宁波市效实中学物理内能的利用单元测试卷 (word版,含解析)

宁波市效实中学物理内能的利用单元测试卷（word版，含解析）

一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）

1．物理小组的同学们组装了如图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料．

（1）若要比较液体的吸热本领，应选_____两图的实验装置进行实验．（在“甲、乙、丙”中选填）

（2）实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃，加热时间较短的液体比热容较_____．

（3）实验过程中，若加热相同的时间，温度升高较多的液体比热容较_____．

（4）根据实验数据同学们绘制出如图所示的图象．由图象可知：液体_____的比热容较大．（选填“A”或“B”）

【答案】甲丙小小 B

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在比较液体的吸热本领时，应使质量相同的不同液体在相同时间内吸收的热量相同，所以需要的燃料的种类相同，液体的质量相同但液体种类不同，所以选择甲、丙；

（2）实验过程中，两种液体的温度都升高了50℃，加热时间短的液体吸热能力较弱，它的比热容较小；

（3）质量相同的两种物质，加热时间相同时，温度升高较少的液体比热容较大，温度升高较多的液体比热容较小；

（4）质量和初始温度均相同的A、B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示，由图可以看出，在相同时间内（即吸收的热量相同），B液体的温度升高得较慢，B 液体的比热容较大．

2．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

Q

q

m

=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。

3．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。

4．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，用相同质量的燃料加热质量和初温相同的液体。

（1）若要通过实验“比较不同燃料的热值”，应选择____________两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过____________来反映的（填“温度计升高的示数”或“加热时间”）

（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是____________。（3）该实验装置还能比较不同物质吸热能力，为了比较这种能力。引入了比热容这一概念。物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的____________之比，叫做比热容。（4）图丁所示a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像，由图可以看出：升高相同的温度，____________液体吸收热量多。

【答案】甲乙温度计升高的示数天平质量和升高温度的乘积b

【解析】

【详解】

(1)[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，所以，应选择甲、乙两图进行实验，

[2]燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；

(2)[3]因为要控制不同物质质量相同完全燃烧释放的热量，需要测量质量的工具是天平，测量温度的工具为温度计；

(3)[4]比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。

(4)[5]由图知道，如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后a液体的温度升高得较快，所以，升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，即b液体吸收热量多。

5．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中．

（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、烧杯、铁圈、燃具等器件在铁架台上的安装顺序应是_____（填“由下而上”或“由上而下”）．

（2）实验中除了酒精和碎纸片的质量应该相等之外还应保持_____相同（举出一条即可）．

（3）实验中通过比较_____来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量不同．

（4）根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是_____．

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃

酒精1535

碎纸片1525

【答案】由下而上水的质量、水的初温等水的温度差酒精

【解析】

（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；

（2）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；

（3）实验中，用酒精和碎纸片燃烧给水加热，可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；

（4）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．

故答案为（1）由下而上；（2）烧杯内水的质量；（3）水升高的温度；（4）酒精．

6．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：

（1）在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用_______(选填“甲”或“乙”)组器材．除了图中已经呈现的器材，这两个实验都还要用到的另一个测量工具是_________；（2）根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图象，如图丙所示，则沙子的比热容是_______J／(kg?℃)；（c水=4.2×103J／(kg?℃)）

（3）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J／kg，该测量值与真实值相比偏小，其原因可能是___________．

【答案】乙天平 0.84×103偏小薯片没有完全燃烧，燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收，存在热损失．

【解析】

【分析】

【详解】

(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，因此选乙组器材．为比较不同燃料燃烧放

热能力不同，比较控制物质的质量，因此还要用天平称量质量；(2)甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少；由图丙可以看出,质量和初始温度均相同的水和沙子,

加热4分钟后,吸热相同,水温度升高10℃,沙子温度升高50℃,根据 c＝Q

m t

吸，即在Q和质

量相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故沙子的比热容是：

c＝1

5

×4.2×103J/(kg?℃)＝0.84×103J/(kg?℃)；(3)薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部

分被空气等其他物体吸收,存在热损失,根据q＝Q

m

,可知小明用上述方法测出薯片的热值为

1.4×107J/kg，该测量值与真实值相比偏小．

【点睛】

（1）根据控制变量法，研究不同燃料燃烧放热能力，应控制不同燃料质量相同；（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．水的比热容大，即相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），水升

温小，据此确定水的温度变化，根据c＝Q

m t

吸，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升

高的温度成反比，求沙子的比热容；（3）根据q＝Q

m

可计算出热值的大小，分析每一个

物理量与真实值的关系可知热值的偏差．

7．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择

两图进行实验；

（2）水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），它的物理意义是．

（3）酒精的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是．

【答案】（1）甲、乙；甲、丙；（2）1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J；（3）完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

【解析】试题分析：（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，应选择甲和乙两图进行实验；

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，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图

进行实验；

（2）水的比热为4.2×103J/（kg?℃），根据比热容的定义可知其物理意义：1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J．

（3）酒精的热值是3.0×107J/kg，根据热值的定义可知其物理意义：完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

8．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：Q2=a a

b b

cm t t

cm 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 =1

2

3

1

Q m

m Q

?=，故燃料1的热值为燃料2热值的3倍。

点睛：本题考查了比较不同燃料的热值的实验设计，解题的的关键是运用好控制变量法，同时还要对热量、热值的相关公式有一个熟练的掌握，有一定难度。

9．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择_________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验；在实验中，三烧杯中a 、b 液体的质量必须______（填“相等”或“不同”）．

（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J/kg 1 15 35 2.4×106 2

15

25

？

根据表中数据计算：完全燃烧10 g 燃料1放出的热量为________J ，燃料2的热值是________J/kg ．

（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____（填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是：燃料燃烧释放的热量_________（填“能”或“不能”）全部被液体吸收．

【答案】甲乙 甲丙 相等 2.4×410 1.2×610 小 不能 【解析】 【分析】 【详解】

（1）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，应选择甲乙两图进行实验； 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．根据控制变量法可知：实验中用加热时间表示同种燃料放出热量和液体a 、b 吸收热量相同；烧杯内液体的质量应都相同．

（2）完全燃烧10g 燃料1放出的热量：Q 1=mq 1=0.01kg ×2.4×106J/kg=2.4×104J ； 由于Q 放=Q 吸，则燃料1:c a m △t 1=m 1q 1,即c a m(35℃?15℃)=m 1×2.4×106J ， 燃料2:c a m △t 2=m 1q 2,即c a m(25℃?15℃)=m 1×q 2， 联立以上两式可得：q 2=1.2×106J/kg ．

(3)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．

10．如图是我们熟悉的四个实验情景

（1）甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘”在一起，说明

_____________________________________．

（2）乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是用_________的方法改变物体内院的．（3）丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明

_________________________．该实验中密度小的空气和密度大的二氧化氮的位置_____（选填“能“或“不能”）上下颠倒．

（4）丁图中，水沸腾后水蒸气推动软木塞冲出试管口，能量的转化与内燃机的_____冲程相同．

【答案】分子间有引力做功分子在不停地做无规则的运动不能做功

【解析】

【分析】

【详解】

(1)甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘在”一起，说明分子间存在相互作用的引力；

(2)乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是压缩气体做功，是用做功的方法改变物体的内能，使瓶内气体的内能增大，温度升高．

(3)丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子在不停地做无规则的运动．

(4)丁图中，水沸腾后软木塞被推出，是水蒸气膨胀对外做功，将内能转化为机械能．