九年级物理上册 内能的利用单元测试卷附答案

九年级物理上册 内能的利用单元测试卷附答案

一、初三物理 内能的利用 易错压轴题（难）

1．如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料a 、b 的质量都为10g ，烧杯内液体 的质量均为100g 。当燃料完全燃烧后，甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。

（1）燃料a 的热值__________燃料b 的热值；液体a 的比热容__________液体b 比热容。（两空均选填“＞”、“=”或“＜”）

（2）若液体a 是水，则水吸收的热量是____________________

（拓展）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示，则： 物质

酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ?℃]

2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点

（℃） 78 180?310 356.7

（1）在探究水沸腾的特点时，不能选用____________温度计。

（2）在测量质量较小但温度较高的物体温度时，温度计吸收的热量就会影响被测物体温度，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应选择____________温度计。

【答案】< > 38.410J ? 酒精 水银

【解析】

【详解】

(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知，根据比热容的公式Q cm Δt =，液体的质量都相同，同种液体比热容也相同，丙中液体升高的温度较高，那么丙中液体吸收的热量较大，可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大，而乙、丙的燃料质量相同，根据Q q m

=

可知丙中燃料b 热值较大；

[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知，燃料的种类相同，燃料的质量也相同，那么当燃料完全燃烧后，放出的热量是相同的，两种液体吸收的热量也相同，根据Q cm Δt =可知，乙的温度变化量较大，那么乙中的b 液体比热容较小；

(2)[3]由题意可知，水吸收的热量是

()

33

℃℃

=?=????=?

4.210J/kg0.1kg208.410J

Q c m t

吸水

(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃，而酒精标准气压下沸点是78℃，用酒精温度计去测水沸腾时的温度，水还没沸腾，酒精就已经沸腾了，所以不能选用酒精温度计；

(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时，该物体会和温度计发生热传递，被测物体的温度降低，这种情况下为了使测量值更接近真实值，应该选择水银温度计，水银的比热容相对比来说较小，在相同的情况下，升温较快。

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．为比较酒精和汽油热值的大小，小华制定了以下实验方案：

（1）取质量_____（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；

（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如图所示；

（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据设计方案回答：

①安装实验器材时，应按照_____（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。

②当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃，由此判断_____（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；

③实验中燃料燃烧放出的热量，通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；

④根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比_____（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因_____

【答案】相等自下而上汽油热传递偏小有热量损失

【解析】

【详解】

(1)[1]为比较酒精和汽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制酒精和汽油的质量相同；

(3)①[2]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；

②[3]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，根据公式Q吸＝cmΔt可知，汽油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时汽油放出的热量较多，由公式Q放＝mq可知汽油的热值大于酒精的热值；

③[4]实验中燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增大的；

④[5][6]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸

收，则根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝Q

m

放计算出的

汽油的热值偏小。

4．小丹学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和酒精热值的大小关系。他

实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水，并记录杯中水的初温和末温（如下表）。

初温末温

甲杯水温/℃2590

乙杯水温/℃2580

（1）通过表中记录的数据，你认为煤油和酒精两种燃料，热值较大的是_____。

（2）小丹用天平测出了烧杯中水的质量及两瓶中燃料减少的质量并记录；利用公式计算出水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和酒精的热值。你认为他的实验结果_____（选填“准确”或“不大准确”），理由是：_____。

【答案】煤油不大准确燃料不可能完全燃烧或燃料放出的热量不能完全被水吸收

【解析】

【分析】

（1）分析表格数据，根据控制变量法分析哪种燃料的热值较大；

（2）从热损失和水吸收热量方面分析实验结果是否准确。

【详解】

（1）由表格数据可知，在燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水时，甲杯水的温度升高的较多，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以煤油的热值大；（2）因为燃料不可能完全燃烧且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太准确。

5．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．

（1）比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验，实验时要观察_____比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择_____两图进行实验，实验通过_____反映物

体吸热的多少．

（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量_____（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量．

