上海弘文学校物理内能（提升篇）（Word版含解析）
一、初三物理内能易错压轴题（难）
1．（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
【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】
【详解】
（1）分析可知，在相同时间内水中冷却速度更快，所以在水中比空气中冷却效果更好；（2）在研究空气和水的导热性时，应该保证其它条件相同，除了水的初温外还要保证水的
质量相等；（3）由于水与牛奶瓶有温度差，所以要发生热传递，即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能；（4）这是由于随着牛奶温度下降，周围水的温度在升高，使牛奶冷却的速度变慢，因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响．所以当实验时间较长时，相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢，就是指冷却速率变慢．（5）根据（4）中的结论，物体冷却随时间推移是先快后慢，本质原因是温差逐渐缩小，奶茶热的时候温度下降得快，开始快后来越来越慢，开始先让它保持较高的温度，可以在五分钟内放出更多的热量，然后加入冷牛奶，利用热传递使其再次降温。故选A；（6）根据题意可定义冷却速度为：质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。
2．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)。
【答案】电加热丝质量吸收的热量乙 4.2×103
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]实验过程中温度计的玻璃泡不要碰到烧杯底部、侧壁和电加热丝。
(2)[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。
[3]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。
(3)[4]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像，由图知，加热5分钟，甲升高的温度为
60°C ?20°C =40°C
乙升高的温度为
40°C ?20°C =20°C
即乙升温小，故乙的吸热能力更强。
(4)[5]根据Q c m t
=
?在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，结合(3)[4]，故乙液体的比热容为
()()3340C 2.110J/kg C 4.210J/kg C 20C
c ?=???=??? 3．小明和小亮通过实验“比较水和铁砂的吸热能力”。他们在两个相同试管中分别加入一定量的初温为20℃的水和铁砂，分别用同一酒精灯加热二者。经正确操作收集了表格中信息：
(1)实验中他们用停表记录加热时间，目的是____；
(2)加热的过程中，水和铁砂内能____，表现为其温度____；
(3)他们通过实验得到下表的数据：
质量/g 末温/℃ 加热时间/min 水
30 40 12 铁砂 50 65 5
分析实验数据时，有的同学认为无法比较出水和铁砂吸热能力的强弱，因为没有控制质量相同。你是怎样想的，写出你这样认为的理由________。
【答案】通过加热时间长短比较吸收热量的多少 增大 升高 可以比较出水和铁砂吸热能力的强弱，分别求出1g 的水和铁砂温度升高1℃时，吸收的热量进行比较得出结论
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]用相同的酒精灯加热，时间越长吸收的热量越多，所以用秒表的目的是通过加热时间长短比较吸收热量的多少。
(2)[2][3]水和铁砂吸收热量后内能增加，表现为温度逐渐升高。
(3)[4]假设每分钟从酒精灯吸收的热量为Q 0，那么
1g 的水温度升高1℃时，吸收的热量为
()()00120.02/g 30g 4020Q Q =??-℃℃
1g 的铁砂温度升高1℃时，吸收的热量为
()()0050.002/g 50g 6520Q Q =??-℃℃
由此可以比较得到水的吸热能力比铁砂强。
4．在“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示：
(1)该实验除了图中的实验器材外,还需要用到的实验器材有:秒表和__________。
(2)实验中应选用规格______(选填“相同”或“不同”)的电加热器分别给初温相同且_____(选填“质量”或“体积”)相同的甲、乙两种液体加热,并记录实验数据。
(3)分析实验数据可知,此实验是通过比较____________(选填“加热时间”或“温度变化”)来判断吸热能力强弱的,所以________(选填“甲”或“乙”)液体吸热本领强。
【答案】天平 相同 质量 温度变化 甲
【解析】
【详解】
（1）本实验中需要测量时间、温度和质量，所以需要的测量工具有：秒表、温度计和天平；
（2）实验中应选用规格相同的电加热器分别给初温相同且质量相等的甲、乙两种液体加热，并记录实验数据；
（3）分析实验数据可知，此实验是通过比较温度变化来判断吸热能力强弱的，吸收相同的热量时，乙的温度变化大，乙的吸热本领弱；所以甲液体吸热本领强；
5．如下图所示是小明探究“比较水和煤油的比热容大小”的实验装置．
(1)为保证让水和煤油在相同时间内能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须满足的条件是阻值___________（选填“相等”或“不相等”）．
(2)实验时还要使这两种不同物质的初温和________相同．
