人教版九年级物理热机10道实验专题.docx
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人教版九年级物理热机10道实验专题
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人教版九年级物理热机10道实验专题
未命名
未命名
注意事项：
第I卷（选择题）
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第II卷（非选择题）
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一、实验题
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.
（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
，它的物理含义是_____.
（3）酒精的热值为
，完全燃烧10g酒精放出的热量为_____J.
2．小明同学学习了燃料的热值后，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．（注：
燃料完全燃烧放热用Q放=mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）．自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．他组装了如图甲所示的装置进行实验，记录结果见表：
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34
（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：
煤油和菜籽油的______相同．
（2）分析得出：
煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______．
（3）小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还需要补充的实验仪器是______．利用此实验方法计算出的热值将比真实值______（填“偏大”或“偏小”）．
3．某物理兴趣小组对热现象的有关实验进行如如下探究：
在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油，用同样的热源分别对它们加热，实验装置如图甲、乙所示。
（1）安装实验器材时，应按照______（选填“自上而下”成“自下而上”）的顺序进行；
（2）小亮用甲装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。
为适当缩短实验时间。
小亮同学在烧杯中倒入一些热水，温度计示数如图丁所示，温度计读数为______℃；
（3）图戊是小亮在实验中观察到的情景，其中图______是水沸腾时的现象（选域“a”或“b”）。
水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，该现象的物态变化名称是______；
（4）为比较不同物质吸热的情况，小强用如图甲、乙所示的实验装置完成实验。
根据实验数据，小强作出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象，由图丙可知，_________的吸热能力强；
（5）小强在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了，一部分酒精泼洒在桌子上，灯内剩下酒精的热值______（选填“变大“、“变小”或“不变”），很快同学们闻到了酒精气味，这是______现象。
4．如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．
（1）在这个过程中，燃料的_____能转化为_____能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的_____能转化为塞子的_____能．
（2）在液体沸腾过程中，水的内能_____（选填“增加”“减少”或“不少”），水的温度_____（选填“升高”“降低”或“不变”）
（3）这个实验基本反映出了热机的工作原理即可以利用能对外做功，它与汽油机的_____冲程的原理相同．
5．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，烧杯内的液体初温相同：
（1）在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须_________（填“相同”或“不同”）：
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）在做“研究不同燃料的热值”的实验时，记录的数据如下表：
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
2.4×106
2
15
25
根据表中数据计算：
完全燃烧10g燃料l放出的热量为__________J，燃料2的热值为_________J/kg；
（3）通过实验得到的燃料热值与实际相比偏__________（填“大”或“小”）；原因是：
____________________。
6．某实验小组用图所示的装置粗略测量蜡的热值q，图中A桶内装有水，B为下部开了许多通气孔的罩子
（1）要完成本实验，还需要的测量工具是天平、砝码和______；
（2）罩子B的主要作用是______；
（3）实验收集的数据为：
A桶中水的质量为m水，水的初温为t1，末温为t2，蜡烛燃烧前的质量为m1，燃烧后的质量为m2。
则蜡的热值q=______（水的比热容为c水）；
（4）实验测出的热值会比真实值偏小，造成这一偏差的原因可能是______（至少有一个选项正确，将正确选项的字母填在横线上）。
A．蜡烛没有完全燃烧
B．桶A中水的质量太多
C．桶A吸收了部分热量
D．蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中
7．如图，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。
（1）要比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，利用液体的吸热量和燃料质量，根据q=
，测得的燃料热值与实际相比是偏______（大/小）。
