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人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——比较不同物质吸热的情况实验(3)
一、单选题
1.(2021九上·高港月考)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得(已知)( )
A.乙物质是水
B.另一种液体的比热容为8.4×103J/(kg·℃)
C.甲的放热能力比乙强
D.乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液
二、实验探究题
2.(2022九下·江都月考)小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热,如图甲所示,以探究水和煤油的吸热能力.
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量,这样的实验方法物理学中称为 (选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”);
(3)小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙,则加热10mim,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量, 升高的温度更高,由此可见, 的比热容较大;
(4)由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg ℃).[已知c水=4.2×103J/(kg ℃)]
3.(2022九下·哈尔滨开学考)实验小组的同学用如图实验装置来“探究不同物质的吸热能力”。
(1)实验中,控制热源、装置、环境一致,目的是用 来反映水和沙子吸收的热量的多少。
(2)实验中用到的测量工具是温度计、停表、
(3)如果采用比较“升温数”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中控制 和 相同。
(4)如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集的证据有 。
(5)质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水需要加热更长的时间。
得出实验结论是
4.(2021九上·崇左期末)图甲是“比较水和煤油吸热升温特点”实验装置。
(1)加热时用搅拌棒搅动,目的是 ;通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映水和煤油吸热的多少;
(2)关于该实验的控制变量,不正确的____(填选项前字母)
A.相同的加热方法
B.相同的烧杯
C.相同体积的水和煤油
(3)某同学用同一加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,根据数据作出两种液体的温度随时间变化图像(如图乙)。根据图像可知,加热时间相同时, 升高的温度高一些;要使水和煤油升高相同的温度,需给 加热更长时间,说明 吸热能力强些;
(4)已知水的比热容是4.2×103 J/(kg ℃),则煤油的比热容是 J/(kg ℃)。
5.(2021九上·防城期末)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,
(1)用 的加热器同时加热。记录相关数据,并绘制出如图所示的图像。(不计热量损失)
(2)实验时,选用初温和 均相等的甲、乙两种液体;
(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,甲的吸热能力比乙 。
6.(2021九上·江城期末)如图甲、乙所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中,在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油。
(1)选用相同电加热器的目的是:使水和食用油在相同时间内吸收热量 。
(2)水和食用油温度随时间变化的图像如图丙所示,①根据图丙可判断出a物质是 (填“水”或“食用油”)。②在本实验中,为比较水和食用油吸热能力的大小,同学们采用的方法是升高相同的温度比较 。根据图丙可计算食用油的比热容为 J/(kg ℃)。(c水=4.2×103J/(kg ℃))
(3)甲图中,水沸腾时继续吸热,温度为100℃不变,沸腾时水(含水蒸气)的内能 (填“不变”、“变大”、“变小”)。
7.(2021九上·德惠期末)如图所示,某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图像:
(1)实验中若使用200mL煤油,则要使用水 g(ρ水=1.0×10kg3/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3);
(2)加热过程中,液体温度升高,这是通过 方式增加了液体内能;
(3)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(4)已知水的比热容是,则煤油的比热容是 。
8.(2021九上·茂南期末)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图1所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间,实验数据记录如表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 最后温度/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
煤油 60 20 68 6
(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较 来研究水和煤油吸收热能力的差异,该实验采取的探究方法是 (选填“控制变量法”、“类比法”或“等效替代法”)
(2)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)实验表明, (选填“水”或“煤油”)吸热能力强。
(4)根据上面表中的实验数据绘制的水和煤油温度随加热时间变化的图象如图2所示。据此判断,图中甲图象表示的物质是 (选填“水”或“煤油”)。
9.(2021九上·香洲期末)小海组装了如图所示的甲、乙、丙装置,在完全相同的烧杯中分别装有A、B两种液体,在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。
(1)为了比较不同液体的吸热本领,应选 两图的装置进行实验,需控制 (选填相应选项的字母)。
A.燃料燃烧的质量相等
B.杯中液体的质量相等
C.杯中液体的体积相等
此实验用 反映液体A和液体B吸收热量的多少,通过观察 的变化来比较吸热本领的大小。若A、B两种液体,其中一种为水,另一种为煤油,某次实验数据如表所示,则液体 (选填“A”或“B”)为煤油。
液体 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃
A 300 10 7 20
B 300 10 7 40
(2)为了比较不同燃料燃烧时放热的本领,应选 两图的装置进行实验。
10.(2021九上·勃利期末)利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;除了如图所示器材,还需的测量工具有天平和 ;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,不断用玻璃棒搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图乙所示;实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水所吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为 。
(3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多;由此可见, 的比热容较大。
11.(2022九上·大埔期末)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所示的实验数据记录如下表。
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 68
(1)从表中数据可知,水和食用油的质量 (选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油升高的温度比水的温度 (选填“高”或“低”);
(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.实验表明, (选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。
12.(2022九上·二道期末)小明利用如图所示的装置比较不同物质的吸热情况
