上海大同中学物理内能专题练习(解析版)

上海大同中学物理内能专题练习（解析版）一、初三物理 内能 易错压轴题（难）1．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 cb 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()34.210J/(kg C)0.2kg 80C-30C =42000J Q c m t =∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒2．小军利用如图所示装置和器材，探究不同物质的吸热能力。

时间0 1 3 4 5 6 7 8 9（min）温度909294969798989898（℃）(1)小军设计的电路中的R甲、R乙的阻值大小必须满足的条件是______；(2)只闭合开关S2，他首先观察了水的加热过程，测得数据如上表。

分析数据可知，该地区气压______（选填“高于”或“低于”）标准大气压；(3)接着断开S2，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。

小军控制水和煤油的质量、初温都相同，他应首先闭合开关______，再闭合另外一个开关，同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。

实验表明：水的末温比煤油______，水的吸热能力比煤油强。

【答案】R甲＝R乙低于 S1 98 低【解析】【分析】【详解】(1)[1]探究不同物质的吸热能力时，应选用相同的热源，由图示电路图可知，两电阻并联，它们的电压相等，要使电阻在相等时间内产生的热量相等，应控制两电阻的阻值相等，即R甲＝R乙。

(2)[2]由表中实验数据可知，在水沸腾后，水不断吸收热量，但温度保持98℃不变，所以水的沸点是98℃，说明该地区气压低于标准大气压。

(3)[3]要探究水与油的吸热能力，应控制水与煤油的质量、初温相等，还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等，所以应控制两个电阻丝同时开始加热，则由图可知应先闭合支路开关S1，然后再闭合干路开关S2。

[4]实验过程中水不能沸腾，所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。

[5]实验表明：水的末温比油低，水的吸热能力比煤油强。

3．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。

（1）实验装置中的两个烧杯的规格应_________（选填“相同”或“不同”），烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________；（2）加热10min，水吸收的热量________（填大于、小于或等于）煤油吸收的热量；（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是__________℃，水的比热容是煤油的比热容的________倍；（4）若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。

（q酒精=3.0×107J/kg）【答案】相同质量等于 98 2 6×105【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同，烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同，因为此实验探究的是两种液体的吸热能力，那么唯一的变量是液体的种类，而其他的量都要保持相同。

(2)[3]加热10min，即加热时间相同，那么两者吸收的热量相同。

(3)[4]由图象乙可知，水开始时温度上升，到98℃时，温度保持不变，即是水此时已经沸腾，所以水的沸点是98℃。

[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃，所用的时间分别为20min和10min，即升高相同温度，水吸收的热量是煤油的2倍，所以水的比热容是煤油的的2倍。

(4)[6]完全燃烧这些酒精放出的热量Q放=mq酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J4．某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。

（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有______________；加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的；（2）实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g的水和煤油，加热不同时间使末温都达到40℃，记录的实验数据如表格所示，通过分析实验数据，能够得出的结论是：___________；实验组别液体加热时间/min水13.51煤油 6.5水122煤油 5.5（3）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间和第2小组不同，其原因可能是_________________；（4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_____________________。

【答案】秒表加热时间长短质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同酒精灯的火焰大小不同可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量【解析】【详解】(1)[1][2]煤油和水吸收热量的多少，是通过观察加热时间的长短来比较的，要计算时间，所以要用到秒表；(2)[3]通过分析表中数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度，加热的时间是不同的，所以能得出结论：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同；(3)[4]原因可能是加热装置不一样，即酒精灯的火焰大小不同；(4)[5]在同一烧杯中，相同时间内吸收热量相同，这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。

5．在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示：(1)该实验除了图中的实验器材外,还需要用到的实验器材有:秒表和__________。

(2)实验中应选用规格______(选填“相同”或“不同”)的电加热器分别给初温相同且_____(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体加热,并记录实验数据。

(3)分析实验数据可知,此实验是通过比较____________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,所以________(选填“甲”或“乙”)液体吸热本领强。