（2）要比较不同物质吸热升温的特点，应选择______两图进行实验；实验中，不同物质吸收热量的多少是通过______来反映的。
（3）如果质量和初始温度均相同的A．B两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，则从图象可以看出，______液体的比热容较大，cA∶cB=______。
（4）接下来再用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值之比与对应水的______之比相等。
8．如图所示，甲、乙和丙三图中装置完全相同。
燃料的质量都是
，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）在“探究不同物质吸热升温的现象”实验中：
①如图丁是甲、丙装置中a、b两种液体吸热后温度随时间变化的图象，由图可以看出，______液体的比热容较大：
②小明再用
水和
水做实验，以吸收的热量
为纵坐标，升高的温度
为横坐标，分别画出
和
水的
图象，它们都是过原点的直线，即
，进一步分析发现，这两条直线的k值之比与对应水的______之比相等（选填“密度”或“质量”）；
（2）在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中：
①应选择______两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过______（选填“温度”或“加热时间”）来反应的；
②若想利用上述装置估测燃料的热值，那么还需要补充的仪器是______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏______；
③该实验在取燃料和水时都要注意适量，否则不利于得出实验结论。
当燃料质量一定时，所取水量不能过少的原因是：
______。
9．小王设计一个探究酒精和碎纸片的热值大小实验。
（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，以及方便比较，小王同学在实验中应让酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都保持______。
（3）实验数据记录如下表：
燃 料
加热前水温℃
燃料燃尽时水温℃
燃料的热值
酒 精
15
35
2.4×107
碎纸片
15
25
？
根据表中数据，计算出碎纸片的热值是______
。
（4）通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏______（选填“大”或“小”），认为出现这种情况的主要原因是：
______。
10．如图，是“比较水和食用油的吸热能力”的实验装置。
图中相同的烧杯所装水和食用油的体积_____（选填“相同”或“不同”），用规格相同的电加热器使水和食用油在相同的时间内吸收相同的热量，观察和比较它们升高的温度，实验结果表明，质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，_____不同，我们引入一个物理量_____来反映物质的这种吸热能力。
在电加热过程中，电能转化为_____。
参考答案
1．甲和乙甲和丙1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为
【解析】
【分析】
【详解】
第一空．由控制变量法知道，比较热值大小，需要用不同的燃料，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，所以，应选择甲和乙两图进行实验合适；
第二空．比较两种液体的比热容，由控制变量法知道，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，所以，应选择甲和丙两图进行实验合适；
第三空．物理学规定，单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为该物体的比热容；所以，水的比热容为
，它的物理意义是：
1kg水温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量是4.2×103J；
第四空．由Q=mq知道，完全燃烧10g酒精放出的热量是：
Q放=mq=10×10-3kg×3.0×107J/kg=3.0×105J．
2．质量煤油天平偏小
【解析】
【分析】
【详解】
（1）因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等；
（2）由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快，所以煤油的热值较大；
（3）要控制质量相等，需要用天平来测量；由于燃料并不可能完全燃烧，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，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些．
3．自下而上68a液化水不变扩散
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[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，因此按照自下而上的顺序进行安装。
（2）[2]由图丁可知温度计的分度值是1℃，温度计读数为68℃。
（3）[3]图a气泡在上升过程中，体积逐渐增大，所以是沸腾时的现象。
乙图气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以是沸腾前的现象。
[4]水沸腾时，瓶口不断冒出“白气”，是来自瓶中的水蒸气遇冷放热液化现象。
（4）[5]质量相等的水和煤油，由图丙，水和煤油升高相同的温度时，水加热的时间长，水吸收的热量多，由
可知，水的吸热能力强。
（5）[6]热值是燃料的一种特性，其大小与物质的种类有关，与燃料的质量无关，所以灯内剩下酒精的热值不变。
[7]一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，扩散现象是分子热运动的宏观体现。
4．化学内内机械增加不变内能做功
【解析】
【分析】
【详解】
（1）在实验过程中，酒精燃烧产生的化学能会转化为试管内水和水蒸气的内能，当内能增大到一定程度时，水蒸气的内能会转化为塞子的机械能，把塞子冲出去；
（2）在液体沸腾过程中，水会吸收热量，内能变大，但水的温度不变；（3）实验反映出了热机的工作原理;利用内能对外做功，汽油机的做功冲程也是内能对外做功的，二者原理相同.
