北京师范大学大兴附属中学物理内能达标检测卷（Word版 含解析）
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．小明在学习“物质的比热容”时，取相同质量的水和沙子，用相同的酒精灯加热，测得它们升高的温度如表，并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线． 加热时间/min 升高的水 温度/℃ 沙子 0.5 2.0 4.3 1.0 4.0 7.9 1.5 6.0 15.2 2.0 8.0 18.4 2.5 10.0 21.5
（1）用温度计测量水的初温如图甲所示，其读数为__________℃。
（2）实验中选用相同的酒精灯加热，可以认为相同时间内水和沙子__________相同． （3）请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。
（4）沙子在1.0～1.5min内升高的温度有明显异常，其主要原因是__________。 （5）小明再用50g水和100g水做实验，以吸收的热量Q为纵坐标，升高的温度△t为横坐标，分别画出50g水和100g水的Q-△t图象．它们都是过原点的直线，即Q=k△t．进一步分析，发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。
【答案】（1）18 （2）吸收的热量 （3）答案如图所示 （4）没有及时用玻璃棒搅拌，使沙子受热均匀 （5）质量
【解析】
试题分析：物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子；采用相同的加热器，可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒，沙子是固体，加热时上下沙子受热不均匀，需要不断搅拌；水是液体，加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算，水的比热是相同的，Q与△t是正比关系，所以画出来的是过原点的直线，利用Q=k△t表示它们的关系时，k=cm，c是比热容，是一个定值，实验中改变水的质量m，就是改变了k的值。 考点：比较质量相等的不同物质吸热升温快慢
3．如图所示，将初温和质量相等的色拉油和水，分别装到相同的烧杯中，探究不同物质吸热升温现象。用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录表中。
（1）选用相同的酒精灯，为使单位时间内色拉油和水________相同，不断搅拌是使色拉油和水______。
（2）导致初始阶段色拉油温度随时间的变化图像不是直线的原因，除色拉油自身外，还有________要吸收热量；要尽量减小此因素的影响，改进的方案有________（写出一种）。 （3）画出水的温度随时间的变化图像______。由图像可知，色拉油和水的温度同时升高时，________需要的时间短，________需要吸收的热量更多。
【答案】吸收的热量 受热均匀容器提高容器的初温色拉油水
【解析】 【详解】
（1）运用控制变量法，使用相同的酒精灯和保证色拉油和水的质量相同，保证加热时间相同；不断搅拌使受热均匀，防止局部过热，产生误差。
（2）容器初温过低，则液体和容器会同时吸收热量，导致温度变化不是直线，可以通过提高容器初始温度，减小容器吸收热量对实验的影响。
（3）相同的加热时间吸收相同的热量，色拉油升温更快，所以需要的时间短，而水升高相等的温度需要加热更长的时间，所以要吸收更多的热量。
4．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。
5．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验．将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温．然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min记录一次温度．实验记录如下表： 加热时间/min 0 温度/℃ 沙子 20 水 20 1 25 21 2 29 22 3 34 23 4 38 24
（1）除了图示的器材外，本实验还需要的测量工具有天平和________．
（2）水和沙子吸热的多少是通过_____ 来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”).
（3）根据实验数据，小明画出了沙子的温度随时间变化的图像（如图乙），请画出水的温度随时间变化的图像. （_______）
（4）分析图像可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________ 吸收的热量较多．
【答案】秒表 加热时间 沙子 水
【解析】
实验中需要记录不同时刻 水和沙子的温度所以还需要温度计；因为酒精灯在相同时间放出
热量的多少是一样的，加热时间越长表示物体吸热越多，所以水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的；根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来即可得到水的温度随时间变化的图像：
（4）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子； 若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多．
点睛：（1）实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少；（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；（3）分析图象分析水和沙子的温度变化情况，得出结论．
6．在比较“水和煤油吸热本领大小”的实验中，小明选取了两只相同的烧杯，且在烧杯里分别装入质量和初温都相同的水和煤油，他用两个完全相同的“热得快”给它们加热，并记录得到了表中的实验数据，请你回答下列问题： 加热时间/min 0 1 22 24 2 24 28 3 26 32 4 28 36 5 30 40 6 32 44 7 34 48 水的温度/℃ 20 煤油的温度/℃ 20 （1）两种液体相比较，温度升高比较快的是_____；
（2）小明给水和煤油加热，选用两个同样的“热得快”的目的是什么？_____ （3）如图甲所示是小明根据实验数据画出的图象，其中_____（选填“A”或“B”）表示的是水吸热升温情况．
（4）比较方法：在质量相同的情况下，比较水和煤油吸热能力的方法：①吸收相同热量，比较_____；②升高相同温度，比较_____；
（5）如图乙所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，从图象可以看出，在一年中，曲线A所示的城市气温变化较_____（选填“大”或“小”），根据上面探究过程中所获得的只是可知，曲线C表示的是_____（“沿海”或“内陆”）城市的年气温变化曲线．（c砂＜c水）
【答案】 煤油 目的是使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同 B 升高的温度 吸收的热量 大 内陆
【解析】（1）由热量计算公式Q=cm△t知道，由于水的比热容大于煤油的比热容，相同质量的水和煤油，吸收相同的热量，煤油升高的温度高；
（2）实验中用两只相同的烧杯和两个同样的“热得快”目的是在相同的时间内供给水和煤油相同的热量，使水和煤油在相同的时间内吸收的热量相同；
（3）在同样的加热时间内，两种物质吸热相等，由表中数据可知，温度升高比较快的是煤油，水升温慢，B表示水吸热升温情况；
（4）比较吸热能力的两种方法：①吸收相同热量，比较升高的温度；②升高相同温度，比较吸收的热量；
