中国科技大学附属中学物理内能单元练习Word版 含答案.docx
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中国科技大学附属中学物理内能单元练习Word版含答案
中国科技大学附属中学物理内能单元练习（Word版含答案）
一、初三物理内能易错压轴题（难）
1．小明家买了一台太阳能热水器，他发现真空管是太阳能热水器的核心部件，那热水器内水吸收热量的多少与什么因素有关呢？
他把问题告诉物理小组的成员，大家一起做出了如下猜想：
猜想一：
热水器内水吸收的热量多少与环境温度有关；
猜想二：
热水器内水吸收的热量多少与光照强度有关；
猜想三：
热水器内水吸收的热量多少与真空管的材料有关。
（1）经查阅资料发现，真空管在内玻璃管的表面上涂有吸收涂层，用来吸收太阳辐射，其中太阳能属于________（选填“可再生”或“不可再生”）能源。
经阳光照射，太阳能转化成内能，水从涂层吸收热量，水温升高，质量________，密度________（后两空均选填“变大”“变小”或“不变”），热水向上运动。
（2）实验小组在两根完全相同的真空管内装入初温、质量________的水，分别面对太阳光放入光照强度相同但温度不同的环境中，经过相同时间后测量水温，发现水温几乎相等。
由此得出猜想一是______（选填正确或错误）的。
（3）小组成员联系实际，想到夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，于是他们得出结论：
热水器内水吸收热量的多少与光照强度________（选填“无关”或“有关”）。
（4）在探究猜想三的实验中，该小组找到了三根外形相同但材料不同的真空管，给管内灌满水，面对阳光，每隔相同的时间检测罐内水的温度，得到的实验数据如下表所示，为了更好地利用太阳能，你建议他家应选择________制成的热水器。
材料
初温/℃
20min后的水温/℃
40min后的水温/℃
60min后的水温/℃
普通管
12
14
17
19
三高管
12
16
19
22
紫金管
12
18
23
28
【答案】可再生不变变小相同错误有关紫金管
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]再生能源是不需人为参与，可以循环再生的能源，如太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能等。
[2][3]水从涂层吸收热量，水温升高，水的多少没有变化，所以睡得质量不变，但由于水吸收热量，水的体积会增大，所以水的密度会变小。
（2）[4]实验要探究热水器内水吸收的热量多少与光照强度、环境温度、真空管的材料等因素的关系，要控制真空管内水的初温、质量相同。
[5]其它条件相同，而环境温度不同时，经过相同时间后水温几乎相等，说明热水器内水吸收的热量多少与环境温度无关。
说明“猜想一”是错误的。
（3）[6]夏天如果没有阳光，热水器的水温就较低，而冬天如果有太阳，热水器内水温就很热，说明热水器内水吸收热量的多少与光照强度有关。
（3）[7]通过实验数据可知，在日照时间相同时，紫金管温度变化量大，所以应选择紫金管制成的热水器。
2．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
=______。
【答案】使冰受热均匀-4温度不变该物质状态不同时比热容不同
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]将装有冰的试管放入水中加热，这是水浴法，这样冰的温度变化比较均匀，并且变化比较慢，便于记录实验温度。
（2）[2]由图甲知，温度计的分度值是1°C，此时是零下，液柱上表面对准了0°C下面第4个小格处，读作−4°C。
（3）[3]由图像知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变。
[4]冰化成水质量不变，但比热容发生了变化，所以同样受热情况下，温度变化快慢不同。
（4）[5]因为同一加热装置，在相同的时间内吸收的热量相同，已知在AB段时间为2min，BC段为3min，则
3．小军利用如图所示装置和器材，探究不同物质的吸热能力。
时间（min）
0
1
3
4
5
6
7
8
9
温度（℃）
90
92
94
96
97
98
98
98
98
（1）小军设计的电路中的R甲、R乙的阻值大小必须满足的条件是______；
（2）只闭合开关S2，他首先观察了水的加热过程，测得数据如上表。
分析数据可知，该地区气压______（选填“高于”或“低于”）标准大气压；
（3）接着断开S2，待水冷却后，继续探究物质的吸热能力。
小军控制水和煤油的质量、初温都相同，他应首先闭合开关______，再闭合另外一个开关，同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。
实验表明：
水的末温比煤油______，水的吸热能力比煤油强。
【答案】R甲＝R乙低于S198低
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]探究不同物质的吸热能力时，应选用相同的热源，由图示电路图可知，两电阻并联，它们的电压相等，要使电阻在相等时间内产生的热量相等，应控制两电阻的阻值相等，即R甲＝R乙。
（2）[2]由表中实验数据可知，在水沸腾后，水不断吸收热量，但温度保持98℃不变，所以水的沸点是98℃，说明该地区气压低于标准大气压。
（3）[3]要探究水与油的吸热能力，应控制水与煤油的质量、初温相等，还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等，所以应控制两个电阻丝同时开始加热，则由图可知应先闭合支路开关S1，然后再闭合干路开关S2。
[4]实验过程中水不能沸腾，所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。
[5]实验表明：
水的末温比油低，水的吸热能力比煤油强。
4．班级各小组同学利用如图所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”：
