Question

20．如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控制变量法；
（2）为达到实验目的，对水和液体B的要求是：初温相同和质量相同．
（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99℃，大气压强小于（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，你认为丙装置效果更好．
（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，分别记录加热时间和升高的温度，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象，如图丁所示．如果已知乙的比热容是2.8×10³J/（kg•℃），则甲的比热容是2.1×10³J/（kg•℃）．

Answer 1

分析 （1）当一个物理量跟多个影响因素有关时，我们通常只改变其中的某一个因素，而控制其余的因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，这种研究问题的方法叫控制变量法．
（2）要比较不同物质吸热能力的强弱，要保证电阻丝产生的热量相等，这就要控制：甲、乙电阻丝的阻值相等、通电电流与通电时间相等、两种液体的质量与初始温度相等；
（3）一标准大气压下水的沸点是100℃，然后根据沸点跟气压有关，气压越高，沸点越高进行判断．
（4）根据吸收相同的热量上分析．
（5）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知在质量和吸收热量相同时，比热容和温度的变化值成反比，据此求出甲的比热容．

解答 解：（1）对水和液体分别加热，使它们的初温、质量均相同，并吸收相同的热量，比较温度计的示数，示数越小说明吸热能力强；所以在比较不同物质的吸热能力时，要采用控制变量法；
（2）根据丙图可知，两个电阻丝的阻值必须相等，则相同时间内产生的热量相同，实验时还要使这两种不同物质的初温和质量都相同；
（3）如图，水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持99℃不变，所以水的沸点是99℃．
一标准大气压下水的沸点是100℃，沸点跟气压有关，气压越低，沸点越低，所以此时大气压小于1标准大气压．
（4）甲采用酒精灯加热，很难控制火焰一样，而丙中采用相同电阻丝，串联即可保证电流与通电时间相等，因此丙装置效果更好．
（5）根据Q_吸=cm（t-t₀）可知在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比．
我们可以取相同的加热时间4min，用相同的酒精灯加热4min，甲和乙吸收的热量就是相同的，甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃，乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃，据Q_吸=cm（t-t₀）得：c_甲m△t_甲=c_乙m△t_乙，甲的比热容c_甲=$\frac{30℃}{40℃}$×2.8×10³J/（kg•℃）=2.1×10³J/（kg•℃）．
故答案为：（1）控制变量法；（2）质量；（3）99；小于；（4）丙；（5）2.1×10³．

点评 本题侧重考查了控制变量法和转化法的应用，这两个方法是初中物理中最重要的两种方法，也是常考的内容，一定要注意掌握好．