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九年级全一册物理大单元整体设计
第十三章《内能》
一、单元内容分析
本章是人教版九年级上册物理的第一章，讲述的内容围绕内能而展开的，同时也会涉及八年级物理中物态变化和机械能等相关内容。对于内能，一方面要从物质的微观角度认识物质的结构、分子的热运动等；另一方面，还要从物体的宏观角度认识内能、改变内能的方式、物体吸放热计算等。本章章首图和章首语描述了雪山中的火山喷发时的情景，并且提出炽热的岩浆与冰冷的白雪是否具有相同形式的能量？通过温度高低的巨大反差，能使学生对问题产生极大的兴趣，增强学生探索新知的热情。
本章教材的安排先认识物质的微观结构，再通过物体的宏观表现反映构成物体的分子情况。例如气体、液体、固体间的扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。同时教材也安排较多的实验作为知识点的引入，帮助学生更好地理解和掌握新知识。其次在呈现内能的内容时，教材首先以日常生活现象提出问题引入课题，再类比踢足球和弹簧给出内能的概念。通过生产生活中的事例和课堂演示实验知道改变内能的两种方式：热传递和做功。最后，将学习的内能知识运用到实践中并能解释相关热现象。因此教材把比热容的内容安排在本章第三节，通过实验比较不同物质的吸热能力，从而引出比热容的概念，进而知道水比热容大在生活中的应用。通过热量的计算，不仅能提高学生的计算能力，也提高了学生解决实际问题的水平。
二、本章课标要求
本章一部分内容属于课程标准中课程内容的第一个一级主题“物质”，是该主题下的二级主题“物质的结构和物质世界的尺度”中的部分内容。内容标准要求如下：
1.3.1知道常见的物质是由分子、原子构成的。
本章一部分内容属于课程标准中课程内容的第二个一级主题“运动和相互作用”，是该主题下的二级主题“多种多样的运动形式”中的部分内容。内容标准要求如下：
2.1.2知道自然界和生活中简单的热现象。了解分子热运动的主要特点，知道分子动理论的基本观点。
例 观察扩散现象，能用分子动理论的观点加以说明。
本章最后一部分内容属于课程标准中课程内容的第三个一级主题“能量”，是该主题下的二级主题“内能”中的部分内容。内容标准要求如下：
3.3.1了解内能和热量。从能量转化的角度认识燃料的热值。
3.3.2通过实验，了解比热容。能运用比热容说明简单的自然现象。
例1 能运用比热容说明为什么沙漠中的昼夜温差比海边的大。
三、本章核心素养
物理观念：物质的构成、扩散现象、分子热运动、分子间的引力、分子间的斥力、内能、热传递、做功、比热容、热量的计算
物理思维：通过演示实验以及日常生活中的事例，理解扩散现象，知道扩散的快慢与温度有关，从而了解分子在不停地无规则运动。通过类比弹簧，理解分子间的作用力。建立分子动理论的初步知识。类比机械能知道内能的概念和影响因素，通过日常现象和演示实验了解改变内能的两种方式及区别。通过探究不同物质的吸热的情况理解比热容的概念，了解比热容大在生活中的应用。
科学探究：比较不同物质的吸热情况。
科学态度与责任：通过探究实验，锻炼提升学生进行科学探究能力，养成实事求是的科学态度；通过联系生产生活实际，认识物理内在规律，并能运用到实践中，培养学生的实践能力，更能激发学生的学习兴趣，成为学生探索自然的内在动力。
四、本章教学目标
（一）内容目标：
1.知道常见物质是由分子或原子组成的；
2.知道一切物质的分子都在不停地做热运动；
3.能识别扩散现象，并能用分子热运动的观点进行解释；
4.知道分子热运动的快慢与温度的关系；
5.知道分子间存在作用力。
6.知道物体的内能。
7.了解影响物体内能大小的因素；
8.理解改变物体内能方式；
9.初步认识内能、温度与热量的关系。
10.认识物质的比热容；
11.会通过实验探究比较不同物质的比热容；
12.会利用比热容的概念解释生活中常见的现象；
13.能利用比热容的概念进行相关热量的计算。
（二）学业目标：
通过学生分组讨论提出问题、猜想假设设计方案、实验验证得出结论、总结评估交流感受等一系列探究过程，让学生在自主科学探究的过程中找出规律，学习科学探究的方法，培养观察、实验能力。
五、教学重点
内能、热量概念的建立，改变物体内能的两种途径
六、教学难点
用类比的方法建立内能的概念
七、学情分析和建议
九年级的学生已具有了一定的物理知识，能力也得到一定的发展。虽然学生已经学习了分子动理论的相关知识但大多数学生思维还是以形象思维为主，感性认识比较匮乏。因此，教学中仍需以一些感性认识作为依托，借助实验等手段加强直观性和形象性，把抽象的概念具体化、生活化，从学生的体验、经历和身边的事物来建立和强化内能的概念，让学生逐步认识到内能的存在、什么是内能、内能有什么特点、内能是怎样变化和量度的。
八、本章活动主题
1.在量筒里装一半清水，用细管在水的下面注入硫酸铜的水溶液，过一段时间观察现象，交流现象体验液体之间的扩散。
2.交流合作设计一些关于气体对外做功的小实验。例如，在空矿泉水瓶中喷入适量酒精，点火瞬间瓶子被冲出。（注意安全）
九、整体教学课时安排
单元主题 任务 问题 活动
内能 任务一：分子热运动（1课时） 问题1：物质的构成？ 活动一：小组之间交流讨论物质的变化情况、无限度地分下去时出现的情景。
问题2：气体、液体、固体都能发生扩散现象吗？扩散现象说明了什么？ 活动一：学生观察实验现象、讨论。活动二：交流生活中的扩散现象。活动三：展示扩散快慢的实验。
问题3：分子间存在相互作用吗？气态、液态、固态宏观和微观特性的区别？ 活动一：模拟体会一下当分子之间的距离变化时作用力的变化。
任务二：内能（1课时） 问题1：内能的概念？影响内能的因素？ 活动一：学生思考、对比得出结果并展示。
