九年级上册物理 内能(培优篇)(Word版 含解析)
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人教版九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同.(1)比较不同燃料的热值应选择__两个装置,比较不同物质的比热容应选择__两个装置(选填装置序号甲、乙、丙).(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察温度计的__比较燃料燃烧放出热量的多少.已知酒精的热值为3.0×107J/kg,10g酒精完全燃烧放出的热量是__J.(3)水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),它的含义是__.【答案】甲和乙甲和丙示数变化 3.0×105见解析【解析】【详解】(1)[1]为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;[2]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2)[3]燃料燃烧放热,热量被同种液体吸收,放出热量越多,液体升高温度越多,温度计的示数变化越多;[4]酒精的质量为:m=10g=10-2kg,酒精完全燃烧放出的热量:Q放=mq=10-2kg×3.0×107J/kg=3.0×105J;(3)[5]水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
2.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关系。
他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置。
加热的时间/min0123甲杯水温/℃25272932乙杯水温/℃ 25 26 27 28(1)为保证实验结论的可靠性,实验时应控制两装置中相同的量是煤油和菜籽油的_____(质量/体积)和水的质量。
九年级上册物理 内能的利用(培优篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 内能的利用 易错压轴题(难)1.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料a 、b 的质量都为10g ,烧杯内液体 的质量均为100g 。
当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。
(1)燃料a 的热值__________燃料b 的热值;液体a 的比热容__________液体b 比热容。
(两空均选填“>”、“=”或“<”)(2)若液体a 是水,则水吸收的热量是____________________(拓展)实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等),小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示,则: 物质酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ⋅℃] 2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点(℃)78180〜310356.7(1)在探究水沸腾的特点时,不能选用____________温度计。
(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时,温度计吸收的热量就会影响被测物体温度,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应选择____________温度计。
【答案】< > 38.410J ⨯ 酒精 水银 【解析】 【详解】(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知,根据比热容的公式Q cm Δt =,液体的质量都相同,同种液体比热容也相同,丙中液体升高的温度较高,那么丙中液体吸收的热量较大,可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大,而乙、丙的燃料质量相同,根据Qq m=可知丙中燃料b 热值较大;[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知,燃料的种类相同,燃料的质量也相同,那么当燃料完全燃烧后,放出的热量是相同的,两种液体吸收的热量也相同,根据Q cm Δt =可知,乙的温度变化量较大,那么乙中的b 液体比热容较小;(2)[3]由题意可知,水吸收的热量是()33℃℃=∆=⨯⋅⨯⨯=⨯4.210J/kg0.1kg208.410JQ c m t吸水(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃,而酒精标准气压下沸点是78℃,用酒精温度计去测水沸腾时的温度,水还没沸腾,酒精就已经沸腾了,所以不能选用酒精温度计;(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时,该物体会和温度计发生热传递,被测物体的温度降低,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应该选择水银温度计,水银的比热容相对比来说较小,在相同的情况下,升温较快。
九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.小明学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系,他组装了如图所示的两套完全相同的装置,加热两个烧杯中质量和初温都相等的水,实验数据如下:燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃煤油2544花生油2534(1)为了保证实验结论可靠,小明在实验中还应控制:煤油和花生油的_____相同。
(2)分析得出:煤油和花生油两种燃料中,热值较大的是_____。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值,那么还需增加的实验仪器是:_____利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”),原因是:_____。
【答案】质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中【解析】【详解】(1)[1]由控制变量法可知为了保证实验结论可靠,小明在实验中还应控制:煤油和花生油的质量相同;(2)[2]由表可知燃料燃尽后的以煤油为燃料的水的温度高,所以煤油的热值较大;(3)[3]由热值的公式Qqm=可得,要计算燃料的热值就要测量出燃料的质量,还要测量出燃料放出的热量,而燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量,由公式=Q cm t∆计算水吸收的热量就需要水的质量。
