上海民办上海上外静安外国语中学物理内能的利用章末训练(Word版 含解析)

上海民办上海上外静安外国语中学物理内能的利用章末训练（Word版含解
析）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
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：
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃
煤油2544
菜籽油2534
（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________ ．
【答案】质量水的质量煤油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．
【详解】
（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．
2．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关
系。

他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置。

加热的时间/min
0 1 2 3 甲杯水温/℃
25 27 29 32 乙杯水温/℃ 25 26 27 28
（1）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两装置中相同的量是煤油和菜籽油的_____（质量/体积）和水的质量。

（2）实验开始后他每隔1分钟记录了杯中水在3min 内的温度（见上表），根据表中数据_____（能/不能）判定出煤油和菜籽油的热值大小关系，判断依据是_____。

（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录的数据、利用公式吸0=Q cm （t ﹣t ）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。

他的计算结果_____（大于/小于/等于）真实值。

【答案】质量 不能 未控制煤油和菜籽油燃烧的质量相等 小于
【解析】
【详解】
(1)[1]探究不同燃料的热值大小时，应需要控制煤油和菜籽油的质量相同。

(2)[2][3]甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由=Q cm
t 知，末温高的吸收的热量较多，即燃料燃烧放出的热量多。

但相同时间内，消耗的燃料质量不一定相同，所以不能
比较煤油和菜籽油的热值大小关系。

(3)[4]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。

3．小明利用如图 甲、乙、丙的装置，完成“比较不同液体的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”的两个实验，请你解答
（1）完成第2个实验需选择_______两个实验装置进行对比；
（2）在以上实验中，若液体质量和初温、燃料质量均相等，当燃料燃尽时，分别测得甲、乙、丙中温度计的示数关系为 t 甲>t 乙>t 丙， 则吸热能力强的为液体_____，热值大的为燃料_____。

【答案】甲乙 b 1
【解析】
【详解】
(1)[1]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，并让液体的质量相同，通过温度计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；
(2)[2]由题知，比较a 、b 两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体， 且保证液体质量相同，应选甲丙两图；燃料燃尽，则液体吸收热量相同，比较温度变化。

根据Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 丙，温度变化越大，则比热容越小，液体吸热能力越弱，c a <c b ，液体 b 吸热能力强；
[3]比较甲和乙，燃料燃尽放出的热量转换为液体吸收的热量，根据 Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 乙，因此 Q 1>Q 2，则燃料 1 比燃料 2 放出热量多，根据Q mq =知，等质量的燃料1和燃料2完全燃烧，燃料1放出的热量多，则燃料1的热值大。

4．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，实验时要观察_____比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择_____两图进行实验，实验通过_____反映物体吸热的多少．
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a 升温多，由此可知：质量相同的液体a 与b ，升高相同的温度时，液体a 吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”）液体b 吸收的热量．
（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℃，求：
①水吸收的热量_____J
②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是_____J/kg；
③算出的热值比标准值_____（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）
【答案】甲乙液体升高的温度甲丙加热时间的长短小于 4.2×103J 4.2×105J/kg 偏小
【解析】
解：（1）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得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲和乙两图进行实验；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，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间（即比较吸收热量的多少），进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验；（2）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，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多，由c＝Q
m t
吸可知，a的比热容
小；a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，由Q吸＝cm△t可知，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量．（3）①50ml水的质量为：m＝ρ水
V＝1×103kg/m3×50×10﹣6m3＝0.05kg；水吸收的热量：Q吸
＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.05kg×20℃＝4.2×103J；②根据题意可知，Q吸＝Q放，
由Q放＝qm可知，酒精的热值为：q＝
3
4.210
0.01
Q J
m kg
放＝＝4.2×105J/kg；③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．
点睛：（1）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；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，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；（2）根据a、b液体吸收热量的多少，判断a、b液体比热的大小，然后根据比热大小，分析判断质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，a与b吸收热量的关系；（3）①知道水的体积，求出水的质量；根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量；②根据公式Q＝qm计算酒精的热值；③在此实验中，酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收．
5．某物理学习兴趣小组学习了燃料的热值后，设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．实验装置如图所示，实验记录如下所示．
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）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酒精和碎纸片的质量，_____ 以及两个烧杯都应相同．
（2）根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________ ．（注意带单位）
（3）通过实验计算得到的燃料热值与实际相比是________ （选填“偏大”或“偏小”），出现这样情况的主要原因是________ ．
【答案】（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．
【解析】
试题分析：（1）本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯）相等或相同；
（2）通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精和碎纸片放出热量的关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值关系，求出碎纸片的热值；
（3）有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”．
解：
（1 ）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；
（2）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；
（3）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．故答案为（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．
【点评】用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热多少，即比热容的大小，较难理解．
6．为了比较酒精和碎纸的热值大小，小明选择了两套完全相同的实验装置如图所示，先将燃烧皿内装了质量相同的酒精和碎纸片，再分别同时给质量和初温相同的水加热，最后比较相同时间内水升高的温度．为正确完成实验，请你解答下列问题：
（1）实验装置的组装顺序应该是________（选填“由上到下”或“由下到上”）；此实验是通过比较________的变化，来比较燃料热值的大小．
（2）在题干叙述的操作过程中存在的主要错误是________，按正确的操作，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．
（3）即使按照正确方法进行实验后，也只能比较两种燃料热值的大小，而不能计算出准确的热值，这是因为________（只写一种原因即可）．
【答案】自下到上温度计示数的变化比较相同时间内水升高的温度天平燃料燃烧放出的热会散失到空气中
【解析】
【详解】
（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行；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；燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映；（2）实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度，再比较酒精与纸的热值大小；按正确的操作，实验需要用天平测酒精、纸、水的质量。