问题2：改变内能的方式有哪些？它们的实质是什么？ 活动一：尝试用多种方法使铁丝的温度升高，即增大铁丝的内能。活动二：学生观察实验现象并分析原因。
任务三：比热容（1课时） 问题1：不同物质的吸热能力相同吗？ 活动一：学生猜想、设计实验方案并进行实验。
问题2：水的比热容大在生活中的应用？ 活动一：解释生活中应用水比热容大事例。
问题3：热量如何计算？ 活动一与老师一起推导出热量公式，会正确运用热量公式进行计算。
十、学习评价量化表
评价指标 评价等级即分值 得分
一级指标 二级指标 优秀 良好 合格 自评 他评 师评
活动态度（20％） 学习兴趣 对本课有浓厚的学习兴趣 对本课有较高的学习兴趣 对本课的学习兴趣一般
学习态度 学习态度认真负责，努力完成预定任务 认真参与，在同学的协助下努力实现预定任务 认真参与，在同学的协助下努力未能全部实现预定任务
合作交流（20％） 与人合作 主动和同学配合，分工合作，乐于帮助同学 能和同学配合，做好自己分内的事 有需要时才和同学合作，喜欢个人学习
与人沟通 态度谦虚，认真倾听同学意见，能合作解决问题 会倾听同学意见，基本能和同学合作解决问题 不太喜欢发言和倾听同学意见，不喜欢和同学合作解决问题
探究实验（30％） 动手操作 能熟练操作实验器材，并在规定时间内完成实验任务 操作器材叫熟练，能够完成实验任务，但有缺陷 不能熟练操作实验器材，不能完成实验任务，或效率太低
分析归纳 根据实验现象和数据能够快速地分析归纳得出结论，并能和同学交流反思 能根据实验现象和数据得出实验结论，不能和同学交流反思 能记录现象和数据，不能得出对应的结论，或不能得出完整的结论
学习成果（30％） 获取知识 能够完成本节课的学习目标，能完全理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，能在老师或同学的协助下理解本节课重难点 基本能完成本节课的学习目标，不能完全理解本节课重难点
熟练运用 能够独立、快速完成课堂或课后练习，能运用所学内容解释一些实际问题 能够在老师或同学的帮助下完成课堂或课后练习，能解决一些实际问题 不能完成全部的课堂或课后练习，在解决实际问题时存在较大困难
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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第十三章 分课时设计
课题 比热容
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 《比热容》这节课是人教版初中物理九年级第十三章第三节的教学内容。它是《分子热运动》和《内能》这两节课的延续。通过对日常生活中常见现象的分析，启发学生思考物体温度变化时，物体的温度变化快慢与物体吸收或放出热量能力的关系。进而通过实验探究认识一个新的物理量，比热容。 比热容这一物理量的建立，在教学过程中难度是较大的，教学过程中通过实验探究寻找不同物质的吸热和放热时温度变化情况，来引入比热容的概念，并掌握其物理含义。本节课内容由“比热容"和“热量”计算两部分组成。
2.学习者分析 学生已基本掌握探究的模式程序，基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用，本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式，充分发挥学生的主动性和创造性，让学生在探究活动中切实体验物质的热属性,以加深学生对比热容概念的理解。从而能够成功进行热量的计算。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）通过探究，比较不同物质的吸热能力，使学生从实验中领悟比热容是如何影响物体温度的变化的，学会运用所学的知识分析解决实际问题（2）了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性；（3）知道水的比热容较大，知道这一特点在生活中的一些应用；（4）能根据比热容进行简单的热量计算。本节教学的重点是比热容的概念和热量有关计算。教学难点是理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
4.评价量表 《比热容》的评价量表任务列表任务要求（满分：30分）学生自评同学互评教师评价任务一：比较不同物质的吸热能力合作交流提出猜想、设计实验方案和进行实验、解释、评估与交流（10分）任务二：对比热容概念的理解和水比热容大的应用理解比热容的概念；知道比热容时物质的特性；能用比热容的知识解释生活中相关现象；知道水的比热容大可以用来做冷却剂和调节气温（10分）任务三：热量的计算知道吸、放热的计算公式；能利用公式进行计算；知道解题方法和步骤、注意事项（10分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
提出问题：你去过大海边吗？烈日下的中午，当你在水中游泳上岸时，脚踩在沙子上与在水中的感觉有什么不同？而到了傍晚，脚踩在沙子上与在水中的感觉又有什么不同？ 提出问题：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 学生思考并回答问题，进入情景。 白天海水凉，沙滩烫脚。傍晚沙滩凉，海水却还暖暖的。 创设情景活跃课堂气氛，引入课题
任务二：探究不同物质的吸热能力
