2025年中考物理一轮复习备考考点突破：内能的利用实验、计算题

· 2025年中考物理一轮复习备考考点突破： · 内能的利用实验、计算题 一、实验题 1．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量相同，甲、乙、丙烧杯内的液体质量也相同。 （1）若要比较不同燃料的热值，应选择 两图来进行实验； （2）在比较不同物质吸热本领的实验中，通过比较 （选填“升高温度”，“加热时间”）来比较物质吸收热量的多少；若已知液体a的吸热能力更强，则实验中要使a、b升高相同温度， 消耗的燃料更多（选填“a”或“b”）。 2．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，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；此实验是通过比较 来比较液体吸收热量多少的；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验。 （2）甲、乙两图中，燃烧相同质量的燃料1和燃料2，时，甲中液体温度升高较多，燃料1的热值 燃料2的热值。（选填“大于”或“小于”） （3）火箭一般使用液态氢做燃料，主要是利用液态氢 大的特性，冬季北方暖气片里用水做供暖物质，主要是利用水的 大的特性。 3．实验室准备了如图甲、乙所示的两套“观察水沸腾”的实验装置。 （1）小明同学从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如下表所示。分析表中数据可知，李明选择的是 （选填“甲”或“乙”）实验装置（室内为标准大气压）； （2）给一定质量的水加热，其温度与时间关系如图丙中a所示，若其他条件不变，仅将水的质量增加，则温度与时间的关系图像正确的是 （选填“b”“c”或“d”）。分析图像可知，水沸腾时，温度 ； 时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 温度/℃ 90 92 94 96 98 100 101 102 102 102 102 102 （3）另一同学探究“酒精、煤油、汽油的热值”，三个装置完全相同（如图丁所示），水的质量和初温及待测燃料的质量也相同。通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温（均未达到沸点），可以粗略知道它们的热值q大小关系为 。（填选项编号） A．          B．         C． 4．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是10g。烧杯内的液体质量和初温都相同。 （1）实验装置的组装顺序应该是 （选填“由上到下”或“由下到上”）； （2）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；实验中是通过比较 来比较燃料热值的大小； （3）通过实验得到的燃料热值与实际值相比 （选填“偏大/偏小/不变”）。 （4）比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验；实验中是通过比较 来比较物质的吸热多少。 5．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验时要观察 （选填“加热的时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，实验时通过观察 反映物体吸热的多少； （2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如图丁），由图像可比较出液体a的比热容 液体b的比热容。在液体a和液体b中，选择 作为汽车发动机的冷却剂较好。 6．为了比较两种不同液体A和B的比热容大小，小明用甲图所示的器材进行了实验。实验数据记录如下：    物质 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 液体A 200 18 6 液体B 200 18 6 （1）图甲中两个电加热器的规格应该是 （选填“相同”或“不同”）的； （2）实验中，加热到6min时液体B的温度如图乙所示，该温度为 ℃； （3）由实验数据可知，液体A的比热容与液体B的比热容之比为 ； （4）小红用酒精灯加热烧杯中的水，记录的数据与表中的液体A相同，并测出消耗了2g的酒精，则酒精灯的加热效率为 。 7．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同： (1)在组装器材时应该先固定 （选填“A”或“B”）的位置；在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量必须 （选填“相等”或“不等”）； (2)若要比较不同物质的比热容大小，则： ①应选择 两图进行实验；实验中，用 （选填“加热时间”或“升高温度”）来表示两种液体吸收热量的多少； ②分析表中数据：你认为两种液体中，比热容较大的是液体 ；（选填“a”或“b”） 液体 质量/g 升温10°C所需时间/s 升温20°C所需时间/s 升温30°C所需时间/s a 30 64 89 124 b 30 96 163 220 (3)若要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。 