西安益新中学物理内能的利用易错题(Word版 含答案)

西安益新中学物理内能的利用易错题（Word版含答案）

一、初三物理内能的利用易错压轴题（难）

1．在“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”实验中．

（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、烧杯、铁圈、燃具等器件在铁架台上的安装顺序应是_____（填“由下而上”或“由上而下”）．

（2）实验中除了酒精和碎纸片的质量应该相等之外还应保持_____相同（举出一条即可）．

（3）实验中通过比较_____来比较酒精和碎纸片燃烧放出的热量不同．

（4）根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中，热值较大的是_____．燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃

酒精1535

碎纸片1525

【答案】由下而上水的质量、水的初温等水的温度差酒精

【解析】

（1）为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材；

（2）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；

（3）实验中，用酒精和碎纸片燃烧给水加热，可通过水升高的温度来比较酒精和碎纸片放出的热量多少；

（4）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．

故答案为（1）由下而上；（2）烧杯内水的质量；（3）水升高的温度；（4）酒精．

2．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＝Q

m t

吸，即在Q和质

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＝1

5

×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

分被空气等其他物体吸收,存在热损失,根据q＝Q

m

,可知小明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．

【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

m t

吸，即在Q和质量相同的情况下，比热容与升

高的温度成反比，求沙子的比热容；（3）根据q＝Q

m

可计算出热值的大小，分析每一个

物理量与真实值的关系可知热值的偏差．

3．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c b相比，有c a c b（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，应选择甲丙两图进行实验；甲、丙所示实验中所用燃料种类与质量相同，则燃料燃烧释放的热量相等，即Q甲=Q丙，

燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则Q a=Q b，

甲、丙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T丙，则△t甲＞△t丙，即△t a＞△t b，

因为Q a=Q b，m相等，△t a＞△t b，Q=cm△t，

所以由c=可知，c a＜c b．

（3）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，应选择甲乙两图进行实验；由题意

在，甲、乙两实验烧杯中液体的初温相等，末温T甲＞T乙，则△t甲＞△t乙，

由图甲、乙所示实验可知，两烧杯中的液体种类即比热容c、质量m都相等，由热量公式Q=cm△t可知，

Q甲＞Q乙，燃料燃烧释放的热量被烧杯中的液体吸收，则燃料释放的热量Q1＞Q2，

由于甲乙两实验所使用的燃料质量m相同而种类不同，由Q=mq可知，q1＞q2．

（4）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．故答案为：（1）质量；（2）甲、丙；＜；（3）甲、乙；＞；（4）小；存在热散失．

4．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．

（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）水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），它的物理意义是．

（3）酒精的热值为3.0×107J/kg，它的物理意义是．

【答案】（1）甲、乙；甲、丙；（2）1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J；（3）完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

【解析】试题分析：（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）水的比热为4.2×103J/（kg?℃），根据比热容的定义可知其物理意义：1kg水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4.2×103J．

（3）酒精的热值是3.0×107J/kg，根据热值的定义可知其物理意义：完全燃烧1kg酒精放出的热量是3.0×107J．

5．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，烧杯内液体的质量都相同．

（1）比较不同燃料的热值应选择两个装置（选填装置序号A、B、C），当温度计的示数变化相同时，燃料剩下的越多，则该燃料的热值．（选填“越大”或“越小”）

（2）比较不同物质的吸热能力应选择两个装置（选填装置序号A、B、C），当燃料燃烧相同的时间，温度计示数变化越大的那杯液体的比热容．（选填“越大”或“越小”）

【答案】（1）B、C；越大；

（2）A、B；越小．

【解析】

试题分析：（1）根据控制变量法的应用规则，要比较不同燃料的热值，必须取不同种类的燃料；放出相同的热量，消耗的燃料越少，燃料的热值越大；

（2）要比较不同物质的比热，就要取不同种类的液体；质量和初温相同的液体，吸收相同的热量，升高温度越高的液体比热容越小．

解：（1）由图知，要比较不同燃料的热值，需要选择B和C两图，因为只有燃料不同；由热值公式q=可知，当温度计的示数变化相同时，放出的热量相同，燃料消耗的越少，剩下的越多，该燃料的热值越大；

（2）要比较不同物质的吸热能力应选择A和B两图，因为只有液体种类不同；

当燃料燃烧相同的时间，放出相同的热量，液体a和液体b吸收的热量相同，由热量公式Q=cm△t可知，液体a和液体b在质量相同时，温度变化越大，吸热能力越差，即比热容越小．

