12.3物质的比热容实验探究 练习 2021-2022学年苏科版物理九年级（含答案）

第十二章
机械能和内能---比热容(较难)
探究比较不同物质的吸热能力
1、提出问题:物体温度升高,吸收热量的多少与哪些因素有关?
2、猜想与假设
以水为例：水吸热的多少，与水的质量，水的温度升高有关，不同物质，质量相同，温度升高相同吸热是否相同呢?
　　总结：物体吸热多少与物质的种类,物体的质量,物体升高的温度有关。
　　3、制定计划与设计实验
　　温馨提示：注意控制变量法的使用，取质量相同,初温相同的水和煤油，升高相同的温度,看吸热是
否相同。(以加热时间的多少来看吸热的多少)?
4、进行实验与收集证据
物质种类
质量m/kg
初温t/℃
末温t/℃
温度变化△t/℃
加热时间T/min
水
水
煤油
煤油
5、分析与论证：
相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸热是相同的；
　　相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸热是不同的。
　　6、评估、交流与合作
　　7、分析误差的原因
1、某一小组用图甲所示装置?“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．
（?1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为?_______?℃．
（?2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水?_______?（选填?“多”或“少”）．
（?3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：?_________?；
其原因是：?_____________________?．
2、如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置，小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中，用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在下表中。
?(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水______相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水______。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有______吸收热量，为尽量减小这种影响，写出一种改进方法：______。
(3)根据上表实验数据，在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知，当色拉油和水升高相同温度时，______需要的时间短，______需要吸收的热量更多。
3、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_______两图进行实验，实验时要观察________比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验，实验通过___________反映物体吸热的多少。
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如上图戊
），由图像可看出液体a的比热容_________(选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b的比热容。
（3）若图甲烧杯中为50
mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃，则酒精的热值是_______。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的热值比”标准值”________(选填“偏大”“偏小”或“一样”)．
（4）小东同学觉得在”探究两种不同物质的吸热能力”时,应对实验装置进行改进(如上图丁),?他实验中选用两个完全相同的电加热器加热液体，这样可以认为相同时间内两种液体吸收的热量____（选填“相同”或“不相同”）．这种方法比用酒精灯加热液体更科学、更精确。
4、某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置．
（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是______．
A．采用完全相同的加热方式
B．酒精灯里所加酒精量相同
C．取相同质量的水和另一种液体
D．盛放水和另一种液体的容器相同
（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图乙所示，则水的沸点是______℃，这表明实验时的大气压强______（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压；
（3）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多．请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力______（选填“相同”或“不同”）．
（4）某同学为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他的实验数据记录：
烧杯号
液体
质量（g）
初温（℃）
末温（℃）
加热时间（min）
①
水
200
20
28
8
②
水
100
20
28
4
③
煤油
200
20
28
4
④
煤油
200
20
24
2
请根据表中的实验记录回答：
①比较1、2记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与______有关；
②比较3、4记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与______有关；
③比较1、3记录，得出的结论是在相同条件下，物体吸热的多少与______有关；
④综合上述结论，物体温度升高时吸热的多少与______有关；
⑤该同学在本次实验中用到的研究方法是______．
5、小明同学“探究不同物质吸热升温的现象”，同时又“探究不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如下图：
（1）你认为“探究不同燃料燃烧的放热能力”应选用_____（选填“甲”或“乙“）组器材．
（2）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其他测量工具．你认为两个实验都还要用到的其他测量工具是_____；仅甲组实验还需要的测量工具是_____．
（3）甲组实验是通过_____来反映物质吸收热量的多少，乙组是通过_____来反映燃料放出热量的多少．
（4）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，他又观察到包装盒上印有“质量：100g”，他据此算出了整盒薯片能提供的热量为_____．这个结果与包装盒上注明的“能量：2100kJ”不等，原因可能是_____．
6、如图18所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同．
(1)比较不同燃料的热值，应选择???______________________??两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量，是通过?______________________?????来反映的；
(2)比较不同物质吸热升温的特点：
①应选择??
______________________???两图进行实验；
②不同物质吸热的多少是通过_____________________________________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；
③关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：???______________________???
A．采用相同的加热方法
B．烧杯中分别装入相同体积的物质
C．使用相同的烧杯
④如果质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的???温度随时间变化的图象如图19所示，由图可以看出，____________________________液体的温度升高得较慢，____________________________液体的比热容较大．
7、小红同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。他实验时组装了如图7所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
6
甲杯水温/℃
25
27
29
32
34
36
38
乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（1）、在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定＿＿的位置，再调整固定
的位置（选填“A”或“B”）。
（2）、为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：加热时间和水的
、
。
（3）、通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是
；理由是
。??????????????????
