初中物理内能和内能的利用知识点总结及答案.docx
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初中物理内能和内能的利用知识点总结及答案
初中物理内能和内能的利用知识点总结及答案
一、内能和内能的利用压轴实验培优题
1．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：
_____。
2．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）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）该物质在B点时的内能_____（大于/小于/等于）在A点时的内能；
（2）求该物质在BC段共吸收了多少热量__________？
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），求在BC阶段的热转化效率为多大_______？
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大__________？
3．如图是探究物质吸热性质的实验装置图，在两容器内分别装入质量相同的水和煤油，用两个相同的电加热器加热，用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值．
（1）用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是：
．
（2）要使水和煤油升高相同的温度，哪个需要加热的时间长？
答：
．
（3）热量是一个抽象的物理量．本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较
来实现，这种方法称为“转换法”．
（4）以下描述中同样采用“转换法”的是
A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
B．根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态
C．研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系
D．通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小
（5）下表是实验记录的数据．请分析实验数据，回答下列问题：
①比较1、2的实验数据得出的结论是：
质量相同的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量；
②比较1、4的实验数据得出的结论是：
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度；（以上两空选填“相同或不同”）
③比较2、4的实验数据得出的结论是：
．
（6）①加热过程中，用搅棒搅动的目的是；水和煤油吸热的多少是通过来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）
②关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是（填字母）
A．采用相同的加热方法B．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油C．使用相同的烧杯
4．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：
先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；
（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______
A．食用油和水的质量相等B．两套装置中的烧杯相同
C．两酒精灯的火焰大小相同D．两酒精灯内酒精的质量相等
（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见，_____（水/食用油）吸热能力较强．
（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．
5．左图是同学们比较液体比热容大小的实验装置。
某次试验中，将两支温度传感器和两个相同的试管（分别盛有初温相同、质量相同的甲乙两种液体）分别固定在铁架台上，两个试管放入同一个红外加热器中，两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。
在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对两试管内的液体加热，这两种液体在沸腾前，在计算机上得到右图所示的温度随时间变化的图像。
（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是_______。
（2）若使两种液体吸收相同的热量，则液体_______升高的温度多。
（3）由右图可知，液体_______的比热容大
6．某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。
（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有______________；加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的；
（2）实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g的水和煤油，加热不同时间使末温都达到40℃，记录的实验数据如表格所示，通过分析实验数据，能够得出的结论是：
___________；
实验组别
液体
加热时间/min
1
水
13.5
煤油
6.5
2
水
12
煤油
5.5
（3）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：
第1小组的加热时间和第2小组不同，其原因可能是_________________；
（4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是_____________________。
7．实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力，使用相同的电加热器给水和食用油加热。
（1）实验前，小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。
（2）小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，目的是使水和食用油_____相同，再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。
（3）而小丽同学使水和食用油升高相同的温度，通过比较_____来判断吸热能力的强弱。
