Question

曉麗收集到了如下的一些金屬特性數(shù)據(jù)：

金屬	密度/（×103kg/m3）	熔點(diǎn)/℃	比熱容/[J（kg?℃）-1]	導(dǎo)熱性能	導(dǎo)電性能
鋁	2.7	660	0.88	4	4
銅	8.9	1083	0.39	2	2
金	19.3	1063	0.13	3	3
鋼鐵	7.9	1540	0.46	8	7
鉛	11.3	327	0.13	9	9
銀	10.5	961	0.24	1	1

（注：導(dǎo)電性能、導(dǎo)熱性能的數(shù)值越小表示性能越好）利用這個(gè)金屬特性表，曉麗解決了不少問題：
（1）右圖表示表中

鉛

金屬的熔化過程．圖象的

BC

段表示該金屬處于固液共存狀態(tài)，熔化用了

15min

時(shí)間．除金屬外，常見的晶體還有

萘

、

冰

等．
（2）曉麗買了一件工藝品，但不知究竟是什么金屬制成的．于是她用天平和量筒對該工藝品的密度進(jìn)行了測量，得到以下表格中的一些數(shù)據(jù)．請結(jié)合圖將表格填完整．

金屬塊的質(zhì)量m/g	水的體積V1/ml	金屬塊和水的體積V2/ml	金屬塊的體積V/cm3	金屬塊的密度ρ/（kg/m3）
10.8	14	18	4	2.7×10 3

通過測量，發(fā)現(xiàn)這件工藝品是用表中

鋁

金屬制成的，這種金屬在日常生活中應(yīng)用廣泛例如：

鋁導(dǎo)線

．這種金屬的質(zhì)量與體積的關(guān)系可用圖象中的

b

直線來表示．圖中直線a表示的是表中

銅

金屬的質(zhì)量與體積的關(guān)系．
（3）為了研究金屬的吸熱能力，曉麗做了如下的探究：
器材與裝置：兩個(gè)燒杯、兩支溫度計(jì)、質(zhì)量相同的水和鐵粉．

觀察對象	有關(guān)記錄	研究活動(dòng)
電磁爐的銘牌	U額=220V   P額=1kW	①用電磁爐加熱一壺水；（水的質(zhì)量m=2kg，初溫t=30℃） ②關(guān)閉家里其它用電器，只將該電磁爐接入電路燒水，觀察電能表，表盤在5min內(nèi)轉(zhuǎn)了150r，此時(shí)用溫度計(jì)測得水的溫度為50℃．
電能表的銘牌	220V  10（40）A 50Hz  2000r/kW?h

探究過程：如圖將分別盛有水和鐵粉的燒杯放到陽光下照射，用溫度計(jì)每隔一段時(shí)間測一測溫度，得到如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

時(shí)間/min 溫度/℃	0	3	6	9	12	15	…
鐵粉	15	17	20	22	24	27	…
水	15	16	17	18	18	19	…

曉麗換用其它金屬與水一起做相同的實(shí)驗(yàn)，均得出相似的數(shù)據(jù)．她經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論：質(zhì)量相同的金屬和水在陽光下照射相同的時(shí)間，金屬升高的溫度比水的

高

．為比較物質(zhì)這種能力的不同，引入了

比熱容

這一物理量．
（4）曉麗將上述探究中的鐵粉不變，而將水換成質(zhì)量相同的鉛粉，則實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與上述實(shí)驗(yàn)相比有何不同，為什么會(huì)出現(xiàn)這種變化？

Answer 1

分析：（1）晶體的熔化過程為：在對晶體加熱時(shí)，固態(tài)晶體先是溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)后，繼續(xù)吸熱但溫度保持不變，此時(shí)晶體為固液共存狀態(tài)，全部熔化成液態(tài)后，溫度繼續(xù)升高．
（2）量筒的分度值為1ml，最大測量為20ml．測出工藝品的體積，算出密度，查表可知是什么材料；圖象識別要取一特定值，算出密度查表，知道表示什么材料．
（3）單位體積某種物質(zhì)，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容．比熱容是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容．

解答：解：（1）從圖中可知，BC段溫度保持不變，為熔化過程，此時(shí)的溫度即是金屬的熔點(diǎn)．BC段所對應(yīng)的溫度高于300℃，查表知鋁的熔點(diǎn)為327℃，因此金屬為鋁．熔化時(shí)間從第10min開始到第25min分鐘結(jié)束，共15min．常見的晶體有：冰、海波、萘等．
（2）金屬塊與水的總體積為V₂=18ml，金屬塊體積V=V ₂-V ₁=18ml-14ml=4ml，
密度ρ=

m

v

=

10.8g

4cm3

=2.7g/cm ³=2.7×10³kg/m ³．
查表，金屬塊為鋁材料制成的，鋁在日常生活中應(yīng)用較多，如鋁導(dǎo)線、鋁合金門窗、鋁水壺等；
看圖象體積為1m ³時(shí)，a、b 質(zhì)量分別為8.9×10 ³kg、2.7×10 ³kg．
（3）水和鐵質(zhì)量是相同的；讓太陽光同時(shí)照射，照射時(shí)間相同的情況下，水和鐵吸收的熱量就相同，觀察表中數(shù)據(jù)得：水和鐵的初溫相同，照射相同時(shí)間后，它們的溫度不再相同，即水和鐵升高的溫度不同，鐵升高的溫度要高．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明了質(zhì)量相同的不同物質(zhì)的吸熱能力是不同的．為了描述物質(zhì)的這種性質(zhì)，物理學(xué)中引入了比熱容這個(gè)物理量．
（4）從表格知，鉛的比熱容是0.88×10 ³J/（kg?℃），而鐵的比熱容是0.46×10 ³J/（kg?℃），由于鉛的比熱容較大，它們質(zhì)量是相同的；讓太陽光同時(shí)照射，照射時(shí)間相同的情況下，吸收的熱量就相同，鐵的溫度升高得快．
故答案為：（1）鉛、BC、15min、萘、冰；（2）18、4、2.7×10³kg/m ³、鋁；鋁導(dǎo)線；b；銅；（3）高、比熱容；（4）鐵的溫度升高的快．

點(diǎn)評：此題是個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)題目，考查了晶體和非晶體區(qū)別、密度的運(yùn)用、比熱容知識，要認(rèn)真分析．本題新穎之處是聯(lián)系生活，結(jié)合圖象，成為一道綜合性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)圖象題．