九年级物理上册 第十二章 机械能和内能单元测试卷(解析版)

九年级物理上册 第十二章 机械能和内能单元测试卷(解析版)
九年级物理上册 第十二章 机械能和内能单元测试卷(解析版)

九年级物理上册第十二章机械能和内能单元测试卷(解析版)

一、初三物理第十二章机械能和内能易错压轴题提优(难)

1.某实验小组用图所示的装置粗略测量蜡的热值q,图中A桶内装有水,B为下部开了许多通气孔的罩子

(1)要完成本实验,还需要的测量工具是天平、砝码和______;

(2)罩子B的主要作用是______;

(3)实验收集的数据为:A桶中水的质量为m水,水的初温为t1,末温为t2,蜡烛燃烧前的质量为m1,燃烧后的质量为m2。则蜡的热值q=______(水的比热容为c水);

(4)实验测出的热值会比真实值偏小,造成这一偏差的原因可能是______(至少有一个选项正确,将正确选项的字母填在横线上)。

A.蜡烛没有完全燃烧

B.桶A中水的质量太多

C.桶A吸收了部分热量

D.蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中

【答案】温度计防止热散失21

12

()

c m t t

m m

-

-

水水 ACD

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]测量蜡的热值时,根据

Q

q

m

=放的原理进行实验,而蜡的质量用天平进行测量,燃烧焟放出的热量Q放在忽略热散失的情况下,等于A桶中内水吸收的热量,而Q吸=c水m(t-

t0),所以还需要温度计来测量温度。

(2)[2]罩子B的作用是防止蜡燃烧放出的热量散失到空气中。

(3)[3]由题意知,水吸收的热量

Q吸=c水m水(t2-t1)

而Q吸=Q放,那么蜡的热值

21

1212

()

c m t t

Q

q

m m m m

-

==

--

水水

(4)[4]据

Q

q

m

=放,实验中造成测量的热值比实际值偏小的原因有:蜡烛没有完全燃烧,造

成放出的热量偏少,则热值偏小;桶A中吸收了部分热量造成水吸收的热量比实际放出的热量少,则热值偏小;蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中,造成测量的热量偏少,则热值偏小。故ACD选项都有可能。

2.小华骑自行车下坡时,想到一个问题:“从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢?”回家后她找来了小车、停表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究,如图所示。首先对影响小车下滑快慢的因素做出以下猜想,猜想一:与小车的质量有关;猜想二:与斜面的高度有关;猜想三:与斜面的长度有关。

(1)根据所学知识,物体下滑时的动能是由重力势能转化而来的,而同一物体质量不变,高度越大势能越大,下滑速度________(选填越大或越小),断定猜想二是正确的。(2)为了验证猜想一,小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码,分别从高度相同的同一斜面的顶端由静止释放,用停表测出小车由顶端下滑到底端的时间.小华测量的结果如下表,她怀疑第三次测量错误,这时她想起释放时推了一下小车,对此她进行了反思:释放时推了一下小车,小车的动能________,下滑时间缩短.于是修正了这一错误并进行了重新测量,发现时间仍为2.5秒。表中四个数据的下滑路程和时间都相同,即速度相同,说明从斜面下滑物体的快慢跟质量________(选填有关或无关),猜想一是

________(选填正确或错误)的。

实验次数1234

小车内放置钩码的质量m/g050100150

时间t/s 2.5 2.5 2.0 2.5

(3)为了验证猜想三,小华设计的方案是将同一小车分别从高度相同、长度不同的不同斜面的顶端由静止释放,用停表测出下滑到底端的时间。她通过测量发现下滑的时间不同,于是得出速度不同、猜想三是正确的结论。请对小华这一探究作出评价,指出她“速度不同”判断错误的原因是路程________(选填“相同”或“不同”),不能只比较时间。正确的方法是计算出每次下滑的速度,才能下结论。

(4)小华又作出:“小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想,你认为在斜面长度相同的条件下,她________(选填“需”或“不需”)要对这一猜想进行探究,原因是倾角是指斜面与水平面之间的夹角,夹角大小代表斜面陡与平的程度,倾角越大高度

____________。

【答案】越大增大无关错误不同不需越大

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]同一物体质量不变,高度越大势能越大,下滑时转化的动能越大,速度越大。

