13.1热量 比热容 精品导学案(含解析)初中物理人教版(2024)九年级全一册

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名称 13.1热量 比热容 精品导学案(含解析)初中物理人教版(2024)九年级全一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2025-08-02 16:55:16

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文档简介

第一章·内能
第一节热量比热容
【课标要求】
理解热量和比热容的概念,明确其物理意义。
掌握比热容是物质的特性,了解不同物质比热容的差异及水比热容大的应用。
熟练运用比热容公式进行热量计算,能解决相关实际问题。
【学习目标】
物理概念与规律
核心:理解热量、比热容的本质及热量计算方法。
关键:热量的定义(热传递中传递的热的多少)、单位(焦耳)及影响因素(质量、温度变化量);比热容的定义(单位质量物质温度变化 1℃吸放的热量)、符号(C)、单位 [J/(kg ℃)]、物理意义(反映吸放热能力)及公式();热量计算(及吸放热公式应用)。
科学方法与推理
核心:掌握实验中的科学方法,通过数据推理规律。
关键:控制变量法(控制质量、温度变化量等研究物质吸热差异);转换法(用加热时间反映吸热量多少);通过实验数据分析得出 “不同物质吸热本领不同”的结论。
实验探究能力
核心:经历完整实验过程,提升探究技能。
关键:设计 “比较不同物质吸热情况” 实验(步骤、数据记录);分析实验数据并论证结论;参与拓展实验(如传感器比较比热容)。
联系实际与社会意识
核心:认识物理知识与生活、环境的联系,树立科学态度。
关键:水的比热容大的应用(冷却剂、暖气片、秧苗保温等);解释自然现象(沿海与内陆温差、湿地公园温差小等);体会物理对生产生活及环境保护的意义。
【重难分析】
重点:
热量的概念及单位,比热容的定义、单位和物理意义。
比热容是物质特性的理解,以及水比热容较大在生活中的应用。
比热容公式的运用,包括公式变形计算。
难点:
对比热容概念的深入理解,从热量、质量和温度变化关系中抽象出比热容特性。
正确运用比热容公式进行热量计算,准确区分公式中各物理量含义,避免单位换算错误。
利用比热容知识解释生活中如海陆风形成、暖气用水作传热介质等实际问题。
【知识预习】
一、 阅读课本2-7页,完成以下预习内容
知识点1.热量
(1)在热传递过程中,传递______的多少叫做热量,用符号______表示,单位是______。
(2)物体吸收热量,内能______;放出热量,内能______。
答案:热、Q、J;增加、减少;
知识点2.比热容
(1)一定质量的某种物质,在温度升高时吸收的热量与它的______和______乘积之比,叫做这种物质的比热容,用符号______表示。
(2)比热容反映了物质______的能力,不同物质的比热容一般______,它是物质的一种______,只与物质的______和______有关。
答案:质量、升高的温度、C;吸、放热,不同,特性,种类,状态;
知识点3.比热容公式
(1)热量计算公式为______,其中Q表示______,C表示______,m表示______, t表示______ 。
(2)由公式变形可得,求比热容C=______ ,求质量______ ,求温度变化量Δt = ______ 。
答案:,热量,比热容,物体的质量,物体升高的温度; ,,
二、重点梳理,答疑解惑
(一)热量
1.定义:在热传递过程中,传递的热的多少叫作热量,用符号Q表示。
2.单位:焦耳(J)
3.演示:比较不同物质吸收热量的情况
(1)实验设计:
选取质量相等的不同物质,利用 相同 的加热装置加热,使它们升高相同的温度,通过比较加热时间的长短比较它们吸收热量的多少,吸收热量多的物质吸热本领强。
(2)实验方法:
1.转换法:吸收热量的多少无法直接观察,但相同的电加热器每秒放出的热量是一定的,通电时间越长,放出的热量越多。不考虑热损失,放出的热量全部被水或食用油吸收,故物质吸收热量的多少就转换成加热时间的长短。
2.控制变量法:控制水和食用油的质量、升高的温度相等,通过加热时间(吸收热量的多少)不同来说明水和食用油的吸热本领不同。
(3)实验步骤:
①取两只相同的烧杯分别装入500g水和500g食用油。
②用温度计分别测出并记录初温,并预先设定好加热的末温。
③用相同的电加热器对水和食用油进行加热,并记录它们分别达到末温时所需的加热时间t。
(4)实验数据:
物质 质量m/g 初温/℃ 末温/℃ 升高的温度Δt/℃ 加热时间t/min
水 500 20 60 40 10
食用油 500 20 60 40 5
(5)分析论证:
①加热质量相等的水和食用油,使它们升高相同的温度,水需要的加热时间更长,水吸收的热量更多。
②进一步分析:加热质量相等的水和食用油,使它们吸收相同的热量(加热时间相同),食用油升高的温度比水的高。
(6)实验结论:
质量相等的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同;质量相等的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同。可见,不同种类的物质的吸热本领不同。
比热容
1.认识比热容
(1)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,叫作这种物质的比热容(specific heat capacity)。
(2)符号:C
(3)单位:焦每千克摄氏度,符号是J/(kg·℃)。
(4)物理意义:反映物质的吸、放热能力。
