内能(培优篇)(Word版 含解析)

内能（培优篇）（Word 版 含解析）
一、初三物理 内能 易错压轴题（难）
1．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；
(2)实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
(4)若甲液体的比热容为2.1×103J/(kg•°C )，则乙液体的比热容为______J/(kg•°C )。

【答案】电加热丝 质量 吸收的热量 乙 4.2×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。

(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。

[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。

(3)[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为
60°C −20°C =40°C 乙升高的温度为
40°C −20°C =20°C
即乙升温小，故乙的吸热能力更强。

(4)[5]根据Q c m t
=
∆在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为
()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C c ︒=⨯⨯︒=⨯︒︒
2．实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。

(1)实验前，小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。

(2)小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油_____相同，再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。

(3)而小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较_____来判断吸热能力的强弱。

(4)根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是_____（选填“a”或“b”），煤油的比热容为_____()J/kg ⋅℃ ()34.210J/kg c ⨯⋅水＝℃
(5)分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，_____需要的时间短，_____的吸热能力更强。

（均选填“水”或“食用油”）
(6)该实验是利用_____（选填“热传递”或“做功”）的方式来改变食用油的内能的。

【答案】质量 吸热 升高的温度 加热时间 a 2.1×103 煤油 水 热传递
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，实验前，小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。

(2)[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，根据转换法，目的是使水和食用油吸热相同；再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。

(3) [4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱；
(4)[5][6]根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，升高相同的温度，水加热时间长，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是a ；由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高30℃，b 用时3min ，a 用时6min ，根据Q ＝cm △t ，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成成正比，煤油的比热容为
()()333min = 4.210J/kg =2.110J/kg 6min
c ⨯⨯⋅⨯⋅℃℃ 煤油的比热容为()32.110J/kg ⨯⋅℃。

(5)[7][8] )分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，煤油需要的时间短；水的吸热能力更强。

(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。

3．某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．
（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_______℃．
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_______（选填“多”或“少”）．
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：
_________；
其原因是：_____________________．
【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同
【解析】
【分析】
（1）根据图中所示温度计示数为98℃；
（2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；
（3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小。

【详解】
(1)根据图中所示，温度计示数为98℃，所以水的沸点为98℃；
(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；
(3)要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

故答案为：(1)98；(2)多；(3)不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

4．如图甲所示是某实验小组用初温相同、质量相等的水和煤油做“比较不同物质吸热的情况”的实验装置．
（1）图甲实验装置中除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平和________；加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过_________________来确定的．
（2）另一实验小组对图甲实验装置进行了改进，将分别装有质量相等的水和煤油的试管放在同一个盛水的烧杯内加热如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是：______________________________________________。

（3）在如图丙中，最能反映该实验的真实情况（__________）
（4）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：另一种液体的比热容为
_____J/(kg·℃)，这种液体在0～15min内放出的热量为__________ J.
【答案】秒表加热时间确保水和煤油在相同时间内吸收的热量相等C 2.1×103
4.2×104
【解析】
【详解】
(1)根据吸热公式可以知道，实验除了需要称质量的天平,还需要秒表记录时间,并用温度计测量温度的变化；加热过程中通过加热时间来控制水和煤油吸热的多少;
(2)分别装有质量相等的水和煤油的试管放在同一个盛水的烧杯内加热,这样可确保水和煤油在相同的时间内吸收相同的热量;
(3)由于丙图中加热环境相同，所以相同时间内，水和煤油所吸收的热量应相同，所以AB
选项均不符合题意；根据公式得，，由于水的比热容较大，所以水和煤油质量和吸收的热量相同时，煤油温度变化大，由图知C符合题意。

(4)观察图像可知，在第15min时，甲变化的温度为，乙变化的温度为，由于水的比热容较大，所以甲液体为水，其的比热容是
；
根据公式可知，质量相同的水和另一种液体，在相同时间内放出的热量相等，所以c乙是c甲的一半，即c乙=2.1×103 J/(kg·℃)；则15min时，这种液体放出的热量
为：
【点睛】
物体吸收热量本领的大小,不仅与物体升高的温度多少有关,还与质量的大小有关,因此要保证两者质量相等,由此可以确定需要的测量工具.通过加热时间来比较吸收热量的多少,由此可以知道还需钟表。

