内容正文:
专项提升05 比较不同物质的吸热能力
1.实验:比较不同物质的吸热能力
实验目的
比较不同物质的吸热情况
实验图
数据图像
改进实验图:
实验器材
温度计、天平、水、食用油、烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、秒表等
实验设计与分析
(1)转换法:①加热相同的时间,通过温度变化的多少反映物质的吸热能力(变化小,吸热能力强);②升高相同的温度,通过加热时间的长短反映物质的吸热能力(时间长,吸热能力强)
(2)控制变量法:控制相同的质量,选择相同的热源(保证相同时间内,两种物质吸收的热量相同),加热相同的时间,观察温度的变化(或升高相同的温度观察加热时间的长短)
(3)通过温度-时间图像判断两种物质的吸热能力大小:平缓的图像对应的物质吸热能力强
(4)物质吸热能力的意义:比热容
(5)减小热量损失的方法:用硬纸板盖住烧杯口
(6)实验改进:
①用电加热器代替酒精灯,优点:热源更加稳定
②用同一热源同时加热(如图所示)优点:避免两次加热,同一热源加热确保相同时间内吸收的热量相同
(7)温度-时间图像计算物质的比热容
根据加热时间相同,吸收热量相等可得:,,
。
实验结论
质量相同的不同物质,当吸收或放出相同的热量时,比热容大的物质温度变化小
一、单选题
1.(23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知( )
A.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
D.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
2.(2024·湖北·中考真题)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
3.(2024·江苏苏州·二模)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和480g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液 B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为2∶1 D.B液体的吸热能力比A液体的强
4.(2024·山东淄博·二模)质量相等的甲、乙两种液体,装在相同的容器中,用相同的加热器加热,其温度随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容比甲的大
B.l~3min内乙的内能保持不变
C.升高相同的温度,甲吸收的热量多
D.加热相同的时间,乙吸收的热量多
5.(2024·河南驻马店·二模)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,在相同时间内放出的热量相等,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图所示,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),由图像可知,下列说法正确的是( )
A.乙物质的比热容比甲的大
B.乙物质的比热容为8.4×103J/(kg•℃)
C.0~10min内甲液体放出的热量少
D.若让它们升高相同的温度,乙液体吸收的热量少
二、实验题
6.(23-24八年级下·北京通州·期末)晓明同学通过如图甲、乙所示实验装置(热源相同)进行了比较沙子和水的比热容大小的实验。
(1)在两个相同的烧杯内分别装入初温、 (选填“质量”或“体积”)相同的沙子和水;
(2)实验中,可以通过 来反映两种物质吸收热量的多少;
(3)请你通过图丙分析说明c沙与c水的大小关系 。
7.(23-24八年级下·北京平谷·期末)为了比较水和煤油吸热能力,小宇和小欣利用如图所示的实验装置进行实验。他们用完全相同的酒精灯给质量相等的水和煤油加热,每隔2min,用温度计记录一次水和煤油的温度。记录的实验数据如下表所示。
加热时间/min
0
2
4
6
8
10
煤油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
(1)实验中用 来表示水和煤油吸热的多少;
(2)小宇分析数据可知:质量相等的水和煤油吸收相同的热量时,水比煤油升高的温度 ;说明水比煤油吸热能力强;
(3)在物理学中,我们用 这一物理量来描述物质的这种吸热能力特性;
(4)根据实验数据,如果水和煤油两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选 作发动机冷却液。
8.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装,当调整下面铁圈的高度时,酒精灯 (选填“应该”或“不应该”)点燃;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
9.(2024·山东济南·二模)学习了热学知识后,小明同学与小芳同学对物质的比热容很感兴趣,他们想要比较甲、乙两种物质比热容的大小,分别装了初温和质量相同的甲、乙液体。
(1)在设计实验方案时,加热的方式选择下列的 (填字母代号)更科学。
A.用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热;
B.用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热;