比热容在数值上等于1kg的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。
表达式:
2.水的比热容大的应用
(1)水的温度变化小
①分析:相同质量的水与比热容比水小的物质相比,吸收(或放出)相同热量时,水的温度变化小,有利于调节温度。
②举例:
a.沿海地区昼夜温差小,内陆地区昼夜温差大;
b.海陆风的形成;
c.增大人工水域面积来缓解热岛效应;
d.生物体内水的比例很高,有助于减小外界过快的温度变化对生物体的损害。
(2)水吸收(或放出)的热量多
①分析:相同质量的水与比热容比水小的物质相比,升高(或降低)相同温度时,水吸收(或放出)的热量多,因此常用水作为冷却剂或取暖介质。
②举例:
a.汽车发动机用水作为冷却剂;
b.冬季供热用的暖气片与热水袋中的介质是水;
c.水稻育苗时采取傍晚灌水、第二天早上放水的做法来对秧苗保温。
热量计算
比热容在数值上等于1 kg 的某种物质温度升高1 ℃所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容,再知道这种物质的质量和升高(或降低)的温度,就能计算它吸收(或放出)的热量。
1.计算热量的公式:
吸热公式:
放热公式:
2.如果用 t表示升高或降低的温度(即温度变化量),吸热和放热公式可以统一为:。
【试题练习】
1.由得知,下列说法中正确的是( )
A.物质的比热容,与吸收的热量成正比
B.物质的比热容,与物体的质量和温度的变化成反比
C.物质的比热容,与吸收的热量成正比,与物体的质量和温度的变化成反比
D.物质的比热容,与吸收的热量、物体的质量、温度的变化均无关
2.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
3.初温相同的铜块和铝块吸收相同的热量后(),下列说法中正确的是( )
A.若, 则 B.若, 则
C.若, 则 D.若, 则
4.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
5.用酒精灯和电加热器分别给质量相同的两种液体加热,加热过程中,温度随时间变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.液体A的比热容大 B.液体B的比热容大
C.内A吸收的热量比B多 D.无法比较A与B吸收热量的多少
6.下列实例中没有利用水的比热容较大的是( )
A.夏天中午往地上洒水降温 B.用热水袋取暖
C.冬天楼房中的暖气用水作为介质 D.城市建造人工湖用来降温
7.在沿海地区,夏日里常常出现“海陆风”,当出现如图所示风向时,通常( )
A.发生在白天,且陆地温度较高 B.发生在白天,且海水温度较高
C.发生在夜晚,且陆地温度较高 D.发生在夜晚,且海水温度较高
答案以及解析
1.答案:D
解析:A.比热容是物质的一种特性,与吸收的热量无关,A不符合题意;
B.比热容是物质的一种特性,与物体的质量和温度的变化无关,B不符合题意;
CD.比热容是物质的一种特性,与吸收的热量、物体的质量和温度的变化无关,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
2.答案:B
解析:游泳之后从水中出来,风一吹感觉特别冷,是由于身体表面的水蒸发吸热,与“水的比热容较大”这个特性无关,故B符合题意.
3.答案:B
解析:A.,吸收相同的热量,根据,若, 则,故A错误;
BC.,吸收相同的热量,根据,若,则,故B正确,C错误;
D.,吸收相同的热量,根据,若,则温度变化量大小无法比较,故D错误。
故选B。
4.答案:A
解析:根据可知,质量相同的物体吸收的热量与比热容、升高的温度成正比,它们的比热容之比为1:2,升高的温度之比为3:2,故它们吸收的热量之比为3:4。
5.答案:D
解析:用酒精灯和电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热,加热装置不同,加热相同的时间,A、B两种液体吸收热量的多少无法判断,故无法比较二者比热容的大小,且无法比较A与B吸收热量的多少,故A、B、C错误,D正确。
6.答案:A
解析:A.夏天中午往地上洒水降温,是利用水蒸发吸热降低温度,而不是利用水的比热容较大的特点,故A符合题意;
B.用热水袋取暖,因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质降低相同温度时,水放出的热量多,所以利用了水的比热容大的特性,故B不符合题意;
C.冬天楼房中的暖气用水作为介质,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质降低相同的温度时,水放出的热量多,所以利用了水的比热容大的特性,故C不符合题意;
D.城市建造人工湖用来降温,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质吸收相同的热量时,水升高的温度小,所以利用了水的比热容大的特性,故D不符合题意。
故选A。
7.答案:A
解析:白天陆地和海洋吸收相同的热量,陆地升高的温度比海洋升高得多,陆地热空气上升,近地面气压低,海洋的冷空气补充过来,故风向是从海洋吹向陆地;夜晚陆地和海洋放出相同的热量,陆地比海洋温度降低得多,海洋气温较高,热空气上升,空气从陆地吹向海洋。图中风向是从海洋吹向陆地,由上述分析可知,A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
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