洛阳市第一高级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．（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．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。
3．如图所示，将初温和质量相等的色拉油和水，分别装到相同的烧杯中，探究不同物质吸热升温现象。用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录表中。
（1）选用相同的酒精灯，为使单位时间内色拉油和水________相同，不断搅拌是使色拉油和水______。
（2）导致初始阶段色拉油温度随时间的变化图像不是直线的原因，除色拉油自身外，还有________要吸收热量；要尽量减小此因素的影响，改进的方案有________（写出一种）。
（3）画出水的温度随时间的变化图像______。由图像可知，色拉油和水的温度同时升高时，________需要的时间短，________需要吸收的热量更多。
【答案】吸收的热量受热均匀容器提高容器的初温色拉油水
【解析】
【详解】
（1）运用控制变量法，使用相同的酒精灯和保证色拉油和水的质量相同，保证加热时间相同；不断搅拌使受热均匀，防止局部过热，产生误差。
（2）容器初温过低，则液体和容器会同时吸收热量，导致温度变化不是直线，可以通过提高容器初始温度，减小容器吸收热量对实验的影响。
（3）相同的加热时间吸收相同的热量，色拉油升温更快，所以需要的时间短，而水升高相等的温度需要加热更长的时间，所以要吸收更多的热量。
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．左图是同学们比较液体比热容大小的实验装置。某次试验中，将两支温度传感器和两个
相同的试管（分别盛有初温相同、质量相同的甲乙两种液体）分别固定在铁架台上，两个试管放入同一个红外加热器中，两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对两试管内的液体加热，这两种液体在沸腾前，在计算机上得到右图所示的温度随时间变化的图像。
（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是_______。
（2）若使两种液体吸收相同的热量，则液体_______升高的温度多。
（3）由右图可知，液体_______的比热容大
【答案】在相同时间内，两种液体吸收的热量相同甲乙
【解析】（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是:在相同时间内，两种液体吸收的热量相同;（2）由图可知，若使两种液体吸收相同的热量，则液体甲升高的温度多。（3）由右图可知，甲乙两种液体吸收相同热量时，乙升高的温度少，说明乙的吸热能力强，即乙的比热容大。
6．归纳式探究—．研究电磁感应现象中的感应电流：
磁场的强弱用磁感应强度描述，用符号B表示，单位是特斯拉，符号是T．强弱和方向处处相同的磁场叫做匀强磁场．
如图甲所示，电阻R1与圆形金属线圈R2连接成闭合回路，R1和R2的阻值均为R0，导线的电阻不计，
在线圈中半径为r的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化的关系图象如图乙所示，图线与横、纵坐标的截距分别为t0和B0．则0至t1时间
内通过R1的电流I与阻值R0、匀强磁场的半径r、磁感应强度B0和时间t0的关系数据如下表：
次数R0/Ωr/m B0/T T0/s I/A
1100.1 1.00.15π×l0-2
2200.1 1.00.1 2.5π×l0-2 3200.2 1.00.110π×l0-2 4100.10.30.1 1.5π×l0-2 5200.10.10.050.5π×l0-2
（1）I=_____k，其中k=________（填上数值和单位）
（2）上述装置中，改变R0的大小，其他条件保持不变，则0至t1时间内通过R1的电流I 与R0的关系可以用图象中的图线____表示．
【答案】
2
00
B r
R t2
5A s
T m
π?Ω?
?
c
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]由图像分析可得
2
E
I
R
= (1)
E
t
?Φ
=
?
(2)
=?S B
?Φ? (3)
120
+2
R R R R
== (4)
由1234联立得：
22
000
22
B
B r r
I
t R t R
ππ
?
=?=?
?
由于
2
π
为定值，故
2
00
B r
I k
R t
=
[2]将第一组数据带入上式得：
k=
2
5A s
T m
π?Ω?
?
（2）[3]若R0变，其他为定值，则
2
2
B r
t
π
均为定值，可看作
'k
I
R
=，此为反比例函数，故可用图线c表示．
7．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/min01234
甲的温度/°C2024283236
乙的温度/°C2028364452
(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Q cm t =?吸 ，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。
8．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。
9．在“比较不同物质吸热能力”的实验时，将甲、乙两种不同的液体分别装入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据，并绘制出如图所示的图像。（不计热量损失）
(1)实验时，选用初温和___________均相等的甲、乙两种液体；
(2)加热10min ，甲吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量；
(3)乙液体的比热容是甲液体比热容的______倍； (4)电加热器正常工作时_________能转化成内能。 【答案】质量 等于 2 电 【解析】
(1)[1]实验时，选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体，而电加热器是相同的，两液体吸收的热量相同，这样可以通过比较升高的温度，从而得知物质的比热容大小； (2)[2]由于用相同的电加热器同时加热，那么加热10min ，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；
(3)[3]从图中可以看到，乙加热10min 时，升高的温度是30℃，根据Q cm Δt =可知加热10min ，甲乙两液体吸收的热量是
Q c m t =?甲甲 Q c m t =?乙乙
两式相除，可得到
1c t c t ?=
??甲甲
乙乙
解得2c c =乙甲；
(4)[4]电加热器正常工作时，会消耗电能，并且发热，这时会把电能转化为内能。
10．某同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小。他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1min 记录了杯中水的温度（见表）。
加热的时间/（min ） 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃
25
26
27
28
29
30
31
（1）为保证实验的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有水的质量和_____。 （2）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_____。 （3）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量并记录的数据，利用公式Q 吸＝cm （t ﹣t 0）计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗_____？为什么______？。
【答案】水的初温 煤油 不可靠 燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失 【解析】 【分析】
（1）探究两种燃料的热值时，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间
（2）由表格数据可知，在其它条件相同时，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；
（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。
【详解】
（1）为了保证实验的可靠性，需要控制水的质量和水的初温相同，并且酒精灯的加热时间也要相同；
（2）分析表格数据可知，甲杯中水的温度升高的较快，即甲煤油灯燃烧产生的热量多，所以其热值大；
（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，因此这样的计算结果不可靠；
故答案为：（1）水的初温；（2）煤油；（3）不可靠；燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。