上海川沙中学华夏西校物理内能单元试卷(word版含答案)

上海川沙中学华夏西校物理内能单元试卷（word版含答案）
一、初三物理内能易错压轴题（难）
1．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。

2．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．
（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．
（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是
___________
A ．安全
B ．省油
C ．减小行驶时的阻力
D ．增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
速度
()1v /km h - 40 60 80 100 120 制动距离s /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是
_____________m ．
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为
2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7
4.610J /kg ⨯，密度为330.810/kg m ⨯）．
（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ⨯，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ．
【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88
【解析】
解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成
的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；
D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P v
可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有
2240km /h 80km /h 8s
（）（）＝，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10−3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10−3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发
动机的效率：η＝881.08103.31210W J Q J
⨯⨯＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：
v ＝86480P W F N
机械
＝＝10.8m/s ＝38.88km/h.
3．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；
4．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验．将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温．然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min记录一次温度．实验记录如下表：
加热时间/min01234
温度
/℃
沙子2025293438
水2021222324
（1）除了图示的器材外，本实验还需要的测量工具有天平和________．
（2）水和沙子吸热的多少是通过_____来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”).
（3）根据实验数据，小明画出了沙子的温度随时间变化的图像（如图乙），请画出水的温度随时间变化的图像.
（_______）
（4）分析图像可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多．
【答案】秒表加热时间沙子水
【解析】
实验中需要记录不同时刻水和沙子的温度所以还需要温度计；因为酒精灯在相同时间放出热量的多少是一样的，加热时间越长表示物体吸热越多，所以水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的；根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来即可得到水的温度随时间变化的图像：
（4）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；
若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多．
点睛：（1）实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少；（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；（3）分析图象分析水和沙子的温度变化情况，得出结论．
5．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;
6．在比较“水和煤油吸热本领大小”的实验中，小明选取了两只相同的烧杯，且在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油，他用两个完全相同的“热得快”给它们加热，并记录得到了表中的实验数据，请你回答下列问题：
加热时间
0 1 2 3 4 5 6 7
/min
水的温度/℃ 20 22 24 26 28 30 32 34
煤油的温度
20 2428 32 36 40 44 48 /℃
（1）两种液体相比较，温度升高比较快的是_____；
（2）小明给水和煤油加热，选用两个同样的“热得快”的目的是什么？_____
（3）如图甲所示是小明根据实验数据画出的图象，其中_____（选填“A”或“B”）表示的是水吸热升温情况．
（4）比较方法：在质量相同的情况下，比较水和煤油吸热能力的方法：①吸收相同热量，比较_____；②升高相同温度，比较_____；
（5）如图乙所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，从图象可以看出，在一年中，曲线A所示的城市气温变化较_____（选填“大”或“小”），根据上面探究过程中所获得的只是可知，曲线C表示的是_____（“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线．（c砂＜c水）
【答案】煤油目的是使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同B升高的温度吸收的热量大内陆
【解析】（1）由热量计算公式Q=cm△t知道，由于水的比热容大于煤油的比热容，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量，煤油升高的温度高；
（2）实验中用两只相同的烧杯和两个同样的“热得快”目的是在相同的时间内供给水和煤油相同的热量，使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同；
（3）在同样的加热时间内，两种物质吸热相等，由表中数据可知，温度升高比较快的是煤油，水升温慢，B表示水吸热升温情况；
（4）比较吸热能力的两种方法：①吸收相同热量，比较升高的温度；②升高相同温度，比较吸收的热量；
（5）由图2气温变化曲线得出，A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大；沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较大，所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。

点睛：本题考查的是比较“水和煤油吸热本领大小”的实验，主要考查了控制变量法及转换法的运用、读图能力比较吸热能力的两种方法及用水的比热容大分析实际问题的能力，综合性较强，有一定的难度。

7．小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。

同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。

小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。

记录的数据如下所示。

照射时间/min024681012
（1）小明探究的物理问题是什么？（2分）
（2）小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像，如图所示。

