1、九年級物理熱學(xué)實(shí)驗(yàn)（挑戰(zhàn)）學(xué)校:姓名：班級：一、實(shí)驗(yàn)題1（提出問題）水和空氣哪種物質(zhì)的導(dǎo)熱性能好？（猜想與假設(shè)）小明進(jìn)行了如下猜想：猜想一：水的導(dǎo)熱性能好；猜想二：空氣的導(dǎo)熱性能好（設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）小明用兩個相同的牛奶瓶，都裝入熱牛奶，一個放在溫度與室溫相同的水中，另一個放在空氣中，為了盡量減少其他因素的影響，他把兩個瓶都用木塊墊起來，放在同一個桌面上，如上圖所示，實(shí)驗(yàn)時他每隔一定的時間記錄一次甲、乙兩溫度計(jì)的示數(shù)，得到的數(shù)據(jù)如下表：D2斗&8ID124L618甲的示頻?70(TO5347423937353433乙的示埶/?70越3.?555?2504B4d44（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）（1）分析表中數(shù)據(jù)，

2、可得出結(jié)論：（評估與交流）（2）對甲、乙兩個瓶中的牛奶，除了要控制它們的初溫相同外，還要控制它們的相同（3）熱牛奶放在水中溫度下降是通過方式來（選填“增加”或“減少”）內(nèi)能4）進(jìn)一步分析表中甲的示數(shù)，小明又發(fā)現(xiàn)，在冷卻過程中，牛奶冷卻的快慢前后并不一致，是越來越_的實(shí)驗(yàn)拓展）（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列兩種冷卻方法中，效果較好的是將滾燙的熱茶冷卻5分鐘，然后加適量冷牛奶先將適量的冷牛奶加進(jìn)滾燙的熱茶中，然后冷卻5min（6）物理學(xué)中我們用速度來表示物體運(yùn)動的快慢，若小明用“冷卻速度”來表示物體冷卻快慢，則“冷卻速度”可定義為：質(zhì)量為1千克的物體，叫做冷卻速度某實(shí)驗(yàn)小組用圖所示的裝置粗

3、略測量蠟的熱值q,圖中A桶內(nèi)裝有水，B為下部開了許多通氣孔的罩子BTOC o 1-5 h z（1）要完成本實(shí)驗(yàn)，還需要的測量工具是天平、砝碼和；（2）罩子B的主要作用是；（3）實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)為：A桶中水的質(zhì)量為m，水的初溫為t，末溫為t2，蠟燭燃燒前水12的質(zhì)量為m,，燃燒后的質(zhì)量為m。則蠟的熱值q=（水的比熱容為c）；12水（4）實(shí)驗(yàn)測出的熱值會比真實(shí)值偏小，造成這一偏差的原因可能是（至少有一個選項(xiàng)正確，將正確選項(xiàng)的字母填在橫線上）。A.蠟燭沒有完全燃燒B.桶A中水的質(zhì)量太多桶A吸收了部分熱量蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中如圖所示，甲、乙、丙圖中裝置完全相同，燃料的質(zhì)量都是10g,燒杯

4、內(nèi)的液體初溫相同。比較不同燃料的熱值，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)選擇兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；在實(shí)驗(yàn)中，三個燒杯中a、b液體的質(zhì)量必須(填“相等”或“不相等”)；在研究不同燃料熱值實(shí)驗(yàn)時，記錄數(shù)據(jù)如下表：燃料加熱前液體溫度/c燃料燃盡時液體溫度/c燃料的熱值/(J/kg)120402.4x10622030根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算:完全燃燒20g燃料1放出的熱量為J,燃料2的熱值是J/kg；比較不同物質(zhì)的比熱容實(shí)驗(yàn)時，記錄數(shù)據(jù)如下表：加熱時間/min0123456液體a25262728293031液體b25272932343638可知道:對液體a和液體b都加熱6min,液體a吸收熱量（選填“大于”