提出问题：以烧水为例，物质吸收的热量可能哪些因素有关？有哪些事例支持你的猜想？提问：对于不同的物质，例如水、沙子、煤油，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？ 怎样比较不同物质的吸热能力呢？请同学们使用桌上的实验器材，边讨论边合作设计实验方案。实验器材 质量相等的水与食用油、温度计2支、电加热器2个、秒表。实验结论质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。引导学生完成以下讨论（1）测量物质的选取：应选取质量、初温相同的不同物质；（2）选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的：是为了让两种物质吸收的热量相同；（3）用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处：首先，与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同；其次，内部加热，热量损失少。（4）判断物质吸热能力强弱的两种方法①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱；②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。 该实验既可以用方法①比较物质吸热能力的强弱，也可以用方法②比较物质吸热能力的强弱.（5）该实验用装置常见的有两种，如图所示，两种装置对比，哪种更好一些，为什么？甲装置更好一些，甲装置中散热较少；乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差大一些，因此有条件时，尽量选择甲装置。 学生猜想：（1）物质吸收热量的多少可能与水的质量有关。支持事例：把水烧开时，水的质量越大，加热的时间越长。 （2）物质吸收热量的多少可能与升高的温度有关。支持事例：烧水时，把水烧的温度越高，加热的时间越长。 （3）物质吸收热量的多少可能与物质的种类有关。支持事例：加热质量相等的水与油，升高相同的温度，加热的时间不等。设计实验（1）实验方法：该实验用控制变量法、转换法进行探究 ①控制变量法：探究物质吸收的热量可能与质量、升高的温度、物质的种类有关时，应该控制两个量不变，每次实验只能改变一个量。 ②转换法：因为热量无法直接测量，所以我们可以用加热时间来比较物质吸收的热量。实验方案方案一：取等质量的水和食用油，加热相同的时间（即吸收相等的热量）后，比较温度的变化。方案二：取等质量的水和食用油，使其升高相同的温度时，比较加热所用的时间（即比较吸收的热量的多少）。进行实验与收集数据（采用方案一）（1）取质量相等的水与食用油各200g。（2）按照如图所示安装器材。观察温度计的示数，记下加热前水和食用油的温度。（3）接通电源，同时对烧杯中的水和食用油加热相同时间（根据实际情况而定）。 （4）每隔20s，同时读出两只温度计的示数，记下水和食用油的温度。（5）处理实验数据。液体初温t0/℃末温t1/℃（t1-t0）/℃水204222食用油205535分析与论证（1）质量相等的水和食用油吸收相同的热量，升高的温度不相同，食用油升高的温度比水的多。推理：质量相等的水与食用油升高相同的温度，吸收的热量不相同，水吸收的热量比食用油的多。表明水和食用油吸热本领不一样。（2）换用其他物质进行实验，发现在质量相同，升高的温度相同时，不同物质吸收的热量也不同。 培养学生设计实验的能力是物理新课标的要求，让学生先经过自己的独立思考,充分发挥自己的能力,然后经过同学间的交流评估，互助提高，最终找到最佳的实验方案。培养学生取长补短，虚心求教,互助合作的意识。【评价标准】合作交流提出猜想、设计实验方案和进行实验、解释、评估与交流（10分）合作交流提出猜想、不能提出合理的设计实验方案（8分）合作交流提出猜想、不能提出合理的设计实验方案、不能很好的提出评估和反思（6分）
任务三：比热容
换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。就是说，质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。这跟我们在测量物体质量时，遇到的情况相似；相同体积的不同物质，质量一般不相同。当时为表示物质的这一特性，引入了密度的概念反映某种物质单位体积的质量。那么，现在我们应该怎样表示上述实验所反映的物质特性呢？比热容（1）物理意义：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，叫做这种物质的比热容。（3）定义式：比热容= 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）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. （5）比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。①同种物质的比热容是不变的，与质量、变化的温度、吸收的热量无关，它仅与物质的种类和状态有关。 ②比热容反映了物质的吸热能力，比热容越大，越不容易升温，也不容易降温。几种物质的比热容[J/（kg·℃）]水4．2×103铝0．88×103酒精2．4×103干泥土0．84×103煤油2．1×103铁、钢0．46×103冰2．1×103铜0．39×103蓖麻油1．8×103水银0．14×103沙石0．92×103铅0．13×103运用比热容知识解释有关现象提问：（1）培育秧苗时，为了保护秧苗在夜间不被冷空气冻坏，常在傍晚往农田里灌水。（2）用水作为取暖剂和汽车发动机的冷却剂。（3）为什么沿海地区比沙漠地区的昼夜温差小？沙漠地带昼夜温差变化大的原因？（4）比热容大的物质对调节温度有很好的作用。 学生讨论，在此基础上归纳出比热容的概念。学生讨论，运用比热容知识解释4个有关现象，小组代表回答。（1）水的比热容大，在夜间温度降低时水放出的热量多，从而达到防冻的目的。