(2)[2]释放时推了一下小车,使小车的初速度增大,增大了物体的动能。

[3][4]由表中数据可知,当质量不同时,小车滑到低端的时间相同,速度相同,说明从斜面下滑物体的快慢跟质量无关,所以猜想一是错误的。

(3)[5]小华设计的方案中,小车运动的路程不同,不能通过相同路程比时间的方法来比较运动的快慢。

(3)[6][7]倾角是斜面与水平面之间的夹角,夹角大小代表斜面倾斜程度,倾角越大高度越大,所以不需要探究小车下滑的快慢还与斜面倾角的关系。

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8所示的两套规格完全相同的装置,并每隔1分钟记录一次杯中水的温度(见下表)。

加热的时

0123456间/min

甲杯水温

25272932343638 /℃

乙杯水温

25262728293031 /℃

(1)在安装?调整实验器材时,科学合理的顺序是(甲图中):先调整固定______的位置,再调整固定______的位置(均选填“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______;

(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______;

(4)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了数据,利用

=?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公式Q c m t

籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗?______,为什么?________。

【答案】B A质量、初温煤油不可靠燃料燃烧的热量有损失(或煤油菜籽油不能完全燃烧)

【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1][2]在安装、调整实验器材时,需要先根据酒精灯外焰调整B 的高度,再根据温度计调整A 的高度,所以要先固定B 的位置,再调整固定A 的位置。

(2)[3]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:加热时间和水的质量、水的初温。

(3)[4]通过表中记录的数据可知,加热时间相同,甲杯水温上升快,故甲杯水吸收的热量多,由Q qm 放知,相同时间内煤油燃烧放出的热量多,所以煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是煤油。

(4)[5][6]不可靠。煤油、菜籽油不可能完全燃烧,且伴有热量损失,故结果不准确。

4.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 /°C 5 10 15 20 25 食用油的加热时间t /min 1 2 3 4 5 水的加热时间t /min

2

4

6

8

10

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。

5.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置,然后都由静止释放,当小球摆动到竖直位置时,将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞,木块就会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L 都相同,12θθ<,球A 、B 的质量分别为A m 、B m (A B m m <)。

(1)如图甲、乙所示,同时释放A 、B ,观察到它们并排摆动且始终相对静止,同时到达竖直位置.说明两小球在摆动过程中的速度大小与小球的______无关。

(2)分析比较_______两次实验,可探究出的结论是:速度相同的物体,质量越大,动能越大

(3)图乙中小球B 到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B 到达竖直位置时的速度,如图乙、丙所示,图丙中木块C 滑行得更远些,由此可得出结论:_________________________________________。

(4)质量和速度谁对动能的影响较大呢?小明所在的物理兴趣小组借助速度传感器和其他仪器得出了两组数据如表一和表二所示。 表一(钢球撞击速度v =8cm/s 序号 钢球质量 木块滑行距离 1

100

10

表二(钢球质量m =100g )

分析表一、二两组数据可以得出:__________________对物体的动能影响较大。 【答案】质量 甲、乙 质量相同的物体,速度越大,动能越大 速度 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]甲、乙两图中,A 、B 小球的质量不同,由题意知,摆角相同,小球相对静止,小球同时到达竖直位置,说明小球的速度大小与小球的质量无关。

(2)[2]如图甲、乙所示,A B m m <,摆角相同,两球的速度相同,B 球能将木块C 撞得更远,说明B 球的动能更大,因此可得速度相同时,物体的质量越大,动能越大。 (3)[3]乙、丙两图,小球的质量相同,12θθ<,所以乙图中小球B 到达竖直位置时的速度小于图丙中小球B 到达竖直位置时的速度,图丙中木块C 滑行得更远些,因此可得:质量相同的物体,速度越大,动能越大。

(4)[4]对比分析表一、表二中三次实验数据发现,物体获得的动能跟物体的质量和速度有关,但是速度对物体的动能影响较大。

6.如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中m A =m B h B :

(1)实验中,探究的动能是指_____(填序号);

A.小球在斜面上的动能 B.小球撞击木块时的动能

C.小球撞击木块后的动能 D.木块被小球撞击的动能

(2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,是为了研究动能大小与_____的关系;

(3)在做了探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后,有些同学对“质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止开始滚下,刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑,小明设计了如图所示的实验:让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若C球相对于A球_____(选填“运动”或“静止”),就可以说明任一时刻两球的_____相等;

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大较大最小

小车运动距离最近较远最远

(4)如上表,完成实验后,同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时,也用到了斜面:让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在三个不同的表面上能滑行的距离______(选填“相等”或“不相等”),小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功_____(选填“相等”或“不相等”)。

