初中物理中考复习 专题23 比较物质吸热能力的实验题（解析版）

专题23  比较物质吸热能力的实验题

探究物质的比热容实验需要学通的基础知识

1.实验方法有控制变量法、 转换法（通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱）。

2.实验液体的选择：质量相同的不同液体。

3.选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。

4.使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。

5.实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。

6.描述物体吸热能力的物理量是比热容。

7.结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。

8.做哪些实验还能用的此实验器材?

答：水的沸腾实验；焦耳定律（探究电流产生的热量与哪些因素有关）。

【例题1】小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：先调整固定______位置，再调整固定______的位置（两空均选填“A”或“B”）。

（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较________的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是____________________。

（3）若水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是______J。

【答案】（1）B  A（2）加热时间， 相同质量的水和煤油，在升高相同的温度时，水需要的加热时间长，故水的吸热能力大（3）4.2×103

【解析】（1）先通过估测酒精灯火焰大致位置，调节固定B后，放上玻璃杯，然后再根据温度计能正确测量液体温度时的位置，调节确定A.

（2）对于不同物质，利用控制变量法，根据加热时间来观察温度计度数，看吸热能力。

（3）对于水，已知c=4.2×103J/（kg•℃） m=0.1kg △t=10℃．

利用吸热公式Q吸=cm△t求出即可。

【例题2】（2020甘肃天水）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，如图A所示。

（1）图B为某时刻的温度，其示数为　　  ℃。

（2）分析图C可知，吸收相同热量，　  　液体升温更高；　  　液体更适合作汽车发动机的冷却液。

（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2：1，则甲、乙液体的比热容之比为　    　。

【答案】（1）39；（2）乙；  甲； （3）3：2。

【解析】（1）图B中，温度计分度值为1℃，示数为39℃；

（2）分析图C可知，吸收相同热量，即加热相同时间，如下所示，乙液体升温更高；

根据比较吸热能力的第2种方法，甲的吸热能力强，比热容大，根据Q＝cm△t，相同的质量甲乙两种物质，升高相同的温度，甲吸热多，冷却效果好，甲液体更适合作汽车发动机的冷却液；

（3）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，升高的温度分别为：20℃和15℃，吸收热量之比为2：1，根据c＝，

则甲、乙液体的比热容之比为：＝×＝×＝3：2。

【点评】本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法，为热学中的重要实验。

1．某同学在做“探究不同物质的吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给甲、乙两种液体加热，得到的实验数据如下表：

（1）实验中记录加热时间的目的是　               　

（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出同种物质升高相同的温度时，吸收的热量的多少物质的　  　有关．

（3）分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量　  　（选填“相同”或“不同”）

（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同，单位质量的不同物质升高的温度　  　（选填“相同”或“不同”）．

（5）由上述分析可以得出　　（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强．

（6）该实验采用的物理学研究方法是　  　和　    　．

【答案】（1）在相同时间内产生的热量相等；（2）质量；（3）不同；（4）相同；（5）甲；（6）转换法；控制变量法．

【解析】探究物质的吸热性能大小时，必须控制物质吸收的热量相等，因此实验中选用了两个相同的电加热器；根据控制变量法的要求，分析表中实验数据，根据实验所控制的变量与实验现象得出相应的结论；加热相同时间，甲乙吸收的热量相同，质量也相同，通过比较温度变化来比较吸热能力．吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．

（1）实验中用同样的加热器，放出的热量才相同，物质吸收的热量才会相同，故用同样的加热器的目的是在相同的时间里供给的热量相同；

（2）分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；

（3）由表中第1、3次或第2、4次实验数据可知，质量相同的甲和乙升高相同的温度，吸收的热量不相等；

（4）分析第1、4次实验数据可以发现加热时间相同（2min），单位质量（0.1kg）的不同物质升高的温度相同（10℃）；

（5）由表中第1、3次实验数据可知，液体质量和升高的温度相等而液体种类不同，甲液体的加热时间比乙液体的加热时间长，甲液体比乙液体吸收的热量多，由此可得：甲的吸热能力更强．

