初中物理探究比热容的实验试题

某班同学利用图甲所示的实验装置探究水和煤油的吸热能力。

（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和　　。加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过　　来判断的。

（2）实验中第1、2两个小组记录的实验数据如下表

实验组别	液体	质量 $/g$	初温 ${/}^{°}\text{C}$	末温 ${/}^{°}\text{C}$	加热时间 $/\mathit{min}$
1	水	200	25	40	13.5
	煤油	200	25	40	6.5
2	水	200	25	40	12
	煤油	200	25	40	5.5

通过分析实验数据，能够得出的结论是：　　。

（3）图乙是第1组同学绘制的“吸收热量一时间”和“温度一时间”图象，能正确描述该实验真实情况的图象是　　（选填序号）。

（4）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间明显偏长，其原因可能是　　。

（5）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图丙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是　　。

探究物质的吸热能力

数据	如图，用相同规格的电加热器给质量相等的水和煤油加热，测得数据如下表： 升高的温度 $t{/}^{°}\text{C}$ 20 30 40 50 加热水的时间 $t/s$ 60 90 120 150 加热煤油的时间 $t/s$ 30 45 60 75
结论	①质量相等的水和煤油，升高相同的温度，水比煤油吸收的热量　　。 ②一定质量的水，在温度升高时吸收的热量与它的　　乘积之比，叫做 水的比热容。它在数值上等于　　质量的水，温度升高 $1^{°}\text{C}$所吸收的热量

为了比较“水和食用油的吸热能力”，某同学选取相同质量的水和食用油各 $200g$，用如图甲所示两组相同的器材进行了实验，水和食用油相同时间吸热相同。实验数据记录如下：

物质	初始温度 ${/}^{°}\text{C}$	加热时间 $/\mathit{min}$	最后温度 ${/}^{°}\text{C}$
水	20	6	45
食用油	20	6	70

（1）请在图乙所示的坐标图上，作出两组实验数据的“温度 $-$时间”图象：

（2）由实验数据分析可知，　      　的吸热能力强（选填“水”或“食用油”）；

（3）若加热到相同的温度后停止加热，冷却相同时间后　      　的末温高（填“水”或“食用油”）。

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　        　 ${}^{°}\text{C}$。

（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（选填“甲”或“乙”）。

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

在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图 $a$所示。

（1）小明用铁夹将温度传感器及分别盛有　　相同（选填“体积”、“质量“ $)$的甲、乙两种液体用两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触（如图 $a$所示），通过温度传感器分别测量试管内液体的温度。

（2）液体温度随时间变化关系如图 $b$所示。分析图象可知，　　液体的吸热本领强。

（3）若甲、乙两种液体中，乙液体是水，另种液体的比热容是　　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$

如图，是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。图中相同的烧杯所装水和食用油的体积　　（选填“相同”或“不同” $)$，用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量，观察和比较它们升高的温度，实验结果表明，质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，　　不同，我们引入一个物理量　　来反映物质的这种吸热能力。在电加热过程中，电能转化为　　。

某实验小组从下面的比热容表中了解了不同物质的比热容后，通过实验比较煤油和水的吸热本领，他们分别用两支相同的试管装上　      　相等的煤油和水，用相同的热源在相同的条件下分别对试管加热，并绘制了如图所示的液体温度随加热时间变化的图象，表示煤油的温度随加热时间变化关系的图象是　       　（填“甲”或“乙”）。

物质	比热容
煤油	$2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$
水	$4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$

物理兴趣小组用如图所示的实验装置测量某品牌食用油的比热容。将初温都是 ${26}^{°}\text{C}$的水和食用油分别加入到两个完全相同的烧杯里，用相同的酒精灯同时对它们加热。

（1）在烧杯中加入水和食用油时，除了要控制他们的初温相同外，还要控制它们的　 　相同。

（2）实验中搅拌器的作用是　     　。

（3）加热一段时间后，温度计显示水和食用油的温度分别为 ${36}^{°}\text{C}$和 ${46}^{°}\text{C}$，该食用油的比热容 $c_{油}=$　      　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)\right]$

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：

物质	次数	质量 $m/\mathit{kg}$	升高温度△ $t{/}^{°}\text{C}$	加热的时间 $t/\mathit{min}$
甲	1	0.1	10	2
	2	0.2	10	4
乙	3	0.1	10	1
	4	0.2	10	2

（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　         　。

在比较水和煤油吸热能力的实验中，使用了相同的酒精灯、相同的设备，首先分别对质量相同的水和煤油加热相同的时间，然后分析温度的变化量得出结论，这种实验探究方法叫做　         　，该实验是利用　         　（选填“热传递”或“做功”）的方法来改变水的内能，若被加热水的质量为 $0.2\mathit{kg}$，加热时间长 $5\mathit{min}$，温度升高了 ${50}^{°}\text{C}$，则水吸收的热量是　         　，已知 $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}\right)$；若某同学测出了加热前、后酒精灯质量的变化量为 $m$，并利用上面测出的水吸收的热量 $Q$，通过公式 $q=\frac{Q}{m}$计算出了酒精的热值，则该热值与实际酒精的热值相比　        　（选填“偏大”“偏小”或“不变”）

在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中，量取沙子和水时，要保证它们的质量　　；用酒精灯分别加热沙子和水，沙子和水的温度升高，　　能增加；如果采用升高相同温度，比较加热时间的方式，得到的图象应是甲、乙两种图象中的　　。

在“探究不同物质吸热升温的现象”时，用同一套器材分别加热质量相等的水和煤油，每隔一定的时间记录水和煤油升高的温度。

（1）调节好天平后，将薄壁铝桶放在天平左盘中，在右盘中加入砝码并移动游码，天平再次平衡时，所加砝码和游码的位置如图甲所示，则铝桶的质量为　　 $g$。

（2）砝码盒里剩有 $100g$、 $50g$、 $20g$、 $10g$、 $5g$砝码各一个，为了称量 $90g$的水，接下来的操作是：　　，

向铝桶中加水，直至天平再次平衡。

（3）在组装成如图乙所示的实验装置时，为保证用酒精灯外焰加热，应先调节好　　的高度，注意调节温度计的高度，使温度计的玻璃泡与液体　　。

（4）正确组装好器材后，给水加热，当水温达到 ${35}^{°}\text{C}$时开始计时，每隔 $0.5\mathit{min}$记录一次温度计的示数，并将数据记入下表。将铝桶中的水换成等质量的煤油，重复以上操作。

加热时间 $/\mathit{min}$		0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5
温度 ${/}^{°}\text{C}$	水	35	38	41	44	47	50
	煤油	35	41	47	53	59	65

①图丙是根据实验数据画出的水的温度随加热时间的变化图象，请在图丙中补画出煤油的温度随加热时间变化的图象。

②由图象可知，质量相等的水和煤油升高相同的温度，　　吸收的热量多。

③进一步分析图象发现：质量一定的水吸收的热量与升高温度的比值是相等的；质量相等的水和煤油，上述比值大小　　（选填“相等”或“不相等” $)$。

如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的 $A$、 $B$两种液体，用相同的装置加热：

（1）以从实验效果考虑，本实验选择　　（烧杯 $/$易拉罐）作为盛放液体的容器较好，实验中使用玻璃棒的目的是　　。

（2）两种液体吸收热量的多少可通过　　（液体升高的温度 $/$加热时间）比较。

（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的 $A$和 $B$两种液体，在升高相同温度时，　　 $(A/B)$吸收的热量较多；质量相等的 $A$和 $B$两种液体，在吸收相同热量时，　　 $(A/B)$升温较高。

（4）冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从 $A$或 $B$中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择　　 $(A/B)$

铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是：物体的温度升高（或降低） $1^{°}\text{C}$吸收（或放出）的热量。查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：

猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；

猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大。

同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约 ${20}^{°}\text{C})$均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表。

金属块	质量 $m/g$	比热容 $c/J{\left(\mathit{kg}{\cdot }^{°}\text{C}\right)}^{-1}$	末温 ${(}^{°}\text{C})$
铅	565	$0.13\times {10}^3$	34.3
铜	445	$0.39\times {10}^3$	47.2
铁	395	$0.46\times {10}^3$	48.1
铝	135	$0.88\times {10}^3$	40.9

（1）安装装置时应先固定线夹　　（选填“ $A$”或“ $B$” $)$；图乙温度计示数为　　 ${}^{°}\text{C}$。

（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属　　的杯中的水；热容量最大的是　　金属块。

（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是　　的。请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：　　。

（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：　　。

利用图示甲、乙装置（燃烧皿内燃料和烧杯内液体未画出），既可以比较不同液体的比热容，又可以比较不同燃料的热值。要求仅根据温度计示数的变化完成实验，则两个实验都需要控制相同的 $($　　 $)$

A．液体种类B．燃料种类C．液体质量D．燃料质量