九年级内能的利用单元测试与练习word解析版.docx
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九年级内能的利用单元测试与练习word解析版
九年级内能的利用单元测试与练习（word解析版）
一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）
1．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，
在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：
次数
R0/Ω
r/m
B0/T
T0/s
I/A
1
10
0.1
1.0
0.1
5π×l0-2
2
20
0.1
1.0
0.1
2.5π×l0-2
3
20
0.2
1.0
0.1
10π×l0-2
4
10
0.1
0.3
0.1
1.5π×l0-2
5
20
0.1
0.1
0.05
0.5π×l0-2
（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）
（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I与R0的关系可以用图象中的图线____表示．
【答案】
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
……………1
……………2
……………3
……………4
由1234联立得：
由于
为定值，故
[2]将第一组数据带入上式得：
k=
（2）[3]若R0变，其他为定值，则
均为定值，可看作
，此为反比例函数，故可用图线c表示．
2．小明学习了燃料的热值后，自己设计一个实验来比较煤油和菜籽油的热值．他实验的装置如图，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）
加热的时间/min
0
1
3
5
7
…
燃料烧完
甲杯水温/℃
25
27
32
36
40
…
50
乙杯水温/℃
25
26
29
32
34
…
42
（1）为了便于比较，小明在实验时应控制两套装置中相同的量有__________．
（2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__________ ．
（3）这个同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及盘中菜籽油的质量．并由记录的数据，利用公式Q吸=cm（t-t0）计算出了水吸收的热量．他想通过这些数据计算出菜籽油的热值．你认为他的计算结果与真实值相比_______________．（填“偏大”“偏小”或“相等”）因为___________________________．
【答案】水的质量和燃料的质量煤油偏小菜籽油燃烧放出热量的一部分被水吸收
【解析】
（1）要想通过水吸收的热量来体现燃料燃烧放出热量的多少，则必须控制两杯水的质量以及煤油和菜籽油的质量相等；
（2）由表中数据可知，在相同时间内甲杯中的水温度升高得快，甲杯水吸收的热量多，煤油的热值较大；（3）由于燃料不一定完全燃烧，且给水加热时有热损失，因此根据Q吸=cm（t-t0）计算出水吸收的热量要比菜籽油完全燃烧放出的热量小，利用这个热量计算出菜籽油的热值，要比真实值偏小．故答案为
（1）水的质量和燃料的质量；
（2）煤油；（3）偏小；菜籽油不一定完全燃烧，且放出的热量不可能全部被水吸收，有热量损失．
3．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．
4．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＝
计算出的汽油的热值偏小。
5．为了比较水和沙子吸热本领的大小，小文做了如图所示的实验:
在两个相同的烧杯中，分別装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如表：
质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
92
124
水
30
92
163
220
（1）在此实验中用______________表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：
当物体温度变化量和______________相同时，水吸收的热量______________（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，___________升高的温度更高．
【答案】酒精灯加热时间质量大于沙子
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量越多，因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少．
（2）[2][3]分析表中的实验数据可知：
水和沙子质量相同，升高温度相同时，即温度变化量和质量相同时，水所需加热的时间比沙子更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量．
（3）[4]质量相同的水和沙子加热相同的时间，吸收的热量相同，由于Q=cm
t，又因为水的比热容大于沙子的比热容，故沙子升高的温度更高．
6．小明利用如图甲、乙、丙的装置，完成“比较不同液体的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”的两个实验，请你解答
（1）完成第2个实验需选择_______两个实验装置进行对比；
（2）在以上实验中，若液体质量和初温、燃料质量均相等，当燃料燃尽时，分别测得甲、乙、丙中温度计的示数关系为t甲>t乙>t丙，则吸热能力强的为液体_____，热值大的为燃料_____。
【答案】甲乙b1
【解析】
【详解】
（1）[1]为了比较热值大小，要用不同的燃料，加热同一种液体，并让液体的质量相同，通过温度计示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲乙两图进行实验；
（2）[2]由题知，比较a、b两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，且保证液体质量相同，应选甲丙两图；燃料燃尽，则液体吸收热量相同，比较温度变化。
根据
得，温度计示数t甲>t丙，温度变化越大，则比热容越小，液体吸热能力越弱，ca[3]比较甲和乙，燃料燃尽放出的热量转换为液体吸收的热量，根据
得，温度计示数t甲>t乙，因此Q1>Q2，则燃料1比燃料2放出热量多，根据
知，等质量的燃料1和燃料2完全燃烧，燃料1放出的热量多，则燃料1的热值大。
