实验专题（四）热学、电磁学实验
★ 知识点1：六个物态变化过程及晶体与非晶体的熔化实验、水的沸腾实验。
1.（2018湖北荆门）在探究固体的熔化实验中，把分别装有固体a与b的试管放在盛水的烧杯内加热。将温度计正确的插入两种固体中，实验转置如图甲所示，固体a的熔化图像如图乙所示，固体b的熔化图像如图丙所示，
（1）固体a熔化过程中，继续加热，温度 不变 （选填“升高”、“降低”或“不变”）。内能 增加 （选填“增加”、“减少”或“不变”）。此时a处于 固液共存 状态（选填“固”、“液”或“固液共存”）。
（2）固体b熔化过程中温度 升高 （选填“升高”、“降低”或“不变”）；
（3）某时刻温度计的读数如图丁所示，温度计的读数为 28 ℃。
★ 知识点2：物质的比热容，探究物质的吸热能力。
2.（2018内蒙古自冶区包头市）在研究“不同物质的温度变化与吸热关系”实验中，取质量和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示。
(1)图B为某时刻的温度，其示数为 39 ℃。
(2)分析图C可知，吸收相同热量， 乙 液体升温更高; 甲 液体更适合作汽车发动机的冷却液。
(3)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃
8
，吸收热量之比为2:1，则甲、乙液体的比热容之比为 3：2 。
★ 知识点3：电磁的相互作用，探究电磁铁、电动机、发电机的原理。
3.（2018山东聊城）在“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验中，善于思考的小明同学用自己的方法总结出了通电螺线管的极性与电流方向之间的关系，如图所示：如果电流沿着我右手臂弯曲所指的方向，那么我的前方即为通电螺线管的 N 极。实验结论是通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场相似，请写出一条增强通电螺线管磁性的方法： 增大通电螺线管中的电流 。
★ 对应练习：
1．图1甲所示，是探究冰和蜡的熔化过程的实验装置。器材有：冰、蜡、热水瓶、试管、烧杯、铁架台(带铁夹)、搅棒、秒表、温度计、水。
乙
图1
甲
丙
时间
温度
0
（1）图1乙是_____ （选填“冰”或“蜡”）的温度随时间变化的图象。图1丙所示温度计显示的是蜡某时刻的温度，它的示数是______ ℃。
（2）在冰和蜡熔化过程中，如果将试管从烧杯中拿出来，冰和蜡停止熔化。将试管放回烧杯后，冰和蜡又继续熔化。说明固体熔化时需要______（选填“吸收”或“放出”）热量。
2．下表为小英同学在探究某种物质的熔化规律时记录的实验数据，请根据表中的实验数据解答下列题。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
温度/℃
－4
－2
0
0
0
0
1
2
（1）该物质的熔点是_________℃；
（2）该物质是__________；（选填：“晶体”或“非晶体”）
（3）加热1min时，该物质处于___________态；（选填：“固”或“液”）
（4）数据表明开始2min升温快，最后2min升温慢，这是因为该物质处于液态时的______比处于固态时大（选填字母序号）。
8
A．质量 B．密度 C．比热容 D．体积
t1/℃
图2
t2/min
0
4
8
12
20
40
-40
-20
3．实验测得1 kg某物质温度随时间变化的图象如
图2所示。已知该物质在固态下的比热容
C1=2.1×103J/（kg·℃），设物质从热源吸热的
功率恒定不变，根据图象解答下列问题：
（1）在最初2min内，物质温度升高了40℃，则吸收
的热量为 J，吸热功率为 W。
（2）在t2=6min时，物质处于______状态（填“固体”、
“液体”或“固液共存”），且仍在 ______ （填“吸热”、或“放热”）。
（3）试求该物质在液态下的比热容C2是多少?
4．小凡同学在实验室做“观察水的沸腾”实验，当水温为820C时开始记录数据，以后每隔lmin读一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间后停止读数，其数据记录如下表所示。
（1）在记录第四次数据时，温度计的示数如图3所示，请将读数填在表内空格中，由数据可知，水的沸点是 ℃。
（2）请根据表格中的数据，在图4中作出水的温度随时间变化的图线。
（3）由图线可知，水在沸腾过程中温度的特点是 。
（4）沸腾时，杯口附近出现大量“白气”，“白气”是 遇冷 (填物态变化名称)形成的。图5中的_____为沸腾时的图像。
（5）已知水的质量为100g，则水从82℃升高到98℃吸收的热量是 J，此过程水的内能 (选填“增大”、“不变”或“减小”)[水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)]
（6）实验结束后，同学们在交流时，发现各自测出的水的沸点大都不是1000C，可能原因是
(写出一点)。
图3
图4
甲
乙
图5
图6 图7
8
5．如图6所示，是“探究物质的熔化规律”的实验装置。实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。
（1）试管内物质在熔化过程中，温度保持不变，此时温度如图7所示，读数方法正确的是_____（选填“A”、“B”或“C”），示数为__________℃，该物质是 （选填“晶体”或“非晶体”）。
图8
（2）实验时若温度计的玻璃泡碰到试管底部，则测得试管内物质的温度值偏_______。
6．如图8所示，隔着石棉网同时加热两规格相同的试管，试管中分别装有质
量相同、初温均为20℃的煤油和水。若加热时间相同，则煤油和水吸收
的热量 （填“相同”或“不同”）；若煤油和水的温度都升高
到40℃，则 需加热较长的时间。（c水＞c煤油）
7．用图9甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”。在两个相同烧杯中
分别加初温、体积相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾。
（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高。其中水沸腾时温度计的局部放大图如图9乙所示，水的沸点为 ____________℃．