（6）吸收热量的多少用加热时间来表示，用到了转换法，此实验还用到了控制变量法．

2.张军在做“比较不同物质吸热的情况”实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，得到如下数据：

（1）本实验中，物质吸收热量的多少是通过比较          来反映。

（2）分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：          ，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。

（3）分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的          有关。

【答案】（1）加热时间；（2）不同物质；（3）质量。

【解析】（1）本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现，这种方法称为“转换法”。

（2）1、3号烧杯的实验记录，不同的物质，即升高的温度相同，加热时间即吸收的热量不同，质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；

（3）1、2号烧杯的液体种类都是水，初温和末温即升高的温度相同，质量不同，加热时间即吸收的热量不同，所以可以得出质量不同的相同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。

3.为了比较甲乙两种不同液体吸热情况，某同学做了如图所示的探究实验，并在实验过程中记录了下表中的数据。

（1）该实验中，在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，这其中运用了常用的物理科学方法，即          。
（2）在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体甲和液体乙         。
（3）对表中数据进行分析，液体乙的比热容小于液体甲的比热容       （选填“大于”、“小于”或“等于”）。

【答案】（1）控制变量法；（2）吸热的多少；（3）小于。

【解析】（1）在两个相同的烧杯中分别装上质量、初温都相同的液体甲和液体乙，并用两个相同的酒精灯对其加热，则两种物质在相同的时间吸收的热量是相同的，这种实验的方法是控制变量法；
（2）加热时间越长，则表明物质吸收的热量越多，所以加热时间的长短来表示液体甲和液体乙吸热的多少；
（3）根据表格中的数据可知，质量、初温都相同的液体甲和液体乙，在升高相同的温度时，甲的加热时间长，即甲吸热多，甲的比热容大，乙的比热容小。
4.在探究“水和沙子的吸热性能”的实验中，用同一盏酒精灯对它们分别加热相同的时间，观察它们温度升高的情况．

（1）实验中应选取初温和　　相同的水和沙子．

（2）若从9点整开始加热，几分钟后，某时刻手表的指针如图所示，则加热所用的时间为　　s．

（3）通过大量实验可以得出：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时吸收的热量是　　（选填“相等”或“不相等”的）

【答案】（1）质量；（2）280；（3）不相等．

【解析】使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．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，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；认清分针和秒针对应的刻度读数．

（1）根据控制变量法，实验中应选取初温和质量相同的水和沙子；

（2）若从9点整开始加热，几分钟后，某时刻手表的指针如图所示，从图中可知，加热时间为4﹣5分钟，加热所用的时间为4分钟40秒，即4×60s+40s=280s，

（3）大量实验可以得出：质量相等的不同物质，在升高相同的温度时吸收的热量是不相等的．

5.小明在实验室探究冰熔化和水沸腾时温度的变化特点，根指测量结果绘出相关图象，如图a所示：

（1）要完成这两个实验，都需要的测量仪器是钟表和     。

（2）水沸腾时温度计示数如图c所示，该示数是   段所对应的温度值（选填“BC“和“EF“）。

（3）如图a所示，BC段该物质的状态为     。

（4）AB段与CD段的倾斜程度不同，这是因为                          。

【答案】 （1）温度计；（2）EF；（3）固液共存态；（4）冰的比热容比水的比热容小

【解析】本题考查冰的熔化和水的沸腾实验。（1）冰的熔化和水的沸腾实验都需要不断吸热，实验过程中，除需要用测量仪器计时器来记录时间外，还需要用温度计测量温度的变化。

（2）水沸腾时，虽然吸热，但温度不变，由图象可以判断：b图是水的沸腾图象，EF段所对应的温度是水的沸点。

（3）图a是冰的熔化图像，BC段该冰在熔化过程中，处于固液共存态。

（4）由图象可以看出，升高相同的温度，冰比水用的时间短，所以冰比水吸热升温快，原因是冰的比热容比水的比热容小。