深圳龙岗龙岗中学物理内能的利用单元测试卷(解析版)

深圳龙岗龙岗中学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．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．假设燃料完全然烧释放热量都被液体吸收．

（1）若比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出热量的多少，是通过_____来反映的，通过本次试验得到的燃料热值与实际热值相比偏______（选填“大”或“小”）．

（2）若比较不同物质的吸热本领，应选择____两图进行实验；不同物质吸热的多少是通过____来反映的．

【答案】甲乙升高的温度小甲丙加热时间

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]为了比较不同燃料的热值，应控制被加热液体相同而燃料不同，应选择甲、乙两图进行实验；

[2]燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料完全燃烧放出热量的多少，可以通过液体升高的温度来反映；

[3]因为燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，则通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小；

(2)[4]若比较不同物质的吸热本领，应控制燃料相同而被加热的液体不同，应选择甲、丙两图进行实验；

[5]用相同的加热装置对液体加热，相等时间内液体吸收的热量相等，加热时间反应了不同物质吸热的多少．

2．小明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的大小关系。他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验，记录结果见表：

（1）为了保证实验结论可靠，小明选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等，还要控制煤油和菜籽油的_________相同。

（2）实验测的数据如表（无读数错误）：根据数据_________（能/不能）得出煤油与菜籽油热值的大小关系。

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃

煤油25100

菜籽油20100

（3）实验中不足之处可能是_________造成的。

（4）小明同学纠正实验中不足之处后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知，于是他想利用这种实验测算出煤油的热值，除了图中装置外，那么小明还要使用的测量仪器是_________。利用此实验方法计算出的热值将比真实值_________（偏大/偏小）。

【答案】质量不能燃料质量太大(水质量太少) 天平偏小

【解析】

【详解】

(1)[1]根据控制变量法可知，还应控制煤油和菜籽油的质量相同；

(2)[2]由于水温均达到沸点后温度不再上升，无法准确比较水吸收热量多少，从而无法比较煤油和菜籽油放热多少，无法得出热值大小关系；

(3)[3]水温均达到沸点，说明燃料由于质量太大放热太多或水的质量太少；

(4)[4]为了得到到水吸收的热量需要知道水的质量，为求热值还需知道燃料的质量，故还需要天平；

[5]由于热量会有所流失，则所测热量值偏小，由

Q

q

m

可知，所求热值偏小；

3．小明利用如图甲、乙、丙的装置，完成“比较不同液体的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”的两个实验，请你解答

（1）完成第2个实验需选择_______两个实验装置进行对比；

（2）在以上实验中，若液体质量和初温、燃料质量均相等，当燃料燃尽时，分别测得甲、乙、丙中温度计的示数关系为 t 甲>t 乙>t 丙， 则吸热能力强的为液体_____，热值大的为燃料_____。

【答案】甲乙 b 1

【解析】

【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，并让液体的质量相同，通过温度计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)[2]由题知，比较a 、b 两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体， 且保证液体质量相同，应选甲丙两图；燃料燃尽，则液体吸收热量相同，比较温度变化。根据Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 丙，温度变化越大，则比热容越小，液体吸热能力越弱，c a

[3]比较甲和乙，燃料燃尽放出的热量转换为液体吸收的热量，根据 Q cm Δt =得，温度计示数 t 甲>t 乙，因此 Q 1>Q 2，则燃料 1 比燃料 2 放出热量多，根据Q mq =知，等质量的燃料1和燃料2完全燃烧，燃料1放出的热量多，则燃料1的热值大。

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/℃

25 90 乙杯水温/℃ 25 80

（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．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．

6．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．

7．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，烧杯内的液体质量和初温也相同，那么：

（1）小华为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图所示的进行实验．（2）小明为了比较不同燃料的热值，应选择________两图所示的进行实验．小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录液体燃烧相同时间所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你帮他指出来．________．【答案】甲丙甲乙两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等

【解析】

【分析】

【详解】

（1）由图可知，甲、丙两实验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的吸热升温的特点；（2）由图可知，甲、乙两图被加热的水相同、加热用的燃料不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值；小明记录燃烧相同时间水升高的温度，存在缺陷是两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度．

【点评】

（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；（2）①根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；②比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧．

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．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同．当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为T 甲、T乙和T丙，且有T甲＞T乙＞T丙．

（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的（选填“质量”或“体积”）必须相同；（2）比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，实验液体a的比热容x水与实验液体b的比热容c b相比，有c a c b（选填“＞”、“=”或“＜”）；

（3）比较不同物质的热值，应选择两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“=”或“＜”）；

（4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为质量为200g的水，点燃燃料直至燃烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比（选填“偏大”或“偏小”），理由是：．

【答案】（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失

【解析】

试题分析：（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量；

（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；

（3）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；

（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小．

解：

（1）根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同；

（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；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q甲=Q丙，

燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q a=Q b，

甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则△t甲＞△t丙，即△t a＞△t b，

因为Q a=Q b，m相等，△t a＞△t b，Q=cm△t，

所以由c=可知，c a＜c b．

（3）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；由题意在，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则△t甲＞△t乙，

由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cm△t可知，

Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1＞Q2，

由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1＞q2．

（4）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．故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失．

10．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