【答案】B 速度静止速度不相等相等

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验中探究小球动能,即小球撞击木块时的动能的大小;故选B。

(2)[2]使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下,则小球到达水平面时的速度不同,所以,这是为了研究动能大小与物体速度的关系。

(3)[3][4]让质量不同的小球A、C同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下,观察和比较两球相对运动情况,若任一时刻两球的速度大小相等,即以任何一个小球为参照物,另一个小球都是静止的,所以若C球相对于A球静止,就可以说明任一时刻两球的速度大小相

等。

(4)[5]根据表中信息可知到小车在三个不同表明受到的摩擦力大小不相同,在三个不同的表面上能滑行的距离不相等。

[6]让小车从同一高度由静止下滑,根据决定重力势能大小的因素可知,最初小车的重力势能相同,下滑到水平面时的动能也相同,在不同的材料表面上运动时,最终停下来后,动能全部转为内能,克服摩擦力做了多少功就有多少动能转化为内能,所以,在三个表面克服摩擦力做功相等。

7.室内装修时,工人们常用到膨胀螺丝来安装家用电器或其他装饰物,如图甲所示。安装前需要用电钻在墙壁上打孔。

(1)膨胀螺丝利用楔形斜度来使螺钉拧入时发生膨胀,这是通过_____从而增大摩擦力,达到固定效果;用电钻在墙壁上打孔后,钻头发烫,这是通过_____(选填“做功”或“热传递”)方式改变了钻头的内能。

(2)目前我市城区的老旧居民小区正在进行改造,改造中用到了一种打孔工具一冲击钻,如图乙所示。冲击钻工作时,钻头在电动机的带动下不断地冲击墙壁,打出圆孔。关于冲击钻的说法中正确的是_____。

A.其能量转化关系是内能转化为机械能

B.其能量转化关系中,有电能、机械能和内能的转化

C.其内置电动机利用了通电线圈在磁场中受力转动

D.其内置电动机利用了电磁感应现象

(3)小明家准备用膨胀螺丝将吸顶灯固定在天花板上。如图丙所示,他用笔杆代替膨胀螺丝,探究插入沙子中的笔杆能吊起的物重与哪些因素有关?对此提出了以下猜想:

猜想一:可能与笔杆受到的压力有关:

猜想二:可能与笔杆的形状有关;

猜想三:可能与笔杆插入沙子中的深度有关。

A.为验证猜想一,小明用同一笔杆进行实验,保持笔杆_____不变,在瓶内装满沙子的情况下,通过夯实并增加沙子的质量,从而增大沙子对笔杆的挤压力。然后改变轻质小桶内的物重,用弹簧测力计分别测出不同挤压力下笔杆能吊起的最大物重并记入表中。

B.为验证猜想二,在其他条件不变的情况下,小明将原笔杆上端劈开使其膨胀,重复上述实验,并将实验数据记入表格。A分析比较①、②、③组数据,你得到的结论是_____;分析比较①④、②⑤或③⑥组数据你还可以得到的结论是_____(以上两空各写出一条即可)。

实验序号①②③④⑤⑥

笔杆形状(未膨胀)(膨胀)

沙子质量m/g300400500300400500

能吊起的最大物重G/N0.3 3.6 5.0 1.27.423.8

【答案】增大压力做功 BC 形状和深度插入沙子中的笔杆能吊起的物重与沙子的质量有关插入沙子中的笔杆能吊起的物重与笔杆的形状有关

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]膨胀螺丝紧紧的固定在墙体内是依靠膨胀管与孔之间的摩擦力,这里是用增大压力的方法来增大摩擦,达到紧固的目的。

[2]钻头打完孔后发烫,这是通过做功改变了钻头的内能。

(2)[3]A.冲击钻内部有电动机,电动机是将电能转化为机械能,故A不符合题意;

B.当电流通过电动机时,电流做功,消耗电能转化为机械能和内能,打孔时将机械能转化为内能,故B符合题意;

C.电动机是根据通电线圈在磁场中受力运动的原理工作的,故C符合题意;

D.电动机最根本的原理是电流的磁效应,故D不符合题意。

故选BC。

(3) [4][5][6]为了探究可能与笔杆受到的压力有关,应改变压力的大小,保持笔杆的形状不变和深度不变;分析①、②、③组数据可知,在笔杆形状与插入沙子的深度一定时,沙子的质量越大,即笔杆受到的压力越大,能吊起的物重越大;分析①④(或②⑤或③⑥)组实验数据可知,在沙子质量相同(压力相同)、进入沙子的深度相同的情况下,粗细不同,其与沙子的接触面积不同,产生的摩擦力会不同,即笔杆能吊起的重物不同,即结论为:在深度、压力相同时,形状不同,提起的物重也不相同。

8.小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线.

