北京师范大学第三附属中学物理内能综合测试卷(word含答案)

由天下分享时间：2025/2/16 1:34:56 加入收藏我要投稿点赞

北京师范大学第三附属中学物理内能综合测试卷（word含答案）

一、初三物理内能易错压轴题（难）

1．小明家买了一台太阳能热水器，他发现真空管是太阳能热水器的核心部件，那热水器内水吸收热量的多少与什么因素有关呢？他把问题告诉物理小组的成员，大家一起做出了如下猜想：

猜想一：热水器内水吸收的热量多少与环境温度有关；猜想二：热水器内水吸收的热量多少与光照强度有关；猜想三：热水器内水吸收的热量多少与真空管的材料有关。

（1）经查阅资料发现，真空管在内玻璃管的表面上涂有吸收涂层，用来吸收太阳辐射，其中太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。经阳光照射，太阳能转化成内能，水从涂层吸收热量，水温升高，质量________，密度________（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”），热水向上运动。

（2）实验小组在两根完全相同的真空管内装入初温、质量________的水，分别面对太阳光放入光照强度相同但温度不同的环境中，经过相同时间后测量水温，发现水温几乎相等。由此得出猜想一是______（选填正确或错误）的。

（3）小组成员联系实际，想到夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，于是他们得出结论：热水器内水吸收热量的多少与光照强度________（选填“无关”或“有关”）。

（4）在探究猜想三的实验中，该小组找到了三根外形相同但材料不同的真空管，给管内灌满水，面对阳光，每隔相同的时间检测罐内水的温度，得到的实验数据如下表所示，为了更好地利用太阳能，你建议他家应选择________制成的热水器。

20 min后的水温/℃ 14 16 18 40 min后的水温/℃ 17 19 23 60 min后的水温/℃ 19 22 28 材料初温/℃ 普通管三高管紫金管 12 12 12

【答案】可再生不变变小相同错误有关紫金管【解析】【分析】【详解】

(1)[1]再生能源是不需人为参与，可以循环再生的能源，如太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能等。

[2][3]水从涂层吸收热量，水温升高，水的多少没有变化，所以睡得质量不变，但由于水吸收热量，水的体积会增大，所以水的密度会变小。

(2)[4]实验要探究热水器内水吸收的热量多少与光照强度、环境温度、真空管的材料等因素的关系，要控制真空管内水的初温、质量相同。

[5]其它条件相同，而环境温度不同时，经过相同时间后水温几乎相等，说明热水器内水吸收的热量多少与环境温度无关。说明“猜想一”是错误的。

(3)[6]夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，说明热水器内水吸收热量的多少与光照强度有关。

(3)[7]通过实验数据可知，在日照时间相同时，紫金管温度变化量大，所以应选择紫金管制成的热水器。

2．阅读短文，回答问题 “鲲龙”AG600

国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。AG600可以在20秒内一次汲水12吨，单次投水救火面积可达4000余平方米，还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外，在任何江河湖泊，只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域，它都能“说走就走”。最大巡航速度500公里/小时，最大航程4500公里，可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚，更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机，AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米，个头儿与波音737相当，采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局，选装4台涡桨发动机。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如下表所示： WJ6发动机数量最大巡航速度发动机的热效率 4台 500km/h 40% M最大起飞质量发动机巡航推力发动机的推进效率 53.5t 4.6×104N ……

(1)如图所示，机身下部制成“V”形，这样设计的目的还有______________；机翼设计成

如图所示的截面图，当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，压强________； (2) “鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能________，动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t，总体积约5×103m3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m2，对地面的压强_________Pa；停在水面上时，排开水的体积是_________m3；(g=10N/kg，ρ水=1×103kg/ m3)

(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW，飞机在水面上以36km/h的速度匀速滑行了1min，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机受到的阻力为_________N，所蓄水的质量为__________t；

(5) “鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h，消耗燃油5000kg，燃油完全燃烧获得的内能是_________J，此过程中发动机的推进效率为__________。(燃油的热值q=4.6×107J/kg) 【答案】减小阻力小减小减小 4×105 48 2.5×105 10 2.3×1011 50% 【解析】【分析】【详解】

(1)[1][2]机身下部制成“V”形，这样设计的目的还有减小阻力的作用；当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，根据流体流速与压强的关系，流速大的地方压强小，所以机翼上方压强小。

(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，质量不变，但高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小。

(3)[5][6]若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t，总体积约5×103m3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m2，根据压强公式可得，对地面的压强为

