上海思源中学物理内能达标检测（Word版含解析）一、初三物理内能易错压轴题（难）1．铁板文蛤是南通的特色佳肴，由文蛤、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成，在体积相同的条件下，餐馆会尽量选择热容量大的炊具．热容量的定义是：物体的温度升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量．查阅资料知道：物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关，由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想：猜想1：物体的质量越大则物体的热容量越大；猜想2：物质的比热容越大则物体的热容量越大．同学们先用图甲所示装置，将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中，将水加热至沸腾，用温度计测出水的温度，示数如图乙；将四个金属块同时从水中取出，快速放入四个相同的保温杯中，杯中盛有质量和初温（约20℃）均相同的水，过一段时间后分别测出保温杯内水的末温，收集记录的数据如下表．（1）安装装置时应先固定线夹_______（选填“A”或“B”）；图乙温度计示数为_______℃．（2）由表中数据可知：若金属块放出的热量完全被水吸收，则吸收热量最多的是放入了金属________的杯中的水；热容量最大的是_________金属块．（3）分析数据可判断：猜想1、猜想2都是_______的．请选择猜想1或猜想2，说出你对该猜想作出上述判断的理由：______________________．（4）请用热容量这个物理量，给比热容下定义：________________．【答案】B 99 铁铁错误猜想1：铁的热容量最大，但是铁的质量不是很大，铁的比热容不是最大物体的热容量与质量之比【解析】【详解】第一空．用酒精灯加热时，由于酒精灯的高度是固定的，所以安装装置时应先固定线夹B；第二空．图乙中温度计的分度值是1℃，示数是99℃；第三空．从表中数据可知，放入铁块的烧杯中水的末温最高，为48.1℃，第四空．由于放入铁块的水的末温最高，说明铁块放出的热量最多，即热容量最大的是铁块；第五空．分析数据可知，质量最大的铅块其热容量不是最大，比热容最大的铝块其热容量不是最大，故猜想1、猜想2都是错误的；第六空．猜想1：由数据可知，铁块的热容量最大，但是铁块的质量不是最大的，故猜想1错误；猜想2：由数据可知，铁块的热容量最大，但是铁的比热容不是最大的，故猜想2错误；第七空．物体的热容量与物体的质量之比叫做物质的比热容。
2．为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示．（1）根据图像，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些．”这位同学的判断是否正确？________请说明理由:______________________________；（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给__________加热更长的时间；（3）如果已知甲的比热容是1.8×103J/（kg·℃），则乙的比热容是_________J/（kg·℃）。
【答案】不正确因为完全相同的酒精灯，加热相同的时间，放出的热量相等，甲、乙液体吸收的热量相等乙 2.4×103【解析】【分析】【详解】（1）[1][2]升高的温度大，不代表吸收的热量多，吸收热量的多少是一样的，因为是用两个完全相同的酒精灯加热相同的时间，酒精灯放出的热量是相等，甲和乙吸收的热量也是相等的；（2）[3]由图可知，甲和乙升高相同的温度，如都温度升到40℃，甲需要的时间是3min，乙需要的时间是4min，乙需要更长的加热时间，这说明乙的吸热能力强一些；（3）[4]根据t=cmQ ∆可知，在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比， 我们可以取相同的加热时间4min ，用相同的酒精灯加热4min ，甲和乙吸收的热量就是相同的，甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃，乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃，乙的比热容()()3340 1.810J /kg 2.410J /kg 30c =⨯⨯=⨯乙℃℃℃℃。
3．在做“观察水的沸腾”实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格、酒精灯火焰大小一样的实验器材，如图A 装置进行实验。
（1）图B 中，温度计的示数为________℃；（2）三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象（如图C ），不计能量损耗，则三烧杯中的水的质量：m a ______m b ；m b ______m c 。
由图象还可以判断水面上方的气压________一个标准大气压（以上三空均选填“＞”“＝”或“＜”）；（3）水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃），质量为200 g 的水从30 ℃加热到80 ℃，水吸收的热量是________J 。
【答案】47 ＜ ＞ ＜ 42000【解析】【分析】【详解】(1)[1]在温度计上，10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃；“50”在“40”以上，说明温度高于0℃，为47℃。
(2)[2][3][4]由图2可以看出，a 、b 、c 的沸点相同，其中a 、b 初温相同，加热到沸腾所用的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况；初温相同，b 的加热时间比a 的长，故b 的质量大与a 的质量；a 、c 的温度随时间变化的图象是平行的，在相同时间内升高的温度相同，故a 的质量等于c 的质量，所以可得a cb m m m =<由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。
(3)[5]水吸收的热量为()3=∆=⨯⋅︒⨯⨯︒︒4.210J/(kg C)0.2kg80C-30C=42000JQ c m t4．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/min024********温度t/°C-10-50000 2.55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．如图所示是“比较水和沙子吸热升温的属性”的实验装置．（1）除了图示的器材外，本实验要用到的测量工具还有_____；加热过程中，用搅棒搅动的目的是_____：水和沙子吸热的多少可以通过_____来反映的（选填“温度计示数的升高值”或“加热时间”）（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较_____；若温度计示数的升高值相同，比较_____．（3）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（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）B．易拉罐中分别装入相同体积的水和沙C．使用相同的易拉罐．【答案】天平使物体受热均匀加热时间温度升高的读数加热时间 B【解析】【分析】【详解】（1）根据吸热公式Q=cm△t可知，实验还需要称质量的天平，用搅棒搅动的目的是为了让沙子和水受热均匀；放热设备相同，只能通过加热时间来控制水和沙子吸热，所以还需钟表．（2）在本实验中，可用来比较水和沙子吸热升温本领的方法是：若加热时间相同，比较温度计的示数升高值的多少；若温度计示数的升高值相同，比较加热时间；沿海地区昼夜气温变化比内陆地区气温变化小的原因是：水的比热容比泥土和沙子的比热容大．（3）该实验的变量控制，需要控制相同的加热方法（如酒精灯火焰的大小，与易拉罐底的距离等）、使用相同的易拉罐、水和沙子的质量；如果体积相等，他们的质量一定不同，所以不正确的是B．6．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是___________A ．安全B ．省油C ．减小行驶时的阻力D ．增大爬坡的牵引力（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：速度()1v /km h - 40 60 80 100 120 制动距离s /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是_____________m ．（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为74.610J /kg ⨯，密度为330.810/kg m ⨯）．（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ⨯，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ．【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88【解析】解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P v可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有2240km /h 80km /h 8s（）（）＝，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10−3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10−3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发动机的效率：η＝881.08103.31210W J Q J⨯⨯＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：v ＝86480P W F N机械＝＝10.8m/s ＝38.88km/h.7．如图甲所示是某实验小组用初温相同、质量相等的水和煤油做“比较不同物质吸热的情况”的实验装置．（1）图甲实验装置中除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平和________；加热过程中，水和煤油吸热的多少是通过_________________来确定的．（2）另一实验小组对图甲实验装置进行了改进，将分别装有质量相等的水和煤油的试管放在同一个盛水的烧杯内加热如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是：______________________________________________。