加热时间/min0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__________℃。

(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__________相同.

(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。

(4)沙子在1.0~1.5min内升高的温度有明显异常,其主要原因是__________。

(5)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度△t为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-△t图象.它们都是过原点的直线,即Q=k△t.进一步分析,发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。

【答案】(1)18 (2)吸收的热量(3)答案如图所示(4)没有及时用玻璃棒搅拌,使沙子受热均匀(5)质量

【解析】

试题分析:物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子;采用相同的加热器,可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒,沙子是固体,加热时上下沙子受热不均匀,需要不断搅拌;水是液体,加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算,水的比热是相同的,Q与△t是正比关系,所以画出来的是过原点的直线,利用Q=k△t表示它们的关系时,k=cm,c是比热容,是一个定值,实验中改变水的质量m,就是改变了k的值。

升高的

温度/℃

水 2.0 4.0 6.08.010.0

沙子 4.37.915.218.421.5

考点:比较质量相等的不同物质吸热升温快慢

9.为了研究不同物质的吸热能力是否相同,小雨和小风用了同样的酒精灯分别加热水和煤油,他们所用的实验装置如图所示:

(1)小雨刚要开始做实验,细心的小风质疑道:“两个烧杯中的液体体积不一样多,你没有控制变量!”,你认为小风的说法是_____(填“正确”或“不正确”)的。

(2)在达成一致后,他们迅速完成了实验,并将测得的数据填入下表。在实验中,水和煤油吸热的多少是通过_____来反映的,这种方法叫做_____法。 t/s 0 20 40 60 80 100 120 … △t 水/℃ 0 1 2 3 4 5 6 … △t 煤油/℃

2

4

6

8

10

12

(3)分析上表数据:如果使水和煤油都升高10℃,他们发现给_____加热的时间长,这表明_____相等的不同物质升高相同温度时,吸收的热量一般_____。正因为如此,物理学中引入比热容这个物理量。

(4)若已知水的比热容为()3

4J .210kg ??℃ ,则根据小雨实验所得的数据可知:煤油的比

热容为_____()J kg ?℃。

【答案】不正确 加热时间 转换法 水 质量 不同 2.1×103 【解析】 【详解】

(1)[1] 研究不同物质的吸热能力实验时,需要控制不同物质的质量相同,故小风的说法不正确;

(2)[2][3]因为用了相同的加热器,相同时间物质吸收热量相同,物质吸热多少可以通过加热时间来反映,这种方法叫做转换法;

(3)[4][5][6] 由表中实验数据可知,质量相同的水与煤油,升高相同的温度,水需要的加热时间长,水吸收的热量多,由此可知,如果使水和煤油都升高10℃,给水加热的时间长,这表明质量相等的不同物质升高相同温度时,吸收的热量一般是不同的。由此引入比热容这个物理量;

(4)[7] 用相同的酒精灯对水与煤油进行加热,在相等时间内吸收的热量相等,由表中实验

数据可知,加热20s ,它们吸收的热量Q 相等,水升高的温度为1℃,煤油升高的温度为2℃,

水与煤油的质量m 相等,由热量公式Q cm Δt =可知:

c m t c m t ?=?水水油油

煤油的比热容:

334.210J/(kg 1=2.110J/)()kg 2c t c t ????=

=???水水油油

℃℃℃℃

10.在观察如图小球摆动时动能和势能转化的实验中,小明发现小球每摆一个来回的时间似乎都相同,于是他产生了猜想,小球每摆动一次所用的时间t (a )可能跟小球的质量m 有关: (b )可能跟绳子的长度L 有关; (c )可能跟小球移开的距离s 有关。

为验证自己的猜想,他在竖起的木板上画出方格,用瓶子代替小球,并在瓶内装大米来改变质量,则:

(1)除图中所示的器材外,还需要的测量器材有____________,____________. (2)在测出不同条件下,瓶子来同摆动一次所用的时间后,得到表中的数据,则:为了研究与L 关系,需选择序号为____________的三组实验数据进行分析; 序号 瓶子质量m /g 移开距离s /格 悬线长度L /格 来回时间t /s 1 20 3 12 2.1 2 40 3 12 2.1 3 60 3 12 2.1 4

