深圳宝安区福永中学物理内能(提升篇)(Word版 含解析)

深圳宝安区福永中学物理内能（提升篇）（Word 版 含解析）

一、初三物理 内能 易错压轴题（难）

1．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：

(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；

(2)实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；

(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；

(4)若甲液体的比热容为2.1×103J/(kg?°C )，则乙液体的比热容为______J/(kg?°C )。

【答案】电加热丝 质量 吸收的热量 乙 4.2×103

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。

(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。

[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。

(3)[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为

60°C ?20°C =40°C 乙升高的温度为

40°C ?20°C =20°C

即乙升温小，故乙的吸热能力更强。

(4)[5]根据Q c m t

=

?在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为

()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C c ?=???=???

2．在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。

(1)将适量碎冰放入试管中，利用水给冰加热，目的是______；

(2)某时刻观察到温度计的示数如图甲所示，为______°C ；

(3)图乙是根据所测数据绘制成的图象。由图象可知，冰的熔化特点是：持续吸热、______；AB 和CD 两段图象的倾斜程度不同，原因是______；

(4)若不计热量损失，物质在AB 和BC 两段吸收的热量分别为Q 1和Q 2，则

12:Q Q =______。

【答案】使冰受热均匀 -4 温度不变 该物质状态不同时比热容不同 2:3

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将装有冰的试管放入水中加热，这是水浴法，这样冰的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。

(2)[2]由图甲知，温度计的分度值是1°C ，此时是零下，液柱上表面对准了0°C 下面第4个小格处，读作?4°C 。

(3)[3]由图像知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变。

[4]冰化成水质量不变，但比热容发生了变化，所以同样受热情况下，温度变化快慢不同。

(4)[5]因为同一加热装置，在相同的时间内吸收的热量相同，已知在AB 段时间为2min ，BC 段为3min ，则

12:2:3Q Q

3．小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热二者。经正确操作收集了表格中信息：

(1)实验中他们用停表记录加热时间，目的是____；

(2)加热的过程中，水和铁砂内能____，表现为其温度____；

(3)他们通过实验得到下表的数据：

质量/g 末温/℃ 加热时间/min 水

30 40 12 铁砂 50 65 5

分析实验数据时，有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱，因为没有控制质量相同。你是怎样想的，写出你这样认为的理由________。

【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少 增大 升高 可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱，分别求出1g 的水和铁砂温度升高1℃时，吸收的热量进行比较得出结论

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]用相同的酒精灯加热，时间越长吸收的热量越多，所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。

(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加，表现为温度逐渐升高。

(3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q 0，那么

1g 的水温度升高1℃时，吸收的热量为

()()00120.02/g 30g 4020Q Q =??-℃℃

1g 的铁砂温度升高1℃时，吸收的热量为

()()0050.002/g 50g 6520Q Q =??-℃℃

由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。

4．某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入

质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．

（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_______℃．

（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_______（选填“多”或“少”）．

（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：

_________；

其原因是：_____________________．

【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同

【解析】

【分析】

（1）根据图中所示温度计示数为98℃；

（2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；

（3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小。

【详解】

(1)根据图中所示，温度计示数为98℃，所以水的沸点为98℃；

(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；

(3)要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

故答案为：(1)98；(2)多；(3)不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

5．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．

（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．

（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是

___________

A ．安全

B ．省油

C ．减小行驶时的阻力

D ．增大爬坡的牵引力

（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：

速度

()1v /km h -

40 60 80 100 120 制动距离s /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是

_____________m ．

（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为

2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7

4.610J /kg ?，密度为330.810/kg m ?）．

（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ?，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ．

【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88

【解析】

解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，

重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P v

可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有

2240km /h 80km /h 8s

（）（）＝，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10?3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10?3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发

动机的效率：η＝881.08103.31210W J Q J

??＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：

v ＝86480P W F N

机械

＝＝10.8m/s ＝38.88km/h.

