上海七宝实验中学物理内能的利用专题练习(解析版)

上海七宝实验中学物理内能的利用专题练习（解析版）一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）1．如图所示，甲、乙、丙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，比较不同物质的比热容应选择__两个装置（选填装置序号甲、乙、丙）．（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．已知酒精的热值为3.0×107J/kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是__J．（3）水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），它的含义是__．【答案】甲和乙甲和丙示数变化 3.0×105见解析【解析】【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，应选择甲和乙两图进行实验；[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)[3]燃料燃烧放热，热量被同种液体吸收，放出热量越多，液体升高温度越多，温度计的示数变化越多；[4]酒精的质量为：m=10g=10-2kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10-2kg×3.0×107J/kg=3.0×105J；(3)[5]水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。

2．为比较酒精和汽油热值的大小，小华制定了以下实验方案：（1）取质量_____（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如图所示；（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。

请根据设计方案回答：①安装实验器材时，应按照_____（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。

②当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃，由此判断_____（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；③实验中燃料燃烧放出的热量，通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；④根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比_____（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因_____【答案】相等自下而上汽油热传递偏小有热量损失【解析】【详解】(1)[1]为比较酒精和汽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制酒精和汽油的质量相同；(3)①[2]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；②[3]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，根据公式Q吸＝cmΔt可知，汽油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时汽油放出的热量较多，由公式Q放＝mq可知汽油的热值大于酒精的热值；③[4]实验中燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增大的；④[5][6]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，则根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝Qm放计算出的汽油的热值偏小。

3．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，实验通过________比较液体吸收热量的多少；（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同时间后，液体a 升温多，由此可知，液体a 吸收的热量____（选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b 吸收的热量，液体_____的比热容大；（3）若甲图烧杯中为50mL 的水，10g 酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，则水吸收了______J 热量，若按酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收计算，算出的热值比标准值____选填“偏大”“偏小”或“一样”。

【答案】甲乙 温度计示数 等于 b 4.2×103 偏小【解析】【详解】(1)[1][2]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，通过液体升高的温度即温度计示数来比较吸热多少，进而判断热值大小，故应选择甲和乙两图进行实验；(2)[3]比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，燃料放出的热量相，液体a 、b 吸收的热量也相等；[4]两种液体吸收的热量相等，液体a 升温多，由c =ΔQ m t 吸可知，液体a 的比热容小，液体b 的比热容大；(3)[5] 50mL 水的质量为：m =ρ水V =1×103kg/m 3×50×10−6m 3=0.05kg水吸收的热量：Q 吸=cm Δt =4.2×103J/(kg ⋅℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J ；[6]由于酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。

4．如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。

待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。

请根据小李的方案回答下列问题：(1)实验前装入灯中的煤油和酒精的_____________必须相同；(2)在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验_________(选填“能”或“不能”)达到小李的目的；(3)燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断_______(选填“煤油”或“酒精”)的热值大；(4)该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值__________(选填“偏大”或“偏小”),其主要原因是：_____。

【答案】质量不能煤油偏小有很多热量耗散到了空气中【解析】【详解】(1)[1]本实验采用控制变量法，除了燃料种类不同其他的要相同，所以实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同；(2)[2]在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，由于水沸腾后温度保持不变，所以该实验无法比较甲、乙两烧杯中的水，谁吸收的热量比较多，因此该实验不能达到小李的目的；(3)[3]燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，说明甲烧杯的水吸收的热量比较多，所以由此判断煤油的热值大；(4)[4][5]因为燃料放出的热量没有被水全部吸收，所以该实验测得的热值偏小，其主要原因是：有很多热量耗散到了空气中。

5．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，实验时要观察_____比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择_____两图进行实验，实验通过_____反映物体吸热的多少．（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量．（3）若甲图烧杯中为50ml的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：①水吸收的热量_____J②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是_____J/kg；③算出的热值比标准值_____（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）【答案】甲乙液体升高的温度甲丙加热时间的长短小于 4.2×103J 4.2×105J/kg 偏小【解析】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，通过液体升高的温度得出吸热多少，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（即比较吸收热量的多少），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）比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多，由c＝Qm t吸可知，a的比热容小；a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，由Q吸＝cm△t可知，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量．（3）①50ml水的质量为：m＝ρ水V＝1×103kg/m3×50×10﹣6m3＝0.05kg；水吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4.2×103J/（kg•℃）×0.05kg×20℃＝4.2×103J；②根据题意可知，Q吸＝Q放，由Q放＝qm可知，酒精的热值为：q＝34.2100.01Q Jm kg放＝＝4.2×105J/kg；③酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小．点睛：（1）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；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，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；（2）根据a、b液体吸收热量的多少，判断a、b液体比热的大小，然后根据比热大小，分析判断质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，a与b吸收热量的关系；（3）①知道水的体积，求出水的质量；根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量；②根据公式Q＝qm计算酒精的热值；③在此实验中，酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收．6．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系．他组装了图示的装置进行实验，记录结果见下表：（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还控制了两个相同的物理量，它们是：_____、_____．（2）你认为煤油和酒精两种燃料中，热值较大的是_____．（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：_____．【答案】水的质量燃料的质量煤油天平【解析】（1）因为燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；（2）由图表数据知道，在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）因为要控制水的质量相等，需要补充的实验仪器是天平。