60

2

12

2.1

(3)通过分析表中的数据可以得出初步的结论:t与_______无关而与_______有关.(均填字母)

(4)实验中发现,瓶子摆动一次的时间很难测准,请你帮他想个更准确的测量方法

____________.

【答案】秒表天平 3、6、7 m、s L测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为t n

【解析】

【分析】

(1)还需要测量质量和时间的仪器。

(2)研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,根据以上条件从表中可以选取。

(3)通过分析可以看出,当质量不同时,来回时间可能相同,当s不同时,来回时间可能相同,当悬线长度不同时,来回时间一定不同,从而得出结论。

(4)我们可以测量瓶子摆动多次所用的时间,从而算出摆动一次的时间。

【详解】

(1)[1][2]除如图所示的器材外还需要测量时间的秒表和测量质量的天平。

(2)[3]研究t与L关系,必须保持质量不变,悬线长度不同,应选择序号为3、6、7。

(3)[4][5]由1、2、3知,s与L相同,质量不同,但来回时间相同;3、4、5知,质量m、L 相同,s不同,来回时间相同,所以小球每摆一个来回的时间与m、s无关,当悬线长度不同不同时,来回时间一定不同,所以与L有关。

(4)[6]测出摆动n次的时间t,则摆一次的时间为t

n

【点睛】

本题考查的是我们对于物理实验探究方法的掌握,我们学习物理,不仅仅时学习知识,更重要的是学习探究方法,这也是现在中考考查的一个侧重点,需要掌握。

11.在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,小林选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验.

(1)小林将天平放在水平桌面上并将游码归零后,若指针静止时位置如图甲所示,则他应将平衡螺母向_______端调节;图乙是正确测量所用碎纸片质量时的场景,此时游码所处位置如图丙所示,则他还应称量_____g的酒精;

(2)小林组装的实验装置如图丁所示,他在器材安装中的一处错误是_________;

(3)本实验中,燃料完全燃烧放出热量的多少是通过_______来反映的;

(4)正确组装实验装置后,小林用(1)中所称量的碎纸片和酒精分别进行实验,正确采集的数据如下表所示.根据实验数据,小林却得出了与事实相反的实验结论:质量相同的碎纸片和酒精完全燃烧后,碎纸片放出的热量较多.你认为他在实验中最有可能遗漏的操作是_______.

温度

加热前的水温/℃燃料燃尽时的水温/℃水温的变化/℃

燃料

酒精206545

碎纸片208060

【答案】左 6.5 温度计的玻璃泡不能接触杯底温度计的示数变化没有控制被加热水的质量相等

【解析】

【分析】

【详解】

由图甲可知,指针向右侧偏转,因此应向左调节平衡螺母;

由图乙、丙可知碎纸片的质量为6.5g,因为要“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”因此酒精的质量应等于纸片的质量为6.5g;

为防止杯底温度对测量水温的影响,因此应将温度计液泡浸没在水中,不接触杯壁也不接触杯底;

燃料燃烧放热,水吸收热量温度升高,温度升高越多,说明燃料放热越多,因此可通过温度计的示数变化来反应燃料完全燃烧放出的热量;

在实验过程中通过比较水升高的温度来比较释放热量的多少,而水吸热升温时由公式

Q

?=可知,升高的温度还与水的质量有关,因此实验中最有可能遗漏的操作是没有控t

cm

制被加热水的质量相等.

12.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。

13.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃

水6020645

食用油6020670

(1)使用相同的加热器的目的是_____

(2)从表中数据可知,水和食用油的质量_____(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”)。

(3)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量_____(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。(4)实验表明,在相同条件下吸热的能力更强的是_____(选填“水”或“食用油”)。(5)加热6min水吸收的热量是_____J,食用油的比热容是_____J/(kg?℃)

【答案】相同的时间水和食用油吸收的热量相同相同高大于水 6300 2.1×103【解析】

【分析】

根据题意,可以通过加热时间的长短来比较吸热多少;

比较物质吸热能力的方法可以有两种:

①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量,吸收热量多的吸热能力强;

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;根据求出水吸收的热量及食用油的比热容。

【详解】

(1)使用相同的加热器的目的是:相同的时间水和食用油吸收的热量相同;

(2)从表中数据可知,水和食用油的质量相同;加热结束时,食用油的温度比水温度高;

