成都市金牛中学物理内能的利用单元综合测试（Word版 含答案）
一、初三物理 内能的利用 易错压轴题（难）
1．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放m计算出的
汽油的热值偏小。
2．如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。请根据小李的方案回答下列问题：
(1)实验前装入灯中的煤油和酒精的_____________必须相同；
(2)在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验_________(选填“能”或“不能”)达到小李的目的；
(3)燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断_______(选填“煤油”或“酒精”)的热值大；
(4)该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值__________(选填“偏大”或“偏小”),其主要原因是：_____。 【答案】质量 不能 煤油 偏小 有很多热量耗散到了空气中 【解析】 【详解】
(1)[1]本实验采用控制变量法，除了燃料种类不同其他的要相同，所以实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同；
(2)[2]在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，由于水沸腾后温度保持不变，所以该实验无法比较甲、乙两烧杯中的水，谁吸收的热量比较多，因此该实验不能达到小李的目的；
(3)[3]燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，说明甲烧杯的水吸收的热量比较多，所以由此判断煤油的热值大；
(4)[4][5]因为燃料放出的热量没有被水全部吸收，所以该实验测得的热值偏小，其主要原因是：有很多热量耗散到了空气中。
3．某物理学习兴趣小组学习了燃料的热值后，设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．实验装置如图所示，实验记录如下所示．
燃料 酒精 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/Kg 15 35 25 2.4×106 ？ 碎纸片 15 （1）为保证实验结论的可靠以及方便比较，小王同学在实验中应保持酒精和碎纸片的质量，_____ 以及两个烧杯都应相同．
（2）根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________ ．（注意带单位）
（3）通过实验计算得到的燃料热值与实际相比是________ （选填“偏大”或“偏小”），出现这样情况的主要原因是________ ．
【答案】（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失． 【解析】
试题分析：（1）本实验是用燃烧酒精和碎纸片放出的热量加热烧杯内的水，通过水温度的变化，比较水吸热的多少，从而得出碎纸片的热值与酒精热值的大小关系，再计算出碎纸片的热值，因此要控制变量（酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯）相等或相同；
（2）通过水温度的变化值得出水吸热的大小关系，也就知道燃烧酒精和碎纸片放出热量的关系，又知道燃烧的质量相同，据此得出热值关系，求出碎纸片的热值； （3）有两个原因，一是“烧杯、空气也吸收热量”，二是“燃料不可能完全燃烧”． 解：
（1 ）为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少，必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同；
（2）相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃，可见酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg；
（3）因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，所以测得的热值会偏小． 故答案为（1）两杯水的质量；（2）1.2×106J/kg；（3）小；燃料不能完全燃烧，燃料燃烧放出的热量没有被水全部吸收，存在热损失．
【点评】用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水，通过水温的变化比较水吸热多少，通过水吸热多少比较放热多少，从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热多少，即比热容的大小，较难理解．
4．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。
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．
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的 （选填“质量”或“体积”）必须相同； （2）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，实验液体a的比热容x水与实验液体b的比热容cb相比，有ca cb（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（3）比较不同物质的热值，应选择 两图进行实验，实验燃料1的热值q1与实验燃料2的热值q2相比，有q1 q2（选填“＞”、“=”或“＜”）；
（4）在甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为质量为200g的水，点燃燃料直至燃烧完，温度计的示数由20℃上升到70℃，再结合“10g”燃料这一数据，计算出燃料的热值，通过实验算出的热值与实际相比 （选填“偏大”或“偏小”），理由是： ．
【答案】（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失 【解析】
试题分析：（1）根据控制变量法的要求，根据所探究的问题，确定需要控制的变量； （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，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断两种比热容的大小关系； （3）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；
（4）存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被液体吸收，测得的热值会偏小． 解：
（1）根据控制变量法的要求，在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须相同； （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
成都市金牛中学物理内能的利用单元综合测试(Word版 含答案)