5、或“小于”或“等于”），比熱容較大的是。4小明家買了一臺太陽能熱水器,他發(fā)現(xiàn)真空管是太陽能熱水器的核心部件,那熱水器內(nèi)水吸收熱量的多少與什么因素有關(guān)呢？他把問題告訴物理小組的成員,大家一起做出了如下猜想:猜想一:熱水器內(nèi)水吸收的熱量多少與環(huán)境溫度有關(guān)；猜想二:熱水器內(nèi)水吸收的熱量多少與光照強(qiáng)度有關(guān)；猜想三:熱水器內(nèi)水吸收的熱量多少與真空管的材料有關(guān)。（1）經(jīng)查閱資料發(fā)現(xiàn),真空管在內(nèi)玻璃管的表面上涂有吸收涂層,用來吸收太陽輻射,其中太陽能屬于（選填“可再生”或“不可再生”）能源。經(jīng)陽光照射,太陽能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能,水從涂層吸收熱量,水溫升高,質(zhì)量,密度（后兩空均選填“變大”“變小”或“不變”）,熱水向

6、上運(yùn)動。（2）實(shí)驗(yàn)小組在兩根完全相同的真空管內(nèi)裝入初溫、質(zhì)量的水,分別面對太陽光放入光照強(qiáng)度相同但溫度不同的環(huán)境中,經(jīng)過相同時間后測量水溫,發(fā)現(xiàn)水溫幾乎相等。由此得出猜想一是（選填正確或錯誤）的。（3）小組成員聯(lián)系實(shí)際,想到夏天如果沒有陽光,熱水器的水溫就較低,而冬天如果有太陽,熱水器內(nèi)水溫就很熱,于是他們得出結(jié)論:熱水器內(nèi)水吸收熱量的多少與光照強(qiáng)度（選填“無關(guān)”或“有關(guān)”）。（4）在探究猜想三的實(shí)驗(yàn)中,該小組找到了三根外形相同但材料不同的真空管,給管內(nèi)灌滿水,面對陽光,每隔相同的時間檢測罐內(nèi)水的溫度,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,為了更好地利用太陽能,你建議他家應(yīng)選擇制成的熱水器。材料初溫/C2

7、0min后的水溫/C40min后的水溫/C60min后的水溫/C普通管12141719二咼管12161922紫金管121823285為了驗(yàn)證裝在試管里的固態(tài)碘在受熱時能直接變成氣體而不是先變成液體再變成氣體，甲同學(xué)直接將試管放在酒精燈火焰上，如圖甲所示；乙同學(xué)將盛有碘的燒杯浸入熱水槽中，如圖乙所示，上網(wǎng)查閱得知：碘的熔點(diǎn)是114C、沸點(diǎn)是184.35C；水的沸點(diǎn)是100C,酒精燈火焰溫度約為400C.請分析這兩個實(shí)驗(yàn)方法中（選填“甲”或“乙”）同學(xué)的更合理如圖乙中，實(shí)驗(yàn)不久，就會觀察到燒杯內(nèi)固態(tài)碘且出現(xiàn)色的碘蒸氣，過一會兒還可以觀察到燒瓶底部附有少量針狀的碘晶體，這是現(xiàn)象，同時燒瓶內(nèi)水的溫度會

8、有明顯升高，說明在此物態(tài)變化過程中要熱量6.如圖甲所示是小敏同學(xué)在做“探究水的沸騰”實(shí)驗(yàn)時的裝置，從85C開始，每隔1min記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，直到水沸騰一段時間為止。1）實(shí)驗(yàn)中小敏發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)上升較慢，為了使溫度計(jì)示數(shù)上升得快些，她應(yīng)（2）如圖乙所示是3min時小敏小組的溫度計(jì)示數(shù)，則此時燒杯中水的溫度為C。3）小敏的其他實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表：時間/min01234567891011溫度/C8586879193959799101101101分析表中數(shù)據(jù)可知，水的沸點(diǎn)為C,可以推測水面上方的氣于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中作出水的溫度隨時間變化圖像。)5）小敏在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)如圖所示

