江西师范大学附属中学物理内能(篇)(Word版 含解析)

江西师范大学附属中学物理内能（篇）（Word版含解析）
一、初三物理内能易错压轴题（难）
1．（提出问题）水和空气哪种物质的导热性能好？
（猜想与假设）小明进行了如下猜想：
猜想一：水的导热性能好；
猜想二：空气的导热性能好
（设计与进行实验）
小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如上图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
（实验结论）
（1）分析表中数据，可得出结论：_____
（评估与交流）
（2）对甲、乙两个瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的_____相同
（3）热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____（选填“增加”或“减少”）内能（4）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越___的
（实验拓展）
（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是_____
A．将滚烫的热茶冷却5分钟，然后加适量冷牛奶
B．先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min
（6）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，则“冷却速度”可定义为：质量为1千克的物体，_____叫做冷却速度
【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】
【详解】
（1）分析可知，在相同时间内水中冷却速度更快，所以在水中比空气中冷却效果更好；（2）在研究空气和水的导热性时，应该保证其它条件相同，除了水的初温外还要保证水的
质量相等；（3）由于水与牛奶瓶有温度差，所以要发生热传递，即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能；（4）这是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，使牛奶冷却的速度变慢，因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响．所以当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，就是指冷却速率变慢．（5）根据（4）中的结论，物体冷却随时间推移是先快后慢，本质原因是温差逐渐缩小，奶茶热的时候温度下降得快，开始快后来越来越慢，开始先让它保持较高的温度，可以在五分钟内放出更多的热量，然后加入冷牛奶，利用热传递使其再次降温。

故选A；（6）根据题意可定义冷却速度为：质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。

2．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；
(2)实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
(4)若甲液体的比热容为2.1×103J/(kg•°C)，则乙液体的比热容为______J/(kg•°C)。

【答案】电加热丝质量吸收的热量乙 4.2×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。

(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。

[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。

(3)[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为
60°C −20°C =40°C
乙升高的温度为
40°C −20°C =20°C
即乙升温小，故乙的吸热能力更强。

(4)[5]根据Q c m t
=
∆在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为
()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C
c ︒=⨯⨯︒=⨯︒︒ 3．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
()
3
=∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒
Q c m t
4.210J/(kg C)0.2kg80C-30C=42000J
4．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
5．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。

6．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：
34
；
=∆=⨯⨯⨯=⨯
Q cm t
3100.440J 4.810J
吸
酒精10g放出的质量为：
75
，
==⨯⨯=⨯
0.01310J310J
Q m q
酒
放
在BC阶段的热转化效率为：
4
5
4.810
100%16%
310
Q
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：
()
4
3
OA
4.810J
2
== 1.510J/kg
0.4kg40
Q
c
m t
⨯
=⨯
∆⨯
吸
固
℃
℃
7．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
/min
0 1 2 3 4 5 6 7
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。

8．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：
升高的温度∆t/°C510152025
食用油的加热时间t/min12345
水的加热时间t/min246810
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。

9．回顾实验和探究：比热容概念的建构
器材烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加
热器、温度计、______。

装置
过程两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。

结论一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。

方法实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。

讨论电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。

【答案】质量秒表质量煤油水水质量和升高温度之积单位 1℃加热时间
转换法电转移
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。

[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。

[7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。

[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。

[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。

10．某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据：
物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃
水6020645
食用油6020670
（1）使用相同的加热器的目的是_____
（2）从表中数据可知，水和食用油的质量_____（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度_____（选填“高”或“低”）。

（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。

（4）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是_____（选填“水”或“食用油”）。

（5）加热6min水吸收的热量是_____J，食用油的比热容是_____J/（kg•℃）
【答案】相同的时间水和食用油吸收的热量相同相同高大于水 6300 2.1×103【解析】
【分析】
根据题意，可以通过加热时间的长短来比较吸热多少；
比较物质吸热能力的方法可以有两种：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量，吸收热量多的吸热能力强；
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；根据求出水吸收的热量及食用油的比热容。

【详解】
（1）使用相同的加热器的目的是：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；
（2）从表中数据可知，水和食用油的质量相同；加热结束时，食用油的温度比水温度高；
（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据转换法，水吸收的热量大于食用油吸收的热量。

（4）由（3），使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据比较吸热能力的第1种方法，在相同条件下吸热的能力更强的是水；
（5）由表中数据知，水从20℃升高到45℃，水吸收的热量为：
；
由图可知，加热6分钟，吸热相同热量时，水升高的温度为25℃；
食用油升高的温度为：，食用油升高的温度为水的倍，根据，在质量和吸热相同的条件下，比热容与升高的温度成反比，故食用油的比热容为：。

故答案为：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；相同；高；大于；水； 6300；
2.1×103。