5.如图4所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量都是10 g,烧杯内的液体质量也相同。

(1)比较不同物质的吸热能力,应选择
(2)根据实验测得的数据分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化关系的图像,如图4丁所示,分析图像可知液体
▼5▲
(1)比较不同物质的吸热能力,应选择
甲、丙
两图所示的装置进行实验。(2)根据实验测得的数据分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化关系的图像,如图4丁所示,分析图像可知液体
a
(选填“a”或“b”)的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失,则a、b两种液体的比热容之比$c_a:c_b=$2:1
。▼5▲
答案
5.(1)甲、丙 (2)a 2:1
解析
【分析】
要解决本题,需结合控制变量法分析实验设计,再利用热量公式$Q=cm\Delta t$推导比热容关系:
(1)比较不同物质的吸热能力,需控制燃料相同(保证相同时间内液体吸收的热量相同),改变液体种类,因此选择甲、丙两图(燃料均为燃料1,液体a、b质量相同)。
(2)吸热能力越强的物质,相同质量下吸收相同热量时升温越慢;结合图像和热量公式即可计算比热容之比。
【解析】
(1)比较不同物质的吸热能力,需采用控制变量法:控制燃料相同(相同时间内燃料放出热量相同,即液体吸收热量相同),改变液体种类,因此应选甲、丙两图。
(2)①判断吸热能力:质量相同的不同物质,吸收相同热量时,温度升高越少,吸热能力越强。由丁图,加热相同时间(吸收热量$Q$相同),$a$的温度变化$\Delta t_a=30° C-10° C=20° C$,$b$的温度变化$\Delta t_b=50° C-10° C=40° C$,$\Delta t_a<\Delta t_b$,故$a$的吸热能力更强。
②计算比热容之比:根据热量公式$Q=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$。因$Q$、$m$相同,比热容$c$与温度变化$\Delta t$成反比,因此$\frac{c_a}{c_b}=\frac{\Delta t_b}{\Delta t_a}=\frac{40° C}{20° C}=\frac{2}{1}$,即$c_a:c_b=2:1$。
【答案】
(1)甲、丙 (2)a;2:1
【知识点】
比热容、控制变量法、热量计算
【点评】
本题是探究物质吸热能力的典型实验题,重点考查控制变量法的应用和热量公式的灵活运用,需结合图像分析温度变化推导比热容关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需结合控制变量法分析实验设计,再利用热量公式$Q=cm\Delta t$推导比热容关系:
(1)比较不同物质的吸热能力,需控制燃料相同(保证相同时间内液体吸收的热量相同),改变液体种类,因此选择甲、丙两图(燃料均为燃料1,液体a、b质量相同)。
(2)吸热能力越强的物质,相同质量下吸收相同热量时升温越慢;结合图像和热量公式即可计算比热容之比。
【解析】
(1)比较不同物质的吸热能力,需采用控制变量法:控制燃料相同(相同时间内燃料放出热量相同,即液体吸收热量相同),改变液体种类,因此应选甲、丙两图。
(2)①判断吸热能力:质量相同的不同物质,吸收相同热量时,温度升高越少,吸热能力越强。由丁图,加热相同时间(吸收热量$Q$相同),$a$的温度变化$\Delta t_a=30° C-10° C=20° C$,$b$的温度变化$\Delta t_b=50° C-10° C=40° C$,$\Delta t_a<\Delta t_b$,故$a$的吸热能力更强。
②计算比热容之比:根据热量公式$Q=cm\Delta t$,变形得$c=\frac{Q}{m\Delta t}$。因$Q$、$m$相同,比热容$c$与温度变化$\Delta t$成反比,因此$\frac{c_a}{c_b}=\frac{\Delta t_b}{\Delta t_a}=\frac{40° C}{20° C}=\frac{2}{1}$,即$c_a:c_b=2:1$。
【答案】
(1)甲、丙 (2)a;2:1
【知识点】
比热容、控制变量法、热量计算
【点评】
本题是探究物质吸热能力的典型实验题,重点考查控制变量法的应用和热量公式的灵活运用,需结合图像分析温度变化推导比热容关系,难度适中。
【难度系数】
0.6
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