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13.小明用相同规格的电加热器分别给水和煤油加热(如图13.1-5甲所示),以探究水和煤油吸收热量的情况。
(1)在两个烧杯中分别装入初温度相同且
(2)实验中,是通过比较
(3)同时开启两个电加热器并加热10 min,水吸收的热量
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图13.1-5乙所示,由图像可知,水的沸点是
(1)在两个烧杯中分别装入初温度相同且
质量
相等的煤油和水。(2)实验中,是通过比较
加热时间
来间接反映煤油和水吸收热量的多少。(3)同时开启两个电加热器并加热10 min,水吸收的热量
等于
(选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量,煤油
升高的温度更高;由此可见,水
(选填“水”或“煤油”)的比热容大。(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像,如图13.1-5乙所示,由图像可知,水的沸点是
98
℃,煤油的比热容是$2.1×10^{3}$
$\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。[$c_{水}=4.2×10^{3}\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$]答案
13.(1)质量 (2)加热时间 (3)等于 煤油 水 (4)98 $2.1×10^{3}$
解析
【分析】
本题是探究不同物质吸热能力的热学实验，需运用控制变量法、转换法和热量公式解题。首先，探究吸热能力时要控制变量，保证水和煤油的质量、初温相同；其次，相同规格电加热器相同时间放热相同，可通过加热时间反映吸收热量的多少；最后结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析温度变化与比热容的关系，沸点为水沸腾时不变的温度，煤油比热容通过相同吸热、相同质量的条件推导得出。
【解析】
(1) 根据控制变量法，探究水和煤油的吸热情况时，需控制初温度相同且质量相等，保证实验变量唯一，故填“质量”；
(2) 相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同，因此加热时间越长，物质吸收的热量越多，可通过比较加热时间间接反映煤油和水吸收热量的多少，故填“加热时间”；
(3) 相同电加热器加热10min，放出的热量相同，因此水和煤油吸收的热量相等；由图乙可知，加热10min时，煤油温度升高到98℃，水温度升高到83℃，煤油升高的温度更高；根据$Q=cm\Delta t$，质量相同、吸收热量相同时，温度变化越小，比热容越大，因此水的比热容大；
(4) 由图乙可知，水温度升高到98℃后保持不变，故水的沸点是98℃；加热10min时，水和煤油吸收的热量$Q$相同，质量$m$相同，煤油升高的温度$\Delta t_{煤油}=98℃-68℃=30℃$，水升高的温度$\Delta t_{水}=83℃-68℃=15℃$，根据$Q=cm\Delta t$得：$c_{煤油}m\Delta t_{煤油}=c_{水}m\Delta t_{水}$，约去$m$，代入数据：$c_{煤油}×30℃=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×15℃$，解得$c_{煤油}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
(1)质量 (2)加热时间 (3)等于；煤油；水 (4)98；$2.1×10^{3}$
【知识点】
比热容；热量计算；探究物质吸热能力
【点评】
本题是热学基础实验题，重点考查控制变量法、转换法的应用和比热容公式的计算，需熟练掌握实验原理，是中考常考题型。
【难度系数】
0.6
本题是探究不同物质吸热能力的热学实验，需运用控制变量法、转换法和热量公式解题。首先，探究吸热能力时要控制变量，保证水和煤油的质量、初温相同；其次，相同规格电加热器相同时间放热相同，可通过加热时间反映吸收热量的多少；最后结合热量公式$Q=cm\Delta t$分析温度变化与比热容的关系，沸点为水沸腾时不变的温度，煤油比热容通过相同吸热、相同质量的条件推导得出。
【解析】
(1) 根据控制变量法，探究水和煤油的吸热情况时，需控制初温度相同且质量相等，保证实验变量唯一，故填“质量”；
(2) 相同规格的电加热器在相同时间内放出的热量相同，因此加热时间越长，物质吸收的热量越多，可通过比较加热时间间接反映煤油和水吸收热量的多少，故填“加热时间”；
(3) 相同电加热器加热10min，放出的热量相同，因此水和煤油吸收的热量相等；由图乙可知，加热10min时，煤油温度升高到98℃，水温度升高到83℃，煤油升高的温度更高；根据$Q=cm\Delta t$，质量相同、吸收热量相同时，温度变化越小，比热容越大，因此水的比热容大；
(4) 由图乙可知，水温度升高到98℃后保持不变，故水的沸点是98℃；加热10min时，水和煤油吸收的热量$Q$相同，质量$m$相同，煤油升高的温度$\Delta t_{煤油}=98℃-68℃=30℃$，水升高的温度$\Delta t_{水}=83℃-68℃=15℃$，根据$Q=cm\Delta t$得：$c_{煤油}m\Delta t_{煤油}=c_{水}m\Delta t_{水}$，约去$m$，代入数据：$c_{煤油}×30℃=4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×15℃$，解得$c_{煤油}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。
【答案】
(1)质量 (2)加热时间 (3)等于；煤油；水 (4)98；$2.1×10^{3}$
【知识点】
比热容；热量计算；探究物质吸热能力
【点评】
