上海莘光学校物理内能的利用单元测试卷附答案

上海莘光学校物理内能的利用单元测试卷附答案一、初三物理 内能的利用 易错压轴题（难）1．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料a 、b 的质量都为10g ，烧杯内液体 的质量均为100g 。

当燃料完全燃烧后，甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。

（1）燃料a 的热值__________燃料b 的热值；液体a 的比热容__________液体b 比热容。

（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）（2）若液体a 是水，则水吸收的热量是____________________（拓展）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示，则： 物质酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ⋅℃]2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点（℃） 78 180〜310 356.7（1）在探究水沸腾的特点时，不能选用____________温度计。

（2）在测量质量较小但温度较高的物体温度时，温度计吸收的热量就会影响被测物体温度，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应选择____________温度计。

【答案】< > 38.410J ⨯ 酒精 水银【解析】【详解】(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知，根据比热容的公式Q cm Δt =，液体的质量都相同，同种液体比热容也相同，丙中液体升高的温度较高，那么丙中液体吸收的热量较大，可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大，而乙、丙的燃料质量相同，根据Q q m=可知丙中燃料b 热值较大；[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知，燃料的种类相同，燃料的质量也相同，那么当燃料完全燃烧后，放出的热量是相同的，两种液体吸收的热量也相同，根据Q cm Δt =可知，乙的温度变化量较大，那么乙中的b 液体比热容较小；(2)[3]由题意可知，水吸收的热量是()334.210J/kg0.1kg208.410JQ c m t=∆=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水℃℃(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃，而酒精标准气压下沸点是78℃，用酒精温度计去测水沸腾时的温度，水还没沸腾，酒精就已经沸腾了，所以不能选用酒精温度计；(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时，该物体会和温度计发生热传递，被测物体的温度降低，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应该选择水银温度计，水银的比热容相对比来说较小，在相同的情况下，升温较快。

2．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃煤油2544花生油2534（1）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_____相同。

（2）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_____。

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，那么还需增加的实验仪器是：_____利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_____。

【答案】质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中【解析】【详解】(1)[1]由控制变量法可知为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的质量相同；(2)[2]由表可知燃料燃尽后的以煤油为燃料的水的温度高，所以煤油的热值较大；(3)[3]由热值的公式Qqm=可得，要计算燃料的热值就要测量出燃料的质量，还要测量出燃料放出的热量，而燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，由公式=Q cm t ∆计算水吸收的热量就需要水的质量。

所以还需增加的实验仪器是天平；[4][5]因为燃烧放出的热会散失到空气中没有被水全部吸收，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。

3．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。

燃料的质量都是10g ，烧杯内的液体质量也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验，实验通过________比较液体吸收热量的多少；（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同时间后，液体a 升温多，由此可知，液体a 吸收的热量____（选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b 吸收的热量，液体_____的比热容大；（3）若甲图烧杯中为50mL 的水，10g 酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，则水吸收了______J 热量，若按酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收计算，算出的热值比标准值____选填“偏大”“偏小”或“一样”。

【答案】甲乙 温度计示数 等于 b 4.2×103 偏小 【解析】【详解】(1)[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过液体升高的温度即温度计示数来比较吸热多少，进而判断热值大小，故应选择甲和乙两图进行实验；(2)[3]比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，燃料放出的热量相，液体a 、b 吸收的热量也相等；[4]两种液体吸收的热量相等，液体a 升温多，由c =ΔQ m t 吸可知，液体a 的比热容小，液体b 的比热容大；(3)[5] 50mL 水的质量为：m =ρ水V =1×103kg/m 3×50×10−6m 3=0.05kg水吸收的热量：Q 吸=cm Δt =4.2×103J/(kg ⋅℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J ；[6]由于酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。

4．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。

自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。

他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：燃料加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油25 44 菜籽油 25 34（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________（质量/体积）相同，还要控制________相同。

（2）小明仔细观察发现：同一批次同一包装盒子中外形相同的温度计的读数不尽相同，为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数______（相同/不同）的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再___________。

（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。

（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的测量工具是：______。

利用此实验方法计算出的热值将比真实值________ （偏大/偏小）．【答案】质量 水的质量 相同 挑选两支读数相同的温度计 煤油 天平 偏小【解析】【详解】(1)[1][2]根据Q c m t ∆=吸水水、Q qm =放可知，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的质量相同，还要控制水的质量相同；(2)[3][4]为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数相同的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再挑选两支读数相同的温度计；(3)[5]从表中数据可以看到，燃料燃尽后水温变化较大的是煤油，根据Q c m t ∆=吸水水可知，煤油加热的水温度上升较高，那么煤油加热的水吸收热量较大，根据Q qm =放可知，煤油放出的热量较大，煤油和菜籽油的质量相同，则煤油的热值较大；(4)[6]要计算出煤油和菜籽油的热值，从Q c m t ∆=吸水水、Q qm =放可知，水的比热容、初温、末温都是知道的，但是水的质量和燃料的质量不知道，那么需要天平来测量质量；[7]由Q c m t ∆=吸水水可计算得出水吸收的热量，然后由Q Q =吸放可测得燃料放出的热量，但实际上燃料放出的热量大于这个测量值，那么根据Q qm =放计算得出的热值会偏小。

5．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同。

当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞t丙。

（1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定_____的位置。

（选填“A”或“B”）；（2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较_____两幅图中的装置，其中通过观察_____来比较液体a或b吸收热量的多少。

根据题目中的信息可判断出_____的吸热能力强（选填“a”或“b”）；（3）还可以利用_____两幅图中的装置比较不同燃料的热值。

【答案】B 甲、丙加热时间的长短 b 甲、乙【解析】【详解】（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置；（2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t ，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强；丙（3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同、燃料的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。