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水 _________ （选填“多”或“少”）。
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？
答：_______ ；其原因是________________________________。
90
100
℃
乙
甲
图9
图10
图11
8
8．为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图10所示。
（1）根据图像，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些。”这位同学的判断是否正确？请说明理由。
答： ，理由是： 。
（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给_______加热更长的时间，这说明_______的吸热能力强些。
（3）如果已知甲的比热容是1.8×103J/（kg·℃），则乙的比热容是 ________J/（kg·℃）。
9．小平同学利用图11所示装置研究电磁铁磁场的强弱与哪些因素有关。图中A是悬挂在弹簧下的铁块，B是电磁铁的铁芯，S是转换开关(S接1时连人电路的线圈匝数多，S接2时连入电路的线匿匝数少)。
（1）实验过程中弹簧的伸长量越大，表示电磁铁的磁场越 ；
（2）保持滑片P位置不变。先后让开关S接l和2，可以研究电磁铁磁场的强弱与线圈_________的多少是否有关；
（3）请提出一个还可以用该装置验证的猜想并设计验证方案。
猜想：电磁铁磁场的强弱还与_________有关；
验证方案： 。
10．为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关，小明同学用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干匝，制成简单的电磁铁，图12的甲、乙、丙、丁为实验中观察到的四种情况。
图12
（1）实验中判断电磁铁磁性的强弱的方法是： 。这法体现了“转换”的思想。
（2）比较图乙和图 ______ 可知：匝数相同时，电流越大磁性越 。
（3）根据实验情况，你还能得出什么实验结论： 。
该实验结论可由图____验证。
11．地沟油中含有大量对人体有毒、有害的物质．一些不法商人对其进行简单的脱水、脱杂、脱臭处理后，冒充色拉油在市场上销售，欺骗、伤害市民．小华想用测密度的方法来鉴别色拉油和地沟油．首先，他通过网络查得优质色拉油的密度在
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0.91g/cm3-0.93g/cm3之间，地沟油的密度在0.94g/cm3-0.95g/cm3之间，如图13所示。
图13 图14
然后，他设计了以下步骤进行实验鉴别：
A、将部分样品油倒入量筒中后，测出烧杯和剩余样品油的总质量m；
B、将天平放在水平台面上调平；
C、取适量样品油倒入烧杯，用天平测出烧杯和样品油的总质量M；
D、读出量筒中样品油的体积V；
E、根据测算出的密度，鉴别样品油的品质；
F、利用实验数据，计算出样品油的密度；
（1）请将上面实验步骤正确排序： 。（填字母序号）
（2）由图13示可知，M= 克；样品油的体积V= ml。
（3）若m=23.8克，则样品油的密度ρ= g/cm3。
（4）小华通过比对测算结果，能否断定样品油是地沟油？为什么？
小强认为：比热容也是物质的一种属性，比较不同物质的比热容，同样可以鉴别它们。于是，他量取质量相等的色拉油和样品油分别装入A、B两个烧瓶内，将两根阻值相同的电阻丝分别浸入两个烧瓶内，串联后接入电路，如图14所示。
（5）实验中，小强把两根阻值相同的电阻丝串联接入电路，其目的是 ；取质量相等的色拉油和样品油，其目的是 ，通过观察 ，就能比较出它们比热容的大小，并依此鉴别出样品油的品质。
图15
12．用图15中所示装置“比较不同液体吸热升温特点”，
在两个相同烧杯中分别加入初温、质量相同的水和食
盐水，用两只相同酒精灯同时加热。
（1）实验中用相同的酒精灯加热的目的是 ，
用搅棒搅动的目的是 。
（2）实验设计思路之一：加热相同的时间，比较水和食盐水
就可以比较它们吸热升温的快慢。
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（3）实验除温度计外，不可缺少的一种测量器材 。
（4）水和食盐水吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）
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【参考答案】
1．（1）冰 52 （2）吸热 2．（1）0 （2）晶体 （3）固 （4）C
3．（1）8.4×104，700； （2）固液共存，吸热；
（3）该物质在液态下的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．
4．（1）94 98 （2）略 （3）水在沸腾过程中，不断吸热，但温度保持不变
（4）水蒸气 液化 甲 （5）6720J 增加 （6）当地气压小于标准大气压
5．（1）B 48 晶体 （2） 高 6. 相同 水
7．（1）98 （2）多
（3）不能 实验中没有保持二者质量和升高的温度相同，所以不能得出食盐水比热容大的结论。
8．（1）错误 因为是用两个完全相同的酒精灯加热相同的时间，酒精灯放出的热量是相等，甲和乙吸收的热量也是相等的
（2）乙 乙 （3）2.4×103；
9．（1）强 （2）匝数
（3）电流大小；保持开关接在1或2的位置不变，移动滑片P，观察弹簧伸长的情况
10．（1）通过电磁铁吸引小铁钉数目的多少判断电磁铁磁性的强弱 （2）丙
（3）电流一定时，匝数越多，磁性越强；丁（或有电流时有磁性，无电流时无磁性；甲、乙）
11．（1）B、C、A、D、F、E； （2）52；30； （3）0.94；
（4）因为样品油的密度在地沟油的密度范围之内，所以可能是地沟油；
（5）在相同时间产生的热量相同；控制变量；温度的变化．
12．（1）加热时间相同吸收热量相同；使液体受热均匀；（2）升高的温度；
（3）天平；（4）加热时间
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