（2）水的比热容大，降低相同的温度能放出更多的热量；升高相同的温度能够吸收更多的热量。（3）夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙石的比热容较小，吸收同样的热量，温度会上升很多，所以沙漠昼夜温差很大。（4）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。 新课标要求:“从物理走向社会”，只有将所学的知识加以运用，才能使其变成自己的东西,所以要让学生以社会生活中的问题为载体，施展自己的才华,培养学生运用所学知识为人类服务的意识。【评价标准】理解比热容的概念；知道比热容时物质的特性；能用比热容的知识解释生活中相关现象；知道水的比热容大可以用来做冷却剂和调节气温（10分）理解比热容的概念；知道比热容时物质的特性；不能熟练能用比热容的知识解释生活中相关现象；知道水的比热容大可以用来做冷却剂和调节气温（8分）理解比热容的概念；知道比热容时物质的特性；不能用比热容的知识解释生活中相关现象；不熟悉水的比热容大可以用来做冷却剂和调节气温（6分）
任务四：热量的计算
1. 热量的计算【引导学生推导出热量公式】根据比热容公式c=（1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt（2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm (t0-t) ＝cmΔtt0表示物体原来的初温度，t表示物体的末温度。（3）公式Q=cm (t-t0) = cm△t各物理量单位的选择根据公式Q=cm (t-t0) = cm△tm表示物质的质量，单位：kg△t表示改变的温度，单位：℃C表示物质比热容，单位： J/（kg·℃）Q表示吸收或放出的热量，单位：J2. 热平衡（1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高.若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。（2）热平衡方程：Q吸 = Q放 与老师一起推导出热量公式，会正确运用热量公式进行计算。 通过练习，加深对热量公式的理解，培养学生运用物理知识解决实际生活中问题的能力。【评价标准】知道吸、放热的计算公式；能利用公式进行计算；知道解题方法和步骤、注意事项（10分）知道吸、放热的计算公式；能利用公式进行计算；不熟悉解题方法和步骤、注意事项（8分）知道吸、放热的计算公式；能利用公式进行计算；不熟悉解题方法和步骤、注意事项；计算能力还存在一定的能力不足（6分）
6.板书设计一、比热容①影响物质吸热能力的因素：质量、升高的温度、物质种类有关。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，叫这种物质的比热容。④公式： c = ⑤单位：J/（kg·℃）⑥比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容。二、热量的计算①影响吸放热的因素：物质种类、质量、升高的温度。②吸热公式：Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt③放热公式：Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
7.作业与拓展学习设计 1．查表可知：冰的比热容为 焦/（千克·℃）。分析表中数据可发现：不同物质的比热容一般 ；不同状态下的相同物质比热容 （后两空均选填“相同”或“不同”）。质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度， 吸收的热量最少。比热容∶ 焦/ （千克·℃）酒精 2.4×10 铜 0.39×10 水 4.2×10 铁 0.45×10 冰 2.1×10 铝 0.90×10 【答案】 不同 不同 铜【详解】[1][2][3] 查表可知：冰的比热容为；不同物质的比热容一般不同；不同状态下的相同物质比热容也不同，如水的比热容为，与冰的比热容不同。[4] 铜块、铁块和铝块中，铜的比热容最小，根据可知质量相同的铜块、铁块和铝块，升高相同的温度，铜吸收的热量最少。2．质量、初温均相同的甲、乙两物体，在吸收相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温高；则质量、初温均相同的甲、乙两物体，在放出相同热量的情况下，甲的末温比乙的末温 （选填“高”或“低”）。【答案】低【详解】根据题意可知，甲、乙的质量和初温相同，吸收相同热量后，甲的末温比乙的高，这说明甲的温度变化较大，由可知，甲的比热容较小，则质量和初温相同的甲、乙放出相同的热量后，由可知，甲的比热容较小，则甲的温度变化较大，所以甲的末温低。3．在海边看海，风是迎面吹来，还是从背后吹来，日夜是有区别的，这种风叫“海陆风和陆海风”。两种风的形成是因为海水与陆地的 不同，导致空气温度不同而向不同方向流动，如图所示的场景发生在炎热的夏天，地面附近空气的流动方向是 （选填“从陆地向海面”或“从海面向陆地”）。【答案】 比热容 从陆地向海面【详解】[1][2]因为海水的比热容比陆地（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，微风从海洋吹向陆地，形成海陆风。而夜晚，陆地和海水放出相同的热量，但海水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆海风。4．地表温泉水降温较慢，这是因为水的 较大；人们泡温泉时身体会变热，这是通过 方式改变了身体的内能的缘故；池边种植了很多桂花树，泡温泉时阵阵花香扑鼻，这是 现象。