第十三章 内能 实验专题
1.小明在“探究液体扩散快慢与哪些因素有关”实验中,他猜想液体扩散快慢与液体温度、液体的质量和液体的种类有关;
(1)在探究“液体扩散快慢与液体温度是否有关”的实验中,小明在三个相同的烧杯中分别装上相同质量热水、温水和冷水,用三个滴管同时往三个烧杯中各滴入一滴红墨水,发现热水最先全部变红,温水其次,冷水最后变红。由此可得出的结论是 ;
(2)如下表是小明设计的探究液体扩散快慢与液体种类是否有关的记录表格。
①请将表格中a、b的内容填写完整。a. ;b. ;
次数 a 液体质量 液体种类 全部变红所需时间t/min b
1 相同 相同 酒精
2 水
3 盐水
②同组小红同学认为小明的实验设计存在不合理之处,原因是 ,改正方法是: 。
2.在物理学的研究中,常常通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事物,来总结规律。以下两个实验就利用了这种方法。
(1)实验一:如图所示的柱形容器,将等体积的水和酒精倒入混合,观察混合后的现象,比较混合液的总体积是 (选填“小于”“等于”或“大于”)水和酒精体积之和的。由此可以推测:液体分子间存在 ;
(2)实验二:为了探究液体的分子是否运动,小明先在量筒里装一半清水,然后再用细管在水下面注入硫酸铜溶液。如图所示依次为“实验开始时”“静放10日后”“静放30日后”所呈现的现象,此现象为 现象,说明 ;此过程中能否加盖后颠倒容器几次,再观察现象? ,理由是 。
3.在学习了“分子动理论”后,小郡进行了以下几个小实验:
(1)在探究分子运动规律时,已知二氧化氮的密度比空气大,应在如图甲中的 (选填“A”或“B”)瓶中装入二氧化氮气体,另一瓶子装入空气。撤掉两瓶中间的玻璃板,两种气体就会逐渐混合在一起,最后颜色变得均匀,这就是气体的 现象;
(2)如图乙所示,小宇先后将50mL水和50mL的酒精倒入玻璃管中,反复翻转几次后发现水和酒精的总体积小于100mL,这说明:分子间有 。
4.小明同学为了探究扩散问题而设计了如下一系列实验:
A.观察一滴墨水在热水和冷水中扩散的快慢。
B.如图,抽去玻璃板,观察气体扩散的快慢。
C.将磨得光滑的铅块和金块紧压在一起并观察。
(1)通过A实验可发现:
(2)B实验你认为有什么不妥:
(3)小明设计的实验都是在相同的环境下做的,这里用到了 法的思想。他把上述实验修改后,再把A、B、C三个实验放在一起进行综合分析比较,最后他得出如下结论:
①扩散现象说明分子在 。
②在物质的三种状态中, 态的扩散现象最明显。
5.如图所示的实验,是我们在学习分子动理论时做过的一些实验:
图a:浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰,几天之后,两种液体混合均匀了;
图b:玻璃板的下表面接触水面,发现拉力大于玻璃板的重力;
图c:水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积;
图d:将红墨水滴入水中,可以看到它在水中扩散开来
图e:将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起,两个铅块就会结合在一起,下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。
(1)图a和图 两个实验形成实验现象的原因相同,图a为尽快达到实验目的,实验过程中 (选填“可以”或“不可以”)搅动量筒里的液体;
(2)图b和图 两个实验形成实验现象的原因相同,实验表明:分子之间存在吸引力;
(3)图c实验表明,分子之间存在 ;
(4)图d为尽快达到实验目的,可以用 水(选填“冷”或“热”)实验。
6.如图所示是“探究改变物体内能”的实验。
(1)烧瓶内盛少量水,往瓶内打气,在瓶塞未跳起前,瓶内气体的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)继续打气,当瓶塞跳起时,这是通过 (选填“热传递”或“做功”)的方式改变气体的内能;观察到瓶口有“白雾”出现,是瓶内气体温度 (选填“升高”“降低”或“不变”)的缘故。
(3)通过实验发现,用这种方式改变物体的内能时,能量是在内能和 能之间相互转化的。
7.探究做功是否能够改变物体的内能。
(1)如图甲,将铁丝在同一位置快速地弯折十余次,用手指触摸被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,表明铁丝的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”);
(2)如图乙,在厚壁的玻璃筒底部放一小撮干燥的棉花,用力将活塞压下,会看到棉花 ,这表明用力压下活塞时,玻璃筒内的温度 ,达到棉花的 ,所以出现了我们看到的现象;
(3)上述两个实验证明了做功可以改变物体的内能,改变物体内能的另一种方式是 。
8.小丽家里有只热水瓶,妈妈告诉她里面的水有时热有时冷。究竟是什么因素影响热水瓶的保温性能呢?小丽和她的小组决定一探究竟。可选用的器材有:带有塞子的热水壶、温度计两支(A.实验用温度计;B.家用体温计)、热水、秒表、电子秤。他们提出了如下猜想:
猜想一:热水瓶的保温性能可能与软木塞的松紧程度有关;
猜想二:热水瓶的保温性能可能与水量多少有关;
猜想三:热水瓶的保温性能可能与水的初温高低有关。
(1)实验中通过 来反应保温性能的好与差;
(2)为了能够检测热水瓶的保温性能,在选择温度计时小丽应该选 (选填序号)
A.实验用温度计 B.家用体温计
(3)小丽利用选好的温度计与其他器材进行了探究,记录相关数据于下表:
次数 塞子的松紧程度 水量多少 水的初温T/℃ 6h后温度计的示数/℃ 12h后温度计的示数/℃
1 紧 100 80 50
2 较松 100 62 41
3 很松 100 55 25
4 紧 100 85 59
5 紧 满 100 89 66
①由实验序号1、2、3可知: 塞子越紧,热水瓶的保温性能越好;
②由 三组实验(填实验序号)可知:在塞子松紧程度和水的初温相同时,水量越多,热水瓶的保温性能越好;
(4)同组的小强同学在探究猜想三时,设计的表格如下,小丽同学指出小强的实验设计不合格,你认为小丽的理由是 ;
次数 塞子的松紧程度 水量多少 水的初温T/℃ 6h后温度计的示数/℃ 12h后温度计的示数/℃
6 紧 100
7 紧 满 85
(5)你认为影响热水瓶的保温性能的因素除了上述因素以外,可能还有 (仅填写一个)。
9.阅读焦耳热功实验短文,回答文后的问题。
大家都知道“摩擦生热”。那摩擦做功与产生热量之间存在怎样的关系?焦耳等科学家运用多种方法、不同实验,测出做功(W)和做功产生的热(Q)两者之间的比值关系。
(1)其中最经典的是1847年焦耳设计的以下实验: 如图,在一个装满水的绝热桶里放入铜制的翼轮,多次用下落的重物带动翼轮上的叶片转动,转动的叶片与水摩擦,产生的热使水的温度升高,焦耳通过测量 和重物下落的距离,计算出重物做的功,即翼轮克服水的摩擦所做的功 (W): 测量绝热桶中水升高的温度,从而计算出水吸收的热(Q):
