上海梅陇中学物理内能单元测试卷附答案

上海梅陇中学物理内能单元测试卷附答案

一、初三物理 内能 易错压轴题（难）

1．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：

(1)实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；

(2)实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；

(3)根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；

(4)若甲液体的比热容为2.1×103J/(kg?°C )，则乙液体的比热容为______J/(kg?°C )。

【答案】电加热丝 质量 吸收的热量 乙 4.2×103

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。

(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。

[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。

(3)[4]根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为

60°C ?20°C =40°C

乙升高的温度为

40°C ?20°C =20°C 即乙升温小，故乙的吸热能力更强。

(4)[5]根据Q c m t

=

?在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为

()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C c ?=???=???

2．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。

（1）实验装置中的两个烧杯的规格应_________（选填“相同”或“不同”），烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________；

（2）加热10min，水吸收的热量________（填大于、小于或等于）煤油吸收的热量；（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），由图象可知，水的沸点是__________℃，水的比热容是煤油的比热容的________倍；

（4）若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。（q酒精=3.0×107J/kg）

【答案】相同质量等于 98 2 6×105

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同，烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同，因为此实验探究的是两种液体的吸热能力，那么唯一的变量是液体的种类，而其他的量都要保持相同。

(2)[3]加热10min，即加热时间相同，那么两者吸收的热量相同。

(3)[4]由图象乙可知，水开始时温度上升，到98℃时，温度保持不变，即是水此时已经沸腾，所以水的沸点是98℃。

[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃，所用的时间分别为20min和10min，即升高相同温度，水吸收的热量是煤油的2倍，所以水的比热容是煤油的的2倍。

(4)[6]完全燃烧这些酒精放出的热量

Q放=mq酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J

3．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

2240km /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＝881.08103.31210W 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.

4．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验．将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温．然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min 记录一次温度．实验记录如下表：

（1）除了图示的器材外，本实验还需要的测量工具有天平和________．

（2）水和沙子吸热的多少是通过_____来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”).

（3）根据实验数据，小明画出了沙子的温度随时间变化的图像（如图乙），请画出水的温度随时间变化的图像.

（_______）

（4）分析图像可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多．

【答案】秒表加热时间沙子水

【解析】

实验中需要记录不同时刻水和沙子的温度所以还需要温度计；因为酒精灯在相同时间放出热量的多少是一样的，加热时间越长表示物体吸热越多，所以水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的；根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来即可得到水的温度随时间变化的图像：

（4）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；

若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多．

点睛：（1）实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少；（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；（3）分析图象分析水和沙子的温度变化情况，得出结论．

5．如图甲所示是某实验小组用初温相同、质量相等的水和煤油做“比较不同物质吸热的情

况”的实验装置．

（1）图甲实验装置中除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平和________；加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过_________________来确定的．

（2）另一实验小组对图甲实验装置进行了改进，将分别装有质量相等的水和煤油的试管放在同一个盛水的烧杯内加热如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是：______________________________________________。

（3）在如图丙中，最能反映该实验的真实情况（__________）

（4）小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均0.5kg的水和另一种液体进行对比实验，并用图象对实验数据进行了处理，如图所示，实验过程中，水和另一种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图象可以得出：另一种液体的比热容为

_____J/(kg·℃)，这种液体在0～15min内放出的热量为__________ J.

【答案】秒表加热时间确保水和煤油在相同时间内吸收的热量相等C 2.1×103

4.2×104

【解析】

【详解】

(1)根据吸热公式可以知道，实验除了需要称质量的天平,还需要秒表记录时间,并用温度计测量温度的变化；加热过程中通过加热时间来控制水和煤油吸热的多少;

(2)分别装有质量相等的水和煤油的试管放在同一个盛水的烧杯内加热,这样可确保水和煤油在相同的时间内吸收相同的热量;

(3)由于丙图中加热环境相同，所以相同时间内，水和煤油所吸收的热量应相同，所以AB

选项均不符合题意；根据公式得，，由于水的比热容较大，所以水和煤油质量和吸收的热量相同时，煤油温度变化大，由图知C符合题意。

(4)观察图像可知，在第15min 时，甲变化的温度为

，乙变化的温度为，由于水的比热容较大，所以甲液体为水，其的比热容是；

根据公式可知，质量相同的水和另一种液体，在相同时间内放出的热量相等，所以c 乙是c 甲的一半，即c 乙=2.1×103 J/(kg·℃)；则15min 时，这种液体放出的热量为：