（4）根据实验数据，小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像，由图像可知，水的温度随时间变化的图像是_____（选填“a”或“b”），煤油的比热容为_____
（5）分析图像可推断，当水和食用油升高相同温度时，_____需要的时间短，_____的吸热能力更强。
（均选填“水”或“食用油”）
（6）该实验是利用_____（选填“热传递”或“做功”）的方式来改变食用油的内能的。
8．在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。
（1）将适量碎冰放入试管中，利用水给冰加热，目的是______；
（2）某时刻观察到温度计的示数如图甲所示，为______°C；
（3）图乙是根据所测数据绘制成的图象。
由图象可知，冰的熔化特点是：
持续吸热、______；AB和CD两段图象的倾斜程度不同，原因是______；
（4）若不计热量损失，物质在AB和BC两段吸收的热量分别为Q1和Q2，则
=______。
9．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中应量取______（质量/体积）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
使用规格_____（相同/不同）的电加热器加热。
（2）实验中，通过_______（升高的温度/加热时间）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
（3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。
你认为方法可行的是_________（小明/小芳/都可行）。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
（4）分析上表数据得______（甲/乙）物质的吸热能力强，要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择_______（甲/乙）液体较为合理。
（5）小明认为实验过程是在一种理想状态下进行的，事实上实验过程中会有热量散到周围环境中。
小明想知道热量散失的过程是热传递导致还是热传递和蒸发共同作用的结果，于是他将两相同的烧杯内倒入同等质量温度相同的热水。
如果他想初步得到结果还需要怎么做？
请你自己添加器材帮他设计一简单实验来探究结果____________。
10．（提出问题）水和空气哪种物质的导热性能好？
（猜想与假设）小明进行了如下猜想：
猜想一：
水的导热性能好；
猜想二：
空气的导热性能好
（设计与进行实验）
小明用两个相同的牛奶瓶，都装入热牛奶，一个放在温度与室温相同的水中，另一个放在空气中，为了尽量减少其他因素的影响，他把两个瓶都用木块垫起来，放在同一个桌面上，如上图所示，实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数，得到的数据如下表：
（实验结论）
（1）分析表中数据，可得出结论：
_____
（评估与交流）
（2）对甲、乙两个瓶中的牛奶，除了要控制它们的初温相同外，还要控制它们的_____相同
（3）热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____（选填“增加”或“减少”）内能
（4）进一步分析表中甲的示数，小明又发现，在冷却过程中，牛奶冷却的快慢前后并不一致，是越来越___的
（实验拓展）
（5）如果有一天，你要喝一杯奶茶，下列两种冷却方法中，效果较好的是_____
A．将滚烫的热茶冷却5分钟，然后加适量冷牛奶
B．先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中，然后冷却5min
（6）物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢，若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢，则“冷却速度”可定义为：
质量为1千克的物体，_____叫做冷却速度
11．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．
12．本题有两小题：
（1）为比较水和煤油吸热升温性质的不同，江涛用两个相同的装置做了如图甲所示的实验．
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、_______相同的水和煤油；
②实验中搅拌器的作用是：
使液体______；实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较水和煤油吸收热量的多少。
③实验中发现煤油温度升高较快，水温度升高较慢，这表明________比热容较小。
（2）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图乙所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：
______和_______．实验通过比较_______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少．
13．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•℃）．
14．在比较不同燃料热值的实验中，小明利用图示两套完全相同的实验装置，分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温都相等的水加热，记录燃料燃烧相同时间后水升高的温度△t．
（1）为了正确完成实验，除了图示装置外还需要的一个测量器材是_____．
（2）实验中通过_____（填“加热的时间”或“温度计升高的温度”）来比较燃料燃烧放出热量．
（3）小明设计的方案_____（填“能”或“不能”）比较酒精和碎纸片的热值，理由是______．
15．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________．
16．物理实验中，对于一些不易直接测量的物理量，通常利用相关的物理效应间接比较其大小．
（1）如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验，该实验中“物体动能的大小”是通过________来反映的；
（2）如图所示是“比较不同燃料热值”的实验，该实验中“燃料燃烧放出热量的多少”是根据________来比较的；
（3）如图所示是“研究电流做功多少与电压关系”的实验，该实验中“电流做功的多少”是根据________来比较的．
17．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．________．
18．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 _______ ．
