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3. 如图10A-1所示,在“比较不同物质吸热的情况”实验中,在两个相同的烧杯中分别加入和初温相同的a、b两种液体,液面位置如图甲所示。选用相同电加热器的目的是;a、b两种液体的温度随时间变化的图像如图乙所示,则可判断出(填“a”或“b”)液体吸热能力强。物质吸热能力的强弱可用比热容来表示,由图乙可知,a、b两种液体的比热容之比是。
【分析】根据控制变量法可知,实验中应在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的a、b两种液体;选用相同电加热器的目的是使液体在相同时间内吸热相同;根据图乙可知,在相同的加热时间内,a液体的温度升高得慢,则可判断出a液体的吸热能力强。由图乙可知,a、b液体的温度都升高$20\ °\mathrm{C}$,a液体加热的时间是6 min,b液体加热的时间是3 min;由$Q=cm\Delta t$可知,a、b液体的质量相同,升高的温度相同,吸收的热量与物质的比热容成正比,a、b液体吸收热量之比为$2:1$,则其比热容之比为$2:1$。
【分析】根据控制变量法可知,实验中应在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的a、b两种液体;选用相同电加热器的目的是使液体在相同时间内吸热相同;根据图乙可知,在相同的加热时间内,a液体的温度升高得慢,则可判断出a液体的吸热能力强。由图乙可知,a、b液体的温度都升高$20\ °\mathrm{C}$,a液体加热的时间是6 min,b液体加热的时间是3 min;由$Q=cm\Delta t$可知,a、b液体的质量相同,升高的温度相同,吸收的热量与物质的比热容成正比,a、b液体吸收热量之比为$2:1$,则其比热容之比为$2:1$。
答案
解：
根据控制变量法的实验要求，需在两个相同的烧杯中分别加入质量相同和初温相同的a、b两种液体；
选用相同电加热器的目的是：使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；
由图乙可知，升高相同温度时a液体的加热时间更长，升温更慢，因此a液体吸热能力强；
由图乙得，a、b液体从10℃升高到30℃，升高的温度Δt相同，a的加热时间为6min，b的加热时间为3min，相同电加热器相同时间放出的热量相等，因此两种液体吸收的热量之比$Q_a:Q_b=6\mathrm{min}:3\mathrm{min}=2:1$。
根据吸热公式$Q=cm\Delta t$，两种液体质量m、升高温度Δt均相同，比热容与吸收的热量成正比，因此$c_a:c_b=Q_a:Q_b=2:1$。
答案依次为：质量相同；使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；a；$2:1$。
根据控制变量法的实验要求，需在两个相同的烧杯中分别加入质量相同和初温相同的a、b两种液体；
选用相同电加热器的目的是：使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；
由图乙可知，升高相同温度时a液体的加热时间更长，升温更慢，因此a液体吸热能力强；
由图乙得，a、b液体从10℃升高到30℃，升高的温度Δt相同，a的加热时间为6min，b的加热时间为3min，相同电加热器相同时间放出的热量相等，因此两种液体吸收的热量之比$Q_a:Q_b=6\mathrm{min}:3\mathrm{min}=2:1$。
根据吸热公式$Q=cm\Delta t$，两种液体质量m、升高温度Δt均相同，比热容与吸收的热量成正比，因此$c_a:c_b=Q_a:Q_b=2:1$。
答案依次为：质量相同；使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；a；$2:1$。
解析
【分析】
“比较不同物质吸热的情况”实验需遵循控制变量法，因此要保证两种液体的质量相同、初温相同，所以第一个空应填质量相同；选用相同电加热器，是为了让两种液体在相同时间内吸收的热量相等，这样加热时间可间接反映吸收热量的多少；观察图乙，当a、b升高相同温度时，a的加热时间更长，说明a吸收的热量更多，因此a的吸热能力更强；根据吸热公式Q=cmΔt，当质量m、升高的温度Δt相同时，比热容c与吸收的热量Q成正比，结合图中加热时间可计算比热容之比。
【解析】
1. 控制变量要求：根据控制变量法，比较不同物质吸热能力时，需在相同烧杯中加入质量相同、初温相同的a、b两种液体，故第一个空填“质量相同”。
2. 相同电加热器的作用：选用相同电加热器，目的是使两种液体在相同时间内吸收的热量相等，便于通过加热时间比较吸收热量的多少。
3. 判断吸热能力：由图乙可知，a、b从10℃升高到30℃（升高温度Δt相同）时，a的加热时间为6min，b为3min，说明a吸收的热量更多，因此a液体吸热能力强。
4. 计算比热容之比：根据吸热公式Q=cmΔt，已知m相同、Δt相同，比热容与吸收热量成正比。吸收热量之比Qₐ:Qᵦ = tₐ:tᵦ = 6min:3min = 2:1，故比热容之比cₐ:cᵦ = Qₐ:Qᵦ = 2:1。
【答案】
质量相同；使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；a；2:1
【知识点】
比热容、控制变量法、热量计算
