初中物理热学实验探究专题

热学实验题一．探究改变内能的方法探究不同物质的吸热能力1．夏天中午海边的沙子热，海水却很凉；傍晚海边的沙子凉，海水却较暖和。对此，同学们提出如下猜想：可能是沙子吸热升温或放热降温都比水快，为了比较水和沙子吸热本领的大小。他们在实验前准备了火柴、酒精灯、烧杯、沙子、水、搅棒、铁架台、石棉网，除此之外，（1）还需要___温度计___、___停表___；实验时使用搅棒的作用是___使沙子和水能均匀受热。小明在两个相同的烧杯中分别装入等质量的沙子和水，用相同的酒精灯对其加热，（如右图）实验数据记录如下。（2）比较沙子和水吸热升温快慢的方法有二种：①_升高相同的温度比较热量的多少_；②__吸收相同的热量比较升高的温度的多少___。（3）探究过程中有部分同学提出猜想：可能是中午海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高，你认为上述猜想是否正确，请说明理由：_________不正确_如果按照海水蒸发吸收热量，所以温度低；而沙子不蒸发，所以温度高的说法,那么晚上海水温度低,沙子的温度高,这与事实不符合.（标准答案）当在傍晚时，海水仍在蒸发，仍在吸收热量，而海水的温度却比沙子的温度高（4）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量大于(大于／小于)沙子吸收的热量。（5）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)结论不符，你认为可能的原因是：水的导热性能好或沙子的导热性能不好。（6）由于物体吸收热量的多少不便用仪器测量，本实验中把吸收热量的多少转换成加热时间的长短。在探究活动中常用到这种方法（转换法）。运用这种方法设计一个方案来比较电磁铁磁性的强弱。_把电源，滑动变阻器，电磁铁开关串联起来，在不同的电流下，观察电磁铁吸引大头针的数目，就可以知道电磁铁的磁性强弱。__（7）如上图是小明和小华同学探究沙子与水吸热升温快慢的实验装置．设计实验方案时，他们确定以下需控制的变量，其中多余的是（D）A.取相同质量的沙子和水B.盛放沙子和水的容器相同C.采用完全相同的加热方式D.酒精灯里所加的酒精量相同3.有四位同学。为了研究物体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，分别盛有水和某种液体A，用同样的加热器加热，下表是他们的实验记录，根据实验记录回答下列问题：（1）。请将1号烧杯记录中漏的选项填上。（2）。此液体的比热容为_2100J/(千克.℃)___(3).比较1.2两杯的实验记录，得出的结论是__物体吸收热量的多少与其升高的温度有关。____(4).为了研究吸收热量与物质种类的关系，应选_2.4____进行比较烧杯号液体A质量（克）初温（℃）末温（℃）加热时间（分）1A200101422A200101843水100101844水2001018808大连）在“比较两种液体比热容的大小”实验中，提供的装有液体、发热电阻丝和温度计的烧瓶(各烧瓶完全相同；各烧瓶中的液体种类不同、质量相同；各烧瓶中发热电阻丝完全相同)若干，其他器材任选。(1)小明选用的两个烧瓶中分别装有A、B两种液体，选用的其他器材及实物连接图如图14所示。给A、B两种液体加热时，小明“先闭合S1和S2，后闭合S3，一段时问后，断开S3。”这样操作可保证加热时间_________，其目的是使两种液体______________。通过观察，发现A液体中温度计示数的变化量大，则_________液体比热容大。(2)小明将装有A液体的烧瓶换成装有C液体的烧瓶，将装有B液体的烧瓶换成装有D液体的烧瓶。其他器材及实物连接关系不变，又做了一次实验。他“先闭合S1和S2，后闭合S3，发现C液体温度升高得快，一段时间后，断开S1，同时记下C液体中温度计示数的变化量△t。又过了一段时间，当D液体中温度计示数的变化量也等于位时，断开S2。”因为_________液体加热时间短，所以_________液体比热容小。(1)相同(1分)；吸收的热量相同(1分)；B(1分)(2)C(1分)；C(1分)4.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，他得到如下数据：（1）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：同种物质升高相同的温度时，可以得出的吸收的热量的多少与_质量____有关。（2）分析第1、3次或2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：_质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同的___物质次数质量m/kg升高的温度△t/℃加热的时间t/min水10.110220.2104煤油30.110140.21025.（09·沈阳）如图14甲所示是教科书上提供的“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置。实验方法是：用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热，在吸收热量相同时，通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。小雨经过分析思考，将实验装置加以改进，如图乙所示。(1)与图甲的实验装置相比，图乙的优点是：更容易控制___________相同。(2)图乙的实验操作中存在一处错误：没有控制________相同。答案：（1）食用油和水吸收的热量（2）食用油和水的质量6.（09·包头）某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。为了保证实验结论的可靠，他实验时组装了如图8所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见右表）。（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定的位置，再调整固定的位置（选填“A”或“B”）。（2）为保证实验结论的可靠，在实验中还应控制的相同的量有：、（3）通过表中记录本的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是。