成都师大附中外国语学校学校物理内能的利用单元培优测试卷
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成都师大附中外国语学校学校物理内能的利用单元培优测试卷 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.(实验探究)小军设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系,他组装了如图所示的两套规格完全相同的装置,并每隔lmin记录了杯中水的温度; 加热时间/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
(进行实验) (1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序(如图甲中):先调整固定_______的位
置,再调整固定______的位置(选填“A”成“B”); (2)为了保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中水的________和________相同,加
热时间也相同;同时,还要保证煤油和菜籽油的__________相同; (分析论证) (3)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______;说明理
由:_______。 【答案】B A 质量 初温 质量 煤油 详见解析
【解析】 【分析】 【详解】 (1)[1][2]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再
调整A的位置,并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底。 (2)[3][4][5]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,并且油灯的加热时
间也要相同;同时还应控制两套装置中燃料的质量相同,比较放出热量的多少;这样才符合控制变量法的要求。 (3)[6][7]分析表格数据可知,甲杯的水温度升高的较快,即煤油灯燃烧产生的热量多,所以
其热值大。理由:甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由QcmΔt知,末温高的吸收的热量较多;在相同的加热设备下,相同时间内,消耗的燃料相同,由Qqm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大。
3.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。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 25 44 菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学应该选择两套完全相同的装置,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的________(质量/体积)相同,还要控制________相同。 (2)小明仔细观察发现:同一批次同一包装盒子中外形相同的温度计的读数不尽相同,为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数______(相同/不同)的温度计,然后把它们一起放到一杯热水中,稍等一会儿后,再___________。 (3)分析得出:煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是________。 (4)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测量工具是:______。利用此实验方法计算出的热值将比真实值________ (偏大/偏小). 【答案】质量 水的质量 相同 挑选两支读数相同的温度计 煤油 天平 偏小
【解析】 【详解】 (1)[1][2]根据Qcmt吸水水、Qqm放可知,在实验中还应控制:煤油和菜籽油的质量
相同,还要控制水的质量相同; (2)[3][4]为了选择两只完全相同的温度计小明应该在盒中先挑选多支读数相同的温度计,然
后把它们一起放到一杯热水中,稍等一会儿后,再挑选两支读数相同的温度计; (3)[5]从表中数据可以看到,燃料燃尽后水温变化较大的是煤油,根据Qcmt吸水水可
知,煤油加热的水温度上升较高,那么煤油加热的水吸收热量较大,根据Qqm放可知,煤油放出的热量较大,煤油和菜籽油的质量相同,则煤油的热值较大; (4)[6]要计算出煤油和菜籽油的热值,从Qcmt吸水水、Qqm放可知,水的比热容、初
温、末温都是知道的,但是水的质量和燃料的质量不知道,那么需要天平来测量质量; [7]由Qcmt吸水水可计算得出水吸收的热量,然后由QQ吸放可测得燃料放出的热量,
但实际上燃料放出的热量大于这个测量值,那么根据Qqm放计算得出的热值会偏小。 4.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。
(1)若要通过实验“比较不同燃料的热值”,应选择____________两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过____________来反映的(填“温度计升高的示数”或“加热时间”) (2)若想利用上述装置估测燃料的热值,那么还需要补充的实验仪器是____________。 (3)该实验装置还能比较不同物质吸热能力,为了比较这种能力。引入了比热容这一概念。物理学中,将物体温度升高时吸收的热量与它的____________之比,叫做比热容。 (4)图丁所示a、b两种液体,吸热后它们的温度随时间变化的图像,由图可以看出:升高相同的温度, ____________液体吸收热量多。 【答案】甲乙 温度计升高的示数 天平 质量和升高温度的乘积 b 【解析】 【详解】 (1)[1]比较不同燃料的热值,应控制被加热液体的种类相同而燃料不同,所以,应选择甲、
乙两图进行实验, [2]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;
(2)[3]因为要控制不同物质质量相同完全燃烧释放的热量,需要测量质量的工具是天平,测
量温度的工具为温度计; (3)[4]比热容的概念采用比值定义法,物理学中,将物体温度升高时吸收的热量与它的质量
和升高温度的乘积质量和升高温度的乘积之比,叫做比热容。 (4)[5]由图知道,如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体,吸热后a液体的温度升高
得较快,所以,升高相同的温度时,b液体需要加热的时间长,即b液体吸收热量多。
5.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.