北京市山谷学校物理内能(培优篇)(Word版 含解析)

北京市山谷学校物理内能（培优篇）（Word 版 含解析）
一、初三物理 内能 易错压轴题（难）
1．在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。

(1)将适量碎冰放入试管中，利用水给冰加热，目的是______；
(2)某时刻观察到温度计的示数如图甲所示，为______°C ；
(3)图乙是根据所测数据绘制成的图象。

由图象可知，冰的熔化特点是：持续吸热、______；AB 和CD 两段图象的倾斜程度不同，原因是______；
(4)若不计热量损失，物质在AB 和BC 两段吸收的热量分别为Q 1和Q 2，则
12:Q Q =______。

【答案】使冰受热均匀 -4 温度不变 该物质状态不同时比热容不同 2:3
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]将装有冰的试管放入水中加热，这是水浴法，这样冰的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。

(2)[2]由图甲知，温度计的分度值是1°C ，此时是零下，液柱上表面对准了0°C 下面第4个小格处，读作−4°C 。

(3)[3]由图像知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变。

[4]冰化成水质量不变，但比热容发生了变化，所以同样受热情况下，温度变化快慢不同。

(4)[5]因为同一加热装置，在相同的时间内吸收的热量相同，已知在AB 段时间为2min ，BC 段为3min ，则
12:2:3Q Q
2．铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具．热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量．查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：
猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；
猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大．
同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表．
（1）安装装置时应先固定线夹_______（选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为
_______℃．
（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水；热容量最大的是_________金属块．
（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是_______的．请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：______________________．
（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：________________．
【答案】B 99 铁铁错误猜想1：铁的热容量最大，但是铁的质量不是很大，铁的比热容不是最大物体的热容量与质量之比
【解析】
【详解】
第一空．用酒精灯加热时，由于酒精灯的高度是固定的，所以安装装置时应先固定线夹B；
第二空．图乙中温度计的分度值是1℃，示数是99℃；
第三空．从表中数据可知，放入铁块的烧杯中水的末温最高，为48.1℃，
第四空．由于放入铁块的水的末温最高，说明铁块放出的热量最多，即热容量最大的是铁块；
第五空．分析数据可知，质量最大的铅块其热容量不是最大，比热容最大的铝块其热容量
不是最大，故猜想1、猜想2都是错误的；
第六空．猜想1：由数据可知，铁块的热容量最大，但是铁块的质量不是最大的，故猜想1错误；猜想2：由数据可知，铁块的热容量最大，但是铁的比热容不是最大的，故猜想2错误；
第七空．物体的热容量与物体的质量之比叫做物质的比热容。

3．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。

小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；
(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm3。

测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为
_____g；
(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m3；
(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；
(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。

下列与这个特征无关的是______
A．让热水流过散热器来取暖
B．在落差大的河流上建水电站，用水发电
C．内陆地区早晚温差比沿海地区大
D．汽车发动机用水循环冷却
【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103偏大 B
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。

(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm3。

[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g 。

(3)[4]量筒中的水的质量
m =118.8g-58.2g=60.6g
则自来水的密度
333360.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cm
m V ρ====⨯ (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。

(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B 不是利用水的比热容较大来工作的。

4．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。

（2）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。

（3）用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。

（4）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知_____（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。

（5）下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。

A ．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
B ．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸
C ．长期堆放煤的水泥地面变成黑色
D ．夏大给教室洒水，感觉凉爽
【答案】相同 电加热器 加热时间 甲 A
【解析】
【分析】
（1）根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系；
（2）根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方；
（3）使用相同的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；
（4）使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收
热量多的吸热能力强；
（5）水的比热容较大，与其它物质相比，吸收相同的热量，升高的温度较低。

【详解】
(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；
(2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器；
(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；
(4)[4]由实验数据可知，加热相同的时间，甲升高的温度比乙升高的温度要低一些，甲物质的吸热能力强；
(5)A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，故A符合题意；B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，属于扩散现象，故B不符合题意；
C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色，属于扩散现象，故C不符合题意；
D．夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为蒸发吸热，故D不符合题意。

