1．知识与技能

(1)通过探究认识同种物质的质量与体积成正比，比值一定；不同物质的质量与体积的比值不同；

(2)知道密度的定义、公式和单位，理解密度的物理意义，会查密度表；

她们在一个量筒里放入50g干燥的“黄土”，先倒人250mL清水，接着每次加入50mL清水配制成不同的泥沙水，并分别测出不同泥沙水的体积。她们的有关实验数据见下表。

序号	泥沙质 量/g	水的体 积/cm3	泥沙水的 体积/ cm3	泥沙水的质量/g	含沙量 /kg·m-3	泥沙水的密 度/ kg·m-3
1	50	250	276	300	181．16	1．087
2	50	300	324	350	154．32	1．080
3	50	350	375	400	133．33	1．067
4	50	400	425	450	117．65	1．059

(1)分析表中有关数据，你认为泥沙水的含沙量和泥沙水的密度有什么关系?

(2)研究小组发现，她们的实验可以测得“黄土”的密度。请你根据数据计算出“黄土”的密度，并作必要的说明。

[趣味物理]

水的反常膨胀

　　 在北方，冬季湖水结冰总是从湖面开始，这种现象你不感到奇怪吗?因为寒冬降临，冷空气从上方来冷却湖水，假如水总是热胀冷缩，湖水会形成对流，使全部湖水都降到0℃而结冰，实际情况为什么不是这样呢?

　　 原来，水的热膨胀有它的特殊性。水在4℃以上，跟一般的物体一样，是热胀冷缩的，但在0℃到4℃之间却是热缩冷胀的，因此，4℃的水无论温度升高或降低，体积都要增大，密度都要减小．也就是说，水在4℃的时候，密度最大。

　 现在我们分析湖水结冰的情况。气温下降时，湖面的水温度也要降低。在4℃以上时，由于热胀冷缩，湖面温度较低的水，密度较大?要下沉；底部温度较高的水，密度较小，要上升，这样，湖面较冷的水和底部较暖的水，它们的温度很快就会达到一致了。湖面的水，当温度降低到4℃以下时，由于热缩冷胀，密度反而减小，不再下沉，也就不再形成对流了。因此，湖面冷却而结了冰，而底部水的温度仍然可以保持4℃，鱼类仍旧可以自由自在地游来游去。

(1)他们取5L黄河水，测得它的质量为5.01 kg，请你求出黄河水的密度。

(2)小组讨论认为黄河水中泥沙质量的多少与河水的多少有关。他们把单位体积的黄河水中含有泥沙的质量，叫做黄河水的含沙量，用字母工表示。

请你写出黄河水含沙量的计算公式；并说明公式中各物理量是什么。

(3)研究小组经过反复试验，最后测得比较可靠的黄河水的含沙量为1．88kg/m³。他们的经验是：实验所取的黄河水至少要有几升，水少了实验误差太大。

①你认为研究小组量取黄河水，最好选用　　 (　　 )

A．50mL量筒　　 B．100mL量筒　　 C．100mL量杯　　 D．500mL量杯

②研究小组从5L黄河水中分离出泥沙并进行了干燥。要测这些泥沙的质量，最好选用　　 (　　 )

A．量程5N的弹簧秤　　 B．量程100g的天平　

C．量程1kg的天平　　　 D．量程5kg的案秤

25．将装有热奶的奶瓶放入室温的水中，图容器中的水温约为20℃，热奶约为90℃，经过一段时间，再测量一下容器的温度和奶瓶中热奶的温度均为40℃。试在坐标系中分别画出容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度随时间变化的大致图象。

[趣味物理]

　　　　　　　　　　　　　 比热的测定

如果在热传递过程中没有热损失，那么高温物体放出的热量总等于低温物体吸收妁热量，即Q_吸＝Q_放在某一系统中，若参与热传递、热交换的物体有多个，那就将吸热物体各自吸收的热量相加，记作Q_吸总，即Q_吸总＝c₁m₁t_l+c₂m₂t₂…+c_nm_nt_n，将效热物体各自放出的热量相加，记作Q_放总，即Q_放总＝c^'₁m^'₁t^'_l+c^'₂m^'₂t^'₂…+c^'_Rm^'_Rt^'_R，它们之间应满足Q_吸总＝Q_放总。此式称作热平衡方程。

我们可根据热平衡方程，利用混合法测定物质的比热容。Q_吸总＝Q_放总是在没有热损失的条件下才成立的，故在将吸热物体和放热物体混合时，应尽量减少热损失。量热器是利用混合法测物质比热容的常用实验仪器，在构造上考虑尽量防止热传递。