(3)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,根据转换法,水吸收的热量大于食用油吸收的热量。

(4)由(3),使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,根据比较吸热能力的第1种方法,在相同条件下吸热的能力更强的是水;

(5)由表中数据知,水从20℃升高到45℃,水吸收的热量为:

由图可知,加热6分钟,吸热相同热量时,水升高的温度为25℃;

食用油升高的温度为:,食用油升高的温度为水的倍,根据

,在质量和吸热相同的条件下,比热容与升高的温度成反比,故食用油的比热容为:。

故答案为:相同的时间水和食用油吸收的热量相同;相同;高;大于;水; 6300;

2.1×103。

14.某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验,他们使用了如图所示的装置.

(1)在设计实验方案时,需要确定以下控制的变量,你认为其中多余的是____________.A.采用完全相同的加热方式 B.酒精灯里所加酒精量相同

C.取相同质量的水和另一种液体 D.盛放水和另一种液体的容器相同

(2)加热到一定时刻,水开始沸腾,此时的温度如图丙所示,则水的沸点是

____________℃,这表明实验时的大气压强____________(选填“大于”、“小于”或“等于”)一个标准大气压.

(3)实验中,____________表示液体吸收热量的多少,加热水至沸腾时继续加热,水的温度不变,水的内能___________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)而另一种液体相应时刻并没有沸腾,但是温度计的示数比水温要高的多.请你就此现象进行分析,本实验的初步结论为:不同物质的吸热能力____________(选填“相同”或“不同”),未知液体的吸热能力____________(选填“大于”或“小于”)水的吸热能力.【答案】B 98 小于加热时间(长短)增大不同小于

【解析】

【详解】

(1)[1]在设计实验方案时,需要控制相关物理量不变,需要保证吸收的热量相同、质量也相同、加热时间和方式相同,但并不需要酒精灯里所加酒精量相同,故选B;

(2)[2][3]水的沸点就是这刻的温度,由图可以看到它的沸点是98℃;这个沸点低于1标准大气压时的沸点,所以实验时的大气压强小于一个标准大气压;

(3)[4][5]实验过程,加热时间的长短表示液体吸收热量的多少;加热水至沸腾时继续加热,水的温度不变,但是水还在继续吸热,它的内能应该继续增大;

(4)[6][7]加热相同的时间,吸收的热量相同,但是另一种液体温度计的示数比水温要高得多,这说明了不同物质的吸热能力不同,未知液体的吸热能力比较小。

15.为了比较煤油和菜籽油热值的大小,小明制定了下列的实验方案:取质量相等的小量煤油和菜籽油,分别盛装在空的酒精灯中,制成油灯。点燃后分别给两个相同的烧杯(内

装质量相等、初温都是20℃的水)加热,通过观察水温的变化,判断两种燃料热值的大小。请根据小明的设计方案回答下列有关的问题:

(1)如图是煤油燃烧完时,用煤油灯加热的烧杯中温度计的示数,此时水温是96℃。菜籽油燃烧完后,用菜籽油灯加热的烧杯中温度计的读数是87℃,由此判断___的热值比较大。

(2)小明用天平测出水和煤油的质量,并根据Q 吸=cm (t-t 0)计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出煤油的热值,发现结果与课本中给出的煤油热值相比______(偏大、偏小、相等)。分析原因:__________。

(3)小明设计的实验方案中,你认为两杯水的质量要大些好还是小些好?________;理由是_________。

【答案】煤油 偏小 燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收,存在热散失 质量大好些 质量小的水吸热升温,容易沸腾,水温变化相同,无法比较两种燃料的热值 【解析】 【详解】

(1)[1]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸,水的质量相同、比热容相同、初温也相同,但是煤油灯加热的烧杯升高的温度比较高,那么它的Q 吸会比较大,也就是煤油灯放出的热量Q 放会比较大,根据热值公式Q qm =放,煤油和菜籽油的质量相同,那么煤油的热值会比较大;

(2)[2][3]燃料燃烧放出的热量没有完全被水吸收,即Q Q >吸放,根据热值公式变换式

Q

q m

=

,拿Q 吸去计算时,得出的热值是偏小的; (3)[4][5]根据热量的计算公式()0-Q cm t t =吸,质量小的水吸热升温,升高的温度比较大,很容易到达沸腾的温度,然后温度保持不变,无法比较两种燃料放出热量的多少,所以两杯水的质量要大些好。

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