实验探究-----热学【题目一】科技小组的同学们从右侧比热容表中了解不同物质的比热容后,通过实验比较水和煤油的吸热本领。
他们分别用完全相同的两个试管分别装上 相等的煤油和水,用相同热源对试管均匀加热,并分别画出如图1所示的图像,你认为图 像能正确反映实验情况。
【题目二】小华用如图2实验装置探究水和煤油比热容的大小,在两个相同的烧杯中加入初温相同和相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯同时进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表:(1)实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体;(2)分析实验数据可知,水的比热容 煤油的比热容;(选填“大于”、“等于”或“小于”) (3)下列现象可用比热容知识来解释的是。
A .夏天在教室洒水,感到凉爽B .金属勺装有塑料手柄C .沙漠地区昼夜温差较大图1DAt /min t /mint /mint /minB C图2【题目三】由于怕饭菜太烫,来不及冷却而影响小明的早餐,妈妈总是很早就起床了。
为了让妈妈多睡一会儿,小明就想找到一种让物体快速冷却的方法。
为此小明进行了如下的探究: 小明注意到妈妈是把饭菜放在空气中冷却的,而厨房中适合用来冷却的另一种物质就是水。
水和空气哪个的导热性能好呢?为此小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个就放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来。
如图3所示。
实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:(1)实验中,小明需要控制它们的一些量保持相同,如_________;(举出一例即可) (2)小明通过实验,得到的正确结论是什么?_________;(3)小明分析了冷却速度变慢的原因,认识到这是因为牛奶冷却的快慢还会受到_________的影响;(4)根据(3)中的分析,小明终于找到了一个用水使物体快速冷却的办法,并且举一反三,明白了工业生产中使用流水喷淋法冷却高温物体的好处:_________。
图3【题目四】小阳猜想“液体的密度ρ越大,其比热容也越大。
”他查到了一些液体的密度值如下表。
由于不知道表中各种液体之间比热容的大小关系,需要用实验的方法得到。
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(带砝码)、火焰相同的酒精灯若干,密度表中所给出的各种液体足量。
实验中,小阳选取的三种液体分别是煤油、植物油和水。
1、完成以下实验要求:(1)实验原理是:;(2)实验中你准备测量哪个物理量来间接知道液体比热容大小?。
(3)实验中要控制的变量是:液体的质量和。
(4)实验中,怎样操作才能使烧杯在单位时间内吸收的热量都相等?。
2、如果测量的结果与小阳的猜想相矛盾,则测出的三个物理量大小关系会有很多种,请写出其中一种。
3、如果小阳选取煤油、酒精和水这三种液体做实验,会存在哪些问题?。
【题目五】仿照实验室使用的液体温度计的原理,某同学设计了一个简易的气体温度计,如图4所示,瓶中装的是气体,瓶塞密封不漏气,瓶塞上面细弯管中有一段液柱。
(1)若温度升高时,液柱将向哪边移动?(2)此温度计如何标上刻度呢?可以将此装置放到通常情况下冰水混合物中,液柱处标上__________,将它放到标准大气压下沸水中,液柱处标上__________,然后在以上两个刻度之间进行等分,就可以标上各个刻度了。
(3)你能说出这个温度计的测温原理吗?(4)为了提高此温度计的灵敏度,便于读数,可采取什么措施?【题目六】热水先结冰”这一奇特的现象,传说是坦桑尼亚的一个中学生姆潘巴偶然发现的。
原来,姆潘巴由于急于上课,匆忙间把一杯热牛奶放入冰箱中,课后发现:这杯热牛奶竟然比同伴们放入冰箱中的冷牛奶先结冰,它使姆潘巴惊愕不已…… “奇事必究,奇人必交,奇书必读”,这是有志于发明创造的同学应切记的一句格言。
如果你想检验“热水先结冰”这个传说是否真实,并向伙伴们推荐你的实验方案,你会怎样做?(请将你所设计的实验方案填写在下表中)图4【题目七】在做“观察水沸腾”的实验时。
(1)A组同学用的是如图5甲所示装置,他们测出的水温将偏_______(选填“高”或“低”)。
(2)图5乙是B组同学在实验某时刻温度计的示数,此时水的温度是____℃。
(3)B、C两组同学虽然选用的实验装置相同,但将水加热到沸腾用的时间不同,他们绘制的温度随时间变化的图像如图5丙所示。
分析图像可知:水的沸点是__________℃,当时的大气压__________(选填“<”、“>”或“=”)l标准大气压;B、C组得到b、c两种不同图像的原因可能是水的_____不同。
(4)实验时,先后四次观察到烧杯中水出现的现象如图6所示,把四个现象按出现时间的先后顺序排列,正确的是________________。
(5)若要适当缩短将水加热至沸腾的时间,可以采取的措施有(写两条):①;②。
(6)实验后,物理课代表提出了这样的疑问:如果不对水加热,能让水会重新沸腾吗?老师马上将一杯停止沸腾的水放进抽气密封玻璃罩中,如图7所示.接通抽气机电源,随着玻璃罩中空气的抽出,热水居然沸腾起来.一段时间后,更奇怪的现象发生了--烧杯中有部分水结成了冰!通过分析,同学们知道此现象发生的原因是:抽气机抽气时,玻璃罩内的气压________ (增大/减小/不变),水的沸点________(升高/降低/不变),因此在不加热的情况下,水________ (能/不能)重新沸腾。