(2)焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功与 的关系;
(3)根据你所学知识,结合此试验测得的数据,不计能量损耗,理论上可以得到: W、Q两者数值的关系式应该是 。
10.为了探究“不同物质的吸热能力”,在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B,并且用相同的装置加热,如图甲所示。
(1)实验中,应该向两个烧杯中加入 (选填“质量”和“体积”)相同的两种不同液体;可以通过比较 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来反映两种液体吸收热量的多少;
(2)由图像乙可知,在相同加热时间内,A升高的温度比B的小,说明 的吸热性能更好;
(3)冬天,如果你想自制暖手袋,应选液体 (选填“A”或“B”)作为供暖物质,其效果更佳;
(4)若液体A是水,则液体B的比热容为 。
11.为了比较“水和食用油吸热本领的大小”,小明做了如图所示的实验,在两个相同的烧杯中,分别装有水和食用油,用相同的电热器分别对它们加热相同的时间。
物质 质量/g 初温/℃ 水温/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
食用油 60 20 70 6
(1)实验中用相同的电热器对质量相等的水和食用油加热相同的时间,水吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)食用油吸收的热量;这里用到的主要研究方法是 ;
(2)对水和食用油加热相同的时间后,可以观察到水升高的温度 (选填“大于”、“等于”或“小于”)食用油升高的温度;
(3)实验表明, (选填“水”或“食用油”)的吸热能力更强。若水的比热容是c=4.2×103J/(kg·℃),食用油的比热容为 J/(kg·℃);
(4)本实验还可以采用让水和食用油升高相同的温度而记录 的办法来进行。
12.为了比较不同物质的吸热能力,在两支相同的试管中分别加入水和沙子,用同样的酒精灯加热,用温度计测量它们的温度变化。实验操作如下:
升高的温度/℃ 5 10 15 20
加热水的时间/min 2.5 5 7.5 10
加热沙子的时间/min 1 2 3 4
(1)在两支试管中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;
(2)其中某时刻水的温度如图乙所示,示数为 ℃。用相同的酒精灯加热,使它们升高相同的温度,通过比较 来判断吸收热量的多少;
(3)多次实验后得到的数据如上表,分析可得: ,升高相同的温度,水比沙子吸收更 的热量;
(4)根据实验结论推理:“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国 (选填“沿海"或“沙漠")地区的生活写照。
13.如题图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10g,烧杯内的液体质量和初温也相同。
(1)为了比较不同物质吸热升温的特点,应选择 两图进行实验;
(2)不同物质吸热的多少是通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(3)关于该实验的变量控制,下列要求中正确的是 (选填字母)。
A.采用相同的加热方法 B.烧杯中分别装入相同体积的物质 C.使用相同的烧杯
14.为了比较水和煤油的吸热能力,小红用两个相同的装置做了如图所示的实验。
(1)按照 (选填“从上到下”或“从下到上”)的顺序组装好实验装置,在两个相同的烧杯中应加入初温相同、 相同的水和煤油;
(2)实验中选用相同酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 相同;
(3)实验中发现水的温度比煤油的温度升高得慢,这表明 吸热本领更强;
(4)实验中,使水和煤油升高相同的温度,通过比较 判断两种液体的吸热能力,该研究物理问题的方法称为 ;(选填“控制变量法”、“类比法”或“等效替代法”)
(5)实验中不断搅拌的目的: 。
15.为了“比较水和沙子吸热升温情况”,小明做了下列的实验:在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下:
加热时间/min 0 2 3 4
温度/℃ 沙子 20 24 26 28
水 20 22 23 24
(1)在此实验中,用加热时间的长短来表示物质 的多少;
(2)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子, (选填“沙子”或“水”)升高的温度更高。
(3)下列事实能用上述实验结果解释的是 。
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
(4)由以上实验探究结论可以判断,假如小明白天在海滩游玩时,进入海边的树林后迷了路,他应该选择 (选填“顺风”或“逆风”)返回到海边。
16.如图甲是探究“水和油沸腾时温度变化的特点”的实验装置,两个试管中分别装有初温相同的水和油,相同时间这两种液体吸收的热量相同。
(1)组装实验器材时,组装顺序应该是由下至上,这样做的目的是使酒精灯用 (选填“内焰”、“外焰”)加热;
(2)实验进行一段时间后,如图甲所示放在油中温度计的示数为 ℃;
(3)实验过程中两个温度计示数随时间变化的图像如图乙所示分析图像可知,液体沸腾时,吸收热量,温度 (选填“升高”、“降低”或“不变”);
(4)小明做实验时发现水沸腾时的温度只有98℃,说明当地大气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)一个标准大气压。若试管中油的质量是水质量的2倍,由乙图可知:c油= ,(已知)。
17.为了比较水和煤油的吸热能力,进行了如下的实验:
(1)设计实验(实验装置如图所示):除了图中所给的实验器材外,还必需的测量工具是 ,组装器材时要先确定 (选填A或B)的位置;
(2)进行实验:该兴趣小组设计了如下实验步骤,其中存在错误的是 ;
A.在两个同样的试管中分别装入等体积的水和煤油
B.用温度计测量这两种液体的初温,发现温度计示数相同
C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热(如图所示),且加热相同的时间
D.用温度计测出两种液体的末温,发现两温度计的示数不相同
(3)实验中,物质吸热能力是通过 来反映的(填选项);
A.液体升高温度的多少
B.加热时间的长短
(4)使用如图所示两种液体放同一烧杯中加热,目的是 ;
(5)数据分析:改正错误后,下列选项是该兴趣小组绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象,能正确描述这两种液体真实情况的图象是 ;
A.B.C.D.
