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25. 图 14 - 23(a) 为琴琴同学“探究水的沸腾与加热时间的关系”的实验装置示意图,其中水的质量为 $100g$。实验中温度随时间变化的情况见下表。
|时间 $t/min$|0|0.5|1|1.5|2|…|12|
|温度 $t/°C$|94| |96|97|98|…|98|
(1)当加热 $0.5min$ 时,温度计的示数如图 14 - 23(b) 所示,则此时水温为________$°C$。
(2)根据表中数据可得出水沸腾时的温度变化特征：水沸腾时持续吸热,温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)实验中,水沸腾时温度小于 $100°C$ 的原因是________。
(4)如何缩短加热时间？请给琴琴同学提一个建议：______。
(5)水在 $1min$ 内吸收的热量为________J。
(6)琴琴同学进一步探究,在水沸腾后继续加热了 $10min$,发现水的质量少了 $4g$。那么,蒸发 $1g$ 水吸收的热量为________J。(忽略热量损失)
|时间 $t/min$|0|0.5|1|1.5|2|…|12|
|温度 $t/°C$|94| |96|97|98|…|98|
(1)当加热 $0.5min$ 时,温度计的示数如图 14 - 23(b) 所示,则此时水温为________$°C$。
(2)根据表中数据可得出水沸腾时的温度变化特征：水沸腾时持续吸热,温度________(选填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)实验中,水沸腾时温度小于 $100°C$ 的原因是________。
(4)如何缩短加热时间？请给琴琴同学提一个建议：______。
(5)水在 $1min$ 内吸收的热量为________J。
(6)琴琴同学进一步探究,在水沸腾后继续加热了 $10min$,发现水的质量少了 $4g$。那么,蒸发 $1g$ 水吸收的热量为________J。(忽略热量损失)
答案
95.0
不变
当地大气压小
于1个标准大气压
减少水
的质量
840
2100
不变
当地大气压小
于1个标准大气压
减少水
的质量
840
2100
解析
【解析】
(1) 由图可知温度计的分度值为1℃，示数为95.0℃；
(2) 根据表中数据，水在2min后温度保持98℃不变，可知水沸腾时持续吸热，温度不变；
(3) 标准大气压下，水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低，因此水沸腾时温度小于100℃的原因是当地大气压小于1个标准大气压；
(4) 缩短加热时间的建议：减少水的质量（或提高水的初温、给烧杯加盖等，合理即可）；
(5) 水的质量$m=100g=0.1kg$，1min内水温从94℃升高到96℃，温度变化$\Delta t=2℃$，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，可得吸收的热量$Q_{吸}=4.2×10^3J/(kg·℃)×0.1kg×2℃=840J$；
(6) 水沸腾10min吸收的总热量$Q_{总}=840J/min×10min=8400J$，这些热量被4g水吸收，因此蒸发1g水吸收的热量$Q=\frac{8400J}{4}=2100J$。
【答案】
(1) 95.0（或95）
(2) 不变
(3) 当地大气压小于1个标准大气压
(4) 减少水的质量（合理即可）
(5) 840
(6) 2100
【知识点】
水的沸腾特点；沸点与气压的关系；热量的计算
【点评】
本题围绕水的沸腾实验展开，涵盖温度计读数、沸腾规律、沸点影响因素、热量计算等内容，考查学生对实验现象的分析能力和物理公式的应用能力，属于基础实验综合题。
【难度系数】
0.6
(1) 由图可知温度计的分度值为1℃，示数为95.0℃；
(2) 根据表中数据，水在2min后温度保持98℃不变，可知水沸腾时持续吸热，温度不变；
(3) 标准大气压下，水的沸点为100℃，气压越低，沸点越低，因此水沸腾时温度小于100℃的原因是当地大气压小于1个标准大气压；
(4) 缩短加热时间的建议：减少水的质量（或提高水的初温、给烧杯加盖等，合理即可）；
