Question

14．（1）小明利用如圖甲所示的裝置探究“水和沙子吸熱本領(lǐng)的大小”，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：

	質(zhì)量/g	升溫10℃所需時(shí)間/s	升溫20℃所需時(shí)間/s	升溫30℃所需時(shí)間/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

①物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)可以用比熱容（填物理量名稱(chēng)）來(lái)描述．
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，小明確定以下需控制的變量，其中多余的是B．
A．采用完全相同的加熱方式         B．酒精燈里所加的酒精量相同
C．取質(zhì)量相同的水和沙子           D．盛水和沙子的容器相同
③在此實(shí)驗(yàn)中，物體吸熱多少是由加熱時(shí)間決定的．
④分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：質(zhì)量相同的水和沙子，升高相同的溫度時(shí)，水吸收的熱量大于（填“大于”、“等于”或“小于”）沙子吸收的熱量．
（2）小聰也對(duì)“水和沙子的吸熱能力”進(jìn)行了探究．他選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質(zhì)量都是200g的沙子和水加熱（加熱效率也相同）．他們繪制出沙子與水的溫度隨加熱時(shí)間變化的圖象如圖乙所示．已知酒精的熱值是3.0×10⁷J/kg，加熱時(shí)酒精燈平均每分鐘消耗1g酒精． 則a圖（選填“a”或“b”）是水吸熱升溫的圖象．小聰也求出了沙子的比熱容為0.91×10³J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，它是表示物體吸熱本領(lǐng)強(qiáng)弱的物理量；
（2）探究物質(zhì)比熱容的大小需要控制的變量包括：吸收的熱量，不同物質(zhì)的質(zhì)量，加熱的時(shí)間和加熱的方式；
（3）水吸收熱量的多少不能直接觀察到，可以通過(guò)加熱時(shí)間的長(zhǎng)短間接反應(yīng)，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，水吸收的熱量越多；
（4）在比較不同物質(zhì)的吸熱多少時(shí)通常采用轉(zhuǎn)化法，即通過(guò)比較加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)間接判斷；
（5）在回答問(wèn)題時(shí)，要理解吸熱本領(lǐng)大的真正含義．相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，在同樣受熱的情況下，比熱容越大，吸熱本領(lǐng)越強(qiáng)，溫度變化越慢；否則越快．
首先根據(jù)圖象，得出加熱2分鐘時(shí)水的溫度，然后根據(jù)公式Q=cm•△t進(jìn)行計(jì)算．同時(shí)加熱2分鐘，水和沙子吸收的熱量是相同的，然后根據(jù)公式Q=cm•△t，代入吸收的熱量、質(zhì)量及升高的溫度，從而計(jì)算出沙子的比熱容

解答 解：
（1）物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)可以用比熱容來(lái)描述；
（2）用控制變量法進(jìn)行探究，因?yàn)橐�起溫度變化的因素是吸熱的多少、物質(zhì)的質(zhì)量、加熱時(shí)間和方式，與酒精燈里所加的酒精量無(wú)關(guān)，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤；
（3）在該實(shí)驗(yàn)中，用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短，反應(yīng)水吸收的熱量的多少；
（4）分析表中數(shù)據(jù)可知：相同質(zhì)量的沙子和水，在溫度每升高10℃的過(guò)程中，沙子所用的時(shí)間要小于水所用的時(shí)間；在加熱條件相同時(shí)，用的時(shí)間多，說(shuō)明吸收的熱量多，所以水吸收的熱量大于沙子吸收的熱量；
（5）圖a表示的是沙子吸熱升溫的過(guò)程；因?yàn)樯匙拥谋葻岜人�小，吸收相同熱量時(shí)，沙子溫度升得多．
由圖象知，水加熱2分鐘時(shí)的溫度是70℃．
Q_吸=c•m•△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）
=4.2×10⁴J；
因?yàn)橄嗤瑫r(shí)間內(nèi)酒精燈燃燒放出相同的熱量．
所以在2分鐘的時(shí)間內(nèi)，
Q_沙吸=Q_水吸
C_沙×0.2kg×（250℃-20℃）=4.2×10⁴J
解得：C_沙=0.91×10³J/（kg•℃）
故答案為：
（1）比熱容；（2）B；（3）加熱時(shí)間；（4）大于；  （5）a；0.91×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是比較物質(zhì)吸熱能力的方法，考查了學(xué)生對(duì)試驗(yàn)的操作能力，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)圖象分析問(wèn)題的能力，同時(shí)考查了有關(guān)熱量的計(jì)算及公式的變形運(yùn)用，以及對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析能力，我們要能夠根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出我們需要的知識(shí)，并能夠?qū)⑦@些知識(shí)應(yīng)用于生活，要注意物理實(shí)驗(yàn)中常常采用控制變量法．