第三讲 热学实验探究-2020-2021学年九年级物理全册培优精讲练（人教版）

第三讲：热学实验探究培优——答案解析 【设计实验】 1.实验中的主要仪器及作用： （1）天平的作用：称量加热物质的质量； （2）选取相同的酒精灯或电加热器的原因：保证相同加热时间内物质吸收的热量相同； （3）搅拌器的作用：使物质受热均匀； （4）待测量：①水和食用油的初温 和末温 ；②测水和食用油的质量 ；③时间 。 2.实验步骤： 实验装置如图所示，取两支相同的烧杯分别装入500g水和食用油，它们的初温都与室温相同，用相同的电加热器加热。 方案一：对水和食用油加热相同的时间，观察并读出温度计的示数； 方案二：让水和食用油升高相同的温度，记录并比较加热的时间。 【分析和论证】 给质量、初温相同的水和食用油加热，加热相同时间，使它们吸收相同的热量，食用油的温度升高得比水高；使它们升高相同的温度，对水加热的时间更长一些，表明水和食用油吸热本领不一样。 【实验结论】 ①不同物质的吸热能力不同： ②质量相同的不同物质，加热相同的时间，温度变化快的吸热能力弱，即比热容小； ③质量相同的不同物质，升高相同的温度，加热时间长的物质吸热能力强，即比热容大。 【实验方法】 （1）控制变量法的应用 ①取质量相同的水和食用油分别放入两烧杯中（注意不是体积相同）； ②实验中选用规格相同的电加热器给水和食用油加热相同时间，使两种物质吸收的热量相同； ③让水和食用油升高相同的温度，比较加热的时间。 （2）转换法的应用： ①升高相同的温度时，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱； ②加热时间相同时，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力。 【交流与讨论】 （1）测量物质的选取要求：应选取质量、初温相同的不同物质； （2）实验装置的安装顺序：自下而上； （3）选择相同的热源、保证相同加热时间相同目的：是为了让两种物质吸收的热量相同（本实验是一个理想化实验，不考虑热量散失） （4）用规格相同的电加热器对不同物质进行加热的好处： ①与酒精灯相比，更容易控制相同时间内提供的热量相同； ②内部加热，热量损失少. （5）改变内能的方式及内能大小的判断； （6）加热一段时间后，液体温度不再升高的原因：液体已经沸腾，虽然吸热，但温度却保持不变； （7）判断物质吸热能力强弱的两种方法 ①加热相同的时间，通过比较温度变化的快慢来判断物体的吸热能力的强弱，温度变化快的吸热能力弱； ②升高相同的温度，通过比较加热时间长短来判断吸热能力的强弱，加热时间长的物体吸热能力强。 （8）热量的相关计算； （9）比热容的理解及在生活中的应用。 （10）两种装置对比，哪种更好一些，为什么？ 答：甲装置更好一些，甲装置中散热较少，乙装置中两酒精灯在相同的时间放出的热量被水吸收的量很难控制相同，误差较大，因此选择甲装置。 【例1】某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据： 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 60 20 6 45 食用油 60 20 6 70 （1）从表中数据可知，水和食用油的 （选填“质量”、“体积”）相同，为了达到该目的，实验时应该选用的测量器材是 。 （2）加热6min时，食用油的温度比水温度高，此时食用油吸收的热量 （选填“大于”或“小于”或“等于”）水吸收的热量。 （3）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是 （选填“水”或“食用油”）。 （4）假设实验过程中加热器放出的热量全部被液体吸收，则由上表可计算出食用油的比热容为 J/（kg•℃）。 【解答】解： （1）从表中数据可知，水和食用油的质量都是60g，即水和食用油的质量相同；质量的测量工具是天平； （2）使用相同的电加热器给水和食用油加热，加时间相同，则水和油吸收的热量相同； （3）由Q=cm△t知：质量相同的水与食用油，加热相同的时间，吸收相同的热量，油升高的温度高，所以水的比热容大，吸热能力更强；质量相同的物质，升高相同的温度，吸收热量多的物质比热容大；因为水和食用油的质量相同，它们的初温相同，要使水和食用油的最后温度相同，水吸收的热量大于食用油吸收的热量，所以水的比热容大，即水吸热的能力更强； （4）水和油的加热时间比为1：1，吸收的热量之比为1：1，在质量相同的情况下，升高的温度之比为：（45-20）：（70-20）=25：50=1：2；根据 ，比热大小与升高的温度成反比，故油的比热为： 故答案为：（1）质量；天平；（2）等于；（3）水；（4）2.1×103。 1. 在研究”不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲、乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如