内能单元测试卷附答案

内能单元测试卷附答案

一、初三物理 内能 易错压轴题（难）

1．实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。 (1)实验前，小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。

(2)小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油_____相同，再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。

(3)而小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较_____来判断吸热能力的强弱。 (4)根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是_____（选填“a”或“b”），煤油的比热容为_____()J/kg ?℃

()34.210J/kg c ??水＝℃

(5)分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，_____需要的时间短，_____的吸热能力更强。（均选填“水”或“食用油”）

(6)该实验是利用_____（选填“热传递”或“做功”）的方式来改变食用油的内能的。

【答案】质量 吸热 升高的温度 加热时间 a 2.1×103 煤油 水 热传递 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，实验前，小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。

(2)[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，根据转换法，目的是使水和食用油吸热相同；再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。 (3) [4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱；

(4)[5][6]根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，升高相同的温度，水加热时间长，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是a ；由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高30℃，b 用时3min ，a 用时6min ，根据Q ＝cm △t ，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成成正比，煤油的比热容为

()()333min

=

4.210J/kg =2.110J/kg 6min

c ?????℃℃ 煤油的比热容为()3

2.110J/kg ??℃。

(5)[7][8] )分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，煤油需要的时间短；水的吸热

能力更强。

(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。

2．小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热二者。经正确操作收集了表格中信息：

(1)实验中他们用停表记录加热时间，目的是____； (2)加热的过程中，水和铁砂内能____，表现为其温度____； (3)他们通过实验得到下表的数据：

质量/g 末温/℃ 加热时间/min 水 30 40 12 铁砂

50

65

5

分析实验数据时，有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱，因为没有控制质量相同。你是怎样想的，写出你这样认为的理由________。

【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少 增大 升高 可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱，分别求出1g 的水和铁砂温度升高1℃时，吸收的热量进行比较得出结论 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]用相同的酒精灯加热，时间越长吸收的热量越多，所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。

(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加，表现为温度逐渐升高。 (3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q 0，那么 1g 的水温度升高1℃时，吸收的热量为

()()0

0120.02/g 30g 4020Q Q =??-℃℃

1g 的铁砂温度升高1℃时，吸收的热量为

()()0

050.002/g 50g 6520Q Q =??-℃℃

由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。

3．某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。

（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有______________；加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的；

（2）实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g 的水和煤油，加热不同时间使末温都达到40℃，记录的实验数据如表格所示，通过分析实验数据，能够得出的结论是：___________； 实验组别

液体 加热时间/min 1

水

13.5 煤油 6.5 2

水

12 煤油

5.5

（3）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间和第2小组不同，其原因可能是_________________； （4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_____________________。

【答案】秒表 加热时间长短 质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同 酒精灯的火焰大小不同 可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量 【解析】 【详解】

(1)[1][2]煤油和水吸收热量的多少，是通过观察加热时间的长短来比较的，要计算时间，所以要用到秒表；

(2)[3]通过分析表中数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度，加热的时间是不同的，所以能得出结论：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同；

(3)[4]原因可能是加热装置不一样，即酒精灯的火焰大小不同；

(4)[5]在同一烧杯中，相同时间内吸收热量相同，这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。

4．某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．

（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_______℃．

（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_______（选填“多”或“少”）．

（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？答：

_________；

其原因是：_____________________．

【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同

【解析】

【分析】

（1）根据图中所示温度计示数为98℃；

（2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；

（3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小。

【详解】

(1)根据图中所示，温度计示数为98℃，所以水的沸点为98℃；

(2)我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；

(3)要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

故答案为：(1)98；(2)多；(3)不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。

5．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间

内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．

（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．

（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________

A ．安全

B ．省油

C ．减小行驶时的阻力

D ．增大爬坡的牵引力

（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示： 速度

()1v /km h -

40 60 80 100 120

制动距离s /m 8 18 50 72

根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是_____________m ．

（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为

2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行

驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7

4.610J /kg ?，密度为

330.810/kg m ?）．

（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ?，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ． 【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88

【解析】

解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝

W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P

v

可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有

22

40km /h 80km /h 8s

（）（）

＝

，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10?3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10?3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发

动机的效率：η＝88

1.08103.31210W J

Q J

??＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：v ＝

86480P W

F

N

机械＝

＝10.8m/s ＝38.88km/h.

6．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：

磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B 表示，单位是特斯拉，符号是T ．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．

如图甲所示，电阻R 1与圆形金属线圈R 2连接成闭合回路，R 1和R 2的阻值均为R 0，导线的电阻不计，

在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：

次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A

1100.1 1.00.15π×l0-2

2200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2

（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）

（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．

【答案】

2000B r R t 2

5A s

T m π?Ω?? c 【解析】 【分析】 【详解】

（1）[1]由图像分析可得

2E

I R

=……………1 E t

?Φ

=

?...............2 =?S B ?Φ? (3)

120+2R R R R == (4)

由1234联立得：

220000

22B B r r I t R t R ππ?=?=??

由于

2

π

为定值，故 2

000

B r I k R t =

[2]将第一组数据带入上式得：

k =

2

5A s

T m π?Ω??