(1)实验中应量取 相等的A B两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热,通电后液体的内能是通过 方式改变的
(2)通过实验发现当质量相等的A B两种液体,升高相同温度时,A液体吸收的热量较多 由此可推断当质量相等的A B两种液体,吸收相同的热量时, 液体升高温度较多
(3)如不考虑其他方面因素,仅从吸热能力方面考虑,在这两种液体中选 液体做汽车发动机冷却液
13.(2022九上·花都期末)如图1所示,用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热,两种液体每秒吸收的热量相同,两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。
(1)加热到第2min, (选填“甲”或“乙”)液体上升的温度较多,两种液体吸收热量关系为Q甲 (选填“>”、“=”或“<”)Q乙;
(2)乙液体在第2min时的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的内能(质量变化忽略不计);乙液体在第2min时的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的比热容;
(3)通过图像分析可得,甲、乙两液体的比热容大小之比c甲:c乙= 。
14.(2021九上·新化期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,某实验小组做了如图所示实验:在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将试管放入完全相同的盛水烧杯中,用相同的酒精灯加热。
(1)实验采用水浴加热,目的是为了使溶液A、B受热 ;
(2)实验中要控制液体A、B的初温和质量相同,用到的方法是 (选填“控制变量法”或“类比法”);
(3)加热相同的时间,是为了使液体A、B吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”);
(4)如图,加热相同时间后液体A中的温度计示数上升更快,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大。
15.(2021九上·深圳期末)某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置。
(1)在设计实验方案时,需要确定控制以下的变量,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,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是 ℃,这表明实验时的大气压强 (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得多,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 (填“相同”或“不同”)。
(4)本实验除了能够说明上述问题之外,还能够说明许多问题,请你写出其中的一个问题: 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由题意可知,在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,由题中的图象可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据热量的计算公式可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得多的比热容小;所以甲液体的比热容大,所以甲液体是水;A项不符合题意;
B.由题图可知:甲乙两种液体的初温是60℃,放热15分钟后甲液体的末温是40℃,乙液体的末温是20℃,则水放出的热量:;
乙放出的热量:;
而水和乙液体的质量相同,即;在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,则有:;
解得,;B项不符合题意;
C.由于甲液体的比热容大,所以甲的放热能力比乙强,C项符合题意;
D.由于水的比热容比较大,所以水比较适合用作发动机的冷却液;即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液;D项不符合题意。
故答案为:C
【分析】质量相同的不同物质,放出热量相同时,温度差越大的物体,放热能力越差;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,可以计算热量。
2.【答案】(1)质量
(2)加热时间;转换法
(3)等于;煤油;水
(4)98;2.1×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法可知,要比较水和煤油的吸热能力,应在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量,这样的实验方法物理学中称为转换法;
(3)根据转换法,加热10mim,水吸收的热量等于煤油吸收的热量;由图象知,加热相同时间,煤油升高的温度更高,根据比较吸热能力的第2种方法可知,水的吸热能力强,水的比热容较大;
(4)由图象可知,水的沸点是98℃;
由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象,温度都升高30℃,煤油用时10min,水用时20min,即煤油吸热与水吸热之比为 ,根据c= 可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容与吸热多少成正比,故煤油的比热容:c煤油= c水= ×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃).
【分析】(1)探究水和煤油的吸热能力时,选择相同质量的不同物质;
(2)相同的加热器,加热时间相同,表示吸收的热量相等,是转换法;
(3)质量和吸收热量相同时,物体的温度差越大,比热容越小;
(4)水在沸腾时,温度保持不变,此时的温度是沸点;根据已知的比热容,结合温度差,计算未知比热容的大小。
3.【答案】(1)加热时间的长短
(2)天平
(3)水和沙石质量;加热时间
(4)水和沙子的质量,升高温度对应的加热时间。或等质量水和沙子,升高相同温度对应的加热时间。
(5)水比沙子的吸热能力强
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验中,控制热源、装置、环境一致的原因是实验中需要用加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量的多少;
(2)由可知实验中需要知道加热物体质量、吸收的热量和升高的温度,所以需要的测量工具有温度计、停表和天平;
(3)由可知,如果采用比较“升温数”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中控制水和沙石质量相等和加热时间相同;
(4) 如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集的证据水和沙子的质量,升高温度对应的加热时间。或等质量水和沙子,升高相同温度对应的加热时间;
(5)质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水需要加热更长的时间。说明水比沙子的吸热能力强。
【分析】(1)实验中,热源、装置、环境一致时,加热相同时间,物质吸收热量才相等;
(2)(3)由结合控制变量法分析;
(4) 如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集加热物质的质量和升高的温度相关信息;
(5)质量相同的不同物质,升高相同的温度时,加热更长的时间,或者加热相同时间,升高较小温度,对应的物质吸热能力强。
4.【答案】(1)使液体受热均匀;加热时间
(2)C
(3)煤油;水;水
(4)2.1×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热时用搅拌棒搅动,目的是使液体受热均匀,防止局部过热;实验中采用相同的加热装置,通过加热时间来反映水和煤油吸热的多少。
(2)根据控制变量法思想,关于该实验的控制变量,采用相同的加热方法,相同的烧杯,及相同质量的水和煤油,C不符合题意,C符合题意。
(3)根据数据作出两种液体的温度随时间变化图像,加热时间相同即液体吸收相同的热量时,煤油升高的温度会高一些;从另一角度分析,要使水和煤油升高相同的温度,需给水加热更长时间,水需要吸收更多热量,说明水吸热能力强些。
(4)由图可知,加热4min后,水温升高2℃,煤油温升高4℃,根据吸热公式可知
则煤油的比热容是
【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
比较物质吸热能力的2种方法:
①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),吸收热量多的吸热能力强
②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,温度变化小的吸热能力强。
(2)根据图像得出升高3℃水和煤油的加热时间,根据比较吸热能力的方法回答.