19．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。
20．在“探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图所示：
（1）实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和______；
（2）实验中必须要选取初温相同且______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体______相同；
（3）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则______的吸热能力更强；
（4）若甲液体的比热容为2.1×103J/（kg•°C），则乙液体的比热容为______J/（kg•°C）。
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、内能和内能的利用压轴实验培优题
1．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。
2．A
解析：
大于4.8×104J16%1.5×103J/（kg•℃）
【解析】
（1）如图该物质在AB段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B点时的内能大于在A点时的内能；
⑵如图BC段温度升高了40℃，则该物质在BC段共吸收的热量为：
；
酒精10g放出的质量为：
，
在BC阶段的热转化效率为：
⑶该物质在固态（OA阶段）时吸热2min温度身高了40℃，吸热热量是BC段吸收热量的一半，故固态时的比热容为：
3．D
解析：
（1）使水和煤油吸收的热量相同；
（2）水；（3）加热时间；（4）D；（5）①不同；②不同；③质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同；（6）①使水和煤油受热均匀；加热时间；②B．
【解析】解：
（1）实验中用同样的加热器，单位时间放出的热量才相同，用两个相同的电加热器加热相同时间的目的是使煤油和水吸收相同的热量．
（2）水的比热容大于煤油的比热容，根据Q=cm△t，要使质量相同的水和煤油升高相同的温度，水吸热较多，需要加热的时间长．
（3）本实验将“物体吸收热量的多少”转化为通过比较加热时间的长短来实现，这种方法称为“转换法”．
（4）A．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流，用到了类比法；
B．根据物质在常态下的形状和体积是否固定，可将物质分为三态，用到了归纳法；
C．研究导体的电阻与导体的长度，横截面积，材料是否有关系，要用到控制变量法；
D．通过观察木桩被重物打入沙子的深度，可比较重物重力势能的大小，用的是转换法，所以D与上述方法相同；
（5）①比较1、2的实验数据，都是水，质量相同，升高不同的温度，吸收的热量是不相同的；
②比较1、4的实验数据，物质的种类不同，加热时间相同，即吸收的热量相同，升高的温度不同，得出的结论是：
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同；
③比较2、4的实验数据，物质的质量和升高的温度相同，物质的种类不同，加热时间不同，说明吸收的热量不同，得出的结论是：
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同；
（6）①加热时，用玻璃棒不断的搅拌，可以使水和煤油受热均匀；相同的酒精灯加热相同的时间，酒精灯放出的热量就是相等的，水和煤油吸收的热量也就是相等的，水和煤油吸热的多少是通过加热时间来反映的．
②探究物质吸热性质的实验就要采用控制变量法，控制热源（酒精灯火焰的大小、与烧杯底的距离）、盛装液体的容器相同和液体质量一定，故A、C选项正确；
因为水和煤油的密度是不同的，体积相同时，质量是不同的，故B错；故选B．
故答案为：
（1）使水和煤油吸收的热量相同；
（2）水；（3）加热时间；（4）D；（5）①不同；②不同；③质量相等的不同物质，升高相同的温度时，吸收的热量不同；（6）①使水和煤油受热均匀；加热时间；②B．
【点评】解决此题要学会用控制变量法进行分析，把吸收的热量转化为通电时间的长短，考查了学生对数据的分析和理解，是中考中常见的题目
4．B
解析：
BD水水水等于食用油水
【解析】
（1）在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；
（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：
酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．
5．在相同时间内，两种液体吸收的热量相同甲乙
【解析】
（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是:
在相同时间内，两种液体吸收的热量相同;
（2）由图可知，若使两种液体吸收相同的热量，则液体甲升高的温度多。
（3）由右图可知，甲乙两种液体吸收相同热量时，乙升高的温度少，说明乙的吸热能力强，即乙的比热容大。
6．秒表加热时间长短质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同酒精灯的火焰大小不同可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量
【解析】
【详解】
（1）[1][2]煤油和水吸收热量的多少，是通过观察加热时间的长短来比较的，要计算时间，所以要用到秒表；
（2）[3]通过分析表中数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度，加热的时间是不同的，所以能得出结论：
质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同；
（3）[4]原因可能是加热装置不一样，即酒精灯的火焰大小不同；
（4）[5]在同一烧杯中，相同时间内吸收热量相同，这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。
7．质量吸热升高的温度加热时间a2.1×103煤油水热传递
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]根据比较吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，实验前，小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。
（2）[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间，根据转换法，目
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