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较:小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较,你认为方法可行的是 (选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”);
(3)加热10min,甲吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙吸收的热量,甲液体的沸点是 ℃。
(4)乙液体的比热容是甲液体比热容的 倍。
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)为探究水和煤油的吸热能力,某小组的同学用两个完全相同的“热得快”给水和煤油加热。
(1)实验前,应选取质量 (选填 “相等”或“不相等”)的水和煤油。
(2)加热过程中用玻璃棒缓慢地搅拌是为了使水和煤油 。
(3)根据图表中的数据可知:
时间/min
0
2
4
6
8
10
T水/℃
5
10
15
25
30
T浊/℃
5
15
25
35
45
55
①水比煤油的吸热本领 (选填“强”或“弱”)。
②吸收相同的热量水温变化 (选填“大”或“小”)。
(4)若只从水和煤油中选一种装入暖手袋中作为供热物质,则应该选择 ;煤油的比热容是 J/(kg·℃。)
11.(2024·湖北武汉·二模)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,某同学在两只相同的烧杯里分别装入水和食用油,用相同的加热器加热它们,如图所示。
(1)水和食用油吸收热量的多少是通过 (填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(2)分析下表中的数据可知:质量相同的水和食用油,升高相同温度时,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量;
物质
质量/g
升温10℃所需的时间/s
升温20℃所需的时间/s
升温30℃所需的时间/s
食用油
30
64
89
124
水
30
96
96
220
(3)实验结果表明,不同物质在质量相等、 相同时,吸收的热量不同;
(4)为了表示不同物质在这种性质上的差别,物理学中引入了比热容这个物理量。下列现象中,能用“水的比热容较大”这个特点解释的是 (填标号)。
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.夏天在地面上洒水,人感到凉快
C.水和酒精混合后,总体积变小
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
12.(23-24八年级下·上海嘉定·期末)小明和小华利用如图所示的装置(实验中热源及其它实验装置均相同)分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热本领。讨论后,他们确定了以下两种方案:
方案一:取质量相同的不同液体,控制液体的加热时间相等,比较升高的温度多少;
方案二:取质量相同的不同液体,控制液体升高的温度相等,比较加热时间的长短。小明和小华分别选取一种方案进行实验,并将测得的实验数据记录在表一、表二中。
表一: 小明
液体
质量(克)
初温 (℃)
末温(℃)
加热时间(分钟)
甲
200
20
40
4
乙
200
20
2
表二:小华
液体
质量(克)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间 (分钟)
丙
200
10
30
3
丁
200
10
35
3
(1)实验中,小明和小华都记录了“加热时间”,其大小反映的是 ;
(2)分析比较表一中的数据可知,小明同学采用的是 (选填“方案一”或“方案二”)来探究甲、乙两种液体的吸热本领,表一空缺处的数值为 ;
(3)分析比较表二中的数据,可得出的初步结论是 ;
(4)综合分析比较可知:四种液体中, 液体吸热能力最强。
13.(2024·福建厦门·三模)实践小组使用图装置,开展多个热学实验探究。
(1)①按自下而上的顺序安装器材,在调整石棉网的高度时 , (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;
②小华提出:探究冰的熔化规律时,应采取“水浴加热”方式实验,其目的
(2)探究水在沸腾前后温度变化的特点的实验,观察到:水沸腾时,水中有大量气泡生成,上升变大的同时还发现温度计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)①在比较水和煤油的吸热能力实验中,选用相同的实验装置,并在两个试管中加入初温相同、 相同的水和煤油;
② 如下图,分析数据,发现水吸热升温较慢,推断: ;
③多次实验后,发现各组实验数据存在较大的差异,分析可能的原因是:
14.(2024·山东泰安·二模)物理兴趣小组的同学进行了两个热学实验探究:
(1)为观察水沸腾实验,该小组组装了如图A的实验装置。
①在安装图A器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
②水沸腾时的温度﹣时间图像如图B所示,由此可知,此时水面上方的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压;