【点评】
本题考查“比较不同物质吸热的情况”实验，核心是控制变量法和转换法的应用，需理解加热时间反映吸收热量的原理，再结合吸热公式分析比热容关系，是热学的基础实验题。
【难度系数】
0.5
“比较不同物质吸热的情况”实验需遵循控制变量法，因此要保证两种液体的质量相同、初温相同，所以第一个空应填质量相同；选用相同电加热器，是为了让两种液体在相同时间内吸收的热量相等，这样加热时间可间接反映吸收热量的多少；观察图乙，当a、b升高相同温度时，a的加热时间更长，说明a吸收的热量更多，因此a的吸热能力更强；根据吸热公式Q=cmΔt，当质量m、升高的温度Δt相同时，比热容c与吸收的热量Q成正比，结合图中加热时间可计算比热容之比。
【解析】
1. 控制变量要求：根据控制变量法，比较不同物质吸热能力时，需在相同烧杯中加入质量相同、初温相同的a、b两种液体，故第一个空填“质量相同”。
2. 相同电加热器的作用：选用相同电加热器，目的是使两种液体在相同时间内吸收的热量相等，便于通过加热时间比较吸收热量的多少。
3. 判断吸热能力：由图乙可知，a、b从10℃升高到30℃（升高温度Δt相同）时，a的加热时间为6min，b为3min，说明a吸收的热量更多，因此a液体吸热能力强。
4. 计算比热容之比：根据吸热公式Q=cmΔt，已知m相同、Δt相同，比热容与吸收热量成正比。吸收热量之比Qₐ:Qᵦ = tₐ:tᵦ = 6min:3min = 2:1，故比热容之比cₐ:cᵦ = Qₐ:Qᵦ = 2:1。
【答案】
质量相同；使两种液体在相同时间内吸收的热量相等；a；2:1
【知识点】
比热容、控制变量法、热量计算
【点评】
本题考查“比较不同物质吸热的情况”实验，核心是控制变量法和转换法的应用，需理解加热时间反映吸收热量的原理，再结合吸热公式分析比热容关系，是热学的基础实验题。
【难度系数】
0.5
4. 炎炎夏日,小强来到美丽的海滨城市旅游。他发现,这里的风常常从陆地吹向海面。他利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图(图10A-2),这种风通常 ()
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
【分析】图中海面空气上升,表明温度较高;陆地上方空气下降,表明温度较低。晚上没有光照,放热后温度下降,海水比热容较大,温度下降慢,末温更高,故图中情景发生在夜晚,且海水温度较高,故A、B、C错误,D正确。故选D。
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
【分析】图中海面空气上升,表明温度较高;陆地上方空气下降,表明温度较低。晚上没有光照,放热后温度下降,海水比热容较大,温度下降慢,末温更高,故图中情景发生在夜晚,且海水温度较高,故A、B、C错误,D正确。故选D。
答案
D
解析
【分析】首先观察示意图：海面处空气向上运动，说明海面气温高，空气受热膨胀上升；陆地处空气向下运动，说明陆地气温低，空气冷却收缩下沉。结合海陆热力性质差异（水与陆地物质的比热容不同）分析：夜晚时，陆地和海水都向外散热，由于水的比热容比陆地（砂石、土壤等）大，相同放热条件下，海水温度下降更慢，因此夜晚海水温度高于陆地温度，符合图中“海面温度高、陆地温度低”的特征，此时近地面风从陆地吹向海面，即陆风，对应图中的气流情况。
【解析】根据示意图的气流运动：海面空气上升→海面气温高，陆地空气下沉→陆地气温低。水的比热容远大于陆地的砂石、土壤等物质，夜晚时，陆地和海水放热降温，海水降温慢，故夜晚海水温度高于陆地温度，与图中情景匹配。据此判断选项：A、B选项认为发生在白天，不符合夜晚的条件，错误；C选项认为夜晚陆地温度较高，与“夜晚海水温度高”的结论矛盾，错误；D选项“发生在夜晚，且海水温度较高”符合分析，正确。
【答案】D
【知识点】比热容、海陆风形成
【点评】本题结合示意图考查比热容的实际应用，核心是利用水的比热容大的特点分析海陆温度差异，进而判断气流运动和风向，需要学生掌握比热容与温度变化的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】根据示意图的气流运动：海面空气上升→海面气温高，陆地空气下沉→陆地气温低。水的比热容远大于陆地的砂石、土壤等物质，夜晚时，陆地和海水放热降温，海水降温慢，故夜晚海水温度高于陆地温度，与图中情景匹配。据此判断选项：A、B选项认为发生在白天，不符合夜晚的条件，错误；C选项认为夜晚陆地温度较高，与“夜晚海水温度高”的结论矛盾，错误；D选项“发生在夜晚，且海水温度较高”符合分析，正确。
【答案】D
【知识点】比热容、海陆风形成
【点评】本题结合示意图考查比热容的实际应用，核心是利用水的比热容大的特点分析海陆温度差异，进而判断气流运动和风向，需要学生掌握比热容与温度变化的关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
5.为比较不同物质吸热本领,某小组分别在相同容器中加入质量均为100 g的水和食用油,用相同加热器进行加热。不考虑热损失,且水和食用油在相同时间内吸收的热量相等,测得它们的温度随时间变化的图像如图10A-3所示。$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。下列说法正确的是（）
A.加热3 min,水吸收的热量大于油吸收的热量