6．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg 该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示．通过查阅资料已知该物质液态（BC 阶段）时的比热容为3×103J/（kg?℃）．

（1）该物质在B 点时的内能_____（大于/小于/等于）在A 点时的内能；

（2）求该物质在BC 段共吸收了多少热量__________？经测量BC 阶段消耗热值为3.0×107J/kg 的酒精10g （酒精完全燃烧），求在BC 阶段的热转化效率为多大_______？ （3）该物质在固态（OA 阶段）时的比热容为多大__________ ？

【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/（kg?℃）

【解析】

(1) 如图该物质在AB 段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B 点时的内能大于在A 点时的内能；

⑵ 如图BC 段温度升高了40℃，则该物质在BC 段共吸收的热量为：

343100.4

40J 4.810J Q cm t =?=???=?吸；

酒精10g 放出的质量为：

750.01310J 310J Q m q ==??=?酒放，

在BC 阶段的热转化效率为：

4

54.810100%16%310

Q Q η?==?=?吸放 ⑶ 该物质在固态（OA 阶段）时吸热2min 温度身高了40℃，吸热热量是BC 段吸收热量的一半，故固态时的比热容为：

()43OA 4.810J 2== 1.510J/kg 0.4kg 40Q c m t ?=???吸固℃℃

7．在比较“水和煤油吸热本领大小”的实验中，小明选取了两只相同的烧杯，且在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油，他用两个完全相同的“热得快”给它们加热，并记录得到了表中的实验数据，请你回答下列问题：

加热时间

/min 0 1

2 3 4 5 6 7 水的温度/℃ 20 22

24 26 28 30 32 34 煤油的温度

/℃ 20

24 28 32 36 40 44 48 （1）两种液体相比较，温度升高比较快的是_____；

（2）小明给水和煤油加热，选用两个同样的“热得快”的目的是什么？_____

（3）如图甲所示是小明根据实验数据画出的图象，其中_____（选填“A”或“B”）表示的是水吸热升温情况．

（4）比较方法：在质量相同的情况下，比较水和煤油吸热能力的方法：①吸收相同热量，比较_____；②升高相同温度，比较_____；

（5）如图乙所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，从图象可以看出，在一年中，曲线A 所示的城市气温变化较_____（选填“大”或“小”），根据上面探究过程中所获得的只是可知，曲线C 表示的是_____（“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线．（c 砂＜c 水）

【答案】 煤油 目的是使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同 B 升高的温度 吸收的

热量大内陆

【解析】（1）由热量计算公式Q=cm△t知道，由于水的比热容大于煤油的比热容，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量，煤油升高的温度高；

（2）实验中用两只相同的烧杯和两个同样的“热得快”目的是在相同的时间内供给水和煤油相同的热量，使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同；

（3）在同样的加热时间内，两种物质吸热相等，由表中数据可知，温度升高比较快的是煤油，水升温慢，B表示水吸热升温情况；

（4）比较吸热能力的两种方法：①吸收相同热量，比较升高的温度；②升高相同温度，比较吸收的热量；

（5）由图2气温变化曲线得出，A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大；沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较大，所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。

点睛：本题考查的是比较“水和煤油吸热本领大小”的实验，主要考查了控制变量法及转换法的运用、读图能力比较吸热能力的两种方法及用水的比热容大分析实际问题的能力，综合性较强，有一定的难度。

8．如图甲是小华探究“不同物质吸热规律”的实验装置：

(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是_______；

A．两个烧杯的规格相同 B．两个酒精灯的规格相同

C．甲、乙两种液体的体积相同 D．甲、乙两种液体的初温相同

(2)在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A和液体

B____________________；

(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：停止加热后，______（选填“A”或“B”）液体的温度下降得快；

(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_______（选填“A”或“B”）。

【答案】C 吸收热量的多少 B A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据比较物质吸热能力的方法，在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升

高的温度大小从而得知物体的吸热能力大小，需要保持质量和初温相同。

AB ．保持两个烧杯的规格相同、两个酒精灯的规格相同，那么两种液体在相同时间吸收的热量相同，A 、B 正确，不合题意；

C ．假如控制甲、乙两种液体的体积相同，根据m V ρ=可知，那么两种液体的质量不同，C 错误，符合题意；

D ．控制甲、乙两种液体的初温相同，这样符合比较物质吸热能力的方法，D 正确，不合题意。

故选C 。

(2)[2]该实验加热时间越长，吸收的热量越多，在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体B 吸收热量的多少。

