九年级物理上册内能同步单元检测(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。
【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.如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中,用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录在下表中。
(l)选用相同的酒精灯,是为了使单位时间内色拉油和水______相同,不断搅拌的目的是使色拉油和水______。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除色拉油外还有______吸收热量,为尽量减小这种影响,写出一种改进方法:______。
(3)根据上表实验数据,在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知,当色拉油和水升高相同温度时,______需要的时间短,______需要吸收的热量更多。
【答案】吸收的热量均匀受热容器提高容器的初温色拉油水【解析】【详解】(l)选用相同的酒精灯,是为了使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同,不断搅拌的目的是使色拉油和水均匀受热。
(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像,开始部分并不是直线,导致此现象的原因是除色拉油外还有容器吸收热量,即开始时先要将容器本身升温,然后热量才能传递给液体;为尽量减小这种影响,可以提高容器的初温。
(3)由于水的比热容大,而色拉油的比热容小,所以当色拉油和水升高相同温度时,根据知,色拉油吸收的热量少,即色拉油需要的时间短,而水需要吸收的热量更多。
【点睛】重点是研究吸热能力的实验,注意实验中控制变量法的应用,另外要理解,相同的酒精灯可以保证在相同时间内两液体吸收的热量相等。
另外牢记水的比热容大的特点。
3.小明用相同的电加热器分别给水和食用油加热(如图甲),以探究水和食用油的吸热能力。
(1)本实验除了图甲中所给的实验器材外,还需要的测量工具有天平和______;(2)加热5min,水吸收的热量______(选填“大于”“小于”或“等于”)食用油吸收的热量;(3)比较不同物质的吸热能力,通常有两种方案方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量下表是小明记录的部分实验数据液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min 水10689820食用油10689810①分析表中信息可知小明采用的是______(选填“方案一”或“方案二”);②分析表中数据,可得出的结论______;(4)小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知,水沸腾时的特点是______,食用油的比热容是______J/(kg ⋅℃)。
[c 水=4.2×103J/(kg ⋅℃)]【答案】秒表 等于 方案二 水的吸热能力强 吸热,温度不变 2.1×103【解析】【分析】(1)(2)物体吸收热量本领的大小,不仅与物体升高的温度多少有关,还与质量的大小有关,因此要保证两者质量相等,而物体吸收热量的多少通过加热时间的长短来体现,由此可以确定需要的测量工具。
(3)根据比较吸热能力的两种方法,由表中数据分析回答。
(4)加热时水保持不变的温度为沸点,根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知水的沸点;由图可知,加热10min 温度升高30℃水和食用油所用时间,根据转换法结合=c Q m t∆在质量和升高温度相同的情况下,比热容c 与Q 成正比,据此求出食用油的比热容。
【详解】(1)[1]实验中吸收热量的多少是由加热时间来反应的,所以还需用秒表记录时间。
(2)[2]加热相同的时间,酒精灯放出的热量相同,则水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(3)①[3]分析表中信息,质量相同,比较升高相同的温度所用加热时间,故小明采用的是方案二。
②[4]分析表中数据知,取相同质量的两种物质,升高相同的温度,水吸收的热量多,即水的吸热能力强。
(4)[5]根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知,水的沸点是98℃,且继续加热但是温度保持不变,故水沸腾时的特点是吸热但温度保持不变。
[6]质量和初始温度均相同的两种液体,加热10min ,温度升高:98℃﹣68℃=30℃,水用20min ,食用油用时10min ,根据转换法,升高相同的温度,食用油吸收热量是水的一半,根据=c Q m t∆,在质量和升高温度相同的情况下,比热容c 与Q 成正比,故食用油的比热容是 3311== 4.210J /kg )C =2.110J /k ()g C 2(2c c ⨯⨯⋅⨯⋅油水 【点睛】 本题比较不同物质的吸热能力,考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和=c Q m t∆的运用,为热学中的重要实验。
4.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_____()J/kg ⋅℃ ()34.210J/kg c ⨯⋅水=℃(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。
【答案】质量 吸热 升高的温度 加热时间 a 2.1×103 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,目的是使水和食用油吸热相同;再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。
(3) [4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度,通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱;(4)[5][6]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,升高相同的温度,水加热时间长,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是a ;由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像,升高30℃,b 用时3min ,a 用时6min ,根据Q =cm △t ,在质量和升高温度相同的情况下,吸热与比热容成成正比,煤油的比热容为()()333min = 4.210J/kg =2.110J/kg 6minc ⨯⨯⋅⨯⋅℃℃ 煤油的比热容为()32.110J/kg ⨯⋅℃。
(5)[7][8] )分析图像可推断,当水和食用油升高相同温度时,煤油需要的时间短;水的吸热能力更强。
(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。
5.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。