(3)根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容成正比,据此求解。
5.【答案】(1)相同规格
(2)质量
(3)等于;60
(4)2;弱
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验时,采用转换法研究问题,通过加热时间的长短来比较吸热多少,故使用相同规格的加热器。
(2)“比较不同物质吸热能力”的实验中,应采用控制变量法,需要控制甲和乙两液体的质量和初温相同。
(3)由于用相同的电加热器同时加热,加热10min时,甲吸收的热量等于乙吸收的热量;由图知继续加热,甲液体在60℃温度恒定不变,故甲液体的沸点是60℃。
(4)从图中可以看到,当温度都升高到60℃时,甲的加热时间为10min,乙的加热时间为20min,乙的加热时间是甲的加热时间的2倍,则乙吸收的热量为甲吸收的热量的2倍;在质量、升高的温度相同时,物质吸收的热量与物质的比热容成正比。故乙液体的比热容是甲液体比热容的2倍,甲的吸热能力比乙弱。
【分析】根据控制变量法的要求,应使用相同规格的加热器同时给两个杯子加热。
(1)要探究不同液体的吸热本领,需要取初温相同,质量相同的不同液体。
(2)相同加热器加热相同时间,加热器放出的热量相等,甲乙吸收的热量相等;液体沸腾时,温度不变,该温度叫液体的沸点。
(3)根据图象读出甲加热10min温度的变化量和乙加热20min温度的变化量,此时Q甲=Q乙,并且甲、乙温度的变化量相同,然后根据Q=cm△t求出甲、乙比热容的关系。
6.【答案】(1)相同
(2)水;加热时间;2.1×103
(3)变大
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油,根据转换法,选用相同电加热器的目的是,使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量。
(2)根据如图乙水和食用油温度随时间变化的图象知,两种物质都升高20℃,a用时6分钟,b用时3分钟,根据比较吸热能力的方法,即升高相同的温度比较加热时间,加热时间长的吸热多,吸热能力强,可知液体a的吸热能力强,即比热容较大,A物质是水。
两种物质升高相同的温度,b的加热时间是a的二分之一,即b吸收热量是a的二分之一 ,根据,在质量和升高温度相同的情况下,,故液体b即食用油的比热容是c=×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃)
(3)甲图中,水沸腾时温度为100℃不变,但继续吸热,故沸腾时水的内能变大。
【分析】(1)相同的加热器加热时间相同,吸收热量相等;
(2)在质量和吸收热量相同时,温度变化越小,比热容越大,水的比热容较大;根据水的比热容和温度差的关系,计算未知物质的比热容;
(3)物体的质量一定时,吸收热量,内能增大。
7.【答案】(1)160
(2)热传递
(3)加热时间
(4)2.1×103
【知识点】密度公式及其应用;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)煤油的体积为
根据密度公式知煤油的质量为
实验中需要可知水和煤油的质量相同,水的质量为
(2)加热过程中,存在温度差,液体温度升高,这是通过热传递方式增加了液体的内能。
(3)用两个规格相同的电加热器加热,液体在相同时间内吸收的热量相等,实验中物体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
(4)由图乙可以看出,加热5min,水和煤油吸收的热量相同,水的温度升高2℃,煤油温度升高4℃,即吸收相同的热量,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据可知,在质量和吸收热量相同的情况下,升高的温度与比热容c成反比,故煤油的比热容是
【分析】(1)根据密度和体积的乘积,计算质量;
(2)温度差不同时,物体通过热传递改变内能;
(3)相同的加热器,加热时间相同,物体吸收的热量相等;
(4)根据物体的质量和吸收热量相等,根据温度差的不同,计算未知物体的比热容。
8.【答案】(1)升高的温度;控制变量法
(2)水;大于
(3)水
(4)煤油
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度(或温度升高的多少等)来研究水和煤油吸热能力的差异,本实验中采用了转换法。
(2)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间。因为选用相同的酒精灯加热,所以加热时间长的吸收的热量多,即水吸收的热量大于煤油吸收的热量。
(3)由Q=cmΔt知: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。因为水和煤油的质量相同,它们的初温相同,要使水和煤油的最后温度相同,水吸收的热量大于煤油吸收的热量,所以水的比热容大,即水吸热的能力更强。
(4)因为水的吸收热量的能力强,因此根据图象可知,甲的温度变化快,因此吸热能力弱,故甲为煤油。
【分析】(1)探究吸热能力时,通过吸收相同热量比较温度差的方法,反应吸热能力大小,控制质量和吸收热量相同是控制变量法;
(2)质量和温度差相同时,加热时间越长,吸收热量越多;
(3)水的吸热能力大;
(4)在质量和吸收热量相同时,温度变化越大,吸热能力小。
9.【答案】(1)甲、丙;B;加热时间;温度;B
(2)甲、乙
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)要比较不同物质的吸热本领,需要用相同的燃料加热相同的时间,保证相同时间提供的热量相同,所以选择甲、丙装置;
根据比较物质吸热能力强弱的种方法可知,还要控制不同物质的质量相等,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
根据转换法可知,此实验中用加热时间反映液体 A和液体B吸收热量的多少,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
加热相同时间时,通过观察液体温度的变化来比较吸热本领的大小,吸收相同的热量,液体温度变化越大,吸热能力越弱。
因为水的比热容大煤油的比热容,等质量的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度小;由表中数据可知,A升高的温度小,B升高的温度大,即B的吸热能力弱,所以B为煤油。
(2)比较不同燃料的热值,应选择不同的燃料,用相同的加热装置加热等质量的相同物质,即用甲、乙两图进行实验。
【分析】(1)比较不同物质的吸热本领,应该在保证吸收热量相同时,选择不同种类的液体;
我们使用相同的加热器比较加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力强弱的2种方法:
①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),吸收热量多的吸热能力强;
②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,温度变化小的吸热能力强。
(2)比较不同燃料的燃值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同。
10.【答案】(1)质量;秒表
(2)加热时间;转换法
(3)沙子;水;水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
实验中需要测量加热的时间,用到秒表。
(2)实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量,加热时间越长,物体吸收的热量越多,用到转换法。
(3)由图像可知,对于质量相等的沙子和水,加热相同的时间,升温较快的是沙子,据此推理,若使两者升高相同的温度,水加热时间长,则水吸收的热量较多,故水的比热容大。
【分析】(1)探究物质吸收热量的能力时,选择质量相等的不同液体;需要温度计测量温度,秒表测量时间;
(2)对物体加热时间越长,物体吸收热量越多;根据物体吸收热量的多少,反应吸热能力,是转换法;
(3)根据温度变化图像,判断温度变化快的物体;质量和温度变化相同时,温度变化慢的物体吸收热量多,水的比热容较大。