（1）石棉网的作用是__________；
（2）记录的实验数据如下表：
时间t/min
0
2
4
6
8
10
12
14
温度t/°C
-10
-5
0
0
0
0
2.5
5
状态
固态
固液共存态
液态
根据表格中数据，在方格纸上画出温度与时间的关系图像；
（_______）
（3）分析图像，可以得出的探究结论是：
________________；
（4）实验中，0~4min冰温度升高10℃，10~14min水温度升高5℃，在两个时段加热时间相同，但物质的温度变化不同的原因可能是：
_______________；
（5）某小组做实验时发现冰熔化时间太短，为了增长时间，以下做法可行的是_____（至少一个选项正确）
A．降低冰的初始温度B．增加冰的质量
C．直接将试管放入常温的水中做实验D．用底面积更大的小烧杯代替试管做实验
【答案】使烧杯底部受热均匀
冰熔化时继续吸热，但温度不变水在固态和液态时比热容不同BC
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]烧杯从石棉网上吸收热量，受热更加均匀。
（2）[2]描点法画出图像，如下图所示：
（3）[3]由图像可以看出，冰熔化过程中虽然吸收热量，但温度一直不变。
（4）[4]固态时升温较快，液态时升温较慢，这是由于水在液态时的比热容比固态时大。
（5）[5]A．降低冰的温度，冰升温变慢，但熔化时间并不变，故A不符合题意；
B．增加冰的质量，升温变慢，熔化时的时间也变长，故B符合题意；
C．将试管放入常温的水中做实验，从水里吸收热量，由于水温较低，所以冰熔化时间变长，故C符合题意；
D．底面积更大的小烧杯，吸热面积变大，所以熔化时间变短，故D不符合题意。
故选BC。
5．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油加热（如图甲），以探究水和煤油的吸热能力。
（1）实验装置中的两个烧杯的规格应_________（选填“相同”或“不同”），烧杯中的水和煤油应具有相同的初温和__________；
（2）加热10min，水吸收的热量________（填大于、小于或等于）煤油吸收的热量；
（3）根据实验数据，小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（如图乙），由图象可知，水的沸点是__________℃，水的比热容是煤油的比热容的________倍；
（4）若本次实验共消耗酒精20g，则这些酒精完全燃烧放出的热量是________J。
（q酒精=3.0×107J/kg）
【答案】相同质量等于9826×105
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1][2]实验中两个烧杯的规格应相同，烧杯中水和煤油的初温和质量都应该相同，因为此实验探究的是两种液体的吸热能力，那么唯一的变量是液体的种类，而其他的量都要保持相同。
（2）[3]加热10min，即加热时间相同，那么两者吸收的热量相同。
（3）[4]由图象乙可知，水开始时温度上升，到98℃时，温度保持不变，即是水此时已经沸腾，所以水的沸点是98℃。
[5]相同质量的水和煤油温度从68℃升高到98℃，所用的时间分别为20min和10min，即升高相同温度，水吸收的热量是煤油的2倍，所以水的比热容是煤油的的2倍。
（4）[6]完全燃烧这些酒精放出的热量
Q放=mq酒精=20×10-3kg×3.0×107J/kg=6×105J
6．某一小组用图甲所示装置“比较不同液体吸热升温特点”．在两个相同烧杯中分别加入质量、初温相同的水和食盐水，用相同酒精灯加热直到沸腾．
（1）分别测量出水和食盐水的沸点，发现食盐水的沸点比水高．其中水沸腾时温度计的局部放大图如乙图所示，水的沸点为_______℃．
（2）实验中加热食盐水到沸腾需要的时间长，说明食盐水吸收的热量比水_______（选填“多”或“少”）．
（3）能否仅由“加热食盐水到沸腾需要的时间长”得出食盐水比热容大的结论？
答：
_________；
其原因是：
_____________________．
【答案】98多不能实验中没有保持二者质量和升高的温度相同
【解析】
【分析】
（1）根据图中所示温度计示数为98℃；
（2）在相同的酒精灯下，向相同的烧杯加热，要比较吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少，而实验中加热食盐水所用时间多，则其吸收的热量也多；
（3）要比较比热容的大小，必须得控制其他物理量不变，保证质量不变，还有一个因素，得使两者的温度差相同，才可以比较比热容的大小。
【详解】
（1）根据图中所示，温度计示数为98℃，所以水的沸点为98℃；
（2）我们知道要比较物质吸收热量的多少，就得比较加热时间的多少；
（3）要比较其中一个物理量的大小，就得控制其他物理量不变，所以在其他物理量不变的情况下才能比较，而实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
故答案为：
（1）98；
（2）多；（3）不能；实验中没有保持二者质量和升高的温度相同。
7．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．
（1）在两个相同的烧杯中应加入初温相同、___________相同的水和食用油；
（2）实验中便用相同电加热器加热的目的是：
使水和煤油在相同时间内___________相同；
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给________加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水______（“强”或“弱”）；
（4）本实验主要采用的实验方法是_____________________________．
【答案】质量吸热水弱控制变量法
【解析】
（1）比较水与食用油的吸热能力，应控制水与食用油的质量相同，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；
（2）用相同的电加热器加热，水与食用油在相等时间内吸收的热量相等
