江苏省 苏科版 初三物理 上学期 第十二章 机械能和内能 第四节 机械能和内的相互转化

江苏省苏科版初三物理上学期
第十二章机械能和内能第四节机械能和内的相互转化
不同燃料放热实验
1.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。

（注：燃料完全燃烧放热用Q放=qm计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m 表示）。

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。

他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______ 相同，以及水的______ 相同。

为达到此目的小明还需要补充的实验仪器是：______ 。

（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______ 。

（3）利用此实验方法计算出的热值将比真实值______ （偏大/偏小），说说你的看法_____________________。

2.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。

(注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m 表示)。

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：
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：
煤油和菜籽油的________相同、及____________________相同。

（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__________。

（3）小明同学_______(选填“能”“不能”)利用通过比较相同时间水温高低来比较两种燃料的热量。

理由是____________________________________。

3.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热
能力”，他设计了两组实验装置如下图所示：
（1）在探究“不同燃料燃烧的放热能力”实验时，应选用________ 组器材（选填“甲”
或“乙”）。

除了图中已经呈现的器材，这两个实验都要用到的另一个测量工具是 ________。

（2）根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图像，如图丙所示，则沙子的比热容是________________J/(kg·℃)。

[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
（3）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，该测量值与真实值相比________（偏大/偏小），其原因可能是________。

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．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m 表示）．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：
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______相同．分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______．
（2）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实验仪器是： ______．利用此实验方法计算出的热值将比真实值 ______（偏大/偏小）．
5.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．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m 表示）．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．他组装了下图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
（ 1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的______ 相同、及______ 相同．
（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______ ．
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______ ．利用此实验方法计算出的热值将比真实值______ （偏大/偏小）．说说你的看法______ ．
6.在“探究物质的吸放热能力”实验活动中：
（1）小中同学使用相同的电加热器给水和煤油加热，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。

他得到如下数据：
①分析第1、2次或第3、4次实验数据，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同
温度时，吸收热量的多少与物质的___________有关。

②分析第1、3次或第2、4次实验数据，可以得出的初步结论是：
_________________。

③我们还可以通过大量实验分析出：不同物质的吸热能力一般不同，在相同条件下，
升温快的物质，它的吸热能力较___________。

（选填“强”或“弱”）
（2）小华分别用质量相等、初温相同的水和另一种液体进行了实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示。

实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等。

分析图象可以得出：_______物质为水，另一种液体的比热容为__________J/
（kg·℃）。

7.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热
能力”，他设计了两组实验装置如图所示：
（1）你认为探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用______组器材（选填“甲”、“乙”）。

（2）除了图中已经呈现的器材，还需要用到其它测量工具。

你认为两个实验都还要用到的其它测量工具是______；
（3）______（选填“甲”、“乙”）组实验是通过升高的温度来反映物质吸收热量的多少
1.【答案】（1）质量；质量；天平
（2）煤油
（3）偏小；燃烧放出的热会有损失，使Q吸小于Q放
【解析】【分析】
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。

本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的
质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。

【解答】
（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，
由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；
因此需要补充测量质量的工具：天平；
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q吸小于Q放，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。

故答案为：（1）质量；质量；天平；（2）煤油；（3）偏小；燃烧放出的热会有损失，使Q吸小于Q放。

2.【答案】（1）质量两烧杯中水的质量
（2）煤油
（3）不能两种火焰相同时间放出的热量不同
【解析】【分析】
（ 1）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的值来体现；同样质量的水，水温度升高的值大的说明吸收的热量多，也就说明燃料燃烧放出的热量多，燃料的热值大，据此分析回答；
（2）观察表中数据，通过两杯水温度升高的多少，得出水吸收的热量多少，从而得出谁的热值较大；
（3）热值是指1kg某种燃料完全燃烧时，放出的热量。

本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。

【解答】
（1）由于两杯水吸收的热量（Q吸=cm△t）与升高的温度和水的质量有关，本实验要通过水温度升高的多少反应吸收的热量多少，要让两杯水的质量相同，另外还要燃料的质量相同；（2）由表中数据可知，在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，甲杯水吸收的热量多，煤油的热值较大；
（3）由于火焰的种类不同，所以两种火焰相同时间放出的热量不同，所以不能通过比较相同时间水温高低来比较两种燃料的热量。

故答案为：
（1）质量两烧杯中水的质量
（2）煤油
（3）不能两种火焰相同时间放出的热量不同。

3.【答案】（1）乙；天平；
（2）0.84×103；
（3）偏小；燃料燃烧放出热量不能完全被水吸收
【解析】【分析】
本题考查了学生对“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”实验探究，考查控制变量法和转换法的运用及误差分析。