本题是热学基础实验题，重点考查控制变量法、转换法的应用和比热容公式的计算，需熟练掌握实验原理，是中考常考题型。
【难度系数】
0.6
14.食物也是一种“燃料”，人体内不断释放化学能为细胞生命活动提供能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少，都有损于健康。
(1)某种健康食品，每100 g可提供的能量约为$1.26×10^6$ J，假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？$[c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})]$
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升10米？(g取10 N/kg)
(1)某种健康食品，每100 g可提供的能量约为$1.26×10^6$ J，假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收，可使这些水的温度升高到多少摄氏度？$[c_{水}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})]$
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功，则能把多少千克的物体提升10米？(g取10 N/kg)
答案
14.(1)$85\ ℃$ (2)$1.26×10^{4}\ \mathrm{kg}$
解析
【分析】
本题分为两小问，均为物理公式的基础应用。第(1)问利用水吸收热量升温的规律，通过吸热公式计算水升高的温度，再结合初温得到末温；第(2)问利用能量全部用于克服重力做功的关系，结合功的公式计算物体质量。解题时需明确公式中各物理量的对应关系，确保单位统一。
【解析】
(1) 水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = 1.26 × 10^6 \, \mathrm{J} $，根据吸热公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m_{\mathrm{水}} \Delta t $，可得水升高的温度：
$ \Delta t = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}} m_{\mathrm{水}}} = \frac{1.26 × 10^6 \, \mathrm{J}}{4.2 × 10^3 \, \mathrm{J/(kg·℃)} × 5 \, \mathrm{kg}} = 60 \, \mathrm{℃} $
则水的末温：$ t = t_0 + \Delta t = 25 \, \mathrm{℃} + 60 \, \mathrm{℃} = 85 \, \mathrm{℃} $
(2) 能量全部用于克服重力做功，即 $ W = Q = 1.26 × 10^6 \, \mathrm{J} $，根据功的公式 $ W = G h = m g h $，可得物体质量：
$ m = \frac{W}{g h} = \frac{1.26 × 10^6 \, \mathrm{J}}{10 \, \mathrm{N/kg} × 10 \, \mathrm{m}} = 1.26 × 10^4 \, \mathrm{kg} $
【答案】
(1) $ 85 \, \mathrm{℃} $；(2) $ 1.26 × 10^4 \, \mathrm{kg} $
【知识点】
热量计算、功的计算
【点评】
本题结合生活实际考查热量与功的基础计算，属于常规应用题，解题关键是熟练掌握吸热公式和功的公式，注意物理量的对应关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
本题分为两小问，均为物理公式的基础应用。第(1)问利用水吸收热量升温的规律，通过吸热公式计算水升高的温度，再结合初温得到末温；第(2)问利用能量全部用于克服重力做功的关系，结合功的公式计算物体质量。解题时需明确公式中各物理量的对应关系，确保单位统一。
【解析】
(1) 水吸收的热量 $ Q_{\mathrm{吸}} = 1.26 × 10^6 \, \mathrm{J} $，根据吸热公式 $ Q_{\mathrm{吸}} = c_{\mathrm{水}} m_{\mathrm{水}} \Delta t $，可得水升高的温度：
$ \Delta t = \frac{Q_{\mathrm{吸}}}{c_{\mathrm{水}} m_{\mathrm{水}}} = \frac{1.26 × 10^6 \, \mathrm{J}}{4.2 × 10^3 \, \mathrm{J/(kg·℃)} × 5 \, \mathrm{kg}} = 60 \, \mathrm{℃} $
则水的末温：$ t = t_0 + \Delta t = 25 \, \mathrm{℃} + 60 \, \mathrm{℃} = 85 \, \mathrm{℃} $
(2) 能量全部用于克服重力做功，即 $ W = Q = 1.26 × 10^6 \, \mathrm{J} $，根据功的公式 $ W = G h = m g h $，可得物体质量：
$ m = \frac{W}{g h} = \frac{1.26 × 10^6 \, \mathrm{J}}{10 \, \mathrm{N/kg} × 10 \, \mathrm{m}} = 1.26 × 10^4 \, \mathrm{kg} $
【答案】
(1) $ 85 \, \mathrm{℃} $；(2) $ 1.26 × 10^4 \, \mathrm{kg} $
【知识点】
热量计算、功的计算
【点评】
本题结合生活实际考查热量与功的基础计算，属于常规应用题，解题关键是熟练掌握吸热公式和功的公式，注意物理量的对应关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
