成都电子科技大学实验中学物理内能的利用单元测试卷（解析版）
一、初三物理 内能的利用 易错压轴题（难）
1．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 煤油 菜籽油 加热前的水温/℃ 25 25 燃料燃尽后水温/℃ 44 34 （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．
2．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cA=______cB（填倍数关系）。 【答案】甲、乙 加热时间 B 【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
1 2
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c?的情况下，液体A的比热容与液体B的比热容之比：
Q，在质量和升高温度相同m?tQcAm?tQ1??? 2QcB2Q2m?t
3．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，用相同质量的燃料加热质量和初温相同的液体。
（1）若要通过实验“比较不同燃料的热值”，应选择____________两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过____________来反映的（填“温度计升高的示数”或“加热时间”）
（2）若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的实验仪器是____________。 （3）该实验装置还能比较不同物质吸热能力，为了比较这种能力。引入了比热容这一概念。物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的____________之比，叫做比热容。 （4）图丁所示a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像，由图可以看出：升高相同的温度， ____________液体吸收热量多。
【答案】甲乙 温度计升高的示数 天平 质量和升高温度的乘积 b 【解析】 【详解】
(1)[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，所以，应选择甲、乙两图进行实验，
[2]燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应；
(2)[3]因为要控制不同物质质量相同完全燃烧释放的热量，需要测量质量的工具是天平，测量温度的工具为温度计；
(3)[4]比热容的概念采用比值定义法，物理学中，将物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。
(4)[5]由图知道，如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后a液体的温度升高得较快，所以，升高相同的温度时，b液体需要加热的时间长，即b液体吸收热量多。
4．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_____J
②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＝Q吸可知，a的比热容mt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，
4.2?103J＝＝4.2×105J/kg；③酒精完全放出由Q放＝qm可知，酒精的热值为：q＝m0.01kg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
Q放
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．
5．如图甲是质量为200 g固体的熔化实验装置，乙图是根据实验数据绘制出的曲线图．
(1)根据图象和相关知识，该物质从第6 min至第8 min共吸收热量多少焦耳？[该物质的液 ℃)] 态比热容c＝3×103 J/(kg·
(2)如果从第6 min开始到第8 min，完全燃烧了热值为3.0×107 J/kg的酒精1.25 g．可估算出此过程中，热转化效率是多少？ 【答案】(1)2.4×104 J；(2)64%． 【解析】
（1）质量为200 g，即0.2kg，
Q?cm?t?3?103J/?kg?·℃??0.2kg??90℃?50℃??2.4?104J
（2）完全燃烧热值为3.0×107 J/kg的酒精1.25 g．放出的热量为：
Q放?q酒精m酒精?3.0?107J/kg?1.25?10?3kg?3.75?104J
Q2.4?104J?100%??100%?64% 热效率为：??Q放3.75?104J答案：(1)2.4×104 J；(2)64%．
点睛：考查吸热公式和热值公式的应用，容易出现问题的地方是有些同学会不统一单位直接代入公式计算，当然计算的结果肯定也是不正确的，要养成统一单位的习惯．
6．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．
成都电子科技大学实验中学物理内能的利用单元测试卷(解析版)
