Question

12．在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中．
（1）小丽和小明用一套器材做加热水和食用油的实验，如图甲所示，在组装器材时应先调节A（填A或B）的高度，调节它的高度是为了确保使用外焰加热．
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的测量工具是天平和秒表．
（3）在对实验进行反思后，他们认为原方案有需要两次加热耗时长等缺点，因此改进方案并设计了图乙所示的装置．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等．（答出一个即可）
（4）实验结束后，小明查表知道水的比热容为4.2×l0³J/（　kg•℃），则500g水温度升高20℃吸收的热量是4.2×10⁴　J；若这些热量由酒精完全燃烧获得，则至少要消耗1.3g酒精．（酒精的热值为3.0×10⁷J/kg）
（5）在受太阳照射的条件相同时，沿海地区昼夜温差比内陆地区小，这是因为水和干泥土相比，干泥土的比热容较小．

Answer 1

分析 （1）组装实验仪器是实验中的一个重要环节，应从最优化的角度去考虑，避免重复调整．
（2）实验需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；液体吸收相等的热量，升高的温度越高，液体的吸热能力越弱．
（3）分析图示实验，根据图示实验装置分析答题．
（4）根据吸收热量的公式 Q=cm△t；可求这些水吸收的热量；欲求需要多少酒精，就需要知道燃料放出热量的计算公式Q=qm，变形后代入数值即可求得；
（5）水的比热容较大，同样受热或冷却的情况下，吸收或放出相同热量，但水的温度变化比沙小．因此，在白天同样吸热时，沙子的温度升高的快，水的温度升高的慢；夜晚同样放热时，沙子的温度降低的快，水的温度降低的慢．

解答 解：（1）组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的B部分，这样可以避免重复调整；
（2）在同一个烧杯中称出质量相等的水和煤油，分别加热相同的时间，比较水和煤油升高的温度，得出结论．实验中需要测量水与煤油的加热时间，需要用到秒表；
（3）由图乙所示实验可知，实验用同一烧杯用“水浴法”对水与煤油同时加热，该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等；
（4）已知m=500g=0.5kg，△t=20℃，
由 Q=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×0.5kg×20℃=4.2×10⁴J；
由Q=q×m得：m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4.2×1{0}^{4}J}{3.0×1{0}^{7}J/kg}$=1.3×10^-3kg=1.3g；
（5）沿海地区水多；内陆地区水少、干泥土多．因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和干泥土比较，吸收相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差小．
故答案为：（1）A；确保使用外焰加热；（2）升高的温度；秒表；（3）该方案避免两次加热，用同一热源加热确保在相等时间内吸收的热量相等；（4）4.2×10⁴；1.3；（5）小；干泥土的比热容．

点评 “比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验．此实验不仅考查学生对基本过程的掌握情况，更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、提出问题的能力．要知道“水浴法”加热的优点．