上海纪王学校物理内能单元测试卷 (word版,含解析)

上海纪王学校物理内能单元测试卷（word版，含解析）

一、初三物理内能易错压轴题（难）

1．小军利用如图所示装置和器材，探究不同物质的吸热能力。

时间

013456789

（min）

温度

909294969798989898

（℃）

(1)小军设计的电路中的R甲、R乙的阻值大小必须满足的条件是______；

(2)只闭合开关S2，他首先观察了水的加热过程，测得数据如上表。分析数据可知，该地区气压______（选填“高于”或“低于”）标准大气压；

(3)接着断开S2，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。小军控制水和煤油的质量、初温都相同，他应首先闭合开关______，再闭合另外一个开关，同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。实验表明：水的末温比煤油______，水的吸热能力比煤油强。

【答案】R甲＝R乙低于 S1 98 低

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]探究不同物质的吸热能力时，应选用相同的热源，由图示电路图可知，两电阻并联，它们的电压相等，要使电阻在相等时间内产生的热量相等，应控制两电阻的阻值相等，即R甲＝R乙。

(2)[2]由表中实验数据可知，在水沸腾后，水不断吸收热量，但温度保持98℃不变，所以水的沸点是98℃，说明该地区气压低于标准大气压。

(3)[3]要探究水与油的吸热能力，应控制水与煤油的质量、初温相等，还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等，所以应控制两个电阻丝同时开始加热，则由图可知应先闭合支路开关S1，然后再闭合干路开关S2。

[4]实验过程中水不能沸腾，所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。

[5]实验表明：水的末温比油低，水的吸热能力比煤油强。

2．班级各小组同学利用如图所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”：

(1)石棉网的作用是__________；

(2)记录的实验数据如下表：

时间t/min024********温度t/°C-10-50000 2.55

状态固态固液共存态液态

根据表格中数据，在方格纸上画出温度与时间的关系图像；

（_______）

(3)分析图像，可以得出的探究结论是：________________；

(4)实验中，0~4min冰温度升高10℃，10~14min水温度升高5℃，在两个时段加热时间相同，但物质的温度变化不同的原因可能是：_______________；

(5)某小组做实验时发现冰熔化时间太短，为了增长时间，以下做法可行的是_____（至少一个选项正确）

A．降低冰的初始温度 B．增加冰的质量

C．直接将试管放入常温的水中做实验 D．用底面积更大的小烧杯代替试管做实验

【答案】使烧杯底部受热均匀冰熔化时继续

吸热，但温度不变水在固态和液态时比热容不同 BC

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]烧杯从石棉网上吸收热量，受热更加均匀。

(2)[2]描点法画出图像，如下图所示：

(3)[3]由图像可以看出，冰熔化过程中虽然吸收热量，但温度一直不变。

(4)[4]固态时升温较快，液态时升温较慢，这是由于水在液态时的比热容比固态时大。

(5)[5]A．降低冰的温度，冰升温变慢，但熔化时间并不变，故A不符合题意；

B．增加冰的质量，升温变慢，熔化时的时间也变长，故B符合题意；

C．将试管放入常温的水中做实验，从水里吸收热量，由于水温较低，所以冰熔化时间变长，故C符合题意；

D．底面积更大的小烧杯，吸热面积变大，所以熔化时间变短，故D不符合题意。

故选BC。

3．阅读短文，回答问题

“鲲龙”AG600

国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。AG600可以在20秒内一次汲水12吨，单次投水救火面积可达4000余平方米，还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上

起降外，在任何江河湖泊，只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域，它都能“说走就走”。最大巡航速度500公里/小时，最大航程4500公里，可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚，更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机，AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米，个头儿与波音737相当，采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局，选装4台涡桨发动机。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如下表所示：

WJ6发动机数量4台M最大起飞质量53.5t

最大巡航速度500km/h发动机巡航推力 4.6×104N

发动机的热效率40%发动机的推进效率……

(1)如图所示，机身下部制成“V”形，这样设计的目的还有______________；机翼设计成如图所示的截面图，当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，压强________；

(2)“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能________，动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t，总体积约5×103m3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m2，对地面的压强_________Pa；停在水面上时，排开水的体积是_________m3；(g=10N/kg，ρ水=1×103kg/ m3)

(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机受到的阻力为_________N，所蓄水的质量为__________t；

(5)“鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃烧获得的内能是_________J，此过程中发动机的推进效率为__________。(燃油的热值q=4.6×107J/kg)【答案】减小阻力小减小减小 4×10548 2.5×10510 2.3×1011 50%

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]机身下部制成“V ”形，这样设计的目的还有减小阻力的作用；当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，根据流体流速与压强的关系，流速大的地方压强小，所以机翼上方压强小。

(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，质量不变，但高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小。

(3)[5][6]若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ，总体积约5×103m 3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m 2，根据压强公式可得，对地面的压强为

45

2

4.810kg 10N/kg 410Pa 1.2m

F mg P S S ??====? 停在水面上时，因为处于漂浮状态，所以浮力等于重力，可以得到此时飞机所受到的浮力为

45= 4.810kg 10N/kg 4.810N F G mg ==??=?浮

根据浮力公式可得，此时排开水的体积为

5333

4.810N 48m 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ?===??浮排液 (4)[7][8]根据题意可得，飞机在水面上的速度为

36km/h 10m/s v ==

由功率公式可得，飞机受到的牵引力为

652.510W 2.510N 10m/s

P F v ?===?

