初中物理内能实验题

(5分)为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：

(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示水和沙子       ．
(2)在实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目的是：       ．
(3)分析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，水吸收的热量     (选填”大于”或”小于”)沙子吸收的热量．
(4)可以推想，如果给质量相同的水和沙子加热相同的时间，则      (选填”沙子”或”水”)升高的温度会更高些.
(5)实验中，有些同学发现：刚开始加热时，情况与(4)的结论不符，你认为可能的原因是_   _ ．

请阅读下列材料，回答相关问题。

2020年4月24日，中国国家航天局宣布，中国行星探索计划以屈原的长诗“天问”命名，表达了中华民族对于真理追求的坚韧与执着。我国首次火星飞行任务命名为“天问1号”，将开启中国人探索“星辰大海”的伟大征程！

火星在我国古代被称之为“荧惑星”，是太阳系八大行星之一，直径约为地球的 $53\%$，质量约为地球的 $11\%$，火星表面 $g$约为 $3.7N/\mathit{kg}$，火星地表沙丘、砾石遍布，非常干燥，南北极有以固态的水和二氧化碳组成的冰盖。火星表面的大气密度大约只有地球的 $1\%$．火星表面平均温度约为 $-{55}^{°}\text{C}$，从冬天的 $-{133}^{°}\text{C}$到夏日白天的将近 ${27}^{°}\text{C}$，温差很大。火星表面的平均大气压强约为 $700\mathit{Pa}$，比地球上的 $1\%$还小。

（1）发射到火星的探测器，进入火星大气层后，若用降落伞减速，为保证减速效果，如果让你选择着陆点，应选择在地势　     　（选填“较高”或“较低”）的地方。火星探测器与地球之间是利用　        　来传递信息的。

（2）假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上　        　（选填“长”或“短”），原因是　        　。

（3）有人设想通过加热火星两极的冰盖获得液态水，从而减小地表温差这是利用了水的什么性质：　         　。

（4）在火星上水的沸点会比地球上液态水的沸点　         　（选填“高”或“低”）。

在下图所示的实验电路中，两个烧瓶完全相同，用两个相同的电热丝给质量相同的物质A和B加热，实验记录表如下：

时间/min	0	2	4	6	8	10
A的温度/℃	20	21	22	23	24	25
B的温度/℃	20	21.5	23	24.5	26	27.5

从记录数据表分析
（1）比较A、B物质的温度升高的情况，______的温度升高的较快，你认为出现这个现象的可能原因是由于_________________________。
（2）本实验中，将两电阻丝的连接改为并联是______（可行/不可行）的。

小红所在的实验小组，用如图甲、乙所示的装置探究比较“不同液体的吸热能力”。在两个相同烧杯中分别加入初温、质量均相同的水和食用油，用相同的电加热器加热直到它们各自沸腾（水的沸点为100℃，食用油的沸点为180℃）。

（1）在选择温度计时，有规格为“﹣2～102℃“和“0～200℃”的两种温度计，应选择量程为　       　的温度计，这样选择的原因是　                             　。

（2）实验中液体吸收的热量是由　           　（填“加热时间的长短”或“液体的种类”）来决定的。

（3）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知　     　（填“液体1”或“液体2”）是水。

加热时间/min	0	1	2	3	4	5
液体1的温度/℃	20	26	32	38	44	50
液体2的温度/℃	20	24	28	32	36	40

（4）用图丙的装置也可以完成本实验，在图甲、乙和图丙两种装置中，你认为图　　（填“甲、乙”或“丙”）装置的效果更好，原因是　                                   　。

小明在做“比较不同物质吸热的情况”的实验时，使用相同的电加热器分别给水和煤油加热。电加热器每秒放出的热量是一定的，可以用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。小明设计了下面的表格，并记录下实验数据。

煤油的质量m/kg	升高的温度Δt/℃	加热的时间t/min
0.1	10	1
0.2	10	2
0.3	10	3
水的质量m/kg	升高的温度Δt/℃	加热的时间t/min
0.1	10	2
0.2	10	4
0.3	10	6

分析实验数据，得出的结论是：
（1）同种物质升高相同的温度，质量大时，吸收的热量          。（选填“多”或“少”）
（2）质量相同的水和煤油，升高相同的温度时，                       。

如图甲是小东探究“不同物质吸热规律”的实验装置：

（1）两个相同的烧杯中装有　　相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热。

（2）根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量　　（填“相同”或“不相同” $)$，计算出煤油的比热容是　　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$。 $\left[c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)\right]$

小明上初中了，妈妈总是很早就起床给小明做早餐。为了让妈妈多睡一会儿，小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。为此小明进行了如下的探究：
小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的，而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。水和空气哪个的导热性能好呢？为此小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个就放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上。如图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：

时间/min	0	2	4	6	8	10	12	14	16	18
甲的示数/℃	70	60	53	47	42	39	37	35	34	33
乙的示数/℃	70	66	61	58	55	52	50	48	46	44

