人教版九年级物理上册 内能的利用(篇)(Word版 含解析)

人教版九年级物理上册内能的利用（篇）（Word版含解析）

一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）

1．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R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，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】

2

00

B r

R t2

5A s

T m

π?Ω?

?

c

【解析】

【分析】

【详解】

（1）[1]由图像分析可得

2

E

I

R

= (1)

E

t

?Φ

=

?

(2)

=?S B

?Φ? (3)

120

+2

R R R R

== (4)

由1234联立得：

22

000

22

B

B r r

I

t R t R

ππ

?

=?=?

?

由于

2

π

为定值，故

2

00

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R0变，其他为定值，则

2

2

B r

t

π

均为定值，可看作

'k

I

R

=，此为反比例函数，故可用图线c表示．

2．（实验探究）小军设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系，他组装了如图

所示的两套规格完全相同的装置，并每隔lmin记录了杯中水的温度；

加热时间/min0123456

甲杯水温/℃25272932343638

乙杯水温/℃25262728293031

（进行实验）

(1)在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序（如图甲中）：先调整固定_______的位置，再调整固定______的位置（选填“A”成“B”）；

(2)为了保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中水的________和________相同，加热时间也相同；同时，还要保证煤油和菜籽油的__________相同；

（分析论证）

(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______；说明理由：_______。

【答案】B A质量初温质量煤油详见解析

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，安装器材时需要先固定B的位置，然后再调整A的位置，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底。

(2)[3][4][5]为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且油灯的加热时间也要相同；同时还应控制两套装置中燃料的质量相同，比较放出热量的多少；这样才符合控制变量法的要求。

(3)[6][7]分析表格数据可知，甲杯的水温度升高的较快，即煤油灯燃烧产生的热量多，所以

=知，末温高的其热值大。理由：甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由Q cmΔt

=知，吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗的燃料相同，由Q qm

水温上升高的，对应的燃料的热值较大。

3．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．

4．为比较酒精和汽油热值的大小，小华制定了以下实验方案：

（1）取质量_____（选填“相等”或“不等”）的酒精和汽油作燃料，制成酒精灯和汽油灯；

（2）两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相等的水加热（两个烧杯完全相同）如图所示；

（3）通过观察水温的变化，判断两种燃料热值的大小。请根据设计方案回答：

①安装实验器材时，应按照_____（选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装。

②当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计的读数是90℃，由此判断_____（选填“酒精”或“汽油”）的热值较大；

③实验中燃料燃烧放出的热量，通过_____（选填“做功”或“热传递”）的方式使水的内能增大；

④根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现计算结果与教科书上给出的汽油热值相比_____（选填“偏大”或“偏小”）了，结合装置图，分析原因_____

【答案】相等自下而上汽油热传递偏小有热量损失

【解析】

【详解】

(1)[1]为比较酒精和汽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制酒精和汽油的质量相同；

(3)①[2]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；

②[3]当两灯的燃料完全燃烧完后，甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，根据公式Q吸＝cmΔt可知，汽油灯加热的那杯水吸热多，说明在质量相同时汽油放出的热量较多，由公式Q放＝mq可知汽油的热值大于酒精的热值；

③[4]实验中燃料燃烧放出的热量，水吸收热量，是通过热传递的方式使水的内能增大的；

④[5][6]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸

收，则根据Q吸＝c水m水(t﹣t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式q＝Q

m

放计算出的

汽油的热值偏小。

5．如图1所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；

（2）比较不同物质吸热升温的特点：

①不同物质吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）；

②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是：______

A．采用相同的加热方法

B．烧杯中分别装入相同体积的不同物质

C．使用相同的烧杯

③如果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像如图2所示，由图可以看出，两种液体的比热容大小关系是c A=______c B（填倍数关系）。

【答案】甲、乙加热时间B 1 2

【解析】

【分析】

由题意知，燃料的质量相同，烧杯内的液体质量和初温也相同，

（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；

（2）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，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；