因为飞机匀速滑行，所以飞机所受阻力为

52.510N f F ==?

根据题意可得

0.5f G =总

则此时飞机的总重力为

5522 2.510N=510N G f ==???总

此时飞机的总质量为

54510N =510kg=50t 10N/kg

G m g ?==?总总

则飞机所蓄水的质量为

50t 40t 10t m m m =-=-=蓄总机

(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为

7115000kg 4.610J/kg 2.310J Q mq ==??=?放

发动机获得的机械能为

11102.310J 409.210J W Q η==??%=?机放

飞机飞行的路程为

6500km/h 2h 1000km 110m s vt ==?==?

发动机在2h 内做的有用功为

46104.610N 110m 4.610J W Fs ==???=?有

此过程中发动机的推进效率为

1010

4.610J

100100509.210J

W W η?=?%=?%=%?有

机

4．如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。重物通过细绳与木块相连，细绳不可伸长，AQ 为水平面，AP 段光滑，PQ 段粗糙。实验开始时，质量为M 的重物恰好置于地面。将质量为m 的木块从P 向右拉至A ，PA 长为L ，放手后木块向左运动，最终停在B 点，PB 长为x ，不计空气阻力、滑轮摩擦：

(1)木块在AB 段运动过程中，重物的重力做的功为_________（用字母表示）； (2)观察实验，小明提出猜想：木块动能的变化与重物重力做功多少有关；

(3)为了验证猜想，小明做了以下实验。重物M =0.1kg ，木块m =0.9kg ，改变木块从P 点右移的距离L ，测得一组数据，记录如下：

序号 1 2 3 4 5 6 PA 的长L /m

0.1

0.15

0.2

0.35

0.43

0.5

①根据表中数据，在图乙中作出L 与v 2的图像。已知物体动能的表达式为

1

2

mv 2，分析木块动能的变化及重物的重力做功的大小，可知猜想是_________（正确/错误）的，由此得到的结论是________；

②利用实验信息分析，当L =0.8m 时，木块在P 点获得的动能是_________J 。 【答案】mgL 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大 0.72 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]由题知，细绳不可伸长，实验开始时，质量为M 的重物恰好置于地面。将质量为m 的木块从P 向右拉至A ，PA 长为L ，所以重物被提起高度h= L ，所以木块在AB 段运动过程中，重物的重力做的功为

W= Gh= mgh= mgL

(3)[2][3]因为重物和木块质量一定，由表中数据和W= MgL 知，L 越大，重力对重物做越

多，v 2越大，由动能的表达式

2

12

mv 知木块动能越大，由此可知猜想是正确的，得到的结论是：木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大。 [4]由v 2与L 知，两者成正比，即有

v 2 =L

且当L= 0.1m 时

v 2 = 0.2m 2/s 2

即

220.2m /s 0.1m k =?

解得

k=2m /s 2

所以

222m /s v L =?

所以当L=0.8m 时

22222m /s 0.8m 1.6m /s v =?=

则木块在P 点获得的动能

222k 11

0.9kg 1.6m /s 0.72J 22

E mv =

=??=

5．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。

6．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验中应量取质量_____的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。

（2）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和_____。

（3）用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过_____来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。

（4）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知_____（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。

（5）下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是_____。

A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小

B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸

C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色

D．夏大给教室洒水，感觉凉爽

【答案】相同电加热器加热时间甲 A

【解析】

【分析】

（1）根据控制变量法分析甲、乙两种液体质量的关系；

（2）根据温度计的使用方法分析温度计的玻璃泡不要碰到哪些地方；

（3）使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法；（4）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；

（5）水的比热容较大，与其它物质相比，吸收相同的热量，升高的温度较低。

【详解】

(1)[1]根实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；

(2)[2]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯和电加热器；

(3)[3]用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；

(4)[4]由实验数据可知，加热相同的时间，甲升高的温度比乙升高的温度要低一些，甲物质的吸热能力强；

(5)A．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小，是因为水的比热容较大，故A符合题意；B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，属于扩散现象，故B不符合题意；

C．长期堆放煤的水泥地面变成黑色，属于扩散现象，故C不符合题意；

D．夏天给教室洒水，感觉凉爽，是因为蒸发吸热，故D不符合题意。

故选A。

7．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．

（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、___________相同的水和食用油；

（2）实验中便用相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同时间内___________相同；

（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给________加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水______（“强”或“弱”）；