实验中要确保水和煤油在相同时间内吸收相同的热量,根据其进行分析;
5．晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”（如图）
（1）先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b）所示．
实验现象：________．
说明：________．
（2）然后，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）所示．
实验现象：________．
说明：________．
【答案】数字式温度计示数变大外界对物体做功，物体内能增大数字式温度计示数变小物体对外界做功，物体内能减小
【解析】
（1）先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b）所示．手压活塞，对壶内气体做功，故实验现象：数字式温度计示数变大．说明：所以外界对气体做功，气体的内能增加．（2）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）所示．气体被放出，使得小叶轮转动，即气体对外界做功，气体温度下降，故实验现象：数字式温度计示数变小．说明：物体对外界做功，物体内能减小．
点睛：做功可以改变物体的内能，外界对物体做功，物体温度升高，内能增加；物体对外做功，内能减小，温度降低．
6．如图是探究物质吸热性质的实验装置图，在两容器内分别装入质量相同的水和煤油，用
两个相同的电加热器加热，用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值．
（1）用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是：．
（2）要使水和煤油升高相同的温度，哪个需要加热的时间长？
答：．
（3）热量是一个抽象的物理量．本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较
来实现，这种方法称为“转换法”．
（4）以下描述中同样采用“转换法”的是
A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
B．根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态
C．研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系
D．通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小
（5）下表是实验记录的数据．请分析实验数据，回答下列问题：
①比较1、2的实验数据得出的结论是：质量相同的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量；
②比较1、4的实验数据得出的结论是：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度；（以上两空选填“相同或不同”）
③比较2、4的实验数据得出的结论是：．
（6）①加热过程中，用搅棒搅动的目的是；水和煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）
②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是（填字母）
A．采用相同的加热方法 B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油 C．使用相同的烧杯
【答案】（1）使水和煤油吸收的热量相同；（2）水；（3）加热时间；（4）D；（5）①不同；②不同；③质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同；（6）①使
水和煤油受热均匀；加热时间；②B．
【解析】解：
（1）实验中用同样的加热器，单位时间放出的热量才相同，用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是使煤油和水吸收相同的热量．
（2）水的比热容大于煤油的比热容，根据Q=cm△t，要使质量相同的水和煤油升高相同的温度，水吸热较多，需要加热的时间长．
（3）本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现，这种方法称为“转换法”．
（4）A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流，用到了类比法；B．根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态，用到了归纳法；
C．研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系，要用到控制变量法；D．通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小，用的是转换法，所以D与上述方法相同；
（5）①比较1、2的实验数据，都是水，质量相同，升高不同的温度，吸收的热量是不相同的；
②比较1、4的实验数据，物质的种类不同，加热时间相同，即吸收的热量相同，升高的温度不同，得出的结论是：质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同；
③比较2、4的实验数据，物质的质量和升高的温度相同，物质的种类不同，加热时间不同，说明吸收的热量不同，得出的结论是：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；
（6）①加热时，用玻璃棒不断的搅拌，可以使水和煤油受热均匀；相同的酒精灯加热相同的时间，酒精灯放出的热量就是相等的，水和煤油吸收的热量也就是相等的，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的．
②探究物质吸热性质的实验就要采用控制变量法，控制热源（酒精灯火焰的大小、与烧杯底的距离）、盛装液体的容器相同和液体质量一定，故A、C选项正确；
因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的，故B错；故选B．
故答案为：（1）使水和煤油吸收的热量相同；（2）水；（3）加热时间；（4）D；（5）①不同；②不同；③质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同；（6）①使水和煤油受热均匀；加热时间；②B．
【点评】解决此题要学会用控制变量法进行分析，把吸收的热量转化为通电时间的长短，考查了学生对数据的分析和理解，是中考中常见的题目
7．探究不同物质的吸热能力
(1)如图所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入______相同的食用油和水，用相同的酒精灯给它们加热，目的是使食用油和水在相同时间内
______，从而通过______来反映吸收热量的多少；
(2)小雨同学进行实验时，每隔一分钟记录食用油和水的温度，记录的实验数据如下表：
升高的温度∆t/°C510152025
食用油的加热时间t/min12345
水的加热时间t/min246810
根据实验数据可以发现______相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是______的。

为了表示物质的这种特性，物理学中引入物理量______，定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的______和______的比值；
(3)小明同学认为比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使______相同的不同物质吸收相同的热量，比较______。

【答案】质量吸收的热量相同加热时间质量不同比热容质量升高的温度乘积质量升高的温度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在探究不同物质的吸热能力的实验中，烧杯中装入的食用油和水要质量相同，因为探究不同物质的的吸热能力，除了物质的种类不同外，其它物理量都必须相同。