(3)[3]根据()0-Q cm t t =可知，在相同时间内，液体B 升高的温度较高，而吸收的热量、液体的质量、初温是相同的，那么液体B 的比热容较小；停止加热后，在相同时间内放出的热量相同，根据Q cm Δt =可知，液体B 的比热容较小，那么液体B 在相同时间内温度变化较大，即液体B 的温度下降得快。

(4)[4]质量相等的A 和B 液体，在升高相同温度时，A 吸热多，A 的比热容大，根据Q cm Δt =可知，质量相同的A 和B 液体降低相同温度，A 放热多，效果更好，所以应该选择液体A 装入暖手袋中作为供热物质。

9．某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下数据：

物质

质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水

60 20 6 45 食用油 60 20 6 70

（1）使用相同的加热器的目的是_____

（2）从表中数据可知，水和食用油的质量_____（选填“相同”或“不相同”），加热结束时，食用油的温度比水温度_____（选填“高”或“低”）。

（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，此时，水吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。（4）实验表明，在相同条件下吸热的能力更强的是_____（选填“水”或“食用油”）。（5）加热6min水吸收的热量是_____J，食用油的比热容是_____J/（kg?℃）

【答案】相同的时间水和食用油吸收的热量相同相同高大于水 6300 2.1×103【解析】

【分析】

根据题意，可以通过加热时间的长短来比较吸热多少；

比较物质吸热能力的方法可以有两种：

①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量，吸收热量多的吸热能力强；

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；根据求出水吸收的热量及食用油的比热容。

【详解】

（1）使用相同的加热器的目的是：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；

（2）从表中数据可知，水和食用油的质量相同；加热结束时，食用油的温度比水温度高；

（3）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据转换法，水吸收的热量大于食用油吸收的热量。

（4）由（3），使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，根据比较吸热能力的第1种方法，在相同条件下吸热的能力更强的是水；

（5）由表中数据知，水从20℃升高到45℃，水吸收的热量为：

；

由图可知，加热6分钟，吸热相同热量时，水升高的温度为25℃；

食用油升高的温度为：，食用油升高的温度为水的倍，根据，在质量和吸热相同的条件下，比热容与升高的温度成反比，故食用油的比热容为：。

故答案为：相同的时间水和食用油吸收的热量相同；相同；高；大于；水； 6300；

2.1×103。

10．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热，如图探究“不同物质吸收热量的能力”．

（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是_____．

（2）实验中，用_____反应液体吸收热量多少．

（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，分析图象可知，加热10min，水吸收的热量_____（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，煤油的温度变化大于水的温度变化，由此可知，_____的吸热能力更强．

（4）通过图象还可以得出当地的气压_____（填“高于”、“低于”或“等于”）标准气压，煤油的比容热为_____J/（kg?℃）．（c水＝4.2×103J/（kg?℃）

【答案】控制水和煤油的质量相同加热时间等于水低于 2.1×103

【解析】

【分析】

（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．

比较物质吸热能力的2种方法：

①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；

（4）根据图乙得出水的沸点，水在一个标准大气压下的沸点为100°C，根据气压减小沸点降低分析；

由图乙可知煤油和水升高30℃水和煤油的加热时间；由转换法得出煤油和水吸热关系，根

据c＝

Q

m t

，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比求出煤油的比容热．

【详解】

（1）要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的质量相同．

（2）根据转换法，实验中，用加热时间反应液体吸收热量多少．

（3）根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，因煤油的温度变化大于水的温度变化，根据比较吸热能力的第2种方法，水的吸热能力更强．

（4）通过图乙知，水的沸点为98℃，小于100℃，根据气压减小沸点降低，故还可以得出当地的气压低于标准气压；

由图乙知，煤油和水升高：

98℃﹣68℃＝30℃，

水加热用时20min，煤油用时10min，即煤油吸热是水的1

2

，根据c＝

Q

m t

，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比，故煤油的比容热为：c煤油=c水= 1

2

×4.2×103J/（kg?℃）＝2.1×103J/（kg?℃）．