焦耳定律与比热容的对比实验

1、这两个实验有的知识点是交叉的，考察的到底是哪个知识点，怎么判断吸收和放出的热量，哪个实验应控制液体的种类相同，哪个实验应控制加热器的功率（或酒精灯的功率）相同一解答题（共7小题）1（2015江西模拟）某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是A采用完全相同的加热方式B酒精灯里所加酒精量相同C取相同质量的水和另一种液体D盛放水和另一种液体的容器相同（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是，这表明实验时的大气压强（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压（3）而另一种

2、液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力（选填“相同”或“不同”）2（2015阳山县模拟）为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了如下图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：质量/g升高10所需要时间/s升高20所需时间/s升高30所需时间/s沙子306489124水3096163220（1）在此实验中采用了转换法的思想，用加热时间的长短来表示物质，请再列举一个类似思想的实验：（请仿造上面的句式填）（2）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子

3、，升高相同的温度时，水吸收的热量（大于/小于）沙子吸收的热量（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， （沙子/水）升高的温度更高，所以白天在海边会吹（海风/陆风）（4）有一次小明在白天进入森林游玩时迷了路，经过思考，他（顺风/逆风） 走了下去，终于走出了森林3（2015株洲模拟）小刚为比较A、B两种液体的吸热本领，组装了如图所示的装置他用完全相同的铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计各两个进行实验（1）实验应控制：两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、相等（2）给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当相同时，温度升高较多的液体其比热容较（3）在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高

4、20时，A液体需加热5min，B液体需加热10min，则液体的比热容较大4（2015余庆县模拟）为了比较水和煤油吸热升温的特点（装置如图所示），小明设计了如下实验步骤：A在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；B用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C用完全相同的两酒精灯加热相同时间；D用温度计分别测出水和煤油的末温请回答：（1）步骤A中存在的错误是：，应改为；（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油；（3）步骤是为了比较水和煤油升高的温度5（2015河北模拟）为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，有四组同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加

5、热，下表是他们实验记录，根据记录回答下列问题烧杯号液体质量（g）初温（）末温（）加热时间（分）1水200202882水100202843煤油200202844煤油20020242（1）分析和1、2次实验数据可以得出的初步结论是：（2）分析第3、4次实验数据可以得出的初步结论是：（3）分析1、3次实验数据得出初步结论：（4）物质吸热多少与有关6（2015衡阳）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变（1）实验中通过的变化来比较电流通过电阻丝产生

6、的热量的多少（2）甲装置可探究电流产生的热量与的关系（3）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与的关系（4）甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多7（2015淄博）小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大（1）通电一段时间后，小明发现烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越，产生的热量越多（2）本实

7、验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制及相同；还使用了转换的科学性，实验中采取的措施是（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理2015年12月01日1425225的初中物理组卷参考答案与试题解析一解答题（共7小题）1（2015江西模拟）某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图所示的装置（1）在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是BA采用完全相同的加热方式B酒精灯里所加酒精量相同C取相同质

8、量的水和另一种液体D盛放水和另一种液体的容器相同（2）加热到一定时刻，水开始沸腾，此时的温度如图丙所示，则水的沸点是97，这表明实验时的大气压强小于（选填“大于”、“小于”或“等于”）一个标准大气压（3）而另一种液体相应时刻并没有沸腾，但是温度计的示数比水温要高的多请你就此现象进行分析，本实验的初步结论为：不同物质的吸热能力不同（选填“相同”或“不同”）【考点】比热容的概念菁优网版权所有【专题】实验题【分析】（1）探究物质比热容的大小需要控制的变量包括：吸收的热量，不同物质的质量，加热的时间和加热的方式（2）液体沸腾时的温度叫沸点读取温度计示数时，要明确温度计的分度值，视线与液柱最高处的液面相

9、垂直；液体的沸点与气压有关，气压越大沸点越高，气压越小，沸点越低（3）已知液体和水的质量相同，相同时间吸收的热量相同，但温度变化不同，说明它们的吸热能力不同【解答】解：（1）用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精的多少无关，所以B选项多余（2）在图中，水的沸点为97；因为沸点低于100，所以实验时的大气压小于一个标准大气压（3）在质量、吸收的热量相同时，不同液体升高的温度不同，说明不同物质的吸热能力不同故答案为：（1）B；（2）97；小于；（3）不同【点评】比较不同物质的吸热能力”的实验是热学最主要的实验此实验不仅考查学生对基本过程的掌握情