7．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
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/Kg
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
（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．
8．为了比较酒精和碎纸的热值大小，小明选择了两套完全相同的实验装置如图所示，先将燃烧皿内装了质量相同的酒精和碎纸片，再分别同时给质量和初温相同的水加热，最后比较相同时间内水升高的温度．为正确完成实验，请你解答下列问题：
（1）实验装置的组装顺序应该是________（选填“由上到下”或“由下到上”）；此实验是通过比较________的变化，来比较燃料热值的大小．
（2）在题干叙述的操作过程中存在的主要错误是________，按正确的操作，除了图示装置还需要的一个测量器材是________．
（3）即使按照正确方法进行实验后，也只能比较两种燃料热值的大小，而不能计算出准确的热值，这是因为________（只写一种原因即可）．
【答案】自下到上温度计示数的变化比较相同时间内水升高的温度天平燃料燃烧放出的热会散失到空气中
【解析】
【详解】
（1）酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，且不能碰到容器壁和容器底，所以放好烧杯后，再调节温度计的高度，因此必须按照自下而上的顺序进行；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；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映；
（2）实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度，再比较酒精与纸的热值大小；按正确的操作，实验需要用天平测酒精、纸、水的质量。
因此还需要的一个测量器材是天平。
（3）由于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，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些．
【点睛】
（1）实验时，需用酒精灯的外焰加热，所以要调整好铁圈的高度，然后根据温度计的使用规则固定好其位置；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）比较燃料燃烧值的大小，应控制燃烧燃料的质量相等；让相同质量的燃料完全燃烧，根据水升高的温度比较热值的热值大小；实验要控制燃料的质量，需要用天平测燃料的质量；（3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小．
9．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
燃料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值J/Kｇ
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
（1）实验装置如图所示，你认为图中器件的安装顺序是_______（由下而上／由上而下）．
（2）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、
、以及两个烧杯都应相同．
（3）实验数据记录如下表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是J/Kｇ．
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 ．（写出一点）
【答案】
（1）由下而上
（2）酒精和碎纸片的质量两杯水的质量
（3）1.2×106
（4）小存在热损失或者燃料没有完全燃烧
【解析】
试题分析：
实验器件的安装顺序一般都遵循先由下而上或者先左后右，该实验通过水温度的变化，比较水吸热的多少，要用到控制变量法，即必须控制酒精和碎纸片的质量相等，烧杯内水的质量相等，两个烧杯相同，观察表格中的实验数据可知，酒精燃烧放出的热量使水温升高了20摄氏度，同样质量的碎纸片燃烧放出的热量使水温升高了10摄氏度，即酒精的热值是碎纸片的2倍，酒精的热值已给出，即可算出碎纸片的热值，由于燃料不可能被完全燃烧，还有烧杯空气也要吸收热量，所以说实验得到的燃料热值就会比实际的值偏小．
考点：
控制变量法，燃料热值的计算．
10．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。
燃料的质量都是10g，烧杯内的液体初温相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验；在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须_____（相等/不相等）。
（2）若在研究不同燃料热值实验时，记录数据如下表：
燃料
加热前液体温度/℃
燃料燃尽时液体温度/℃
燃料的热值/（J/kg）
1
15
35
2.4×107
2
15
25
？
根据表中数据计算：
完全燃烧10g燃料1放出的热量为_____J；燃料2的热值是_____J/kg。
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_____（大/小），你认为出现这样情况的主要原因是：
_____。
【答案】甲、乙相等2.4×1051.2×107偏小有热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收
【解析】
【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，让液体的质量相相等，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，所以应选择甲、乙两图进行实验；
（2）完全燃烧10g燃料1放出的热量：
Q1＝mq1＝0.01kg×2.4×107J/kg＝2.4×105J；
因Q放＝Q吸，
所以，燃料1：
cam△t1＝m1q1，即cam（35℃﹣15℃）＝m1×2.4×107J，
燃料2：
cam△t2＝m1q2，即cam（25℃﹣15℃）＝m1×q2，
联立以上两式可得：
q2＝1.2×107J/kg。
（3）因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得的热值会偏小。
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