深圳宝安区冠华学校物理内能专题练习(解析版)

深圳宝安区冠华学校物理内能专题练习（解析版）
一、初三物理内能易错压轴题（难）
1．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置，小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中，用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在下表中。

(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水______相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水______。

(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有______吸收热量，为尽量减小这种影响，写出一种改进方法：______。

(3)根据上表实验数据，在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知，当色拉油和水升高相同温度时，______需要的时间短，______需要吸收的热量更多。

【答案】吸收的热量均匀受热容器提高容器的初温色拉油水
【解析】
【详解】
(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水均匀受热。

(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有容器吸收热量，即开始时先要将容器本身升温，然后热量才能传递给液体；
为尽量减小这种影响，可以提高容器的初温。

(3)由于水的比热容大，而色拉油的比热容小，所以当色拉油和水升高相同温度时，根据
知，色拉油吸收的热量少，即色拉油需要的时间短，而水需要吸收的热量更多。

【点睛】
重点是研究吸热能力的实验，注意实验中控制变量法的应用，另外要理解，相同的酒精灯可以保证在相同时间内两液体吸收的热量相等。

另外牢记水的比热容大的特点。

2．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。

小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；
(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm3。

测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为
_____g；
(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m3；
(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。

下列与这个特征无关的是______
A．让热水流过散热器来取暖
B．在落差大的河流上建水电站，用水发电
C．内陆地区早晚温差比沿海地区大
D．汽车发动机用水循环冷却
【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103偏大 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。

(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm3。

[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g。

(3)[4]量筒中的水的质量
m=118.8g-58.2g=60.6g
则自来水的密度
333360.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cm
m V ρ=
===⨯ (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。

(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B 不是利用水的比热容较大来工作的。

3．如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。

重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ 为水平面，AP 段光滑，PQ 段粗糙。

实验开始时，质量为M 的重物恰好置于地面。

将质量为m 的木块从P 向右拉至A ，PA 长为L ，放手后木块向左运动，最终停在B 点，PB 长为x ，不计空气阻力、滑轮摩擦：
(1)木块在AB 段运动过程中，重物的重力做的功为_________（用字母表示）； (2)观察实验，小明提出猜想：木块动能的变化与重物重力做功多少有关；
(3)为了验证猜想，小明做了以下实验。

重物M =0.1kg ，木块m =0.9kg ，改变木块从P 点右移的距离L ，测得一组数据，记录如下：
序号 1 2 3 4 5 6 PA 的长L /m
0.1 0.15 0.2 0.35 0.43 0.5 木块在P 点的速度平方
0.2
0.3
0.4
0.7
0.9
1.0
①根据表中数据，在图乙中作出L 与v 2的图像。

已知物体动能的表达式为
1
2
mv 2，分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是_________（正确/错误）的，由此得到的结论是________；
②利用实验信息分析，当L =0.8m 时，木块在P 点获得的动能是_________J 。

【答案】mgL 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大 0.72 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由题知，细绳不可伸长，实验开始时，质量为M 的重物恰好置于地面。

将质量为m 的木块从P 向右拉至A ，PA 长为L ，所以重物被提起高度h= L ，所以木块在AB 段运动过程中，重物的重力做的功为
W= Gh= mgh= mgL
(3)[2][3]因为重物和木块质量一定，由表中数据和W= MgL 知，L 越大，重力对重物做越
多，v 2越大，由动能的表达式
2
12
mv 知木块动能越大，由此可知猜想是正确的，得到的结论是：木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大。

[4]由v 2与L 知，两者成正比，即有
v 2 =L
且当L= 0.1m 时
v 2 = 0.2m 2/s 2
即
220.2m /s 0.1m k =⨯
解得
k=2m /s 2
所以
222m /s v L =⨯
所以当L=0.8m 时
22222m /s 0.8m 1.6m /s v =⨯=
则木块在P 点获得的动能
222k 11
0.9kg 1.6m /s 0.72J 22
E mv =
=⨯⨯=
4．小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。

他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热二者。

经正确操作收集了表格中信
息：
(1)实验中他们用停表记录加热时间，目的是____； (2)加热的过程中，水和铁砂内能____，表现为其温度____； (3)他们通过实验得到下表的数据：
质量/g 末温/℃ 加热时间/min 水 30 40 12 铁砂
50
65
5
分析实验数据时，有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱，因为没有控制质量相同。