（1）根据控制变量法，研究不同燃料燃烧放热能力，应控制不同燃料质量相同；
（2）我们使用相同的酒精灯((或加热器))通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法
叫转化法；水的比热容大，即相同质量的不同物质吸收相同的热量((即加热相同的时间))，水升温小，据此确定水的温度变化，根据c=Q
，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升
m∆t
高的温度成反比，求沙子的比热容；
可计算出热值的大小，分析每一个物理量与真实值的关系可知热值的偏差。

（3）根据q=Q
m
【解答】
（1）研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，因此选乙组器材；为比较不同燃料燃烧放热能力不同，比较控制物质的质量，因此还要用天平称量质量；
（2）甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少；由图丙可以看出，质量和初始温度均相同的水和沙子，加热44分钟后，吸热相同，水温度升高10℃，沙子温度升高50℃，根c=Q
，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故沙子的m∆t
比热容是：
×4.2×103J/(kg⋅℃)=0.84×103J/(kg⋅℃)；
c=1
5
（3）薯片没有完全燃烧，燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收，存在热损失，小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg，该根据q=Q
m
测量值与真实值相比偏小。

故答案为，（1）乙；天平；（2）0.84×103；（3）偏小；燃料燃烧放出热量不能完全被水吸收。

4.【答案】（1）质量煤油
（2）天平偏小
【解析】【分析】
本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。

本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。

【解答】
（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；
（2）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。

故答案为：
（1）质量；煤油；
（2）天平；偏小。

5【答案】（1）质量；水的质量；
（2）煤油；
（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸
【解析】【分析】
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。

本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同。

【解答】
（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些。

故答案为：（1）质量；水的质量；（2）煤油；（3）天平；偏小；燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸。

6.【答案】（1）①质量；②质量相同的不同种物质，升高相同温度时，吸收热量的多少与物质种类有关；③弱;
（2）甲；2.1×103
【解析】【分析】
本题探究物质的吸放热能力，考查控制变量法和转换法的应用及数据分析处理能力。

（1）①②纵向比较表中数据，找到相同的量与不同的量，研究吸收热量与不同量之间的关系；
③我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；
（2）比较物质吸热能力的2种方法：
使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强
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；
，Q、m相同的情况下，c与△t成反比示另一物质的比热容。

根据c=Q
m∆t
【解答】
（1）①分析第1、2次或第3、4次实验数据，升高的温度相同，可以得出的初步结论是：同种物质升高相同温度时，吸收热量的多少与物质的质量有关；
②分析第1、3次或第2、4次实验数据，质量相同，升高的温度相同，物质种类不现，可以得出的初步结论是：质量相同的不同种物质，升高相同温度时，吸收热量的多少与物质种类有关；
③我们还可以通过大量实验分析出：不同物质的吸热能力一般不同，在相同条件下，升温快的物质，它的吸热能力较弱；
（2）小华分别用质量相等、初温相同的水和另一种液体进行了实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示．实验中，水和该液体在相同时间内放出的热量相等．由图乙可知，
在第15分钟，甲物质降温60℃-40℃=20℃，乙物质降温60℃-20℃=40℃，在相同的时间甲降温慢，即吸热能力强，故甲物质为水，根据c=Q
，Q、m相同的情况下，c与△t成反比，
m∆t
故另一种液体的比热容为2.1×103J/（kg•℃）。

故答案为：（1）①质量；②质量相同的不同种物质，升高相同温度时，吸收热量的多少与物质种类有关；③弱;（2）甲；2.1×103。

7【答案】乙天平乙
【解析】解：（1）比较不同燃料燃烧的放热能力，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q=cm△t，得出不同燃料放出热量的多少，
故探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用乙组器材。

（2）两实验中要控制质量相同，故除了图中已经呈现的器材，还要用到的其它测量工具是天平；
（3）比较不同燃料燃烧的放热能力，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q=cm△t，得出不同燃料放出热量的多少，即乙组实验是通过升高的温度来反映物质吸收热量的多少。

故答案为：（1）乙；（2）天平；（3）乙。

比较不同燃料燃烧的放热能力，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，通过比较液体升高的温度，根据Q=cm△t，得出不同燃料放出热量的多少，据此分析；
实验时通过观察燃料燃尽后温度计示数的变化来比较两种燃料的热值大小；
小明比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力；
相同质量的不同物质吸收相同的热量，温度变化大的吸热能力小，即比热容小；
本题探究了“不同物质吸热升温的现象”和“不同燃料燃烧的放热能力”，考查控制变量法和转换法及两实验的不同。