(3)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_______________．
(4)观察分析表格和图像，我们能得出的水和煤油比热容的大小关系是C 水______C 煤油．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
【答案】（1）相等；（2）质量；（3）吸热的多少；（4）大于
【解析】
试题分析：（1）根据焦耳定律，甲乙串联电流和通电时间相同，为保证不同物质能吸收相同的热量，甲、乙两个电阻丝的阻值必须相等；
（2）实验时还要使这两种不同物质的初温和质量相同；
（3）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸热的多少；
（4）分析表格，均加热5min ，水和煤油吸收的热量相同，水温升高了40℃-30℃=10℃；煤油温度升高了50℃-30℃=20℃，说明了水的比热容大于煤油的比热容．
考点：比热容；焦耳定律
6．为了“比较水和煤油吸热升温特点”，小明和小华所在的两探究小组都做了如图甲所示的实验：
（1）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）设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（________）
A ．采用完全相同的加热方式
B ．酒精灯里所加酒精量相同
C ．取相同质量的水和煤油
D ．盛放水和煤油的容器相同
（3）两小组获得的实验结论分别是：
①等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短；
②等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油的温度上升得多。你认为能支持本次探究实验的结论是上述_______（选填“①”、“②”或“①和②”）
（4）小华组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
（T ）随时间（t ）变化的图象（如图乙所示）已知水的比热容是()3
4.210J/kg ??℃，则煤油的比热容是________()J/kg ?℃。
【答案】加热时间 B ①和② 2.1310?
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由于是相同的酒精灯加热，即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少。
(2)[2]用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精的多少无关，故选B。
(3)[3]“等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短”，说明水的吸热能力比煤油强。“等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油温度上升得多”，同样说明了水的吸热能力比煤油强。因为均说明“煤油吸热升温或放热降温都比水快”，故①和②均能支持本次探究实验的结论。
(4)[4]由图知，相同质量的水和煤油都加热4min，即吸收相同的热量时，煤油升高温度4℃，水升高温度2℃，则煤油升高温度是水升高温度的2倍。根据Q吸＝cm?t可知，在吸收热量和质量相同时，物质的比热容与升高的温度成反比，所以煤油的比热容为水的比
热容的1
2
，因为水的比热容是()
3
4.210J/kg
??℃，故煤油的比热容为2.1×103J/( kg·℃)。
7．如图甲是小华探究“不同物质吸热规律”的实验装置：
(1)设计实验时，需要对变量进行控制，下列变量控制中错误的是_______；
A．两个烧杯的规格相同 B．两个酒精灯的规格相同
C．甲、乙两种液体的体积相同 D．甲、乙两种液体的初温相同
(2)在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A和液体
B____________________；
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：停止加热后，______（选填“A”或“B”）液体的温度下降得快；
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，则应选择_______（选填“A”或“B”）。
【答案】C 吸收热量的多少 B A
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]根据比较物质吸热能力的方法，在加热时间（吸收热量）相同的情况下，观察物体升高的温度大小从而得知物体的吸热能力大小，需要保持质量和初温相同。
AB．保持两个烧杯的规格相同、两个酒精灯的规格相同，那么两种液体在相同时间吸收的
热量相同，A 、B 正确，不合题意；
C ．假如控制甲、乙两种液体的体积相同，根据m V ρ=可知，那么两种液体的质量不同，C 错误，符合题意；
D ．控制甲、乙两种液体的初温相同，这样符合比较物质吸热能力的方法，D 正确，不合题意。
故选C 。
(2)[2]该实验加热时间越长，吸收的热量越多，在该实验中利用了“转化思想”，即用加热时间的长短来表示液体A 和液体B 吸收热量的多少。
(3)[3]根据()0-Q cm t t =可知，在相同时间内，液体B 升高的温度较高，而吸收的热量、液体的质量、初温是相同的，那么液体B 的比热容较小；停止加热后，在相同时间内放出的热量相同，根据Q cm Δt =可知，液体B 的比热容较小，那么液体B 在相同时间内温度变化较大，即液体B 的温度下降得快。