【答案】 比热容 热传递 扩散【详解】[1]地表温泉水降温较慢，这是因为水的比热容较大，和相同质量的其它物质相比，放出相同热量时，温度降低得较少。[2]人们泡温泉时身体会变热，是因为人体从水中吸收了热量，这是通过热传递的方式改变了身体的内能的缘故。[3]泡温泉时阵阵花香扑鼻，这是扩散现象，是由于分子不停做无规则热运动造成的。5．下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断正确的是 （ ）物质水煤油冰铝铜比热容/4.2×1032.1×1032.1×1030.88×1030.39×103A．质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多B．物质的物态发生变化，比热容不变C．不同物质的比热容一定不同D．质量相等的水和煤油吸收相同的热量，水升高的温度更多【答案】A【详解】A．由表中数据可知，铝的比容热大于铜，根据可知，质量相等的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多，故A正确；B．由表中数据可知，水凝固成冰，比热容变小，故B错误；C．由表中数据可知，冰和煤油的比热容相同，故C错误；D．由表中数据可知，水的比热容大于煤油，根据可知，质量相等的水和煤油吸收相同的热量，煤油升高的温度更多，故D错误。故选A。6．如图甲，利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体，得到温度随时间变化的图像如图乙，分析可知（ ）A．相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多B．a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大C．升高相同温度a所用时间比b少，a的吸热能力比b弱D．相同时间内a升高的温度比b多，a的吸热能力比b强【答案】C【详解】A．实验中使用相同规格的加热器，则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，故A不符合题意；B．吸热能力是物质的属性，保持不变，所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化，故B不符合题意；C．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同；升高相同的温度，a所用时间比b少，则a吸收的热量少，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故C符合题意；D．由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同，则相同时间内两种液体吸收的热量相同，相同时间内a升高的温度比b多，a、b两种液体的质量相等，由可知，a的吸热能力比b弱，故D不符合题意。故选C。7．小姜利用如图1所示的装置“比较不同物质吸热的情况”。（1）器材：相同规格的电加热器、烧杯、温度计各两个，以及 （填测量工具）、托盘天平（含砝码）、水和煤油；（2）选取两个相同规格的电加热器进行实验，目的是为了通过比较 来比较物质吸收热量的多少；（3）实验中选取初温不同、 相同的水和煤油，分别倒入烧杯中，用电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较 来比较不同物质吸热能力的强弱；（4）如图2所示，小姜正确使用温度计测量液体的温度，按照图中 （选填“A”、“B”或“C”）方法读数是正确的；实验中某时刻温度计示数如图3所示为 ℃；（5）部分实验数据如下表所示，分析数据可得出结论： （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。加热时间/min01234……10水的温度/℃3034384246……70煤油温度/℃1018263442……90【答案】 停表 加热时间 质量 升高的温度 B 66 水【详解】（1）[1]比较不同物质吸热的情况实验中需要测量加热时间，因此缺少的实验器材是秒表。（2）[2]实验中用两个相同的电加热器加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，因此通过比较加热时间的长短来比较物质吸收热量的多少。（3）[3][4]根据比较不同物质吸热能力的两种方法可知，实验中要控制不同物质的质量相等，即实验中应量取质量相等的水和煤油，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱。（4）[5]使用温度计测量液体的温度时，视线要与液柱的上表面相平，故B正确。[6]由图3可知，温度计的分度值为1℃，此时是零上，因此温度计示数为66℃。（5）[7]由表格中数据可知，水和煤油加热相同的时间，水升高的温度较低，说明水的吸热能力更强。8．为了比较水和煤油吸热能力的大小，小明同学做了如图甲所示的实验。在两个相同的烧杯中分别装入水和煤油，用相同的电热器分别对它们进行加热，得到的实验数据如表所示。物质种类质量/g温度升高 10℃所需时间/s温度升高20℃ 所需时间/s温度升高30℃所需时间/s水10059104138煤油1004370110（1）实验中应保证水和煤油的初温与 （选填“质量”或“体积”）都相同；（2）某时刻温度计的示数如图乙所示，为 ℃；（3）在实验中，通过比较 来反映物质吸收热量的多少，这里运用的方法是 法；（4）分析表格数据可知，质量相同的水和煤油升高相同的温度时， 吸收的热量较少，进一步分析可知， 的吸热能力强。