上海市西中学物理内能的利用易错题Word版 含答案.docx
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上海市西中学物理内能的利用易错题Word版含答案
上海市西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．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，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如下：
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
25
44
花生油
25
34
（1）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：
煤油和花生油的_____相同。
（2）分析得出：
煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是_____。
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值，那么还需增加的实验仪器是：
_____利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____（选填“偏大”或“偏小”），原因是：
_____。
【答案】质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中
【解析】
【详解】
（1）[1]由控制变量法可知为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：
煤油和花生油的质量相同；
（2）[2]由表可知燃料燃尽后的以煤油为燃料的水的温度高，所以煤油的热值较大；
（3）[3]由热值的公式
可得，要计算燃料的热值就要测量出燃料的质量，还要测量出燃料放出的热量，而燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量，由公式
计算水吸收的热量就需要水的质量。
所以还需增加的实验仪器是天平；
[4][5]因为燃烧放出的热会散失到空气中没有被水全部吸收，所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
3．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。
他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验，记录结果见表：
（1）为了保证实验结论可靠，小明选择了两套相同装置，在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等，还要控制煤油和菜籽油的_________相同。
（2）实验测的数据如表（无读数错误）：
根据数据_________（能/不能）得出煤油与菜籽油热值的大小关系。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
100
菜籽油
20
100
（3）实验中不足之处可能是_________造成的。
（4）小明同学纠正实验中不足之处后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知，于是他想利用这种实验测算出煤油的热值，除了图中装置外，那么小明还要使用的测量仪器是_________。
利用此实验方法计算出的热值将比真实值_________（偏大/偏小）。
【答案】质量不能燃料质量太大（水质量太少）天平偏小
【解析】
【详解】
（1）[1]根据控制变量法可知，还应控制煤油和菜籽油的质量相同；
（2）[2]由于水温均达到沸点后温度不再上升，无法准确比较水吸收热量多少，从而无法比较煤油和菜籽油放热多少，无法得出热值大小关系；
（3）[3]水温均达到沸点，说明燃料由于质量太大放热太多或水的质量太少；
（4）[4]为了得到到水吸收的热量需要知道水的质量，为求热值还需知道燃料的质量，故还需要天平；
[5]由于热量会有所流失，则所测热量值偏小，由
可知，所求热值偏小；
4．如图所示：
甲、乙、丙三图中的装置相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体的质量和初温均相同。
当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取各温度计的示数，分别为t甲、t乙和t丙，且有t甲＞t乙＞t丙。
（1）在安装实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：
先固定_____的位置。
（选填“A”或“B”）；
（2）为了比较不同物质的吸热能力，应比较_____两幅图中的装置，其中通过观察_____来比较液体a或b吸收热量的多少。
根据题目中的信息可判断出_____的吸热能力强（选填“a”或“b”）；
（3）还可以利用_____两幅图中的装置比较不同燃料的热值。
【答案】B甲、丙加热时间的长短b甲、乙
【解析】
【详解】
（1）因酒精灯需用外焰加热，所以要放好酒精灯，再固定下面铁圈的高度，而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中，但不能碰到容器壁和容器底（即最后固定上面的铁圈），所以先固定B的位置；
（2）为了比较两种液体的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源应相同），加热不同的液体，让液体的质量相同，通过加热时间得出吸热多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验；由题可知，当燃料燃烧完时，温度计的示数t甲＞t丙，根据比较吸热能力的方法，丙图中液体b的吸热能力强；
（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、燃料的质量相同，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。
5．阅读短文，回答问题
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器：
它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度，磁钢限温器结构如图甲所示，它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成，感温磁钢及其外套由弹簧支撑．永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到1 0 3℃时，感温磁钢失去磁性．
煮饭时，按下电饭锅的按键，永久磁钢和感温磁钢吸合，同时带动连杆使加热开关闭合，电热盘通电，当温度升高到一定程度，感温磁钢失去磁性，在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热．
（1）电饭锅煮饭时，电能主要转化为 _________能．
（2）按键未按下时，弹簧处于 _________（压缩／原长／伸长）状态．
（3）磁钢限温器工作时，不同时刻的温度如下表：
在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像_____．
（4）在磁钢限温器工作过程中，感温磁钢没有磁性的是 _________
A．按下按键时 B．加热升温过程中 C．按键跳开时 D．降温过程中
（5）小明发现用该电饭锅烧开水，当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是 _______ ．
【答案】内压缩
C水沸腾时温度为1000C,达不到1030C，感温磁钢仍有磁性，按键不会跳起
【解析】
【分析】
（1）电饭锅工作时，消耗了电能，得到了内能；
（2）根据电饭锅的原理可知，感温磁钢及其外套由弹簧支撑，据此分析弹簧的状态；（3）表格中横轴为时间，纵轴为温度，故根据表格先描点，然后把所描的点用线连接即可；（4）根据电饭锅的工作原理进行分析；（5）根据题意可知当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性，按键跳起．
【详解】
本题涉及的知识是电阻大小与温度有关、能量转化和沸点．
（1）电饭锅煮饭时，把电能转化为内能；
（2）弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离，永久磁钢对感温磁钢有吸引力，在图甲状态下，弹簧在引力作用下被压缩；
（3）如图所示：
（4）永久磁钢的磁性不变，感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱，当温度达到103℃时，感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下，感温磁钢与永久磁钢分离，同时使加热开关断开，按键跳起，电热盘停止加热；
（5）水沸腾时电饭锅的按键没有跳起，原因是水的沸点低于103℃..