（4）本实验主要采用的实验方法是_____________________________．

【答案】质量吸热水弱控制变量法

【解析】

（1）比较水与食用油的吸热能力，应控制水与食用油的质量相同，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油；

（2）用相同的电加热器加热，水与食用油在相等时间内吸收的热量相等

（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给水加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水弱．

（4）本实验主要采用的实验方法是控制变量法

8．探究不同物质的吸热能力

(1)如图所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验中，小雨同学在两只烧杯中装入______相同的食用油和水，用相同的酒精灯给它们加热，目的是使食用油和水在相同时间内

______，从而通过______来反映吸收热量的多少；

(2)小雨同学进行实验时，每隔一分钟记录食用油和水的温度，记录的实验数据如下表：

升高的温度?t/°C510152025

食用油的加热时间t/min12345

水的加热时间t/min246810

根据实验数据可以发现______相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量是______

的。为了表示物质的这种特性，物理学中引入物理量______，定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的______和______的比值；

(3)小明同学认为比较不同物质的吸热能力，除了利用上述方法外，还可以使______相同的不同物质吸收相同的热量，比较______。

【答案】质量吸收的热量相同加热时间质量不同比热容质量升高的温度乘积质量升高的温度

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在探究不同物质的吸热能力的实验中，烧杯中装入的食用油和水要质量相同，因为探究不同物质的的吸热能力，除了物质的种类不同外，其它物理量都必须相同。

[2][3]用相同的酒精灯加热，目的是让酒精灯在相同的时间内放出相同的热量，才能保证食用油和水在相同时间内吸收的热量相同，从而通过加热时间的长短来反映吸收热量的多少。

(2)[4][5]由表格数据知，质量相同的不同食物质，升高相同温度时，吸收的热量是不同的。

[6][7][8]为了表示不同物质的吸热能力不同的特性，物理学中引入比热容这个物理量，其定义是：一定质量的某种物质在温度升高时所吸收的热量，与它的质量和升高的温度乘积的比值。

(3)[9][10]比较不同物质的吸热能力，还可以使质量相同的不同物质吸收相同的热量，比较升高的温度，因为相同质量的不同物质吸收相同热量时，温度升高一般不同。

9．为了比较甲乙两种液体的吸热能力，某同学设计了以下实验：

a. 在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体

b. 用温度计分别测出甲乙两种液体的初温

c. 在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器，且加热时间相同

d. 用温度计分别测出甲乙两种液体的末温

（1）在上述a、b、c、d四个实验步骤中，步骤a存在错误，该步骤中错误的内容应改为_____；

（2）步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体__________；

（3）更正步骤a中的错误后．得到如图所示的甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象．若将液体甲和液体乙加热相同的时间，则液体__________温度升高得快，甲乙两种液体比热容的大小关系是c甲__________c乙．

【答案】装入等质量的甲乙两种液体吸收的热量相同甲<

【解析】

【详解】

(1)[1]依题意，比较甲乙两种液体的吸热能力，根据吸收热量的公式Q=cm△t可知，实验需要采用控制变量法，控制甲乙的质量，故在两个同样的烧杯中，分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的，应当装入等质量的甲乙液体；

(2)[2]吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来，相同的热源在相同的时间内放出的热量相等，为了比较两种液体的吸热能力，应当控制加热时间，所以步骤c加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量；

(3)[3]甲、乙两种液体质量和初温都相同，观察图象可知：在相同时间内温度变化较大的是甲；

[4]因使用的是相同的“电热器”加热，所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同；

根据

Q

c

m t

=

?

可知，在两种液体质量相等，吸收的热量相同时，当升高温度越大，它的比

热容就越小，所以c甲＜c乙。

10．为了探究“不同物质吸热能力与哪些因素有关”，小明找来了煤油、水、温度计、两根电阻丝、秒表、电源、开关、导线和两个完全相同的烧瓶．

（1）以上实验器材中还缺少的器材是________

（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，那么两根电阻丝的电阻1R____2R（选填“>”、“=”或“<”）．

（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做________法．（4）下表是小明的实验记录

序号液体质量/g初温/C?末温/C?加热时间/min

1 煤油15020501．5

2煤油30020503．0

3水30020353．0

4水30020506．2

根据实验数据，小明得出了结论：同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与________有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比”的结论．这个结论是否合理?答：________（选填“是”或“否”）

【答案】滑动变阻器 = 转换法 物质的质量 是 【解析】 【分析】 【详解】

（1）以上实验器材中还缺少的器材是滑动变阻器；

（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，需要控制电阻丝的电阻和加热时间，那么两根电阻丝的电阻相等；

（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做转换法； （4）根据实验数据1和2可以看出，同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与物质的质量有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成

正比”的结论．由12

12

Q Q t t ，代入3和4 的数据，可知，这个结论是合理的．