【答案】 质量 26 加热时间的长短 转换 煤油 水【详解】（1）[1]据控制变量法，为了比较水和煤油的吸热能力，水和煤油的初温及质量应相同。（2）[2]图乙中，温度计的分度值为2摄氏度，液柱在0刻度线以上，示数为26摄氏度。（3）[3][4]实验中，用相同的热源加热，在相同的时间内放出的热量相同，水和煤油吸收的热量相同，时间不同，放出的热量不同，吸收的热量不同，所以通过比较加热时间来反映物质吸热的多少，这是转换法的应用。（4）[5][6]由表格数据知，质量相同的水和煤油升高的温度相同时，水需要加热的时间比煤油的长，水吸收的热量更多，煤油吸收的热量更少。即水的吸热能力比煤油的强。9．质量为0.1千克的水温度从10℃升高到30℃。（1）求水升高的温度。（2）求水吸收的热量。[]【答案】（1）；（2）焦【详解】解：（1）求水升高的温度（2）求水吸收的热量Jkg·）kgJ答：（1）求水升高的温度Δt为20℃；（2）求水吸收的热量Q吸为8.4×104J。10．打制铁质工具时要淬火以提高工具的硬度。现将一质量为420g温度为550℃的烧红的铁件淬火，淬火后温度降低到50℃，求：（已知铁的比热容为0.46×103J/（kg·℃），水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），假设整个过程没有热量散失）（1）此过程中铁件释放的热量为多少J？（2）若这些热量全部用于加热5kg温度为30℃的水，则水温将升高到多少℃？【答案】（1）9.66×104J；（2）34.6℃【详解】解：（1）铁件释放的热量（2）这些热量全部被水吸收后，水升高的温度为水的末温答：（1）此过程中铁件释放的热量为9.66×104J；（2）水温将升高到34.6℃。
8.教学反思与改进1. 比热容概念的建立是这节课的难点。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。 2. 一些物理概念或规律常借助于数学公式来表达，但是不能单纯从数学角度理解，要考虑其物理意义。如比热容的表达式c = ，就不能单纯从数学角度来理解，从公式看，热量Q除以mΔt，当Q为零时，c也为零。但比热容是物质的一种特性，与吸放热是没有关系的。
作业设计
13.3比热容课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：比较不同物质的吸热能力
1．如图所示，某同学研究物体吸收的热量与物质种类之间关系时，所用的实验装置。
（1）两只烧杯里的液体，要求它们的物质种类 ，质量 ；（均选填“相同”或“不同”）
（2）实验中，应使两杯液体升高的温度 ；（选填“相同”或“不同”）
（3）本实验中通过记录 来判断吸收热量多少。
【答案】 不同 相同 相同 加热时间
【详解】（1）[1][2]研究物体吸收的热量与物质种类之间关系时，需要控制物质质量相同，选用种类不同的物质进行实验。
（2）[3]实验时，使两种液体升高相同的温度，观察液体所需要的加热时间来比较物体吸收热量的多少。
（3）[4]加热装置在持续放热，放出的热量由物质吸收，时间越长液体吸收热量越多。故可以借用“加热时间”来表示物质吸收的热量。
知识点2：比热容概念的理解
2．质量相等的甲、乙两个物体吸收热量，温度升高，二者升高的温度与吸收热量的关系图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．甲物体的比热容大 B．甲物体的吸热能力强
C．乙物体的比热容大 D．乙物体的吸热能力弱
【答案】C
【详解】甲、乙质量相等，由图可知，吸收相同的热量，乙温度变化量更小，由可知，乙的比热容更大，所以乙的吸热能力强。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．质量相同的两金属块，吸收相同的热量，升高的温度不同，则（ ）
A．升高温度较大的金属块比热容一定大 B．升高温度较小的金属块比热容一定大
C．温度高的金属块比热容一定小 D．温度低的金属块比热容一定小
【答案】B
【详解】根据Q=cmΔt知，相同质量的不同物质，吸收相同的热量，温度升高少的比热容大，温度升高多比热容小，所以升高温度较大的金属块，其比热容一定小，升高温度较小的金属块比热容一定大；故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
知识点3：水的比热容大的应用
4．炎炎夏日，小梅来到美丽的海滨城市日照。她发现，在这里白天的风常常从海面吹向陆地，而在夜晚风却从陆地吹向海面，如图是陆地和海面之间空气流动情况的示意图。形成这一现象的主要原因是（ ）
A．陆地上的砂石的温度总是高于海水的温度
B．陆地上的砂石的内能总是小于海水的内能
C．陆地上的砂石的比热容小于的海水比热容
D．陆地上的砂石吸收的热量少于海水的吸收的热量
【答案】C
【详解】沿海地区水多，水的比热容较大；内陆地区，地表以砂石泥土为主，砂石泥土比热容较小；由于水的比热容大，所以对于相同质量的水和砂石相比较，在吸收或放出相同的热量时，水的温度变化小，而砂石的温度变化大，所以白天陆地的温度高、海水温度低，晚上陆地温度低、海水温度高；白天陆地上方空气的温度高度，密度小，砂石上方空气上升，海面上的冷空气过来补充，所以白天的风常常从海面吹向陆地，而晚上海面上方的热空气上升，风从陆地吹向海面。
故选C。
5．水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务。下列事例中与它的这一特性无关的是（ ）
A．汽车发动机用循环水冷却
B．让流动的热水通过散热器供暖
C．夜晚向稻田里灌水以防冻坏秧苗
D．夏天向教室地面洒水可以降低室温
【答案】D
