Question

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

	質量/g	升溫10℃所需時間/s	升溫20℃所需時間/s	升溫30℃所需時間/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

①物質的吸熱本領可以用比熱容（填物理量名稱）來描述．
②設計實驗方案時，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．取質量相同的水和沙子           D．盛水和沙子的容器相同
③在此實驗中，物體吸熱多少是由加熱時間決定的．
④分析實驗數(shù)據(jù)可知：質量相同的水和沙子，升高相同的溫度時，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“水和沙子的吸熱能力”進行了探究．他選用了兩只完全相同的酒精燈分別給質量都是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）單位質量的某種物質溫度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量叫做這種物質的比熱容，它是表示物體吸熱本領強弱的物理量；
（2）探究物質比熱容的大小需要控制的變量包括：吸收的熱量，不同物質的質量，加熱的時間和加熱的方式；
（3）水吸收熱量的多少不能直接觀察到，可以通過加熱時間的長短間接反應，加熱時間越長，水吸收的熱量越多；
（4）在比較不同物質的吸熱多少時通常采用轉化法，即通過比較加熱時間的長短來間接判斷；
（5）在回答問題時，要理解吸熱本領大的真正含義．相同質量的不同物質，在同樣受熱的情況下，比熱容越大，吸熱本領越強，溫度變化越慢；否則越快．
首先根據(jù)圖象，得出加熱2分鐘時水的溫度，然后根據(jù)公式Q=cm•△t進行計算．同時加熱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、質量及升高的溫度，從而計算出沙子的比熱容

解答 解：
（1）物質的吸熱本領可以用比熱容來描述；
（2）用控制變量法進行探究，因為引起溫度變化的因素是吸熱的多少、物質的質量、加熱時間和方式，與酒精燈里所加的酒精量無關，所以B選項錯誤；
（3）在該實驗中，用加熱時間的長短，反應水吸收的熱量的多少；
（4）分析表中數(shù)據(jù)可知：相同質量的沙子和水，在溫度每升高10℃的過程中，沙子所用的時間要小于水所用的時間；在加熱條件相同時，用的時間多，說明吸收的熱量多，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程；因為沙子的比熱比水小，吸收相同熱量時，沙子溫度升得多．
由圖象知，水加熱2分鐘時的溫度是70℃．
Q_吸=c•m•△t
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）
=4.2×10⁴J；
因為相同時間內酒精燈燃燒放出相同的熱量．
所以在2分鐘的時間內，
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）加熱時間；（4）大于；  （5）a；0.91×10³．

點評 本題考查的是比較物質吸熱能力的方法，考查了學生對試驗的操作能力，同時考查了學生根據(jù)圖象分析問題的能力，同時考查了有關熱量的計算及公式的變形運用，以及對于實驗數(shù)據(jù)的分析能力，我們要能夠根據(jù)相關的實驗數(shù)據(jù)得出我們需要的知識，并能夠將這些知識應用于生活，要注意物理實驗中常常采用控制變量法．