6．小明在探究“不同燃料的热值”实验中，用如图所示的两套相同的装置．分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料甲和乙，点燃后加热烧杯中的液体．（实验过程中，液体没有沸腾）
（1）如图中，两烧杯中所装的液体应___________．
A．质量相同，种类不同B．种类相同，质量不同
C种类和质量均要相同D种类和质量均不相同
（2）实验过程中，应让燃料___________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）．
（3）通过比较___________来判断两种燃料热值的大小．
【答案】C全部燃烧温度计示数变化
【解析】
【分析】
（1）比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；
（2）（3）1kg物质充分燃烧所放出的热量叫该物质的热值，据此分析；应让燃料全部燃烧通过温度计示数变化来比较燃料热值的大小；这种方法叫转化法．
【详解】
（1）比较不同燃料的热值，应该控制变量，故除了燃料种类不同，其他物理量均要相同,即应控制被加热液体的种类和质量不同，故选C.
（2）（3）比较不同燃料热值的实验中，同时点燃料后，需等待燃料全部充分燃烧，通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小；温度计示数越高，说明所用燃料放出的热量越多，即燃料热值越大．
7．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，烧杯内的液体质量和初温也相同，那么：
（1）小华为了比较不同物质吸热升温的特点，应选择________两图所示的进行实验．
（2）小明为了比较不同燃料的热值，应选择________两图所示的进行实验．小明利用选好的装置进行实验，同时点燃燃料后，对两只烧杯内的液体加热，记录液体燃烧相同时间所升高的温度，小明采用的实验方案存在明显的设计缺陷，请你帮他指出来．________．
【答案】甲丙甲乙两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等
【解析】
【分析】
【详解】
（1）由图可知，甲、丙两实验燃料相同，被加热的液体质量相同而种类不同，因此可以用甲、丙两实验比较不同物质的吸热升温的特点；
（2）由图可知，甲、乙两图被加热的水相同、加热用的燃料不同，可用甲、乙两图进行实验，比较不同燃料的热值；小明记录燃烧相同时间水升高的温度，存在缺陷是两种燃料燃烧相同的时间不能保证燃烧的质量相等，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度．
【点评】
（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，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；
（2）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，然后分析清楚图示情景，找出符合要求的实验；②比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧．
8．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．
9．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．
10．小王学习燃料的热值之后，自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小．
（1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_____（由下而上／由上而下）．
（2）为保证实验结论的可靠，在实验中应控制的因素有：
________，_______等．
（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．
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
？
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______（选填“大”或“小”），你认为出现这样情况的主要原因是：
________________________．
（5）另一组同学用同样的装置进行实验，在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，你能否比较出两种燃料的热值？
_______（能/不能）理由:
_________，为避免这种情况的出现，你可以对他们组提什么改进建议？
__________________________．
【答案】由下而上两种燃料的质量相等水的质量相等1.2×106小有热量损失能（也可填不能）比较水的减少量（理由是不能比较两种燃料放出热量的多少）见解析
【解析】
（1）为确保用酒精灯的外焰加热，图中器件的安装顺序是由下而上；
（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）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；（4）因为加热过程中有热量损失，所以测得的热值会偏小．（5）实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，通过比较水的减少量，也能比较出两种燃料的热值，水的减少的越多，说明燃料燃烧放出的热量越多，热值越大，但是不能精确测量热值，为避免这种情况的出现，应增加水的质量，或者减少燃料的质量．
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