人教版九年级上册物理 内能的利用单元试卷(word版含答案)

人教版九年级上册物理内能的利用单元试卷（word版含答案）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．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/A
1100.1 1.00.15π×l0-2
2200.1 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】
2
00
B r
R t2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
2
E
I
R
= (1)
E
t
∆Φ
=
∆
(2)
=?S B
∆Φ∆ (3)
120
+2
R R R R
== (4)
由1234联立得：
22
000
22
B
B r r
I
t R t R
ππ
∆
=⋅=⋅
∆
由于
2
π
为定值，故
2
00
B r
I k
R t
=
[2]将第一组数据带入上式得：
k=
2
5A s
T m
π⋅Ω⋅
⨯
（2）[3]若R0变，其他为定值，则
2
2
B r
t
π
均为定值，可看作
'k
I
R
=，此为反比例函数，故可用图线c表示．
2．小红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关
系。

她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。

（1）在安装、调整实验器材时科学合理的顺序是(甲图中)：先固定________的位置，再调整固定的________位置(选填“A”或“B”）。

（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加热时间和水的
________。

加热时间t/min0123456
甲杯水温/℃25272932343638
乙杯水温/℃25262728293031
（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________，理由是______。

（4）小红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，并记录数据利用公式Q=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。

你认为她的计算结果可靠吗？________，理由是___________。

【答案】B A 质量煤油见解析所示不可靠实验中有热量散失
【解析】
【详解】
(1)[1][2]先根据酒精灯高度确定石棉网（烧杯）位置，再确定温度计的位置，所以先固定B 的位置，再调整固定A的位置。