Fmg4.8?104kg?10N/kgP????4?105Pa 2SS1.2m停在水面上时，因为处于漂浮状态，所以浮力等于重力，可以得到此时飞机所受到的浮力为

F浮=G?mg?4.8?104kg?10N/kg?4.8?105N

根据浮力公式可得，此时排开水的体积为

F浮4.8?105NV排???48m3 33?液g1.0?10kg/m?10N/kg(4)[7][8]根据题意可得，飞机在水面上的速度为

v?36km/h?10m/s

由功率公式可得，飞机受到的牵引力为

P2.5?106WF???2.5?105N

v10m/s因为飞机匀速滑行，所以飞机所受阻力为

f?F?2.5?105N

根据题意可得

f?0.5G总

则此时飞机的总重力为

G总?2f?2?2.5?105N=5?105N

此时飞机的总质量为

G总5?105Nm总=??5?104kg=50t

g10N/kg则飞机所蓄水的质量为

m蓄?m总?m机?50t?40t?10t

(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为

Q放?mq?5000kg?4.6?107J/kg?2.3?1011J

发动机获得的机械能为

W机?Q放??2.3?1011J?40??9.2?1010J

飞机飞行的路程为

s?vt?500km/h?2h?1000km?1?106m

发动机在2h内做的有用功为

W有?Fs?4.6?104N?1?106m?4.6?1010J

此过程中发动机的推进效率为

4.6?1010J???100???100??50? 10W机9.2?10JW有

3．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。

（1）实验装置中的两个烧杯的规格应_________（选填“相同”或“不同”），烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________；

（2）加热10min，水吸收的热量________（填大于、小于或等于）煤油吸收的热量；（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是__________℃，水的比热容是煤油的比热容的________倍；（4）若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。（q酒精=3.0×107J/kg）

【答案】相同质量等于 98 2 6×105 【解析】【分析】【详解】

(1)[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同，烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同，因为此实验探究的是两种液体的吸热能力，那么唯一的变量是液体的种类，而其他的量都要保持相同。

(2)[3]加热10min，即加热时间相同，那么两者吸收的热量相同。

(3)[4]由图象乙可知，水开始时温度上升，到98℃时，温度保持不变，即是水此时已经沸腾，所以水的沸点是98℃。

[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃，所用的时间分别为20min和10min，即升高相同温度，水吸收的热量是煤油的2倍，所以水的比热容是煤油的的2倍。 (4)[6]完全燃烧这些酒精放出的热量

Q放=mq酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J

4．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．

（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．

（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________

A．安全 B．省油 C．减小行驶时的阻力 D．增大爬坡的牵引力

（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：速度v/?kmh?1? 40 60 80 100 120 制动距离s/m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是_____________m．

（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为

2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行

驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为4.6?10J/kg，密度为

70.8?103kg/m3）．

（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为6m2，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2?103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为___________km/h．【答案】不可再生比热容增大热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88 【解析】

解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q＝cm△t知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D错误；故选A.(3)由P＝WFsP＝＝Fv的变形式F＝可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以ttv获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有

22（40km/h）（80km/h），解得：80km/h的制动距离为32m；(5)由发动机输出特性曲＝8s线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，每小时对外所做的有用功：W＝Pt＝30×103W×3600s＝1.08×108J；行驶100km消耗的汽油是9L＝9dm3＝9×10?3m3，则

完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝ρVq＝0.8×103kg/m3×9×10?3m3×4.6×107J/kg＝3.312×108J，发

W1.08?108J≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功动机的效率：η＝＝8Q3.312?10J率为1.2×103W/m2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P＝P太阳能η＝1.2×103W/m2×6m2×15%＝1080W；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W；由公式P＝Fv可得汽车的行驶速度：v＝

P机械F＝864W＝10.8m/s＝38.88km/h. 80N

5．同学们在进行比较水和沙子的吸热能力的探究实验．

（1）实验中需要测量水的质量．

①小范将天平放在水平台上，将游码归零，发现指针指在分度盘中线的左侧．要使横梁平衡，应该向_____调节平衡螺母（填“左”或“右”）． ②如图甲，测得烧杯和水的总质量m＝_____g．

（2）小范测得水的初温是30℃，加热一段时间后，温度计示数如图乙，则水温升高了_____℃．

（3）实验中，加热与水等质量的沙子，使其与水吸收相同的热量，发现沙子比水升高的温度高．它得出的实验结论是_____．

【答案】右 71 16 水的吸热能力比沙子吸热能力强【解析】

（1）①小范将天平放在水平台上，将游码归零，发现指针指在分度盘中线的左侧．要使横梁平衡，应该向右调节平衡螺母．

②如图甲，测得烧杯和水的总质量m=50g+20+1g=71g．

（2）小范测得水的初温是30℃，加热一段时间后，温度计示数如图乙，温度计分度值为1℃，示数为46℃，则水温升高了46℃-30℃=16℃．．

（3）实验中，加热与水等质量的沙子，使其与水吸收相同的热量，发现沙子比水升高的温度高．它得出的实验结论是水的吸热能力比沙子吸热能力强．故答案为（1）①右；②71；（2）16；