量热器是由一个大筒(常用胶木或玻璃制成)、一个小筒(常用铝或铜制成)，木支架、筒盖(常用胶木或塑料制成)组成。筒盖上有两个小孔，可插入搅拌器和温度计。小筒放在大筒内的木支架上，而且大小筒之间留有空际，支架和大筒选用热的不良导体，这样可防止热传导散热。将筒盖盖紧可防止对流散热，大小筒表面光亮可防止辐射散热。

用混合法测金属比热容的具体做法是先用天平称出金属块的质量m₁，用线拴好金属块，然后放入装有沸水的容器中加热，此时金属块的温度为t₀₁；再用天平称出量热器小筒和搅拌器质量m₂，小筒内装的水的质量m₃，小筒及水的共同初t₀₂＝t₀₃，小筒的比热容为c₂，水的比热容为ca，将金属块从沸水中迅速拿出，立即放入小筒里的水中，并把盖盖好，用搅拌器搅动，使水和金属块的温度很快变得相同，再读温度计示数，它即是混合后共同温度t。在此过程中，水和量热撂小筒及搅拌器吸热。Q_吸＝[c₂m₂(t一t₀₂)+c₃m₃(t一t₀₃)]，金属块放热，Q_放＝c₁m_l(t₀₁-t)。由于热损失很小，可忽略不计，则Q_吸＝Q_放，即c₁m_l(t₀₁-t)＝c₂m₂(t₀₂-t)+c₃m₃(t₀₃-t)得：c₁＝[c₂m₂(t一t₀₂)+c₃m₃(t一t₀₃)]／m₁(t₀₁-t)。

用混合法还可以测像酒精火焰和火炉内这种不易直接测量的温度。只要找一个已知比热容的铁块(或铁球)放入火炉内加热较长时间，使铁块与炉内温度相同，然后迅速拿出铁块放入量热器小筒水中，按上面的做法，即可计算出铁块的温度，这就是火炉内温度。

24．两个等体积的铜球，初温相等，让它们降低相等的温度，甲球放出的热量是乙球的2倍，能否判断出甲、乙两球谁是空心的？

24．小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏，两人设计并做了一个实验。他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。　　

(1)为保证实验的准确性，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、水的初温相同、环境因素相同和　　 相同。　　

(2)按照计划操作，小明和小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中：

分析上表数据可知：他们实验时的室内温度是　　 ℃。经过40min后，泡沫塑料包的烧瓶水温降低了　　 ℃；而棉絮包的烧瓶水温降低了　　 ℃。由此可以得出的实验结论是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)除了采用相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据你还可以采用　　 方法来比较这两种材料的保温性能。

23．在相同的加热条件下，对质量为m₁、比热容为c₁的物体A和质量为m₂、比热为c₂的物体B均匀加热；物体A、B的温度随加热时间的变化情况如图所示，根据图象分析可推断出正确的结论是 (　　 )

A．若c₁=c₂，则m₁<m₂　　 B．若c₁>c₂，则m₁>m₂

C．若m₁=m₂，c₁<c₂　　　 D．若m₁<m₂，则c₁>c₂

22．为了研究物质的某种特性，某小组的同学先做如下实验：他们在甲、乙两只完全相同的烧杯中分别放入100g和200g的温水，实验时，让它们自然冷却，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况。记录数据分别如表一、表二所示。(设甲、乙两杯水每分钟放出的热量相等)　

表一　　 m₁=100g　　　　　　　　　　　　　　 表二　　 m₂=200g

(1)分析比较表一和表二中的数据可知，实验时，两杯水所处环境的温度是　　 的(选填“相同”或“不同”)。

(2)分析比较表一(或表二)中第一行和第三行的数据及相关条件，可得的初步结论是：　　　　　　　　　 ，放出的热量与降低的温度成正比。

(3)分析比较表一和表二中的第三列、第四列、第五列等数据及相关条件，可得出的初步结论是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　。

星级提速★★★

21．为了比较水和煤油的比热容，小亮在家里做了下面的实验：

在两个相同的塑料瓶内分别放入质量相等，初温都是室温的水和煤油。在瓶口扎上气球，将它们同时浸入热水中，如图所示。　

(1)观察到的现象是：　　 瓶口的气球膨胀得大些。

(2)气球膨胀的大小决定于水和煤油　　 。

(3)要使两气球膨胀的大小相同，应对　　 加热的时间长些。

(4)此实验表明　　 比　　 的比热容大些。

20．质量相等的金属块A和B，放在沸水壶中煮10min后取出，马上分别投入质量相同、温度也相同的两杯水里，到两杯水的温度不再升高时，测量发现放A的水温高于放B的水温，则　　 (　　 )

　 A．金属块A的比热大　　　　 B．金属块A原来的温度较高

　 C．金属块A有较多的热量　　 D．金属块A有较好的导热性