(2)[3]比较吸热多少时，应控制加热时间和被加热液体质量相同，比较液体温度变化的多少。

(3)[4][5]甲中水温度变化较快，说明甲吸热较多，甲中煤油燃烧放出的热量多，即煤油热值大。

(4)[6][7]由于实验中有热量散失，利用Q=cm∆(t-t0)可以算出水吸收的热量，比煤油或菜籽油燃烧放出热量要少，所以她的计算结果不可靠。

3．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。

4．如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量和初温都相同．
（1）比较不同燃料的热值应选择_____两个装置，比较不同物质的比热容应选择_____两个装置（选填装置序号A、B、C）．
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的_____比较燃料燃烧放出热量的多少．
（3）在“比较不同物质的比热容大小”的实验中，通过控制_____相同，使得液体吸收热量相同．
【答案】B、C A、B示数变化加热时间
【解析】
【分析】
【详解】
（1）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B、C两图进行实验；
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A、B 两图进行实验；
（2）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应；
（3）比较两种液体的比热容，根据转换法可知通过比较加热时间比较吸热多少，加热时间相同，液体吸收热量相同．
5．阅读短文，回答问题
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到
1 0 3℃时，感温磁钢失去磁性．
煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．
（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为 _________ 能．
（2）按键未按下时，弹簧处于 _________（压缩／原长／伸长）状态．
（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：
在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像_____．
（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是 _________
A．按下按键时 B．加热升温过程中 C．按键跳开时 D．降温过程中
（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因
是 _______ ．
【答案】内压缩C水沸腾时温度为1000C,达不
到1030C，感温磁钢仍有磁性，按键不会跳起
【解析】
【分析】
（1）电饭锅工作时，消耗了电能，得到了内能；（2）根据电饭锅的原理可知，感温磁钢及其外套由弹簧支撑，据此分析弹簧的状态；（3）表格中横轴为时间，纵轴为温度，故根据表格先描点，然后把所描的点用线连接即可；（4）根据电饭锅的工作原理进行分析；（5）根据题意可知当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性，按键跳起．
【详解】
本题涉及的知识是电阻大小与温度有关、能量转化和沸点．
（1）电饭锅煮饭时，把电能转化为内能；
（2）弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离，永久磁钢对感温磁钢有吸引力，在图甲状态下，弹簧在引力作用下被压缩；
（3）如图所示：
（4）永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热；
（5）水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃..
6．小明在探究“不同燃料的热值”实验中，用如图所示的两套相同的装置．分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料甲和乙，点燃后加热烧杯中的液体．(实验过程中，液体没有沸腾)
(1)如图中，两烧杯中所装的液体应___________．
A．质量相同，种类不同 B．种类相同，质量不同
C种类和质量均要相同 D种类和质量均不相同
(2)实验过程中，应让燃料___________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)．
(3)通过比较___________来判断两种燃料热值的大小．
【答案】C全部燃烧温度计示数变化
【解析】
【分析】
（1）比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；
（2）（3）1kg物质充分燃烧所放出的热量叫该物质的热值，据此分析；应让燃料全部燃烧通过温度计示数变化来比较燃料热值的大小；这种方法叫转化法．
【详解】
(1)比较不同燃料的热值，应该控制变量，故除了燃料种类不同，其他物理量均要相同,即应控制被加热液体的种类和质量不同，故选C.
(2) (3)比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料全部充分燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；温度计示数越高，说明所用燃料放出的热量越多，即燃料热值越大．
7．如图甲所示，小明在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，比较它们吸热的情况．
（1）在此实验中，除了图甲中所示的器材外，还需要_____，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据_____来反应吸收热量的多少． （2）经过思考，小明想到了比较不同物质吸热本领的两种方法，
①质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的，吸热能力_____；
②质量相同的不同物质，吸收相同的热量，温度变化小的，吸热能力_____．（以上两空均选填“强或弱”）在物理学中，用_____表示不同物质的这种性质的差别．
（3）图乙是小明根据实验数据绘制的图象，则食用油的比热容是_____J/（kg•℃）．（已知水的比热容为4.2×103
J/（kg•℃））
【答案】秒表 加热时间的长短 强 强 比热容 2.1×103 【解析】 【分析】 【详解】
（1）根据表中物理量可知，除了图甲中所示的器材外，还需要测量时间的工具：秒表，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据加热时间的长短来反应吸收热量的多少．（2）依据Q
c m t
∆＝
可知：判断a 、b 两种物质吸热本领的大小，有两种方法：①可判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少．用时较多的，说明吸收的热量多，则吸热能力强．②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少．温度升高较小的，则吸热能力强．在物理学中，用比热容表示不同物质的这种性质的差别．（3）水与食用油的质量相等，设为m ，由图可知，水在12min 内吸收的热量：
Q c m Δt 水吸水水＝，则食用油在6min 内吸收的热量Q c m Δt 油吸油油＝，由图可知：t t ∆∆水油＝，由于用规格相同的电加热器给它们加热，则Q 2Q 水吸油吸＝，即：c m Δt 2c m Δt 水水油油＝，所以，
3311 c c 4.210J /kg ? 2.110J /kg ?22⨯⨯⨯油水＝＝（℃）＝（℃）．
【点睛】
（1）根据表中数据可知需要的测量工具；（2）依据c m t
Q
＝
可知：判断a 、b 两种物质吸热本领的大小，有两种方法：①可判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少．用时较多的，说明吸收的热量多，则比热较大．②可判断两种物质在吸收相同热量
的情况下，升高温度的多少．温度升高较多的，则比热较小．（3）根据Q＝cm△t得出水与食用油吸收的热量，根据加热时间得出吸收的热量和温度的变化即可得出食用油的比热容．
8．如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量都相同．
（1）比较不同燃料的热值应选择两个装置（选填装置序号A、B、C），当温度计的示数变化相同时，燃料剩下的越多，则该燃料的热值．（选填“越大”或“越小”）
（2）比较不同物质的吸热能力应选择两个装置（选填装置序号A、B、C），当燃料燃烧相同的时间，温度计示数变化越大的那杯液体的比热容．（选填“越大”或“越小”）
【答案】（1）B、C；越大；
（2）A、B；越小．
【解析】
试题分析：（1）根据控制变量法的应用规则，要比较不同燃料的热值，必须取不同种类的燃料；放出相同的热量，消耗的燃料越少，燃料的热值越大；
（2）要比较不同物质的比热，就要取不同种类的液体；质量和初温相同的液体，吸收相同的热量，升高温度越高的液体比热容越小．
解：（1）由图知，要比较不同燃料的热值，需要选择B和C两图，因为只有燃料不同；由热值公式q=可知，当温度计的示数变化相同时，放出的热量相同，燃料消耗的越少，剩下的越多，该燃料的热值越大；
（2）要比较不同物质的吸热能力应选择A和B两图，因为只有液体种类不同；
当燃料燃烧相同的时间，放出相同的热量，液体a和液体b吸收的热量相同，由热量公式Q=cm△t可知，液体a和液体b在质量相同时，温度变化越大，吸热能力越差，即比热容越小．
故答案为：（1）B、C；越大；
（2）A、B；越小．
点评：本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键．
9．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
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）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是_______（由下而上／由上而下）．
（2）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、、以及两个烧杯都应相同．
（3）实验数据记录如下表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/Kｇ．
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（大/小），出现这样情况的主要原因是．（写出一点）
【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量两杯水的质量
（3）1.2×106
（4）小存在热损失或者燃料没有完全燃烧
【解析】
试题分析：实验器件的安装顺序一般都遵循先由下而上或者先左后右，该实验通过水温度的变化，比较水吸热的多少，要用到控制变量法，即必须控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯内水的质量相等，两个烧杯相同，观察表格中的实验数据可知，酒精燃烧放出的热量使水温升高了20摄氏度，同样质量的碎纸片燃烧放出的热量使水温升高了10摄氏度，即酒精的热值是碎纸片的2倍，酒精的热值已给出，即可算出碎纸片的热值，由于燃料不可能被完全燃烧，还有烧杯空气也要吸收热量，所以说实验得到的燃料热值就会比实际的值偏小．
考点：控制变量法，燃料热值的计算．
10．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是________________，此实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会________________________（选填“增大”、“减小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的_____________________________冲程相同，某台汽油机飞轮的转速为
2400r/min，在 1s 内，汽油机对外做功________次．实验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度________（选填“会” 或“不会”）升高．
【答案】棉花燃烧（筒内有火花）增大压缩 20 会
【解析】
解答：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；汽油机飞轮的转速为 2400r/min，即40r/ s 内，2r对外做功一次．1s 内汽油机对外做功20次；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似，筒内气体温度会升高．
点睛：改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能．。