10、况，更进一步考查学生运用基本知识和方法分析问题、提出问题的能力2（2015阳山县模拟）为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了如下图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：质量/g升高10所需要时间/s升高20所需时间/s升高30所需时间/s沙子306489124水3096163220（1）在此实验中采用了转换法的思想，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，请再列举一个类似思想的实验：用小石块排开水的体积多少来表示小石块的体积的多少（请仿造上面的句式填）（2）分析上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

11、时，水吸收的热量大于（大于/小于）沙子吸收的热量（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子 （沙子/水）升高的温度更高，所以白天在海边会吹海风（海风/陆风）（4）有一次小明在白天进入森林游玩时迷了路，经过思考，他顺风（顺风/逆风） 走了下去，终于走出了森林【考点】比热容的概念；水的比热容的特点及应用；热量的计算菁优网版权所有【专题】应用题；实验题；开放题【分析】用加热时间的长短表示物质吸热的多少，根据生活经验可举出转换法的例子分析表中数据，可知升高相同温度，水与沙子吸热关系根据风的形成原因分析解答（3（4）空气由高气压处流向低气压处，形成风【解答】解：（1）此实验中采用了转换法的思想，

12、用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少；转换法的例子：用小石块排开水的体积多少来表示小石块的体积的多少（2）由表可知：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（3）因为沙子的比热小，如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高；白天在阳光的照射下，沙子升温快，海滩升温快，气压低，海水升温慢气压高，因此会吹海风（4）白天在阳光的照射下，森林升温慢气压高，空气由森林向气压低的外边吹，要走出森林要顺风而行故答案为：（1）吸收热量的多少；用小石块排开水的体积多少来表示小石块的体积的多少（2）大于（3）沙子；海风（4）顺风【点评】本实验应用了转换法，转化法就是

13、把不易观察、不易测量的量转化为便于观察、便于测量的量进行观察、测量，通过间接测量而研究要测量的量；要注意转换法在实验中的应用3（2015株洲模拟）小刚为比较A、B两种液体的吸热本领，组装了如图所示的装置他用完全相同的铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计各两个进行实验（1）实验应控制：两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等（2）给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当加热时间相同时，温度升高较多的液体其比热容较小（3）在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高20时，A液体需加热5min，B液体需加热10min，则B液体的比热容较大【考点】比热容的概念菁优网版权所有【专题】探究型实验

14、综合题【分析】要探究不同液体的吸热本领，需要取相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收热量的多少，或取相同质量的不同物质吸收相同的热量比较升高的温度【解答】解：（1）要研究两种液体的吸热本领，应控制两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等；（2）给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当加热时间相同，也就是两种液体吸收的热量相同时，温度升高较多的液体吸热本领较小，也就是其比热容较小（3）在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高20时，A液体需加热5min，B液体需加热10min，说明B吸收的热量多，则B液体的比热容较大故答案为：（1）质量（2）加热时间；小；（3）B【点评】此题考查

15、的是物质吸热本领大小的探究实验，正确应用控制变量法和转换法是解答此题的关键4（2015余庆县模拟）为了比较水和煤油吸热升温的特点（装置如图所示），小明设计了如下实验步骤：A在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油；B用两支温度计分别测出水和煤油的初温；C用完全相同的两酒精灯加热相同时间；D用温度计分别测出水和煤油的末温请回答：（1）步骤A中存在的错误是：装入等体积的水和煤油，应改为装入等质量的水和煤油；（2）步骤C，加热时间相同是为了使水和煤油吸收的热量相同；（3）步骤BD是为了比较水和煤油升高的温度【考点】比热容的概念；热量的计算菁优网版权所有【专题】探究题【分析】“比较水和煤油吸热升温

16、特点”需要控制水和煤油的质量相等，因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的要解决本题，首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=Cmt【解答】解：（1）依题意，为了比较水和煤油吸热升温的特点，根据吸收热量的公式Q=Cmt可知，实验需要采用控制变量法，控制水和煤油的质量，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的水和煤油是不合理的，应当装入等质量的水和煤油（2）吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来，相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，为了比较水和煤油的吸热能力，应当控制加热时间，所以步骤C加热时间相同是为了使水和煤油，吸收相等的热量（3）步骤B和D是为了得出水和煤油的升高温度故答案是