③如图C所示,若将试管里的水放在烧杯中加热,当烧杯中的水沸腾以后,试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾;
(2)为探究水和食用油的吸热能力,用相同的电加热器分别给质量相等的水和食用油加热,如图D所示。
①同时加热5min,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收热量;
②比较不同物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化;
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量;
下表是小明记录的部分实验数据。分析表中信息可知小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”);分析表中数据,可判断表中 的吸热能力强。
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
水
10
68
98
20
食用油
10
68
98
10
15.(2024·广东汕头·二模)如题图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:(不计热量损失)
(1)加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
(2)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ;
A.选用相同的电加热器
B.使用相同的烧杯
C.水和煤油的初温一定相等
D.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
(3)要使a和b升高相同的温度,给 加热更长的时间,说明 的吸热能力强;
(4)已知a的比热容是,由乙图可知b的比热容是 ;
(5)下列选项中与本实验研究物质特性有关的是:
A.用热水袋取暖 B.汽车的水箱 C.用冰袋为病人退烧 D.利用空调降温
16.(2024·甘肃兰州·中考真题)小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)观察可以发现,图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是 。纠正错误后,用酒精灯给水加热,观察水温和水中气泡的变化情况,待水温升至60℃左右时,开始记录,每隔1min记录一次水的温度和实验现象,然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像;
(2)小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一次小怡记录的数值高,分析后发现是自己读取温度计示数时,视线不规范造成的,根据上面的情况可知,小涵读数时是按图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)所示的情景读取的;
(3)小涵在老师的指导下,重新设计了实验,将热源换成电火锅,并进一步探究水沸腾的条件:
①在电火锅内倒入大半锅水,将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上,让玻璃杯中的水面低于锅内水面;
②打开电火锅,对电火锅内的水加热,待锅中的水沸腾一段时间后,用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯中的水温 (选填“相同”或“不相同”)。小涵观察还发现,当锅内水沸腾后,玻璃杯中的水 (选填“也沸腾”或“不沸腾”),由此得出水沸腾必须满足的条件: 并且 ;
(4)小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体A、B同时加热,“探究物体吸收热量的多少跟哪些因素有关”,根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示;
①由图丙可知, (选填“A”或“B”)液体的吸热能力更强;
②本实验中,小怡是用 (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示液体吸收热量的多少。
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专项提升05 比较不同物质的吸热能力
1.实验:比较不同物质的吸热能力
实验目的
比较不同物质的吸热情况
实验图
数据图像
改进实验图:
实验器材
温度计、天平、水、食用油、烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、秒表等
实验设计与分析
(1)转换法:①加热相同的时间,通过温度变化的多少反映物质的吸热能力(变化小,吸热能力强);②升高相同的温度,通过加热时间的长短反映物质的吸热能力(时间长,吸热能力强)
(2)控制变量法:控制相同的质量,选择相同的热源(保证相同时间内,两种物质吸收的热量相同),加热相同的时间,观察温度的变化(或升高相同的温度观察加热时间的长短)
(3)通过温度-时间图像判断两种物质的吸热能力大小:平缓的图像对应的物质吸热能力强
(4)物质吸热能力的意义:比热容
(5)减小热量损失的方法:用硬纸板盖住烧杯口
(6)实验改进:
①用电加热器代替酒精灯,优点:热源更加稳定
②用同一热源同时加热(如图所示)优点:避免两次加热,同一热源加热确保相同时间内吸收的热量相同
(7)温度-时间图像计算物质的比热容