所以还需增加的实验仪器是天平;[4][5]因为燃烧放出的热会散失到空气中没有被水全部吸收,所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
2.小明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的大小关系。
他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验,记录结果见表:(1)为了保证实验结论可靠,小明选择了两套相同装置,在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等,还要控制煤油和菜籽油的_________相同。
(2)实验测的数据如表(无读数错误):根据数据_________(能/不能)得出煤油与菜籽油热值的大小关系。
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油25100菜籽油20100(3)实验中不足之处可能是_________造成的。
九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.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/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 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】200B rR t25A sT mπ⋅Ω⋅⨯c【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图像分析可得2EIR= (1)Et∆Φ=∆ (2)=?S B∆Φ∆ (3)120+2R R R R== (4)由1234联立得:2200022BB r rIt R t Rππ∆=⋅=⋅∆由于2π为定值,故200B rI kR t=[2]将第一组数据带入上式得:k=25A sT mπ⋅Ω⋅⨯(2)[3]若R0变,其他为定值,则22B rtπ均为定值,可看作'kIR=,此为反比例函数,故可用图线c表示.2.阅读短文,回答问题电饭锅中的磁钢限温器电饭锅是生活中常见的用电器:它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度,磁钢限温器结构如图甲所示,它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成,感温磁钢及其外套由弹簧支撑.永久磁钢的磁性不变,感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱,当温度达到1 0 3℃时,感温磁钢失去磁性.煮饭时,按下电饭锅的按键,永久磁钢和感温磁钢吸合,同时带动连杆使加热开关闭合,电热盘通电,当温度升高到一定程度,感温磁钢失去磁性,在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离,同时使加热开关断开,按键跳起,电热盘停止加热.(1)电饭锅煮饭时,电能主要转化为 _________ 能.(2)按键未按下时,弹簧处于 _________(压缩/原长/伸长)状态.(3)磁钢限温器工作时,不同时刻的温度如下表:在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像_____.(4)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢没有磁性的是 _________A.按下按键时 B.加热升温过程中 C.按键跳开时 D.降温过程中(5)小明发现用该电饭锅烧开水,当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起,原因是 _______ .【答案】内压缩C水沸腾时温度为1000C,达不到1030C,感温磁钢仍有磁性,按键不会跳起【解析】【分析】(1)电饭锅工作时,消耗了电能,得到了内能;(2)根据电饭锅的原理可知,感温磁钢及其外套由弹簧支撑,据此分析弹簧的状态;(3)表格中横轴为时间,纵轴为温度,故根据表格先描点,然后把所描的点用线连接即可;(4)根据电饭锅的工作原理进行分析;(5)根据题意可知当温度达到103℃时,感温磁钢失去磁性,按键跳起.【详解】本题涉及的知识是电阻大小与温度有关、能量转化和沸点.(1)电饭锅煮饭时,把电能转化为内能;(2)弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离,永久磁钢对感温磁钢有吸引力,在图甲状态下,弹簧在引力作用下被压缩;(3)如图所示:(4)永久磁钢的磁性不变,感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱,当温度达到103℃时,感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下,感温磁钢与永久磁钢分离,同时使加热开关断开,按键跳起,电热盘停止加热;(5)水沸腾时电饭锅的按键没有跳起,原因是水的沸点低于103℃..3.小明在探究“不同燃料的热值”实验中,用如图所示的两套相同的装置.分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料甲和乙,点燃后加热烧杯中的液体.(实验过程中,液体没有沸腾)(1)如图中,两烧杯中所装的液体应___________.A.质量相同,种类不同 B.种类相同,质量不同C种类和质量均要相同 D种类和质量均不相同(2)实验过程中,应让燃料___________(选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”).(3)通过比较___________来判断两种燃料热值的大小.【答案】C全部燃烧温度计示数变化【解析】【分析】(1)比较不同燃料的燃烧值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同;(2)(3)1kg物质充分燃烧所放出的热量叫该物质的热值,据此分析;应让燃料全部燃烧通过温度计示数变化来比较燃料热值的大小;这种方法叫转化法.【详解】(1)比较不同燃料的热值,应该控制变量,故除了燃料种类不同,其他物理量均要相同,即应控制被加热液体的种类和质量不同,故选C.(2) (3)比较不同燃料热值的实验中,同时点燃料后,需等待燃料全部充分燃烧,通过观察温度计示数的示数上升来比较两种燃料热值大小;温度计示数越高,说明所用燃料放出的热量越多,即燃料热值越大.4.