9、的兩種現(xiàn)象，則圖是水在沸騰前的情況，圖是水在沸騰時的情況。（6）通過實(shí)驗(yàn)可得：水在加熱過程中，吸收熱量，溫度；沸騰時，吸收熱量溫度。（選填“升高”“降低”或“不變”）參考答案在水中冷卻比在空氣中冷卻效果要好質(zhì)量熱傳遞減少慢A單位時間內(nèi)降低的溫度【解析】【詳解】（1）分析可知，在相同時間內(nèi)水中冷卻速度更快，所以在水中比空氣中冷卻效果更好（；2）在研究空氣和水的導(dǎo)熱性時，應(yīng)該保證其它條件相同，除了水的初溫外還要保證水的質(zhì)量相等；（3）由于水與牛奶瓶有溫度差，所以要發(fā)生熱傳遞，即牛奶溫度下降是由于熱量傳遞減少其內(nèi)能；（4）這是由于隨著牛奶溫度下降，周圍水的溫度在升高，使牛奶冷卻的速度變慢，因此牛奶冷

10、卻的快慢還會受到溫度的影響.所以當(dāng)實(shí)驗(yàn)時間較長時，相同時間內(nèi)牛奶降溫的速度逐漸變慢，就是指冷卻速率變慢.（5）根據(jù)（4）中的結(jié)論，物體冷卻隨時間推移是先快后慢，本質(zhì)原因是溫差逐漸縮小，奶茶熱的時候溫度下降得快，開始快后來越來越慢，開始先讓它保持較高的溫度，可以在五分鐘內(nèi)放出更多的熱量，然后加入冷牛奶，利用熱傳遞使其再次降溫。故選A；（6）根據(jù)題意可定義冷卻速度為：質(zhì)量為1千克的物體在單位時間內(nèi)降低的溫度。cm（t-1）溫度計(jì)防止熱散失水水21ACDm-m12【詳解】（1）1測量蠟的熱值時，根據(jù)q=Q放的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，而蠟的質(zhì)量用天平進(jìn)行測量，燃燒m焟放出的熱量Q諭在忽略熱散失的情況下，等于A桶

11、中內(nèi)水吸收的熱量，而Qm（t-t0），放吸水0所以還需要溫度計(jì)來測量溫度。（2）2罩子B的作用是防止蠟燃燒放出的熱量散失到空氣中。（3）3由題意知，水吸收的熱量Q嚴(yán)水m水（t2-t1）而Q=Q放，那么蠟的熱值吸放Qcm(t-1)q=放=_水21-m-mm-m1212據(jù)q=目放，實(shí)驗(yàn)中造成測量的熱值比實(shí)際值偏小的原因有：蠟燭沒有完全燃燒，造m成放出的熱量偏少，則熱值偏小；桶A中吸收了部分熱量造成水吸收的熱量比實(shí)際放出的熱量少，則熱值偏小；蠟燭燃燒放出的熱量一部分散失到空氣中，造成測量的熱量偏少，則熱值偏小。故ACD選項(xiàng)都有可能。3.甲乙甲丙相等4.8x1041.2x106等于液體a【詳解】1比較

12、不同燃料的熱值，應(yīng)用不同的燃料給相同的液體加熱，所以應(yīng)選擇甲乙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。比較不同物質(zhì)的比熱容，應(yīng)用相同的燃料給不同的液體加熱，所以應(yīng)選擇甲丙兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中用上控制變量法進(jìn)行探究，所以要探究不同燃料的熱值，除了燃料種類不同，其它物理量要控制相同，即液體的種類及其質(zhì)量、初溫要相同；同理要探究不同物質(zhì)的比熱容時，除了液體種類不同，其它物理量要相同，即熱源、燃料的質(zhì)量要相同。(2)4由表格數(shù)據(jù)知，完全燃燒20g燃料1放出的熱量Q=m1q1=0.02kgx2.4x106J/kg=4.8x104J5完全燃燒10g燃料1放出的熱量11Q=-Q=-x4.8x104J二2.4x104J放12放2而甲