根据加热时间相同,吸收热量相等可得:,,
。
实验结论
质量相同的不同物质,当吸收或放出相同的热量时,比热容大的物质温度变化小
一、单选题
1.(23-24八年级下·上海徐汇·阶段练习)两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图所示。根据图线可知( )
A.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量
D.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
【答案】D
【详解】A.读图像可知,质量相同的甲、乙两种液体加热相同的时间,乙的温度升高值更多,故A不符合题意;
B.由图像可知,如果升高相同的温度,甲的加热时间更长,因此甲吸收的热量更多,故B不符合题意;
C.同一热源加热,相同的时间内热源放出的热量相同;因此加热时间相同,容器相同,甲、乙两种液体吸收的热量就是相同的,故C不符合题意;
D.质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度,甲的加热时间更长,吸收的热量更多,根据公式可知甲的比热容大,故D符合题意。
故选D。
2.(2024·湖北·中考真题)如图甲,利用相同规格的加热器加热等质量的a、b两种液体,得到温度随时间变化的图像如图乙,分析可知( )
A.相同时间内a中加热器产生的热量比b中的多
B.a和b的吸热能力都随着温度的升高不断增大
C.升高相同温度a所用时间比b少,a的吸热能力比b弱
D.相同时间内a升高的温度比b多,a的吸热能力比b强
【答案】C
【详解】A.实验中使用相同规格的加热器,则相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同,故A不符合题意;
B.吸热能力是物质的属性,保持不变,所以a和b的吸热能力不会随着温度的升高而发生变化,故B不符合题意;
C.由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同,则相同时间内两种液体吸收的热量相同;升高相同的温度,a所用时间比b少,则a吸收的热量少,a、b两种液体的质量相等,由可知,a的吸热能力比b弱,故C符合题意;
D.由于相同时间内a中加热器产生的热量与b中的加热器产生的热量相同,则相同时间内两种液体吸收的热量相同,相同时间内a升高的温度比b多,a、b两种液体的质量相等,由可知,a的吸热能力比b弱,故D不符合题意。
故选C。
3.(2024·江苏苏州·二模)为了比较A、B两种液体的吸热能力,小亮用完全相同的加热装置对质量分别为100g和480g的A、B两液体进行加热,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图所示。根据图像信息,下列说法中正确的是( )
A.A液体比B液体更适合作发动机的冷却液 B.A、B两液体的比热容之比为1∶2
C.A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为2∶1 D.B液体的吸热能力比A液体的强
【答案】A
【详解】故A正确;
由图得,AB加热8min 吸收相同的热量,则A、B两液体在0~8min内吸收的热量之比为1:1,此时A温度上升
B温度上升
AB的质量分别为100g、480g,由得,A、B两液体的比热容之比为
A液体比热容较大,相同质量的AB升高相同温度,A吸收的热量较多,A液体的吸热能力比B液体的强,则A液体比B液体更适合作发动机的冷却液。故A正确,BCD错误。
故选A。
4.(2024·山东淄博·二模)质量相等的甲、乙两种液体,装在相同的容器中,用相同的加热器加热,其温度随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容比甲的大
B.l~3min内乙的内能保持不变
C.升高相同的温度,甲吸收的热量多
D.加热相同的时间,乙吸收的热量多
【答案】C
【详解】A.由图可知,加热相同时间,即吸收相等的热量时,乙升高的温度大于甲升高的温度,根据公式Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,在吸收相同的热量时,比热容越小,温度变化越大,所以乙的比热容小于甲的比热容,故A错误;
B.由图可知,1min后乙物质沸腾,在沸腾过程中温度不变,但需要吸收热量,因此内能增加,故A错误;
C.图可知,升高相同的温度时,甲液体的加热时间大于乙液体的加热时间,所以甲吸收的热量比乙吸收的热量多,故C正确;
D.加热相同的时间,甲、乙吸收的热量同样多,故D错误。
故选C。
5.(2024·河南驻马店·二模)在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体,在相同时间内放出的热量相等,每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度,并画出了温度随时间变化的图像如图所示,已知水的比热容c水=4.2×103J/(kg•℃),由图像可知,下列说法正确的是( )
A.乙物质的比热容比甲的大
B.乙物质的比热容为8.4×103J/(kg•℃)
C.0~10min内甲液体放出的热量少
D.若让它们升高相同的温度,乙液体吸收的热量少
【答案】D
【详解】A.两物体在相同时间内放出的热量相等,由图可知在6min内,甲下降了10℃,乙下降了20℃,根据可知甲的比热容较大,甲物质是水,故A错误;
B.在相同时间内,甲乙放出的热量相等,即,则乙物质的比热容为