B.A是油的升温图像,其比热容为$2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
C.1~2 min,水吸收的热量为$1.4×10^{3}\ \mathrm{J}$
D.另一小组用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,则$m_{水}:m_{油}=3:2$
【分析】由题意可知,水和食用油在相同时间内吸收热量相等,所以加热3 min,水吸收的热量等于油吸收的热量,故A错误;由图可知,加热相同时间,B升温较慢,则B的比热容大,B为水,则A为食用油,升高$20°\mathrm{C}$,A、B的加热时间分别为2 min和3 min,由转换法可知,对应的吸热之比为2:3,根据$Q=cm\Delta t$可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,油的比热容为$c_{油}=\frac{2}{3}×4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,故B正确;由图可知,水加热3 min升高$20°\mathrm{C}$,则水吸热$Q=cm\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×0.1\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=8.4×10^{3}\ \mathrm{J}$,1~2 min,水吸收的热量为$Q_{吸}=\frac{Q}{3}=\frac{8.4×10^{3}\ \mathrm{J}}{3}=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}$,故C错误;用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,故相同时间,吸热相同,升高的温度相同,根据$Q=cm\Delta t$可知,质量与比热容成反比,则$m_{水}:m_{油}=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}):4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})=2:3$,故D错误。故选B。
A.加热3 min,水吸收的热量大于油吸收的热量
B.A是油的升温图像,其比热容为$2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$
C.1~2 min,水吸收的热量为$1.4×10^{3}\ \mathrm{J}$
D.另一小组用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,则$m_{水}:m_{油}=3:2$
【分析】由题意可知,水和食用油在相同时间内吸收热量相等,所以加热3 min,水吸收的热量等于油吸收的热量,故A错误;由图可知,加热相同时间,B升温较慢,则B的比热容大,B为水,则A为食用油,升高$20°\mathrm{C}$,A、B的加热时间分别为2 min和3 min,由转换法可知,对应的吸热之比为2:3,根据$Q=cm\Delta t$可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,油的比热容为$c_{油}=\frac{2}{3}×4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,故B正确;由图可知,水加热3 min升高$20°\mathrm{C}$,则水吸热$Q=cm\Delta t=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})×0.1\ \mathrm{kg}×20°\mathrm{C}=8.4×10^{3}\ \mathrm{J}$,1~2 min,水吸收的热量为$Q_{吸}=\frac{Q}{3}=\frac{8.4×10^{3}\ \mathrm{J}}{3}=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}$,故C错误;用该装置实验,得到水和油的温度随时间变化图线均为A,故相同时间,吸热相同,升高的温度相同,根据$Q=cm\Delta t$可知,质量与比热容成反比,则$m_{水}:m_{油}=2.8×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C}):4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})=2:3$,故D错误。故选B。
答案
B
解析
【分析】
本题是探究不同物质吸热本领的热学实验题，核心是利用“相同加热器加热时，相同时间内物质吸收的热量相等”这一转换法，结合温度-时间图像，根据热量公式$Q=cm\Delta t$分析各选项。解题思路：先根据升温快慢判断比热容大小，确定水和油对应的图线；再结合加热时间与吸热的关系，利用公式计算比热容、吸收的热量、质量比，逐一验证选项。
【解析】
1. 选项A分析：相同加热器加热，加热时间相同则水和食用油吸收的热量相等，因此加热3min时，水吸收的热量等于油吸收的热量，A错误。
