九年级物理上册内能的利用(篇)(Word版 含解析)

九年级物理上册内能的利用（篇）（Word 版 含解析）

一、初三物理 内能的利用 易错压轴题（难）

1．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℃。

2．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。

3．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．

4．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．

5．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．

6．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．

（1）此过程中活塞对_________（选填“棉花”或“空气”）做功，其内能

__________．（选填“增大”或“减少”）

（2）这与四冲程汽油机的__________冲程的能量转化相同,某台汽油机每秒内完成20个该冲程，则其飞轮转速为__________r/min ．

（3）汽油机气缸外有一个水套，让气缸被水包围着，这样就可以通过__________的方式，__________（选填“增大”或“减少”）气缸内能，从而降低气缸的温度．

【答案】 空气 增大 压缩 600 热传递 减少

【解析】（1）根据题意知道，此过程中压缩筒内空气，活塞对空气做功，使筒内气体的内能增加；

（2）在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，此汽油机每秒钟内完成20个冲程，对外做功5次，飞轮转10周，故飞轮转速为600 r/min.；

（3）汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，内能减少，这是通过热传递的方式改变内能的。

7．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．

燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值J/Kｇ

酒精1535 2.4×106

碎纸片1525？

（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是_______（由下而上／由上而下）．

（2）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、、以及两个烧杯都应相同．

（3）实验数据记录如下表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是 J/Kｇ．

（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏（大/小），出现这样情况的主要原因是．（写出一点）

【答案】（1）由下而上

（2）酒精和碎纸片的质量两杯水的质量

（3）1.2×106

（4）小存在热损失或者燃料没有完全燃烧

【解析】

试题分析：实验器件的安装顺序一般都遵循先由下而上或者先左后右，该实验通过水温度的变化，比较水吸热的多少，要用到控制变量法，即必须控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯内水的质量相等，两个烧杯相同，观察表格中的实验数据可知，酒精燃烧放出的热量使水温升高了20摄氏度，同样质量的碎纸片燃烧放出的热量使水温升高了10摄氏度，即酒精的热值是碎纸片的2倍，酒精的热值已给出，即可算出碎纸片的热值，由于燃料不可能被完全燃烧，还有烧杯空气也要吸收热量，所以说实验得到的燃料热值就会比实际的值偏小．

考点：控制变量法，燃料热值的计算．

8．在探究物质某些属性的实验中，有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同．

（1）比较不同燃料的热值，应选择________两图进行实验；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验；

（2）实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了________．

【答案】甲、乙甲、丙使水和煤油吸收相同的热量

【解析】

【分析】

【详解】

(1)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，应选择甲和乙两图进行实验；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，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和丙两图进行实验；

(2) 因为加热时间能反应物质吸收热量的多少，实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了使水和煤油吸收相同的热量．

【点睛】

（1）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；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，温度计的示数变化相同时，通过比较加热时间比较吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系；（2）加热时间越长，液体吸收的热量越多，因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少．

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．