内能的利用单元测试卷(含答案解析)
内能的利用单元测试卷（含答案解析）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．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。
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
℃。
c=??
1.0510J/kg
乙
3．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。
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．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/Kｇ
酒精1535 2.4×106
碎纸片1525？
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是_______（由下而上／由上而下）．
（2）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持、、以及两个烧杯都应相同．
（3）实验数据记录如下表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/Kｇ．
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（大/小），出现这样情况的主要原因是．（写出一点）
【答案】（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量两杯水的质量
（3）1.2×106
（4）小存在热损失或者燃料没有完全燃烧
【解析】
试题分析：实验器件的安装顺序一般都遵循先由下而上或者先左后右，该实验通过水温度的变化，比较水吸热的多少，要用到控制变量法，即必须控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯内水的质量相等，两个烧杯相同，观察表格中的实验数据可知，酒精燃烧放出的热量使水温升高了20摄氏度，同样质量的碎纸片燃烧放出的热量使水温升高了10摄氏度，即酒精的热值是碎纸片的2倍，酒精的热值已给出，即可算出碎纸片的热值，由于燃料不可能被完全燃烧，还有烧杯空气也要吸收热量，所以说实验得到的燃料热值就会比实际的值偏小．
考点：控制变量法，燃料热值的计算．
8．如图甲所示，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
初温、质量都相同，请你解答下列问题．
（1）实验时应按照________的顺序组装器材（选填“自上而下”或“自下而上”）；
（2）比较不同燃料的热值应选择________两个装置（选填装置序号），当燃料完全燃烧时，通过比较________来比较不同燃料热值的大小．
（3）图乙是根据比较不同物质比热容的实验数据绘制的图象，若烧杯内的液体分别是水和食用油，已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），则食用油的比热容是________．
【答案】自下而上 BC 温度计示数的变化 2.1×103J/（kg?℃）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行．（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B 和C 两图进行实验．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）由图乙所示图象可知，加热相等时间，即物质吸收相等热量时，a 升高的温度高，a 的比热容小，a 是食用油；水与食用油的质量相等，设为m ，由图线b 可知，水在6min 内吸收的热量：Q ＝c 水m △t 水
＝4.2×103J/（kg?℃）×m×（60℃﹣10℃）＝2.1×105J/（kg?℃）×m ，则水在3min 内吸收的热量Q 吸＝3min 6min
×2.1×105J/（kg?℃）×m ＝1.05×105J/（kg?℃）×m ，由于用相同的电热器对水和食用油加热，在相等时间内食用油吸收的热量与水吸收的热量相等，因为Q 吸＝c 油
m △t 油，所以c 油＝()
5 1.0510J /kg ?m 610Q m t m ???-吸油（℃）＝℃℃＝2.1×103J/（kg?℃）． 【点睛】
（1）实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；（2）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．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；（3）食用油的比热容大于水的比热容，吸收相等热量食用油升高
的温度高，分析图乙所示图象判断a、b是什么物质；根据热量公式求出液体的比热容．
9．小明设计了“比较不同燃料热值的实验”，步骤如下：
①准备两套与图示完全相同的实验装置；
②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；
③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；
④记录燃烧相同时间水升高的温度△t．
（1）从以上步骤中可看出，实验时通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少．下列实验中也用到这种思想方法的是___（选填选项前面的序号）．
A．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下
B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变
C．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小
D．为了更好地研究磁场而引入磁感线
（2）小明设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷，请你帮他指出来．
答：___（只需填步骤前的序号）．
（3）小华针对小明方案中的缺陷进行修改，简要写出修改后的该项步骤．
答：_________________________________．
（4）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度△t1是用纸作为燃料水升高的温度△t2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．
答：______（选填“能”/“不能”）．
【答案】C ④比较燃料完全燃烧后水升高的温度不能
【解析】
(1)实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法；
A. 探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法；
B. 研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用了控制变量法；
C. 探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小，采用了转换法；
D. 物理学家用磁感线来描绘磁场，是利用的模型法．故选C；(2)在“比较不同燃料热值的实验”时，应控制燃料的质量相同，燃烧相同的时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，故小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度；(3)燃料完全燃烧后，燃烧的燃料的质量是相同的，根据Q＝mq可知，在质量相同的情况下，根据放出热量的关系可以比较燃料的热值；由于放出的热量无法直接测出，可以根据水升高的温度来判定热量的多少；(4)用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值
的两倍的结论．
点睛：通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，应用了转换法，对各个选项进行分析，得出与该方法一致的选项；比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧；燃料释放的热量不一定全部被水吸收，不能根据水升高的温度关系确定酒精与纸的热值关系．
10．本题有两小题：
（1）为比较水和煤油吸热升温性质的不同，江涛用两个相同的装置做了如图甲所示的实验．
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、_______相同的水和煤油；
②实验中搅拌器的作用是：使液体______；实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少。
③实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明________比热容较小。
（2）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图乙所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：______和_______．实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少．
【答案】质量受热均匀加热时间煤油水的质量燃料的质量升高的温度
【解析】（1）①为比较水和煤油吸热本领的大小，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油，加热相同的时间观察升高的温度不同；
②实验中搅拌器的作用是：使液体受热均匀；
研究物体的吸热本领与物质的种类的关系时，由于使用相同的酒精灯加热，水和煤油在相同的时间里吸收的热量相等，所以可以通过比较加热时间来比较水和煤油吸收热量的多少。
③实验中，质量相同的水和煤油吸收相同的热量，煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明煤油比热容较小。
（2）因为燃料的热值不能直接测量，所以通过水吸收热量来体现，因此用两个烧杯及水的初温相同外，需要控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯中水的质量相等，通过比较水升高的温度来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。