小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”,同时又探究了“不同燃料燃烧的放热能力”,他设计了两组实验装置如图所示:(1)在探究“不同燃料燃烧的放热能力”应选用_______(选填“甲”或“乙”)组器材.除了图中已经呈现的器材,这两个实验都还要用到的另一个测量工具是_________;(2)根据甲组实验的数据绘出了沙子和水的温度变化图象,如图丙所示,则沙子的比热容是_______J/(kg•℃);(c水=4.2×103J/(kg•℃))(3)小明购买了一盒薯片,取出几片用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg,该测量值与真实值相比偏小,其原因可能是___________.【答案】乙天平 0.84×103偏小薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收,存在热损失.【解析】【分析】【详解】(1)研究不同燃料燃烧放热能力应用不同的燃料,因此选乙组器材.为比较不同燃料燃烧放热能力不同,比较控制物质的质量,因此还要用天平称量质量;(2)甲组实验是通过加热时间的多少来反映物质吸收热量的多少;由图丙可以看出,质量和初始温度均相同的水和沙子,加热4分钟后,吸热相同,水温度升高10℃,沙子温度升高50℃,根据 c=Qm t吸,即在Q和质量相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,故沙子的比热容是:c=15×4.2×103J/(kg⋅℃)=0.84×103J/(kg⋅℃);(3)薯片没有完全燃烧,燃烧时放出的热量有一部分被空气等其他物体吸收,存在热损失,根据q=Qm,可知小明用上述方法测出薯片的热值为1.4×107J/kg,该测量值与真实值相比偏小.【点睛】(1)根据控制变量法,研究不同燃料燃烧放热能力,应控制不同燃料质量相同;(2)我们使用相同的酒精灯(或加热器)通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法.水的比热容大,即相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),水升温小,据此确定水的温度变化,根据c=Qm t吸,即在Q和质量相同的情况下,比热容与升高的温度成反比,求沙子的比热容;(3)根据q=Qm可计算出热值的大小,分析每一个物理量与真实值的关系可知热值的偏差.5.如图甲是质量为200 g固体的熔化实验装置,乙图是根据实验数据绘制出的曲线图.(1)根据图象和相关知识,该物质从第6 min至第8 min共吸收热量多少焦耳?[该物质的液态比热容c=3×103 J/(kg·℃)](2)如果从第6 min开始到第8 min,完全燃烧了热值为3.0×107 J/kg的酒精1.25 g.可估算出此过程中,热转化效率是多少?【答案】(1)2.4×104 J;(2)64%.【解析】(1)质量为200 g,即0.2kg,()()34310/?·0.29050 2.410Q cm t J kg kg J =∆=⨯⨯⨯-=⨯℃℃℃(2)完全燃烧热值为3.0×107 J/kg 的酒精1.25 g .放出的热量为:7343.010/ 1.2510 3.7510Q q m J kg kg J -==⨯⨯⨯=⨯放酒精酒精热效率为:442.410100%100%64%3.7510Q JQ J放η⨯=⨯=⨯=⨯ 答案:(1)2.4×104 J ;(2)64%.点睛:考查吸热公式和热值公式的应用,容易出现问题的地方是有些同学会不统一单位直接代入公式计算,当然计算的结果肯定也是不正确的,要养成统一单位的习惯.6.在探究物质某些属性的实验中,有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置,燃料的质量都是10g ,烧杯内的液体质量也相同.(1)比较不同燃料的热值,应选择________两图进行实验;比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验;(2)实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了________. 【答案】甲、乙 甲、丙 使水和煤油吸收相同的热量 【解析】 【分析】 【详解】(1)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2) 因为加热时间能反应物质吸收热量的多少,实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了使水和煤油吸收相同的热量. 【点睛】(1)燃料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小;为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量相同,温度计的示数变化相同时,通过比较加热时间比较吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系;(2)加热时间越长,液体吸收的热量越多,因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少.7.如图甲所示,A,B,C,三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的初温、质量都相同,请你解答下列问题.(1)实验时应按照________的顺序组装器材(选填“自上而下”或“自下而上”);(2)比较不同燃料的热值应选择________两个装置(选填装置序号),当燃料完全燃烧时,通过比较________来比较不同燃料热值的大小.(3)图乙是根据比较不同物质比热容的实验数据绘制的图象,若烧杯内的液体分别是水和食用油,已知水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),则食用油的比热容是________.【答案】自下而上 BC 温度计示数的变化 2.1×103J/(kg•℃)【解析】【分析】【详解】(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,但不能碰到容器壁和容器底,所以放好烧杯后,再调节温度计的高度,因此必须按照自下而上的顺序进行.(2)为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择B和C两图进行实验.燃料完全燃烧放出的热量的多少,是通过温度计示数的变化来反应.