（5）由图2气温变化曲线得出，A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大；沙石的比热容比水小，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较大，所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
点睛：本题考查的是比较“水和煤油吸热本领大小”的实验，主要考查了控制变量法及转换法的运用、读图能力比较吸热能力的两种方法及用水的比热容大分析实际问题的能力，综合性较强，有一定的难度。
7．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；
（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______
A．食用油和水的质量相等 B．两套装置中的烧杯相同 C．两酒精灯的火焰大小相同 D．两酒精灯内酒精的质量相等
（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _____（水/食用油）吸热能力较强． （4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．
【答案】B D 水 水 水 等于 食用油 水 【解析】
(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．
8．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验．
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、___________相同的水和食用油； （2）实验中便用相同电加热器加热的目的是：使水和煤油在相同时间内___________相同；
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给________加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水______（“强”或“弱”）；
（4）本实验主要采用的实验方法是_____________________________． 【答案】质量 吸热 水 弱 控制变量法 【解析】
（1）比较水与食用油的吸热能力，应控制水与食用油的质量相同，在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和食用油；
（2）用相同的电加热器加热，水与食用油在相等时间内吸收的热量相等
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给水加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水弱． （4）本实验主要采用的实验方法是控制变量法
9．学校物理兴趣小组的同学在研究“探究水和沙石的吸热能力”时，选用了完全相同的加热装置分别给沙子和水加热，如图甲是同学们的实验装置图。
(1)本实验所需测量仪器有____；应控制的物理量有____；
(2)实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是________；通过对比____来比较两种物质吸热的多少；
(3)他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。若水的比热容是
4.2?103J/?kg?℃?，水和沙子的质量均为200g。根据图像信息：求加热满2min时，水吸
收了热量为_____；沙子的比热容为______。
【答案】秒表、天平 水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同 温度计的示数上升 加热时间的长短 4.2?104J 0.91?10J/?kg?℃?
3【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]本实验所需测量仪器有秒表、天平，分别测量时间和质量。
[2]根据Q?cm?t-t0?，应控制的物理量有水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同。
(2)[3]当温度计的示数上升时，能说明被加热的物体内能增加了。
[4]加热时间越长，物质吸热越多，所以可通过对比加热时间的长短来比较两种物质吸热的多少。
(3)[5][6]由于水的比热容较大，根据Q?cmΔt可知，在质量相同、吸收热量相同时，水升高的温度较小，那么b图应该是水的温度随加热时间变化的图像；水的质量是200g，2min内温度的变化量是
?t?70℃-20℃?50℃
根据Q?cmΔt可知，加热满2min时，水吸收的热量是
Q水?c水m水?t?4.2?103J/?kg?℃??0.2kg?50℃?4.2?104J
加热装置相同，加热时间相同，水吸收的热量大小等于沙子吸收的热量，即
Q沙?Q水?4.2?104J
从a图可以看到，加热满2min，沙子的温度变化量是
?t'?250℃-20℃?230℃
根据Q?cmΔt可知，沙子的比热容是
Q沙4.2?104J3c沙???0.91?10J/?kg?℃? 'm沙?t0.2kg?230℃沙子的比热容约是0.91?10J/?kg?℃?。
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10．在“比较不同物质吸热的情况”的实验中，用相同的电加热器加热，装置如图所示： 加热时间/min 甲的温度/°C 乙的温度/°C 0 20 20 1 24 28 2 28 36 3 32 44 4 36 52
(1)实验中应量取______的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。液体的量要适当，至少要能_________电加热器的发热体，保证液体在相等的加热时间内吸收的热量______，如果液体太多则实验耗时较长；
(2)本实验使用的物理学探究方法有转换法和___________ ；
(3)实验中记录的数据如右上表所示，分析实验数据可知：________的吸热能力较强； (4)物理学中用比热容表示不同物质吸热能力的不同，上述实验中，甲和乙的比热容之比为___________。
【答案】质量相等 浸没 相等 控制变量法 甲液体 2:1 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]要比较不同物质吸热的情况，根据控制变量法的要求，要改变物质的种类，要控制不同物质的质量相同，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
[2][3]液体的量要适当，应使电加热器的发热体至少要能浸没液体中，保证液体在相等加热时间内放出相同的热量，如果液体太多则实验耗时较长。
(2) [4]实验中要控制液体的质量相同，采用的是控制变量法；通过加热时间长短来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，采用的是转换法。所以本实验使用的物理学探究方法有转换法和控制变量法。
(3)[5]因为两种液体使用的是相同的电加热器加热，所以每分钟内吸收的热量相同。根据实验数据，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，，所以甲的加
热时间更长，甲吸收的热量更多，所以甲的吸热能力强。
(4)[6]由Q吸?cm?t ，在质量和升高温度的情况下，比热容与吸收的热量成正比，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，所以甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，因此甲的比热容是乙的2倍，即甲和乙的比热容之比为2:1。
北京师范大学大兴附属中学物理内能达标检测卷(Word版 含解析)
