Question

17．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线．

加热时间/min		2	4	6	8	10
升高的温度/℃	水	3	18	33	48	58
	沙子	10	65	85	165	210

（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为18℃．
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子吸收的热量相同．
（3）请利用表中数据在图乙中作出表示沙子升高的温度随时间变化规律的图线．
（4）仔细观察记录数据并分析；
一开始的2分钟，水和沙子升温都很慢，其主要原因是铁圈、石棉网、容器要吸热，后来水和沙子才从容器底部吸热；
4分钟-6分钟时，水温上升正常而沙子升温突然变慢，其主要原因是沙子子未搅拌，受热不匀；
最后8分钟到10分钟，水和沙子升温都逐渐减慢主要原因是_水和沙子温度升高后与环境温差越大向空气散热越快，故升温变慢；
（5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q-△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的质量之比相等．

Answer 1

分析 （1）使用温度计测量液体温度时，先要弄清楚温度计的量程和分度值，读数时视线与液柱最高处所对刻度相垂直，并注意区分温度是零上还是零下．
（2）为了使水和沙子在相同时间吸收相同的热量，实验中，要用两个火焰相同的酒精灯，分别给水和沙子加热；
（3）在图象中找出表格中的数据所对应的点，然后用平滑的曲线连接；
（4）分析加热的实际情况判断温度变化特点的原因；
（5）根据Q=cm△t可知，Q=k△t中的k=cm，据此推导得出结论．

解答 解：（1）由图知：温度计的分度值为1℃；“20”在“10”的上方，液柱最高处在两者之间，所以显示的温度高于0℃，为18.0℃．
（2）小杰选用了两个火焰相同的酒精灯，分别给水和沙子加热，这样做的目的是使水和沙子在相同时间吸收相同的热量；
（3）水升高的温度随时间变化规律的图线如图：

（4）由于开始铁圈、石棉网、容器要吸热，后来水和沙子才从容器底部吸热，所以一开始的2分钟，水和沙子升温都很慢；
4分钟-6分钟时，此时铁圈、石棉网、容器温度都已正常，水吸热对流升温，而沙子没有搅拌，不能形成对流，所以沙子的温度变化突然减慢；
最后8分钟到10分钟，水和沙子的温度都已很高，此时向外界散热也加快，所以升温都逐渐减慢；
（5）根据Q=cm△t可知，Q=k△t中的k=cm，则有k₁=cm₁，k₂=cm₂，
因为$\frac{{k}_{1}}{{k}_{2}}$=$\frac{c{m}_{1}}{c{m}_{2}}$，所以$\frac{{k}_{1}}{{k}_{2}}$=$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}$，即这两条直线的k值与对应水的质量之比相等．
故答案为：（1）18；（2）吸收的热量；（4）铁圈、石棉网、容器要吸热，后来水和沙子才从容器底部吸热；沙子子未搅拌，受热不匀；水和沙子温度升高后与环境温差越大向空气散热越快，故升温变慢；（5）质量．

点评 本题考查的是温度计的使用方法、比较物质吸热能力的方法，绘图能力、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，属于中考中的常见题型．