(3)由图乙所示图象可知,加热相等时间,即物质吸收相等热量时,a升高的温度高,a的比热容小,a是食用油;水与食用油的质量相等,设为m,由图线b可知,水在6min内吸收的热量:Q=c水m△t水=4.2×103J/(kg•℃)×m×(60℃﹣10℃)=2.1×105J/(kg•℃)×m,则水在3min内吸收的热量Q吸=3min6min×2.1×105J/(kg•℃)×m=1.05×105J/(kg•℃)×m,由于用相同的电热器对水和食用油加热,在相等时间内食用油吸收的热量与水吸收的热量相等,因为Q吸=c油m△t油,所以c油=()51.0510J/kg?m610Qm t m⨯⨯⨯-吸油(℃)=℃℃=2.1×103J/(kg•℃).【点睛】(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;(2)燃料的热值大小不能直接测量,需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少,而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关,因此为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小.燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应;(3)食用油的比热容大于水的比热容,吸收相等热量食用油升高的温度高,分析图乙所示图象判断a、b是什么物质;根据热量公式求出液体的比热容.8.小王学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小.(1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是_____(由下而上/由上而下).(2)为保证实验结论的可靠,在实验中应控制的因素有:________,_______等.(3)实验数据记录如下表:根据表中数据,计算出碎纸片的热值是________J/kg.燃料加热前水温℃燃料燃尽时水温℃燃料的热值 J/kg酒精1535 2.4×106碎纸片1525?(4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏_______(选填“大”或“小”),你认为出现这样情况的主要原因是:________________________.(5)另一组同学用同样的装置进行实验,在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了,你能否比较出两种燃料的热值?_______(能/不能)理由: _________,为避免这种情况的出现,你可以对他们组提什么改进建议?__________________________.【答案】由下而上两种燃料的质量相等水的质量相等 1.2×106小有热量损失能(也可填不能)比较水的减少量(理由是不能比较两种燃料放出热量的多少)见解析【解析】(1)为确保用酒精灯的外焰加热,图中器件的安装顺序是由下而上;(2)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少,必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同;(3)相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热,酒精燃烧放出的热量可以将水的温度升高20℃,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10℃,可见酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为1.2×106J/kg;(4)因为加热过程中有热量损失,所以测得的热值会偏小.(5)实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了,通过比较水的减少量,也能比较出两种燃料的热值,水的减少的越多,说明燃料燃烧放出的热量越多,热值越大,但是不能精确测量热值,为避免这种情况的出现,应增加水的质量,或者减少燃料的质量.9.如图所示,甲、乙、丙三图中装置完全相同。
九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.小明同学学习了燃料的热值后,考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收,而水的比热已知.(注:燃料完全燃烧放热用Q放=qm计算,某燃料的热值用q表示;其质量用m表示).自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系.他组装了如图所示的装置进行实验,记录结果见下表:燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2544菜籽油2534(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的_____相同、及_______相同.(2)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是_______.(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是:______.利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____(偏大/偏小).说说你的看法________ .【答案】质量水的质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使Q放大于Q吸【解析】【分析】本题主要考查利用控制变量法和转换法设计实验的能力,由于燃料的热值不能直接测量,所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,又由于燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,所以在设计实验时应控制质量相同.【详解】(1)因燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等,由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等;(2)由图表数据可知在相同时间内甲杯中的水温度升高的快,所以煤油的热值较大;(3)要控制质量相等,需要用天平来测量;由于燃料并不可能完全燃烧,燃料燃烧放出的热会散失到空气中,又或被烧杯等实验装置吸了热,使Q放大于Q吸,依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些.2.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,用相同质量的燃料加热质量和初温相同的液体。