因此还需要的一个测量器材是天平。

（3）由于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，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些．
【点睛】
（1）实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；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．（2）比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据水升高的温度比较热值的热值大小；实验要控制燃料的质量，需要用天平测燃料的质量；（3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小．
7．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。

他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置，记录结果见下表：
（1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：应先调整、固定________的位置（选填“A”或“B”）。

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

（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。

（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，然后再利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

观察装置图，请你分析原因是：___________________________。

【答案】（1）B （2）质量水的初温（3）煤油（4）偏小煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失
【解析】
试题分析：（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则。

（2）为了比较不同燃料的热值，应控制吸热升温的物质相同、物质的初温相同，燃料的质量相同，比较燃料燃尽后，物质升温的快慢。

（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油，因为燃料燃尽后，用煤油加热的，水的末温高。

（4）结果与课本中给出的煤油热值相比偏小。

原因是：煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失（如烧杯、空气等吸热；煤油不可能完全燃烧）。

考点：探究煤油和菜籽油的热值大小关系
8．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温都相等的水加热，记录燃料燃燃料加热前的水温／℃燃料燃尽后的水温／℃
煤油2544
菜籽油2534
烧相同时间后水升高的温度△t．
（1）为了正确完成实验，除了图示装置外还需要的一个测量器材是_____．
（2）实验中通过_____（填“加热的时间”或“温度计升高的温度”）来比较燃料燃烧放出热量．
（3）小明设计的方案_____（填“能”或“不能”）比较酒精和碎纸片的热值，理由是
______．
【答案】天平温度计升高的温度不能燃烧掉的酒精和碎纸片的质量不一定相等
【解析】
解：
（1）实验中，由于要控制质量相等，所以还需要的测量工具是天平；
（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小．
故答案为 (1). 天平 (2). 温度计升高的温度 (3). 不能 (4). 燃烧掉的酒精和碎纸片的质量不一定相等
9．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．
10．如图是我们熟悉的四个实验情景
（1）甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘”在一起，说明
_____________________________________．
（2）乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是用_________的方法改变物体内院的．（3）丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明
_________________________．该实验中密度小的空气和密度大的二氧化氮的位置_____（选填“能“或“不能”）上下颠倒．
（4）丁图中，水沸腾后水蒸气推动软木塞冲出试管口，能量的转化与内燃机的_____冲程相同．
【答案】分子间有引力做功分子在不停地做无规则的运动不能做功
【解析】
【分析】
【详解】
(1)甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘在”一起，说明分子间存在相互作用的引力；
(2)乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是压缩气体做功，是用做功的方法改变物体的内能，使瓶内气体的内能增大，温度升高．
(3)丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子在不停地做无规则的运动．
(4)丁图中，水沸腾后软木塞被推出，是水蒸气膨胀对外做功，将内能转化为机械能．。