(5) 水的质量$m=100g=0.1kg$，1min内水温从94℃升高到96℃，温度变化$\Delta t=2℃$，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$，可得吸收的热量$Q_{吸}=4.2×10^3J/(kg·℃)×0.1kg×2℃=840J$；
(6) 水沸腾10min吸收的总热量$Q_{总}=840J/min×10min=8400J$，这些热量被4g水吸收，因此蒸发1g水吸收的热量$Q=\frac{8400J}{4}=2100J$。
【答案】
(1) 95.0（或95）
(2) 不变
(3) 当地大气压小于1个标准大气压
(4) 减少水的质量（合理即可）
(5) 840
(6) 2100
【知识点】
水的沸腾特点；沸点与气压的关系；热量的计算
【点评】
本题围绕水的沸腾实验展开，涵盖温度计读数、沸腾规律、沸点影响因素、热量计算等内容，考查学生对实验现象的分析能力和物理公式的应用能力，属于基础实验综合题。
【难度系数】
0.6
26. 如图 14 - 24 所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料 $A$、$B$ 的质量都为 $10g$,烧杯内液体 $a$、$b$ 的质量都相同。
(1)比较不同燃料的热值应选择________两个装置。当温度计的示数变化相同时,燃料剩得越多,该燃料的热值________(选填“越大”或“越小”)。
(2)比较不同物质的吸热能力应选择________两个装置。若燃料燃烧相同的时间,则温度计示数变化越大的液体的比热容________(选填“越大”或“越小”)。
(1)比较不同燃料的热值应选择________两个装置。当温度计的示数变化相同时,燃料剩得越多,该燃料的热值________(选填“越大”或“越小”)。
(2)比较不同物质的吸热能力应选择________两个装置。若燃料燃烧相同的时间,则温度计示数变化越大的液体的比热容________(选填“越大”或“越小”)。
答案
乙，丙
越大
甲，乙
越小
越大
甲，乙
越小
解析
【解析】
(1) 比较不同燃料的热值，需控制被加热的液体种类、质量相同，更换不同燃料，因此选择乙、丙两个装置。
当温度计示数变化相同时，说明液体吸收的热量相同，根据$Q_{放}=Q_{吸}$，由$q=\frac{Q_{放}}{m}$可知，燃烧的燃料质量越小（剩余燃料越多），该燃料的热值越大。
(2) 比较不同物质的吸热能力，需控制燃料相同（保证相同时间放出热量相同），更换不同液体，因此选择甲、乙两个装置。
燃料燃烧相同时间，放出的热量相同，即液体吸收的热量$Q_{吸}$相同，液体质量$m$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，温度计示数变化$\Delta t$越大，液体的比热容越小。
【答案】
(1) 乙、丙；越大
(2) 甲、乙；越小
【知识点】
燃料热值探究、比热容的探究、控制变量法
【点评】
本题考查热值与比热容的探究实验，核心是控制变量法的应用，同时通过温度计示数变化转换为液体吸收的热量，体现转换法的思想，是热学实验的基础题型，需理解实验原理与公式的结合应用。
【难度系数】
0.75
(1) 比较不同燃料的热值，需控制被加热的液体种类、质量相同，更换不同燃料，因此选择乙、丙两个装置。
当温度计示数变化相同时，说明液体吸收的热量相同，根据$Q_{放}=Q_{吸}$，由$q=\frac{Q_{放}}{m}$可知，燃烧的燃料质量越小（剩余燃料越多），该燃料的热值越大。
(2) 比较不同物质的吸热能力，需控制燃料相同（保证相同时间放出热量相同），更换不同液体，因此选择甲、乙两个装置。
燃料燃烧相同时间，放出的热量相同，即液体吸收的热量$Q_{吸}$相同，液体质量$m$相同，根据$Q_{吸}=cm\Delta t$可知，温度计示数变化$\Delta t$越大，液体的比热容越小。
【答案】
(1) 乙、丙；越大
(2) 甲、乙；越小
【知识点】
燃料热值探究、比热容的探究、控制变量法
【点评】
本题考查热值与比热容的探究实验，核心是控制变量法的应用，同时通过温度计示数变化转换为液体吸收的热量，体现转换法的思想，是热学实验的基础题型，需理解实验原理与公式的结合应用。
【难度系数】
0.75
27. 实验测得 $1kg$ 某物质温度随时间变化的图像如图 14 - 25 所示。已知该物质在固态时的比热容 $c_{1}= 2.1×10^{3}J/(kg·°C)$,假设物质从热源吸热的功率恒定不变。
