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1 [2025福建福州期中,中]某同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力(图甲中两酒精灯完全相同,水和煤油的质量相同)。
(1)如图甲,在安装调整实验器材时,先调整固定
(2)加热过程中水和煤油吸热的多少是通过
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:升高相同的温度,
(4)另一同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是
(1)如图甲,在安装调整实验器材时,先调整固定
A
(填“A”或“B”)的位置。(2)加热过程中水和煤油吸热的多少是通过
加热时间
来反映的。(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示,分析图像可知:升高相同的温度,
a
(填“a”或“b”)吸收的热量较多;已知水的比热容是$4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$,则煤油的比热容是$2.1×10^3$
$\mathrm{J}/(\mathrm{kg}·℃)$。(4)另一同学对图甲的装置进行了改进,将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,如图丙所示,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是
让水和煤油在相同时间内吸收的热量尽量相同
。答案
1.(1)A (2)加热时间 (3)a $2.1×10^3$
(4)见解析(合理即可)
【解析】(1)在安装调整实验器材时,应先调整固定A的位置,因为实验中需要用酒精灯的外焰加热物体。(2)用相同的酒精灯加热,则煤油和水在相同的时间内吸收的热量近似相等,所以可以用加热时间来反映水和煤油吸收热量的多少。(3)由图乙可知,两种液体都升高 $\Delta t= 30\ \mathrm{° C}-10\ \mathrm{° C}=20\ \mathrm{° C}$ ,a 的加热时间为5 min,b 的加热时间为 2.5 min,则 a 吸收的热量为 b 吸收热量的 2 倍;根据 $Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$ 可知,液体的质量相同、升高的温度相同,则$\frac{c_a}{c_b}=\frac{Q_a}{Q_b}=\frac{2}{1}$,因水的比热容比煤油的比热容大,故 a 是水,b 是煤油,则 $c_{\mathrm{煤油}}=\frac{1}{2}c_{\mathrm{水}}=\frac{1}{2}× 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$。
(4)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是让水和煤油在相同时间内吸收的热量尽量相同。
(4)见解析(合理即可)
【解析】(1)在安装调整实验器材时,应先调整固定A的位置,因为实验中需要用酒精灯的外焰加热物体。(2)用相同的酒精灯加热,则煤油和水在相同的时间内吸收的热量近似相等,所以可以用加热时间来反映水和煤油吸收热量的多少。(3)由图乙可知,两种液体都升高 $\Delta t= 30\ \mathrm{° C}-10\ \mathrm{° C}=20\ \mathrm{° C}$ ,a 的加热时间为5 min,b 的加热时间为 2.5 min,则 a 吸收的热量为 b 吸收热量的 2 倍;根据 $Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t$ 可知,液体的质量相同、升高的温度相同,则$\frac{c_a}{c_b}=\frac{Q_a}{Q_b}=\frac{2}{1}$,因水的比热容比煤油的比热容大,故 a 是水,b 是煤油,则 $c_{\mathrm{煤油}}=\frac{1}{2}c_{\mathrm{水}}=\frac{1}{2}× 4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}=2.1×10^3\ \mathrm{J/(kg· ° C)}$。
(4)将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热,而不是用两个酒精灯分别加热,这样做的好处是让水和煤油在相同时间内吸收的热量尽量相同。
2 AI DPSK原创 小明利用如图甲所示的实验装置比较A、B两种液体的吸热能力，温度传感器的探头部分与试管内的两种液体良好接触，如图乙是计算机自动生成的实验图像，表格中是记录的实验数据，请回答下列问题。
(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是
A. 两个试管规格相同
B. A、B两种液体体积相同
C. A、B两种液体的初温相同
(2)请你仔细观察表格中的实验数据，指出表格设计时存在的问题：
(3)分析表中数据，如果要使A液体和B液体最后的温度相同，需要给
(4)若要在暖手袋中填充一种液体，你认为应该填充上述实验中的