（3）水的吸热能力比沙子吸热能力强．

6．小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。同样的太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？小明想：是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。

小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下所示。照射时间/min 温度/℃ 沙子海水 0 31.0 31.0 2 31.6 32.5 4 32.1 33.8 6 32.5 34.8 8 32.8 35.8 10 33.0 36.0 12 33.1 36.3

（1）小明探究的物理问题是什么？（2分）

（2）小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像，如图所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。（2分）

（3）分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像，你能得出什么探究结论？【答案】（1）相同质量的海水和沙子，吸收相同的热量，升温快慢是否相同（2）

（3）相同的沙子和海水，吸收相同的热量后，沙子升温快【解析】试题分析：

（1）两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子，用一个100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值是在探究相同质量的海水和沙子，吸收相同的热量，升温快慢是否相同；（2）根据表格数据描点然后作图如下；

（3）由图像可知：相同的沙子和海水，吸收相同的热量后，沙子升温快。考点：比较吸热能力的实验

点评：这是比较吸热能力的实验，物理中用比热容表示物质的吸热能力。

7．为比较水、空气对牛奶的冷却效果，小明同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中（如图甲所示），一个放在空气中（如图乙所示），其他条件均相同，实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示：

（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？____________.

（2）根据表中数据，小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中；（3）本次实验中，小明发现______的冷却效果更好；

（4）进一步分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越______，小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到________的影响．【答案】牛奶质量相等牛奶的初温相等水慢温度【解析】

（1）探究水和空气对牛奶的冷却效果时，需要控制牛奶的质量和初温相等；

（2）在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象；

（3）由图象可知，在相同的时间内，甲中水的牛奶温度变化快，降温效果好；

（4）由图象分析可知，在甲图象中，前段时间内牛奶的温度变化较快，后面的温度变化缓慢；牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响

8．回顾实验和探究：比热容概念的建构

器材烧杯、______相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器、温度计、______。装置过程两只烧杯中盛有______相同的水和煤油，用电加热器加热2分钟，我们发现______温度升高的高，若升高相同的温度，______加热时间长，______吸收的热量多。一定质量的某种物质，温度升高时吸收的热量与______之比，叫做这种物质的比热容，在数值上等于______质量的某种物质温度升高______所吸收的热量。结论方法实验中用______来反映物质吸收的热量，这种研究方法是______。讨论电加热器工作时，将______能转化为内能；水吸收热量，温度升高，内能发生了______。

【答案】质量秒表质量煤油水水质量和升高温度之积单位 1℃ 加热时间转换法电转移【解析】【分析】【详解】

[1][2]所用到的器材除烧杯、质量相等的水和煤油、两个规格相同的电加热器温度计以外，还要记录测量时间用的秒表。

[3][4][5][6]两个烧杯中盛有质量相同的水和油，用电加热器加热两分钟，会发现煤油温度升高的高，如果升高相同的温度，水加热的时间长，那么可以得知水吸收的热量最多。 [7][8][9]一定质量的物质，温度升高时吸收的热量与质量和升高温度乘积之比叫做比热容，在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收的热量。

[10][11]实验中用加热时间来反应物质吸收的热量，这种研究方法是转换法。

[12][13]电加热器工作时消耗了电能，将电能转化为内能，水吸收热量，温度升高，内能发生了转移。

9．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热，如图探究“不同物质吸收热量的能力”．

（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是_____．（2）实验中，用_____反应液体吸收热量多少．

（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图乙，分析图象可知，加热10min，水吸收的热量_____（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，煤油的温度变化大于水的温度变化，由此可知，_____的吸热能力更强．（4）通过图象还可以得出当地的气压_____（填“高于”、“低于”或“等于”）标准气压，煤油的比容热为_____J/（kg?℃）．（c水＝4.2×103J/（kg?℃）【答案】控制水和煤油的质量相同加热时间等于水低于 2.1×103 【解析】【分析】

（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．

比较物质吸热能力的2种方法：

①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；

（4）根据图乙得出水的沸点，水在一个标准大气压下的沸点为100°C，根据气压减小沸点降低分析；

由图乙可知煤油和水升高30℃水和煤油的加热时间；由转换法得出煤油和水吸热关系，根

Q，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比求出煤油的比容热． mt【详解】

据c＝

（1）要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的质量相同．

（2）根据转换法，实验中，用加热时间反应液体吸收热量多少．

（3）根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，因煤油的温度变化大于水的温度变化，根据比较吸热能力的第2种方法，水的吸热能力更强．

（4）通过图乙知，水的沸点为98℃，小于100℃，根据气压减小沸点降低，故还可以得出当地的气压低于标准气压；由图乙知，煤油和水升高： 98℃﹣68℃＝30℃，