故B错误;
C.0~10min内甲、乙液体放出的热量一样多,故C错误;
D.若升高相同的温度,乙液体比热容小,根据可知乙吸收的热量少,故D正确。
故选D。
二、实验题
6.(23-24八年级下·北京通州·期末)晓明同学通过如图甲、乙所示实验装置(热源相同)进行了比较沙子和水的比热容大小的实验。
(1)在两个相同的烧杯内分别装入初温、 (选填“质量”或“体积”)相同的沙子和水;
(2)实验中,可以通过 来反映两种物质吸收热量的多少;
(3)请你通过图丙分析说明c沙与c水的大小关系 。
【答案】 质量 加热时间
【详解】(1)[1]根据公式可知,影响物质吸收热量多少的关键性因素质量,需要控制相同。
(2)[2]实验中采用相同的加热方式,在相同的加热时间内物质吸收的热量相等,通过比较加热时间的长短来比较水和沙子吸收热量的多少。
(3)[3]由图丙可知,相同加热时间,质量相等的水和沙子吸收相同的热量,沙子升高的温度更多,根据公式,则说明水的比热容大,即水的吸热能力更强,故c沙<c水。
7.(23-24八年级下·北京平谷·期末)为了比较水和煤油吸热能力,小宇和小欣利用如图所示的实验装置进行实验。他们用完全相同的酒精灯给质量相等的水和煤油加热,每隔2min,用温度计记录一次水和煤油的温度。记录的实验数据如下表所示。
加热时间/min
0
2
4
6
8
10
煤油的温度/℃
20
24
28
32
36
40
水的温度/℃
20
22
24
26
28
30
(1)实验中用 来表示水和煤油吸热的多少;
(2)小宇分析数据可知:质量相等的水和煤油吸收相同的热量时,水比煤油升高的温度 ;说明水比煤油吸热能力强;
(3)在物理学中,我们用 这一物理量来描述物质的这种吸热能力特性;
(4)根据实验数据,如果水和煤油两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选 作发动机冷却液。
【答案】 加热时间 少 比热容 水
【详解】(1)[1]实验中用相同的热源给煤油和水加热,在相同的时间内,放出的热量相同,水和食用油吸收的热量也相同,不同时吸热不同,所以用加热时间来表示水和煤油吸热的多少。
(2)[2]由表格数据知,加热相同的时间时,即吸收相同的热量时,水升温比煤油慢,说明水比煤油吸热能力强。
(3)[3]物理学中,为了表示物质的吸热能力,用比热容这一物理量来描述。
(4)[4]因为水的比热容比煤油的大,质量相同的两种物质在吸收相同热量时,升温较慢,所以应选水作发动机冷却液。
8.(23-24八年级下·黑龙江齐齐哈尔·期末)小明为比较“不同物质吸热的情况”设计了如下的实验方案:将A、B两种液体分别装入烧杯中,固定在铁架台上,用两个相同的酒精灯同时加热,实验装置如图甲、乙所示,实验时每隔一段时间同时测量并记录A、B的温度;
(1)组装器材时应按照 (选填“自下而上”或“自上而下”)的顺序依次安装,当调整下面铁圈的高度时,酒精灯 (选填“应该”或“不应该”)点燃;
(2)实验时,选取 相同、初温相同的A、B两种不同液体,加热时液体温度升高,这是通过 方式来增大液体内能的;
(3)此实验通过 (选填“液体升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来反映液体吸收热量的多少;
(4)加热一段时间后,液体B的温度如图乙所示,为 ℃;
(5)根据实验数据小明绘制出的温度—时间图象如图丙所示,则液体 (选填“A”或“B”)更适合作为家中“暖气”中输运能量的介质。
【答案】 自下而上 应该 质量 热传递 加热时间的长短 33 B
【详解】(1)[1][2]按照自下而上的顺序依次安装器材才能保证温度计的玻璃泡能够正确测量液体的温度;调整下面铁圈的高度时,酒精灯应该点燃才能保证用了酒精灯的外焰加热。
(2)[3][4]为了比较不同物质的吸热情况,应该控制不同的物质质量相同,吸收的热量相同,比较不同物质的升温情况;该过程是用了加热的方法通过热传递增大液体内能的。
(3)[5]液体吸收的热量来源于酒精灯加热,故吸收热量的多少取决于加热时间的长短。
(4)[6]如图温度计的分度值为1℃,故示数为33℃。
(5)[7]由图丙可以看出吸收相同的热量时B物质温度上升比较慢,故其比热容比较大,更适合作为家中输运“暖气”的介质。
9.(2024·山东济南·二模)学习了热学知识后,小明同学与小芳同学对物质的比热容很感兴趣,他们想要比较甲、乙两种物质比热容的大小,分别装了初温和质量相同的甲、乙液体。
(1)在设计实验方案时,加热的方式选择下列的 (填字母代号)更科学。
A.用两只相同的酒精灯分别给甲、乙液体的烧杯加热;
B.用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲、乙液体中加热;
(2)在两种液体都不沸腾的前提下,小明认为要把甲、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较:小芳认为要加热到相同的时间然后进行比较,你认为方法可行的是 (选填“仅小明可行”、“仅小芳可行”或“两人都可行”);
(3)加热10min,甲吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)乙吸收的热量,甲液体的沸点是 ℃。
(4)乙液体的比热容是甲液体比热容的 倍。
【答案】 B 两人都可行 等于 60
【详解】
(1)[1]要控制相同时间吸热相同,用两只功率相同的电加热器分别浸没在甲,能更好控制吸热相同,加热的方式选择下列的B。