【点睛】
（1）当物体对外做功时，物体的内能转化为机械能，物体的内能减小，内燃机的做功冲程就是利用这种原理；
（2）物体吸热，内能变大，水沸腾时温度保持不变；（3）汽油机的做功冲程中内能转化为机械能．
5．相同甲乙甲丙2.4×1041.2×106偏小有热量散失，没有被水吸收
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2][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；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；综上所述，在实验中，三烧杯中a、b液体的质量必须相等。
（2）[4]完全燃烧10g燃料1放出的热量
[5]若不计热损失，则
，对于燃料1而言
即
对于燃料2而言
即
联立以上两式可得
。
（3）[6][7]由于燃料燃烧释放的热量不能全部被液体吸收，有热量散失，使得实验得到的燃料热值偏小。
6．温度计防止热散失
ACD
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]测量蜡的热值时，根据
的原理进行实验，而蜡的质量用天平进行测量，燃烧焟放出的热量Q放在忽略热散失的情况下，等于A桶中内水吸收的热量，而Q吸=c水m（t-t0），所以还需要温度计来测量温度。
（2）[2]罩子B的作用是防止蜡燃烧放出的热量散失到空气中。
（3）[3]由题意知，水吸收的热量
Q吸=c水m水（t2-t1）
而Q吸=Q放，那么蜡的热值
（4）[4]据
，实验中造成测量的热值比实际值偏小的原因有：
蜡烛没有完全燃烧，造成放出的热量偏少，则热值偏小；桶A中吸收了部分热量造成水吸收的热量比实际放出的热量少，则热值偏小；蜡烛燃烧放出的热量一部分散失到空气中，造成测量的热量偏少，则热值偏小。
故ACD选项都有可能。
7．甲、乙小甲、丙加热时间的长短B1∶2质量
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]要比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料进行实验，同时，应该控制被加热物质相同，所以，应该选择甲、乙两图进行实验。
[2]由于燃料不可能完全燃烧，且放出的热量不可能完全被烧杯中物质吸收，所以，测得的热量偏小，最后算出的热值偏小。
（2）[3]要比较不同物质吸热升温的特点，就要选择不同的物质进行比较，而且需要让他们相同时间内吸收相同的热量，应该选择相同的热源，所以选择甲、丙两图进行实验。
[4]加热时，可认为热源相同时间内放出相同的热量，不考虑热损失的情况下，认为该热量被烧杯中物质完全吸收，所以，可以用加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少。
（3）[5][6]由丁图可知，升高相同温度时，B的加热时间是A的两倍，即B吸收的热量是A的两倍，故B的比热容较大，且cA∶cB=1∶2。
（4）[7]根据物质吸热公式
可知，
，故k值之比和水的质量之比相等。
8．b质量甲乙温度天平小水会沸腾，温度不变，不便于比较
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]质量和初始温度均相同的a、b两种液体，升高相同的温度，b的加热时间长，则b的吸热能力强，比热容大。
[2]根据
可知，
中的
，则有
，
，故
即这两条直线的
值与对应水的质量之比相等。
（2）[3][4]比较不同燃料的燃烧值，要用不同的燃料，加热质量相同的同一种液体，故应选择甲乙两图进行实验，通过温度的变化来反映的；温度计示数变化越大，表明吸收的热量越多，即该物质放出的热量多，热值大。
[5]利用上述装置估测燃料的热值，要控制燃料的质量相等，需要用天平来测量。
[6]由于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
小于
，依此计算出燃料的热值比真实值要偏小些。
[7]当燃料质量一定时，如果所取水量过少，则水吸热后容易沸腾，沸腾时水的温度不变，不能根据水升高的温度来比较燃料放出热量的多少。
9．自下而上相同1.2×107小烧杯和空气吸收了一部分热量或燃料不可能完全燃烧
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]实验装置如图甲、乙所示，横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是为了保证：
一是使用燃具的外焰加热，二是确保温度计的液泡不碰到烧杯底部，所以应由下而上安装。
（2）[2]在实验中要控制变量，酒精和碎纸片的质量、两烧杯中水的质量、以及两个烧杯都应相同。
（3）[3]相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热，由表格可知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℃，若燃料燃烧放出的热全部被水吸收，由
因为
可得
则
（4）[4][5]通过实验得到的燃料热值与实际相比会偏小，因为燃料燃烧时燃料不可能完全燃烧且燃烧放出的热量不可能全部由水吸收。
10．不同吸收的热量比热容内能
【解析】
【分析】
【详解】
[1]在“比较水和食用油的吸热能力”实验中，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，因为水和食用油的密度不同，所以根据
可知食用油和水的体积不同。
[2][3]质量相等的水和食用油，升高相同的温度时，加热时间不相同，即吸收的热量不相同，说明水和食用油的吸热本领不相同，物理学中用比热容来表示不同物质的这种吸热能力。
[4]在电加热过程中，消耗电能，液体的内能增大，即将电能转化为内能。
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