【详解】A．因为水的比热容大，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，所以汽车发动机用循环水冷却，故A不符合题意；
B．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以让流动的热水流过散热器取暖，故B不符合题意；
C．因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以晚上向秧苗田里放水，水可以放出更多的热量以防冻坏秧苗，故C不符合题意；
D．夏天向教室地面洒水降温利用水蒸发吸热，不是利用水的比热容大，故D符合题意。
故选D。
知识点4：热量的计算
6．为使每个学生喝上放心安全的直饮水，济阳区大部分学校购置了饮水机。某饮水机的出水温度在20～45℃之间，适合学生直接饮用。水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），求该饮水机将35kg水由15℃加热至35℃需要吸收多少热量？
【答案】2.94×106J
【详解】解：由题意可知水的温度的变化量为
Δt=t2-t1=35℃-15℃=20℃
则水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/（kg ℃）×35kg×20℃=2.94×106J
答：该饮水机将35kg水由15℃加热至35℃需要吸收的热量为2.94×104J。
【能力提升】
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】 比热容
【详解】[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．中央气象台每天都会发布全国主要城市的天气预报，如图列出的是2017年6月4日沿海城市天津和内地城市磁县的气温情况.请根据两座城市的气温变化情况判别城市名称，甲是 ，你判别的依据是 。
【答案】 天津海水的比热容较大 沿海城市昼夜温差较小
【详解】[1][2]由于水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，在吸收或放出相同热量时，温度变化值较小。天津是沿海城市，紧邻大海，所以昼夜温差小；西安是内地城市，水较少，因此昼夜温差比较大。所以甲是天津，乙是西安；判断的依据是海水的比热容较大，沿海城市昼夜温差较小。
3．如图所示，用相同的电加热器加热质量相同的甲和乙两种液体，实验数据记录如下表。以下判断正确的是（ ）
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 20 22 24 26 28
乙的温度/℃ 20 24 28 32 36
A．吸收相同热量时，甲的温度变化量大于乙的
B．温度变化量相同时，乙需要更多的加热时间
C．甲和乙的内能都是通过热传递的方式增加的
D．实验结束停止加热后，乙的降温速度比甲慢
【答案】C
【详解】A．由表格数据可知，加热时间相同，即吸收的热量相同，甲的温度变化量小于乙的温度变化量，故A错误；
B．吸收相同热量，甲的温度变化量小于乙的温度变化量，据此推理，变化相同的温度，甲需要更多的加热时间，故B错误；
C．甲和乙的内能都是通过热传递的方式从电加热器转移过来的，故C正确；
D．用相同的电加热器加热质量相同的甲和乙两种液体，在相同时间内，吸收相同的热量，乙液体升高温度比较快，根据 Q = cmΔt可知 ，乙的比热容小于甲的比热容，所以实验结束停止加热后，乙的降温速度比甲快，故D错误。
故选C。
4．如图甲所示为探究“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。使用相同规格的电加热器分别对质量相等的水和食用油加热，得到温度随时间变化的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．加热相同的时间，末温度高的吸热能力弱
B．A在0～2min内吸收的热量和B在0～3min内吸收的热量相等
C．物质A的吸热能力强
D．食用油和水的比热容之比为2：5
【答案】A
【详解】A．由Q吸=cmΔt可知，质量相同，加热相同的时间，即吸收的热量相同，升温高的比热容小，即吸热能力弱，又因为初温相同，所以末温度高的吸热能力弱，故A正确；
B．使用相同规格的电加热器加热，相同时间内，液体吸收的热量相同，所以0～2minA吸收的热量小于0～3minB吸收的热量，故B错误；
C．由Q吸=cmΔt可知，升高相同的温度，B的加热时间长，即B吸收的热量多，在质量一定时，B的比热容大，即B的吸热能力强，所以B为水，A为食用油，故C错误；
D．水与食用油质量相同时，升高相同的温度，水的加热时间为3min，食用油的加热时间为2min，则水吸收的热量与食用油吸收的热量之比为3：2，根据Q吸=cmΔt可知，食用油和水的比热容之比为2：3，故D错误。
故选A。
5．质量、初温均相同的甲、乙两种物质，放出相同的热量后相互接触，热量从甲传给乙。若两种物质的比热容分别为、，则（ ）
A．一定大于 B．一定小于
C．一定等于 D．可能等于
【答案】A
【详解】甲、乙两个不同的物体的质量、初温均相同，放出相同热量后再相互接触，热量从甲传递到乙，说明甲的温度高于乙的温度，则开始放出相同热量时甲降低的温度值比乙降低的小，由可知，甲的比热容大于乙的比热容，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．（多选）小东分析表中的数据，其说法正确的是（ ）
物质 密度(kg/m3) 比热容[J/(kg/℃)]
水 1.0×103 4.2×103
铜 8.9×103 0.39×103
铝 2.7×103 0.88×103
A．汽车的冷却液可以选水
