北京博克图中学物理内能章末训练(Word版 含解析)

北京博克图中学物理内能章末训练（Word 版 含解析）
一、初三物理 内能 易错压轴题（难）
1．在做“观察水的沸腾”实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格、酒精灯火焰大小一样的实验器材，如图A 装置进行实验。

（1）图B 中，温度计的示数为________℃；
（2）三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象（如图C ），不计能量损耗，则三烧杯中的水的质量：m a ______m b ；m b ______m c 。

由图象还可以判断水面上方的气压________一个标准大气压（以上三空均选填“＞”“＝”或“＜”）；
（3）水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃），质量为200 g 的水从30 ℃加热到80 ℃，水吸收的热量是________J 。

【答案】47 ＜ ＞ ＜ 42000
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在温度计上，10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃；“50”在“40”以上，说明温度高于0℃，为47℃。

(2)[2][3][4]由图2可以看出，a 、b 、c 的沸点相同，其中a 、b 初温相同，加热到沸腾所用的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况；初温相同，b 的加热时间比a 的长，故b 的质量大与a 的质量；a 、c 的温度随时间变化的图象是平行的，在相同时间内升高的温度相同，故a 的质量等于c 的质量，所以可得
a c
b m m m =<
由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。

(3)[5]水吸收的热量为
()34.210J/(kg C)0.2kg 80C-30C =42000J Q c m t =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒
2．实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。

(1)实验前，小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。

(2)小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油_____
相同，再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。

(3)而小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较_____来判断吸热能力的强弱。

(4)根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是_____（选填“a”或“b”），煤油的比热容为_____()J/kg ⋅℃ ()34.210J/kg c ⨯⋅水＝℃
(5)分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，_____需要的时间短，_____的吸热能力更强。

（均选填“水”或“食用油”）
(6)该实验是利用_____（选填“热传递”或“做功”）的方式来改变食用油的内能的。

【答案】质量 吸热 升高的温度 加热时间 a 2.1×103 煤油 水 热传递
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，实验前，小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。

(2)[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，根据转换法，目的是使水和食用油吸热相同；再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。

(3) [4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱；
(4)[5][6]根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，升高相同的温度，水加热时间长，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是a ；由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高30℃，b 用时3min ，a 用时6min ，根据Q ＝cm △t ，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成成正比，煤油的比热容为
()()333min = 4.210J/kg =2.110J/kg 6min
c ⨯⨯⋅⨯⋅℃℃ 煤油的比热容为()32.110J/kg ⨯⋅℃。

(5)[7][8] )分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，煤油需要的时间短；水的吸热能力更强。

(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。

3．小明用稳定的热源（即单位时间内放出的热量相等）给一种固体物质均匀加热，且加热过程中质量不变。

其熔化图像如图所示，则：
(1)这种物质是_____（选填“晶体”或“非晶体”），它熔化过程用了_____min；
(2)该物质第5min末的内能_____第6min 末的内能（选填“小于”“等于”“大于”）；
(3)该物质在固态时的比热容与液态时的比热容之比是_____。

【答案】晶体 6 小于1:4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]从图象知，物质在熔化过程中吸收热量温度保持不变，此物质是晶体。

[2]此物质从2min开始熔化，到8min熔化完成，它熔化过程用时
8min−2min=6min
(2)[3]晶体熔化时，不断吸收热量，内能增加，温度保持不变，故该物质第5min 末的内能小于第6min 末的内能。

(3)[4]从图上可以看出，在质量不变的前提下，AB段温度升高40°C，CD段温度升高20°C，CD段加热时间是AB段加热时间的2倍，吸收热量之比为1:2，温度升高之比为2:1，根 计算可知该物体在固态时的比热与液态时的比热之比是1:4。

据Q cmΔt
4．小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。

他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热二者。

经正确操作收集了表格中信息：
(1)实验中他们用停表记录加热时间，目的是____；
(2)加热的过程中，水和铁砂内能____，表现为其温度____；
(3)他们通过实验得到下表的数据：
质量/g末温/℃加热时间/min
水 30 40 12 铁砂 50 65 5
分析实验数据时，有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱，因为没有控制质量相同。

你是怎样想的，写出你这样认为的理由________。

【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少 增大 升高 可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱，分别求出1g 的水和铁砂温度升高1℃时，吸收的热量进行比较得出结论
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]用相同的酒精灯加热，时间越长吸收的热量越多，所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。

