人教版物理九年级上册 内能的利用单元测试卷 (word版,含解析)

人教版物理九年级上册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、丙三图中的装置完全相同．燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．假设燃料完全然烧释放热量都被液体吸收．

（1）若比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过_____来反映的，通过本次试验得到的燃料热值与实际热值相比偏______（选填“大”或“小”）．

（2）若比较不同物质的吸热本领，应选择____两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过____来反映的．

【答案】甲乙升高的温度小甲丙加热时间

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]为了比较不同燃料的热值，应控制被加热液体相同而燃料不同，应选择甲、乙两图进行实验；

[2]燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映；

[3]因为燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，则通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小；

(2)[4]若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；

[5]用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反应了不同物质吸热的多少．

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．“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”：用天平分别测量出质量均为10g

的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有等质量水的烧杯加热。本实验通过观察比较______来比较燃料燃烧放出的热量的；实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）加热相同的时间；直至燃料_______，实验才能结束。本实验中若采用Q放＝Q吸来计算酒精或纸片的热值，则计算结果偏_______（选填“大”或“小”），理由是：_______________.

【答案】温度计升高的示数多少不需要充分燃烧/完全燃烧小有热量散失

【解析】

【详解】

[1]这个实验的过程中，是用燃料燃烧放出的热量来加热水的，通过观察比较温度计升高的示数多少来比较燃料燃烧放出的热量的；

[2][3]要比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量，不需要加热相同时间，燃料充分燃烧后，实验才算是结束；

[4][5]因为酒精和碎纸片充分燃烧时放出的热量不能被水完全吸收，有热量损失，即计算的Q放偏小，测量的酒精和碎纸片热值要比实际燃料的热值偏小。

4．阅读短文，回答问题

电饭锅中的磁钢限温器

电饭锅是生活中常见的用电器：它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到

1 0 3℃时，感温磁钢失去磁性．

煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．

（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为 _________ 能．

（2）按键未按下时，弹簧处于 _________（压缩／原长／伸长）状态．

（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：

在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像_____．

（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是 _________

A．按下按键时 B．加热升温过程中 C．按键跳开时 D．降温过程中

（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因

是 _______ ．

【答案】内压缩C水沸腾时温度为1000C,达不

到1030C，感温磁钢仍有磁性，按键不会跳起

【解析】

【分析】

（1）电饭锅工作时，消耗了电能，得到了内能；（2）根据电饭锅的原理可知，感温磁钢及其外套由弹簧支撑，据此分析弹簧的状态；（3）表格中横轴为时间，纵轴为温度，故根据表格先描点，然后把所描的点用线连接即可；（4）根据电饭锅的工作原理进行分析；（5）根据题意可知当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性，按键跳起．

【详解】

本题涉及的知识是电阻大小与温度有关、能量转化和沸点．

（1）电饭锅煮饭时，把电能转化为内能；

（2）弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离，永久磁钢对感温磁钢有吸引力，在图甲状态下，弹簧在引力作用下被压缩；

（3）如图所示：

（4）永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热；

（5）水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃..

5．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”，他设计了两组实验装置如图所示：

（1）在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用_______(选填“甲”或“乙”)组器材．除了图中已经呈现的器材，这两个实验都还要用到的另一个测量工具是_________；（2）根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图象，如图丙所示，则沙子的比热容是_______J／(kg?℃)；（c水=4.2×103J／(kg?℃)）

（3）小明购买了一盒薯片，取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J／kg，该测量值与真实值相比偏小，其原因可能是___________．

【答案】乙天平 0.84×103偏小薯片没有完全燃烧，燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收，存在热损失．

【解析】

【分析】

【详解】

(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料，因此选乙组器材．为比较不同燃料燃烧放热能力不同，比较控制物质的质量，因此还要用天平称量质量；(2)甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少；由图丙可以看出,质量和初始温度均相同的水和沙子,

