九年级物理内能的利用(培优篇)(Word版 含解析)

九年级物理内能的利用（培优篇）（Word版含解析）一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）1．小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值．他实验的装置如图，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）加热的时间/min 0 1 3 5 7 … 燃料烧完甲杯水温/℃25 27 32 36 40 (50)乙杯水温/℃25 26 29 32 34 (42)(1)为了便于比较，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有__________．(2)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 __________ ．(3)这个同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及盘中菜籽油的质量．并由记录的数据，利用公式Q 吸=cm（t-t0 ）计算出了水吸收的热量．他想通过这些数据计算出菜籽油的热值．你认为他的计算结果与真实值相比_______________．(填“偏大”“偏小”或“相等”)因为___________________________．【答案】水的质量和燃料的质量煤油偏小菜籽油燃烧放出热量的一部分被水吸收【解析】（1）要想通过水吸收的热量来体现燃料燃烧放出热量的多少，则必须控制两杯水的质量以及煤油和菜籽油的质量相等；（2）由表中数据可知，在相同时间内甲杯中的水温度升高得快，甲杯水吸收的热量多，煤油的热值较大；（3）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量要比菜籽油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出菜籽油的热值，要比真实值偏小．故答案为（1）水的质量和燃料的质量；（2）煤油；（3）偏小；菜籽油不一定完全燃烧，且放出的热量不可能全部被水吸收，有热量损失．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．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中，分別装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表：质量/g升温10℃所需时间/s升温20℃所需时间/s升温30℃所需时间/s沙子306492124水3092163220（1）在此实验中用______________表示水和沙子吸热的多少；（2）分析表中的实验数据可知：当物体温度变化量和______________相同时，水吸收的热量______________（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，___________升高的温度更高．【答案】酒精灯加热时间质量大于沙子【解析】【分析】【详解】（1）[1]采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少．（2）[2][3] 分析表中的实验数据可知：水和沙子质量相同，升高温度相同时，即温度变化量和质量相同时，水所需加热的时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量．（3）[4]质量相同的水和沙子加热相同的时间，吸收的热量相同，由于Q=cm t，又因为水的比热容大于沙子的比热容，故沙子升高的温度更高．4．小红同学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大小关系。

她实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min记录了杯中水的温度。

（1）在安装、调整实验器材时科学合理的顺序是(甲图中)：先固定________的位置，再调整固定的________位置(选填“A”或“B”）。

（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的________。

加热时间t/min0123456甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________，理由是______。

（4）小红实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并记录数据利用公式Q=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。

你认为她的计算结果可靠吗？________，理由是___________。

【答案】B A 质量煤油见解析所示不可靠实验中有热量散失【解析】【详解】(1)[1][2]先根据酒精灯高度确定石棉网（烧杯）位置，再确定温度计的位置，所以先固定B 的位置，再调整固定A的位置。

(2)[3]比较吸热多少时，应控制加热时间和被加热液体质量相同，比较液体温度变化的多少。

(3)[4][5]甲中水温度变化较快，说明甲吸热较多，甲中煤油燃烧放出的热量多，即煤油热值大。

(4)[6][7]由于实验中有热量散失，利用Q=cm∆(t-t0)可以算出水吸收的热量，比煤油或菜籽油燃烧放出热量要少，所以她的计算结果不可靠。

5．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中．（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、烧杯、铁圈、燃具等器件在铁架台上的安装顺序应是_____（填“由下而上”或“由上而下”）．（2）实验中除了酒精和碎纸片的质量应该相等之外还应保持_____相同（举出一条即可）．（3）实验中通过比较_____来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量不同．（4）根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是_____．燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃酒精1535碎纸片1525【答案】由下而上水的质量、水的初温等水的温度差酒精【解析】（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；（2）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；（3）实验中，用酒精和碎纸片燃烧给水加热，可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；（4）相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍．故答案为（1）由下而上；（2）烧杯内水的质量；（3）水升高的温度；（4）酒精．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＝Qm 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＝15×4.2×103J/(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＝Qm,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＝Qm 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＝Qm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．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．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：Q1：Q2=a ab bcm t tcm t t==35℃−20℃/25℃−20℃=3：1，由公式Q=qm知道，二者的热值之比是：q1：q2 =1231Q mm Q⨯=，故燃料1的热值为燃料2热值的3倍。