11.【答案】(1)相同;高
(2)大于;水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热过程中,水和食用油吸收热量的多少是通过加热时间来反映;由表可知,水和食用油的质量均为60g,质量是相同的;解热结束时,食用油的温度(70℃)比水的温度(45℃)高。
(3)相同的加热设备,加热时间越长,表示被加热物体吸收的热量越多;水加热更长的时间,表明水吸收的热量更多,水吸热能力更强。
【分析】(1)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来。相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,加热时间越长说明吸收热量越多;由表中的数据得出结论。
(2)相同的加热设备,加热时间越长,放出的热量更多,被加热的物体吸收的热量更多;质量相同的不同物质,吸收相同的热量(加热时间相同),温度升高越小,表示吸热能力越强。
12.【答案】(1)质量;热传递
(2)B
(3)A
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法可知,比较不同物质的吸热情况时,需要控制物质的质量相同。
用相同规格的电加热器加热,通电后电加热器把电能转化为内能,液体吸收热量,内能变大,是通过热传递方式改变内能的。
(2)质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A吸收的热量较多,说明A的吸热能力强,B的吸热能力差;由此可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,由于B的吸热能力差,则B升温较高。
(3) 由于A的吸热能力强,即A的比热容大;根据Q=cmΔt可知,质量相同的A B液体升高相同的温度,A吸收的热量多,故应选A液体作为汽车发动机的冷却剂
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力,选择质量相等的不同物质,温度不同的物体间,通过热传递改变内能;
(2)质量和温度差相同时,比热容越大, 吸收热量越多;吸收热量相同时,比热容越大,温度差越小;
(3)比热容越大的液体,便于对物体降温。
13.【答案】(1)甲;=
(2)大于;等于
(3)1:2
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据图2可知,加热到第2min,甲液体上升的温度较多。
我们使用相同的电加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。加热到第2min,因加热时间相同,故两种液体吸收热量关系为Q甲=Q乙。
(2)从第1min加热到第2min,乙液体吸收热量,温度升高,但状态没有改变,质量没有改变,故在第2min时的内能大于第1min时的内能(质量变化忽略不计)。
比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,因种类相同,状态没有改变,故端乙液体在第2min时的比热容等于第1min时的比热容。
(3)通过图像分析可得,升高20℃,甲用时1min,乙用时2 min,甲、乙吸收的热量之比为 ,根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,故甲、乙两液体的比热容大小之比为c甲:c乙=1:2
【分析】(1)根据实验数据图像,判断加热时间相同时,温度变化情况;加热时间相同,物体吸收的热量相等;
(2)物体在吸收热量时,内能增大,相同物质,状态不变时,比热容不变;
(3)当质量和吸收热量相等时,根据温度差的比值, 可以计算比热容比值大小。
14.【答案】(1)均匀
(2)控制变量法
(3)相同
(4)B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验采用将试管放入水中加热的方法,属于水浴法,目的是使液体A、B均匀受热。
(2)要研究两种液体的吸热本领,即比热容的大小,应控制两个试管中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等,采用控制变量法。
(3)因为加热时间的长短反应液体吸收热量的多少,所以加热相同的时间,是为了液体A、B吸收的热量相同。
(4)根据图示可知,加热相同时间后,液体A升高的温度大于B升高的温度,因此液体B的吸热能力强,液体B的比热容较大。
【分析】(1)水浴法加热使液体受热均匀;
(2)探究不同物质的吸热能力时,使物体的质量和温度相同,利用了控制变量法;
(3)相同的加热器加热时间相同,表示物体吸收热量相同;
(4)质量和吸收热量相同时,2温度变化越快,吸收热量的能力越强。
15.【答案】(1)B
(2)97;小于
(3)不同
(4)气压相同时,不同液体的沸点不同
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(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、加热时间和方式,与酒精的多少无关,所以B选项多余。
(2)由图丙知,温度计的分度值为1℃,示数为97℃,水的沸点为97℃;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)水沸腾时,液体没有沸腾,由此可得到:气压相同时,不同液体的沸点不同。
【分析】(1)探究物质比热容的大小需要控制的变量包括:吸收的热量,不同物质的质量,加热的时间和加热的方式。
(2)液体沸腾时的温度叫沸点。读取温度计示数时,要明确温度计的分度值,视线与液柱最高处的液面相垂直;液体的沸点与气压有关,气压越大沸点越高,气压越小,沸点越低。
(3)已知液体和水的质量相同,相同时间吸收的热量相同,但温度变化不同,说明它们的吸热能力不同。
(4)当水达到沸点开始沸腾时,液体没有沸腾,说明它们的沸点不同。
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人教版物理九年级上第十三章第三节细化知识点同步练习——比较不同物质吸热的情况实验(3)
一、单选题
1.(2021九上·高港月考)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的水和另一种液体进行对比实验,并用图象对实验数据进行了处理,如图所示实验中,水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得(已知)( )
A.乙物质是水
B.另一种液体的比热容为8.4×103J/(kg·℃)
C.甲的放热能力比乙强
D.乙比甲更适合作汽车发动机的冷却液
【答案】C
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】A.由题意可知,在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,由题中的图象可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;根据热量的计算公式可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,温度降低得多的比热容小;所以甲液体的比热容大,所以甲液体是水;A项不符合题意;
B.由题图可知:甲乙两种液体的初温是60℃,放热15分钟后甲液体的末温是40℃,乙液体的末温是20℃,则水放出的热量:;
乙放出的热量:;
而水和乙液体的质量相同,即;在相同时间内水和另一种液体放出的热量相等,则有:;
解得,;B项不符合题意;
C.由于甲液体的比热容大,所以甲的放热能力比乙强,C项符合题意;
D.由于水的比热容比较大,所以水比较适合用作发动机的冷却液;即甲比乙更适合作汽车发动机的冷却液;D项不符合题意。
故答案为:C
【分析】质量相同的不同物质,放出热量相同时,温度差越大的物体,放热能力越差;根据物体的比热容、质量和温度差的乘积,可以计算热量。
二、实验探究题
2.(2022九下·江都月考)小明用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热,如图甲所示,以探究水和煤油的吸热能力.