(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加，表现为温度逐渐升高。

(3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q 0，那么
1g 的水温度升高1℃时，吸收的热量为
()()00120.02/g 30g 4020Q Q =⋅⨯-℃℃
1g 的铁砂温度升高1℃时，吸收的热量为
()()0050.002/g 50g 6520Q Q =⋅⨯-℃℃
由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。

5．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg 该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示．通过查阅资料已知该物质液态（BC 阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）．
（1）该物质在B 点时的内能_____（大于/小于/等于）在A 点时的内能；
（2）求该物质在BC 段共吸收了多少热量__________？经测量BC 阶段消耗热值为3.0×107J/kg 的酒精10g （酒精完全燃烧），求在BC 阶段的热转化效率为多大_______？ （3）该物质在固态（OA 阶段）时的比热容为多大__________ ？
【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/（kg•℃）
【解析】 (1) 如图该物质在
AB 段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B 点时的内能大于在A 点时的内能；
⑵ 如图BC 段温度升高了40℃，则该物质在BC 段共吸收的热量为：
343100.440J 4.810J Q cm t =∆=⨯⨯⨯=⨯吸；
酒精10g 放出的质量为：
750.01310J 310J Q m q ==⨯⨯=⨯酒放，
在BC 阶段的热转化效率为：
4
5
4.810100%16%310Q Q η⨯==⨯=⨯吸放 ⑶ 该物质在固态（OA 阶段）时吸热2min 温度身高了40℃，吸热热量是BC 段吸收热量的一半，故固态时的比热容为：
()43OA 4.810J 2== 1.510J/kg 0.4kg 40Q c m t ⨯=⨯∆⨯吸固℃℃
6．如下图所示是小明探究“比较水和煤油的比热容大小”的实验装置．
(1)为保证让水和煤油在相同时间内能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须满足的条件是阻值___________（选填“相等”或“不相等”）．
(2)实验时还要使这两种不同物质的初温和________相同．
(3)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_______________．
(4)观察分析表格和图像，我们能得出的水和煤油比热容的大小关系是C 水______C 煤油．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】（1）相等；（2）质量；（3）吸热的多少；（4）大于
【解析】
试题分析：（1）根据焦耳定律，甲乙串联电流和通电时间相同，为保证不同物质能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等；
（2）实验时还要使这两种不同物质的初温和质量相同；
（3）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸热的多少；
（4）分析表格，均加热5min ，水和煤油吸收的热量相同，水温升高了40℃-30℃=10℃；煤油温度升高了50℃-30℃=20℃，说明了水的比热容大于煤油的比热容．
考点：比热容；焦耳定律
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．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
温度/℃海水31.031.632.132.532.833.033.1
（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。

9．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．沙子31.032.533.834.835.836.036.3
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、___________相同的水和食用油；
（2）实验中便用相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同时间内___________相同；
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给________加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水______（“强”或“弱”）；
（4）本实验主要采用的实验方法是_____________________________．
【答案】质量吸热水弱控制变量法
【解析】
（1）比较水与食用油的吸热能力，应控制水与食用油的质量相同，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油；
（2）用相同的电加热器加热，水与食用油在相等时间内吸收的热量相等
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给水加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水弱．
（4）本实验主要采用的实验方法是控制变量法
10．为了比较不同物质的吸热情况，实验小组的同学进行了实验探究．
（1）同学们选用如图甲所示的一套器材进行实验，在实验前要控制水和煤油的________和初温相同．
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中放入等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较水和煤油的________，得出结论．
（3）在对该实验进行评估时，他们认为原方案存在需要两次加热耗时较长等缺点，因此改进方案并设计了如图乙所示的装置．若使用改进后的装置按要求进行实验，会发现
________（选填“水”或“煤油”）中温度的示数较高．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________．（答出一个即可）
【答案】质量加热时间煤油在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）【解析】
(1)为了比较不同物质的吸热情况时，应控制质量相同，在实验前要控制水和煤油的质量和初温相同；(2)等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，即吸收热量的多少，则加热时间长的吸热能力强；(3)若使用改进后的装置按要求进行实验，则水和煤油吸热相同，根据Q cm△t可知，水的比热容大，水的温度升的较低，煤油的温度较高；图乙所示的装置与原方案相比：在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）．
点睛：本题是控制变量法的应用，仔细分析题中有几个变量是解题的关键．。