A．物质的比热容跟它的质量成反比
　B．物质的比热容跟它的热量成正比
　C．物质的比热容跟它的温度变化成反比
　D．比热是物质的特性之一，跟热量、质量、温度的变化等因素都无关
4．下列说法中，能说明物体放出热量多少跟物体降低温度有关的是 （ ）
　A．相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同
　B．相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同
　C．不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同
　D．不同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量一般不同
5．质量相同的两个物体由于吸热而升温，若它们的比热容之比为1:2，升高的温度之比为3:2，则它们吸收的热量之比为 （ ）
A．3:4 B．4:3 C．1:3 D．3:1
二、填空题
1．沿海地区昼夜之间的温差比内陆地区昼夜温差小,这是因为水的____ ___ ___较大的原因．
2．夏天，在太阳的照射下，海滨浴场沙滩上沙子的温度升高，内能增大，这是通过 方式改变内能的．而海水的温度明显低于沙滩的温度其原因是 ．
3．质量为200g的沙子，吸收9.2×103J的热量后，温度升高了50℃，则沙子的比热为
其物理意义是 ．
4．质量为5kg的水温度从80℃降低60℃，内能 （增加/减少）了 J
[ c水=4.2×103J/〔kg·℃〕]
5．由同种物质组成的甲、乙两个物体，质量之比为2:1，升高的温度之比为2:1，则甲、乙两物质的比热容之比为 ，吸收的热量之比为 ．
6．甲杯里装有200g、25℃的水，把它加热到60 ℃ ，吸收的热量是________Ｊ；乙杯中装有100g 、20 ℃的酒精，使其温度升高40 ℃需吸收的热量是________Ｊ，如把加热后的水和酒精混合在一起，那么它们之间______（发生/不发生）热传递．这是因为____________．
[已知 c酒精=2.4×103J/〔kg·℃〕]
三、解答题
1．用太阳能热水器使100kg的水从25℃升高到75℃，这些水吸收了多少热量？水的内能增加了多少？[ c水=4.2×103J/〔kg·℃〕]
2．把冰块放在食品上面，利用冰块吸热保鲜食品，一块低温的冰吸收8.4×103J的热量，温度从-14℃升高到-4℃，试求这块冰的质量？[ c冰=2.1×103J/〔kg·℃〕]
3．为了比较水和煤油的吸热能力，小明设计了如下实验步骤：
①在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；
②用两支温度计分别测出水和煤油的初温；
③在烧杯中，分别放入功率相同的电热器，加热时间相同；
④用温度计分别测出水和煤油的末温．
(1)步骤①存在的错误是：________________________，应改为______________________；
(2)步骤③，加热时间相同是为了使水和煤油___ ________________________；
(3)步骤②和④是为了得出水和煤油的___________ ________________；
4．某同学在做“探究物质吸热升温的属性”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，他得到如下数据：
物质 次数 质量m/kg 升高的温度Δt/℃ 加热的时间t/min
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
煤油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
（1）此实验中，用加热时间的长短来表示物质 ；
（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的 有关．
（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
．
【参考答案】
一、选择题
1．B
2．C
3．D
4．A
5．A
二、填空题
1．比热容
2．热传递 水的比热容比沙子大，吸热升温慢
3．0.92×103J/(kg·℃) 1kg的沙子温度升高1℃需吸收0.92×103J的热量．
4．减少 1.26×106J
5．1:1 4:1
6．2.94×104J 9.6×103J 不发生 它们温度相同，没有温差
三、解答题
1．2.1×107J 2.1×107J
2．0.4kg
3．（1）分别装入等体积的水和煤油 应改为 分别装入等质量的水和煤油
（2）吸收相同的热量
（3）变化温度
4．（1）吸收热量的多少
（2）质量
（3）物体吸收热量的多少与物质的种类有关