内能的利用(篇)(Word版 含解析)

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．如图所示，甲、乙、丙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（选填装置序号甲、乙、丙）．（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．已知酒精的热值为3.0×107J/kg，10g酒精完全燃烧放出的热量是__J．（3）水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），它的含义是__．【答案】甲和乙甲和丙示数变化 3.0×105见解析【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，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；[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)[3]燃料燃烧放热，热量被同种液体吸收，放出热量越多，液体升高温度越多，温度计的示数变化越多；[4]酒精的质量为：m=10g=10-2kg，酒精完全燃烧放出的热量：Q放=mq=10-2kg×3.0×107J/kg=3.0×105J；(3)[5]水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），物理意义是：1kg的水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。

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．“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。

4．如图所示：甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同。

当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞t丙。

（1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先固定_____的位置。

（选填“A”或“B”）；（2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较_____两幅图中的装置，其中通过观察_____来比较液体a或b吸收热量的多少。

根据题目中的信息可判断出_____的吸热能力强（选填“a”或“b”）；（3）还可以利用_____两幅图中的装置比较不同燃料的热值。

【答案】B 甲、丙加热时间的长短 b 甲、乙【解析】【详解】（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置；（2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t ，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强；丙（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、燃料的质量相同，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。

5．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_____J②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＝Qm 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＝34.2100.01Q Jm 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．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，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。