【点睛】

物体吸收热量本领的大小,不仅与物体升高的温度多少有关,还与质量的大小有关,因此要保证两者质量相等,由此可以确定需要的测量工具.通过加热时间来比较吸收热量的多少,由此可以知道还需钟表。实验中要确保水和煤油在相同时间内吸收相同的热量,根据其进行分析;

6．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）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）该物质在B 点时的内能_____（大于/小于/等于）在A 点时的内能；

（2）求该物质在BC 段共吸收了多少热量__________？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），求在BC 阶段的热转化效率为多大_______？ （3）该物质在固态（OA 阶段）时的比热容为多大__________ ？

【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/（kg?℃）

【解析】

(1) 如图该物质在AB 段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B 点时的内能大于在A 点时的内能；

⑵ 如图BC 段温度升高了40℃，则该物质在BC 段共吸收的热量为：

343100.440J 4.810J Q cm t =?=???=?吸；

酒精10g 放出的质量为：

750.01310J 310J Q m q ==??=?酒放，

在BC 阶段的热转化效率为：

4

54.810100%16%310

Q Q η?==?=?吸放 ⑶ 该物质在固态（OA 阶段）时吸热2min 温度身高了40℃，吸热热量是BC 段吸收热量的

一半，故固态时的比热容为：

()

4

3

OA

4.810J

2

== 1.510J/kg

0.4kg40

Q

c

m t

?

=?

??

吸

固

℃

℃

7．左图是同学们比较液体比热容大小的实验装置。某次试验中，将两支温度传感器和两个相同的试管（分别盛有初温相同、质量相同的甲乙两种液体）分别固定在铁架台上，两个试管放入同一个红外加热器中，两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对两试管内的液体加热，这两种液体在沸腾前，在计算机上得到右图所示的温度随时间变化的图像。

（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是_______。

（2）若使两种液体吸收相同的热量，则液体_______升高的温度多。

（3）由右图可知，液体_______的比热容大

【答案】在相同时间内，两种液体吸收的热量相同甲乙

【解析】（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是:在相同时间内，两种液体吸收的热量相同;（2）由图可知，若使两种液体吸收相同的热量，则液体甲升高的温度多。（3）由右图可知，甲乙两种液体吸收相同热量时，乙升高的温度少，说明乙的吸热能力强，即乙的比热容大。

8．如图甲是小华探究“不同物质吸热规律”的实验装置：

(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是_______；

A．两个烧杯的规格相同 B．两个酒精灯的规格相同

C．甲、乙两种液体的体积相同 D．甲、乙两种液体的初温相同

(2)在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体

B____________________；

(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：停止加热后，______（选填“A ”或“B ”）液体的温度下降得快；

(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A 或B 中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_______（选填“A ”或“B ”）。

【答案】C 吸收热量的多少 B A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据比较物质吸热能力的方法，在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度大小从而得知物体的吸热能力大小，需要保持质量和初温相同。

AB ．保持两个烧杯的规格相同、两个酒精灯的规格相同，那么两种液体在相同时间吸收的热量相同，A 、B 正确，不合题意；

C ．假如控制甲、乙两种液体的体积相同，根据m V ρ=可知，那么两种液体的质量不同，C 错误，符合题意；

D ．控制甲、乙两种液体的初温相同，这样符合比较物质吸热能力的方法，D 正确，不合题意。

故选C 。

(2)[2]该实验加热时间越长，吸收的热量越多，在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体B 吸收热量的多少。

(3)[3]根据()0-Q cm t t =可知，在相同时间内，液体B 升高的温度较高，而吸收的热量、液体的质量、初温是相同的，那么液体B 的比热容较小；停止加热后，在相同时间内放出的热量相同，根据Q cm Δt =可知，液体B 的比热容较小，那么液体B 在相同时间内温度变化较大，即液体B 的温度下降得快。

(4)[4]质量相等的A 和B 液体，在升高相同温度时，A 吸热多，A 的比热容大，根据Q cm Δt =可知，质量相同的A 和B 液体降低相同温度，A 放热多，效果更好，所以应该选择液体A 装入暖手袋中作为供热物质。

9．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔l min 记录一次温度。

实验记录如下表

加热时间/min01234

温度/℃

沙

子

2025293438

水2021222324

（1）实验中，加热时间实质上反应了__________。

（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。

（______）

（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等的热量，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。

（4）该实验用到的研究方法是__________。

【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法

【解析】

【详解】

（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．

（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：

。

（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；

（4）由（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。

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1212

Q Q t t ，代入3和4 的数据，可知，这个结论是合理的．