九年级物理内能(培优篇)(Word版含解析)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。
九年级上册物理 内能的利用(培优篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 内能的利用 易错压轴题(难)1.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料a 、b 的质量都为10g ,烧杯内液体 的质量均为100g 。
当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。
(1)燃料a 的热值__________燃料b 的热值;液体a 的比热容__________液体b 比热容。
(两空均选填“>”、“=”或“<”)(2)若液体a 是水,则水吸收的热量是____________________(拓展)实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等),小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示,则: 物质酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ⋅℃]2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点(℃) 78 180〜310 356.7(1)在探究水沸腾的特点时,不能选用____________温度计。
(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时,温度计吸收的热量就会影响被测物体温度,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应选择____________温度计。
【答案】< > 38.410J ⨯ 酒精 水银【解析】【详解】(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知,根据比热容的公式Q cm Δt =,液体的质量都相同,同种液体比热容也相同,丙中液体升高的温度较高,那么丙中液体吸收的热量较大,可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大,而乙、丙的燃料质量相同,根据Q q m=可知丙中燃料b 热值较大;[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知,燃料的种类相同,燃料的质量也相同,那么当燃料完全燃烧后,放出的热量是相同的,两种液体吸收的热量也相同,根据Q cm Δt =可知,乙的温度变化量较大,那么乙中的b 液体比热容较小;(2)[3]由题意可知,水吸收的热量是()33℃℃=∆=⨯⋅⨯⨯=⨯4.210J/kg0.1kg208.410JQ c m t吸水(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃,而酒精标准气压下沸点是78℃,用酒精温度计去测水沸腾时的温度,水还没沸腾,酒精就已经沸腾了,所以不能选用酒精温度计;(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时,该物体会和温度计发生热传递,被测物体的温度降低,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应该选择水银温度计,水银的比热容相对比来说较小,在相同的情况下,升温较快。
人教版九年级物理上册 内能(培优篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 内能 易错压轴题(难)1.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Q 1和Q 2,则12:Q Q =______。
【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 2:3【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12:2:3Q Q2.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:______。
人教版物理九年级上册内能(培优篇)(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。
九年级物理上册 内能的利用(培优篇)(Word 版 含解析)一、初三物理 内能的利用 易错压轴题(难)1.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料a 、b 的质量都为10g ,烧杯内液体 的质量均为100g 。
当燃料完全燃烧后,甲、乙、丙装置中温度计升高的示数分别为20℃、 30℃、 35℃。
(1)燃料a 的热值__________燃料b 的热值;液体a 的比热容__________液体b 比热容。
(两空均选填“>”、“=”或“<”)(2)若液体a 是水,则水吸收的热量是____________________(拓展)实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计(玻璃泡中液体质量相等),小明查阅资料得到几种物质的数据如下表所示,则: 物质酒精 煤油 水银 比热容[()J/kg ⋅℃]2.4×103 2.1×103 0.14×103 标准气压下沸点(℃) 78 180〜310 356.7(1)在探究水沸腾的特点时,不能选用____________温度计。
(2)在测量质量较小但温度较高的物体温度时,温度计吸收的热量就会影响被测物体温度,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应选择____________温度计。
【答案】< > 38.410J ⨯ 酒精 水银【解析】【详解】(1)[1]通过对比乙、丙两个实验装置可知,根据比热容的公式Q cm Δt =,液体的质量都相同,同种液体比热容也相同,丙中液体升高的温度较高,那么丙中液体吸收的热量较大,可知丙中燃料完全燃烧放出的热量较大,而乙、丙的燃料质量相同,根据Q q m=可知丙中燃料b 热值较大;[2]通过对比甲、乙两个实验装置可知,燃料的种类相同,燃料的质量也相同,那么当燃料完全燃烧后,放出的热量是相同的,两种液体吸收的热量也相同,根据Q cm Δt =可知,乙的温度变化量较大,那么乙中的b 液体比热容较小;(2)[3]由题意可知,水吸收的热量是()33℃℃=∆=⨯⋅⨯⨯=⨯4.210J/kg0.1kg208.410JQ c m t吸水(1)[4]标准气压下水的沸点是100℃,而酒精标准气压下沸点是78℃,用酒精温度计去测水沸腾时的温度,水还没沸腾,酒精就已经沸腾了,所以不能选用酒精温度计;(2)[5]当被测物体温度较高质量较小时,该物体会和温度计发生热传递,被测物体的温度降低,这种情况下为了使测量值更接近真实值,应该选择水银温度计,水银的比热容相对比来说较小,在相同的情况下,升温较快。