（4）、该同学实验前用天平测出了烧杯中水的直路及两油灯中燃料的质量，并记录数据利用公式Q吸＝cm（t—t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油热值。你认为他的计算结果可靠吗？
。理由是
。
8、⑴为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、＿＿＿＿相同的水和煤油（ρ水＞ρ煤油）。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内＿＿＿＿＿＿＿＿。
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质是＿＿＿。根据图乙可判断出b吸热能力较_______(选填“强”或“弱”）。
⑵如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相等质量的水，取质量_____（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较___________(选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。
【解析】
1、【答案】
98?多?不能?实验中没有保持二者质量和升高的温度相同
【分析】
（?1）根据图中所示温度计示数为98℃；
（?2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；
（?3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小．
【详解】
(1)根据图中所示，温度计示数为98℃，
所以水的沸点为98℃；
(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；
(3)要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同．
故答案为?(1)98；(2)多；(3)不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同．
2、【答案】
?吸收的热量??均匀受热??容器??提高容器的初温??色拉油??水
【解析】
(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水均匀受热。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有容器吸收热量，即开始时先要将容器本身升温，然后热量才能传递给液体；
为尽量减小这种影响，可以提高容器的初温。
(3)由于水的比热容大，而色拉油的比热容小，所以当色拉油和水升高相同温度时，根据知，色拉油吸收的热量少，即色拉油需要的时间短，而水需要吸收的热量更多。
【点睛】
重点是研究吸热能力的实验，注意实验中控制变量法的应用，另外要理解，相同的酒精灯可以保证在相同时间内两液体吸收的热量相等。另外牢记水的比热容大的特点。
3、【答案】
甲乙????温度计的示数（液体升高的温度）????甲丙????加热时间的长短????小于???
4.2×105J/kg????偏小????相同???
【解析】
（1）根据控制变量法的思路，要比较不同燃料的热值，应选择相同的液体进行加热，燃料不同，所以选择甲乙两图进行实验；
实验时若燃料释放的热量越多，液体升高的温度越高，所以观察温度计的示数，即液体升高的温度来比较两种燃料的热值大小；
比较不同物质的比热容，应选择相同的燃料，不同的液体进行比较，故选择甲丙两图进行实验，由于实验装置和燃料相同，则相同时间内放出的热量相等，所以实验通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如上图戊
），由图像可看出在加热相同时间时，即吸收相同的热量时，质量相等的液体a升高的温度高，根据可知a的比热容小于液体b的比热容。
（3）若图甲烧杯中为50
mL的水，若10g酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时，温度计示数升高了20℃；
50ml水的质量为：；
水吸收的热量：；
酒精的热值为：；
实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，所以这种方法测出的热值比”标准值”偏小．
（4）对实验装置进行改进,实验中选用两个完全相同的电加热器加热液体，则相等时间内加热器产生的热量相等，且放入液体中直接加热时热量不会散失到空气中，这样可以认为相同时间内两种液体吸收的热量相同．所以这种方法比用酒精灯加热液体更科学、更精确。
【点睛】
重点是研究物质的吸热能力和比较热值大小的实验，注意实验采用了控制变量法和转换法，两种方法都是初中物理常用的研究方法，注意理解体会。
4、【答案】
B???
98????小于????不同????质量????升高的温度????物质的种类????质量、升高的温度、物质的种类????控制变量法???
【分析】
（1）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：相同加热方法，两种物质的质量，相同的容器；
（2）看清楚温度计的分度值，再读数，沸点与气压有关，气压越低，沸点越低；
（3）质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同，说明吸热能力不同；
（4）根据控制变量法的要求分析表中实验数据，根据实验控制的变量与实验数据得出结论．
【详解】
（1）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热方式和时间，而与燃料的多少没有关系，故B选项多余．
（2）在丙图中，温度计的分度值为0.2℃，水的沸点为98?℃；
因为沸点低于100?℃，所以实验时的大气压小于一个标准大气压．
（3）在质量、吸收的热量相同时，不同液体升高的温度不同，说明不同物质的吸热能力不同．
（4）①比较1、2记录，发现液体的种类相同，1杯水的质量是200
g，升高8?℃用的时间是8分钟；2杯水的质量是100
g，升高8?℃用的时间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此第1杯水吸收的热量多，故说明：同种物质升高相同的温度时，质量大的吸收的热量多．
②比较3、4记录，3杯煤油的质量是200
g，升高8?℃用的时间是4分钟；4杯煤油的质量是200
g，升高4?℃用的时间是2分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此第3杯水吸收的热量多，故说明：质量相等的同种物质，温度变化量越大吸收的热量越多．
③1杯中水的质量是200
g，升高8?℃用的时间是8分钟，3杯中煤油的质量是200
g，升高8?℃用的时间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，因此水吸收的热量多，故说明：相同质量的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量不相同．
④综上所述可知，物体温度升高时吸热的多少与物体的质量、升高的温度和物质的种类有关；
（5）由于物体吸收热量的多少与多个因素有关，所以实验中用到了控制变量法
5、【答案】
乙????天平????秒表????加热时间????水升高的温度????1.4×106J????实验中存在热量的损失，或实验时薯片没有完全燃烧???
【详解】
（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，加热相同的流体，因此选乙组器材．
（2）观察甲、乙两图，物质的质量都必须相等，因此还要用天平称量质量，即要用到相同的器材是天平；仅甲组实验来说，还需要测量加热时间，所用工具是秒表；
（3）甲组实验用相同的加热装置，所以是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少，
因此秒表用在甲装置中；
乙组燃料放出热量的多少不易直接测量，所以是通过水温升高的度数或水温的变化来反映燃料放出热量的多少．
（4）质量为：，整盒薯片能提供的热量为：
，
用试验中测得的薯片的热值计算出整盒薯片能提供的热量小于包装盒上注明的能量，原因可能是实验中有部分热量直接散发到了空气中，所以存在热量的损失，另外实验时薯片可能没有完全燃烧．
6、【答案】
（1）甲乙???温度计示数的变化???（2）①甲丙??②加热时间??③B???④B?
B
7、【答案】
?（1）B???
A
（2）质量????水的初温
（3）煤油
（4）不可靠???煤油和菜籽油不可能完全燃烧，且有热量损失（其他合理答案也可
8、【答案】
（1）①质量??吸收的热量相同??②水??弱????
??????????（2）相等????升高的温度