Question

（2012?青岛模拟）运用知识解决问题：
（1）夏天烈日下，小明同学光着脚在海边玩．由于水的比热容比沙子的

大

，因此在相同情况下，沙子的温度变化比海水的

大

．所以，小明踩在沙滩上感到烫脚．
（2）请在图1中画出反射光线并标明反射角的大小．
（3）在图2中画出入射光线经凹透镜折射后的光线．
（4）200g的水，放出8.4×10³J的热量，它的温度降低了

10

℃．

Answer 1

分析：（1）据比热容的计算公式Q=cm△t可知，相同质量的水和气体物质比较时，若吸收相同的热量，由于水的比热容最大，故水的温度变化最小；
（2）根据光的反射定律作图：反射光线、入射光线、法线在同一平面内，反射光线和入射光线分居法线的两侧，反射角等于入射角．入射光线与镜面成40°，故入射角是50°，所以反射角也是50°．
（3）对于凹透镜来说其对光线是发散的，即平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散，其发散光线的反向延长线过凹透镜另一侧的焦点；故再根据光路的可逆性可得出，若入射光线的延长线过凹透镜另一侧的焦点，则该光线经过凹透镜后会成为平行光线．
（4）根据公式Q=Cm△t，可得△t=

Q

Cm

，故把题目中的数据代入公式即可得出答案．

解答：解：（1）在夏天的烈日下，沙子和水吸收的热量是相同的，由于水的比热容最大，故相同质量的水和沙子相比较的情况下，沙子的温度变化要比海水的温度变化大，所以小明踩在沙滩上感觉烫脚．
（2）先过反射点垂直反射面作出法线，并求得入射角为50°，所以反射角也为50°；
再在法线的另一侧根据反射角等于入射角作出反射光线，标出反射角，如图：

（3）据平行于主光轴的光线经过凹透镜后会发散，其发散光线的反向延长线过凹透镜另一侧的焦点，同时结合光路的可逆性可做成该光路图，答案见下图：

（4）根据公式Q=Cm△t可得：△t=

Q

cm

=

8.4×103J

4200J/(kg?℃)×0.2kg

=10℃
故答案为：（1）大；大；（2）答案见上图；（3）答案见上图；（4）10；

点评：该题考查了水的比热容的应用、光的反射和有关光路图的做法及热量的计算，是一道综合题．