九年级上册物理内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.小明学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系,他组装了如图所示的两套完全相同的装置,加热两个烧杯中质量和初温都相等的水,实验数据如下:燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后的水温/℃煤油2544花生油2534(1)为了保证实验结论可靠,小明在实验中还应控制:煤油和花生油的_____相同。
(2)分析得出:煤油和花生油两种燃料中,热值较大的是_____。
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出两种燃料的热值,那么还需增加的实验仪器是:_____利用此实验方法计算出的热值将比真实值_____(选填“偏大”或“偏小”),原因是:_____。
【答案】质量煤油天平偏小燃烧放出的热会散失到空气中【解析】【详解】(1)[1]由控制变量法可知为了保证实验结论可靠,小明在实验中还应控制:煤油和花生油的质量相同;(2)[2]由表可知燃料燃尽后的以煤油为燃料的水的温度高,所以煤油的热值较大;(3)[3]由热值的公式Qqm=可得,要计算燃料的热值就要测量出燃料的质量,还要测量出燃料放出的热量,而燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量,由公式=Q cm t∆计算水吸收的热量就需要水的质量。
所以还需增加的实验仪器是天平;[4][5]因为燃烧放出的热会散失到空气中没有被水全部吸收,所以利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。
2.小明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的大小关系。
他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验,记录结果见表:(1)为了保证实验结论可靠,小明选择了两套相同装置,在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等,还要控制煤油和菜籽油的_________相同。
(2)实验测的数据如表(无读数错误):根据数据_________(能/不能)得出煤油与菜籽油热值的大小关系。
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油25100菜籽油20100(3)实验中不足之处可能是_________造成的。
九年级上册内能(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能易错压轴题(难)1.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。
2.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________。
人教版九年级物理上册内能(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能易错压轴题(难)1.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 Qm 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。
人教版九年级上册物理内能(培优篇)(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。
九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.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/0123456(min)甲杯水温/℃25272932343638乙杯水温/℃25262728293031(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﹣t0)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也要相同;(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。
2.为了比较水和沙子吸热本领的大小,小文做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中,分別装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如表:质量/g升温10℃所需时间/s升温20℃所需时间/s升温30℃所需时间/s 沙子306492124水3092163220(1)在此实验中用______________表示水和沙子吸热的多少;(2)分析表中的实验数据可知:当物体温度变化量和______________相同时,水吸收的热量______________(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量;(3)如果加热相同的时间,质量相同的水和沙子,___________升高的温度更高.【答案】酒精灯加热时间质量大于沙子【解析】【分析】【详解】(1)[1]采用相同的酒精灯对其加热,加热时间越长,沙子和水吸收的热量越多,因此实验中用酒精灯加热时间表示水和沙子吸热的多少.(2)[2][3] 分析表中的实验数据可知:水和沙子质量相同,升高温度相同时,即温度变化量和质量相同时,水所需加热的时间比沙子更长,所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量.(3)[4]质量相同的水和沙子加热相同的时间,吸收的热量相同,由于Q=cm t,又因为水的比热容大于沙子的比热容,故沙子升高的温度更高.3.比热容是表示物质吸放热能力的物理量,不同的物质比热容一般不同.(1)下列物理量也表示了物质的某种特性的是__________;A.热值 B.热量 C.质量(2)水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),表示的物理意义是质量为1kg的水升温1℃_________的热量是4.2×103J.(3)张红在家经常学习做饭根据观察,她猜想食用油的比热容可能比水小。
