江苏省苏科版初三物理上学期第十二章 机械能和内能第四节机械能和内能的相互转化.docx
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江苏省苏科版初三物理上学期第十二章机械能和内能第四节机械能和内能的相互转化
江苏省苏科版初三物理上学期
第十二章机械能和内能第四节机械能和内能的相互转化
热值实验基础练习
实验题
1.
小明设计了“比较不同燃料热值的实验”，步骤如下：
①准备两套与图示完全相同的实验装置；
②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片；
③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热；
④记录燃烧相同时间水升高的温度△t．
（1）从以上步骤中可看出，实验时通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少．下列实验中也用到这种思想方法的是______（选填选项前面的序号）．
A．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下
B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变
C．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小
D．为了更好地研究磁场而引入磁感线
（2）小明设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷，请你帮他指出来．
答：
______（只需填步骤前的序号）．
（3）小华针对小明方案中的缺陷进行修改，简要写出修改后的该项步骤．
答：
______．
（4）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度△t1是用纸作为燃料水升高的温度△t2的2倍．由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论．
答：
______（选填“能”/“不能”）．
2.
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10g的酒精和碎纸片，同时点燃后对质量和初温相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的温度△t。
（1）实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，下列实验中也用到这种思想方法的是______。
A．探究串联电路电压的特点时，用不同规格的灯泡串联
B．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下
C．探究杠杆平衡条件时，每次都是在水平平衡时测量力臂
D．研究动能大小的影响因素时，通过比较木块被撞后移动的距离来知道动能大小的关系
（2）小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来。
______
（3）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度△t1是用纸作为燃料水升高的温度△t2的2倍。
由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论。
______（能/不能）；简要说明理由______。
3.
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相等的水加热，记录燃烧相同时间水升高的温度△t。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是______（从上到下/从下到上）。
（2）实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，下列实验中也用到这种思想方法的是______。
A．研究导体中的电流与电压的关系时，保持导体的电阻不变
B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变
C．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下
D．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小
（3）小明设计的方案存在明显的缺陷，请你帮他指出来。
（4）小华针对小明方案中的缺陷进行修改。
简要写出修改后正确的实验方案。
（5）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度△t1是用纸作为燃料水升高的温度△t2的2倍。
由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论。
答：
______（能/不能）；简要说明理由______
4.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）实验数据记录如表：
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
？
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_____（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？
________。
5.某同学利用如图所示装置探究燃料的热值和液体的比热容．甲、乙、丙三图中的装置完全相同．燃料1和燃料2的质量相同，液体a和液体b的质量也相同．
（1）实验主要用到的物理方法是______．
（2）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验；在燃烧相同质量的燃料后比较______就可以比较出不同燃料的热值大小．比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验；在加热相同时间后通过比较液体升高的温度就可以比较出不同液体的比热容大小．
（3）若燃料1是酒精，液体a是水，可根据乙图温度计的示数变化量计算燃料2的热值、可根据丙图温度计的示数变化量计算液体b的比热容．由于存在热量散失和燃料不能完全燃烧等因素，在用乙图计算燃料2的热值时，计算结果比燃料2热值偏______；在用丙图计算液体b的比热容时，计算结果偏______．
6.小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系，他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果如表：
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性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量______。
但对于两杯水的初温他们的看法却不同。
请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。
所以，实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为因为探究过程中他们采用了______法，所以只有燃料的______不同，其他因素都必须控制相同。
如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的______就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。
所以，实验时必须控制水的初温相同。
③你认为______（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是______。
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。
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。
小辉他想通过这些数据
计算出煤油和菜籽油的热值。
你认为他的计算结果是否可靠并说明理由？
______。
7.
小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。
他们组装了如图甲和乙所示的装置进行实验，记录结果见下表：
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性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量______。
但对于两杯水的初温他们的看法却不同，请将下列他们的想法补充完整。
①小辉认为实验中是直接用______来表示煤油和菜籽油放出热量的多少，所以，实验中两杯水的初温可以不同。
②小明认为探究过程中他们采用了______法，所以只有燃料的______不同，其他因素都必须控制相同。
如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的______就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化慢的情况。
因此，实验时必须控制水的初温相同。
③你认为______（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
8.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______（选填“A、由下而上”B、“由上而下”填序号）。
（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控制的因素有______，______等
（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J•kg-1
酒精
15
35
2.4×106
碎纸片
15
25
？
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______（选填“大”或“小”），这是因为______、______。