（2）[3]若R 0变，其他为定值，则2

00

2B r t π均为定值，可看作0'k I R =，此为反比例函数，

故可用图线c 表示．

7．在“比较不同物质吸热的情况”的实验中，用相同的电加热器加热，装置如图所示： 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/°C 20 24 28 32 36 乙的温度/°C

20

28

36

44

52

(1)实验中应量取______的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。液体的量要适当，至少要能_________电加热器的发热体，保证液体在相等的加热时间内吸收的热量______，如果液体太多则实验耗时较长；

(2)本实验使用的物理学探究方法有转换法和___________ ；

(3)实验中记录的数据如右上表所示，分析实验数据可知：________的吸热能力较强； (4)物理学中用比热容表示不同物质吸热能力的不同，上述实验中，甲和乙的比热容之比为___________。

【答案】质量相等 浸没 相等 控制变量法 甲液体 2:1 【解析】 【分析】 【详解】

(1)[1]要比较不同物质吸热的情况，根据控制变量法的要求，要改变物质的种类，要控制不同物质的质量相同，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。

[2][3]液体的量要适当，应使电加热器的发热体至少要能浸没液体中，保证液体在相等加热时间内放出相同的热量，如果液体太多则实验耗时较长。

(2) [4]实验中要控制液体的质量相同，采用的是控制变量法；通过加热时间长短来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，采用的是转换法。所以本实验使用的物理学探究方法有转换法和控制变量法。

(3)[5]因为两种液体使用的是相同的电加热器加热，所以每分钟内吸收的热量相同。根据实验数据，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，，所以甲的加热时间更长，甲吸收的热量更多，所以甲的吸热能力强。

(4)[6]由Q cm t =?吸 ，在质量和升高温度的情况下，比热容与吸收的热量成正比，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，所以甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，因此甲的比热容是乙的2倍，即甲和乙的比热容之比为2:1。

8．为比较水、空气对牛奶的冷却效果，小明同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中（如图甲所示），一个放在空气中（如图乙所示），其他条件均相同，实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示：

（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？____________.

（2）根据表中数据，小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中；

（3）本次实验中，小明发现______的冷却效果更好；

（4）进一步分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越______，小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到________的影响．

【答案】牛奶质量相等牛奶的初温相等水慢温度

【解析】

（1）探究水和空气对牛奶的冷却效果时，需要控制牛奶的质量和初温相等；

（2）在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象；

（3）由图象可知，在相同的时间内，甲中水的牛奶温度变化快，降温效果好；

（4）由图象分析可知，在甲图象中，前段时间内牛奶的温度变化较快，后面的温度变化缓慢；牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响

9．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热，如图探究“不同物质吸收热量的能力”．

（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是_____．

（2）实验中，用_____反应液体吸收热量多少．

（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙，分析图象可知，加热10min，水吸收的热量_____（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，煤油的温度变化大于水的温度变化，由此可知，_____的吸热能力更强．

（4）通过图象还可以得出当地的气压_____（填“高于”、“低于”或“等于”）标准气压，煤油的比容热为_____J/（kg?℃）．（c水＝4.2×103J/（kg?℃）

【答案】控制水和煤油的质量相同加热时间等于水低于 2.1×103

【解析】

【分析】

（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．

比较物质吸热能力的2种方法：

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（即比较加热时间），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（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；

（4）根据图乙得出水的沸点，水在一个标准大气压下的沸点为100°C，根据气压减小沸点降低分析；

由图乙可知煤油和水升高30℃水和煤油的加热时间；由转换法得出煤油和水吸热关系，根

据c＝

Q

m t

，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比求出煤油的比容热．

【详解】

（1）要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的质量相同．

（2）根据转换法，实验中，用加热时间反应液体吸收热量多少．

（3）根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，因煤油的温度变化大于水的温度变化，根据比较吸热能力的第2种方法，水的吸热能力更强．

（4）通过图乙知，水的沸点为98℃，小于100℃，根据气压减小沸点降低，故还可以得出当地的气压低于标准气压；

由图乙知，煤油和水升高：

98℃﹣68℃＝30℃，

水加热用时20min，煤油用时10min，即煤油吸热是水的1

2

，根据c＝

Q

m t

，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比，故煤油的比容热为：c煤油=c水= 1

×4.2×103J/（kg?℃）＝2.1×103J/（kg?℃）．

2

10．为了探究“不同物质吸热能力与哪些因素有关”，小明找来了煤油、水、温度计、两根电阻丝、秒表、电源、开关、导线和两个完全相同的烧瓶．

（1）以上实验器材中还缺少的器材是________

（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，那么两根电阻丝的电阻1R____2R（选填“>”、“=”或“<”）．

（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做________法．（4）下表是小明的实验记录

序号液体质量/g初温/C?末温/C?加热时间/min

1 煤油15020501．5

2煤油30020503．0

3水30020353．0

4水30020506．2

根据实验数据，小明得出了结论：同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与________有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比”的结论．这个结论是否合理?答：________（选填“是”或“否”）

【答案】滑动变阻器 = 转换法物质的质量是

【解析】

【分析】

【详解】

（1）以上实验器材中还缺少的器材是滑动变阻器；

（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，需要控制电阻丝的电阻和加热时间，那么两根电阻丝的电阻相等；

（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做转换法；（4）根据实验数据1和2可以看出，同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与物质的质量有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成

正比”的结论．由

12

12

Q Q t t ，代入3和4 的数据，可知，这个结论是合理的．