九年级上册物理 内能的利用同步单元检测(Word版 含答案)

九年级上册物理 内能的利用同步单元检测（Word 版 含答案）

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．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热已知．（注：燃料完全燃烧放热用Q放=qm计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：

燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃

煤油2544

菜籽油2534

（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的_____相同、及_______相同．

（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_______．

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：______．利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（偏大/偏小）．说说你的看法________ ．

【答案】质量水的质量煤油天平偏小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

【解析】

【分析】

本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，所以在设计实验时应控制质量相同．

【详解】

（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；（2）由图表数据可知在相同

时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃料并不可能完全燃烧，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，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．

3．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，实验通过________比较液体吸收热量的多少；

（2）比较不同物质的比热容，选用如图合适装置加热相同时间后，液体a 升温多，由此可知，液体a 吸收的热量____（选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b 吸收的热量，液体_____的比热容大；

（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℃，则水吸收了______J 热量，若按酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收计算，算出的热值比标准值____选填“偏大”“偏小”或“一样”。

【答案】甲乙 温度计示数 等于 b 4.2×103 偏小

【解析】

【详解】

(1)[1][2]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即温度计示数来比较吸热多少，进而判断热值大小，故应选择甲和乙两图进行实验；

(2)[3]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，燃料放出的热量相，液体a 、b 吸收的热量也相等；

[4]两种液体吸收的热量相等，液体a 升温多，由c =

ΔQ m t 吸可知，液体a 的比热容小，液体b 的比热容大；

(3)[5] 50mL 水的质量为：

m =ρ水V =1×103kg/m 3×50×10?6m 3=0.05kg

水吸收的热量：

Q 吸=cm Δt =4.2×103J/(kg ?℃)×0.05kg×20℃=4.2×103J ；

[6]由于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。

4．用所学的知识解决下列问题:

（1）如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量也相同，比较不同液体的比热容，可以选择___两图: 比较不同燃料的热值，可以选择___两图。

（2）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量相等的两种不同液体进行了实验，并用图像对实验数据进行了处理，如图丁所示，实验中，两种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出:液体___放热能力强 （选填a 或b ），若液体a 的比热容为3

2.110J /(kg )??℃，则液体b 的比热容为____J /(kg )?℃。

【答案】甲丙 甲乙 a 1.05×103

【解析】

【详解】

(1)[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，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。

[2]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)[3]时间相等时，两种液体放出的热量相等，由图示可以看出，乙液体的温度降低的快，甲液体温度降低慢；利用热量的计算公式Q cm Δt =可知，在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下，谁的温度降低得慢，它的放热能力大；甲的温度将的慢，故甲的放热能力大；

[4]由题知，而液体的质量相同，即 m m =乙甲；

当放热时间为15min 时，甲降低的温度为

60℃-40℃=20℃；

乙降低的温度为

60℃-20℃=40℃；

则：

c m t c m t ?=?甲甲甲乙乙；

即：

()32.110J /kg 2040m c m ????=?乙℃℃℃；

解得

()

3

℃。

1.0510J/kg

c=??

乙

5．如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。请根据小李的方案回答下列问题：

(1)实验前装入灯中的煤油和酒精的_____________必须相同；

(2)在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验_________(选填“能”或“不能”)达到小李的目的；

(3)燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断_______(选填“煤油”或“酒精”)的热值大；

(4)该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值

__________(选填“偏大”或“偏小”),其主要原因是：_____。

【答案】质量不能煤油偏小有很多热量耗散到了空气中

【解析】

【详解】

(1)[1]本实验采用控制变量法，除了燃料种类不同其他的要相同，所以实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同；

(2)[2]在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，由于水沸腾后温度保持不变，所以该实验无法比较甲、乙两烧杯中的水，谁吸收的热量比较多，因此该实验不能达到小李的目的；

(3)[3]燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，说明甲烧杯的水吸收的热量比较多，所以由此判断煤油的热值大；

(4)[4][5]因为燃料放出的热量没有被水全部吸收，所以该实验测得的热值偏小，其主要原因是：有很多热量耗散到了空气中。

6．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，用相同质量的燃料加热质量和初温相同的液体。

（1）若要通过实验“比较不同燃料的热值”，应选择____________两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过____________来反映的（填“温度计升高的示数”或“加热时间”）

（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是____________。（3）该实验装置还能比较不同物质吸热能力，为了比较这种能力。引入了比热容这一概念。物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的____________之比，叫做比热容。（4）图丁所示a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像，由图可以看出：升高相同的温度，____________液体吸收热量多。

【答案】甲乙温度计升高的示数天平质量和升高温度的乘积b

【解析】

【详解】

(1)[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，所以，应选择甲、乙两图进行实验，

[2]燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；

(2)[3]因为要控制不同物质质量相同完全燃烧释放的热量，需要测量质量的工具是天平，测量温度的工具为温度计；

(3)[4]比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。

(4)[5]由图知道，如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后a液体的温度升高得较快，所以，升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，即b液体吸收热量多。

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．

8．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．

9．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．

（1）此过程中活塞对_________（选填“棉花”或“空气”）做功，其内能

__________．（选填“增大”或“减少”）

（2）这与四冲程汽油机的__________冲程的能量转化相同,某台汽油机每秒内完成20个该冲程，则其飞轮转速为__________r/min．

（3）汽油机气缸外有一个水套，让气缸被水包围着，这样就可以通过__________的方式，__________（选填“增大”或“减少”）气缸内能，从而降低气缸的温度．

【答案】空气增大压缩600热传递减少

【解析】（1）根据题意知道，此过程中压缩筒内空气，活塞对空气做功，使筒内气体的内能增加；

（2）在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同；内燃机的一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次，此汽油机每秒钟内完成20个冲程，对外做功5次，飞轮转10周，故飞轮转速为600 r/min.；

（3）汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，即通过水吸收热量而使得气缸温度降低，内能减少，这是通过热传递的方式改变内能的。

10．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系．他组装了图示的装置进行实验，记录结果见下表：

（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还控制了两个相同的物理量，它们是：_____、_____．

（2）你认为煤油和酒精两种燃料中，热值较大的是_____．

（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是：_____．

【答案】水的质量燃料的质量煤油天平

【解析】（1）因为燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；

（2）由图表数据知道，在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；（3）因为要控制水的质量相等，需要补充的实验仪器是天平。

点睛：本题是考查关于热值的实验探究题，需要知道热值的意义，解题关键的是会用控制变量法和转换法设计探究实验。