8．如图1所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)为了研究不同物质的吸热能力，可以利用其中 （选填“甲”、“乙”、“丙”）两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图2所示； ①不同物质吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）； ②由图可以看出， 液体的吸热本领较大； ③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容是 J/（kg•℃）； (2)为了研究不同燃料的热值，可选择 两幅图进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）（若a、b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。则该热值与实际燃料的热值相比 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”），原因是 。 二、计算题 9．新建路中学物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的干泥土和水加热。他们绘制出干泥土与水的温度随加热时间变化的图像如图所示。已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），假设酒精灯燃烧放出的热量80％被水和沙子吸收，那么请问： （1）加热满2min时，水吸收了多少热量？ （2）给水加热持续了10min时间，需要完全燃烧多少酒精？ （3）试求出干泥土的比热容。 10．某一型号房车的总质量为4.5t，轮胎与地面的总接触面积为1500cm2。在一段平直公路上匀速行驶了40km，用时30min，受到的阻力为车重的0.1倍，在这一过程中消耗燃油16kg，求：（燃油热值q为4.5×107J/kg，g取10N/kg） （1）当该房车静止在水平地面上时，求其对地面的压强； （2）该房车牵引力做功的功率； （3）该房车热机的效率。 11．用某锅炉烧水，燃烧完2kg的焦炭把40kg的水从20℃加热到70℃。[已知水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值q=3.0×107J/kg] 求：（1）在此过程水吸收的热量； （2）2kg焦炭完全燃烧放出的热量； （3）该锅炉的热效率。 12．随着科技的发展高铁成为人们出行时必不可少的交通工具，如图为一辆“和谐号”高铁列车，满载时总质量为1000t，车轮与铁轨接触总面积为0.8m2，列车的最高时速可以达到240km/h，试求：（g取10N/kg） （1）满载的列车停在车站时，车轮对水平铁轨的压强； （2）列车受到的阻力为自身重力的0.009倍，以最高时速匀速运行时，牵引力做功的功率； （3）如果列车在最高时速下连续运行5min，牵引力做的功全部由燃烧柴油来获得，效率为45%，需要完全燃烧的柴油质量为多少。（柴油热值为4.0×107J/kg） 13．小海家中天然气热水器铭牌上有“热效率90%”的字样。他想估测该热水器的实际热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。他调节混水阀，将输出热水温度调至40℃，当流出40kg热水时，观察天然气表得知共用了0.15m3的天然气。已知自来水初始温度为15℃，热水器输出热水温度不变，求此过程：[此过程没有其他设备使用天然气，q天然气=3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]。 （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该天然气热水器的实际热效率。 14．某中学为学生供应开水，用锅炉将 100kg 的水从 20℃加热到 100℃，燃烧了 3kg 的无烟煤。水的比热容是 4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是 3.4×107J/kg。求： (1)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ 15．用天然气热水器将质量为40kg、温度为15℃的水加热到40℃，完全燃烧了0.15m3的天然气。求： (1)水需吸收的热量； (2)热水器的效率为多少？[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值是3.5×107J/m3] 试卷第6页，共7页 试卷第1页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 甲乙 加热时间 a 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，根据控制变量法，要使用质量相同的不同燃料完全燃烧后使相同质量的同种液体吸热，应选择甲、乙两图进行实验。 （2）[2]在比较不同物质吸热本领的实验中，根据转换法知，用相同的装置加热，这是为了在实验中可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。 [3]若液体a的吸热能力越强，表示比热容较大，实验要使中a、b升高相同温度，因烧杯内的液体质量相同，根据Q=cmΔt知，液体a吸收的热量多，根据Q放=mq知，a消耗的燃料越多。 2． 甲、乙 液体升高的温度 甲、丙 大于 热值 比热容 【详解】（1）[1][2][3]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；故应选择甲、乙两图进行实验； 实验过程中应该控制燃料燃烧的质量相同，所以应该在燃料燃尽之后去比较液体升高的温度； 比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，所以应选择甲、丙两图进行实验。 （2）[4]甲杯水的温度升高的较快，即燃料1燃烧产生的热量多，所以其热值大，即燃料1的热值大。 （3）[5][6]火箭使用的燃料主要是液态氢，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢时，可以释放出更多的热量； “暖气”用水作介质，是因为水的比热容大，质量相同、且降低相同的温度时，水释放的热量多，取暖效果好。 3． 甲 c 102℃ C 【详解】（1）[1]由表中数据可知，小明测得水的沸点温度高于100℃；乙图上面没有容器盖，甲图上面有容器盖，加热时，甲容器内气体压强大于1标准大气压，水的沸点高于100°C，所以小明使用的甲装置。 （2）[2][3]由题可知，其他条件不变，仅将水的质量增加，所以水的沸点是不变的，但加热的时间将变长，故分析图中图象能看出，c是正确的；分析图像可知，水沸腾时，温度保持不变，由表中数据可知，水的沸点温度为102℃。 （3）[4]探究酒精、煤油、汽油的热值，选用三个装置完全相同，水的质量和初温及待测燃料的质量也相同，通过测量全部燃料充分燃烧后水的末温可以得出热值的大小，水的末温越高，说明水吸收的热量越多，即燃料放出的热量越多，测得水的末温为 由此可知 由可以粗略知道它们的热值q大小关系为 故选C。 4． 自下而上 甲、乙 温度计示数的变化 偏小 甲、丙 加热时间 【详解】（1）[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）[2][3]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，故应选择甲、乙两图进行实验。 （3）[4]因为燃料不能完全燃烧，且会有热量散失，故通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小。 （4）[5][6]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，控制不同液体相同时间内吸热相同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，所以应选择甲、丙两图进行实验。 5． 甲、乙 升高的温度 甲、丙 加热的时间 小于 b 【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；故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]根据转换法，同时点燃燃料后，需等待燃料燃尽后然后通过观察比较烧杯内液体升高的温度来比较两种燃料热值大小。 [3][4]比较不同物质的比热容，应控制物质的质量、燃料相同和加热时间相同而吸热的物质种类不同，故应甲、丙两图进行实验；实验中通过加热时间反映吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多。 （2）[5]根据绘制出温度-时间图像，质量相同的ab两种液体，升高相同的温度，b加热时间长，根据比较吸热能力的方法，液体a的比热容小于液体b的比热容。 [6]根据Q=cmΔt可知，相同质量的ab两种液体升高相同的温度时，b吸热多，故应选b液体作发动机冷却液。 6． 相同 58 2∶1 28% 【详解】（1）[1]为了比较两种不同液体A和B的比热容大小，需要在相同时间内提供相同的热量，以便液体吸收相同的热量。所以实验中应选规格相同的两个电加热器。 （2）[2]由图乙可知，温度计分度值为2℃，温度计读数为为58℃，所以加热到6min时液体B的温度为58℃。 （3）[3]由实验数据可知，液体的质量相同，加热相同时间（6min），液体吸收相同的热量，A液体升高的温度为 ΔtA=38℃-18℃=20℃ B液体升高的温度为 ΔtB=58℃-18℃=40℃ 根据可知，当m、Q相同时，c与Δt成反比，由于 ΔtA∶ΔtB=20℃∶40℃=1∶2 所以 cA∶cB=ΔtB∶ΔtA =2∶1 （4）[4]水吸收的热量为 Q吸=cm（t-t0）=4.2×103kg/m3×0.2kg×20℃=1.68×104J 酒精完全燃烧放出的热量为 Q放=m酒精q酒精=0.002kg×3.0×107J/kg=6×104J 酒精灯的效率为 7． B 相等 甲、丙 加热时间 b 甲、乙 【详解】(1)[1]为了能够使酒精灯的外焰加热，应该先固定B。 [2]无论是探究不同物质的比热容，还是不同燃料的热值，都需要利用控制变量法，控制三个烧杯中a、b液体的质量相等。 (3)[3]比较不同物质的比热容，应选择相同的酒精灯，相同时间放出的热量相同，液体吸收的热量相同，加热质量和初温都相同的不同种液体，比较相同时间液体升高的温度，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [4] 在此实验中，加热相同时间，两种液体吸收的热量相同，用加热时间来表示两种液体吸收热量的多少。 [5] 两种液体的质量相同，升高相同温度，液体b加热的时间长，吸收的热量多，根据可知，比热容较大的是液体b。 (3)[6]比较不同燃料的热值，应选择质量相同的不同燃料，加热质量相同的同种液体，比较燃料燃尽后，液体的温度变化，所以选择甲、乙两图进行实验。 8．(1) 甲、丙 加热时间 b 0.9×103 (2) 甲、乙 偏小 燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失 【详解】（1）[1]要研究不同物质的吸热能力，除了物质的种类外，其它因素都应相同，所以应选择甲、丙两图进行探究。 ①[2]实验中，用相同的热源给不同的液体加热，则在相同的时间内，液体吸收的热量相同，不同的时间内，吸收的热量不同，所以不同物质吸热的多少是通过加热时间的长短反映的。 ②[3]由图2知，温度升高相同时，b所需的加热时间比a的长，即b吸收的热量多，b的吸热本领大。 ③[4]由图2知，温度由0升到80℃时，A用时10min，B用时20min，所以B吸收的热量是A的两倍，根据可知，相同质量的液体，温度变化相同时，吸收的热量与比热容成正比，即 则a液体的比热容为 （2）[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，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2][3]燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，存在热损失，即液体吸收的热量比燃料放出的热量更小，根据可知，计算得出的热值比实际值要小。 9．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）加热满2min时，水吸收了的热量为 （2）给水加热持续了10min时间，水吸收的热量为 酒精燃烧放出的热量为 需要燃料酒精的质量为 （3）加热满2min时，干泥土的比热容 答：（1）加热满2min时，水吸收了的热量为； （2）需要燃料酒精的质量为； （3）干泥土的比热容。 10．（1）3×105Pa；（2）1×105W；（3）25% 【详解】解：（1）房车的重力 对地面的压力 受力面积 该房车对地面的压强 （2）房车受到的阻力 因为房车在平直公路匀速行驶，所以房车牵引力 行驶距离 该房车牵引力所做的功 该房车牵引力做功的功率 （3）汽车消耗的总能量 该房车热机的效率 答：（1）当该房车静止在水平地面上时，对地面的压强为3×105Pa； （2）该房车牵引力做功的功率为1×105W； （3）该房车热机的效率为25%。 11．（1）8.4×106 J；（2） 6×107 J；（3）14% 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(70℃﹣20℃)=8.4×106J （2）2kg焦炭完全燃烧放出的热量 Q放=m焦炭q=2kg×3.0×107J/kg=6×107J （3）锅炉的热效率 答：（1）水吸收的热量是8.4×106 J； （2）2kg焦炭完全燃烧放出的热量是6×107J； （3）锅炉的热效率是14%。 12．（1）1.25×107Pa；（2）6×106W；（3）100kg 【详解】解：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压力为 根据可得，对轨道的压强为 （2）列车以最高时速在水平轨道上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以，列车的牵引力为 列车匀速行驶的速度为 此过程中牵引力的功率为 （3）由可得，牵引力做的功为 根据题意可知，完全燃烧柴油获得的热量为 由Q放=mq可得，需要消耗柴油的质量为 答：（1）满载的列车停在水平轨道上时，对轨道的压强是1.25×107Pa； （2）此过程中牵引力的功率是6×106W； （3）需要完全燃烧的柴油质量为100kg。 13．（1）4.8×106J；（2）4.2×106J；（2）87.5% 【详解】解：（1）天然气完全燃烧放出的热量为 Q放=Vq天然气=0.15m3×3.2×107J/m2=4.8×106J （2）水吸收的热量为 （3）该热水器的热效率为 答：（1）天然气完全燃烧放出的热量4.3×106J； （2）过热水器的水吸收的热量是4.8×106J； （2）该热水器的热效率是87.5%。 14．(1)3.36×107J；(2)1.02×108J 【详解】(1)由吸热公式可知，锅炉内的水吸收的热量是 (2)由热值计算公式可知，无烟煤完全燃烧放出的热量是 答：(1)锅炉内的水吸收的热量是3.36×107J； (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是1.02×108J。 15．(1) (2)80% 【详解】（1）水需吸收的热量为 （2）天然气完全燃烧放出的热量为 热水器的效率为 答案第8页，共8页 答案第7页，共7页 学科网（北京）股份有限公司 $$