人教版九年级上册物理 内能的利用单元测试卷(解析版)

人教版九年级上册物理内能的利用单元测试卷（解析版）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．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＝Q
m
放计算出的
汽油的热值偏小。

2．用所学的知识解决下列问题:
（1）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，比较不同液体的比热容，可以选择___两图: 比较不同燃料的热值，可以选择___两图。

（2）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的两种不同液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图丁所示，实验中，两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出:液体___放热能力强 （选填a 或b ），若液体a 的比热容为3
2.110J /(kg )⨯⋅℃，则液体b 的比热容为____J /(kg )⋅℃。

【答案】甲丙 甲乙 a 1.05×103
【解析】
【详解】
(1)[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，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。

[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)[3]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q cm Δt =可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得慢，它的放热能力大；甲的温度将的慢，故甲的放热能力大；
[4]由题知，而液体的质量相同，即 m m =乙甲；
当放热时间为15min 时，甲降低的温度为
60℃-40℃=20℃；
乙降低的温度为
60℃-20℃=40℃；
则：
c m t c m t ∆=∆甲甲甲乙乙；
即：
()
3
⨯⋅⨯⨯=⨯
℃℃℃；
m c m
2.110J/kg2040
乙
解得
()
3
1.0510J/kg
c=⨯⋅
℃。

乙
3．比热容是表示物质吸放热能力的物理量，不同的物质比热容一般不同．
（1）下列物理量也表示了物质的某种特性的是__________；
A．热值 B．热量 C．质量
（2）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），表示的物理意义是质量为1kg的水升温
1℃_________的热量是4.2×103J.
（3）张红在家经常学习做饭根据观察，她猜想食用油的比热容可能比水小。

下列事实中能支持她的猜想的是哪一个？__________；
A．同样情况下，油升温比水快；
B．油能源在水面上；
C．油能使食物变得焦黄，而水却不会；
（4）为了验证猜想，张红向两个同样的烧杯里分别倒入________（填“质量”或“体积”）相同的水和油，并测量初始温度相同，如图所示，其温度为________℃。

用相同火焰的酒精灯加热相同时间后，水的温度达到25℃，油的温度达到30℃。

上述几个步骤中都运用了物理研究方法中的__________法。

由己知数据可以得出该食用油的比热容是__________J/（kg•℃）．
【答案】A 吸收 A 质量 20 控制变量 2.1×103
【解析】
【详解】
(1)[1]A．1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。

不同燃料热值不同，所以热值表示了物质的某种特性；故A项符合题意；
B．在热传递过程中，物体传递能量的多少叫热量。

所以热量并不能表示物质的某种特性；故B项不符合题意；
C．物体所含物质的多少叫质量，它是物体本身的一种属性，但并不能表示物质的某种特性；故C项不符合题意；
(2)[2]水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），表示质量为1kg的水，温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103J；
(3)[3]A．油比水的比热容小，说明质量相同的油和水在温度升高相同度数时，油比水吸热少，或质量相同的油和水吸收相同热时，油比水温度升高的多，所以同样情况下，油升温比水快，能支持他的观点；故A项符合题意；
B ．油能漂在水面上，说明油的密度小于水的密度，不能支持他的观点；
B 项不符合题意；
C ．油能把食物炸黄，而水不会，说明油的沸点比水高，不能支持他的观点；C 项不符合题意；
(4)[4]若要验证猜想，张红应向两个同样的烧杯里分别倒入质量相等的水和油，并测量它们的初始温度；
[5]通过温度计液面的位置可以判断玻璃泡在下方，现在是零上的温度，所以它们的初始温度为20℃；
[6]为了比较水和油的吸热能力，实验中控制了水和油的质量和初始温度相同，然后用相同火焰的酒精灯加热相同时间，所以这几个步骤中都运用了物理研究方法中的控制变法；
[7]由题意可知，水和油用相同火焰的酒精灯加热相同时间，所以可以水和油吸收的热量相同，由Q cm Δt =得：
c m t c m t ∆=∆水水水油油油；
所以该食用油的比热容是：
()()()32520 1 2.110J /kg 20 2
c m t c t c c c m t t ∆∆⨯-=====⨯⋅∆∆-水水水水水水油水油油油℃℃℃30℃℃。

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．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．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．
（1）此过程中活塞对_________（选填“棉花”或“空气”）做功，其内能
__________．（选填“增大”或“减少”）
（2）这与四冲程汽油机的__________冲程的能量转化相同,某台汽油机每秒内完成20个该冲程，则其飞轮转速为__________r/min．
（3）汽油机气缸外有一个水套，让气缸被水包围着，这样就可以通过__________的方式，__________（选填“增大”或“减少”）气缸内能，从而降低气缸的温度．
【答案】空气增大压缩600热传递减少
【解析】（1）根据题意知道，此过程中压缩筒内空气，活塞对空气做功，使筒内气体的内能增加；
（2）在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，此汽油机每秒钟内完成20个冲程，对外做功5次，飞轮转10周，故飞轮转速为600 r/min.；
（3）汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，内能减少，这是通过热传递的方式改变内能的。

7．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验探究煤油和菜籽油的热值大小关系。

他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的实验装置，记录结果见下表：
（1）在安装、调整实验器材时，合理的顺序是（甲图中）：应先调整、固定________的位置（选填“A”或“B”）。

（2）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________及________相同。

（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________。

燃料加热前的水温／℃燃料燃尽后的水温／℃
煤油2544
（4）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t－t0）计算出了水吸收的热量，然后再利用这个热量计算出煤油的热值，发现结果与课本中给出的煤油热值相比________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。

观察装置图，请你分析原因是：___________________________。

【答案】（1）B （2）质量水的初温（3）煤油（4）偏小煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失
【解析】
试题分析：（1）由于要用酒精灯的外焰加热，且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能紧靠容器壁或容器底部，所以，在组装装置甲时，要按“从下往上”的原则。

（2）为了比较不同燃料的热值，应控制吸热升温的物质相同、物质的初温相同，燃料的质量相同，比较燃料燃尽后，物质升温的快慢。

（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油，因为燃料燃尽后，用煤油加热的，水的末温高。

（4）结果与课本中给出的煤油热值相比偏小。

原因是：煤油燃烧放出的热量，并没有全部被水吸收，有热量损失（如烧杯、空气等吸热；煤油不可能完全燃烧）。

考点：探究煤油和菜籽油的热值大小关系
8．在探究物质某些属性的实验中，有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置，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）实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了________．
【答案】甲、乙甲、丙使水和煤油吸收相同的热量
【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，应选择甲和乙两图进行实验；为了比较两菜籽油2534
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) 因为加热时间能反应物质吸收热量的多少，实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了使水和煤油吸收相同的热量．
【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）加热时间越长，液体吸收的热量越多，因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少．
9．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．
10．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．。