2. 选项B分析：质量相同的水和食用油，吸热相同时，比热容大的物质升温更慢。由图可知，相同时间内B升温慢，故B是水，A是食用油。两者升高的温度$\Delta t=40° C-20° C=20° C$；A的加热时间为2min，B的加热时间为3min，因此吸热之比$Q_A:Q_B=2:3$。根据$Q=cm\Delta t$，质量$m$和升高温度$\Delta t$相同时，比热容与吸热成正比，即$\frac{c_{油}}{c_{水}}=\frac{Q_A}{Q_B}=\frac{2}{3}$，代入$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)$，得$c_{油}=\frac{2}{3}×4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)=2.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)$，B正确。
3. 选项C分析：水的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，加热3min时水吸收的热量$Q_{水}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)×0.1\ \mathrm{kg}×20° C=8.4×10^3\ \mathrm{J}$；1~2min对应加热时间为1min，吸收的热量为$\frac{1}{3}×8.4×10^3\ \mathrm{J}=2.8×10^3\ \mathrm{J}$，并非$1.4×10^3\ \mathrm{J}$，C错误。
4. 选项D分析：若水和油的温度图线均为A，说明相同时间吸热相同、升高温度$\Delta t$相同；根据$Q=cm\Delta t$，$Q$和$\Delta t$相同时，质量与比热容成反比，即$\frac{m_{水}}{m_{油}}=\frac{c_{油}}{c_{水}}=\frac{2.8×10^3}{4.2×10^3}=\frac{2}{3}$，即$m_{水}:m_{油}=2:3$，并非3:2，D错误。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题考查比热容实验的分析，需掌握转换法和热量公式的应用，是热学的重点题型，能有效考查学生对比热容概念的理解和公式运用能力。
【难度系数】
0.6
本题是探究不同物质吸热本领的热学实验题，核心是利用“相同加热器加热时，相同时间内物质吸收的热量相等”这一转换法，结合温度-时间图像，根据热量公式$Q=cm\Delta t$分析各选项。解题思路：先根据升温快慢判断比热容大小，确定水和油对应的图线；再结合加热时间与吸热的关系，利用公式计算比热容、吸收的热量、质量比，逐一验证选项。
【解析】
1. 选项A分析：相同加热器加热，加热时间相同则水和食用油吸收的热量相等，因此加热3min时，水吸收的热量等于油吸收的热量，A错误。
2. 选项B分析：质量相同的水和食用油，吸热相同时，比热容大的物质升温更慢。由图可知，相同时间内B升温慢，故B是水，A是食用油。两者升高的温度$\Delta t=40° C-20° C=20° C$；A的加热时间为2min，B的加热时间为3min，因此吸热之比$Q_A:Q_B=2:3$。根据$Q=cm\Delta t$，质量$m$和升高温度$\Delta t$相同时，比热容与吸热成正比，即$\frac{c_{油}}{c_{水}}=\frac{Q_A}{Q_B}=\frac{2}{3}$，代入$c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)$，得$c_{油}=\frac{2}{3}×4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)=2.8×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)$，B正确。
3. 选项C分析：水的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，加热3min时水吸收的热量$Q_{水}=c_{水}m\Delta t=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·° C)×0.1\ \mathrm{kg}×20° C=8.4×10^3\ \mathrm{J}$；1~2min对应加热时间为1min，吸收的热量为$\frac{1}{3}×8.4×10^3\ \mathrm{J}=2.8×10^3\ \mathrm{J}$，并非$1.4×10^3\ \mathrm{J}$，C错误。
4. 选项D分析：若水和油的温度图线均为A，说明相同时间吸热相同、升高温度$\Delta t$相同；根据$Q=cm\Delta t$，$Q$和$\Delta t$相同时，质量与比热容成反比，即$\frac{m_{水}}{m_{油}}=\frac{c_{油}}{c_{水}}=\frac{2.8×10^3}{4.2×10^3}=\frac{2}{3}$，即$m_{水}:m_{油}=2:3$，并非3:2，D错误。
综上，正确选项为B。
【答案】
B
【知识点】
比热容、热量计算
【点评】
本题考查比热容实验的分析，需掌握转换法和热量公式的应用，是热学的重点题型，能有效考查学生对比热容概念的理解和公式运用能力。
【难度系数】
0.6
