物理九年级上册 内能的利用(篇)(Word版 含解析)

物理九年级上册内能的利用（篇）（Word版含解析）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．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】
2
00
B r
R t2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
2
E
I
R
= (1)
E
t
∆Φ
=
∆
(2)
=?S B
∆Φ∆ (3)
120
+2
R R R R
== (4)
由1234联立得：
22
000
22
B
B r r
I
t R t R
ππ
∆
=⋅=⋅
∆
由于
2
π
为定值，故
2
00
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R0变，其他为定值，则
2
2
B r
t
π
均为定值，可看作
'k
I
R
=，此为反比例函数，故可用图线c表示．
2．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．假设燃料完全然烧释放热量都被液体吸收．
（1）若比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过_____来反映的，通过本次试验得到的燃料热值与实际热值相比偏______（选填“大”或“小”）．
（2）若比较不同物质的吸热本领，应选择____两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过____来反映的．
【答案】甲乙升高的温度小甲丙加热时间
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]为了比较不同燃料的热值，应控制被加热液体相同而燃料不同，应选择甲、乙两图进行实验；
[2]燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映；
[3]因为燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，则通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小；
(2)[4]若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；
[5]用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反应了不同物质吸热的多少．
3．物理小组的同学们组装了如图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料．
（1）若要比较液体的吸热本领，应选_____两图的实验装置进行实验．（在“甲、乙、丙”
（2）实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃，加热时间较短的液体比热容较_____．
（3）实验过程中，若加热相同的时间，温度升高较多的液体比热容较_____．
（4）根据实验数据同学们绘制出如图所示的图象．由图象可知：液体_____的比热容较大．（选填“A”或“B”）
【答案】甲丙小小 B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在比较液体的吸热本领时，应使质量相同的不同液体在相同时间内吸收的热量相同，所以需要的燃料的种类相同，液体的质量相同但液体种类不同，所以选择甲、丙；
（2）实验过程中，两种液体的温度都升高了50℃，加热时间短的液体吸热能力较弱，它的比热容较小；
（3）质量相同的两种物质，加热时间相同时，温度升高较少的液体比热容较大，温度升高较多的液体比热容较小；
（4）质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示，由图可以看出，在相同时间内（即吸收的热量相同），B液体的温度升高得较慢，B 液体的比热容较大．
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】
(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。

5．小红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。

她实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min 记录了杯中水的温度。

（1）在安装、调整实验器材时科学合理的顺序是(甲图中)：先固定________的位置，再调整固定的________位置(选填“A ”或“B ”）。

（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的________。

加热时间t /min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（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________，理
由是______。

（4）小红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，并记录数据利用公式Q=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。

你认为她的计算结果可靠吗？________，理由是___________。

【答案】B A 质量煤油见解析所示不可靠实验中有热量散失
【解析】
【详解】
(1)[1][2]先根据酒精灯高度确定石棉网（烧杯）位置，再确定温度计的位置，所以先固定B 的位置，再调整固定A的位置。

(2)[3]比较吸热多少时，应控制加热时间和被加热液体质量相同，比较液体温度变化的多少。

(3)[4][5]甲中水温度变化较快，说明甲吸热较多，甲中煤油燃烧放出的热量多，即煤油热值大。

(4)[6][7]由于实验中有热量散失，利用Q=cm∆(t-t0)可以算出水吸收的热量，比煤油或菜籽油燃烧放出热量要少，所以她的计算结果不可靠。

6．比热容是表示物质吸放热能力的物理量，不同的物质比热容一般不同．
（1）下列物理量也表示了物质的某种特性的是__________；
A．热值 B．热量 C．质量
（2）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），表示的物理意义是质量为1kg的水升温
1℃_________的热量是4.2×103J.
（3）张红在家经常学习做饭根据观察，她猜想食用油的比热容可能比水小。

下列事实中能支持她的猜想的是哪一个？__________；
A．同样情况下，油升温比水快；
B．油能源在水面上；
C．油能使食物变得焦黄，而水却不会；
（4）为了验证猜想，张红向两个同样的烧杯里分别倒入________（填“质量”或“体积”）相同的水和油，并测量初始温度相同，如图所示，其温度为________℃。

用相同火焰的酒精灯加热相同时间后，水的温度达到25℃，油的温度达到30℃。

上述几个步骤中都运用了物理研究方法中的__________法。

由己知数据可以得出该食用油的比热容是__________J/（kg•℃）．
【答案】A 吸收 A 质量 20 控制变量 2.1×103
【解析】
【详解】
(1)[1]A．1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。

