北京燕化前进中学物理内能的利用单元复习练习(Word版 含答案)

北京燕化前进中学物理内能的利用单元复习练习(Word版含答案)
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．小明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的大小关系。

他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验，记录结果见表：
（1）为了保证实验结论可靠，小明选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等，还要控制煤油和菜籽油的_________相同。

（2）实验测的数据如表（无读数错误）：根据数据_________（能/不能）得出煤油与菜籽油热值的大小关系。

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃
煤油25100
菜籽油20100
（3）实验中不足之处可能是_________造成的。

（4）小明同学纠正实验中不足之处后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知，于是他想利用这种实验测算出煤油的热值，除了图中装置外，那么小明还要使用的测量仪器是_________。

利用此实验方法计算出的热值将比真实值_________（偏大/偏小）。

【答案】质量不能燃料质量太大(水质量太少) 天平偏小
【解析】
【详解】
(1)[1]根据控制变量法可知，还应控制煤油和菜籽油的质量相同；
(2)[2]由于水温均达到沸点后温度不再上升，无法准确比较水吸收热量多少，从而无法比较煤油和菜籽油放热多少，无法得出热值大小关系；
(3)[3]水温均达到沸点，说明燃料由于质量太大放热太多或水的质量太少；
(4)[4]为了得到到水吸收的热量需要知道水的质量，为求热值还需知道燃料的质量，故还需要天平；
[5]由于热量会有所流失，则所测热量值偏小，由
Q
q
m
可知，所求热值偏小；
2．用所学的知识解决下列问题:
（1）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，比较不同液体的比热容，可以选择___两图: 比较不同燃料的热值，可以选择___两图。

（2）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的两种不同液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图丁所示，实验中，两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出:液体___放热能力强 （选填a 或b ），若液体a 的比热容为3
2.110J /(kg )⨯⋅℃，则液体b 的比热容为____J /(kg )⋅℃。

【答案】甲丙 甲乙 a 1.05×103
【解析】
【详解】
(1)[1]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。

[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)[3]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q cm Δt =可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得慢，它的放热能力大；甲的温度将的慢，故甲的放热能力大；
[4]由题知，而液体的质量相同，即 m m =乙甲；
当放热时间为15min 时，甲降低的温度为
60℃-40℃=20℃；
乙降低的温度为
60℃-20℃=40℃；
则：
c m t c m t ∆=∆甲甲甲乙乙；
即：
()32.110J /kg 2040m c m ⨯⋅⨯⨯=⨯乙℃℃℃；
()
3
℃。

c=⨯⋅
1.0510J/kg
乙
3．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
(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℃℃。

4．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．
5．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，烧杯内的液体质量和初温也相同，那么：
（1）小华为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图所示的进行实验．（2）小明为了比较不同燃料的热值，应选择________两图所示的进行实验．小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录液体燃烧相同时间所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你帮他指出来．________．【答案】甲丙甲乙两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知，甲、丙两实验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的吸热升温的特点；（2）由图可知，甲、乙两图被加热的水相同、加热用的燃料不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值；小明记录燃烧相同时间水升高的温度，存在缺陷是两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度．
【点评】
（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；（2）①根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；②比较热值大小时，保
证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧．
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．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系．他组装了图示的装置进行实验，记录结果见下表：
（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，在实验中还控制了两个相同的物理量，它们是：_____、_____．
（2）你认为煤油和酒精两种燃料中，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酒精的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：_____．
【答案】水的质量燃料的质量煤油天平
【解析】（1）因为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）由图表数据知道，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）因为要控制水的质量相等，需要补充的实验仪器是天平。

点睛：本题是考查关于热值的实验探究题，需要知道热值的意义，解题关键的是会用控制变量法和转换法设计探究实验。

8．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T 甲、T乙和T丙，且有T甲＞T乙＞T丙．
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的（选填“质量”或“体积”）必须相同；（2）比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，实验液体a的比热容x水与实验液体b的比热容c b相比，有c a c b（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（3）比较不同物质的热值，应选择两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为质量为200g的水，点燃燃料直至燃烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比（选填“偏大”或“偏小”），理由是：．
【答案】（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失
【解析】
试题分析：（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量；（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；
（3）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；
（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小．
解：
（1）根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同；
（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；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q甲=Q丙，
燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q a=Q b，
甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则△t甲＞△t丙，即△t a＞△t b，
因为Q a=Q b，m相等，△t a＞△t b，Q=cm△t，
所以由c=可知，c a＜c b．
（3）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；由题意在，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则△t甲＞△t乙，
由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cm△t可知，
Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1＞Q2，
由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1＞q2．
（4）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．故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失．
9．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________。

燃料加热前的水温／℃燃料燃尽后的水温／℃
煤油2544
菜籽油2534
（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
10．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。