《2025年长江作业本实验报告九年级物理全一册人教版》

例题 2
某同学利用图 1 - 3 甲所示的装置比较不同物质的吸热情况,他将质量相等的两种液体分别装在两个相同的烧杯中,用两个规格均为500 W的电加热器加热,并每隔2 min记录一次温度。图 1 - 3 乙是他根据实验数据绘制的图像。

(1) 加热相同的时间,液体a吸收的热量等于(填“大于”“等于”或“小于”)液体b吸收的热量。若让两种液体的温度都升高40 $^{\circ}C$,则液体a吸收的热量是$4.8×10^{5}$J,液体b吸收的热量是$2.4×10^{5}$J。
(2) 如果有一种液体是水,那么另一种液体的比热容是$2.1×10^{3}$ $J/(kg\cdot^{\circ}C)$。(不计热损失)
[目标分析] 本题考查比较不同物质吸热能力的方法,以及热量的计算方法。

答案： [解答]
(1) 实验中用相同规格的电加热器加热,根据转换法可知,加热相同的时间,液体a吸收的热量等于液体b吸收的热量。若让两种液体的温度都升高40 $^{\circ}C$,液体a的加热时间为$t_{a} = 16 min = 960 s$,则液体a吸收的热量为$Q_{a} = W_{a} = Pt_{a} = 500 W×960 s = 4.8×10^{5} J$。液体b的加热时间为$t_{b} = 8 min = 480 s$,则液体b吸收的热量为$Q_{b} = W_{b} = Pt_{b} = 500 W×480 s = 2.4×10^{5} J$。

(2) 由图乙可知,升高40 $^{\circ}C$,液体a用时16 min,液体b用时8 min,说明液体a的吸热能力强,所以液体a为水。根据$Q = cm\Delta t$可知,在质量和升高的温度均相等的情况下,吸收的热量与比热容成正比,所以液体b的比热容为$c_{b} = \frac{8 min}{16 min}×4.2×10^{3} J/(kg\cdot^{\circ}C) = 2.1×10^{3} J/(kg\cdot^{\circ}C)$。
[答案]
(1)等于 $4.8×10^{5}$ $2.4×10^{5}$ 
(2)$2.1×10^{3}$
[点评] 学生应会熟练运用控制变量法、转换法等物理方法进行实验探究,并会利用公式$Q = cm\Delta t$进行简单计算。