加热4分钟后,吸热相同,水温度升高10℃,沙子温度升高50℃,根据 c＝Q

m t

吸，即在Q和质

量相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故沙子的比热容是：

c＝1

5

×4.2×103J/(kg?℃)＝0.84×103J/(kg?℃)；(3)薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部

分被空气等其他物体吸收,存在热损失,根据q＝Q

m

,可知小明用上述方法测出薯片的热值为

1.4×107J/kg，该测量值与真实值相比偏小．

【点睛】

（1）根据控制变量法，研究不同燃料燃烧放热能力，应控制不同燃料质量相同；（2）我们使用相同的酒精灯（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．水的比热容大，即相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），水升

温小，据此确定水的温度变化，根据c＝Q

m t

吸，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升

高的温度成反比，求沙子的比热容；（3）根据q＝Q

m

可计算出热值的大小，分析每一个

物理量与真实值的关系可知热值的偏差．

6．如图甲所示，小明在两只相同的烧杯里装入初温和质量均相同的水和食用油，用规格相同的电加热器给它们加热，比较它们吸热的情况．

（1）在此实验中，除了图甲中所示的器材外，还需要_____，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据_____来反应吸收热量的多少．

（2）经过思考，小明想到了比较不同物质吸热本领的两种方法，

①质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的，吸热能力_____；

②质量相同的不同物质，吸收相同的热量，温度变化小的，吸热能力_____．（以上两空均选填“强或弱”）在物理学中，用_____表示不同物质的这种性质的差别．

（3）图乙是小明根据实验数据绘制的图象，则食用油的比热容是_____J/（kg?℃）．（已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃））

【答案】秒表加热时间的长短强强比热容 2.1×103

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据表中物理量可知，除了图甲中所示的器材外，还需要测量时间的工具：秒表，由于水和食用油吸收热量的多少不便用仪器测量，可根据加热时间的长短来反应吸收热量的

多少．（2）依据

Q

c

m t

＝可知：判断a、b两种物质吸热本领的大小，有两种方法：①可

判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少．用时较多的，说明吸收的热量多，则吸热能力强．②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少．温度

升高较小的，则吸热能力强．在物理学中，用比热容表示不同物质的这种性质的差别．（3）水与食用油的质量相等，设为m ，由图可知，水在12min 内吸收的热量：Q c m Δt 水吸水水＝，则食用油在6min 内吸收的热量Q c m Δt 油吸油油＝，由图可知：t t ??水油＝，由于用规格相同的电加热器给它们加热，则Q 2Q 水吸油吸＝，即：

c m Δt 2c m Δt 水水油油＝，所以，

3311 c c 4.210J /kg ? 2.110J /kg ?22

???油水＝＝（℃）＝（℃）． 【点睛】

（1）根据表中数据可知需要的测量工具；（2）依据c m t

Q ＝可知：判断a 、b 两种物质吸热本领的大小，有两种方法：①可判断两种物质在升高相同温度的情况下，所用时间的多少．用时较多的，说明吸收的热量多，则比热较大．②可判断两种物质在吸收相同热量的情况下，升高温度的多少．温度升高较多的，则比热较小．（3）根据Q ＝cm△t 得出水与食用油吸收的热量，根据加热时间得出吸收的热量和温度的变化即可得出食用油的比热容．

7．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＝()

51.0510J /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．

8．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的 棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是________________，此 实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会________________________（选填“增大”、“减 小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的_____________________________冲程相同，某台 汽油机飞轮的转速为 2400r/min ，在 1s 内，汽油机对外做功________次．实 验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度________（选填“会” 或“不会”）升高．

【答案】棉花燃烧（筒内有火花） 增大 压缩 20 会

【解析】

解答：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；汽油机飞轮的转速为 2400r/min ，即40r/ s 内，2r 对外做功一次．1s 内汽油机对外做功20次；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似，筒内气体温度会升高．

点睛：改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能．

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．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．