B．质量相等的铜块和铝块，铜块的体积较大
C．体积相等的铜块和铝块，放出相等热量，铝块温度降低得较多
D．质量相等的铜块和铝块，升高相同温度，铝块吸热较多
【答案】ACD
【详解】A．表中的数据可知，水的比热容大，可以选做汽车的冷却液，故A正确；
B．质量相等的铜块和铝块，铜的密度大，由可知铜的体积小，故B错误；
C．根据和m=ρV得到体积相等的铜块和铝块，放出的热量
放出相等的热量，降低的温度之比
所以铝块温度降低得较多，故C正确；
D．质量相等的铜块和铝块，升高相同温度，铜的比热容比铝的小，根据可知，铝吸收的热量更多，故D正确。
故选ACD。
7．某实验小组用如图所示的装置比较水和煤油的吸热本领；
（1）本实验中，要使用规格相同的电加热器，规格相同是指 相同；
（2）加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的；（选填“加热时间”或“升高的温度”）；
（3）在一个烧杯中倒入240mL的水，为了满足实验要求，需要在另一个相同烧杯中倒入 g的煤油；用两个相同的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图甲中，图线 （选填“a”或“b”）可以反映煤油的温度随时间的变化规律，煤油的比热容为 。
【答案】 相同时间放出的热量 加热时间 240 a 1.575×103
【详解】（1）[1]相同规格的加热器相同时间放出的热量相同。
（2）[2]相同规格的加热器相同时间放出的热量相同，不考虑热量的损失的，液体相同时间内吸收的热量也相同，所以实验中用加热时间反映吸收热量的多少，这是转换法。
（3）[3]水的体积
则水的质量
实验需控制水和煤油质量相同，故煤油的质量
[4]根据题意可知，用两个相同的电加热器来加热水和煤油，相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同， 则加热时间相同时，温度上升得慢的液体，比热容大，温度上升得快的液体，比热容小，则图甲中，图线a反映的是煤油的温度随时间的变化规律。
[5]由上可知图线a 是煤油，图线b是水，当t=10min时，水和煤油吸收的热量相同，则有
则有
解得煤油的比热容
8．小明做了“比较不同物质吸热的情况”的探究实验。如图甲所示，他用相同规格的电加热器给质量、初温都相同的水和食用油加热，记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图像。
（1）由图像可知，水和食用油升高相同的温度， 的加热时间更长（选填“水”或“食用油”），说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了 物理量。
（2）加热到2.5min时，食用油的温度如图乙所示，此时温度计示数是 ℃。
（3）冬天，如果想自制暖手袋，小明应选液体 （选填“水”或“食用油”）作为供暖物质，其效果更佳。
（4）上述实验中，主要用到的物理学研究方法有转换法和 法。
【答案】 水 比热容 98 水 控制变量
【详解】（1）[1][2]由图像可知，水和食用油升高相同的温度，水的加热时间更长，说明水吸收的热量更多，即水的吸热能力更强；换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同，为了表示不同物质的这种性质差别，引入了比热容这个物理量，比热容越大，物质的吸热能力越强。。
（2）[3]温度计的分度值是1℃，液柱在90以上第8个小格处，示数为98℃。
（3）[4]水的比热容较大，相同质量的水和食用油比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以冬天，如果想自制暖手袋，小明应选液体水作为供暖物质，其效果更佳。
（4）[5]实验中，通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这是转换法；实验中，控制水和食用油的质量相同、初温相同、升高的温度相同，这是控制变量法。
9．标准大气压下，一壶质量为2kg，温度为20℃的水，加热到70℃[已知c水＝4.2×103J/（kg ℃）]。求：
（1）水吸收的热量Q吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
【答案】（1）4.2×105J；（2）100℃
【详解】解：（1）水升高的温度
水吸收的热量
（2）由知道，水升高的温度
则
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水吸收的热量是4.2×105J；
（2）水的末温为100℃。
10．已知冰的比热容为2.1×103J/（kg·℃），冰的熔化热为3.36×105J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。把质量为10g、温度为0℃的冰和质量为200g、温度为100℃的金属块同时投入质量为100g、温度为20℃的水中，当它们达到热平衡时，它们的共同温度为30℃。若不计热量损失，求金属块的比热容。
【答案】0.63×103J/（kg· ℃）
【详解】
解：质量为10g、温度为0℃的冰熔化成0℃的水吸收的热量为
冰熔化成水，状态变化，质量不变，熔化成水之后，质量为10g，水从0℃升高到30℃吸收热量为
质量为100g、温度为20℃的水从20℃升高到30℃吸收热量为
质量为200g的金属块从100℃降低到30℃放出热量为
不计热量损失，有
即
解得金属块的比热容为
答：金属块的比热容为0.63×103J/（kg· ℃）。
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