Question

8．为了比较水和沙子的吸热能力，小明做了如图所示的实验：用两个相同的易拉罐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加热，实验数据记录如表．

	质量/g	温度升高10℃所需要的时间/s	温度升高20℃所需要的时间/s	温度升高30℃所需要的时间/s
沙子	30	64	89	124
水	30	96	163	220

（1）如图所示，调试实验器材合理的顺序是先B后A（选填“先A后B”或“先B后A”），从物理学的角度分析，用易拉罐的好处是易拉罐的传热性能好、不易暴裂、节能．
（2）实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收的热量．用搅拌棒不停地搅动水和沙子，其目的是使水与沙子均匀受热．
（3）分析表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量大于　沙子吸收的热量（选填“大于”或“小于”）；实验时小明还发现加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高些．由此可以断定吸热能力较强的是水（选填“沙子”或“水”）．
（4）质量相等、初温为t₀的水和沙子，加热相同时间后（不计热损失），分别读出温度计示数为t_水、t_沙子，则沙子比热容的表达式c_沙子=$\frac{{c}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{沙子}-{t}_{0}}$（已知水的比热容是c_水）

Answer 1

分析 （1）为了保证用酒精灯外焰给烧烧杯加热，同时为了保证温度计能完全浸在水中，且不能碰到容器壁，应先固定下边装置，再固定上边；铝比玻璃的导热性能好；不容易爆裂；
（2）为使物体充分受热应用搅拌棒搅匀；沙子和水吸热的多少无法判断，但通过使用采用相同的加热方法，即可通过加热时间判断物体吸收热量的多少；
（3）分析表中实验数据，根据实验数据分析答题．
（4）加热相等时间，水与沙子吸收的热量相等，应用热量公式分析答题．

解答 解：（1）在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；
从物理学的角度看，用易拉罐而不用烧杯做容器的好处有传热性能好、不易暴裂、节能等；
（2）用相同的酒精灯对水与沙子进行加热，相等时间内水与沙子吸收的热量相等，可以用加热时间的长短来表示物质吸收的热量．
用搅拌棒不停地搅动水和沙子，其目的是使水与沙子均匀受热．
实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目的是使其受热均匀；
（3）由表中实验数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水的加热时间长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量；
加热相同的时间，水与沙子吸收的热量相等，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高些，由此可以断定吸热能力较强的是水．
（4））加热相等时间，水与沙子吸收的热量Q相等，由热量公式Q=cm△t可知：
c_水m（t_水-t₀）=c_沙子m（t_沙子-t₀），则沙子的比热容：c_沙子=$\frac{{c}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{沙子}-{t}_{0}}$；
故答案为：（1）先B后A；易拉罐的传热性能好、不易暴裂、节能；（2）吸收的热量；使水与沙子均匀受热；（3）大于；水；（4）$\frac{{c}_{水}（{t}_{水}-{t}_{0}）}{{t}_{沙子}-{t}_{0}}$．

点评 本题考查的是比较物质吸热能力的方法，考查了学生对试验的操作能力，以及对于实验数据的分析能力，我们要能够根据相关的实验数据得出我们需要的知识，并能够将这些知识应用于生活，以及物理实验中常常采用控制变量法．