故答案为：（1）B、C；越大；

（2）A、B；越小．

点评：本题考查了学生对热值概念、比热容概念的了解与掌握，分析时利用好控制变量法是解决本题的关键．

6．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/（k g?℃）；

（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×

1.5× 16%

【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()340t-t =310/()0.490-50=4.810Q Cm J Kg Kg J =?????（）℃℃℃．0-A 段加热了两分钟，B-C 段加热了4分钟，所以BC 段吸收的热量是0A 段吸收热量的2倍，

432.410===1.510/()Δt 0.440Q J C J Kg m Kg ℃℃

????，（3）BC 段的热转化效率474.810====16%3.010/0.01Q Q J Q mq J Kg Kg

η???放． 考点： 比热容、热值、热效率

7．如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的 棉花，用力将活塞迅速向下压，看到的实验现象是________________，此 实验得到的结论是：对筒内气体做功，它的内能会________________________（选填“增大”、“减 小”或“不变”），其能量转化情况与四冲程汽油机的_____________________________冲程相同，某台 汽油机飞轮的转速为 2400r/min ，在 1s 内，汽油机对外做功________次．实 验中如果不放入棉花，将活塞迅速向下压，筒内气体温度________（选填“会” 或“不会”）升高．

【答案】棉花燃烧（筒内有火花） 增大 压缩 20 会

【解析】

解答：在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速向下压，棉

花燃烧起来；说明压缩筒内空气做功，使空气的内能增加，筒内气体的温度升高；汽油机飞轮的转速为 2400r/min，即40r/ s 内，2r对外做功一次．1s 内汽油机对外做功20次；空气压缩引火仪实验中，活塞的机械能转化为空气的内能，与内燃机的压缩冲程相似，筒内气体温度会升高．

点睛：改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能．

8．在“比较不同燃料热值”的实验中，小明利用与图示完全相同的两套实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙，点燃后对质量都为100g和初温都为20℃的水加热燃烧相同时间后，用甲加热后的水温度为30℃，另一杯水温度为24℃．实验中通过比较_____（加热时间/水升高的温度）来比较水吸收的热量的．此过程水的内能_____（增大/减小），用甲加热的水吸收的热量为_____J，此时_____（能/不能）说明甲的热值较大．水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）．

【答案】水升高的温度增大 4.2×103不能

【解析】

吸收的热量越多，质量和初温都相同的水温度升高的度数大，则燃料燃烧放出热量的多少是通过温度计升高示数反映的；水吸热过程中，水温度升高，水的内能增大；用甲加热的水吸收的热量为：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg?℃）×0.1kg×（30℃﹣20℃）＝4.2×103J；虽然在其它条件相同时，甲杯水的温度升高的较快，即甲燃烧产生的热量多，所以其热值大．但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较，故不能比较热值的大小．

9．为了比较不同燃料的热值，小明设计了如图甲、乙、丙所示的三种方案．三套实验装置完全相同．燃料的质量、烧杯内液体的初温与质量也都相同．

（1）小明应选择______________两图对应方案进行实验．

（2）实验中还应控制燃料燃烧的______________(选填“时间”或“质量”)相同．

（3）实验完成后，画出被加热液体的温度随时间变化的关系图象如图丁所示．由此可知，燃料1燃烧2分钟放出的热量____________（选填“大于”“小于”或“等于”）燃料2

燃烧3分钟放出的热量.

（4）忽略热量的散失，由图丁可知，燃料1的热值为燃料2热值的____________倍．【答案】甲乙质量大于3

【解析】（1）由图知道，根据控制变量法的要求，应控制其它条件相同，而只改变燃料的种类不同，故甲、乙两图符合要求；

（2）实验中还应控制燃料燃烧的质量相同，通过比较温度计的示数来比较热量的多少；（3）由图丁知道，燃料1燃烧2min，燃料2燃烧3min，液体a升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量；

（4）由公式Q=cm△t知道，二者放出的热量之比是：Q1：Q2=a a

b b

cm t t

cm t t

=

=35℃?20℃/25℃?20℃=3：1，由公式Q=qm知道，二者的热值之比是：q1：q2 =1

2

3

1

Q m

m Q

?=，故燃料1的热值为燃料2热值的3倍。

点睛：本题考查了比较不同燃料的热值的实验设计，解题的的关键是运用好控制变量法，同时还要对热量、热值的相关公式有一个熟练的掌握，有一定难度。

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）11535 2.4×107

21525？

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 2.4×105 1.2×107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：c a m△t1＝m1q1，即c a m（35℃﹣15℃）＝m1×2.4×107J，

燃料2：c a m△t2＝m1q2，即c a m（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。