(2)[2]根据比较吸热能力的两种不同方法,在两种液体都不沸腾的前提下、乙两种液体都加热到相同的温度然后进行比较加热时间,故两人都可行。
(3)[3]相同热源,加热相同的时间,所吸收的热量相同,所以加热10min,甲吸收的热量等于乙吸收的热量。
[4]由图可知,液体甲加热到60℃时,温度不变,所以液体甲的沸点为60℃。
(4)[5]根据图象可知,甲加热10min温度的变化量等于乙加热20min温度有
Δt甲=Δt乙
并且
m甲=m乙
根据可知
10.(2024·黑龙江齐齐哈尔·三模)为探究水和煤油的吸热能力,某小组的同学用两个完全相同的“热得快”给水和煤油加热。
(1)实验前,应选取质量 (选填 “相等”或“不相等”)的水和煤油。
(2)加热过程中用玻璃棒缓慢地搅拌是为了使水和煤油 。
(3)根据图表中的数据可知:
时间/min
0
2
4
6
8
10
T水/℃
5
10
15
25
30
T浊/℃
5
15
25
35
45
55
①水比煤油的吸热本领 (选填“强”或“弱”)。
②吸收相同的热量水温变化 (选填“大”或“小”)。
(4)若只从水和煤油中选一种装入暖手袋中作为供热物质,则应该选择 ;煤油的比热容是 J/(kg·℃。)
【答案】 相等 受热均匀 强 小 水 2.1×103
【详解】(1)[1]要探究水和煤油的吸热能力,需要控制取相同质量的水和煤油。
(2)[2]加热过程中用玻璃棒不断地搅拌是为了使水和煤油受热均匀。
(3)①[3]由表格数据可知,质量相等的水和煤油,在升高相同温度时,水加热的时较长,即水吸收的热量较多,则水比煤油的吸热本领强。
②[4]由表格数据可知,质量相等的水和煤油,加热相同的时间,即吸收相同的热量水温变化小。
(4)[5]由知道,质量相等的水和煤油,在升高相同温度时,水的比热容大,水吸收的热量多,故选择水装入暖手袋中作为供热物质。
[6]由表格数据知道,加热4min时水吸收的热量为
用同样的酒精灯分别对它们加热,在相同时间内水和煤油吸收的热量是相同的;在加热4min中时,煤油吸收的热量为
则煤油的比热容为
11.(2024·湖北武汉·二模)在“比较不同物质的吸热情况”实验中,某同学在两只相同的烧杯里分别装入水和食用油,用相同的加热器加热它们,如图所示。
(1)水和食用油吸收热量的多少是通过 (填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的;
(2)分析下表中的数据可知:质量相同的水和食用油,升高相同温度时,水吸收的热量 (填“大于”或“小于”)食用油吸收的热量;
物质
质量/g
升温10℃所需的时间/s
升温20℃所需的时间/s
升温30℃所需的时间/s
食用油
30
64
89
124
水
30
96
96
220
(3)实验结果表明,不同物质在质量相等、 相同时,吸收的热量不同;
(4)为了表示不同物质在这种性质上的差别,物理学中引入了比热容这个物理量。下列现象中,能用“水的比热容较大”这个特点解释的是 (填标号)。
A.沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B.夏天在地面上洒水,人感到凉快
C.水和酒精混合后,总体积变小
D.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度
【答案】 加热时间 大于 升高温度 AD
【详解】(1)[1] 水和油吸收热量的多少不便于直接测量,相同的加热器在相同时间内放出的热量相等,放出的热量被水和油吸收,加热时间越长,加热器放热越多,则水和油吸收的热量也越多,所以,水和油吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
(2)[2] 由表中的实验数据可知,质量相同的水和食用油,升高相同的温度,水的加热时间长,则水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
(3)[3] 实验结果表明,不同物质在质量相等、升高温度相同时,需要的加热时间不同,则吸收的热量不同。
(4)[4] A.沿海地区水较多,水的比热容较大,相同质量的水和干泥土相比较,在吸收或者放出相同热量时,水升高或者降低的温度较小,所以沿海地区昼夜温差会比内陆地区小,故A符合题意;
B.夏天在地面上洒水,人感到凉快,是因为水蒸发吸热,故B不符合题意;
C.水和酒精混合后,总体积变小,是因为分子间有间隙,故C不符合题意;
D.生物体内水的比例很高,而水的比热容较大,根据,吸热和放热时,温度变化较小,所以有助于调节生物体自身的温度,故D符合题意。
故选AD。
12.(23-24八年级下·上海嘉定·期末)小明和小华利用如图所示的装置(实验中热源及其它实验装置均相同)分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热本领。讨论后,他们确定了以下两种方案:
方案一:取质量相同的不同液体,控制液体的加热时间相等,比较升高的温度多少;
方案二:取质量相同的不同液体,控制液体升高的温度相等,比较加热时间的长短。小明和小华分别选取一种方案进行实验,并将测得的实验数据记录在表一、表二中。
表一: 小明
液体
质量(克)
初温 (℃)
末温(℃)
加热时间(分钟)
甲
200
20
40
4
乙
200
20
2
表二:小华
液体
质量(克)
初温(℃)
末温(℃)
加热时间 (分钟)
丙
200
10
30
3
丁
200
10
35
3
(1)实验中,小明和小华都记录了“加热时间”,其大小反映的是 ;
(2)分析比较表一中的数据可知,小明同学采用的是 (选填“方案一”或“方案二”)来探究甲、乙两种液体的吸热本领,表一空缺处的数值为 ;