部分水最终结冰的合理解释是:_________________。
图5 图6 图7注意: 教师可以将该题分解,根据自己的需求,改编此题!【题目八】如图8是探究物质吸热性质的实验装置图。
在两容器内分别装入质量相同的水和煤油,用两个相同的电加热器加热,用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值。
(选填“温度计示数”或“加热时间”)(3)该实验除了水和煤油质量相同外,还应该要A .采用相同的加热方法B .烧杯中分别装入初温相同的水和煤油C .使用相同的烧杯【题目九】如图9甲所示是“探究比较不同物质的吸热能力”的实验装置,实验方法是:用两个相同的酒精灯分别给质量相同的食用油和水加热,在吸收热量相同时,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的大小。
小雨经过分析思考,将实验装置加以改进,如图9乙所示:(1)与图甲的实验装置相比,图乙的优点是:更容易控制____相同。
图8图9【题目十】小华用如图10实验装置探究水和煤油比热容的大小.在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量相同的水和煤油,用两个相同的酒精灯同时进行加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表:(1)实验中用玻璃棒不断搅拌,目的是让液体 ;(2)分析实验数据可知,水的比热容 煤油的比热容;(选填:“大于”、“等于”或“小于”)(3)下列现象可用比热容知识来解释的是。
A .夏天在教室洒水,感到凉爽 B .金属勺装有塑料手柄 C .沙漠地区昼夜温差较大【题目十一】小阳在做观察水沸腾的实验时,用酒精灯给烧杯中的水不断加热,温度计的示数不断升高,于是他得出结论:水吸收热量温度一定升高。
请设计一个实验证明小阳的解释是错误的。
请你写出实验步骤和实验现象。
图10【题目十一】小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。
他组装了如图11所示的装置进行实验,记录结果见下表:(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制的相同的量(2)你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的图11(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的或“偏小”)。
【题目十二】小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏,两人设计并做了一个实验。
他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性,实验前除了取大小.厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其它因素,即保持烧瓶相同.水的初温相同.环境因素相同和相同。
(2)按照计划操作,小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中:分析上表实验数据可知:他们实验时的室内温度是℃。
经过40min后,泡沫塑料包的烧瓶水温降低了℃;而棉絮包的烧瓶水温降低了℃,由此可以得到的实验结论是。
(3)除了采用相同的时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外,根据上表数据你还可以采用方法来比较这两种材料的保温性能。
【题目十三】如图12甲所示,是小刚探究萘熔化过程中温度变化规律的实验。
请回答下列问题:(1)小刚实验前提出的要探究的问题是______________________________;(2)小刚在对猜想探究时,他需要控制的变量是_________;自变量是_________;因变量是_________;(3)小刚将装有萘的试管放入水中加热,而不是用酒精灯直接对试管加热,在加热过程中还进行搅拌,这样做是为了使试管中的萘受热 ,而且萘的温度上升较 (选填“快”或“慢”),便于及时记录各个时刻的温度。
(4)除图12甲所示实验器材外,还需要的实验器材有火柴和 。
(5)萘的温度随加热时间变化的图像如图12乙所示,由图可知,给萘加热到8min 末,试管中的萘所处的物态是 态。
(6)请你帮助小刚设计出实验数据记录表格:时间/min 10 乙甲 图12【题目十四】小黄同学做“比较两种材料保温性能”的实验,他取泡沫塑料①和卫生纸②两种作保温材料,两根相同的温度计,两个相同的大玻璃烧杯,钟表和热开水,以及细线、硬纸片、剪刀。
做两个相同的硬纸外壳,其中一个装置如图13(a)所示,根据实验测得的数据绘得图13(b)所示“水温与时间关系”的图象.实验过程室温基本不变,请回答:(1)你认为小黄在操作时,就控制变量法方面还要注意什么?(只要求写出一条)(2)①和②哪种材料的保温性能较好?(3)当时的室温大约是多少℃?图13【题目十五】实验设计题:在学习了比热容之后,小阳了解到水的比热容比砂石、泥土的比热容要大很多,因而想到造成海洋性气候与大陆性气候的显著不同原因之一就是由比热容不同引起的。
请你根据地理和物理的知识设计一个方案,按照方案采集数据来验证内陆城市的昼夜温度差是不是比沿海城市昼夜温差大很多。
(1)写出设计的具体实施的方案;(2)根据方案所需采集的数据,画出实验数据记录表格;(3)为了探讨其中的规律,不仅要记录你设计方案中的数据,还应记录一些其他的数据,以便从这些信息中看是否对研究的主题有影响。
从而做进一步的研究。