[2][3]用相同的酒精灯加热，目的是让酒精灯在相同的时间内放出相同的热量，才能保证食用油和水在相同时间内吸收的热量相同，从而通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少。

(2)[4][5]由表格数据知，质量相同的不同食物质，升高相同温度时，吸收的热量是不同的。

[6][7][8]为了表示不同物质的吸热能力不同的特性，物理学中引入比热容这个物理量，其定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的质量和升高的温度乘积的
比值。

(3)[9][10]比较不同物质的吸热能力，还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量，比较升高的温度，因为相同质量的不同物质吸收相同热量时，温度升高一般不同。

8．如图甲是小华探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是_______；
A ．两个烧杯的规格相同
B ．两个酒精灯的规格相同
C ．甲、乙两种液体的体积相同
D ．甲、乙两种液体的初温相同
(2)在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体
B____________________；
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：停止加热后，______（选填“A ”或“B ”）液体的温度下降得快；
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A 或B 中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_______（选填“A ”或“B ”）。

【答案】C 吸收热量的多少 B A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据比较物质吸热能力的方法，在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度大小从而得知物体的吸热能力大小，需要保持质量和初温相同。

AB ．保持两个烧杯的规格相同、两个酒精灯的规格相同，那么两种液体在相同时间吸收的热量相同，A 、B 正确，不合题意；
C ．假如控制甲、乙两种液体的体积相同，根据m V ρ=可知，那么两种液体的质量不同，C 错误，符合题意；
D ．控制甲、乙两种液体的初温相同，这样符合比较物质吸热能力的方法，D 正确，不合题意。

故选C 。

(2)[2]该实验加热时间越长，吸收的热量越多，在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体B 吸收热量的多少。

(3)[3]根据()0-Q cm t t =可知，在相同时间内，液体B 升高的温度较高，而吸收的热量、液体的质量、初温是相同的，那么液体B 的比热容较小；停止加热后，在相同时间内放出
=可知，液体B的比热容较小，那么液体B在相同时间内温度的热量相同，根据Q cmΔt
变化较大，即液体B的温度下降得快。

(4)[4]质量相等的A和B液体，在升高相同温度时，A吸热多，A的比热容大，根据
=可知，质量相同的A和B液体降低相同温度，A放热多，效果更好，所以应该Q cmΔt
选择液体A装入暖手袋中作为供热物质。

9．为比较水、空气对牛奶的冷却效果，小明同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中（如图甲所示），一个放在空气中（如图乙所示），其他条件均相同，实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示：
（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？____________.
（2）根据表中数据，小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中；
（3）本次实验中，小明发现______的冷却效果更好；
（4）进一步分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越______，小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到________的影响．
【答案】牛奶质量相等牛奶的初温相等水慢温度
【解析】
（1）探究水和空气对牛奶的冷却效果时，需要控制牛奶的质量和初温相等；
（2）在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象；
（3）由图象可知，在相同的时间内，甲中水的牛奶温度变化快，降温效果好；
（4）由图象分析可知，在甲图象中，前段时间内牛奶的温度变化较快，后面的温度变化缓慢；牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响
10．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小玲做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
质量/g 升温10℃所需要
时间
升温20℃所需要
时间
升温30℃所需
要时间
沙子306492124
水3092163220
（1）在此实验中用______（选填“升高的温度多少”或“加热时间的长短”）表示水和沙子吸热的多少，所以该实验还要用到的测量工具是______。

（2）分析表中的实验数据可知：当物体质量和______相同时，水吸收的热量______（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量。

（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，沙子升高的温度更高，由此可解释在等条件下内陆地区昼夜温差变化比沿海地区要______，是因为沙子的比热容比水的比热容
______（两空均选填“大”或“小”）。

【答案】加热时间的长短秒表升高的温度大于大小
【解析】
【详解】
（1）根据转换法，在此实验中用加热时间的长短表示水和沙子吸热的多少，所以该实验还
要用到的测量工具是秒表；
（2）分析表中的实验数据可知：当物体质量和升高的温度相同时，水加热时间长，根据转换法，水吸收的热量大于沙子吸收的热量。

（3）因沙子的比热容比水的比热容小，在同样受热或放热的情况下，根据
Q
t
cm
，内陆
地区昼夜温差变化比沿海地区要大。

故答案为：加热时间的长短；秒表；升高的温度；大于；大；小。