17、：装入等体积的水和煤油；装入等质量的水和煤油；吸收的热量相同；BD【点评】考查了物体吸收热量的知识点，实验采用了控制变量法，本实验的几个关键点：一是加热时间的长短说明水和煤油吸收热量的多少，二是用好控制变量法5（2015河北模拟）为了研究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，有四组同学做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他们实验记录，根据记录回答下列问题烧杯号液体质量（g）初温（）末温（）加热时间（分）1水200202882水100202843煤油200202844煤油20020242（1）分析和1、2次实验数据可以得出的初步结论是：不同质量的同种

18、物质，升高相同的温度时，质量大的吸收的热量多（2）分析第3、4次实验数据可以得出的初步结论是：质量相等的同种物质，温度升高多的吸收的热量多（3）分析1、3次实验数据得出初步结论：质量和升高的温度都相同时，不同的物质吸收热量不同（4）物质吸热多少与质量、升高的温度、物质的种类有关【考点】比热容的概念菁优网版权所有【专题】实验题；探究型实验综合题【分析】本题为研究物质比热容的实验，应当仔细分析表格中的数据，把握条件才能得到正确的结论【解答】解：（1）1杯的质量是100g，升高8用的时间是8分钟，2杯的质量是200g，升高8用的时间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，故说明：同种物质升高相同的温度

19、时，质量大的吸收的热量多（2）3杯的质量是200g，升高8用的时间是4分钟，4杯的质量是200g，升高4用的时间是2分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，说明：相同质量的同种物质，升高的温度越多吸收的热量也越多（3）1杯的质量是100g，升高8用的时间是8分钟，3杯的质量是200g，升高8用的时间是4分钟，而每分钟吸收的热量是相等的，说明：相同质量的不同物质，升高相同的温度时吸收的热量也不相同（4）综合上述结论，物体温度升高时吸收的热量的多少与物质的种类、物体的质量、温度的变化量都有关系故答案为：（1）不同质量的同种物质，升高相同的温度时，质量大的吸收的热量多；（2）质量相等的同种物质，温度升高多

20、的吸收的热量多；（3）质量和升高的温度都相同时，不同的物质吸收热量不同；（4）质量、升高的温度、物质的种类【点评】本题是探究物质的比热容的实验，利用了控制变量法进行研究控制变量法就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题6（2015衡阳）为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝（R1R2）分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变（1）实验中通过气球膨胀的程度大小的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的

21、多少（2）甲装置可探究电流产生的热量与电阻的关系（3）在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系（4）甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与C气球（填气球字母标号）相通的电阻丝产生的热量最多【考点】焦耳定律菁优网版权所有【专题】探究型实验综合题【分析】（1）转换法是用一个便于观察或侧的物理量或数值，来反映不易直接观察的物理量的方法当瓶中电阻丝发热后会使气体膨胀，则连在瓶中的气球会产生膨胀（2）（3）电流产生热量与导体中的电流、导体电阻和通电时间有关，所以探究电流产生的热量跟什么因素有关时要采用控制变量法由此分析解答（4）由焦耳定律比

22、较四个电阻产生的热量可知哪个电阻丝产生的热量最多【解答】解：（1）当电阻丝通电后，电流产生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少这种方法叫转换法；（2）甲中阻值不相等两电阻串联，则两电阻中的电流相等，通电时间也相等，所以可探究电流产生热量与电阻大小的关系；（3）由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D瓶电阻相等，电压不相等，则可知两瓶中的电流不同，可探究电流产生的热量与通过电流的关系；（4）甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻大的电阻丝发热较多，即B中发热量要多；乙图中两电阻并联，则电压相等，由Q=W=t可得，电阻小的发热

23、量要多，故C比D发热量要多；而B、D电阻相等，由欧姆定律可得，B中电流小于D中电流，故D中热量要比B中热量多，故C中热量最多故答案为：（1）气球膨胀的程度大小；（2）电阻；（3）电流；（4）C【点评】本题探究热量与电流及电阻的关系，要求能正确分析电路，掌握串并联电路的特点，并灵活应用焦耳定律分析解答7（2015淄博）小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大（1）通电一段时间后，小明发现乙烧瓶中温度计的示数大，表明其它条件相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多（2）本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制电流大小及通电时间相同；还使用了转换的科学性，实验中采取的措施是观测煤油温度的变化多少（3）小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的