你是怎样想的，写出你这样认为的理由________。

【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少 增大 升高 可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱，分别求出1g 的水和铁砂温度升高1℃时，吸收的热量进行比较得出结论 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]用相同的酒精灯加热，时间越长吸收的热量越多，所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。

(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加，表现为温度逐渐升高。

(3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q 0，那么 1g 的水温度升高1℃时，吸收的热量为
()()0
0120.02/g 30g 4020Q Q =⋅⨯-℃℃
1g 的铁砂温度升高1℃时，吸收的热量为
()()0
050.002/g 50g 6520Q Q =⋅⨯-℃℃
由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。

5．在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示：
(1)该实验除了图中的实验器材外,还需要用到的实验器材有:秒表和__________。

(2)实验中应选用规格______(选填“相同”或“不同”)的电加热器分别给初温相同且
_____(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体加热,并记录实验数据。

(3)分析实验数据可知,此实验是通过比较____________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,所以________(选填“甲”或“乙”)液体吸热本领强。

【答案】天平相同质量温度变化甲
【解析】
【详解】
（1）本实验中需要测量时间、温度和质量，所以需要的测量工具有：秒表、温度计和天平；
（2）实验中应选用规格相同的电加热器分别给初温相同且质量相等的甲、乙两种液体加热，并记录实验数据；
（3）分析实验数据可知，此实验是通过比较温度变化来判断吸热能力强弱的，吸收相同的热量时，乙的温度变化大，乙的吸热本领弱；所以甲液体吸热本领强；
6．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示．通过查阅资料已知该物
质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）．
（1）该物质在B点时的内能_____（大于/小于/等于）在A点时的内能；
（2）求该物质在BC段共吸收了多少热量__________？经测量BC阶段消耗热值为
3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大_______？（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大__________ ？
【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/（kg•℃）
【解析】
(1) 如图该物质在AB段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B点时的内能大于在A点时的内能；
⑵如图BC段温度升高了40℃，则该物质在BC段共吸收的热量为：
343
100.440J 4.810J Q cm t =∆=⨯⨯⨯=⨯吸；
酒精10g 放出的质量为：
750.01310J 310J Q m q ==⨯⨯=⨯酒放，
在BC 阶段的热转化效率为：
4
5
4.810100%16%310
Q Q η⨯==⨯=⨯吸放 ⑶ 该物质在固态（OA 阶段）时吸热2min 温度身高了40℃，吸热热量是BC 段吸收热量的一半，故固态时的比热容为：
()43OA 4.810J 2== 1.510J/kg 0.4kg 40Q c m t ⨯=⨯∆⨯吸固℃℃
7．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B 表示，单位是特斯拉，符号是T ．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
如图甲所示，电阻R 1与圆形金属线圈R 2连接成闭合回路，R 1和R 2的阻值均为R 0，导线的电阻不计，
在线圈中半径为r 的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B 随时间t 变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t 0和B 0．则0至t 1时间内通过R 1的电流I 与阻值R 0、匀强磁场的半径r 、磁感应强度B 0和时间t 0的关系数据如下表： 次数
R 0/Ω
r /m
B 0/T
T 0/s
I /A
1
10
0.1
1.0
0.1
5π×l0-2
2
20
0.1
1.0
0.1
2.5π×l0-2
3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2
（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）
（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．
【答案】
2
00
B r
R t2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
2
E
I
R
= (1)
E
t
∆Φ
=
∆
(2)
=?S B
∆Φ∆ (3)
120
+2
R R R R
== (4)
由1234联立得：
22
000
22
B
B r r
I
t R t R
ππ
∆
=⋅=⋅
∆
由于
2
π
为定值，故
2 0
00
B r
I k
R t
=
[2]将第一组数据带入上式得：
k=
2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
（2）[3]若R0变，其他为定值，则
2
2
B r
t
π
均为定值，可看作
'k
I
R
=，此为反比例函数，故可用图线c表示．
8．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验中应量取______（质量/体积）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。

使用规格_____（相同/不同）的电加热器加热。

（2）实验中，通过_______（升高的温度/加热时间）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。

（3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。

你认为方法可行的是_________（小明/小芳/都可行）。

加热时间/min01234
甲的温度/℃3034384246
乙的温度/℃1018263442
（4）分析上表数据得______（甲/乙）物质的吸热能力强，要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择_______（甲/乙）液体较为合理。

