北京大学附属中学物理内能单元测试题(Word版 含解析)
一、初三物理 内能 易错压轴题(难)
1.铁板文蛤是南通的特色佳肴,由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成,在体积相同的条件下,餐馆会尽量选择热容量大的炊具.热容量的定义是:物体的温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量.查阅资料知道:物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关,由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想: 猜想1:物体的质量越大则物体的热容量越大; 猜想2:物质的比热容越大则物体的热容量越大.
同学们先用图甲所示装置,将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中,将水加热至沸腾,用温度计测出水的温度,示数如图乙;将四个金属块同时从水中取出,快速放入四个相同的保温杯中,杯中盛有质量和初温(约20℃)均相同的水,过一段时间后分别测出保温杯内水的末温,收集记录的数据如下表.
(1)安装装置时应先固定线夹_______(选填“A”或“B”);图乙温度计示数为_______℃.
(2)由表中数据可知:若金属块放出的热量完全被水吸收,则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水;热容量最大的是_________金属块.
(3)分析数据可判断:猜想1、猜想2都是_______的.请选择猜想1或猜想2,说出你对该猜想作出上述判断的理由:______________________.
(4)请用热容量这个物理量,给比热容下定义:________________.
【答案】B 99 铁 铁 错误 猜想1:铁的热容量最大,但是铁的质量不是很大,铁的比热容不是最大 物体的热容量与质量之比 【解析】
【详解】
第一空.用酒精灯加热时,由于酒精灯的高度是固定的,所以安装装置时应先固定线夹B;
第二空.图乙中温度计的分度值是1℃,示数是99℃;
第三空.从表中数据可知,放入铁块的烧杯中水的末温最高,为48.1℃,
第四空.由于放入铁块的水的末温最高,说明铁块放出的热量最多,即热容量最大的是铁块;
第五空.分析数据可知,质量最大的铅块其热容量不是最大,比热容最大的铝块其热容量不是最大,故猜想1、猜想2都是错误的;
第六空.猜想1:由数据可知,铁块的热容量最大,但是铁块的质量不是最大的,故猜想1错误;猜想2:由数据可知,铁块的热容量最大,但是铁的比热容不是最大的,故猜想2错误;
第七空.物体的热容量与物体的质量之比叫做物质的比热容。
2.小军利用如图所示装置和器材,探究不同物质的吸热能力。 时间(min) 温度(℃) 0 1 3 4 5 6 7 8 9 90 92 94 96 97 98 98 98 98 (1)小军设计的电路中的R甲、R乙的阻值大小必须满足的条件是______;
(2)只闭合开关S2,他首先观察了水的加热过程,测得数据如上表。分析数据可知,该地区气压______(选填“高于”或“低于”)标准大气压;
(3)接着断开S2,待水冷却后,继续探究物质的吸热能力。小军控制水和煤油的质量、初温都相同,他应首先闭合开关______,再闭合另外一个开关,同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。实验表明:水的末温比煤油______,水的吸热能力比煤油强。
【答案】R甲=R乙 低于 S1 98 低 【解析】 【分析】
【详解】
(1)[1]探究不同物质的吸热能力时,应选用相同的热源,由图示电路图可知,两电阻并联,它们的电压相等,要使电阻在相等时间内产生的热量相等,应控制两电阻的阻值相等,即R甲=R乙。
(2)[2]由表中实验数据可知,在水沸腾后,水不断吸收热量,但温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,说明该地区气压低于标准大气压。
(3)[3]要探究水与油的吸热能力,应控制水与煤油的质量、初温相等,还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等,所以应控制两个电阻丝同时开始加热,则由图可知应先闭合支路开关S1,然后再闭合干路开关S2。
[4]实验过程中水不能沸腾,所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。 [5]实验表明:水的末温比油低,水的吸热能力比煤油强。
3.班级各小组同学利用如图所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”:
(1)石棉网的作用是__________; (2)记录的实验数据如下表: 时间t/min 温度t/°C 状态 0 -10 固态 2 -5 4 0 6 0 8 0 10 0 12 2.5 液态 14 5 固液共存态 根据表格中数据,在方格纸上画出温度与时间的关系图像; (_______)
(3)分析图像,可以得出的探究结论是:________________;
(4)实验中,0~4min冰温度升高10℃,10~14min水温度升高5℃,在两个时段加热时间相
同,但物质的温度变化不同的原因可能是:_______________;
(5)某小组做实验时发现冰熔化时间太短,为了增长时间,以下做法可行的是_____(至少一个选项正确)
A.降低冰的初始温度 B.增加冰的质量
C.直接将试管放入常温的水中做实验 D.用底面积更大的小烧杯代替试管做实验
【答案】使烧杯底部受热均匀 冰熔化时继续
吸热,但温度不变 水在固态和液态时比热容不同 BC 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]烧杯从石棉网上吸收热量,受热更加均匀。 (2)[2]描点法画出图像,如下图所示:
(3)[3]由图像可以看出,冰熔化过程中虽然吸收热量,但温度一直不变。
(4)[4]固态时升温较快,液态时升温较慢,这是由于水在液态时的比热容比固态时大。 (5)[5]A.降低冰的温度,冰升温变慢,但熔化时间并不变,故A不符合题意; B.增加冰的质量,升温变慢,熔化时的时间也变长,故B符合题意;
C.将试管放入常温的水中做实验,从水里吸收热量,由于水温较低,所以冰熔化时间变长,故C符合题意;
D.底面积更大的小烧杯,吸热面积变大,所以熔化时间变短,故D不符合题意。 故选BC。
4.如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。重物通过细绳与木块相连,细绳不可伸长,AQ为水平面,AP段光滑,PQ段粗糙。实验开始时,质量为M的重物恰好置于地
面。将质量为m的木块从P向右拉至A,PA长为L,放手后木块向左运动,最终停在B点,PB长为x,不计空气阻力、滑轮摩擦:
(1)木块在AB段运动过程中,重物的重力做的功为_________(用字母表示); (2)观察实验,小明提出猜想:木块动能的变化与重物重力做功多少有关;
(3)为了验证猜想,小明做了以下实验。重物M=0.1kg,木块m=0.9kg,改变木块从P点右移的距离L,测得一组数据,记录如下:
序号 PA的长L/m 木块在P点的速度平方1 0.1 2 0.15 3 0.2 4 0.35 5 0.43 6 0.5 v2/m?s?1 ??20.2 0.3 0.4 0.7 0.9 1.0
①根据表中数据,在图乙中作出L与v2的图像。已知物体动能的表达式为
1mv2,分析木2块动能的变化及重物的重力做功的大小,可知猜想是_________(正确/错误)的,由此得到的结论是________;
②利用实验信息分析,当L=0.8m时,木块在P点获得的动能是_________J。 【答案】mgL 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大 0.72
北京大学附属中学物理内能单元测试题(Word版 含解析)
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