（3）质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度升高的慢。

【详解】

(1)[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲乙两图进行实验；

(2)[2]比较不同物质吸热升温的特点：

①要控制不同液体吸收的热量相同，用相同的加热装置对物质加热，加热时间越长，物质吸收的热量越多，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；

[3]②A．比较不同物质吸热升温的特点，应采用相同的加热方法，故A选项是正确的；B．比较不同物质吸热升温的特点，应控制液体的质量相等，烧杯中分别装入相同质量的不同液体而不是相同体积，故B项错误；

C．根据控制变量法的要求，应使用相同的烧杯，故C项正确；

由于本题选不正确的，故B项符合题意。

[4]如果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2所示，可以看出，A 温度升高60

℃用10分钟，B 温度液体升高60℃用20分钟，升高相同的温度，比较不同物质吸热升温的特点时，吸热的多少是通过加热时间来反映的，因此B 吸收热量是A 的2倍，设A 吸收的热量为Q ，根据Q

c m t

=?，在质量和升高温度相同的情况下，液体A 的比热容与液体B 的比热容之比：

1222A B Q c Q m t Q c Q m t

?===?

6．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 /min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃

25

26

27

28

29

30

31

（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 -t 0)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。

7．“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量”：用天平分别测量出质量均为10g 的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有等质量水的烧杯加热。本实验通过观察比较______来比较燃料燃烧放出的热量的；实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）加热相同的时间；直至燃料_______，实验才能结束。本实验中若采用Q放＝Q吸来计算酒精或纸片的热值，则计算结果偏_______（选填“大”或“小”），理由是：_______________.

【答案】温度计升高的示数多少不需要充分燃烧/完全燃烧小有热量散失

【解析】

【详解】

[1]这个实验的过程中，是用燃料燃烧放出的热量来加热水的，通过观察比较温度计升高的示数多少来比较燃料燃烧放出的热量的；

[2][3]要比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出的热量，不需要加热相同时间，燃料充分燃烧后，实验才算是结束；

[4][5]因为酒精和碎纸片充分燃烧时放出的热量不能被水完全吸收，有热量损失，即计算的Q放偏小，测量的酒精和碎纸片热值要比实际燃料的热值偏小。

8．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；比较不同物质的比热容，应选择

两图进行实验；

（2）水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），它的物理意义是．

（3）酒精的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是．

【答案】（1）甲、乙；甲、丙；（2）1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J；（3）完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

【解析】试题分析：（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，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）水的比热为4.2×103J/（kg?℃），根据比热容的定义可知其物理意义：1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J．

（3）酒精的热值是3.0×107J/kg，根据热值的定义可知其物理意义：完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

9．在探究物质某些属性的实验中，有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置，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；比较不同物质的比热容，应选择________两图进行实验；

（2）实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了________．

【答案】甲、乙甲、丙使水和煤油吸收相同的热量

【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，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) 因为加热时间能反应物质吸收热量的多少，实验中，甲与丙的加热时间相同，目的是为了使水和煤油吸收相同的热量．

【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）加热时间越长，液体吸收的热量越多，因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少．

10．在比较不同燃料热值大小的实验中，小明组装了两套完全相同的实验装置，如图所示。

（1）他分别在燃烧皿中放入质量_____的燃料甲和燃料乙。（填“相同”或“不同”）（2）同时点燃燃料后，对质量都为100g和初温都为20℃的水加热。燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯水温度为24℃。此过程水的内能_____（增大/减小）。用甲加热的水吸收的热量为_____J。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]

（3）由实验结果_____（能/不能）说明甲的热值较大。

【答案】相同增大 4.2ｘ103不能

【解析】

【分析】

（1）比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据水升高的温度比较热了的热值大小；

（2）在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．

【详解】

(1)由Q放=mq可知，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；

(2)虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度和乙杯水的温度都升高，此过程水的内能增大。燃料点燃后对质量都为100g和初温都为20的水加热，则甲加热的水吸收的热量为：Q吸

=cm J/(kg)0.1kg(30)=4.2J;

(3)虽然其它条件相同，但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小。