【答案】天平相同质量温度变化甲【解析】【详解】（1）本实验中需要测量时间、温度和质量，所以需要的测量工具有：秒表、温度计和天平；（2）实验中应选用规格相同的电加热器分别给初温相同且质量相等的甲、乙两种液体加热，并记录实验数据；（3）分析实验数据可知，此实验是通过比较温度变化来判断吸热能力强弱的，吸收相同的热量时，乙的温度变化大，乙的吸热本领弱；所以甲液体吸热本领强；6．小红在学习了“比热容”的有关知识后，知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时，所吸收的热量不同，为了描述物质的这种性质，引入了一个新的物理量–比热容，于是她又想到晶体在熔化时，温度虽然保持不变，但需要吸收热量，那么单位质量的不同晶体熔化时所吸收的热量是否相同昵？带着这个疑问，小红在实验室利用电热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示．实验时，冰的质量为，相同时间冰和水吸收的热量相同．水的比热容为（1）根据图线，你能得到的一条信息是：________；（2）CD段水吸收的热量是多少___________？（3）计算出冰的比热容____________；（4）设加热器发出的热量有70%被冰或水吸收，求加热器的功率是多大____________？（5）若规定质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化热”，根据图中所给的信息，计算出冰的熔化热_____________【答案】冰在熔化时温度保持不变（答案不唯一）．【解析】【分析】【详解】（1）冰吸收热量，温度升高．达到熔化，继续吸收热量，温度保持不变，完成熔化过程．冰全部熔化之后，水吸收热量，温度升高．所以可得信息有：冰在熔化时温度保持不变；冰是晶体等．（2）冰的质量为0.5kg，冰熔化成水，状态变化，质量不变，水的质量是0.5kg，由图象知，水从0℃升高到20℃，所以，水吸收的热量为：3．水从0℃升高到20℃，水吸收的热量为4.2×104J，需要10min，所以，水1min吸收的热量为4.2×103J．（3）冰从-20℃吸收热量升高到0℃，需要了5min，吸收热量为：，冰的比热容为：．（4）水吸收热量温度升高过程中，，，即，解得：．（5）0.5kg冰从5min到45min全部熔化，需要40min，吸收的热量为：，冰的熔化热为：．7．晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”（如图）（1）先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b）所示．实验现象：________．说明：________．（2）然后，打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）所示．实验现象：________．说明：________．【答案】数字式温度计示数变大外界对物体做功，物体内能增大数字式温度计示数变小物体对外界做功，物体内能减小【解析】（1）先安装好器材，关闭喷雾器的阀门，用数字温度计测出喷雾器内空气的温度，如图（a），手压活塞快速打气，如图（b）所示．手压活塞，对壶内气体做功，故实验现象：数字式温度计示数变大．说明：所以外界对气体做功，气体的内能增加．（2）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内的气体，如图（c）所示．气体被放出，使得小叶轮转动，即气体对外界做功，气体温度下降，故实验现象：数字式温度计示数变小．说明：物体对外界做功，物体内能减小．点睛：做功可以改变物体的内能，外界对物体做功，物体温度升高，内能增加；物体对外做功，内能减小，温度降低．8．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、___________相同的水和食用油；（2）实验中便用相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同时间内___________相同；（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给________加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水______（“强”或“弱”）；（4）本实验主要采用的实验方法是_____________________________．【答案】质量吸热水弱控制变量法【解析】（1）比较水与食用油的吸热能力，应控制水与食用油的质量相同，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油；（2）用相同的电加热器加热，水与食用油在相等时间内吸收的热量相等（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给水加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水弱．（4）本实验主要采用的实验方法是控制变量法9．为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小敏在家中进行了如下的实验：如图左图所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中．观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．则：（1）要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对________________加热的时间长些．这说明它们升高相同的温度，豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量________________________．（2）小敏利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图右图所示，则图线_________________________________应代表的是豆浆．【答案】牛奶少 A【解析】【分析】【详解】（1）由热量计算公式Q=cmΔt可知，物体吸收热量的多少跟物体的质量多少、温度升高的多少以及物质的比热容大小有关；控制牛奶和豆浆的质量相同，温度的变化量相同，比较加热时间的长短来判断比热容的大小．加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．说明吸收相同的热量，牛奶升高的温度慢，说明牛奶的比热容大．因此要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对牛奶加热的时间长些．由于豆浆的比热容小，因此升高相同的温度，吸收的热量少．（2）结合题目和图象可知，加热相同的时间，豆浆的温度升高较多．所以A图线代表豆浆．10．为了比较不同物质的吸热情况，实验小组的同学进行了实验探究．（1）同学们选用如图甲所示的一套器材进行实验，在实验前要控制水和煤油的________和初温相同．（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中放入等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较水和煤油的________，得出结论．（3）在对该实验进行评估时，他们认为原方案存在需要两次加热耗时较长等缺点，因此改进方案并设计了如图乙所示的装置．若使用改进后的装置按要求进行实验，会发现________（选填“水”或“煤油”）中温度的示数较高．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________．（答出一个即可）【答案】质量加热时间煤油在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）【解析】(1)为了比较不同物质的吸热情况时，应控制质量相同，在实验前要控制水和煤油的质量和初温相同；(2)等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，即吸收热量的多少，则加热时间长的吸热能力强；(3)若使用改进后的装置按要求进行实验，则水和煤油吸热相同，根据Q cm△t可知，水的比热容大，水的温度升的较低，煤油的温度较高；图乙所示的装置与原方案相比：在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）．点睛：本题是控制变量法的应用，仔细分析题中有几个变量是解题的关键．。