Question

11．运用知识解决问题：
（1）夏天阳光明媚的中午，海边沙滩热的烫脚，而海水却是凉的，这是因为水的比热容较大，在同样的阳光照射下，水和沙滩吸收的热量相同（相同、不同），在质量也相同时，水的温度升高得慢，所以沙滩烫脚而海水却是凉的．
（2）请在图1中完成光路．
（3）给质量为200g的水加热，温度与加热时间的关系图象如图2所示，求水在前4分钟内吸收的热量．
（写出计算出过程）

Answer 1

分析 （1）水的比热容大，在吸收和放出相同热量，温度变化小．
（2）平行于主光轴的光线经凹透镜折射后的光线的反向延长线过焦点；射向焦点的光线经凹透镜折射后，将平行于主光轴．
（3）可根据图象得出水加热4分钟后水的末温，则可得出水温度的升高值，又知道水的质量，再利用吸热公式求水吸收的热量．

解答 解：（1）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，水的温度变化比沙小．因此，在受太阳照射条件相同时，海水比沙滩的温度低．
（2）射向焦点的光线经凹透镜折射后，将平行于主光轴，如图：

（3）由图可知：水的初温是20℃，加热4分钟后水的末温是100℃，
则水吸收的热量：
Q_吸=c_水m_水（t_水-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×0.2kg×（1000℃-20℃）=5.72×10⁴J．
故答案为：（1）比热容；相同；慢；
（2）如上图：
（3）水吸收的热量是5.72×10⁴J．

点评 本题考查水的比热容、吸热公式以及光路图，考查的知识点比较多，主要考查学生对所学物理知识点的综合应用能力．