(6)下列事实能用该实验结果解释的是 。
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽
B.用盐水腌鸡蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D.沿海地区昼夜温差小
18.小明在实验室利用同样的实验装置“探究不同物质吸热能力”,将水和食用油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
(1)如图1所示是的实验装置,其中有一处错误,请指出错误之处 ;
(2)用两个相同的酒精灯加热的目的是 ;
(3)实验中用 表示物质吸热的多少;
(4)实验中,水和食用油的初温 (选填“一定”或“不一定”)相同;
(5)小明每个2min记录一次数据,实验数据如表所示。
时间t/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
水温T水/℃ 20 25 30 35 40 45 50 54 57 60 62
油温T油/℃ 20 30 40 50 60 70 80 89 97 103 108
①分析表中数据结合实验条件可知,当水和食用油加热时间相同时,食用油吸收的热量 (选填“大于”、“等于”或“小于”)水吸收的热量, 升高的温度更多, 吸热本领更强;(后两个空均选填“水”或“食用油”)
②同组细心的小红发现,随着实验持续进行,水和食用油的温度升高的越来越慢,你认为原因是 。
19.甲、乙是两个不同品牌的保温杯,为了比较这两个保温杯盛水时的保温效果,小明按照科学探究的程序,在室内进行了实验,得到了一段时间内甲、乙两个保温杯内的实验数据,根据数据绘制的图像如图所示,请你根据图像提供的信息回答以下问题:
(1)请比较甲、乙两个保温杯的保温效果 (选填:“A”或“B”);
A.甲保温杯的保温效果好 B.乙保温杯的保温效果好
(2)当时实验室内的室温大约是 ℃;
(3)根据图像可以看出水温下降的规律是: ;
(4)你判断保温杯保温性能好坏的方法是 ;
A.比较相同时间内降低温度的多少,温度降得较多的保温性能好
B.比较相同时间内降低温度的多少,温度降得较少的保温性能好
C.比较降低相同温度所用时间的多少,时间用得较多的保温性能差
D.比较降低相同温度所用时间的多少,时间用得较少的保温性能好
(5)图中甲杯每隔1小时记录的数据依次为50℃、36℃、※、20℃,其中第3个小时的数据模糊不清,请你判断可能是下列数据中的 。
A.21℃ B.22℃ C.24℃ D.30℃
20.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)实验除了温度计,还需要的测量工具是 ;加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的;
(2)在一个烧杯中倒入的水,为了满足实验要求,需要在另一个相同烧杯中倒入 的煤油;
(3)用两个相同的电加热器来加热水和煤油,每隔记录一次温度,整个实验操作无误。图甲中,图线 (填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律,煤油的比热容为 ;
(4)某小组根据实验数据绘制的图像,如图乙所示,发现乙图像中AB段与OC段相互平行,分析产生这种现象的原因可能是 (选填“大于”“小于”或“等于”。)
21.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,两玻璃杯内的液体初温相同。实验中记录的数据如下表:
记录次数 1 2 3 4
升高的温度(℃) 5 7 10 12
加热a的时间(min) 2 3 4 5
加热b的时间(min) 1 1.5 2 2.5
(1)两种液体吸收热量的多少通过加热时间长短来反映,这体现了 (选填“转换”或“比较”)的思想;
(2)使两种液体升高相同的温度,通过比较两种液体加热时间来判定其吸热能力的差别,必须要保证两种液体的 相同,这运用了控制变量的研究方法;
(3)为了表示不同物质这种性质上的差别,物理学中引入了比热容这个物理量,它是指一定质量的某种物质,在温度升高相同时吸收的热量与其比热容成 比,可用表达式c= 表示;
(4)分析表中数据可得:液体a的比热容 (选填“>”“=”或“<”)b的比热容;
(5)实验结束后,一位同学将一把小钢尺和一根铅笔同时放入烧杯的热水中,过一会用手触碰钢尺和铅笔露在杯口部分,发现钢尺比铅笔热很多。说明 (选填“钢”或“木头”)的导热性更好。
22.小明学习比热容知识后,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;
(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;
(5)分析可知, 液体放出的热量多, 液体的比热容较大。
23.为了研究不同物质的吸热能力,小冰利用规格相同的电加热器给A和B液体加热.如图甲所示。她利用实验得到的数据绘制出两种液体温度随加热时间的变化图像。
(1)要完成该探究实验,除了图甲中所示的器材外,还需要的测量工具 和 ;
(2)实验中应量取 相同的两种液体,分别倒入相同的烧杯中;(选填“质量”或“体积”)
(3)用相同规格的电加热器加热A和B两种液体,目的是通过比较 来比较A和B两种液体吸收热量的多少;
(4)根据实验绘制了和两种液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示,分析图乙可知 (选填“A”或“B”)的吸热能力更强,“暖手宝”中装的储热液应该选 (选填“A”或“B”);
(5)根据小明同学得出的结论,结合下图的信息,此时是 (选填“中午”或“夜晚”)。
24.如图为小华“探究不同物质吸热能力”的实验装置。
(1)组装器材时,应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序进行;
(2)实验装置中明显错误的是 ;
(3)实验中,水和食用油的初温 (选填“一定”或“不一定”)要相同;
(4)纠正错误后,小华每隔1min记录一次温度,实验数据如下表:
时间t/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
水的温度/℃ 20 25 30 35 40 45 50 54 57 60 62
油的温度/℃ 20 30 40 50 60 70 80 89 97 103 108
分析表中数据可知,0~5min时,食用油和水吸收的热量关系为 (选填“>”“<”“=”),吸热能力较强的是 。
25.如图所示,两个规格相同的容器分别装了等质量的液体甲和乙。用两个相同的加热器分别加热,(液体甲和乙相同时间吸收热量相同)忽略过程中热量散失,得到图丙所示的液体温度与加热时间的图像,则
(1)2min时,两种液体吸收的热量 (选填:“<”、“=”或“>”)
(2)比较两杯液体的比热容: (选填“<”“=”“>”)。依据是: 。
(3)若甲液体的质量为2kg,温度从20℃升温到40℃时,吸收的热量是,甲液体的比热容是多少?