请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。

（2分）
（3）分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像，你能得出什么探究结论？【答案】（1）相同质量的海水和沙子，吸收相同的热量，升温快慢是否相同
（2）
（3）相同的沙子和海水，吸收相同的热量后，沙子升温快
【解析】
试题分析：
（1）两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值是在探究相同质量的海水和沙子，吸收相同的热量，升温快慢是否相同；
（2）根据表格数据描点然后作图如下；
（3）由图像可知：相同的沙子和海水，吸收相同的热量后，沙子升温快。

考点：比较吸热能力的实验
点评：这是比较吸热能力的实验，物理中用比热容表示物质的吸热能力。

8．学校物理兴趣小组的同学在研究“探究水和沙石的吸热能力”时，选用了完全相同的加热装置分别给沙子和水加热，如图甲是同学们的实验装置图。

温度/℃
海水31.031.632.132.532.833.033.1
沙子31.032.533.834.835.836.036.3
(1)本实验所需测量仪器有____；应控制的物理量有____；
(2)实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是________；通过对比____来比较两种物质吸热的多少；
(3)他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。

若水的比热容是
()34.210J/kg ⨯⋅℃，水和沙子的质量均为200g 。

根据图像信息：求加热满2min 时，水吸收了热量为_____；沙子的比热容为______。

【答案】秒表、天平 水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同 温度计的示数上升 加热时间的长短 44.210J ⨯ ()3
0.9110J/kg ⨯⋅℃ 【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]本实验所需测量仪器有秒表、天平，分别测量时间和质量。

[2]根据()0-Q cm t t =，应控制的物理量有水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同。

(2)[3]当温度计的示数上升时，能说明被加热的物体内能增加了。

[4]加热时间越长，物质吸热越多，所以可通过对比加热时间的长短来比较两种物质吸热的多少。

(3)[5][6]由于水的比热容较大，根据Q cm Δt =可知，在质量相同、吸收热量相同时，水升高的温度较小，那么b 图应该是水的温度随加热时间变化的图像；水的质量是200g ，2min 内温度的变化量是
70-2050t ∆==℃℃℃
根据Q cm Δt =可知，加热满2min 时，水吸收的热量是
()344.210J/kg 0.2kg 50 4.210J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯水水水℃℃
加热装置相同，加热时间相同，水吸收的热量大小等于沙子吸收的热量，即
44.210J Q Q ==⨯沙水
从a 图可以看到，加热满2min ，沙子的温度变化量是
'250-20230t ∆==℃℃℃
根据Q cm Δt =可知，沙子的比热容是
()43' 4.210J 0.9110J/kg 0.2kg 230Q c m t ⨯==≈⨯⋅∆⨯沙沙沙℃℃
沙子的比热容约是()3
0.9110J/kg ⨯⋅℃。

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．在“比较不同物质吸热能力”的实验时，将甲、乙两种不同的液体分别装入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据，并绘制出如图所示的图像。

（不计热量损失）
(1)实验时，选用初温和___________均相等的甲、乙两种液体；
(2)加热10min，甲吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量；
(3)乙液体的比热容是甲液体比热容的______倍；
(4)电加热器正常工作时_________能转化成内能。

【答案】质量等于 2 电
【解析】
【详解】
(1)[1]实验时，选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体，而电加热器是相同的，两液体吸收的热量相同，这样可以通过比较升高的温度，从而得知物质的比热容大小；
(2)[2]由于用相同的电加热器同时加热，那么加热10min，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；
=可知加热(3)[3]从图中可以看到，乙加热10min时，升高的温度是30℃，根据Q cmΔt
10min，甲乙两液体吸收的热量是
Q c m t
=∆
甲甲
=∆
Q c m t
乙乙
两式相除，可得到
1c t c t ∆=
⋅∆甲甲乙乙
解得2c c =乙甲； (4)[4]电加热器正常工作时，会消耗电能，并且发热，这时会把电能转化为内能。