故选A。

5．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，实验数据记录如下：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；
（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______
A．食用油和水的质量相等 B．两套装置中的烧杯相同
C．两酒精灯的火焰大小相同 D．两酒精灯内酒精的质量相等
（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _____（水/食用油）吸热能力较强．
（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．
【答案】B D水水水等于食用油水
【解析】
(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（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：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较
强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．
6．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．
（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
7．探究不同物质的吸热能力
(1)如图所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入______相同的食用油和水，用相同的酒精灯给它们加热，目的是使食用油和水在相同时间内
______，从而通过______来反映吸收热量的多少；
(2)小雨同学进行实验时，每隔一分钟记录食用油和水的温度，记录的实验数据如下表：
根据实验数据可以发现______相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是______的。

为了表示物质的这种特性，物理学中引入物理量______，定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的______和______的比值；
(3)小明同学认为比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使______相同的不同物质吸收相同的热量，比较______。

【答案】质量吸收的热量相同加热时间质量不同比热容质量升高的温度乘积质量升高的温度
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在探究不同物质的吸热能力的实验中，烧杯中装入的食用油和水要质量相同，因为探究不同物质的的吸热能力，除了物质的种类不同外，其它物理量都必须相同。

[2][3]用相同的酒精灯加热，目的是让酒精灯在相同的时间内放出相同的热量，才能保证食用油和水在相同时间内吸收的热量相同，从而通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少。

(2)[4][5]由表格数据知，质量相同的不同食物质，升高相同温度时，吸收的热量是不同的。

[6][7][8]为了表示不同物质的吸热能力不同的特性，物理学中引入比热容这个物理量，其定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的质量和升高的温度乘积的比值。

(3)[9][10]比较不同物质的吸热能力，还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量，比较升高的温度，因为相同质量的不同物质吸收相同热量时，温度升高一般不同。

8．为了“比较水和煤油吸热升温特点”，小明和小华所在的两探究小组都做了如图甲所示的实验：
（1）水和煤油吸热的多少是通过________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。

（2）设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（________）A．采用完全相同的加热方式 B．酒精灯里所加酒精量相同
C ．取相同质量的水和煤油
D ．盛放水和煤油的容器相同
（3）两小组获得的实验结论分别是：
①等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短；
②等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油的温度上升得多。

你认为能支持本次探究实验的结论是上述_______（选填“①”、“②”或“①和②”）
（4）小华组分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度
（T ）随时间（t ）变化的图象（如图乙所示）已知水的比热容是()3
4.210J/kg ⨯⋅℃，则煤油的比热容是________()J/kg ⋅℃。

【答案】加热时间 B ①和② 2.1310⨯
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由于是相同的酒精灯加热，即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少。

(2)[2]用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精的多少无关，故选B 。

(3)[3]“等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短”，说明水的吸热能力比煤油强。

“等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油温度上升得多”，同样说明了水的吸热能力比煤油强。

因为均说明“煤油吸热升温或放热降温都比水快”，故①和②均能支持本次探究实验的结论。

(4)[4]由图知，相同质量的水和煤油都加热4min ，即吸收相同的热量时，煤油升高温度4℃，水升高温度2℃，则煤油升高温度是水升高温度的2倍。

根据Q 吸＝cm ∆t 可知，在吸收热量和质量相同时，物质的比热容与升高的温度成反比，所以煤油的比热容为水的比热容的12
，因为水的比热容是()34.210J/kg ⨯⋅℃，故煤油的比热容为2.1×103J/( kg·℃)。

9．为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小敏在家中进行了如下的实验：如图左图所示， 在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支 相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中．观察现象发现：加热相同的时间，豆浆 的温度升高较多．则：
（1）要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对________________加热的时间长些．这说明它们升高相同的温度，豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量________________________．（2）小敏利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图右图所示，则图线_________________________________应代表的是豆浆．
【答案】牛奶少 A
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由热量计算公式Q=cmΔt可知，物体吸收热量的多少跟物体的质量多少、温度升高的多少以及物质的比热容大小有关；控制牛奶和豆浆的质量相同，温度的变化量相同，比较加热时间的长短来判断比热容的大小．加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．说明吸收相同的热量，牛奶升高的温度慢，说明牛奶的比热容大．因此要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对牛奶加热的时间长些．由于豆浆的比热容小，因此升高相同的温度，吸收的热量少．
（2）结合题目和图象可知，加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．所以A图线代表豆浆．
10．如图所示是“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烧杯中，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l min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）实验中，加热时间实质上反应了__________。

（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。

（______）
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等的热量，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。

通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。

（4）该实验用到的研究方法是__________。

【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．
（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：。

（3）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，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；
（4）由（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。