(3)分析比较表二中的数据,可得出的初步结论是 ;
(4)综合分析比较可知:四种液体中, 液体吸热能力最强。
【答案】 吸收热量的多少 方案二 40 丙的吸热能力强于丁 甲
【详解】(1)[1] 实验中热源相同,根据转换法,通过加热时间长短判断吸收热量的多少。
(2)[2][3] 分析表一中信息,升高相同的温度,比较加热时间的长短,故小明采用的是方案二。升高相同的温度,初温相同,则末温相同,所以表一空缺处的数值为40℃。
(3)[4] 分析表二中数据,相同质量的丙、丁两种液体,加热相同时间,吸收相同的热量,丙的温度变化小,则丙的吸热能力强。
(4)[5] 对比表一数据可知,相同质量的甲、乙两种液体,升高相同的温度,甲所需时间长,吸收热量多,则甲的吸热能力强,分析表二中数据,加热相同时间,吸收相同的热量,丙的温度变化小,则丙的吸热能力强,对比甲、丙,质量相等,温度升高相同,甲需要加热时间4分钟,丙需要加热时间3分钟,故甲的吸热能力最强,甲的比热容最大。
13.(2024·福建厦门·三模)实践小组使用图装置,开展多个热学实验探究。
(1)①按自下而上的顺序安装器材,在调整石棉网的高度时 , (选填“需要”或“不需要”)点燃酒精灯;
②小华提出:探究冰的熔化规律时,应采取“水浴加热”方式实验,其目的
(2)探究水在沸腾前后温度变化的特点的实验,观察到:水沸腾时,水中有大量气泡生成,上升变大的同时还发现温度计的示数 (选填“变大”“变小”或“不变”);
(3)①在比较水和煤油的吸热能力实验中,选用相同的实验装置,并在两个试管中加入初温相同、 相同的水和煤油;
② 如下图,分析数据,发现水吸热升温较慢,推断: ;
③多次实验后,发现各组实验数据存在较大的差异,分析可能的原因是:
【答案】 需要 使冰受热均匀,增加冰熔化的时间,便于观察记录 不变 质量 水的吸热能力更强 酒精灯火力不稳定
【详解】(1)[1] 安装实验器材应按照自下而上顺序进行,酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度,按规范要求,调节酒精灯上方摆放着石棉网和烧杯的铁圈的高度时,需要点燃酒精灯。
[2] 探究冰的熔化规律时,应采取“水浴加热”方式实验,可以使冰块受热均匀,同时延缓冰块熔化,增加冰块熔化时间,便于观察和记录冰熔化结果。
(2)[3]水中有大量气泡生成,上升变大说明水已经沸腾,水沸腾的特点,持续吸热,温度不变,故温度计示数不变。
(3)[4]比较水和煤油的吸热能力实验采用控制变量法,只改变物质种类,其他均保持不变,因此需要在两个试管中加入初温相同、质量相同的水和煤油。
[5] 用酒精灯加热,加热时间越长,液体吸收的热量越多,实验中加热时间水吸热升温较慢,需要的时间更长,吸收的热量更多,因此升高相同的温度,水吸收的热量更多,水的吸热能力更强。
[6]实验中需要重新安装器材,酒精灯外焰温度高,在安装过程中铁圈高度不固定,会导致酒精灯加热效率不一,同时酒精灯燃烧火焰会晃动,加热不稳定,因此多次实验后,发现各组实验数据存在较大的差异,可能是酒精灯火力不稳定造成的。
14.(2024·山东泰安·二模)物理兴趣小组的同学进行了两个热学实验探究:
(1)为观察水沸腾实验,该小组组装了如图A的实验装置。
①在安装图A器材时,应按照 (选填“自上而下”或“自下而上”)的顺序进行;
②水沸腾时的温度﹣时间图像如图B所示,由此可知,此时水面上方的气压 (选填“高于”、“低于”或“等于”)标准大气压;
③如图C所示,若将试管里的水放在烧杯中加热,当烧杯中的水沸腾以后,试管中的水 (选填“能”或“不能”)沸腾;
(2)为探究水和食用油的吸热能力,用相同的电加热器分别给质量相等的水和食用油加热,如图D所示。
①同时加热5min,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)食用油吸收热量;
②比较不同物质的吸热能力,通常有两种方案:
方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化;
方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量;
下表是小明记录的部分实验数据。分析表中信息可知小明采用的是 (选填“方案一”或“方案二”);分析表中数据,可判断表中 的吸热能力强。
液体名称
液体质量m/g
液体初温t1/℃
液体末温t2/℃
加热时间t/min
水
10
68
98
20
食用油
10
68
98
10
【答案】 自下而上 低于 不能 等于 方案二 水
【详解】(1)[1]实验中要用酒精灯的外焰加热,温度计在使用时感温泡要完全浸入被测液体中且不能触碰到容器壁或容器底,因此组装器材时应自下而上。
[2]由图B所示可知,水沸腾时,会继续吸热,但温度不变;1标准大气压下水的沸点是100℃,B图中水沸腾时的温度是98℃,液体沸点的大小跟气压有关,气压增大,沸点升高,所以乙图水面上方的气压低于标准大气压
[3]烧杯中的水沸腾时,根据热传递原理,试管内的水可以达到沸点,但是不能再从烧杯内水中吸收热量,所以试管中的水无法沸腾。
(2)[4]加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同,则水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
[5]分析表中信息,质量相同,比较升高相同的温度所用加热时间,故小明采用的是方案二。
[6]分析表中数据知,质量相同的水和食用油,升高相同的温度,水需要加热的时间较长,即水吸热多,因此水的吸热能力强。