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较 来间接反映煤油和水吸收的热量,这样的实验方法物理学中称为 (选填“转换法”“等效替代法”或“类比法”);
(3)小明根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图乙,则加热10mim,水吸收的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量, 升高的温度更高,由此可见, 的比热容较大;
(4)由图象可知,水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg ℃).[已知c水=4.2×103J/(kg ℃)]
【答案】(1)质量
(2)加热时间;转换法
(3)等于;煤油;水
(4)98;2.1×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法可知,要比较水和煤油的吸热能力,应在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的煤油和水;
(2)实验中,是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量,这样的实验方法物理学中称为转换法;
(3)根据转换法,加热10mim,水吸收的热量等于煤油吸收的热量;由图象知,加热相同时间,煤油升高的温度更高,根据比较吸热能力的第2种方法可知,水的吸热能力强,水的比热容较大;
(4)由图象可知,水的沸点是98℃;
由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图象,温度都升高30℃,煤油用时10min,水用时20min,即煤油吸热与水吸热之比为 ,根据c= 可知,在质量和升高温度相同的情况下,比热容与吸热多少成正比,故煤油的比热容:c煤油= c水= ×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃).
【分析】(1)探究水和煤油的吸热能力时,选择相同质量的不同物质;
(2)相同的加热器,加热时间相同,表示吸收的热量相等,是转换法;
(3)质量和吸收热量相同时,物体的温度差越大,比热容越小;
(4)水在沸腾时,温度保持不变,此时的温度是沸点;根据已知的比热容,结合温度差,计算未知比热容的大小。
3.(2022九下·哈尔滨开学考)实验小组的同学用如图实验装置来“探究不同物质的吸热能力”。
(1)实验中,控制热源、装置、环境一致,目的是用 来反映水和沙子吸收的热量的多少。
(2)实验中用到的测量工具是温度计、停表、
(3)如果采用比较“升温数”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中控制 和 相同。
(4)如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集的证据有 。
(5)质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水需要加热更长的时间。
得出实验结论是
【答案】(1)加热时间的长短
(2)天平
(3)水和沙石质量;加热时间
(4)水和沙子的质量,升高温度对应的加热时间。或等质量水和沙子,升高相同温度对应的加热时间。
(5)水比沙子的吸热能力强
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验中,控制热源、装置、环境一致的原因是实验中需要用加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量的多少;
(2)由可知实验中需要知道加热物体质量、吸收的热量和升高的温度,所以需要的测量工具有温度计、停表和天平;
(3)由可知,如果采用比较“升温数”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中控制水和沙石质量相等和加热时间相同;
(4) 如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集的证据水和沙子的质量,升高温度对应的加热时间。或等质量水和沙子,升高相同温度对应的加热时间;
(5)质量相同的水和沙子,升高相同的温度时,水需要加热更长的时间。说明水比沙子的吸热能力强。
【分析】(1)实验中,热源、装置、环境一致时,加热相同时间,物质吸收热量才相等;
(2)(3)由结合控制变量法分析;
(4) 如果采用比较“加热时间”的方法来判断水和沙石的吸热能力,实验中需要收集加热物质的质量和升高的温度相关信息;
(5)质量相同的不同物质,升高相同的温度时,加热更长的时间,或者加热相同时间,升高较小温度,对应的物质吸热能力强。
4.(2021九上·崇左期末)图甲是“比较水和煤油吸热升温特点”实验装置。
(1)加热时用搅拌棒搅动,目的是 ;通过 (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映水和煤油吸热的多少;
(2)关于该实验的控制变量,不正确的____(填选项前字母)
A.相同的加热方法
B.相同的烧杯
C.相同体积的水和煤油
(3)某同学用同一加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,根据数据作出两种液体的温度随时间变化图像(如图乙)。根据图像可知,加热时间相同时, 升高的温度高一些;要使水和煤油升高相同的温度,需给 加热更长时间,说明 吸热能力强些;
(4)已知水的比热容是4.2×103 J/(kg ℃),则煤油的比热容是 J/(kg ℃)。
【答案】(1)使液体受热均匀;加热时间
(2)C
(3)煤油;水;水
(4)2.1×103
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热时用搅拌棒搅动,目的是使液体受热均匀,防止局部过热;实验中采用相同的加热装置,通过加热时间来反映水和煤油吸热的多少。
(2)根据控制变量法思想,关于该实验的控制变量,采用相同的加热方法,相同的烧杯,及相同质量的水和煤油,C不符合题意,C符合题意。
(3)根据数据作出两种液体的温度随时间变化图像,加热时间相同即液体吸收相同的热量时,煤油升高的温度会高一些;从另一角度分析,要使水和煤油升高相同的温度,需给水加热更长时间,水需要吸收更多热量,说明水吸热能力强些。
(4)由图可知,加热4min后,水温升高2℃,煤油温升高4℃,根据吸热公式可知
则煤油的比热容是
【分析】(1)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。
比较物质吸热能力的2种方法:
①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),吸收热量多的吸热能力强
②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,温度变化小的吸热能力强。
(2)根据图像得出升高3℃水和煤油的加热时间,根据比较吸热能力的方法回答.
