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实验 比较不同物质的吸热情况
下图是实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。
(1)实验时在图Ⅰ中应量取
(2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过
(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案。
①让两者升高相同的温度比较加热时间。
②让两者加热相同时间比较升高的温度。
在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是
(4)从图Ⅱ中可以看出,
(5)若乙液体的比热容为 $4.2 × 10^3 \ \mathrm{J}/(\mathrm{kg} · °\mathrm{C})$,则甲液体的比热容为
(6)冬天,小明想自制一个暖手袋,从甲或乙中选一种液体装入暖手袋作为供热介质,选择
(7)实验结束后,小勤采用相同的实验装置比较丙液体与丁液体的吸热情况。
①实验中小勤先量取质量相同的丙、丁两种液体,分别倒入相同的烧杯中,如图Ⅲ所示。此时,小勤应当注意液体的量要适当,至少要能
②小勤在实验中记录的数据见下表。
a.加热4 min后,
b.丙、丁两种液体都升高到46 ℃时,吸收热量的关系为$Q_丙$
③小勤思考后,优化了实验方案,用如图Ⅳ所示装置进行实验,将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热,此装置具有的优点是
下图是实验小组比较不同物质吸热情况的实验装置。
(1)实验时在图Ⅰ中应量取
质量
相等的甲、乙两种液体。为了完成该实验,除了图中所示的器材外,还需要增加的测量工具有天平和秒表
。(2)甲、乙液体吸收热量的多少可以通过
加热时间
(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映。(3)为了比较甲、乙液体的吸热本领,小明提出两种比较方案。
①让两者升高相同的温度比较加热时间。
②让两者加热相同时间比较升高的温度。
在两种液体都不沸腾的前提下,你认为可行的方案是
①和②
(选填“①”、“②”或“①和②”)。(4)从图Ⅱ中可以看出,
甲
液体的温度升高得较快,乙
液体的比热容较大。(5)若乙液体的比热容为 $4.2 × 10^3 \ \mathrm{J}/(\mathrm{kg} · °\mathrm{C})$,则甲液体的比热容为
$2.1 × 10^3$
$\mathrm{J}/(\mathrm{kg} · °\mathrm{C})$。(6)冬天,小明想自制一个暖手袋,从甲或乙中选一种液体装入暖手袋作为供热介质,选择
乙
(选填“甲”或“乙”)时保暖时间会更长。(7)实验结束后,小勤采用相同的实验装置比较丙液体与丁液体的吸热情况。
①实验中小勤先量取质量相同的丙、丁两种液体,分别倒入相同的烧杯中,如图Ⅲ所示。此时,小勤应当注意液体的量要适当,至少要能
没过
电加热器的发热体。同时注意温度计的玻璃泡不要碰到容器底、侧壁以及电加热器
。②小勤在实验中记录的数据见下表。
a.加热4 min后,
丁
液体升高的温度多,吸热能力弱
(选填“强”或“弱”)。b.丙、丁两种液体都升高到46 ℃时,吸收热量的关系为$Q_丙$
＜
(选填“＜”、“=”或“＞”)$Q_丁$。③小勤思考后,优化了实验方案,用如图Ⅳ所示装置进行实验,将分别装有丙、丁两种液体的试管放在同一个烧杯中水浴加热,此装置具有的优点是
确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同
(写出一点即可)。答案
1. 质量 秒表
2. 加热时间
3. ①和②
4. 甲 乙
5. $2.1 × 10^3$
6. 乙
7. ① 没过 电加热器
7. ②a. 丁 弱
7. ②b. ＜
7. ③ 确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同
2. 加热时间
3. ①和②
4. 甲 乙
5. $2.1 × 10^3$
6. 乙
7. ① 没过 电加热器
7. ②a. 丁 弱
7. ②b. ＜
7. ③ 确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同
解析
【分析】
本题是探究不同物质吸热能力的实验，核心运用控制变量法和转换法。解题思路如下：
1. 实验需控制变量：比较不同物质吸热能力时，要保证两种液体质量相同，因此第一问需填质量；测量工具除天平测质量，还需秒表测量加热时间。
2. 转换法应用：相同热源加热时，加热时间越长，液体吸收热量越多，因此用加热时间反映吸热多少。
3. 比较吸热本领的两种方案：①升高相同温度比加热时间（时间长的吸热能力强）；②加热相同时间比升高的温度（升温少的吸热能力强），两种方案均可行。
4. 比热容与温度变化的关系：质量相同、吸热相同时，升温快的物质比热容小，因此甲升温快，比热容小，乙比热容大。
5. 比热容计算：根据$Q=cm\Delta t$，相同时间$Q$相同、$m$相同，$\Delta t_甲=2\Delta t_乙$，故$c_甲=\frac{1}{2}c_乙=2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。
6. 暖手袋选供热介质：需选比热容大的物质，相同质量降低相同温度时放出热量多，保暖时间长，故选乙。
