Question

曉麗收集到了如下的一些金屬特性數據：

金屬	密度/（×103kg/m3）	熔點/℃	比熱容/[J（kg?℃）-1]	導熱性能	導電性能
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：導電性能、導熱性能的數值越小表示性能越好）利用這個金屬特性表，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，熔化用了

15min

時間．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行了測量，得到以下表格中的一些數據．請結合圖將表格填完整．

金屬塊的質量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，發現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用廣泛例如：

鋁導線

．這種金屬的質量與體積的關系可用圖象中的

b

直線來表示．圖中直線a表示的是表中

銅

金屬的質量與體積的關系．
（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：兩個燒杯、兩支溫度計、質量相同的水和鐵粉．

觀察對象	有關記錄	研究活動
電磁爐的銘牌	U額=220V   P額=1kW	①用電磁爐加熱一壺水；（水的質量m=2kg，初溫t=30℃） ②關閉家里其它用電器，只將該電磁爐接入電路燒水，觀察電能表，表盤在5min內轉了150r，此時用溫度計測得水的溫度為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，用溫度計每隔一段時間測一測溫度，得到如下實驗數據：

時間/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驗，均得出相似的數據．她經過數據分析，得出結論：質量相同的金屬和水在陽光下照射相同的時間，金屬升高的溫度比水的

高

．為比較物質這種能力的不同，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，而將水換成質量相同的鉛粉，則實驗數據與上述實驗相比有何不同，為什么會出現這種變化？

Answer 1

分析：（1）晶體的熔化過程為：在對晶體加熱時，固態晶體先是溫度升高，達到熔點后，繼續吸熱但溫度保持不變，此時晶體為固液共存狀態，全部熔化成液態后，溫度繼續升高．
（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，溫度升高1℃所吸收的熱量叫做這種物質的比熱容．比熱容是物質的一種屬性，每種物質都有自己的比熱容．

解答：解：（1）從圖中可知，BC段溫度保持不變，為熔化過程，此時的溫度即是金屬的熔點．BC段所對應的溫度高于300℃，查表知鋁的熔點為327℃，因此金屬為鋁．熔化時間從第10min開始到第25min分鐘結束，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，鋁在日常生活中應用較多，如鋁導線、鋁合金門窗、鋁水壺等；
看圖象體積為1m ³時，a、b 質量分別為8.9×10 ³kg、2.7×10 ³kg．
（3）水和鐵質量是相同的；讓太陽光同時照射，照射時間相同的情況下，水和鐵吸收的熱量就相同，觀察表中數據得：水和鐵的初溫相同，照射相同時間后，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．這個實驗說明了質量相同的不同物質的吸熱能力是不同的．為了描述物質的這種性質，物理學中引入了比熱容這個物理量．
（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，它們質量是相同的；讓太陽光同時照射，照射時間相同的情況下，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；鋁導線；b；銅；（3）高、比熱容；（4）鐵的溫度升高的快．

點評：此題是個綜合實驗題目，考查了晶體和非晶體區別、密度的運用、比熱容知識，要認真分析．本題新穎之處是聯系生活，結合圖象，成為一道綜合性較強的實驗圖象題．