（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？
______。
9.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。
（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？
_______________________________________________.
10.小明学习了燃料的热值后，设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系．组装了如图所示的装置进行实验，记录结果见下表：
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性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且使两种油和两杯水的质量相同，但对于两杯水的初温他们的看法却不同．请将下列他们的想法补充完整．
①小辉认为实验中是直接用_____________ 来表示煤油和菜籽油放出热量的多少．所以，实验中两杯水的初温可以不同．
②小明认为因为探究过程中他们采用了控制变量法，所以只有燃料的______不同，其他因素都必须控制相同．如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水热量损失就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况．所以，实验时必须控制水的初温相同．
③你认为______（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理．
（2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是______．
（3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量．并由记录的数据计算出了水吸收的热量．小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值．你认为他的计算结果是____________（选填“可靠”或“不可靠”）的．理由是___________________．
答案
1.【答案】C；④；比较燃料完全燃烧后水升高的温度；不能
【解析】解：
（1）实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法；
A、探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法；
B、研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用了控制变量法；
C、探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小，采用了转换法；
D、物理学家用磁感线来描绘磁场，是利用的模型法．
故选C；
（2）在“比较不同燃料热值的实验”时，应控制燃料的质量相同，燃烧相同的时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，故小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度；
（3）燃料完全燃烧后，燃烧的燃料的质量是相同的，根据Q=mq可知，在质量相同的情况下，根据放出热量的关系可以比较燃料的热值；由于放出的热量无法直接测出，可以根据水升高的温度来判定热量的多少；
（4）用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论．
故答案为：
（1）C；
（2）④；（3）比较燃料完全燃烧后水升高的温度；（4）不能．
（1）通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，应用了转换法，对各个选项进行分析，得出与该方法一致的选项；
（2）（3）比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧；
（4）燃料释放的热量不一定全部被水吸收，不能根据水升高的温度关系确定酒精与纸的热值关系．
本题考查了比较酒精与纸的热值大小实验，实验应用了转换法和控制变量法，知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题．
2.【答案】D 不应该记录燃烧相同时间水升高的温度 不能 用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收
【解析】解：
（1）实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法；
A、探究串联电路电压的特点时，为了寻找普遍规律，用不同规格的灯泡串联，采用了归纳法；
B、探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法；
C、探究杠杆平衡条件时，每次都是在水平平衡时测量力臂，采用了归纳法；
D、研究动能大小的影响因素时，通过比较木块被撞后移动的距离来知道动能大小的关系，采用了转换法。
故选：
D。
（2）小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度；
（3）用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，
因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论。
故答案为：
（1）D；
（2）不应该记录燃烧相同时间水升高的温度；
（3）不能；用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收。
（1）通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，应用了转换法，对各个选项进行分析，得出与该方法一致的选项；
（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；
（3）燃料释放的热量不一定全部被水吸收，不能根据水升高的温度关系确定酒精与纸的热值关系。
本题考查了比较酒精与纸的热值大小实验，实验应用了转换法和控制变量法，知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。
3.【答案】从下到上 D 不能 用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收
【解析】解：
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：
先调整固定下面的位置，再调整固定上面的位置，即从下到上；
（2）实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法；
A、研究导体中的电流与电压的关系时，保持导体的电阻不变，采用了控制变量法；
B、研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用了控制变量法；
C、探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法；
D、探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小，采用了转换法。
故选D；
（3）小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度；
（4）结合（3）可知，应比较燃料完全燃烧后水升高的温度；
（5）用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论。
故答案为：
（1）从下到上；
（2）D；（3）不应该记录燃烧相同时间水升高的温度；（4）比较燃料完全燃烧后水升高的温度；（5）不能； 用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收。
（1）在安装、调整实验器材时，要先安装下面的，因为如果先安装上面的，下面不一定合适。
（2）通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出的热量，应用了转换法，对各个选项进行分析，得出与该方法一致的选项；
（3）（4）比较热值大小时，保证其它条件一定时，需让燃料完全燃烧；
（5）燃料释放的热量不一定全部被水吸收，不能根据水升高的温度关系确定酒精与纸的热值关系
本题考查了比较酒精与纸的热值大小实验，实验应用了转换法和控制变量法，知道实验原理、正确应用控制变量法即可正确解题。
4.【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
（5）不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量
【解析】【分析】
本题考查燃料的热值的知识，根据实验过程进行分析，要注意控制变量法的应用，有一定的难度。
（1）安装实验仪器一般按照先下后上，先左后右的顺序安装；
（2）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；
（3）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；
（4）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”；
（5）液体沸腾后吸热温度保持不变，据此进行分析。
【解答】
（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）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。
（5）因为水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少，所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了，将不能比较两种燃料的热值；为避免出现在实验中水沸腾的现象，应增加水的质量或减少燃料的质量。
故答案为：
（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；（5）不能；水沸腾后吸热温度保持不变，因此无法比较燃料放出热量的多少；增加水的质量或减少燃料的质量。
5.【答案】控制变量法；甲、乙；上升温度高低；甲、丙；小；大
【解析】解：
（1）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；
（2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同；故应选择甲、乙两图进行实验．
比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验．
（3）因为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，比热容偏大．
故答案为：
（1）控制变量法；
（2）甲、乙；甲、丙；上升温度高低；（3）小；大．
（1）物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题．每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；
（2）燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应．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；比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同；根据控制变量法的要求分析答题；
（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；比热容偏大．
此类实验问题，要结合控制变量法进行分析研究，通过观察温度的变化判断燃料热值的大小．
6.【答案】相等 水温升高的多少 控制变量 种类 散热 小明 煤油 不可靠，燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收
【解析】解：
（1）根据Q放=mq，燃料燃烧放出热量的多少与物体的质量和热值有关，所以要探究热值的大小，需使菜籽油和煤油的质量相等；
水吸收热量后温度的变化，与吸热的多少及质量有关，所以还要控制两杯水的质量相等；
①质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示煤油和菜籽油放出热量的多少；
②要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；
根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同；
③由上分析知，小明的分析更加合理；
（2）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值较大；
（3）在实验过程中，燃油不可能完全燃烧，且燃料燃烧放出的热量一部分直接散失掉、一部分被烧杯吸收，同时水也会向外散热，所以不能通过水温的变化得出燃料燃烧放出的热量，计算结果不准确。
故答案为：
（1）相等；①水温升高的多少；②控制变量；种类；散热；③小明；
（2）煤油；
（3）不可靠，燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收。
本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小，又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关，又与燃料的热值大小有关，根据此进行分析。
根据Q吸=cm△t知，质量相同的同种物质升高的温度与吸收热量的多少有关，此实验通过这个原理来反映两种燃油燃烧放出热量的多少；
根据Q放=mq，质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量与其热值有关，根据水温的变化情况可得知两种燃油燃烧放出热量的大小关系，从而判断出燃油的热值大小，整个过程中应用了控制变量法。
7.【答案】相等 水温升高的多少 控制变量 种类 散热 小明 煤油
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