13、圖中，液體a吸收的熱量等于燃料燃燒放出的熱量，設(shè)液體的質(zhì)量為m，據(jù)Q=cm(t-t0)吸0得，液體a的比熱容QQ2.4x104J1.2x103Jc=吸=放1=m(t-1)m(t-1)m-(40C-20C)m00乙圖中，燃料燃燒放出的熱量1.2X103JQ放2=Q吸2=Cm(t-t)=-m-(30C-20C)1.2x104j0m則燃料2的熱值m燃料1.2X104J0.01kg=1.2x106j/kg67在甲和丙中，用相同的熱源給液體加熱，在相同的時間內(nèi)放出的熱量相同，貝曲、b液體吸收的熱量相同。分析表格數(shù)據(jù)知，吸收相同的熱量，液體a升溫慢，其比熱容較大。4可再生不變變小相同錯誤有關(guān)紫金管【詳解】

14、(1)1再生能源是不需人為參與，可以循環(huán)再生的能源，如太陽能、水能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)崮艿取?3水從涂層吸收熱量，水溫升高，水的多少沒有變化，所以睡得質(zhì)量不變，但由于水吸收熱量，水的體積會增大，所以水的密度會變小。(2)4實(shí)驗(yàn)要探究熱水器內(nèi)水吸收的熱量多少與光照強(qiáng)度、環(huán)境溫度、真空管的材料等因素的關(guān)系，要控制真空管內(nèi)水的初溫、質(zhì)量相同。其它條件相同，而環(huán)境溫度不同時，經(jīng)過相同時間后水溫幾乎相等，說明熱水器內(nèi)水吸收的熱量多少與環(huán)境溫度無關(guān)。說明“猜想一”是錯誤的。6夏天如果沒有陽光，熱水器的水溫就較低，而冬天如果有太陽，熱水器內(nèi)水溫就很熱說明熱水器內(nèi)水吸收熱量的多少與光照強(qiáng)度有關(guān)。7通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

15、可知，在日照時間相同時，紫金管溫度變化量大，所以應(yīng)選擇紫金管制成的熱水器。5乙升華紫紅凝華放出解析】甲方法中酒精燈火焰溫度約為400C，在加熱過程，溫度已經(jīng)超過了碘的熔點(diǎn)，碘可能先熔化，由固態(tài)變成液態(tài)，再汽化，由液態(tài)變成氣態(tài)的碘蒸汽，不一定是碘由固態(tài)直接變成氣態(tài)的升華現(xiàn)象乙的方法中燒杯中水的溫度最高為100C，碘達(dá)不到熔點(diǎn)溫度，不會發(fā)生熔化現(xiàn)象，碘一直處于固態(tài)，出現(xiàn)的碘蒸汽只能是固態(tài)直接變成的，能更好地說明碘的升華因此乙的方法更合理圖乙中，實(shí)驗(yàn)不久，就會觀察到燒杯內(nèi)固態(tài)碘升華，變成紫紅色的碘蒸汽，碘蒸汽遇到冷的燒瓶凝華成固態(tài)碘附著在燒瓶底部，由于碘蒸汽凝華過程中要放出熱量，所以燒瓶內(nèi)水的溫度會有明顯升高點(diǎn)睛：升華現(xiàn)象是物體由固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程；熔化是由固態(tài)變成液態(tài)的過程；汽化是由液態(tài)變成氣態(tài)的過程；要想弄清楚碘在受熱時直接變成氣態(tài)，就一定不要讓碘發(fā)生熔化現(xiàn)象，也就是說不要讓碘達(dá)到熔點(diǎn)即可【詳解】1實(shí)驗(yàn)中小敏發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)上升較慢，這是水的質(zhì)量太大了，為了使溫度計(jì)示數(shù)上升得快些，她應(yīng)減小水的質(zhì)量；2從圖乙中可以看到，此時燒杯中水的溫度為89C；3從表中數(shù)據(jù)可以看到，從第9min到第11min,水的溫度保持不變，這說明水在沸騰，水的沸點(diǎn)是101C；4一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的沸點(diǎn)是