(4)[4]质量相等的A 和B 液体，在升高相同温度时，A 吸热多，A 的比热容大，根据Q cm Δt =可知，质量相同的A 和B 液体降低相同温度，A 放热多，效果更好，所以应该选择液体A 装入暖手袋中作为供热物质。
8．如图甲所示，在探究“不同物质的吸热能力”实验时，选择水和煤油进行实验探究。
(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入__________(选填“质量”或“体积”)和初温都相同的a 和b 两种液体（水和煤油）；
(2)实验中选择相同规格的电加热器，可以认为在相同时间内水和煤油__________热量相同；电加热器工作时，将__________能转化为__________能；
(3)图乙是通过实验数据绘制的这两种液体的温度--加热时间的图象，则a 液体第6min 时的内能_________第3min 时的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
(4)根据图象信息可以得出：____________液体是水（选填a 或b ），水的比热容是
4.2×103J/（kg?℃），则煤油的比热容是______________________；
(5)分析图乙的实验数据可得：__________吸热能力更强。
【答案】质量 吸收 电 内 大于 a 2.1×103J/（kg?℃） 水（或a ）
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在比较不同物质的吸热能力的实验中，应在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量都相同的水和煤油。
(2)[2]用相同的电加热器加热，可以认为在相等时间内煤油和水吸收的热量相等，然后比较升高的温度，来比较不同物质吸热能力，升高温度越高，吸热能力越弱；或者升高相同的温度，比较加热时间，时间越长，吸热能力越强。
[3][4]电加热器工作时，电热器消耗电能，产生热量，将电能转化成内能。
(3)[5]实验时，液体一直被加热，温度一直上升，故第6min时的内能大于第3min时的内能。
(4)[6]由图乙可知，质量相等的煤油和水加热相同时间，升温较快的是煤油，升温较慢的是水，故a为水。
[7]由图乙可知，加热升温相同时，水的加热时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的
2倍，根据Q=cm?t，可得煤油的比热容是水的比热容的1
2
，即煤油的比热容为：2.1×103J/
（kg?℃）。
(5)[8]在质量相同和升高相同温度时，水需要加热的时间长，说明水吸收的热量多，吸热能力更强。
9．小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热，如图探究“不同物质吸收热量的能力”．
（1）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是_____．
（2）实验中，用_____反应液体吸收热量多少．
（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，分析图象可知，加热10min，水吸收的热量_____（填“大于”、“小于”或“等于”）煤油吸收的热量，煤油的温度变化大于水的温度变化，由此可知，_____的吸热能力更强．
（4）通过图象还可以得出当地的气压_____（填“高于”、“低于”或“等于”）标准气压，煤油的比容热为_____J/（kg?℃）．（c水＝4.2×103J/（kg?℃）
【答案】控制水和煤油的质量相同加热时间等于水低于 2.1×103
【解析】
【分析】
（1）（2）（3）我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转化法．
比较物质吸热能力的2种方法：
①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强
②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
（4）根据图乙得出水的沸点，水在一个标准大气压下的沸点为100°C，根据气压减小沸点降低分析；
由图乙可知煤油和水升高30℃水和煤油的加热时间；由转换法得出煤油和水吸热关系，根
据c＝
Q
m t
，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比求出煤油的比容热．
【详解】
（1）要控制不同物质的质量相同，故本实验需要用到天平这一测量工具，目的是控制水和煤油的质量相同．
（2）根据转换法，实验中，用加热时间反应液体吸收热量多少．
（3）根据转换法，加热10min，水吸收的热量等于煤油吸收的热量，因煤油的温度变化大于水的温度变化，根据比较吸热能力的第2种方法，水的吸热能力更强．
（4）通过图乙知，水的沸点为98℃，小于100℃，根据气压减小沸点降低，故还可以得出当地的气压低于标准气压；
由图乙知，煤油和水升高：
98℃﹣68℃＝30℃，
水加热用时20min，煤油用时10min，即煤油吸热是水的1
2
，根据c＝
Q
m t
，在质量和升高的温度相同时，比热容与吸热多少成正比，故煤油的比容热为：c煤油=c水= 1
2
×4.2×103J/（kg?℃）＝2.1×103J/（kg?℃）．
10．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l min记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min01234
温度/℃沙
子
2025293438
水2021222324
（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。