（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、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的热值。你认为他的计算结果可靠吗？，利用此实验方法计算出的热值将比真实值（偏大/偏小）。为什么？。答案：（1）BA（2）水的质量煤油和菜籽油的质量（3）煤油（4）不可靠偏小煤油和菜籽油不可能完全燃烧，且有热量损失（容器，石棉网铁圈等要吸热，水、容器等向周围环境散热，故无法准确计算燃料的热值）7．（10分）小明和他的弟弟赤脚跑到海滩边，他们发现沙子烫脚，而海水却不热，弟弟问这是为什么？小明为了让弟弟明白其中的道理，于是从海边取了一些沙子带回家和弟弟一起进行探究实验在相同的水杯中分别装上了100g的水和沙子，让太阳光同时照射，用温度计测出它们的温度，并用秒表记下了温度升高所对应的时间，记录的数据如下表照射时间（min）0246810温度(oC)水2626.727.528.128.629.0沙子2627.830.532.133.633.6(1)请你认真分析数据，总结结论；相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度一般（2）我们在上新课时，在探究“物质吸热能力”的问题上引入了一个概念（3）（4分）请你帮助小明给他的弟弟解释“沙子烫脚，而海水却不热”的原因？8．赵越同学为了探究物体温度升高与吸收热量的关系．进行了如下实验：器材：两个相同的烧杯、两只温度汁、相同质量的水和煤油、洒精灯2个、铁架台等探究过程：将分别盛有相同质量的水和煤油的烧杯在铁架台上组装好．用相同的酒精灯加热，用温度汁分别测量水和煤油的温度．得到如下实验数据时间／min0123456……水的温度／℃25262728293031……煤油的温度／℃25272931333537……分析实验数据你能得到哪些结论？（写出两条即可）（1）_相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是相同的或_相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是不同的。或相同质量的同种物质，温度升高得越高，吸收的热量越多。_____（2）不同物质，吸收相同热量，比热容大的温度变化小。比热容小的温度变化大。_______50.(2010，哈尔滨，5分)同学们在做“比较水和沙子的吸热能力”实验的场景如图所示，他们说该实验有两种探究方法。(1)实验方法一的设计如图中所示：①在实验中，加热相同的时间目的是＿＿＿＿；②请你指出该同学的设计思路和实验装置中的错误和不足。(2)请你设计出第二种实验方法：①写出该实验方法所需要的测量仪器＿＿＿＿；②请写出设计思路。答案:(1)①使水和沙子吸收相等的热量②错误是：没有控制水和沙子质量相等、初温相同。不足是：没有测量水和沙子温度的仪器。（2）①天平温度计（秒表）②在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热至相同的末温，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力。（在两个相同的金属盒内，加入初温与质量均相同的水和沙子，用酒精灯加热，使其升高相同的温度，比较加热时间，就能比较它们的吸热能力）3.小明想用水和酒精的凝固点不同的物理知识，将酒精从水和酒精的混合物中分离出来，在冷冻了很长时间后却没有如愿以偿，就此现象你能提出的问题：_为什么不能用凝固的方法把酒精从不当中分离出来。合理的猜想：可能是混合后的混合物有了一个新的共同的凝固点。4．如图l9所示是小华同学组装的“人造雪”装置．所用的器材有铁架台(底座、铁圈、铁夹、横杆)、锥形瓶、酒精灯、棉线、碘粉等．(1)器材组装过程中，铁圈的位置是根据____________高度固定的．(选填“酒精灯”、“酒精灯及其火焰”、“锥形瓶”或“铁架台”)(2)实验中观察的对象是______碘粉____．(3)实验中观察到的现象是_____碘粉先变成紫色的碘蒸气，后来又变成固态的碘_．(4)实验中碘发生的物态变化是____先升华后凝华_______．二．用温度计测温度及观察水的沸腾现象１．根据研究液体沸点与气压关系的实验，回答下列问题：（1）用酒精灯将烧瓶中的水加热至沸腾，如图a所示，在水沸腾过程中，温度计的示数_不变____（填变大、变小或不变），此温度即为水的_沸点____．水沸腾时看到瓶口周围有大量的白气，在白气形成过程中，发生的物态变化是__汽化_____和__液化____．（2）待水沸腾后，移去酒精灯，水停止沸腾．过一会儿，将注射器接到烧瓶口上，如图b所示，然后向外拉注射器活塞，会看到的现象是___烧瓶中的水又沸腾了__．此实验说明___水的沸点与压强有关，_压强越小，水的沸点越低.3.1、小华所在小组的同学为了研究水的沸腾，取了200g的水加热，下表是他们记录的有关数据。时间/min0123456789水温/℃90929496979899999999（1）加热前水的温度如图所示，把烧杯中的水加热至沸腾，水需要吸收的热量为68040J。（假设加热过程中水的质量不发生变化）（2）下图中，表示水沸腾时的图是D。（3）根据表中数据分析可知，水在沸腾时的特点是。（4）小华发现，水从开始加热到沸腾这段时间过长。如果要适当缩短实验时间，则可行的一种方法是。（5）试分析水的沸点不是100℃的可能原因（写出一种即可）温度计的使用。1.实验室温度计放入热水中液柱会先下降后上升吗？猜想：___可能会____依据：__玻璃泡先受热膨胀，体积变大，液体回落液柱下降，然后液体受热膨胀液柱上升___。2.同样长度的铜片和铁片铆在一起，当温度变化时这样的双金属片就会弯曲。提出问题：_为什么会弯曲__猜想：_可能不同金属受热相同膨胀程度不同____大胆将其应用在生活中：可制造固体温度计。或温控开关。3..图8是某同学用体温计测热水温度(70℃左右)的示意图.请你指出他在实验中的错误：（1）____________________________；（2）____________________________；（3）____________________________；【解】（1）温度计量程太小(或体温计量程小于被测热水温度)（2）玻璃泡没有全部浸入被测液体(或水)中（3）读数时视线没有与温度计中液柱的上表面相平图16是“探究海波晶体熔化时温度随时间变