(1)在 $0∼2min$ 内,物质温度升高了 $40°C$,则其在 $AB$ 段吸收的热量为________J,吸热功率为________W。
(2)在 $6min$ 时,物质处于________(选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态；物质在第 $8min$ 时所具有的内能________(选填“大于”“等于”或“小于”)在第 $4min$ 时所具有的内能。
(3)该物质在 $BC$ 段吸收的热量为________J。
(4)该物质在 $AB$ 段与 $CD$ 段的比热容之比是________。
(1)在 $0∼2min$ 内,物质温度升高了 $40°C$,则其在 $AB$ 段吸收的热量为________J,吸热功率为________W。
(2)在 $6min$ 时,物质处于________(选填“固体”“液体”或“固液共存”)状态；物质在第 $8min$ 时所具有的内能________(选填“大于”“等于”或“小于”)在第 $4min$ 时所具有的内能。
(3)该物质在 $BC$ 段吸收的热量为________J。
(4)该物质在 $AB$ 段与 $CD$ 段的比热容之比是________。
答案
8.4×10⁴
700
固液共存
大于
3.36×10⁵
1:2
700
固液共存
大于
3.36×10⁵
1:2
解析
【解析】
(1) AB段吸收的热量：$Q_{吸}=c_{1}m\Delta t=2.1×10^{3}J/(kg·°C)×1kg×40°C=8.4×10^{4}J$；
吸热功率：$P=\frac{Q_{吸}}{t}=\frac{8.4×10^{4}J}{2×60s}=700W$。
(2) 由图像可知，BC段为熔化过程，6min处于该阶段，物质为固液共存状态；熔化过程持续吸热，内能增加，故第8min时的内能大于第4min时的内能。
(3) BC段的时间$t_{BC}=10min-2min=8min=480s$，吸收的热量$Q_{BC}=Pt_{BC}=700W×480s=3.36×10^{5}J$。
(4) AB段与CD段的吸热时间之比$t_{AB}:t_{CD}=2min:4min=1:2$，因吸热功率恒定，故吸收热量之比$Q_{AB}:Q_{CD}=1:2$；又$m$相同，$\Delta t$相同，由$Q=cm\Delta t$得，比热容之比$c_{1}:c_{2}=Q_{AB}:Q_{CD}=1:2$。
【答案】
(1) $8.4×10^{4}$；700
(2) 固液共存；大于
(3) $3.36×10^{5}$
(4) $1:2$
【知识点】
晶体熔化特点；比热容计算；吸热功率计算
【点评】
本题结合温度-时间图像，考查晶体熔化、比热容及吸热功率的综合计算，需结合图像分析物质状态变化，利用吸热公式和功率公式求解。
【难度系数】
0.6
(1) AB段吸收的热量：$Q_{吸}=c_{1}m\Delta t=2.1×10^{3}J/(kg·°C)×1kg×40°C=8.4×10^{4}J$；
吸热功率：$P=\frac{Q_{吸}}{t}=\frac{8.4×10^{4}J}{2×60s}=700W$。
(2) 由图像可知，BC段为熔化过程，6min处于该阶段，物质为固液共存状态；熔化过程持续吸热，内能增加，故第8min时的内能大于第4min时的内能。
(3) BC段的时间$t_{BC}=10min-2min=8min=480s$，吸收的热量$Q_{BC}=Pt_{BC}=700W×480s=3.36×10^{5}J$。
(4) AB段与CD段的吸热时间之比$t_{AB}:t_{CD}=2min:4min=1:2$，因吸热功率恒定，故吸收热量之比$Q_{AB}:Q_{CD}=1:2$；又$m$相同，$\Delta t$相同，由$Q=cm\Delta t$得，比热容之比$c_{1}:c_{2}=Q_{AB}:Q_{CD}=1:2$。
【答案】
(1) $8.4×10^{4}$；700
(2) 固液共存；大于
(3) $3.36×10^{5}$
(4) $1:2$
【知识点】
晶体熔化特点；比热容计算；吸热功率计算
【点评】
本题结合温度-时间图像，考查晶体熔化、比热容及吸热功率的综合计算，需结合图像分析物质状态变化，利用吸热公式和功率公式求解。
【难度系数】
0.6