物理九年级上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.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/A1100.1 1.00.15π×l0-22200.1 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】200B rR t25A sT mπ⋅Ω⋅⨯c【解析】【分析】【详解】(1)[1]由图像分析可得2EIR= (1)Et∆Φ=∆ (2)=?S B∆Φ∆ (3)120+2R R R R== (4)由1234联立得:2200022BB r rIt R t Rππ∆=⋅=⋅∆由于2π为定值,故200B rI kR t=[2]将第一组数据带入上式得:k=25A sT mπ⋅Ω⋅⨯(2)[3]若R0变,其他为定值,则22B rtπ均为定值,可看作'kIR=,此为反比例函数,故可用图线c表示.2.物理小组的同学们组装了如图所示的装置,在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体,在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料.(1)若要比较液体的吸热本领,应选_____两图的实验装置进行实验.(在“甲、乙、丙”中选填)(2)实验过程中,若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃,加热时间较短的液体比热容较_____.(3)实验过程中,若加热相同的时间,温度升高较多的液体比热容较_____.(4)根据实验数据同学们绘制出如图所示的图象.由图象可知:液体_____的比热容较大.(选填“A”或“B”)【答案】甲丙小小 B【解析】【分析】【详解】(1)在比较液体的吸热本领时,应使质量相同的不同液体在相同时间内吸收的热量相同,所以需要的燃料的种类相同,液体的质量相同但液体种类不同,所以选择甲、丙;(2)实验过程中,两种液体的温度都升高了50℃,加热时间短的液体吸热能力较弱,它的比热容较小;(3)质量相同的两种物质,加热时间相同时,温度升高较少的液体比热容较大,温度升高较多的液体比热容较小;(4)质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示,由图可以看出,在相同时间内(即吸收的热量相同),B液体的温度升高得较慢,B 液体的比热容较大.3.如图所示,甲、乙、丙三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的质量都相同.(1)比较不同燃料的热值应选择__两个装置,比较不同物质的比热容应选择__两个装置(选填装置序号甲、乙、丙).(2)在“比较不同燃料的热值”的实验中,通过观察温度计的__比较燃料燃烧放出热量的多少.已知酒精的热值为3.0×107J/kg,10g酒精完全燃烧放出的热量是__J.(3)水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),它的含义是__.【答案】甲和乙甲和丙示数变化 3.0×105见解析【解析】【详解】(1)[1]为了比较热值大小要用不同的燃料,加热同一种液体,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断热值大小,应选择甲和乙两图进行实验;[2]为了比较两种液体的比热容,需要燃烧相同的燃料,加热不同的液体,让液体的质量和温度的变化相同,通过比较加热时间,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲和丙两图进行实验;(2)[3]燃料燃烧放热,热量被同种液体吸收,放出热量越多,液体升高温度越多,温度计的示数变化越多;[4]酒精的质量为:m=10g=10-2kg,酒精完全燃烧放出的热量:Q放=mq=10-2kg×3.0×107J/kg=3.0×105J;(3)[5]水的比热容是4.2×103J/(kg•℃),物理意义是:1kg的水温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103J。
九年级物理上册内能的利用(培优篇)(Word版含解析)一、初三物理内能的利用易错压轴题(难)1.物理小组的同学们组装了如图所示的装置,在完全相同的烧杯中分别装有质量相同的A、B两种液体,在完全相同的燃料盒中分别装有两种不同的燃料.(1)若要比较液体的吸热本领,应选_____两图的实验装置进行实验.(在“甲、乙、丙”中选填)(2)实验过程中,若浸在液体中的温度计示数都升高了50 ℃,加热时间较短的液体比热容较_____.(3)实验过程中,若加热相同的时间,温度升高较多的液体比热容较_____.(4)根据实验数据同学们绘制出如图所示的图象.由图象可知:液体_____的比热容较大.(选填“A”或“B”)【答案】甲丙小小 B【解析】【分析】【详解】(1)在比较液体的吸热本领时,应使质量相同的不同液体在相同时间内吸收的热量相同,所以需要的燃料的种类相同,液体的质量相同但液体种类不同,所以选择甲、丙;(2)实验过程中,两种液体的温度都升高了50℃,加热时间短的液体吸热能力较弱,它的比热容较小;(3)质量相同的两种物质,加热时间相同时,温度升高较少的液体比热容较大,温度升高较多的液体比热容较小;(4)质量和初始温度均相同的A、B两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图象如图所示,由图可以看出,在相同时间内(即吸收的热量相同),B液体的温度升高得较慢,B 液体的比热容较大.2.小明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的大小关系。
他组装了如图甲、乙所示的装置进行实验,记录结果见表:(1)为了保证实验结论可靠,小明选择了两套相同装置,在实验中除了要控制甲乙装置中两烧杯内水的质量相等,还要控制煤油和菜籽油的_________相同。
(2)实验测的数据如表(无读数错误):根据数据_________(能/不能)得出煤油与菜籽油热值的大小关系。
燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油25100菜籽油20100(3)实验中不足之处可能是_________造成的。
九年级上册物理 内能(培优篇)(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.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
33
401.810J/kg2.410J/kg30c乙℃
℃℃
℃。
3.为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,小芳同学用酒精灯(火焰大小保持不变)均匀加热0.4kg该种固体,根据实验数据绘制出的图线如图所示.通过查阅资料已知该物质液态(BC阶段)时的比热容为3×103J/(kg•℃).
