湛江物理内能的利用单元测试卷(解析版)

湛江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．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料a 、b 的质量都为10g ，烧杯内液体 的质量均为100g 。当燃料完全燃烧后，甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。

（1）燃料a 的热值__________燃料b 的热值；液体a 的比热容__________液体b 比热容。（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）

（2）若液体a 是水，则水吸收的热量是____________________

（拓展）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示，则： 物质

酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ?℃]

2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点

（℃） 78 180?310 356.7

（1）在探究水沸腾的特点时，不能选用____________温度计。

（2）在测量质量较小但温度较高的物体温度时，温度计吸收的热量就会影响被测物体温度，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应选择____________温度计。

【答案】< > 38.410J ? 酒精 水银

【解析】

【详解】

(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知，根据比热容的公式Q cm Δt =，液体的质量都相同，同种液体比热容也相同，丙中液体升高的温度较高，那么丙中液体吸收的热量较大，可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大，而乙、丙的燃料质量相同，根据Q q m

=

可知丙中燃料b 热值较大；

[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知，燃料的种类相同，燃料的质量也相同，那么当燃料完全燃烧后，放出的热量是相同的，两种液体吸收的热量也相同，根据Q cm Δt =可知，乙的温度变化量较大，那么乙中的b 液体比热容较小；

(2)[3]由题意可知，水吸收的热量是

()

33

=?=????=?

℃℃

Q c m t

4.210J/kg0.1kg208.410J

吸水

(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃，而酒精标准气压下沸点是78℃，用酒精温度计去测水沸腾时的温度，水还没沸腾，酒精就已经沸腾了，所以不能选用酒精温度计；

(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时，该物体会和温度计发生热传递，被测物体的温度降低，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应该选择水银温度计，水银的比热容相对比来说较小，在相同的情况下，升温较快。

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/min0123456

甲杯水温/℃25272932343638

乙杯水温/℃25262728293031

（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-t0)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-t0)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。

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．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，宗诚用酒精灯均匀加热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）该物质是__________（选填“晶体”或“非晶体”），在B 点时的内能

__________（选填“大于” “小于” 或“等于”）在A 点时的内能；

（2）该物质从第6min 到第10min 共吸收__________J 热量，该物质在固态（OA 阶段）时的比热容为____________J/（kg?℃）；

（3）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），则在BC 阶段的热转化效率为_________．

【答案】晶体 大于 4.8×

1.5× 16%

【解析】

试题分析：（1）物体吸热内能一定增加，故该物质熔化过程中吸热，虽然温度没有变化，但内能是增加的，所以B 点时的内能大于在A 点时的内能．（2）由图可知该物质BC 段从50℃升高到90℃，所以该物质此阶段吸收的热量()340t-t =310/()0.490-50=4.810Q Cm J Kg Kg J =?????（）℃℃℃．0-A 段加热了两分钟，B-C 段加热了4分钟，所以BC 段吸收的热量是0A 段吸收热量的2倍，

432.410===1.510/()Δt 0.440Q J C J Kg m Kg ℃℃

????，（3）BC 段的热转化效率474.810====16%3.010/0.01Q Q J Q mq J Kg Kg

η???放． 考点： 比热容、热值、热效率

7．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．

8．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。

9．为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案．三套实验装置完全相同．燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同．

（1）小明应选择______________两图对应方案进行实验．

（2）实验中还应控制燃料燃烧的______________(选填“时间”或“质量”)相同．

（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图象如图丁所示．由此可知，

燃料1燃烧2分钟放出的热量____________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2燃烧3分钟放出的热量.

（4）忽略热量的散失，由图丁可知，燃料1的热值为燃料2热值的____________倍．【答案】甲乙质量大于3

【解析】（1）由图知道，根据控制变量法的要求，应控制其它条件相同，而只改变燃料的种类不同，故甲、乙两图符合要求；

（2）实验中还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较热量的多少；（3）由图丁知道，燃料1燃烧2min，燃料2燃烧3min，液体a升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量；

（4）由公式Q=cm△t知道，二者放出的热量之比是：Q1：Q2=a a

b b

cm t t

cm t t

=

=35℃?20℃/25℃?20℃=3：1，由公式Q=qm知道，二者的热值之比是：q1：q2 =1

2

3

1

Q m

m Q

?=，故燃料1的热值为燃料2热值的3倍。

点睛：本题考查了比较不同燃料的热值的实验设计，解题的的关键是运用好控制变量法，同时还要对热量、热值的相关公式有一个熟练的掌握，有一定难度。

10．如图是我们熟悉的四个实验情景

（1）甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘”在一起，说明

_____________________________________．

（2）乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是用_________的方法改变物体内院的．（3）丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明

_________________________．该实验中密度小的空气和密度大的二氧化氮的位置_____（选填“能“或“不能”）上下颠倒．

（4）丁图中，水沸腾后水蒸气推动软木塞冲出试管口，能量的转化与内燃机的_____冲程相同．

【答案】分子间有引力做功分子在不停地做无规则的运动不能做功

【解析】

【分析】

【详解】

(1)甲图中，磨平的铅块能紧紧地“粘在”一起，说明分子间存在相互作用的引力；

(2)乙图中，快速下压活塞，硝化棉燃烧起来，是压缩气体做功，是用做功的方法改变物体的内能，使瓶内气体的内能增大，温度升高．

(3)丙图中，抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，说明分子在不停地做无规则的运动．

(4)丁图中，水沸腾后软木塞被推出，是水蒸气膨胀对外做功，将内能转化为机械能．