26.用传感器比较不同物质的比热容,不同物质吸热的差异可以用如图所示的实验很快比较出来。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件,点击“开始记录”,对盛有水和油的试管进行加热,在计算机上可以得到相应的温度﹣时间实验图线。
(1)实验前除让两个试管内水和煤油初温相同,还必须控制水和煤油的 相同;
(2)实验时对两种物质加热相同的时间,通过比较 来判断它们的吸热本领;
(3)某次在比较水和煤油的实验中,在计算机上得到温度时间实验图线如图所示。分析图像,若水的比热容为,则煤油的比热容为 J/(kg ℃);
(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,气温会降得很低,农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏
B.炎热的夏天常常在马路上洒水
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剂
27.为了比较水和食用油的吸热能力,小海用如下图所示的装置做了实验。
(1)实验所需要的器材:水、食用油、电加热器、温度计、 、 、烧杯;
(2)小海在两个相同的烧杯中加入水和食用油,如图所示。有同学立即指出了其中的问题,你认为问题的所在是没有控制水和食用油 相同;
(3)选用规格相同的电加热器的目的是使水和食用油在相同时间内 相等;
(4)本实验用到的实验方法:① 法,控制质量和升高的温度相同,改变物质的种类,比较吸热多少;② 法,把物质吸收热量的多少(不易观察)转换成加热时间(易观察);
(5)比较水和食用油吸热能力有两种方法:①保证水和食用油的质量和升高的温度相同,比较 (即吸热多少),加热时间长表示吸热能力 ;②保证水和食用油的质量和加热时间相同,比较 ,温度升高得越多表示吸热能力越 ;
(6)改正(2)中的问题后进行实验,下面是实验记录的数据:
物质 实验次数 质量/kg 升高的温度/℃ 加热时间
水 1 0.1 10 2
2 0.2 10 4
食用油 3 0.1 10 1
4 0.2 10 2
5 0.2 20 4
①分析第1、2次和第4、5次实验数据,可以得出初步结论:同种物质吸收热量的多少与物质的 和 有关。②分析第1、3次或第2、4次实验数据,可以得出初步结论:质量 的不同种类物质升高相同的温度时,吸收热量的多少与物质的 有关。
28.某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。
(1)在图甲中除了所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和 ,用到天平这一测量工具,目的是 ;
(2)加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过 来判断的;酒精灯中酒精的热值 ;(选填“变小”、“变大”或“不变”)
(3)实验中记录的实验数据如下表。
液体 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/min
水 200 25 40 13.5
煤油 200 25 40 6.5
通过分析实验数据,质量相同的水和煤油升高相同温度, 吸收的热量较多,则 的比热容较小,如果从水和煤油中选择一种液体做内燃机的散热介质应该选 ;
(4)图中实验器材的安装顺序是 (选填“自上而下”或“自下而上”);
(5)该实验中给水和煤油加热,你认为用 (选填“热得快”或“酒精灯”)加热效果更好一些,理由是 ;
(6)如图所示是某同学绘制的“吸收热量—时间”和“温度—时间”图象,能正确描述该实验真实情况的图象是 (选填序号)。
29.如图所示,为了比较不同液体的吸热能力,通常有两种方案。
方案一:取相同质量的两种液体,吸收相等的热量,比较温度的变化;
方案二:取相同质量的两种液体,升高相同的温度,比较吸收的热量;
(1)图甲和图乙分别是甲、乙两小组同学所做的实验。实验操作有错误的是 组(选填“甲”或“乙”),他们犯的错误是: ;
(2)设计实验方案时,小明确定以下需控制的量,其中多余的是 ;
A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加的酒精量相同
C.取质量相同的水和煤油 D.装不同液体的容器相同
(3)在此实验中,通过比较 来表示液体吸收热量的多少;
(4)下表是小明探究A、B两种液体的吸热能力时记录的实验数据。
液体名称 液体质量m/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时间t/min
A 10 30 40 6
B 10 30 40 3
①分析表中信息,小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”);
②分析表中信息,质量相同的A、B两种液体,升高相同的温度时,A吸收的热量 B吸收的热量,推导得出cA cB(均选填<、>或=);
(5)若A液体是水,其比热容为,则根据表格可得出B液体的比热容为 。
30.琪琪同学利用如图甲所示的装置,探究“不同物质的吸热能力”。
(1)实验中,琪琪在两个相同的烧杯中装入 相同的水和花生油,并选择两个规格 (选填“相同”或“不相同”)的电加热器同时对两杯液体加热;
(2)实验中,通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)比较两种液体吸收热量的多少;这种物理研究方法叫做 (选填“控制变量法”或“转换法”);
(3)琪琪根据实验的数据绘制出了如图乙所示的图像,由于图像可知,加热5min时,b物质的温度上升的更明显,说明b的吸热能力 (选填“强”或“弱”),此时a、b两种液体吸收的热量关系是。Qa Qb(选填“>”“<”或“=”);由图像可知Qa物质是 (选填“水”或“花生”);
(4)已知水的比热容是4.2×103J/(kg ℃),由图像可知花生油的比热容是 J/(kg ℃)。
参考答案:
1. 液体扩散快慢与液体温度有关 液体温度 液体扩散快慢 液体体积不同,无法通过全部变红所需时间反映液体扩散的快慢 通过相同时间比较变红体积的大小反映液体扩散的快慢
【详解】(1)[1]热水最先全部变红,温水其次,冷水最后变红,温度越高,变红的速度越快,由此可得出的结论是:液体扩散快慢与液体温度有关。
(2)[2][3]探究液体扩散快慢与液体种类的关系时,应控制液体温度相同,故a是液体温度;b是液体扩散快慢。
[4][5]实验时应该用控制变量法进行分析,而液体体积不同,所以无法通过全部变红所需时间反映液体扩散的快慢;改正方法是通过相同时间比较变红体积的大小反映液体扩散的快慢。
2. 小于 空隙 扩散 液体分子在不停地做无规则运动 否 颠倒容器时外力使分子运动,不能说明分子本身在运动
【详解】(1)[1] [2]实验一中,将等体积的水和酒精倒入混合后,会观察到混合液的总体积小于水和酒精体积之和,说明液体分子间存在间隙。
(2)[3] [4] [5] [6] 实验二中在量筒里装一半清水,然后再用细管在水下面注入硫酸铜溶液,静放10日,和30日后观察到无色的清水与蓝色的硫酸铜溶液的界面变得模糊,最终颜色变得均匀,说明水和硫酸铜彼此进入对方,这种现象是扩散现象,说明液体分子在不停地做无规则运动,此过程中不能加盖后颠倒容器几次,因为这样颠倒容器时外力会使液体分子运动,不能说明分子本身在运动。
3. B 扩散 间隙
【详解】(1)[1][2]因为二氧化氮气体的密度比空气的密度大,应在图中的B瓶中装入二氧化氮气体,如果在图中的A瓶中装入二氧化氮气体,两种气体就会逐渐混合在一起,最后颜色变得均匀是由于重力的因素,不能说明是分子无规则运动造成的。撤掉两瓶中间的玻璃板,两种气体就会逐渐混合在一起,最后颜色变得均匀,这就是气体的扩散现象。
(2)[3]将50mL的水和50mL的酒精充分混合,混合后水与酒精的总体积将小于100mL,正是由于酒精分子和水分子之间有间隙,才会导致混合总体积变小。
4. 墨水在热水中扩散得快 装空气的瓶子应放在上面 控制变量 不停地做无规则运动 气
【详解】(1)[1]一滴墨水在热水扩散的快,在冷水中扩散的慢,说明温度越高分子运动越剧烈。
(2)[2]二氧化氮的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方的话,由于自身密度大的缘故,二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去,就不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把密度小的空气瓶子放到上方,把装二氧化氮的瓶子放在下方。
(3)[3]小明设计的实验都是在相同的环境下做的,这里用到了控制变量法。
[4]扩散现象说明了组成物质的分子在不停地做无规则运动。
[5]通过实验可以看出,在物质的三种状态中,气态的扩散现象最明显。
5. d 不可以 e 间隙 热
【详解】(1)[1]图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同,都是扩散现象,是由于分子无规则运动产生的。
[2]图a中,为尽快达到实验目的,实验过程中不可以搅动量筒里的液体,因为有了外力的作用,不能证明分子的无规则运动。
(2)[3]图b的实验现象:玻璃很难从水面拉起来,说明分子之间存在引力;同时图e中削平的两个铅块很难被拉开同样说明分子之间存在引力。
(3)[4]图c中,水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积,说明分子之间有间隙。
(4)[5]由于温度越高,分子无规则运动越剧烈,所以为尽快达到实验目的,可以用热水,说明分子的热运动与温度有关。
6. 增大 做功 降低 机械
【详解】(1)[1]向瓶中打气,压缩气体,对气体做功,气体内能增大。
(2)[2]当瓶塞跳起时,是气体对瓶塞做功,故通过做功改变气体内能。
[3]瓶口出现白雾,是气体对外做功,内能减少,温度降低,使水蒸气液化形成的,故瓶内气体温度降低。
(3)[4]压缩气体做功是机械能转化为气体的内能,推动瓶塞是气体对外做功,内能转化为瓶塞机械能,故能量在内能和机械能之间相互转化。
7. 增大 燃烧 升高 着火点 热传递
【详解】(1)[1]如图甲,将铁丝在同一位置快速地弯折十余次,人对铁丝做了功,将机械能转化为内能,铁丝内能增加,温度升高。
(2)[2][3][4]如图乙,用力将活塞压下,压缩筒内空气,对空气做了功,将机械能转化为空气的内能,空气内能增加,温度升高,达到棉花的着火点时,会看到棉花燃烧,这运用了做功改变内能。
(3)[5]改变内能的方法主要有做功和热传递,它们在改变内能上是等效的。
8. 温度计示数变化量 A 见详解 1、4、5
见详解 见详解
【详解】(1)[1]物体吸收或放出热量的多少与物体的质量、比热容和变化的温度的有关,所以实验中应该通过温度计的示数变化量来反应保温性能的好与差。
(2)[2]根据实验可知,热水的温度为100℃,而体温计的量程是,不符合要求,而实验室温度计的量程是-20℃~110℃,可以满足要求,所以小丽应该选A实验室温度计进行实验。
(3)①[3]由实验序号1、2、3可知,在水的初温和水的质量相同条件下,热水瓶的保温性能与塞子的松紧程度有关,塞子越紧,水的末温越高,即水的温度变化量越小,说明塞子越紧,保温性能越好。
②[4]要探究热水瓶的保温性能与水的质量的关系,应该控制塞子的松紧程度和水的初温相同,改变水的质量,所以应该1、4、5三组实验。
(4)[5]要探究热水瓶的保温性能可能与水的初温高低是否有关,应该控制塞子的松紧程度和水的质量相同,改变水的初温,由表格数据可知,实验中没有控制水的质量相同,变量不唯一,无法完成实验。
(5)[6]影响热水瓶的保温性能的因素除了上述因素以外,可能还与环境温度,塞子材料等有关。
9. 所挂重物的重力(质量) 产生热量 W=Q
【详解】(1)[1]焦耳通过测量所挂重物的重力(质量)和重物下落的距离,计算出重物所做的功,即
(2)[2]根据实验步骤可知,焦耳做这个实验的目的是研究摩擦做功与产生热量的关系。
(3)[3]不计热量损耗,根据能量守恒可知,理论上,W、Q两者数值的关系应该是
即克服摩擦力做的功转化为热量。
10. 质量 加热时间 A A
【详解】(1)[1]探究不同物质的吸热能力,要控制物质的质量相同,实验中,应该向两个烧杯中加入质量相同的两种不同液体。
[2]由于液体吸收的热量无法直接测量,利用转换法,通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少。
(2)[3]由图可知吸收相同的热量,A的温度变化慢,说明A的比热容大。
(3)[4]冬天要选比热容大的液体作为供暖物质,由(2)知,A的比热容大,故选A。
(4)[5]由图可知,加热5min,A、B两种液体吸收相同的热量,A液体升高的温度为
ΔtA=30℃-10℃=20℃
B液体升高的温度为
ΔtB=50℃-10℃=40℃
即B升高的温度是A升高温度的2倍,且A、B质量相同,根据公式可知,B液体的比热容是水的一半
11. 等于 控制变量法 小于 水 2.1×103 加热时间
【详解】(1)[1]用相同的电热器对水和食用油加热相同的时间,加热器放出的热量相同,则物质吸收的热量是相同的,水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
[2]实验中,比较水和食用油的吸热能力的关系时,保持了物体的质量、吸收热量相同,比较升高温度的多少,因此主要采用的研究方法是控制变量法。
(2)[3]根据表格中的数据可知,质量相同的水和食用油,吸收相同的热量后,食用油升高的温度更高,水的温度更低,水升高的温度小于食用油升高的温度。
(3)[4]根据表中的数据可知,相同质量的水和食用油,吸收相同的热量,水升高的温度小于食用油升高的温度,因此水的吸热能力更强。
[5]由表中数据可知,加热6min,水升高的温度为
食用油升高的温度为
根据可知,在质量、吸收热量的情况下,比热容与升高的温度成反比,食用油的比热容为
(4)[6]实验中用的办法是:在水和食用油的质量相等以及吸收热量相同的情况下,通过比较水和食用油温度的变化来比较水和食用油的吸热能力;还可以采取的办法是:在水和食用油的质量相等以及升高相同的温度的情况下,通过比较水和食用油的加热时间来比较吸热能力。
12. 质量 48 加热时间的长短 质量相同的水和沙子 多 沙漠
【详解】(1)[1]根据控制变量法可知,在两支试管中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
(2)[2]由图可知,温度计的分度值是1℃,示数为48℃。
[3]根据转换法可知,用相同的酒精灯加热,相同时间内产生的热量相同,物质吸收的热量相同,实验中通过比较加热时间的长短来判断吸收热量的多少。
(3)[4][5]由表中实验数据分析可得:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水比沙子加热时间长,即水吸收更多的热量。
(4)[6]“早穿皮袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”是我国沙漠地区的生活写照,在放出的热量相同时,沙子降低的温度大,所以沙漠地区温差大。
13. 甲和丙 加热时间 AC
【详解】(1)[1]比较不同物质吸热升温的特点,由控制变量法可知,应选取的燃料相同,液体的种类不同,加热相同时间,通过比较温度计示数的变化来比较吸热能力的大小。根据图示,应选用甲、丙两图。
(2)[2]由于相同的时间内燃料完全燃烧放出的热量相同,相同时间内物质吸收的热量也相同,所以可以根据加热时间来反映物质吸热多少。
(3)[3]A.采用相同的加热方法,保证相同的时间内放出的热量一样,两种物质吸收的热量相同,故A正确;
B.比较不同物质吸热能力,应控制物质的质量相同,所以烧杯中应装入相同质量的物质,故B错误;
C.使用相同的烧杯,保证杯子的传热能力相同,使物质能吸收到的热量相同,故C正确。
故选AC。
14. 从下到上 质量 吸热 水 加热时间 控制变量法 使液体受热均匀
【详解】(1)[1]实验中用酒精灯的外焰加热,需要放置好酒精灯,再固定铁圈,放置烧杯,温度计的玻璃泡不能接触容器底,所以最后固定温度计,所以按照自下而上的顺序安装实验仪器。
[2]据控制变量法,在探究水和煤油的吸热能力,需要控制水和煤油的初温和质量相同。
(2)[3]实验中,使用相同的酒精灯加热,则在相同的时间内放出的热量相等,水和煤油在相同的时间内放出的热量相同。
(3)[4]水和煤油在相同的时间内,吸收的热量相等,水的温度升得比煤油的慢,说明水的吸热本领更强。
(4)[5]水和煤油升高相同温度时,需要加热的时间不同,即吸收的热量不同,所以通过比较加热时间的长短来判断两种液体的吸热能力。
[6]要比较吸热能力,需要控制水和灯油升高的温度相同,这是控制变量法。
(5)[7]实验中不断搅拌水和煤油,可让它们受热更均匀,实验效果更好。
15. 吸收热量 沙子 D 逆风
【详解】(1)[1]根据转换法,在此实验中,用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
(2)[2]根据表中数据,如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,沙子升高的温度更高。
(3)[3]A.夏天给教室洒水,感觉凉爽,这是由于水蒸发吸热造成的,故A不符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,这是因为分子是在永不停息地运动,故B不符合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,这也是由于分子运动造成的,故C不符合题意;
D.相同质量的水和干泥土相比较,在相同的受冷和受热的情况下,由于水的比热容大(水的吸热能力大),水温度变化慢,而干泥土温度变化快,故沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,故D符合题意;
故选D。
(4)[4]海边水分较多,白天在阳光的照射下,海边升温慢气压高,空气由海边向气压低的森林吹,故他应该选择逆风返回到海边。
16. 外焰 91 不变 低于 2.1×103
【详解】(1)[1]实验装置器材的组装顺序都是由下至上,这样做的目的是使酒精灯用外焰加热,因火焰的外焰温度最高。
(2)[2]图中温度计分度值为1℃,此时温度在零上,示数为91℃。
(3)[3]由图乙可知,液体在沸腾过程中,吸收热量,温度保持不变。
(4)[4][5]水的沸点与气压有关,气压低,水的沸点低,一个标准大气压下水的沸点是100℃,此时水的沸点低于100℃,气压低于一个标准大气压;由图像可知,在水沸腾之前的时间段,水与油在相同时间吸收相同的热量,温度变化相同,试管中油的质量为水质量的2倍,所以
Q水吸=Q油吸
c水m水Δt=c油m油Δt
17. 天平 B A A 使水和煤油相同时间吸收的热量相等 C D
【详解】(1)[1]为了比较水和煤油的吸热能力,需要让水和煤油相同时间内吸收相同的热量,因此需要用到天平来测量质量, 用停表来计时。
[2]因实验中用酒精的外焰加热,故安装实验仪器一般按照先下后上安装,确定调整一次到位,故先固定B。
(2)[3]A.在两个同样的试管中应分别装入等质量的水和煤油,不能等体积,故A错误,符合题意;
B.用温度计测量这两种液体的初温,发现温度计示数相同,两种液体的初温相同,便于比较液体吸收热量后升高的温度,故B正确,不符合题意;
C.把两个试管同时放入同一烧杯中加热(如图所示),且加热相同的时间,可以使两种液体在相同时间内吸收相同的热 量,故C正确,不符合题意;
D.用温度计测出两种液体的末温,发现两温度计的示数不相同,通过比较两种液体吸收热量后,升高温度的多少可以判断液体的吸热能力的强弱,故D正确,不符合题意。
故选A。
(3)[4]根据比较吸热能力的方法知,相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度 变化小的吸热能力强,所以物质吸热能力是通过液体升高温度的多少来表示,故A正确。
(4)[5]使用如图所示两种液体放同一烧杯中加热,目的是使水和煤油相同时间吸收的热量相等。
(5)[6]AB.由于酒精灯相同时间内放出的热量相等,所以两种液体加热时间相同,吸收的热量相等,故AB不符合题意;
CD.由于水的比热容大,相同质量的水和煤油,吸收相同的热量,水的温度升高得较慢,煤油的温度升高得较快,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
(6)[7]由实验知水的吸热能强,水的比热容大
A.夏天给教室洒水,感觉凉爽,这是由于水蒸发吸热造成的,故A不符合题意;
B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸,这是因为分子是在永不停息地运动的,故B不符合题意;
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色,这也是由于分子运动造成的,故C不符合题意;