(1)该物质在B点时的内能_____(大于/小于/等于)在A点时的内能;
(2)求该物质在BC段共吸收了多少热量__________?经测量BC阶段消耗热值为
3.0×107J/kg的酒精10g(酒精完全燃烧),求在BC阶段的热转化效率为多大_______? (3)该物质在固态(OA阶段)时的比热容为多大__________ ?
【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/(kg•℃) 【解析】 (1) 如图该物质在AB段为熔化过程,吸热,温度不变,所以B点时的内能大于在A点时的
内能; ⑵ 如图BC段温度升高了40℃,则该物质在BC段共吸收的热量为: 343100.440J4.810JQcmt
吸;
酒精10g放出的质量为: 750.01310J310JQmq
酒放
,
在BC阶段的热转化效率为: 454.810100%16%310QQ
吸
放 ⑶ 该物质在固态(OA阶段)时吸热2min温度身高了40℃,吸热热量是BC段吸收热量的一半,故固态时的比热容为:
43OA4.810J2==1.510J/kg0.4kg40Qcmt吸
固℃
℃
4.小红在学习了“比热容”的有关知识后,知道单位质晕的不同物质在升高相同温度时,所吸收的热量不同,为了描述物质的这种性质,引入了一个新的物理量–比热容,于是她又想到晶体在熔化时,温度虽然保持不变,但需要吸收热量,那么单位质量的不同晶体熔化时 所吸收的热量是否相同昵?带着这个疑问,小红在实验室利用电热器加热,完成了冰的熔化实验,并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线如图所示.实验时,冰的质量为,相同时间冰和水吸收的热量相同.水的比热容为 (1)根据图线,你能得到的一条信息是:________; (2)CD段水吸收的热量是多少___________? (3)计算出冰的比热容____________; (4)设加热器发出的热量有70%被冰或水吸收,求加热器的功率是多大____________? (5)若规定质量为1kg的某种晶体物质在完全熔化时所吸收的热量叫做该物质的熔化
热”,根据图中所给的信息,计算出冰的熔化热_____________
【答案】冰在熔化时温度保持不变(答案不唯一)
. 【解析】 【分析】 【详解】 (1)冰吸收热量,温度升高.达到熔化,继续吸收热量,温度保持不变,完成熔化过
程.冰全部熔化之后,水吸收热量,温度升高. 所以可得信息有:冰在熔化时温度保持不变;冰是晶体等. (2)冰的质量为0.5kg,冰熔化成水,状态变化,质量不变,水的质量是0.5kg,
由图象知,水从0℃升高到20℃, 所以,水吸收的热量为: 3. 水从0℃升高到20℃,水吸收的热量为4.2×104J,需要10min,所以,水1min吸收的热量为4.2×103J. (3)冰从-20℃吸收热量升高到0℃,需要了5min,吸收热量为:
,
冰的比热容为:. (4)水吸收热量温度升高过程中,, ,即, 解得:. (5)0.5kg冰从5min到45min全部熔化,需要40min,吸收的热量为: , 冰的熔化热为:
. 5.晓松同学在老师的指导下利用气压式喷雾器和数字式温度计验证“做功与物体内能变化关系”(如图)
(1)先安装好器材,关闭喷雾器的阀门,用数字温度计测出喷雾器内空气的温度,如图
(a),手压活塞快速打气,如图(b)所示.
实验现象:________. 说明:________. (2)然后,打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内的气体,如图(c)所示.
实验现象:________. 说明:________. 【答案】数字式温度计示数变大 外界对物体做功,物体内能增大 数字式温度计示数变小 物体对外界做功,物体内能减小
【解析】 (1)先安装好器材,关闭喷雾器的阀门,用数字温度计测出喷雾器内空气的温度,如图(a),手压活塞快速打气,如图(b)所示.手压活塞,对壶内气体做功,故实验现象:数字式温度计示数变大.说明:所以外界对气体做功,气体的内能增加.(2)打开喷嘴处的阀门,迅速放出喷雾器内的气体,如图(c)所示.气体被放出,使得小叶轮转动,即气体对外界做功,气体温度下降,故实验现象:数字式温度计示数变小.说明:物体对外界做功,物体内能减小. 点睛:做功可以改变物体的内能,外界对物体做功,物体温度升高,内能增加;物体对外做功,内能减小,温度降低.
6.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,实验数据记录如下: