苏州苏州外国语学校物理内能的利用单元测试卷(解析版)

苏州苏州外国语学校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．某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。他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（见表）。

加热的时间/

0123456（min）

甲杯水温/℃25272932343638

乙杯水温/℃25262728293031

（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有水的质量和_____。（2）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_____。（3）该同学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的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗_____？为什么______？。

【答案】水的初温煤油不可靠燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失【解析】

【分析】

（1）探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；

（2）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；

（3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。

【详解】

（1）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，并且酒精灯的加热时间也要相同；

（2）分析表格数据可知，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；

（3）因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠；

故答案为：（1）水的初温；（2）煤油；（3）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。

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．某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。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置。

加热的时间/min0123

甲杯水温/℃25272932

乙杯水温/℃25262728

（1）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两装置中相同的量是煤油和菜籽油的_____（质量/体积）和水的质量。

（2）实验开始后他每隔1分钟记录了杯中水在3min 内的温度（见上表），根据表中数据_____（能/不能）判定出煤油和菜籽油的热值大小关系，判断依据是_____。

（3）该同学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，并记录的数据、利用公式吸0=Q cm （t ﹣t ）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。他的计算结果_____（大于/小于/等于）真实值。 【答案】质量 不能 未控制煤油和菜籽油燃烧的质量相等 小于 【解析】 【详解】

(1)[1]探究不同燃料的热值大小时，应需要控制煤油和菜籽油的质量相同。 (2)[2][3]甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由=Q cm t 知，末温高的吸收的热量

较多，即燃料燃烧放出的热量多。但相同时间内，消耗的燃料质量不一定相同，所以不能

比较煤油和菜籽油的热值大小关系。

(3)[4]因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。

4．如图1所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验； （2）比较不同物质吸热升温的特点：

①不同物质吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：______ A ．采用相同的加热方法

B ．烧杯中分别装入相同体积的不同物质

C ．使用相同的烧杯

③如果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像如图2所示，由图可以看出，两种液体的比热容大小关系是c A =______c B （填倍数关系）。 【答案】甲、乙 加热时间 B 12

【解析】 【分析】

由题意知，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同，

（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；

（2）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，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；

（3）质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高的慢。 【详解】

(1)[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲乙两图进行实验； (2)[2]比较不同物质吸热升温的特点：

①要控制不同液体吸收的热量相同，用相同的加热装置对物质加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；

[3]②A ．比较不同物质吸热升温的特点，应采用相同的加热方法，故A 选项是正确的；B ．比较不同物质吸热升温的特点，应控制液体的质量相等，烧杯中分别装入相同质量的不同液体而不是相同体积，故B 项错误；

C ．根据控制变量法的要求，应使用相同的烧杯，故C 项正确； 由于本题选不正确的， 故B 项符合题意。

[4]如果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2所示，可以看出，A 温度升高60℃用10分钟，B 温度液体升高60℃用20分钟，升高相同的温度，比较不同物质吸热升温的特点时，吸热的多少是通过加热时间来反映的，因此B 吸收热量是A 的2倍，设A 吸收的热量为Q ，根据Q

c m t

=?，在质量和升高温度相同的情况下，液体A 的比热容与液体B 的比热容之比：

1222A B

Q c Q m t Q c Q m t

?===?

5．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。

6．如图所示，A、B、C三个实验装置完全相同，燃料的质量都为10g，烧杯内液体的质量和初温都相同．

（1）比较不同燃料的热值应选择_____两个装置，比较不同物质的比热容应选择_____两个装置（选填装置序号A、B、C）．

（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计的_____比较燃料燃烧放出热量的多少．

（3）在“比较不同物质的比热容大小”的实验中，通过控制_____相同，使得液体吸收热量相同．

【答案】B、C A、B示数变化加热时间

【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B、C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A、B 两图进行实验；

（2）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）比较两种液体的比热容，根据转换法可知通过比较加热时间比较吸热多少，加热时间相同，液体吸收热量相同．

7．小明在探究“不同燃料的热值”实验中，用如图所示的两套相同的装置．分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料甲和乙，点燃后加热烧杯中的液体．(实验过程中，液体没有沸腾)

(1)如图中，两烧杯中所装的液体应___________．

A．质量相同，种类不同 B．种类相同，质量不同

C种类和质量均要相同 D种类和质量均不相同

(2)实验过程中，应让燃料___________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)．

(3)通过比较___________来判断两种燃料热值的大小．

【答案】C全部燃烧温度计示数变化

【解析】

【分析】

（1）比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；

（2）（3）1kg物质充分燃烧所放出的热量叫该物质的热值，据此分析；应让燃料全部燃烧通过温度计示数变化来比较燃料热值的大小；这种方法叫转化法．

【详解】

(1)比较不同燃料的热值，应该控制变量，故除了燃料种类不同，其他物理量均要相同,即应控制被加热液体的种类和质量不同，故选C.

(2) (3)比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料全部充分燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；温度计示数越高，说明所用燃料放出的热量越多，即燃料热值越大．

8．物理实验中，对于一些不易直接测量的物理量，通常利用相关的物理效应间接比较其大小．

（1）如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验，该实验中“物体动能的大小”是通过________来反映的；

（2）如图所示是“比较不同燃料热值”的实验，该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据________来比较的；

（3）如图所示是“研究电流做功多少与电压关系”的实验，该实验中“电流做功的多少”是根据________来比较的．

【答案】木块被推的距离水升高的温度小灯泡的亮度

【解析】

【分析】

【详解】

（1）小球从斜面上滚下，小球撞击物块运动越远，小球对物块做功越多，原来小球的动能越多，所以球动能的大小是通过木块被推的距离体现的；

（2）热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，因此燃料燃烧放出热量的多少是根据水升高的温度比较的；

（3）“研究电流做功多少与电压关系”的实验中，电流做功的多少是根据小灯泡的亮度来比

较的；

故答案为（1）木块被推的距离； （2）水升高的温度； （3）小灯泡的亮度；

9．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．

10．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 ，烧杯内的液体初温相同．

（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；在实验中，三烧杯中a 、b 液体的质量必须______（填“相等”或“不同”）．

（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：

根据表中数据计算：完全燃烧10 g 燃料1放出的热量为________J ，燃料2的热值是________J/kg ．

（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____（填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是：燃料燃烧释放的热量_________（填“能”或“不能”）全部被液体吸收．

【答案】甲乙 甲丙 相等 2.4×410 1.2×610 小 不能 【解析】 【分析】 【详解】

（1）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，应选择甲乙两图进行实验； ②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．根据控制变量法可知：实验中用加热时间表示同种燃料放出热量和液体a 、b 吸收热量相同；烧杯内液体的质量应都相同．

（2）完全燃烧10g 燃料1放出的热量：Q 1=mq 1=0.01kg ×2.4×106J/kg=2.4×104J ； 由于Q 放=Q 吸，则燃料1:c a m △t 1=m 1q 1,即c a m(35℃?15℃)=m 1×2.4×106J ， 燃料2:c a m △t 2=m 1q 2,即c a m(25℃?15℃)=m 1×q 2， 联立以上两式可得：q 2=1.2×106J/kg ．

(3)因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小．