7. 实验细节与后续实验：液体需没过电加热器发热体保证受热均匀，温度计不能碰容器底、侧壁和发热体；加热相同时间，升温多的吸热能力弱；升高相同温度，升温少的吸收热量多；水浴加热的优点是相同时间内两种液体吸收的热量相同。
【解析】
(1) 探究不同物质吸热能力时，需控制两种液体的质量相同，故第一空填质量；实验中需测量质量（天平）、加热时间，因此还需秒表，答案为质量、秒表。
(2) 相同热源加热，加热时间越长，液体吸收热量越多，故用加热时间反映吸热多少，答案为加热时间。
(3) 比较吸热本领，两种方案均可行：①升高相同温度，加热时间长的吸热多，能力强；②加热相同时间，升温少的吸热多，能力强，故填①和②。
(4) 由图Ⅱ知，甲液体温度升高快；质量相同、吸热相同时，升温慢的比热容大，故乙比热容大，答案为甲、乙。
(5) 根据$Q=cm\Delta t$，相同时间$Q$相同、$m$相同，$\Delta t_甲=2\Delta t_乙$，故$c_甲=\frac{\Delta t_乙}{\Delta t_甲}×c_乙=\frac{1}{2}×4.2×10^3=2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，答案为$2.1×10^3$。
(6) 暖手袋需选比热容大的物质，相同质量降低相同温度时放出热量多，乙比热容大，故选乙。
(7) ①实验中液体需没过电加热器发热体，保证受热均匀；温度计玻璃泡不能碰容器底、侧壁和电加热器，故填没过、电加热器；②a. 加热4min，丁液体升温多，说明吸热能力弱；b. 丙、丁升高到46℃，丙升温少，吸收热量少，故$Q_丙＜Q_丁$；③水浴加热的优点是确保相同时间内丙、丁吸收的热量相同。
【答案】
1. 质量 秒表
2. 加热时间
3. ①和②
4. 甲 乙
5. $2.1 × 10^3$
6. 乙
7. ① 没过 电加热器；②a. 丁 弱；②b. ＜；③ 确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同
【知识点】
比热容实验、控制变量法、转换法
【点评】
本题为初中物理比热容探究实验的经典题型，全面考查实验设计、方法应用、公式计算及实验细节，需学生掌握控制变量和转换法的核心思想，理解比热容的物理意义，是学生应熟练掌握的基础实验内容。
【难度系数】
0.6
本题是探究不同物质吸热能力的实验，核心运用控制变量法和转换法。解题思路如下：
1. 实验需控制变量：比较不同物质吸热能力时，要保证两种液体质量相同，因此第一问需填质量；测量工具除天平测质量，还需秒表测量加热时间。
2. 转换法应用：相同热源加热时，加热时间越长，液体吸收热量越多，因此用加热时间反映吸热多少。
3. 比较吸热本领的两种方案：①升高相同温度比加热时间（时间长的吸热能力强）；②加热相同时间比升高的温度（升温少的吸热能力强），两种方案均可行。
4. 比热容与温度变化的关系：质量相同、吸热相同时，升温快的物质比热容小，因此甲升温快，比热容小，乙比热容大。
5. 比热容计算：根据$Q=cm\Delta t$，相同时间$Q$相同、$m$相同，$\Delta t_甲=2\Delta t_乙$，故$c_甲=\frac{1}{2}c_乙=2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$。
6. 暖手袋选供热介质：需选比热容大的物质，相同质量降低相同温度时放出热量多，保暖时间长，故选乙。
7. 实验细节与后续实验：液体需没过电加热器发热体保证受热均匀，温度计不能碰容器底、侧壁和发热体；加热相同时间，升温多的吸热能力弱；升高相同温度，升温少的吸收热量多；水浴加热的优点是相同时间内两种液体吸收的热量相同。
【解析】
(1) 探究不同物质吸热能力时，需控制两种液体的质量相同，故第一空填质量；实验中需测量质量（天平）、加热时间，因此还需秒表，答案为质量、秒表。
(2) 相同热源加热，加热时间越长，液体吸收热量越多，故用加热时间反映吸热多少，答案为加热时间。
(3) 比较吸热本领，两种方案均可行：①升高相同温度，加热时间长的吸热多，能力强；②加热相同时间，升温少的吸热多，能力强，故填①和②。
(4) 由图Ⅱ知，甲液体温度升高快；质量相同、吸热相同时，升温慢的比热容大，故乙比热容大，答案为甲、乙。
(5) 根据$Q=cm\Delta t$，相同时间$Q$相同、$m$相同，$\Delta t_甲=2\Delta t_乙$，故$c_甲=\frac{\Delta t_乙}{\Delta t_甲}×c_乙=\frac{1}{2}×4.2×10^3=2.1×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$，答案为$2.1×10^3$。
(6) 暖手袋需选比热容大的物质，相同质量降低相同温度时放出热量多，乙比热容大，故选乙。
(7) ①实验中液体需没过电加热器发热体，保证受热均匀；温度计玻璃泡不能碰容器底、侧壁和电加热器，故填没过、电加热器；②a. 加热4min，丁液体升温多，说明吸热能力弱；b. 丙、丁升高到46℃，丙升温少，吸收热量少，故$Q_丙＜Q_丁$；③水浴加热的优点是确保相同时间内丙、丁吸收的热量相同。
【答案】
1. 质量 秒表
2. 加热时间
3. ①和②
4. 甲 乙
5. $2.1 × 10^3$
6. 乙
7. ① 没过 电加热器；②a. 丁 弱；②b. ＜；③ 确保在相同时间内丙、丁两种液体吸收的热量相同
【知识点】
比热容实验、控制变量法、转换法
【点评】
本题为初中物理比热容探究实验的经典题型，全面考查实验设计、方法应用、公式计算及实验细节，需学生掌握控制变量和转换法的核心思想，理解比热容的物理意义，是学生应熟练掌握的基础实验内容。
【难度系数】
0.6