（3）若甲图烧杯中为50ml的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，求：

①水吸收的热量_____J

②若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，算一算酒精的热值是_____J/kg；

③算出的热值比标准值_____（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）

【答案】甲乙液体升高的温度甲丙加热时间的长短小于 4.2×103J 4.2×105J/kg 偏小

【解析】

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，通过液体升高的温度得出吸热多少，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（即比较吸收热量的多少），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）比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热

相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多，由c＝Q

m t

吸可知，a的比热容

小；a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，由Q吸＝cm△t可知，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量．（3）①50ml水的质量为：m＝ρ水

V＝1×103kg/m3×50×10﹣6m3＝0.05kg；水吸收的热量：Q吸

＝cm△t＝4.2×103J/（kg?℃）×0.05kg×20℃＝4.2×103J；②根据题意可知，Q吸＝Q放，

由Q放＝qm可知，酒精的热值为：q＝

3

4.210

0.01

Q J

m kg

放＝＝4.2×105J/kg；③酒精完全放出

的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小．

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）根据a、b液体吸收热量的多少，判断a、b液体比热的大小，然后根据比热大小，分析判断质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，a与b吸收热量的关系；（3）①知道水的体积，求出水的质量；根据水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用吸热公式Q吸＝cm△t求水吸收的热量；②根据公式Q＝qm计算酒精的热值；③在此实验中，酒精燃烧放出的热量大部分未被水吸收．

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．为了比较酒精和碎纸的热值大小，小明选择了两套完全相同的实验装置如图所示，先将燃烧皿内装了质量相同的酒精和碎纸片，再分别同时给质量和初温相同的水加热，最后比较相同时间内水升高的温度．为正确完成实验，请你解答下列问题：

（1）实验装置的组装顺序应该是________（选填“由上到下”或“由下到上”）；此实验是通过比较________的变化，来比较燃料热值的大小．

（2）在题干叙述的操作过程中存在的主要错误是________，按正确的操作，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．

（3）即使按照正确方法进行实验后，也只能比较两种燃料热值的大小，而不能计算出准确的热值，这是因为________（只写一种原因即可）．

【答案】自下到上温度计示数的变化比较相同时间内水升高的温度天平燃料燃烧放出的热会散失到空气中

【解析】

【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，且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；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；燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反映；（2）实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度，再比较酒精与纸的热值大小；按正确的操作，实验需要用天平测酒精、纸、水的质量。因此还需要的一个测量器材是天平。（3）由于燃料燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些．

【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；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）比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据水升高的温度比较热值的热值大小；实验要控制燃料的质量，需要用天平测燃料的质量；（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．

8．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，宗诚用酒精灯均匀加热0.4kg 该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示．通过查阅资料已知该物质液态（BC 阶段）时的比热容为3×103J/（kg?℃）．

（1）该物质是__________（选填“晶体”或“非晶体”），在B 点时的内能

__________（选填“大于” “小于” 或“等于”）在A 点时的内能；

（2）该物质从第6min 到第10min 共吸收__________J 热量，该物质在固态（OA 阶段）时的比热容为____________J/（kg?℃）；

（3）经测量BC 阶段消耗热值为3.0×107J/kg 的酒精10g （酒精完全燃烧），则在BC 阶段的热转化效率为_________．

【答案】晶体 大于 4.8×

1.5× 16%

【解析】

试题分析：（1）物体吸热内能一定增加，故该物质熔化过程中吸热，虽然温度没有变化，但内能是增加的，所以B 点时的内能大于在A 点时的内能．（2）由图可知该物质BC 段从50℃升高到90℃，所以该物质此阶段吸收的热量()340t-t =310/()0.490-50=4.810Q Cm J Kg Kg J =?????（）℃℃℃．0-A 段加热了两分钟，B-C 段加热了4分钟，所以BC 段吸收的热量是0A 段吸收热量的2倍，

432.410===1.510/()Δt 0.440Q J C J Kg m Kg ℃℃

????，（3）BC 段的热转化效率474.810====16%3.010/0.01Q Q J Q mq J Kg Kg

η???放． 考点： 比热容、热值、热效率

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：Q 1：Q 2 =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：q 1：q 2 =1231

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：

燃料

加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J/kg 1

15 35 2.4×106 2 15 25 ？

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．