北京第三十九中学物理内能的利用易错题(Word版 含答案)

北京第三十九中学物理内能的利用易错题（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．（实验探究）小军设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他组装了如图

所示的两套规格完全相同的装置，并每隔lmin记录了杯中水的温度；

加热时间/min0123456

甲杯水温/℃25272932343638

乙杯水温/℃25262728293031

（进行实验）

(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序（如图甲中）：先调整固定_______的位置，再调整固定______的位置（选填“A”成“B”）；

(2)为了保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中水的________和________相同，加热时间也相同；同时，还要保证煤油和菜籽油的__________相同；

（分析论证）

(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______；说明理由：_______。

【答案】B A质量初温质量煤油详见解析

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底。

(2)[3][4][5]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，并且油灯的加热时间也要相同；同时还应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少；这样才符合控制变量法的要求。

(3)[6][7]分析表格数据可知，甲杯的水温度升高的较快，即煤油灯燃烧产生的热量多，所以

=知，末温高的其热值大。理由：甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q cmΔt

=知，吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q qm

水温上升高的，对应的燃料的热值较大。

3．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。

4．小明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的大小关系。他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验，记录结果见表：

（1）为了保证实验结论可靠，小明选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等，还要控制煤油和菜籽油的_________相同。

（2）实验测的数据如表（无读数错误）：根据数据_________（能/不能）得出煤油与菜籽油热值的大小关系。

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃

煤油25100

菜籽油20100

（3）实验中不足之处可能是_________造成的。

（4）小明同学纠正实验中不足之处后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知，于是他想利用这种实验测算出煤油的热值，除了图中装置外，那么小明还要使用的测量仪器是_________。利用此实验方法计算出的热值将比真实值_________（偏大/偏小）。

【答案】质量不能燃料质量太大(水质量太少) 天平偏小

【解析】

【详解】

(1)[1]根据控制变量法可知，还应控制煤油和菜籽油的质量相同；

(2)[2]由于水温均达到沸点后温度不再上升，无法准确比较水吸收热量多少，从而无法比较煤油和菜籽油放热多少，无法得出热值大小关系；

(3)[3]水温均达到沸点，说明燃料由于质量太大放热太多或水的质量太少；

(4)[4]为了得到到水吸收的热量需要知道水的质量，为求热值还需知道燃料的质量，故还需要天平；

[5]由于热量会有所流失，则所测热量值偏小，由

Q

q

m

可知，所求热值偏小；

5．如图1所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；

（2）比较不同物质吸热升温的特点：

①不同物质吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；

②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：______

A．采用相同的加热方法

B．烧杯中分别装入相同体积的不同物质

C．使用相同的烧杯

③如果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像如图2所示，由图可以看出，两种液体的比热容大小关系是c A=______c B（填倍数关系）。

【答案】甲、乙加热时间B 1 2

【解析】

【分析】

由题意知，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同，

（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；

（2）①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；

（3）质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高的慢。

【详解】

(1)[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲乙两图进行实验；

(2)[2]比较不同物质吸热升温的特点：

①要控制不同液体吸收的热量相同，用相同的加热装置对物质加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；

[3]②A．比较不同物质吸热升温的特点，应采用相同的加热方法，故A选项是正确的；B．比较不同物质吸热升温的特点，应控制液体的质量相等，烧杯中分别装入相同质量的不同液体而不是相同体积，故B项错误；

C．根据控制变量法的要求，应使用相同的烧杯，故C项正确；

由于本题选不正确的，故B项符合题意。

[4]如果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2所示，可以看出，A 温度升高60

℃用10分钟，B 温度液体升高60℃用20分钟，升高相同的温度，比较不同物质吸热升温的特点时，吸热的多少是通过加热时间来反映的，因此B 吸收热量是A 的2倍，设A 吸收的热量为Q ，根据Q

c m t

=?，在质量和升高温度相同的情况下，液体A 的比热容与液体B 的比热容之比：

1222A B Q c Q m t Q c Q m t

?===?

6．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 /min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃

25

26

27

28

29

30

31

（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 -t 0)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 -t 0)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。

7．小明利用如图 甲、乙、丙的装置，完成“比较不同液体的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”的两个实验，请你解答

（1）完成第2个实验需选择_______两个实验装置进行对比；

（2）在以上实验中，若液体质量和初温、燃料质量均相等，当燃料燃尽时，分别测得甲、乙、丙中温度计的示数关系为 t 甲>t 乙>t 丙， 则吸热能力强的为液体_____，热值大的为燃料_____。

【答案】甲乙 b 1 【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，并让液体的质量相同，通过温度计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)[2]由题知，比较a 、b 两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体， 且保证液体质量相同，应选甲丙两图；燃料燃尽，则液体吸收热量相同，比较温度变化。根据Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 丙，温度变化越大，则比热容越小，液体吸热能力越弱，c a

[3]比较甲和乙，燃料燃尽放出的热量转换为液体吸收的热量，根据 Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 乙，因此 Q 1>Q 2，则燃料 1 比燃料 2 放出热量多，根据Q mq =知，等质量的燃料1和燃料2完全燃烧，燃料1放出的热量多，则燃料1的热值大。

8．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。

9．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。

点睛：本题是考查关于热值的实验探究题，需要知道热值的意义，解题关键的是会用控制变量法和转换法设计探究实验。

10．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．