题目内容

20．小明猜想“液体的密度ρ越大，其比热容C也越大”，他查到了一些液体的密度如表．
物
质		密度ρ
/kg•m-3		物
质		密度ρ
/kg•m-3
水1.0×103柴油0.8×103
煤油0.8×103汽油0.71×103
植物油0.9×103酒精0.8×103
由于不知道表中各种液体之间比热容的大小关系，需要用实验方法得到．
实验器材：铁架台（带铁圈）、石棉网、温度计、细线、火柴、烧杯、秒表、天平和砝码（以上每一种器材数量足够、规格相同）；火焰相同的酒精灯若干；加热功率相同的电热器若干只；密度表中所给出的各种液体足量．实验中，小明选取的三种液体分别是煤油、植物油和水．
（1）请完成以下实验要求：a．比较比热容大小的实验原理是：c=$\frac{Q}{m△t}$．
b．实验中要控制的变量是：保持液体的质量和升高的温度相同，再观察加热时间的长短来显示液体吸收热量的多少．
c．所以实验中通过加热时间的长短（或液体吸收的热量）来间接知道液体的比热容大小．
d．加热的设备有两种，分别是酒精灯和电热器，你认为选电热器好，理由这种热源产生的热量稳定．
（2）如果测量的结果与小明的猜想相矛盾，则测出的两个物理量大小关系会有很多种，请写出其中一种：△t煤油=△t植物油=△t水．
（3）如果小明选取煤油、酒精和水这三种液体做实验，会存在什么问题？答：酒精和煤油的密度相等，无法比较比热容和密度的关系．

分析 （1）要测量液体的比热容，根据c=$\frac{Q}{m△t}$测出液体吸收的热量、液体的质量和液体升高的温度；
实验时控制液体的质量和液体吸收的热量，通过液体升高的温度来判断液体的比热容；
要保证单位时间内吸收的热量相等，可以使用同一热源；
（2）小明的猜想是比热容和物质的密度有关．密度越大，比热容越大或者密度越小，比热容越小；比热容的大小是通过温度变化值的大小来体现出来的；
（3）要探究比热容和密度的关系，就要选用密度不同的物质，而酒精和煤油的密度是相同的，即使比热容不同，也不能得出比热容和密度有关的结论．

解答 解：（1）a、物质的比热容可以通过c=$\frac{Q}{m△t}$计算出来；
b、测量物质的比热容就要测出：液体吸收的热量、液体的质量和液体升高的温度．则实验中要控制的变量是：保持液体的质量和升高的温度相同，再观察加热时间的长短来显示液体吸收热量的多少．
c、因为加热时间的长短反映了物质的比热容，所以要通过加热时间的长短来间接知道液体的比热容大小．
d、要控制烧杯在单位时间内吸收的热量相等，可以使用热源最好是电热器，理由这种热源产生的热量稳定．
（2）比热容的大小是通过液体升高的温度来体现出来的，根据公式c=$\frac{Q}{m△t}$可知，吸收的热量和质量相同时，比热容小的升高温度大；只要举出升高的温度与密度无关就行，如升高温度的关系为△t煤油=△t植物油=△t水；
（3）要探究比热容和密度的关系，就要采用密度不同的物质，但酒精和煤油的温度密度是相等的，无法比较比热容和密度的关系．
故答案为：
（1）a、c=$\frac{Q}{m△t}$；b、加热时间；c、加热时间的长短（或液体吸收的热量）；d、电热器；
（2）△t煤油=△t植物油=△t水；
（3）酒精和煤油的密度相等，无法比较比热容和密度的关系．

点评 此题考查的是我们设计实验和灵活应用Q=cm△t的能力，以及控制变量法的应用；这种类型的题目是中考的一个热点，需要引起注意．

练习册系列答案
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次序 G/NF/N  h/m s/m W有用/J W总/J η
 1 2 2.1 0.1 0.1 0.2 0.21 95.2%
 2 2 1.2 0.1 0.2 0.2 0.24 83.3%
 3 2 0.9 0.1 0.3 0.20.27 74.1%
（1）将表格中第三次实验的数据补充完整；
（2）比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是有用功相同时，使用动滑轮做的额外功多；
（3）比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是绳子与滑轮之间的摩擦，使用滑轮组的优点是可以省力和可以改变用力方向．
（4）在实验3的装置下再加挂一只相同的钩码，装置的机械效率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）
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