15.(2024·广东汕头·二模)如题图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:(不计热量损失)
(1)加热过程中,水和煤油吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
(2)关于该实验的变量控制,下列要求中不正确的是 ;
A.选用相同的电加热器
B.使用相同的烧杯
C.水和煤油的初温一定相等
D.烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
(3)要使a和b升高相同的温度,给 加热更长的时间,说明 的吸热能力强;
(4)已知a的比热容是,由乙图可知b的比热容是 ;
(5)下列选项中与本实验研究物质特性有关的是:
A.用热水袋取暖 B.汽车的水箱 C.用冰袋为病人退烧 D.利用空调降温
【答案】 加热时间 D a a AB
【详解】(1)[1]实验选用的电加热器规格相同,水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
(2)[2]AB.采用相同的加热方法,在相同的时间内加热器放出的热量相同,使用相同的烧杯(热损失相同),可保证水和煤油相同时间内吸收的热量相同,故AB正确,不符合题意;
C.根据比较吸热能力的两种方法,使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),或使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化;由图乙可以看出水和没有的初温相同,故C正确,不符合题意;
D.根据比较吸热能力的两种方法,要控制水和煤油的质量相同,根据可知,水和煤油的密度不同,故烧杯中分别装入相同体积的水和煤油,水和煤油的质量不相等,故D错误,符合题意。
故选D。
(3)[3][4]由图乙可知,a、b都升高20℃,a用时6min,b用时3min;要使a和b升高相同的温度,给a加热更长的时间,说明a的吸热能力强。
(4)[5] a、b都升高20℃,a用时6min,b用时3min;即b吸热的热量为a的2倍,由可知,在质量和升高温度不变的情况下,比热容与吸热的热量成成正比,已知a的比热容是,则b的比热容
(5)[6]AB.根据可知,质量相同的不同物质升高或降低相同的温度,比热容越大吸收或放出的热量越多,故汽车的水箱、用热水袋取暖均与本实验研究物质特性(水的比热容大)有关,故AB符合题意;
C.用冰袋为病人退烧是因为冰熔化吸收热量,与比热容无关,故C不符合题意;
D.空调降温利用了冷凝剂的汽化和液化,利用空调降温与比热容无关,故与本实验研究物质特性无关,故D不符合题意。
故选AB。
16.(2024·甘肃兰州·中考真题)小涵和小怡一起用如图甲所示的装置“探究水在沸腾前后温度变化的特点”。
(1)观察可以发现,图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是 。纠正错误后,用酒精灯给水加热,观察水温和水中气泡的变化情况,待水温升至60℃左右时,开始记录,每隔1min记录一次水的温度和实验现象,然后根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像;
(2)小涵发现自己每次记录的温度值都要比同一次小怡记录的数值高,分析后发现是自己读取温度计示数时,视线不规范造成的,根据上面的情况可知,小涵读数时是按图乙中 (选填“A”、“B”或“C”)所示的情景读取的;
(3)小涵在老师的指导下,重新设计了实验,将热源换成电火锅,并进一步探究水沸腾的条件:
①在电火锅内倒入大半锅水,将装有适量水的玻璃杯放入电火锅中的支架上,让玻璃杯中的水面低于锅内水面;
②打开电火锅,对电火锅内的水加热,待锅中的水沸腾一段时间后,用温度计测量可以发现锅内和玻璃杯中的水温 (选填“相同”或“不相同”)。小涵观察还发现,当锅内水沸腾后,玻璃杯中的水 (选填“也沸腾”或“不沸腾”),由此得出水沸腾必须满足的条件: 并且 ;
(4)小怡在老师的指导下用相同热源对初温和质量都相等的不同液体A、B同时加热,“探究物体吸收热量的多少跟哪些因素有关”,根据实验数据绘制出温度随时间变化的关系图像如图丙所示;
①由图丙可知, (选填“A”或“B”)液体的吸热能力更强;
②本实验中,小怡是用 (选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)来表示液体吸收热量的多少。
【答案】 温度计玻璃泡与容器底部接触。 A 相同 不沸腾 达到沸点 继续吸热 B 加热时间的长短
【详解】(1)[1]图甲中实验仪器的组装存在一处明显的错误,该错误是温度计玻璃泡与容器底部接触。
(2)[2]按A读数,会造成读书偏大,按C读数,会造成读数偏小,按B读数,是正确的,故小涵读数时是按图乙中A所示的情景读取的。
(3)[3][4][5][6]待锅中的水沸腾一段时间后,玻璃杯中的水与锅中的沸腾的水温度相同,但是玻璃杯中的水不沸腾,因为玻璃杯中的水虽然达到了沸点,但是玻璃杯中的水与锅中的沸腾水温度相同,无法继续吸热,所以玻璃杯中的水不沸腾,说明沸腾的条件是达到沸点且能继续吸热。
(4)[7]加热时间相同,即吸收热量相同,B液体温度的改变量小,则B液体的吸热能量强,比热容更大。
[8]相同热源加热的目的是,保证不同液体在相同时间内吸收热量相同,则小怡是用加热时间的长短来表示液体吸收热量的多少。
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