6．小明在探究“不同燃料的热值”实验中，用如图所示的两套相同的装置．分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料甲和乙，点燃后加热烧杯中的液体．(实验过程中，液体没有沸腾)(1)如图中，两烧杯中所装的液体应___________．A．质量相同，种类不同 B．种类相同，质量不同C种类和质量均要相同 D种类和质量均不相同(2)实验过程中，应让燃料___________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)．(3)通过比较___________来判断两种燃料热值的大小．【答案】C全部燃烧温度计示数变化【解析】【分析】（1）比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；（2）（3）1kg物质充分燃烧所放出的热量叫该物质的热值，据此分析；应让燃料全部燃烧通过温度计示数变化来比较燃料热值的大小；这种方法叫转化法．【详解】(1)比较不同燃料的热值，应该控制变量，故除了燃料种类不同，其他物理量均要相同,即应控制被加热液体的种类和质量不同，故选C.(2) (3)比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料全部充分燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；温度计示数越高，说明所用燃料放出的热量越多，即燃料热值越大．7．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T 甲、T乙和T丙，且有T甲＞T乙＞T丙．（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的（选填“质量”或“体积”）必须相同；（2）比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，实验液体a的比热容x水与实验液体b的比热容c b相比，有c a c b（选填“＞”、“=”或“＜”）；（3）比较不同物质的热值，应选择两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“=”或“＜”）；（4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为质量为200g的水，点燃燃料直至燃烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比（选填“偏大”或“偏小”），理由是：．【答案】（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失【解析】试题分析：（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量；（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；（3）燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小；（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小．解：（1）根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同；（2）为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲丙两图进行实验；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q甲=Q丙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q a=Q b，甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则△t甲＞△t丙，即△t a＞△t b，因为Q a=Q b，m相等，△t a＞△t b，Q=cm△t，所以由c=可知，c a＜c b．（3）为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；由题意在，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则△t甲＞△t乙，由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cm△t可知，Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1＞Q2，由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1＞q2．（4）因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小．故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失．8．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/Kｇ酒精1535 2.4×106碎纸片1525？（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是_______（由下而上／由上而下）．（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持、、以及两个烧杯都应相同．（3）实验数据记录如下表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/Kｇ．（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（大/小），出现这样情况的主要原因是．（写出一点）【答案】（1）由下而上（2）酒精和碎纸片的质量两杯水的质量（3）1.2×106（4）小存在热损失或者燃料没有完全燃烧【解析】试题分析：实验器件的安装顺序一般都遵循先由下而上或者先左后右，该实验通过水温度的变化，比较水吸热的多少，要用到控制变量法，即必须控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯内水的质量相等，两个烧杯相同，观察表格中的实验数据可知，酒精燃烧放出的热量使水温升高了20摄氏度，同样质量的碎纸片燃烧放出的热量使水温升高了10摄氏度，即酒精的热值是碎纸片的2倍，酒精的热值已给出，即可算出碎纸片的热值，由于燃料不可能被完全燃烧，还有烧杯空气也要吸收热量，所以说实验得到的燃料热值就会比实际的值偏小．考点：控制变量法，燃料热值的计算．9．小明设计了“比较不同燃料热值的实验”，步骤如下：①准备两套与图示完全相同的实验装置；②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；④记录燃烧相同时间水升高的温度△t．（1）从以上步骤中可看出，实验时通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少．下列实验中也用到这种思想方法的是___（选填选项前面的序号）．A．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变C．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小D．为了更好地研究磁场而引入磁感线（2）小明设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷，请你帮他指出来．答：___（只需填步骤前的序号）．（3）小华针对小明方案中的缺陷进行修改，简要写出修改后的该项步骤．答：_________________________________．（4）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度△t1是用纸作为燃料水升高的温度△t2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．答：______（选填“能”/“不能”）．【答案】C ④比较燃料完全燃烧后水升高的温度不能【解析】(1)实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法；A. 探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法；B. 研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用了控制变量法；C. 探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小，采用了转换法；D. 物理学家用磁感线来描绘磁场，是利用的模型法．故选C；(2)在“比较不同燃料热值的实验”时，应控制燃料的质量相同，燃烧相同的时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，故小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度；(3)燃料完全燃烧后，燃烧的燃料的质量是相同的，根据Q＝mq可知，在质量相同的情况下，根据放出热量的关系可以比较燃料的热值；由于放出的热量无法直接测出，可以根据水升高的温度来判定热量的多少；(4)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．点睛：通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，应用了转换法，对各个选项进行分析，得出与该方法一致的选项；比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧；燃料释放的热量不一定全部被水吸收，不能根据水升高的温度关系确定酒精与纸的热值关系．10．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．(1)实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_____（由下而上／由上而下）．(2)为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有：________，_______等．（3）实验数据记录如下表：根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/kg．燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值 J/kg酒精1535 2.4×106碎纸片1525？（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______（选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是：________________________．(5)另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？_______（能/不能）理由: _________，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？__________________________．【答案】由下而上两种燃料的质量相等水的质量相等 1.2×106小有热量损失能（也可填不能）比较水的减少量（理由是不能比较两种燃料放出热量的多少）见解析【解析】(1)为确保用酒精灯的外焰加热，图中器件的安装顺序是由下而上；(2)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；(3)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃,可见酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；(4)因为加热过程中有热量损失，所以测得的热值会偏小．（5）实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，通过比较水的减少量，也能比较出两种燃料的热值，水的减少的越多，说明燃料燃烧放出的热量越多，热值越大，但是不能精确测量热值，为避免这种情况的出现，应增加水的质量，或者减少燃料的质量．。