九年级上册物理 内能易错题(Word版 含答案)
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九年级上册物理内能易错题(Word版含答案)
一、初三物理内能易错压轴题(难)
1.(提出问题)水和空气哪种物质的导热性能好?
(猜想与假设)小明进行了如下猜想:
猜想一:水的导热性能好;
猜想二:空气的导热性能好
(设计与进行实验)
小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上,如上图所示,实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:
(实验结论)
(1)分析表中数据,可得出结论:_____
(评估与交流)
(2)对甲、乙两个瓶中的牛奶,除了要控制它们的初温相同外,还要控制它们的_____相同
(3)热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____(选填“增加”或“减少”)内能(4)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越___的
(实验拓展)
(5)如果有一天,你要喝一杯奶茶,下列两种冷却方法中,效果较好的是_____
A.将滚烫的热茶冷却5分钟,然后加适量冷牛奶
B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min
(6)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢,若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢,则“冷却速度”可定义为:质量为1千克的物体,_____叫做冷却速度
【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】
【详解】
(1)分析可知,在相同时间内水中冷却速度更快,所以在水中比空气中冷却效果更好;(2)在研究空气和水的导热性时,应该保证其它条件相同,除了水的初温外还要保证水的
质量相等;(3)由于水与牛奶瓶有温度差,所以要发生热传递,即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能;(4)这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢,因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响.所以当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢.(5)根据(4)中的结论,物体冷却随时间推移是先快后慢,本质原因是温差逐渐缩小,奶茶热的时候温度下降得快,开始快后来越来越慢,开始先让它保持较高的温度,可以在五分钟内放出更多的热量,然后加入冷牛奶,利用热传递使其再次降温。
故选A;(6)根据题意可定义冷却速度为:质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。
2.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 ︒=⨯⨯︒=⨯︒︒
3.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。
(1)实验装置中的两个烧杯的规格应_________(选填“相同”或“不同”),烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________;
(2)加热10min ,水吸收的热量________(填大于、小于或等于)煤油吸收的热量; (3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),由图象可知,水的沸点是__________℃,水的比热容是煤油的比热容的________倍; (4)若本次实验共消耗酒精20g ,则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J 。
(q 酒精=3.0×107J/kg )
【答案】相同 质量 等于 98 2 6×105 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同,烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同,因为此实验探究的是两种液体的吸热能力,那么唯一的变量是液体的种类,而其他的量都要保持相同。
(2)[3]加热10min ,即加热时间相同,那么两者吸收的热量相同。
(3)[4]由图象乙可知,水开始时温度上升,到98℃时,温度保持不变,即是水此时已经沸腾,所以水的沸点是98℃。
[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃,所用的时间分别为20min 和10min ,即升高相同温度,水吸收的热量是煤油的2倍,所以水的比热容是煤油的的2倍。
(4)[6]完全燃烧这些酒精放出的热量
Q 放=mq 酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J
4.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。
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.同学们在进行比较水和沙子的吸热能力的探究实验.
(1)实验中需要测量水的质量.
①小范将天平放在水平台上,将游码归零,发现指针指在分度盘中线的左侧.要使横梁平衡,应该向_____调节平衡螺母(填“左”或“右”).
②如图甲,测得烧杯和水的总质量m=_____g.
(2)小范测得水的初温是30℃,加热一段时间后,温度计示数如图乙,则水温升高了
_____℃.
(3)实验中,加热与水等质量的沙子,使其与水吸收相同的热量,发现沙子比水升高的温度高.它得出的实验结论是_____.
【答案】右7116水的吸热能力比沙子吸热能力强
【解析】
(1)①小范将天平放在水平台上,将游码归零,发现指针指在分度盘中线的左侧.要使横梁平衡,应该向右调节平衡螺母.
②如图甲,测得烧杯和水的总质量m=50g+20+1g=71g.
(2)小范测得水的初温是30℃,加热一段时间后,温度计示数如图乙,温度计分度值为1℃,示数为46℃,则水温升高了46℃-30℃=16℃..
(3)实验中,加热与水等质量的沙子,使其与水吸收相同的热量,发现沙子比水升高的温度高.它得出的实验结论是水的吸热能力比沙子吸热能力强.
故答案为(1)①右;②71;
(2)16;
(3)水的吸热能力比沙子吸热能力强.
7.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.
8.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R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路,R1和R2的阻值均为R0,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t0和B0.则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表:
次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A
1100.1 1.00.15π×l0-2
2200.1 1.00.1 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】
2000B r R t 2
5A s
T m π⋅Ω⋅⨯ c 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]由图像分析可得
2E
I R
=……………1 E t
∆Φ
=
∆...............2 =?S B ∆Φ∆ (3)
120+2R R R R == (4)
由1234联立得:
220000
22B B r r I t R t R ππ∆=⋅=⋅∆
由于
2
π
为定值,故 2
000
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R 0变,其他为定值,则2
00
2B r t π均为定值,可看作0'k I R =,此为反比例函数,
故可用图线c 表示.
9.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。
10.为了比较豆浆和牛奶的吸热能力,小敏在家中进行了如下的实验:如图左图所示,在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶,两瓶中各装有一支相同的温度计,然后将两个塑料瓶同时浸入热水中.观察现象发现:加热相同的时间,豆浆的温度升高较多.则:
(1)要使牛奶和豆浆升高相同的温度,应对________________加热的时间长些.这说明它们升高相同的温度,豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量________________________.(2)小敏利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线,如图右图所示,则图线_________________________________应代表的是豆浆.
【答案】牛奶少 A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由热量计算公式Q=cmΔt可知,物体吸收热量的多少跟物体的质量多少、温度升高的多少以及物质的比热容大小有关;控制牛奶和豆浆的质量相同,温度的变化量相同,比较加热时间的长短来判断比热容的大小.加热相同的时间,豆浆的温度升高较多.说明吸收相同的热量,牛奶升高的温度慢,说明牛奶的比热容大.因此要使牛奶和豆浆升高相同的温度,应对牛奶加热的时间长些.由于豆浆的比热容小,因此升高相同的温度,吸收的热量少.
(2)结合题目和图象可知,加热相同的时间,豆浆的温度升高较多.所以A图线代表豆浆.。