内能的利用单元试卷(word版含答案)
一、初三物理 内能的利用 易错压轴题(难)
1.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.假设燃料完全然烧释放热量都被液体吸收.
(1)若比较不同燃料的热值,应选择______两图进行实验,燃料完全燃烧放出热量的多少,是通过_____来反映的,通过本次试验得到的燃料热值与实际热值相比偏______(选填“大”或“小”).
(2)若比较不同物质的吸热本领,应选择____两图进行实验;不同物质吸热的多少是通过____来反映的.
【答案】甲乙 升高的温度 小 甲丙 加热时间 【解析】 【分析】 【详解】
(1)[1]为了比较不同燃料的热值,应控制被加热液体相同而燃料不同,应选择甲、乙两图进行实验;
[2]燃料燃烧放出的热量被液体吸收,燃料完全燃烧放出热量的多少,可以通过液体升高的温度来反映;
[3]因为燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收,则通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏小;
(2)[4]若比较不同物质的吸热本领,应控制燃料相同而被加热的液体不同,应选择甲、丙两图进行实验;
[5]用相同的加热装置对液体加热,相等时间内液体吸收的热量相等,加热时间反应了不同物质吸热的多少.
2.如图所示,A、B、C三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量和初温都相同.
(1)比较不同燃料的热值应选择_____两个装置,比较不同物质的比热容应选择_____两个装置(选填装置序号A、B、C).
(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察温度计的_____比较燃料燃烧放出热量的多少.
(3)在“比较不同物质的比热容大小”的实验中,通过控制_____相同,使得液体吸收热量相同.
【答案】B、C A、B 示数变化 加热时间 【解析】 【分析】 【详解】
(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,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择B、C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,应选择A、B两图进行实验;
(2)燃料完全燃烧放出的热量的多少,是通过温度计示数的变化来反应;
(3)比较两种液体的比热容,根据转换法可知通过比较加热时间比较吸热多少,加热时间相同,液体吸收热量相同.
3.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:
(1)在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用_______(选填“甲”或“乙”)组器材.除了图中已经呈现的器材,这两个实验都还要用到的另一个测量工具是_________; (2)根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图象,如图丙所示,则沙子的比热容是_______J/(kg?℃);(c水=4.2×103J/(kg?℃))
(3)小明购买了一盒薯片,取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg,该测量值与真实值相比偏小,其原因可能是___________.
【答案】乙 天平 0.84×103 偏小 薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收,存在热损失. 【解析】 【分析】 【详解】
(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,因此选乙组器材.为比较不同燃料燃烧放热能力不同,比较控制物质的质量,因此还要用天平称量质量;(2)甲组实验是通过加热时
间的多少来反映物质吸收热量的多少;由图丙可以看出,质量和初始温度均相同的水和沙子,加热4分钟后,吸热相同,水温度升高10℃,沙子温度升高50℃,根据 c=量相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,故沙子的比热容是:c=
Q吸,即在Q和质mt1×4.2×103J/(kg?℃)=0.84×103J/(kg?℃);(3)薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部5Q,可知小明用上述方法测出薯片的热值为m分被空气等其他物体吸收,存在热损失,根据q=1.4×107J/kg,该测量值与真实值相比偏小. 【点睛】
(1)根据控制变量法,研究不同燃料燃烧放热能力,应控制不同燃料质量相同;(2)我们使用相同的酒精灯(或加热器)通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法.水的比热容大,即相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),水升温小,据此确定水的温度变化,根据c=
Q吸,即在Q和质量相同的情况下,比热容与升mtQ可计算出热值的大小,分析每一个m高的温度成反比,求沙子的比热容;(3)根据q=物理量与真实值的关系可知热值的偏差.
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.在探究物质某些属性的实验中,有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置,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;比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验;
(2)实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了________.
【答案】甲、乙 甲、丙 使水和煤油吸收相同的热量 【解析】 【分析】 【详解】
(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,通过温度计的示数高低得出吸热多少,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,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) 因为加热时间能反应物质吸收热量的多少,实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了使水和煤油吸收相同的热量. 【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)加热时间越长,液体吸收的热量越多,因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少.
7.为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,宗诚用酒精灯均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示.通过查阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg?℃).
(1)该物质是__________(选填“晶体”或“非晶体”),在B点时的内能__________(选填“大于” “小于” 或“等于”)在A点时的内能;
(2)该物质从第6min到第10min共吸收__________J热量,该物质在固态(OA阶段)时的比热容为____________J/(kg?℃);
(3)经测量BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),则在BC阶段的热转化效率为_________. 【答案】晶体 大于 4.8×【解析】
试题分析:(1)物体吸热内能一定增加,故该物质熔化过程中吸热,虽然温度没有变化,但内能是增加的,所以B点时的内能大于在A点时的内能.(2)由图可知该物质BC段从50℃升高到90℃,所以该物质此阶段吸收的热量
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内能的利用单元试卷(word版含答案)
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