(3)根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容成正比,据此求解。
5.(2021九上·防城期末)在“比较不同物质吸热能力”的实验中,将甲、乙两种不同的液体分别放入两个相同的烧杯内,
(1)用 的加热器同时加热。记录相关数据,并绘制出如图所示的图像。(不计热量损失)
(2)实验时,选用初温和 均相等的甲、乙两种液体;
(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,甲的吸热能力比乙 。
【答案】(1)相同规格
(2)质量
(3)等于;60
(4)2;弱
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验时,采用转换法研究问题,通过加热时间的长短来比较吸热多少,故使用相同规格的加热器。
(2)“比较不同物质吸热能力”的实验中,应采用控制变量法,需要控制甲和乙两液体的质量和初温相同。
(3)由于用相同的电加热器同时加热,加热10min时,甲吸收的热量等于乙吸收的热量;由图知继续加热,甲液体在60℃温度恒定不变,故甲液体的沸点是60℃。
(4)从图中可以看到,当温度都升高到60℃时,甲的加热时间为10min,乙的加热时间为20min,乙的加热时间是甲的加热时间的2倍,则乙吸收的热量为甲吸收的热量的2倍;在质量、升高的温度相同时,物质吸收的热量与物质的比热容成正比。故乙液体的比热容是甲液体比热容的2倍,甲的吸热能力比乙弱。
【分析】根据控制变量法的要求,应使用相同规格的加热器同时给两个杯子加热。
(1)要探究不同液体的吸热本领,需要取初温相同,质量相同的不同液体。
(2)相同加热器加热相同时间,加热器放出的热量相等,甲乙吸收的热量相等;液体沸腾时,温度不变,该温度叫液体的沸点。
(3)根据图象读出甲加热10min温度的变化量和乙加热20min温度的变化量,此时Q甲=Q乙,并且甲、乙温度的变化量相同,然后根据Q=cm△t求出甲、乙比热容的关系。
6.(2021九上·江城期末)如图甲、乙所示,在探究“不同物质吸热能力”的实验中,在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油。
(1)选用相同电加热器的目的是:使水和食用油在相同时间内吸收热量 。
(2)水和食用油温度随时间变化的图像如图丙所示,①根据图丙可判断出a物质是 (填“水”或“食用油”)。②在本实验中,为比较水和食用油吸热能力的大小,同学们采用的方法是升高相同的温度比较 。根据图丙可计算食用油的比热容为 J/(kg ℃)。(c水=4.2×103J/(kg ℃))
(3)甲图中,水沸腾时继续吸热,温度为100℃不变,沸腾时水(含水蒸气)的内能 (填“不变”、“变大”、“变小”)。
【答案】(1)相同
(2)水;加热时间;2.1×103
(3)变大
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油,根据转换法,选用相同电加热器的目的是,使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量。
(2)根据如图乙水和食用油温度随时间变化的图象知,两种物质都升高20℃,a用时6分钟,b用时3分钟,根据比较吸热能力的方法,即升高相同的温度比较加热时间,加热时间长的吸热多,吸热能力强,可知液体a的吸热能力强,即比热容较大,A物质是水。
两种物质升高相同的温度,b的加热时间是a的二分之一,即b吸收热量是a的二分之一 ,根据,在质量和升高温度相同的情况下,,故液体b即食用油的比热容是c=×4.2×103J/(kg ℃)=2.1×103J/(kg ℃)
(3)甲图中,水沸腾时温度为100℃不变,但继续吸热,故沸腾时水的内能变大。
【分析】(1)相同的加热器加热时间相同,吸收热量相等;
(2)在质量和吸收热量相同时,温度变化越小,比热容越大,水的比热容较大;根据水的比热容和温度差的关系,计算未知物质的比热容;
(3)物体的质量一定时,吸收热量,内能增大。
7.(2021九上·德惠期末)如图所示,某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热,分别记录加热时间和升高的温度,根据记录的数据作出了两种液体的温度(T)随时间(t)变化的图像:
(1)实验中若使用200mL煤油,则要使用水 g(ρ水=1.0×10kg3/m3,ρ煤油=0.8×103kg/m3);
(2)加热过程中,液体温度升高,这是通过 方式增加了液体内能;
(3)实验中两种液体吸收热量的多少可通过 (选填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较;
(4)已知水的比热容是,则煤油的比热容是 。
【答案】(1)160
(2)热传递
(3)加热时间
(4)2.1×103
【知识点】密度公式及其应用;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)煤油的体积为
根据密度公式知煤油的质量为
实验中需要可知水和煤油的质量相同,水的质量为
(2)加热过程中,存在温度差,液体温度升高,这是通过热传递方式增加了液体的内能。
(3)用两个规格相同的电加热器加热,液体在相同时间内吸收的热量相等,实验中物体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
(4)由图乙可以看出,加热5min,水和煤油吸收的热量相同,水的温度升高2℃,煤油温度升高4℃,即吸收相同的热量,煤油升高的温度是水升高温度的2倍,根据可知,在质量和吸收热量相同的情况下,升高的温度与比热容c成反比,故煤油的比热容是
【分析】(1)根据密度和体积的乘积,计算质量;
(2)温度差不同时,物体通过热传递改变内能;
(3)相同的加热器,加热时间相同,物体吸收的热量相等;
(4)根据物体的质量和吸收热量相等,根据温度差的不同,计算未知物体的比热容。
8.(2021九上·茂南期末)为了比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图1所示的实验。用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值,并用钟表记录加热时间,实验数据记录如表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 最后温度/℃ 加热时间/min
水 60 20 45 6
煤油 60 20 68 6
(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较 来研究水和煤油吸收热能力的差异,该实验采取的探究方法是 (选填“控制变量法”、“类比法”或“等效替代法”)
(2)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给 加热更长的时间,此时水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(3)实验表明, (选填“水”或“煤油”)吸热能力强。
(4)根据上面表中的实验数据绘制的水和煤油温度随加热时间变化的图象如图2所示。据此判断,图中甲图象表示的物质是 (选填“水”或“煤油”)。
【答案】(1)升高的温度;控制变量法
(2)水;大于
(3)水
(4)煤油
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)在实验过程中控制加热时间相同,通过比较升高的温度(或温度升高的多少等)来研究水和煤油吸热能力的差异,本实验中采用了转换法。