(1)对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们的__________（填物理量）相同。
(2)小明通过实验，得到的正确结论是__________________________________________________
(3)进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越_______的。小明想用“冷却速度”(用字母v代表)来定量表示冷却的快慢程度，请你给冷却速度下个定义：_____________________________叫做冷却速度。

在“探究水吸收的热量与哪些因素有关”的实验中，记录的实验数据如下表所示（在相同时间内物质吸收的热量相同）。

实验次数	质量m/kg	初温 t/℃	末温 t/℃	加热时间t/min
1	0.1	20	30	2
2	0.2	20	30	4
3	0.3	20	30	6
4	0.3	20	40	12
5	0.3	20	50	18

（1）该实验中，利用加热时间表示     。
（2）上表中     （填序号）三次实验，是探究水吸收的热量与水的质量是否有关。
（3）通过数据分析，水吸收的热量除了与质量有关，还与     有关。
（4）为了进一步探究，给一定质量的冰加热，利用实验数据描绘出冰的温度随时间变化的图像甲和乙，你认为正确的是    ；可见物质吸收热量的能力还与该物质的    有关。

（5）生活中人们利用水来取暖或制冷，就是利用了水的吸放热能力     （选填“强”或“弱”）的特点。

小华总结所做的物理探究实验发现：
（1）当要研究的物理量不易直接测量时，都要想办法把它们的大小间接表示出来，这种研究物理问题的方法叫转换法。

（1）如图：甲实验中小球动能的大小是通过观察比较物块B       反映出来的； 乙实验中水和沙子吸收热量的多少是用        （加热时间/温度计示数）来反映的。
（2）当要研究的物理量与多个因素有关时，都要采用控制变量法。
如图：甲实验研究小球动能的大小与速度的关系就要多次改变     的大小，同时控制小球的      不变；乙实验中只有物质的    不同，其他因素必须控制相同（例如烧杯的规格相同、水和沙的    相等、酒精灯加热方式相同等）。
（3）小敏想比较酒精和煤油的热值大小，请你帮她把乙实验进行改进，写出实验步骤：                                  。

小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

加热时间/min	0．5	1．0	1．5	2．0	2．5
温度/℃	水	2．0	4．0	6．0	8．0	10．0
沙子	4．3	7．9	15．2	18．4	21．5

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为      ℃．
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子   相同．
（3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线．
（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是      ．
（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q﹣△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值之比与对应水的      之比相等．

图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的图象。

（1）由图乙可知，海波的熔化过程经历了　    　min，图中B点的内能　   　（填“大于”“小于”或“等于”）C点的内能，”），第9min海波处于　     　（填“固态”“液态”或“固液共存态”），海波是　     　（填“晶体”或“非晶体）。

（2）海波全部熔化后撤掉酒精灯探究海波凝固时温度的变化规律。待温度计示数达到48℃后，经过较长时间凝固过程也没有结束，这是由于水的　    　较大，放热本领强，水温下降较慢造成的。撤掉水杯后，很快完成了实验，并根据实验数据绘制了图丙的图象，由此得出海波液体凝固过程中温度　    　（填“上升”“下降”或“不变”）。

如下图甲所示是探究物质吸热本领大小的实验装置，除烧杯中液体外其他完全相同：

（1）本实验采用的主要实验方法是_________法。
（2）为达到实验目的，对水和液体B的要求是：初温相同和_________相同。
（3）一段时间后，水沸腾了，此时温度计的示数如图乙所示，则水的沸点是_______℃，大气压强_________（填“大于”“等于”或“小于”）1个标准大气压。
（4）用图丙的装置也可以完成本实验，在甲、丙两种装置中，你认为________装置效果更好。
（5）为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时问和升高的温度，并根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如上图丁所示。如果已知乙的比热容是，则甲的比热容是_________J／（kg·℃）。

为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验：
a.在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
请解答下列问题：
（1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，存在错误的是步骤      （填写步骤前的字母），该步骤中错误的内容应改为                                      ；
（2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体                                  ；
（3）图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图像。若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体        温度升高得快，甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲      c乙。

某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。

（1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入 　     　mL的煤油。（ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，ρ _煤油＝0.8×10 ³kg/m ³）

（2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线 　     　（填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律，加热过程中，煤油的热值 　     　（缜"变大"、"不变"或"变小"）。

（3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比 　     　（填"大于""等于"或"小于"）煤油放出的热量与降低的温度之比。

如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置。用同一套装置，先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水。
(1)要完成该探究实验，除了图中所示的器材外，还需要的测量工具有天平和    。
(2)小明设计的记录数据的表格如下，分析表格可知：他是用      相同比较_____      的方法来完成探究实验的．

(3)实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×l0³ J/( kg.℃)，则500g水温度升高20℃吸收的热量是       J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗     g酒精。(酒精的热值为3.0×10⁷ J/kg)
(4)在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区     ，这是因为干泥土和水相比，     小。