D.相同质量的水和干泥土相比较,在相同的受冷和受热的情况下,由于水的比热容大(水的吸热能力大),水温度变化慢,而干泥土温度变化快,故沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,故D符合题意。
故选D。
18. 水和食用油体积相同 相同时间吸热相同 加热时间 不一定 等于 食用油 水 液体温度越高,热量损失越多
【详解】(1)[1]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,如图1所示,水和食用油体积相同,水和食用油的密度不同,由m=ρV可知,水和食用油的质量不同。
(2)[2]根据转换法,实验中用两个相同的酒精灯加热,相同时间内水和食用油吸热相同。
(3)[3]根据转换法,实验中用加热时间表示物质吸热的多少,加热时间越长,物质吸收的热量越多。
(4)[4]实验中通过加热相同时间,吸收相同的热量,根据升高的温度来比较吸热能力的大小,所以两种液体的初温不一定相同。
(5)①[5][6][7]分析表中数据结合实验条件可知,当水和食用油加热时间相同时,根据转换法,食用油吸收的热等于水吸收的热量,食用油升高的温度更多,水升高的温度更低,说明水的吸热本领更强。
②[8]随着实验持续进行,水和食用油与环境温度相差越大,热量损失越多,水和食用油的温度升高的越来越慢。
19. B 20 水温下降的规律是先快后慢(温度越高下降越快) B C
【详解】(1)[1]根据上图,比较甲、乙两个保温杯内的水在相同时间(1小时)内温度变化可知,乙保温杯的水温下降较慢,甲保温杯的水温下降较快,所以乙保温杯的保温效果好,故A不符合题意,B符合题意。
故选B。
(2)[2]由图象可知,当温度降到20摄氏度时,温度不再变化,热传递终止,说明水的温度与环境温度相同,所以室温大约为20摄氏度。
(3)[3]根据上图甲图像可知,0到1小时,降低的温度约为
1到 2小时,降低的温度约为
3到 4小时,降低的温度约为
所以可得出甲保温杯水温下降的过程遵循先快后慢规律,分析乙保温杯水温下降的过程也可得出类似的结论,故可以看出水温下降的过程遵循先快后慢规律。
(4)[4]AB.比较在1小时内降低温度的多少,温度降得少的保温性能好,故A不符合题意,B符合题意;
CD.比较降低相同温度所用时间的多少,时间用得较多的保温性能好,时间用得较少的保温性能差,故CD不符合题意。
故选B。
(5)[5]设第3个小时对应的温度为t,因水温下降的过程遵循先快后慢,由题意可得
解得
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
20. 天平、秒表 加热时间 300 a 大于
【详解】(1)[1][2]比较不同物质吸热能力,实验中应量取质量相等的不同液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同的电加热器加热,记录温度随时间的变化数据,故还需要用到天平、秒表;用相同的电加热器加热,水和煤油相同时间内吸热相同,故水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来判断的,加热时间越长,吸收的热量越多。
(2)[3]由(1)中分析知,水和煤油质量相等,,即,所以煤油的体积为
(3)[4][5]由图甲可知,在加热时间相同的情况下,a的温度变化量大,故a的吸热能力弱,a的比热容小,又因为水的比热容大于煤油的比热容,故a为煤油;同样加热10min,吸收相同的热量,水升温,煤油升温,根据,质量和吸热相同时,比热容和温度变化量成反比,水和煤油温度变化量之比为,则比热容之比为,所以煤油的比热容为
(4)[6]质量相同时,水要比煤油升温慢,乙图像中AB段与OC段相互平行,即水和煤油升温速度一样,所以可能是因为水的质量大于煤油的质量,即大于。
21. 转换 质量 正 > 钢
【详解】(1)[1]两种液体吸收热量的多少通过加热时间长短来反映,加热时间越长,吸收的热量越多,这体现了转换的思想。
(2)[2]由于质量相等的不同物质,升高相同温度时,比热容大的吸收的热量多;所以使两种液体升高相同的温度,通过比较两种液体加热时间来判定其吸热能力的差别,必须要保证两种液体的质量相同。
(3)[3][4]根据比热容公式,一定质量的某种物质,在温度升高相同时,吸收的热量与其比热容成正比,可用表达式表示。
(4)[5]已知两种液体质量相同,加热时间越长,吸收的热量越多,从表格中数据可以看到,在升高的温度相同时,加热a的时间较大,a吸收的热量较多,可知液体a的比热容较大。
(5)[6]发现钢尺比铅笔热很多,即钢尺的温度较高,说明钢的导热性更好。
22. 质量 56 B B
【详解】(2)[1]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)[2]如图乙所示,温度计分度值为,则温度计的示数为。
(5)[3] A液体温度降为,则A液体中铜块的末温为,B液体温度降为,则B液体中铜块的末温为,铜块的初温相同,根据可知B液体中铜块吸收的热量较多,则B液体放出的热量多。
[4] B液体放出的热量多,根据,可得
代入数据可得
解得
则B液体的比热容较大。
23. 秒表 天平 质量 加热时间 B B 中午
【详解】(1)[1][2]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同(不同物质密度不同,根据m=ρV,体积相同的不同物质质量不同),故需要天平,根据转换法,使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,故需要秒表。
(2)[3]实验中要控制两种液体的质量相等,故应量取质量相同的两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(3)[4]用相同规格的电加热器加热A和B两种液体,由转换法,目的是通过比较加热时间来比较A和B两种液体吸收热量的多少。
(4)[5]根据两种液体的温度随加热时间变化的图像可知,加热相同时间,B升温慢,故B的吸热能力更强。
[6]根据Q=cmΔt,在质量和降低的温度相同时,B放热多,“暖手宝”中装的储热液应该选B。
(5)[7]由图2可见,海水的温度低,沙滩的温度高,说明这是海水和沙滩的吸热过程,水的比热容大,升温慢,因此这是中午。
24. 自下而上 没有控制水和食用油的质量相同 不一定 = 水
【详解】(1)[1]酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此组装器材按照自下而上的顺序进行。
(2)[2]根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,如图所示,水和食用油体积相同,水和食用油的密度不同,由可知,水和食用油的质量不同。
(3)[3]实验中通过加热相同时间,吸收相同的热量,根据升高的温度来比较吸热能力的大小,所以两种液体的初温不一定相同。