(2)在此实验中,如果要使水和煤油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间。因为选用相同的酒精灯加热,所以加热时间长的吸收的热量多,即水吸收的热量大于煤油吸收的热量。
(3)由Q=cmΔt知: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。因为水和煤油的质量相同,它们的初温相同,要使水和煤油的最后温度相同,水吸收的热量大于煤油吸收的热量,所以水的比热容大,即水吸热的能力更强。
(4)因为水的吸收热量的能力强,因此根据图象可知,甲的温度变化快,因此吸热能力弱,故甲为煤油。
【分析】(1)探究吸热能力时,通过吸收相同热量比较温度差的方法,反应吸热能力大小,控制质量和吸收热量相同是控制变量法;
(2)质量和温度差相同时,加热时间越长,吸收热量越多;
(3)水的吸热能力大;
(4)在质量和吸收热量相同时,温度变化越大,吸热能力小。
9.(2021九上·香洲期末)小海组装了如图所示的甲、乙、丙装置,在完全相同的烧杯中分别装有A、B两种液体,在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料。
(1)为了比较不同液体的吸热本领,应选 两图的装置进行实验,需控制 (选填相应选项的字母)。
A.燃料燃烧的质量相等
B.杯中液体的质量相等
C.杯中液体的体积相等
此实验用 反映液体A和液体B吸收热量的多少,通过观察 的变化来比较吸热本领的大小。若A、B两种液体,其中一种为水,另一种为煤油,某次实验数据如表所示,则液体 (选填“A”或“B”)为煤油。
液体 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 末温/℃
A 300 10 7 20
B 300 10 7 40
(2)为了比较不同燃料燃烧时放热的本领,应选 两图的装置进行实验。
【答案】(1)甲、丙;B;加热时间;温度;B
(2)甲、乙
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)要比较不同物质的吸热本领,需要用相同的燃料加热相同的时间,保证相同时间提供的热量相同,所以选择甲、丙装置;
根据比较物质吸热能力强弱的种方法可知,还要控制不同物质的质量相等,B符合题意,AC不符合题意。
故答案为:B。
根据转换法可知,此实验中用加热时间反映液体 A和液体B吸收热量的多少,加热时间越长,液体吸收的热量越多。
加热相同时间时,通过观察液体温度的变化来比较吸热本领的大小,吸收相同的热量,液体温度变化越大,吸热能力越弱。
因为水的比热容大煤油的比热容,等质量的水和煤油吸收相同的热量,水升高的温度小;由表中数据可知,A升高的温度小,B升高的温度大,即B的吸热能力弱,所以B为煤油。
(2)比较不同燃料的热值,应选择不同的燃料,用相同的加热装置加热等质量的相同物质,即用甲、乙两图进行实验。
【分析】(1)比较不同物质的吸热本领,应该在保证吸收热量相同时,选择不同种类的液体;
我们使用相同的加热器比较加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少,这种方法叫转换法;
比较物质吸热能力强弱的2种方法:
①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),吸收热量多的吸热能力强;
②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,温度变化小的吸热能力强。
(2)比较不同燃料的燃值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同。
10.(2021九上·勃利期末)利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”,操作如下:
(1)在两烧杯中分别装入初温相同且 相等的沙子和水;除了如图所示器材,还需的测量工具有天平和 ;
(2)用相同的酒精灯火焰加热,不断用玻璃棒搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象,如图乙所示;实验中,是通过比较 来间接反映沙子和水所吸收热量的多少,这种解决物理问题的方法称之为 。
(3)分析图象可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是 ;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多;由此可见, 的比热容较大。
【答案】(1)质量;秒表
(2)加热时间;转换法
(3)沙子;水;水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
实验中需要测量加热的时间,用到秒表。
(2)实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量,加热时间越长,物体吸收的热量越多,用到转换法。
(3)由图像可知,对于质量相等的沙子和水,加热相同的时间,升温较快的是沙子,据此推理,若使两者升高相同的温度,水加热时间长,则水吸收的热量较多,故水的比热容大。
【分析】(1)探究物质吸收热量的能力时,选择质量相等的不同液体;需要温度计测量温度,秒表测量时间;
(2)对物体加热时间越长,物体吸收热量越多;根据物体吸收热量的多少,反应吸热能力,是转换法;
(3)根据温度变化图像,判断温度变化快的物体;质量和温度变化相同时,温度变化慢的物体吸收热量多,水的比热容较大。
11.(2022九上·大埔期末)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所示的实验数据记录如下表。
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 68
(1)从表中数据可知,水和食用油的质量 (选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油升高的温度比水的温度 (选填“高”或“低”);
(2)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量 (选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量.实验表明, (选填“水”或“食用油”)吸热的能力更强。
【答案】(1)相同;高
(2)大于;水
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)加热过程中,水和食用油吸收热量的多少是通过加热时间来反映;由表可知,水和食用油的质量均为60g,质量是相同的;解热结束时,食用油的温度(70℃)比水的温度(45℃)高。
(3)相同的加热设备,加热时间越长,表示被加热物体吸收的热量越多;水加热更长的时间,表明水吸收的热量更多,水吸热能力更强。
【分析】(1)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来。相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,加热时间越长说明吸收热量越多;由表中的数据得出结论。
(2)相同的加热设备,加热时间越长,放出的热量更多,被加热的物体吸收的热量更多;质量相同的不同物质,吸收相同的热量(加热时间相同),温度升高越小,表示吸热能力越强。
12.(2022九上·二道期末)小明利用如图所示的装置比较不同物质的吸热情况
