九年级物理上册内能的利用(提升篇)(Word版 含解析)

九年级物理上册内能的利用（提升篇）（Word版含解析）一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）1．某同学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大小。

他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度（见表）。

加热的时间/0123456（min）甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有水的质量和_____。

（2）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_____。

（3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。

你认为他的计算结果可靠吗_____？为什么______？。

【答案】水的初温煤油不可靠燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失【解析】【分析】（1）探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；（2）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；（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。

【详解】（1）为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；（2）分析表格数据可知，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；（3）因为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，因此这样的计算结果不可靠；故答案为：（1）水的初温；（2）煤油；（3）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。

2．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．【答案】200B rR t25A sT mπ⋅Ω⋅⨯c【解析】【分析】【详解】（1）[1]由图像分析可得2EIR= (1)Et∆Φ=∆ (2)=?S B∆Φ∆ (3)120+2R R R R== (4)由1234联立得：2200022BB r rIt R t Rππ∆=⋅=⋅∆由于2π为定值，故200B rI kR t=[2]将第一组数据带入上式得：k=25A sT mπ⋅Ω⋅⨯（2）[3]若R0变，其他为定值，则22B rtπ均为定值，可看作'kIR=，此为反比例函数，故可用图线c表示．3．小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值．他实验的装置如图，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）加热的时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完甲杯水温/℃25 27 32 36 40 (50)乙杯水温/℃25 26 29 32 34 (42)(1)为了便于比较，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有__________．(2)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 __________ ．(3)这个同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及盘中菜籽油的质量．并由记录的数据，利用公式Q 吸=cm（t-t0 ）计算出了水吸收的热量．他想通过这些数据计算出菜籽油的热值．你认为他的计算结果与真实值相比_______________．(填“偏大”“偏小”或“相等”)因为___________________________．【答案】水的质量和燃料的质量煤油偏小菜籽油燃烧放出热量的一部分被水吸收【解析】（1）要想通过水吸收的热量来体现燃料燃烧放出热量的多少，则必须控制两杯水的质量以及煤油和菜籽油的质量相等；（2）由表中数据可知，在相同时间内甲杯中的水温度升高得快，甲杯水吸收的热量多，煤油的热值较大；（3）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量要比菜籽油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出菜籽油的热值，要比真实值偏小．故答案为（1）水的质量和燃料的质量；（2）煤油；（3）偏小；菜籽油不一定完全燃烧，且放出的热量不可能全部被水吸收，有热量损失．4．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃煤油2544花生油2534（1）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的_____相同。

（2）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_____。

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，那么还需增加的实验仪器是：_____利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”），原因是：_____。

【答案】质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中【解析】【详解】(1)[1]由控制变量法可知为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和花生油的质量相同；(2)[2]由表可知燃料燃尽后的以煤油为燃料的水的温度高，所以煤油的热值较大；(3)[3]由热值的公式Qqm=可得，要计算燃料的热值就要测量出燃料的质量，还要测量出燃料放出的热量，而燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，由公式=Q cm t∆计算水吸收的热量就需要水的质量。

所以还需增加的实验仪器是天平；[4][5]因为燃烧放出的热会散失到空气中没有被水全部吸收，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。

5．小丹学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和酒精热值的大小关系。

他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水，并记录杯中水的初温和末温（如下表）。

初温末温甲杯水温/℃2590乙杯水温/℃2580（1）通过表中记录的数据，你认为煤油和酒精两种燃料，热值较大的是_____。

（2）小丹用天平测出了烧杯中水的质量及两瓶中燃料减少的质量并记录；利用公式计算出水吸收的热量。

他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和酒精的热值。

你认为他的实验结果_____（选填“准确”或“不大准确”），理由是：_____。

【答案】煤油不大准确燃料不可能完全燃烧或燃料放出的热量不能完全被水吸收【解析】【分析】（1）分析表格数据，根据控制变量法分析哪种燃料的热值较大；（2）从热损失和水吸收热量方面分析实验结果是否准确。

【详解】（1）由表格数据可知，在燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较多，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以煤油的热值大；（2）因为燃料不可能完全燃烧且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，因此这样的计算结果不太准确。

6．某物理学习兴趣小组学习了燃料的热值后，设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．实验装置如图所示，实验记录如下所示．燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/Kg酒精1535 2.4×106碎纸片1525？（1）为保证实验结论的可靠以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量，_____ 以及两个烧杯都应相同．（2）根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________ ．（注意带单位）（3）通过实验计算得到的燃料热值与实际相比是________ （选填“偏大”或“偏小”），出现这样情况的主要原因是________ ．【答案】（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．【解析】试题分析：（1）本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯）相等或相同；（2）通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精和碎纸片放出热量的关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值关系，求出碎纸片的热值；（3）有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”．解：（1 ）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；（2）相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；（3）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．故答案为（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．【点评】用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热多少，即比热容的大小，较难理解．7．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．8．在“比较不同燃料热值”的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯水温度为24℃．实验中通过比较_____（加热时间/水升高的温度）来比较水吸收的热量的．此过程水的内能_____（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为_____J，此时_____（能/不能）说明甲的热值较大．水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）．【答案】水升高的温度增大 4.2×103不能【解析】吸收的热量越多，质量和初温都相同的水温度升高的度数大，则燃料燃烧放出热量的多少是通过温度计升高示数反映的；水吸热过程中，水温度升高，水的内能增大；用甲加热的水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（30℃﹣20℃）＝4.2×103J；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．9．为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案．三套实验装置完全相同．燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同．（1）小明应选择______________两图对应方案进行实验．（2）实验中还应控制燃料燃烧的______________(选填“时间”或“质量”)相同．（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图象如图丁所示．由此可知，燃料1燃烧2分钟放出的热量____________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧3分钟放出的热量.（4）忽略热量的散失，由图丁可知，燃料1的热值为燃料2热值的____________倍．【答案】甲乙质量大于3【解析】（1）由图知道，根据控制变量法的要求，应控制其它条件相同，而只改变燃料的种类不同，故甲、乙两图符合要求；（2）实验中还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较热量的多少；（3）由图丁知道，燃料1燃烧2min，燃料2燃烧3min，液体a升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量；（4）由公式Q=cm△t知道，二者放出的热量之比是：Q1：Q 2=a ab bcm t tcm t t=35℃−20℃/25℃−20℃=3：1，由公式Q=qm知道，二者的热值之比是：q1：q2=123 1Q mm Q⨯=，故燃料1的热值为燃料2热值的3倍。