(4)[4][5]由表格数据可知,0~5min时,加热时间相同,水和油吸收的热量相同,初温相同,水升高的温度较少,由可知,水的比热容较大,吸热能力较强。
25. = = 吸收的热量相同,质量相同,升高的温度相同,所以比热容相同
【详解】(1)[1]相同的加热器加热相同的时间,放出的热量完全相同,在此过程中忽略热量散失,所以两种液体吸收的热量相等。
(2)[2][3]加热2min时,甲的温度升高了
乙的温度升高了
根据可知,两种液体的质量相等,升高的温度相同,吸收的热量相同,所以比热容也相同。
(3)[4]甲的温度从20℃升温到40℃,升高了20℃,根据可计算得到
26. 质量 升高的温度 B
【详解】(1)[1]使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强,物质的比热容越大;为了便于比较水和煤油吸热能力的强弱,实验除让两个试管内的水和煤油的初温相同外,还必须控制水和煤油的质量相同。
(2)[2]使用相同的加热器对它们加热时,在相同的时间内两种物质所吸收的热量是相同的,通过比较升高的温度来判断它们的吸热本领,物质升高的温度越高,比热容越小。
(3)[3]由图知,加热相同的时间,甲、乙吸收的热量相同,水和煤油加热相同的时间(3min),水的温度升高
煤油的温度升高
由可得,煤油的比热容
(4)[4]A.春天的夜晚农民往稻田里灌水,因水的比热容大,即使发出大量的热量,水的温度变化较小,以防秧苗冻坏,故A不符合题意;
B.教室内洒水,感觉凉快,水蒸发吸收教室的热量,使教室的温度降低,故B符合题意;
C.城区建造人工湖,因为水的比热容较大,即使吸收相当多的热量,水的温度变化不大,以减少“热岛效应”,故C不符合题意;
D.汽车发动机用循环水冷却,因为水的比热容较大,水吸收大量的热量,温度变化不大,故D不符合题意。
故选B。
27. 天平 停表 质量 吸收热量 控制变量 转换 加热时间 强 温度升高多少 弱 质量大小 升高温度多少 相同 种类
【详解】(1)[1][2]实验中要控制水与煤油的质量相同,测量水与煤油的质量用天平;实验中需要测量水与煤油被加热的时间与温度变化,测量加热时间用停表,实验所需要的器材:水、食用油、电加热器、温度计、天平、停表、烧杯。
(2)[3]由图得,实验中所用水与煤油的体积相同,水与煤油的密度不同,由得,小海没有控制水和食用油质量相同。
(3)[4]选用规格相同的电加热器,加热器的加热功率相同,目的是使水和食用油在相同时间内加热器放出热量相同,是水与煤油吸收热量相等。
(4)[5]本实验控制质量和升高的温度相同,改变物质的种类,比较吸热多少,采用控制变量法。
[6]把物质吸收热量的多少(不易观察)转换成加热时间,采用转换法。
(5)[7][8][9][10]比较水和食用油吸热能力有两种方法:①保证水和食用油的质量和升高的温度相同,比较加热时间,加热时间长表示物体吸收热量越多,由得,吸热能力强;②保证水和食用油的质量和加热时间相同,比较温度升高多少,由得,温度升高得越多,表示吸热能力越弱。
(6)[11][12]由1、2得,同种物质,升高温度相同,质量越大,加热时间越长,说明吸收热量越多,说明同种物质吸收热量的多少与物质的质量有关;由4、5得,相同物质质量相同,升高温度越多,加热时间越长,说明吸收热量越多,说明同种物质吸收热量的多少与升高温度有关,由此可以得出初步结论:同种物质吸收热量的多少与物质的质量大小和升高温度多少有关。
[13][14]由1、3次或第2、4次实验数据得,质量相同的不同种类物质升高相同的温度时,加热时间不同,则吸收热量不同,说明吸收热量的多少与物质的种类有关。
28. 秒表 测量水和煤油的质量,使水和煤油的质量相等 加热时间的长短 不变 水 煤油 水 自下而上 热得快 热得快更容易控制在相同的时间吸收相同的热量 C
【详解】(1)[1][2]该实验需要用到的测量工具有温度计、天平和秒表;实验过程中要控制水和煤油的质量相同,所以用到了天平。
(2)[3][4] 加热过程中,水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断,这里用到了转换法;随着实验的进行,酒精灯中酒精的质量在减小,酒精灯中酒精的热值不变,因为热值是燃料的一种特性。
(3)[5][6][7] 通过分析实验数据,质量相同的水和煤油升高相同温度,水吸收的热量较多,则水的的比热容较大,煤油的比热容较小;应选择比热容较大的物质做内燃机的散热介质,故应选水。
(4)[8]为了用酒精灯的外焰加热,实验装置应自下而上安装。
(5)[9][10] 该实验中给水和煤油加热,用热得快加热效果更好一些,因为热得快放热比酒精灯更稳定,更容易控制在相同的时间吸收相同的热量。
(6)[11] AB.因为相同时间吸收的热量相同,所以两物质“吸收热量—时间”图象应在同一条直线上,故AB不符合题意;
CD.水的比热容较大,加热相同的时间吸收相同的热量,水的升温较慢,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
29. 乙 见解析 B 加热时间 方案二 > >
【详解】(1)[1][2]由图示知,乙小组实验中,温度计的玻璃泡接触容器底,所测的温度偏高,是错误的。
(2)[3]要探究不同液体的吸热能力,需要控制其它因素不同,改变液体的种类。
AB.采用完全相同的加热方式,可保证在相同时间内,提供的热量相同,但酒精灯内的酒精量不需要相同,只需要保证酒精量足够,故A不符合题意,B符合题意;
CD.加入水和煤油的容器需要相同,水的煤油的质量也需要相同,故CD不符合题意。
故选B。
(3)[4]在实验中,用相同的热源进行加热,在相同的时间内,放出的热量相同,液体吸收的热量也相同,不同时间,吸收的热量不同,可通过比较加热时间来表示液体吸热的多少。
(4)①[5]由表格数据知,相同质量的两种液体,初温及末温相同,即升高的温度相同,加热时间不同,吸收的热量不同,所以采用的是方案二。
②[6][7]由表格数据知,升高相同温度,A需要的时间比B的长,A吸收的热量比B的多,所以A的比热容比B的大。
(5)[8]升高相同的温度时,A的加热时间是B的2倍,则A吸收的热量是B的2倍,据得
解得
30. 质量 相同 加热时间 转换法 弱 = 水 1.8×103
【详解】(1)[1][2]探究“不同物质的吸热能力”时,需要控制两种液体的质量相同;实验中用同样的加热器,相同时间内放出的热量才相同,物质吸收的热量才会相同,故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同。
(2)[3][4]实验中,是通过比较加热时间来间接反映花生油和水所吸收的热量;这是转换法的应用。
(3)[5][6][7]由于图像知道,加热5min时,物质b的温度上升的更明显,说明物质b的吸热能力弱,物质a吸热能力强,由于加热时间相同,则吸收的热量是相同的。由于水的吸热能力是最大的,故物质a是水。
(4)[8]由图知道,加热时间相同,花生油升高的温度时
水升高的温度时
由知道,在液体质量相同,吸收热量相同时,可知
即
可得花生油的比热容为