（5）小明认为实验过程是在一种理想状态下进行的，事实上实验过程中会有热量散到周围环境中。

小明想知道热量散失的过程是热传递导致还是热传递和蒸发共同作用的结果，于是他将两相同的烧杯内倒入同等质量温度相同的热水。

如果他想初步得到结果还需要怎么做？请你自己添加器材帮他设计一简单实验来探究结果____________。

【答案】质量相同加热时间都可行甲甲用硬纸板在其中一烧杯上加盖
【解析】
【详解】
(1)[1][2]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，应量取质量相同的甲、乙两种液体，
分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热；
(2)[3]实验中，电加热器是相同的，相同时间内电加热器放出的热量相同，甲、乙两种液体吸收的热量也是相同的，所以通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；(3)[4]小明和小芳的方向都可行，因为比较甲、乙两种液体吸热的情况，可以加热到相同温度，比较加热时间的长短从而知道吸热能力的强弱；也可以通过加热相同的时间，观察温度的变化量，从温度变化量的大小，知道吸热能力的强弱；
(4)[5]从表中可以看到，加热相同的时间，甲的温度变化量较小，那么质量相同，吸收的热量也相同，甲的吸热能力较强；
[6]要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液，那么需要这种液体在升高相同温度时，吸收的热量较大，即吸热能力较强，由上述可知，甲液体较合适；
(5)[7]可以用硬纸板在其中一烧杯上加盖，假设热量散失的过程是热传递和蒸发共同作用的结果，那么两个烧杯热量散失的多少是不同的；假设热量散失的过程只是热传递导致的，那么两个烧杯热量散失的多少是相同的。

9．小明使用了如图甲所示的装置探究“比较不同物质吸热的情况”。

（1）在设计实验方案时，你认为下列做法中不必要的是______
A．用相同的电加热器加热 B．控制两种液体的质量相同
C．控制温度计的深度相同 D．用相同的容器盛装两种液体
（2）小明选择合适器材，正确操作， A液体加热5min，B液体加热10min，温度都升高了10℃时，则______液体吸收热量多，______液体的吸热能力强。

（3）停止加热后，绘制出两种液体温度随时间变化的图象如图乙所示，则A液体的温度变化图象是______（选填“①”或“②”）。

【答案】C B B②
【解析】
【详解】
(1)[1]本实验采用控制变量法进行实验，由于实验的目的是比较不同物质吸热的情况，所以要求除了液体种类不同其他条件都相同，即用相同的电加热器、质量相同的不同液体、用相同的容器盛和相同的温度计，但由于液体的内部温度与液体的深度没有关系，所以不要求温度计插入液体的深度相同，故选C；
(2)[2][3] 用相同的电加热器加热，A液体加热5min，B液体加热10min，可见B液体吸收热量多，它们升高相同的温度，因此B液体的吸热能力强；
(3)[4]根据相同质量的不同物质放出相同的热量，比热容大的温度变化比较小和B的比热容大于A的，可以知道停止加热后，A的温度下降比较快，所以图像②是A液体的温度变化图象。

10．某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据：
物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃
水6020645
食用油6020670
（1）使用相同的加热器的目的是_____
（2）从表中数据可知，水和食用油的质量_____（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度_____（选填“高”或“低”）。

（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。

（4）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是_____（选填“水”或“食用油”）。

（5）加热6min水吸收的热量是_____J，食用油的比热容是_____J/（kg•℃）
【答案】相同的时间水和食用油吸收的热量相同相同高大于水 6300 2.1×103【解析】
【分析】
根据题意，可以通过加热时间的长短来比较吸热多少；
比较物质吸热能力的方法可以有两种：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量，吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；根据求出水吸收的热量及食用油的比热容。

【详解】
（1）使用相同的加热器的目的是：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；
（2）从表中数据可知，水和食用油的质量相同；加热结束时，食用油的温度比水温度高；
（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据转换法，水吸收的热量大于食用油吸收的热量。

（4）由（3），使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据比较吸热能力的第1种方法，在相同条件下吸热的能力更强的是水；
（5）由表中数据知，水从20℃升高到45℃，水吸收的热量为：
；
由图可知，加热6分钟，吸热相同热量时，水升高的温度为25℃；
食用油升高的温度为：，食用油升高的温度为水的倍，根据，在质量和吸热相同的条件下，比热容与升高的温度成反比，故食用油的比热容为：。

故答案为：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；相同；高；大于；水； 6300；
2.1×103。