（3）实验中发现煤油的温度比水的温度升高得快，如果要使水和食用油最后的温度相同，就要给水加热更长的时间，这表明食用油的吸热本领比水弱．
（4）本实验主要采用的实验方法是控制变量法
8．在“比较不同物质吸热的情况”的实验中，用相同的电加热器加热，装置如图所示：
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/°C
20
24
28
32
36
乙的温度/°C
20
28
36
44
52
（1）实验中应量取______的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
液体的量要适当，至少要能_________电加热器的发热体，保证液体在相等的加热时间内吸收的热量______，如果液体太多则实验耗时较长；
（2）本实验使用的物理学探究方法有转换法和___________；
（3）实验中记录的数据如右上表所示，分析实验数据可知：
________的吸热能力较强；
（4）物理学中用比热容表示不同物质吸热能力的不同，上述实验中，甲和乙的比热容之比为___________。
【答案】质量相等浸没相等控制变量法甲液体2:
1
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]要比较不同物质吸热的情况，根据控制变量法的要求，要改变物质的种类，要控制不同物质的质量相同，故实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
[2][3]液体的量要适当，应使电加热器的发热体至少要能浸没液体中，保证液体在相等加热时间内放出相同的热量，如果液体太多则实验耗时较长。
（2）[4]实验中要控制液体的质量相同，采用的是控制变量法；通过加热时间长短来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少，采用的是转换法。
所以本实验使用的物理学探究方法有转换法和控制变量法。
（3）[5]因为两种液体使用的是相同的电加热器加热，所以每分钟内吸收的热量相同。
根据实验数据，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，，所以甲的加热时间更长，甲吸收的热量更多，所以甲的吸热能力强。
（4）[6]由
，在质量和升高温度的情况下，比热容与吸收的热量成正比，同样将温度升高到36℃，甲需要加热4分钟，乙需要加热2分钟，所以甲吸收的热量是乙吸收热量的2倍，因此甲的比热容是乙的2倍，即甲和乙的比热容之比为2:
1。
9．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。
将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中，并测出沙子和水的初温。
然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔lmin记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min
0
1
2
3
4
温度/℃
沙子
20
25
29
34
38
水
20
21
22
23
24
（1）实验中，加热时间实质上反应了__________。
（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。
（______）
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：
吸收相等的热量，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。
通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。
（4）该实验用到的研究方法是__________。
【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．
（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：
。
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：
吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；
（4）由
（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。
10．为了比较不同物质的吸热情况，实验小组的同学进行了实验探究．
（1）同学们选用如图甲所示的一套器材进行实验，在实验前要控制水和煤油的________和初温相同．
（2）组装好器材，他们先后在同一个烧杯中放入等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较水和煤油的________，得出结论．
（3）在对该实验进行评估时，他们认为原方案存在需要两次加热耗时较长等缺点，因此改进方案并设计了如图乙所示的装置．若使用改进后的装置按要求进行实验，会发现________（选填“水”或“煤油”）中温度的示数较高．与原方案相比，该方案除克服了上述缺点外还具有的优点是________．（答出一个即可）
【答案】质量加热时间煤油在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）
【解析】
（1）为了比较不同物质的吸热情况时，应控制质量相同，在实验前要控制水和煤油的质量和初温相同；
（2）等量的水和煤油，通过加热分别使水和煤油升高相同的温度，比较加热时间，即吸收热量的多少，则加热时间长的吸热能力强；（3）若使用改进后的装置按要求进行实验，则水和煤油吸热相同，根据Q
cm△t可知，水的比热容大，水的温度升的较低，煤油的温度较高；图乙所示的装置与原方案相比：
在同一个烧杯中加热，保持加热时间相同（合理即可）．
点睛：
本题是控制变量法的应用，仔细分析题中有几个变量是解题的关键．
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