不同燃料热值不同，所
以热值表示了物质的某种特性；故A
项符合题意；
B ．在热传递过程中，物体传递能量的多少叫热量。

所以热量并不能表示物质的某种特性；故B 项不符合题意；
C ．物体所含物质的多少叫质量，它是物体本身的一种属性，但并不能表示物质的某种特性；故C 项不符合题意；
(2)[2]水的比热容为4.2×103J/（kg •℃），表示质量为1kg 的水，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103J ；
(3)[3]A ．油比水的比热容小，说明质量相同的油和水在温度升高相同度数时，油比水吸热少，或质量相同的油和水吸收相同热时，油比水温度升高的多，所以同样情况下，油升温比水快，能支持他的观点；故A 项符合题意；
B ．油能漂在水面上，说明油的密度小于水的密度，不能支持他的观点；B 项不符合题意；
C ．油能把食物炸黄，而水不会，说明油的沸点比水高，不能支持他的观点；C 项不符合题意；
(4)[4]若要验证猜想，张红应向两个同样的烧杯里分别倒入质量相等的水和油，并测量它们的初始温度；
[5]通过温度计液面的位置可以判断玻璃泡在下方，现在是零上的温度，所以它们的初始温度为20℃；
[6]为了比较水和油的吸热能力，实验中控制了水和油的质量和初始温度相同，然后用相同火焰的酒精灯加热相同时间，所以这几个步骤中都运用了物理研究方法中的控制变法； [7]由题意可知，水和油用相同火焰的酒精灯加热相同时间，所以可以水和油吸收的热量相同，由Q cm Δt =得：
c m t c m t ∆=∆水水水油油油；
所以该食用油的比热容是：
()
()
()32520 1
2.110J /kg 20 2
c m t c t c c c m t t ∆∆⨯-=
=
=
==⨯⋅∆∆-水水水水水水油水油油
油
℃℃℃30℃℃。

7．如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。

待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。

请根据小李的方案回答下列问题：
(1)实验前装入灯中的煤油和酒精的_____________必须相同；
(2)在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验_________(选填“能”或“不能”)达到小李的目的；
(3)燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断_______(选填“煤油”或“酒
精”)的热值大；
(4)该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值
__________(选填“偏大”或“偏小”),其主要原因是：_____。

【答案】质量不能煤油偏小有很多热量耗散到了空气中
【解析】
【详解】
(1)[1]本实验采用控制变量法，除了燃料种类不同其他的要相同，所以实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同；
(2)[2]在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，由于水沸腾后温度保持不变，所以该实验无法比较甲、乙两烧杯中的水，谁吸收的热量比较多，因此该实验不能达到小李的目的；
(3)[3]燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，说明甲烧杯的水吸收的热量比较多，所以由此判断煤油的热值大；
(4)[4][5]因为燃料放出的热量没有被水全部吸收，所以该实验测得的热值偏小，其主要原因是：有很多热量耗散到了空气中。

8．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）在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用_______(选填“甲”或“乙”)组器材．除了图中已经呈现的器材，这两个实验都还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象，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小，其原因可能是___________．
【答案】乙天平 0.84×103偏小薯片没有完全燃烧，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．
【解析】
【分析】
【详解】
(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4分钟后,吸热相同,水温度升高10℃,沙子温度升高50℃,根据 c＝Q
m t
吸，即在Q和质
量相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故沙子的比热容是：
c＝1
5
×4.2×103J/(kg⋅℃)＝0.84×103J/(kg⋅℃)；(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,根据q＝Q
m
,可知小明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小．
【点睛】
（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
m t
吸，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升
高的温度成反比，求沙子的比热容；（3）根据q＝Q
m
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．
9．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是________________，此实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会________________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的_____________________________冲程相同，某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在 1s 内，汽油机对外做功________次．实验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度________（选填“会” 或“不会”）升高．
【答案】棉花燃烧（筒内有火花）增大压缩 20 会
【解析】
解答：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；汽油机飞轮的转速为 2400r/min，即40r/ s 内，2r对外做功一次．1s 内汽油机对外做功20次；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似，筒内气体温度会升高．
点睛：改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能．
10．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，烧杯内的液体初温相同．
（1）比较不同燃料的热值，应选择_________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验；在实验中，三烧杯中a 、b 液体的质量必须______（填“相等”或“不同”）．
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J/kg 1 15 35 2.4×106 2
15
25
？
根据表中数据计算：完全燃烧10 g 燃料1放出的热量为________J ，燃料2的热值是________J/kg ．
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____（填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是：燃料燃烧释放的热量_________（填“能”或“不能”）全部被液体吸收．
【答案】甲乙 甲丙 相等 2.4×410 1.2×610 小 不能 【解析】 【分析】 【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，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； 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．根据控制变量法可知：实验中用加热时间表示同种燃料放出热量和液体a 、b 吸收热量相同；烧杯内液体的质量应都相同．
（2）完全燃烧10g 燃料1放出的热量：Q 1=mq 1=0.01kg ×2.4×106J/kg=2.4×104J ； 由于Q 放=Q 吸，则燃料1:c a m △t 1=m 1q 1,即c a m(35℃−15℃)=m 1×2.4×106J ， 燃料2:c a m △t 2=m 1q 2,即c a m(25℃−15℃)=m 1×q 2， 联立以上两式可得：q 2=1.2×106J/kg ．
(3)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．。