内能的利用单元测试卷 (word版,含解析)

内能的利用单元测试卷 （word 版，含解析）

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

℃℃

=?=????=?

4.210J/kg0.1kg208.410J

Q c m t

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．物理小组的同学们组装了如图所示的装置，在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体，在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料．

（1）若要比较液体的吸热本领，应选_____两图的实验装置进行实验．（在“甲、乙、丙”中选填）

（2）实验过程中，若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃，加热时间较短的液体比热容较_____．

（3）实验过程中，若加热相同的时间，温度升高较多的液体比热容较_____．

（4）根据实验数据同学们绘制出如图所示的图象．由图象可知：液体_____的比热容较大．（选填“A”或“B”）

【答案】甲丙小小 B

【解析】

【分析】

【详解】

（1）在比较液体的吸热本领时，应使质量相同的不同液体在相同时间内吸收的热量相同，所以需要的燃料的种类相同，液体的质量相同但液体种类不同，所以选择甲、丙；

（2）实验过程中，两种液体的温度都升高了50℃，加热时间短的液体吸热能力较弱，它的比热容较小；

（3）质量相同的两种物质，加热时间相同时，温度升高较少的液体比热容较大，温度升高较多的液体比热容较小；

（4）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所示，由图可以看出，在相同时间内（即吸收的热量相同），B液体的温度升高得较慢，B 液体的比热容较大．

3．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。

4．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：

()32.110J /kg 2040m c m ????=?乙℃℃℃；

解得

()31.0510J /kg c =??乙℃。

5．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油

25

34

（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的________（质量/体积）相同，还要控制________相同。

（2）小明仔细观察发现：同一批次同一包装盒子中外形相同的温度计的读数不尽相同，为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数______（相同/不同）的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再___________。 （3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。

（4）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的测量工具是：______。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 水的质量 相同 挑选两支读数相同的温度计 煤油 天平 偏小 【解析】 【详解】

(1)[1][2]根据Q c m t ?=吸水水、Q qm =放可知，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的质量相同，还要控制水的质量相同；

(2)[3][4]为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数相同的温度计，然后把它们一起放到一杯热水中，稍等一会儿后，再挑选两支读数相同的温度计； (3)[5]从表中数据可以看到，燃料燃尽后水温变化较大的是煤油，根据Q c m t ?=吸水水可知，煤油加热的水温度上升较高，那么煤油加热的水吸收热量较大，根据Q qm =放可知，煤油放出的热量较大，煤油和菜籽油的质量相同，则煤油的热值较大；

(4)[6]要计算出煤油和菜籽油的热值，从Q c m t ?=吸水水、Q qm =放可知，水的比热容、初

温、末温都是知道的，但是水的质量和燃料的质量不知道，那么需要天平来测量质量； [7]由Q c m t ?=吸水水可计算得出水吸收的热量，然后由Q Q =吸放可测得燃料放出的热量，但实际上燃料放出的热量大于这个测量值，那么根据Q qm =放计算得出的热值会偏小。

6．某物理学习兴趣小组学习了燃料的热值后，设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．实验装置如图所示，实验记录如下所示．

燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/Kg 酒精

15

35 2.4×106 碎纸片 15

25

？

（1）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酒精和碎纸片的质量，_____ 以及两个烧杯都应相同．

（2）根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________ ．（注意带单位）

（3）通过实验计算得到的燃料热值与实际相比是________ （选填“偏大”或“偏小”），出现这样情况的主要原因是________ ．

【答案】（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg ；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失． 【解析】

试题分析：（1）本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯）相等或相同；

（2）通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精和碎纸片放出热量的关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值关系，求出碎纸片的热值； （3）有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”． 解：

（1 ）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；

（2）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，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；

（3）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小．故答案为（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．

【点评】用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热多少，即比热容的大小，较难理解．

7．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．

8．如图甲是质量为200 g 固体的熔化实验装置，乙图是根据实验数据绘制出的曲线图．

(1)根据图象和相关知识，该物质从第6 min 至第8 min 共吸收热量多少焦耳？[该物质的液态比热容c ＝3×103 J/(kg·

℃)] (2)如果从第6 min 开始到第8 min ，完全燃烧了热值为3.0×107 J/kg 的酒精1.25 g ．可估算出此过程中，热转化效率是多少？ 【答案】(1)2.4×104 J ；(2)64%． 【解析】

（1）质量为200 g ，即0.2kg ，

()()34310/?·0.29050 2.410Q cm t J kg kg J =?=???-=?℃℃℃

（2）完全燃烧热值为3.0×107 J/kg 的酒精1.25 g ．放出的热量为：

7343.010/ 1.2510 3.7510Q q m J kg kg J -==???=?放酒精酒精

热效率为：442.410100%100%64%3.7510Q J Q J

放η?=?=?=? 答案：(1)2.4×104 J ；(2)64%．

点睛：考查吸热公式和热值公式的应用，容易出现问题的地方是有些同学会不统一单位直接代入公式计算，当然计算的结果肯定也是不正确的，要养成统一单位的习惯．

9．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

10．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温都相等的水加热，记录燃料燃烧相同时间后水升高的温度△t ．

（1）为了正确完成实验，除了图示装置外还需要的一个测量器材是_____．

（2）实验中通过_____（填“加热的时间”或“温度计升高的温度”）来比较燃料燃烧放出热量．

（3）小明设计的方案_____（填“能”或“不能”）比较酒精和碎纸片的热值，理由是______．

【答案】天平 温度计升高的温度 不能 燃烧掉的酒精和碎纸片的质量不一定相等 【解析】 解：

（1）实验中，由于要控制质量相等，所以还需要的测量工具是天平；

（2）因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少；

（3）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．

故答案为 (1). 天平 (2). 温度计升高的温度 (3). 不能 (4). 燃烧掉的酒精和碎纸片的质量不一定相等