(1)实验中应量取 相等的A B两种液体,分别倒入相同的烧杯中,用相同规格的电加热器加热,通电后液体的内能是通过 方式改变的
(2)通过实验发现当质量相等的A B两种液体,升高相同温度时,A液体吸收的热量较多 由此可推断当质量相等的A B两种液体,吸收相同的热量时, 液体升高温度较多
(3)如不考虑其他方面因素,仅从吸热能力方面考虑,在这两种液体中选 液体做汽车发动机冷却液
【答案】(1)质量;热传递
(2)B
(3)A
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据控制变量法可知,比较不同物质的吸热情况时,需要控制物质的质量相同。
用相同规格的电加热器加热,通电后电加热器把电能转化为内能,液体吸收热量,内能变大,是通过热传递方式改变内能的。
(2)质量相等的A和B两种液体,在升高相同温度时, A吸收的热量较多,说明A的吸热能力强,B的吸热能力差;由此可知,质量相等的A和B两种液体,在吸收相同热量时,由于B的吸热能力差,则B升温较高。
(3) 由于A的吸热能力强,即A的比热容大;根据Q=cmΔt可知,质量相同的A B液体升高相同的温度,A吸收的热量多,故应选A液体作为汽车发动机的冷却剂
【分析】(1)探究不同物质的吸热能力,选择质量相等的不同物质,温度不同的物体间,通过热传递改变内能;
(2)质量和温度差相同时,比热容越大, 吸收热量越多;吸收热量相同时,比热容越大,温度差越小;
(3)比热容越大的液体,便于对物体降温。
13.(2022九上·花都期末)如图1所示,用相同的电加热器给初温及质量均相同的甲、乙两种不同的液体加热,两种液体每秒吸收的热量相同,两种液体的温度加热时间的图像如图2所示。
(1)加热到第2min, (选填“甲”或“乙”)液体上升的温度较多,两种液体吸收热量关系为Q甲 (选填“>”、“=”或“<”)Q乙;
(2)乙液体在第2min时的内能 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的内能(质量变化忽略不计);乙液体在第2min时的比热容 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第1min时的比热容;
(3)通过图像分析可得,甲、乙两液体的比热容大小之比c甲:c乙= 。
【答案】(1)甲;=
(2)大于;等于
(3)1:2
【知识点】热量的计算;比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)根据图2可知,加热到第2min,甲液体上升的温度较多。
我们使用相同的电加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转换法。加热到第2min,因加热时间相同,故两种液体吸收热量关系为Q甲=Q乙。
(2)从第1min加热到第2min,乙液体吸收热量,温度升高,但状态没有改变,质量没有改变,故在第2min时的内能大于第1min时的内能(质量变化忽略不计)。
比热容是物质的一种特性,与物质的种类、状态有关,因种类相同,状态没有改变,故端乙液体在第2min时的比热容等于第1min时的比热容。
(3)通过图像分析可得,升高20℃,甲用时1min,乙用时2 min,甲、乙吸收的热量之比为 ,根据Q=cm△t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容大小成正比,故甲、乙两液体的比热容大小之比为c甲:c乙=1:2
【分析】(1)根据实验数据图像,判断加热时间相同时,温度变化情况;加热时间相同,物体吸收的热量相等;
(2)物体在吸收热量时,内能增大,相同物质,状态不变时,比热容不变;
(3)当质量和吸收热量相等时,根据温度差的比值, 可以计算比热容比值大小。
14.(2021九上·新化期末)为了比较A、B两种液体比热容的大小,某实验小组做了如图所示实验:在两个相同的试管中,分别装入A、B两种液体,将试管放入完全相同的盛水烧杯中,用相同的酒精灯加热。
(1)实验采用水浴加热,目的是为了使溶液A、B受热 ;
(2)实验中要控制液体A、B的初温和质量相同,用到的方法是 (选填“控制变量法”或“类比法”);
(3)加热相同的时间,是为了使液体A、B吸收的热量 (选填“相同”或“不相同”);
(4)如图,加热相同时间后液体A中的温度计示数上升更快,这表明液体 (选填“A”或“B”)的比热容较大。
【答案】(1)均匀
(2)控制变量法
(3)相同
(4)B
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(1)实验采用将试管放入水中加热的方法,属于水浴法,目的是使液体A、B均匀受热。
(2)要研究两种液体的吸热本领,即比热容的大小,应控制两个试管中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等,采用控制变量法。
(3)因为加热时间的长短反应液体吸收热量的多少,所以加热相同的时间,是为了液体A、B吸收的热量相同。
(4)根据图示可知,加热相同时间后,液体A升高的温度大于B升高的温度,因此液体B的吸热能力强,液体B的比热容较大。
【分析】(1)水浴法加热使液体受热均匀;
(2)探究不同物质的吸热能力时,使物体的质量和温度相同,利用了控制变量法;
(3)相同的加热器加热时间相同,表示物体吸收热量相同;
(4)质量和吸收热量相同时,2温度变化越快,吸收热量的能力越强。
15.(2021九上·深圳期末)某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置。
(1)在设计实验方案时,需要确定控制以下的变量,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,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是 ℃,这表明实验时的大气压强 (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得多,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 (填“相同”或“不同”)。
(4)本实验除了能够说明上述问题之外,还能够说明许多问题,请你写出其中的一个问题: 。
【答案】(1)B
(2)97;小于
(3)不同
(4)气压相同时,不同液体的沸点不同
【知识点】比较不同物质吸热的情况实验
【解析】【解答】(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、加热时间和方式,与酒精的多少无关,所以B选项多余。
(2)由图丙知,温度计的分度值为1℃,示数为97℃,水的沸点为97℃;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)水沸腾时,液体没有沸腾,由此可得到:气压相同时,不同液体的沸点不同。
【分析】(1)探究物质比热容的大小需要控制的变量包括:吸收的热量,不同物质的质量,加热的时间和加热的方式。
(2)液体沸腾时的温度叫沸点。读取温度计示数时,要明确温度计的分度值,视线与液柱最高处的液面相垂直;液体的沸点与气压有关,气压越大沸点越高,气压越小,沸点越低。
(3)已知液体和水的质量相同,相同时间吸收的热量相同,但温度变化不同,说明它们的吸热能力不同。
(4)当水达到沸点开始沸腾时,液体没有沸腾,说明它们的沸点不同。
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