(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是
B
。A. 两个试管规格相同
B. A、B两种液体体积相同
C. A、B两种液体的初温相同
(2)请你仔细观察表格中的实验数据，指出表格设计时存在的问题：
物理量缺少单位
。(3)分析表中数据，如果要使A液体和B液体最后的温度相同，需要给
B
液体加热较长的时间，此时A液体吸收的热量小于
（填“大于”“小于”或“等于”）B液体吸收的热量，B
液体的吸热能力较强。(4)若要在暖手袋中填充一种液体，你认为应该填充上述实验中的
B
液体（假设两种液体的沸点都足够高）。答案
2.(1)B (2)物理量缺少单位 (3)B 小于 B (4)B
【解析】(1)设计实验时,应控制试管的规格、两种液体的初温和质量相同,故B 错误。(2)表格设计时,物理量单位可加在表头,也可加在表格数据中,若两处均无单位,则表格设计存在问题。(3)由图乙可知,加热相同时间后,A 液体的温度升高得多,为使两液体最后温度相同,则应给 B 液体加热较长时间;该实验是通过加热时间来反映液体吸收热量多少的,若升高相同温度,B液体的加热时间较长,则说明它吸收的热量较多,说明 B 液体的吸热能力较强。(4)暖手袋中填充的液体应保证在与其他液体质量相等的情况下,放出相同热量时,温度变化尽可能小,即比热容尽可能大,所以选 B 液体。
【解析】(1)设计实验时,应控制试管的规格、两种液体的初温和质量相同,故B 错误。(2)表格设计时,物理量单位可加在表头,也可加在表格数据中,若两处均无单位,则表格设计存在问题。(3)由图乙可知,加热相同时间后,A 液体的温度升高得多,为使两液体最后温度相同,则应给 B 液体加热较长时间;该实验是通过加热时间来反映液体吸收热量多少的,若升高相同温度,B液体的加热时间较长,则说明它吸收的热量较多,说明 B 液体的吸热能力较强。(4)暖手袋中填充的液体应保证在与其他液体质量相等的情况下,放出相同热量时,温度变化尽可能小,即比热容尽可能大,所以选 B 液体。
3 新考法[2026广东广州期末,中]小明设计了一个测量固体比热容的方案,用该方案测定质量为$m_1$、初温为$T_1$的物体M的比热容,实验装置和步骤如下。
步骤一:图1装置的内筒中装有质量为$m_2$、初温为$T_2$的水。
步骤二:将M放入水中,盖好盖子并搅拌,温度计示数随时间的变化如图2所示。($T_3＜T_1$,水的比热容用$c_{水}$表示,温度为$T_3$时水未沸腾)
(1)当水温达到$T_3$时,水吸收的热量$Q_{吸}=$
(2)在步骤二中,水温变化的过程中,下列说法正确的是
①水的比热容变大 ②M的比热容不变
步骤一:图1装置的内筒中装有质量为$m_2$、初温为$T_2$的水。
步骤二:将M放入水中,盖好盖子并搅拌,温度计示数随时间的变化如图2所示。($T_3＜T_1$,水的比热容用$c_{水}$表示,温度为$T_3$时水未沸腾)
(1)当水温达到$T_3$时,水吸收的热量$Q_{吸}=$
$c_{水} m_2(T_3-T_2)$
。若M放出的热量等于水吸收的热量,则M的比热容为$c_{物}=$$\frac{c_{水} m_2(T_3-T_2)}{m_1(T_1-T_3)}$
(以上两空用题目所给的物理量符号表示)。(2)在步骤二中,水温变化的过程中,下列说法正确的是
②
。①水的比热容变大 ②M的比热容不变
答案
3.(1)$c_{水} m_2(T_3-T_2)$ $\frac{c_{水} m_2(T_3-T_2)}{m_1(T_1-T_3)}$ (2)②
【解析】(1)由公式 $Q=cm\Delta t$ 得,水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}\ m_2(\ T_3-T_2\ )$,若 M 放出的热量等于水吸收的热量,则有 $Q_{\mathrm{放}}=Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}\ m_2\ (\ T_3-T_2\ )$, 则 M 的比热容为 $c_{\mathrm{物}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_1\Delta t_{\mathrm{物}}}=\frac{c_{\mathrm{水}}\ m_2(T_3-T_2)}{m_1(T_1-T_3)}$。(2)比热容是物质的一种特性,它与物质的种类和状态有关,与温度无关,所以,水温变化的过程中水和 M 的比热容不变,故①错误,②正确。故选②。
【解析】(1)由公式 $Q=cm\Delta t$ 得,水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}\ m_2(\ T_3-T_2\ )$,若 M 放出的热量等于水吸收的热量,则有 $Q_{\mathrm{放}}=Q_{\mathrm{吸}}=c_{\mathrm{水}}\ m_2\ (\ T_3-T_2\ )$, 则 M 的比热容为 $c_{\mathrm{物}}=\frac{Q_{\mathrm{放}}}{m_1\Delta t_{\mathrm{物}}}=\frac{c_{\mathrm{水}}\ m_2(T_3-T_2)}{m_1(T_1-T_3)}$。(2)比热容是物质的一种特性,它与物质的种类和状态有关,与温度无关,所以,水温变化的过程中水和 M 的比热容不变,故①错误,②正确。故选②。
