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、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g，烧杯内液体的质量都相同。 （1）实验中需要的测量工具有温度计、秒表和 ； （2）若比较不同燃料的热值应选择 两个装置；实验中，通过观察 比较燃料燃烧放出热量的多少； （3）比较不同物质的吸热能力应选择 两个装置；通过实验，记录的数据如下表所示，分析实验数据可知： 加热时间/min 0 1 2 3 4 a液体的温度/℃ 30 34 38 42 46 b液体的温度/℃ 10 18 26 34 42 ①两液体吸收相同热量， 液体升温更高，说明 液体的吸热能力强； ②a、b两液体的比热容之比为 。 2．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中。 (1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的 相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于通过水升高的 来反映燃料 燃烧放出的 。 (2)如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是 。 (3)小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表。在两燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作： ①先点燃酒精，再点燃碎纸片。 ②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数。 ③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数。 小红认为上述操作中，操作 是错误的。小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是 。 3．小明利用图甲、乙、丙的装置完成①“比较不同液体的吸热能力”和②“比较不同燃料的热值”两个实验。液体、燃料质量都相等，请你解答： （1）完成第①个实验需选择 两个实验装置进行对比；完成第②个实验需选择 两个实验装置进行对比； （2）在以上实验中，若液体的质量和初温、燃料的质量均相等，当燃料燃尽时，分别测得甲、乙、丙中温度计的示数关系为t甲>t乙>t丙，则吸热能力强的为液体 ，热值大的为燃料 。 4．为比较酒精和汽油热值的大小，小明采用如图所示的装置（两烧杯完全相同），并制定了以下实验方案： （1）小明设计了一张记录数据的表格，其中①、②项内容漏写了，请帮他补充完整。 温度 加热前水温/℃ ① 10g酒精 ② （2）两装置同时点燃后，分别给两杯质量和初温 （选填“相同”“不相同”）的水加热； （3）观察水温的变化，由此判断两种燃料热值的大小。请根据上面的设计方案回答： ①甲装置中温度计的读数是 ，当两灯的燃料 （选填“燃烧相同时间后”“完全燃烧完后”），甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置中温度计读数是90℃。由此判断 的热值比较大； ②实验中燃料燃烧是将燃料的 能转化为内能。其燃烧放出的热量，通过 方式使水的内能增大； ③根据Q吸=cm水(t-t0)计算出水吸收的热量，然后利用这个热量计算出汽油的热值，发现结果与资料中给出的汽油热值相比 （选填“偏大”“偏小”），分析原因可能是 。 5．如图所示是四个热学实验。请根据实验现象解决相关问题： 甲：演示气体扩散，其中A瓶中装有无色的空气、B瓶中装有红棕色的二氧化氮气体； 乙：两块表面平整光滑的铅块压紧后可吊起重物； 丙：给试管中的水加热，水蒸气把软木塞顶起来； 丁：用弹簧测力计拉玻璃板，玻璃板的下表面与水面接触未分开，发现弹簧测力计的示数大于玻璃板的重力。 (1)甲实验中，使两个瓶口上下相对，之间用一块玻璃板隔开，然后抽掉玻璃板。上面放置的是 （选填“A”或“B”）瓶； (2)其中 两个实验现象的原因相同，这两个实验都表明：分子间存在引力； (3)丙这个实验虽然简单，却基本展示了 的工作原理。在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这属于能量的 （转移、转化）。 6．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）为了比较不同燃料的热值，可以选择 两图所示装置进行实验探究； （2）为了研究a、b两种液体的吸热能力，利用其中两幅图进行实验，根据记录数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图丁所示： ①实验中，通过 来反映液体吸收热量的多少； ②由图丁可以看出， 液体的比热容较大。 7．小明同学学习了燃料的热值后，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 25 44 菜籽油 25 34 （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，在实验中还应控制的相同的量有： 、 ； （2）你认为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）。 8．小华想估测薯片的热值，进行了如下实验。 （1）小华组装的实验装置如图所示，他在器材安装中的一处错误是 ； （2）本实验中，燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 来反映的； （3）将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后，烧杯中0.2kg的水温升高了5℃，则水吸收的热量Q吸= ；[] （4）小华测出薯片的质量后，根据Q放=Q吸和Q放=mq，算出薯片的热值比实际值小得多，原因是 。 二、计算题 9．某型号货车满载货物时总质量为4500kg，百公里油耗为20L（1L=1dm3），燃油的密度为0.8×103kg/m3、热值为5×107J/kg；在平直的公路上匀速行驶50km，货车受到的阻力是车重的。在此过程中，求： (1)牵引力所做的功； (2)燃油完全燃烧放出的热量： (3)该货车发动机的效率。 10．海鹏学习了热学的有关知识后，想知道用燃气灶烧开2kg的一壶水（由20℃加热到100℃）所需要的费用，已知水的比热容为。 求：（1）水吸收的热量是多少？ （2）家庭使用天然气的热值为3.5×107J/m3，燃气灶的热效率为60%，烧开这壶2kg初温为20℃的水需要多少天然气？ （3）7.14×105J的热量可以使2kg初温为20℃的水升高多少？（一标准大气压下） 11．某学校为学生提供开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了7kg的无烟煤．水的比热容是，无烟煤的热值是．求该过程中： (1)完全燃烧无烟煤放出的热量是多少？ (2)锅炉内的水吸收的热量是多少？ (3)加热过程中锅炉的热效率是多少？ 12．如图所示是某款燃气热水器，热效率可达75%，工作4分钟可以使15L的水从20℃升高到70℃，求： （1）15L水的质量； （2）加热4min水吸收的热量； （3）加热4min该燃气热水器消耗天然气的体积。（水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值约为4×107J/m3） 13．某品牌太阳能热水器的容积为100L，其装满水后在太阳的照射下水温从20℃的升高到40℃，不计热量的散失． (1)求热水器中的水吸收的热量．［水的比热容c=4.2×103J/(kg.℃) ］ (2)要完全燃烧多少体积的煤气可以产生相同的热量?（煤气的热值q=4.0×107J/m3） 14．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家，一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平路面上匀速行驶时，汽车发动机功率20KW．若小汽车行驶的距离为10km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中： (1)运动的时间； (2)发动机所做的功； (3)消耗汽油的质量． 15．天然气是一种洁净环保的优质能源，目前已被更广泛地使用。 （1）若某家庭一个月使用了14m3的天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量为多少？ （2）若天然气炉具的效率是30%，则这些热量能让多少质量的水温度从25℃升高到100℃？（） 16．为倡导低碳生活，太阳能热水器在我国广泛应用于现代生活中。明明家安装的太阳能热水器容积为200L，加满水后，经过一天阳光的照射，水温从20℃升高到70℃。[，]求： (1)这一天水吸收的热量； (2)若这些热量由燃烧煤来提供，至少需要完全燃烧煤的质量。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1． 托盘天平 乙、丙 温度计示数 甲、乙 b a 2∶1 【详解】（1）[1]实验中需要物质的质量、加热时间和液体的温度，所需的测量工具有温度计、秒表和托盘天平。 （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，通过温度计示数变化的大小得出吸热多少，进而判断热值大小，故应选乙和丙两图进行实验。 （3）[4]为了比较两种液体的吸热能力，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 甲和乙两图进行实验。 ①[5][6]由表中数据可知，两液体加热相同的时间，吸收相同热量，b液体升温更高；相同质量的不同种液体吸收相同的热量，温度变化大的液体吸热能力差，说明a液体的吸热能力强。 ②[7]由表中数据可知，相同质量的a、b两种液体，加热4min，吸收的热量相同，a液体温度升高16℃，b液体温度升高32℃，a、b两液体的比热容之比为 2．(1) 质量 温度 完全 热量 (2)温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中 (3) ② 燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中 【详解】（1）[1]燃料充分燃烧放出热量的多少还与燃料的质量有关，所以要控制质量相等。 [2][3][4]控制被加热的水的质量和初温均相同，便于通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量。 （2）用温度计测量液体的温度时，应该让温度计的玻璃泡与被测液体充分接触，不能碰到容器的底部和侧壁，由图可知，温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中。 （3）[1]实验过程中要控制完全燃烧燃料的质量相同，燃烧时间相同并不能保证燃烧燃料的质量相同，所以保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数的操作是错误。 [2]由于燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸收的部分热量，使大于，依此计算出燃料的热值比实际要偏小些。 3． 甲、丙 甲、乙 b 1 【详解】（1）[1] [2]由控制变量法可得，为了完成第①个实验，即比较a、b两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，故应选择甲和丙两图进行实验；为了完成第②个实验，即比较热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，故应选择甲和乙两图进行实验。 （2）[3]根据题意知道，比较a、b两种液体的吸热能力，则需要燃烧相同的燃料，加热相同的时间（吸热相同），比较质量和初温相同的液体升高的温度，故应选择甲丙两图进行比较；因温度计示数t甲>t丙，由知道，ca<cb，即吸热能力强的为液体b。 [4]比较甲和乙，燃料燃尽放出热量的多少转换为液体吸收热量的多少，由于温度计示数t甲>t乙，液体的初温相同，则Δt甲>Δt乙，由于液体的质量相等，由可得Q1>Q2，则燃料1比燃料2放出热量多，由知道，等质量的燃料1和燃料2完全燃烧，放出热量多的燃料的热值大，即燃料1的热值大。 4． 加热后水温/℃ 10g汽油 相同 56℃ 完全燃烧完后 汽油 化学 热传递 偏小 存在热损失，造成水吸收的热量小于汽油完全燃烧放出的热量 【详解】（1）[1]需要记录加热前后水的温度，用来计算水吸收的热量，故填写加热后水温/℃。 [2]要比较酒精和汽油这两种燃料的热值，根据控制变量法的思想，酒精和汽油的质量必须相等，故填10g汽油。 （2）[3]根据水升高的温度比较两种燃料的热值大小，因此被加热的水质量和初温应该相同。 （3）[4]由图知，温度计的分度值是1℃，所以温度计的示数为56℃。 [5]根据控制变量法和转换法的思想，应当两灯的燃料完全燃烧完后，通过水升高的温度比较吸热多少即燃烧放出热量的多少，燃料质量相同，从而得知燃料的热值。 [6]甲装置中温度计读数是80℃，而乙装置的读数是90℃，根据公式Q=cmΔt可知，在相同情况下，汽油加热的水吸收的热量较多，说明汽油放出的热量较多，根据公式Q放=mq可知 所以汽油的热值大于酒精的热值。 [7]燃料燃烧是将燃料内部储存的化学能转化为内能。 [8]热传递是内能从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。所以燃料燃烧放出的热量是通过热传递的方式使水的内能增大的。 [9][10]由于热量的直接散失、烧杯未加盖等，所以汽油燃烧放出的热量大部分未被水吸收，所以根据Q吸=c水m(t-t0)计算出水吸收的热量偏小，从而根据公式，计算出的汽油的热值偏小。 5．(1)A (2)乙丁 (3) 热机 转化 【详解】（1）二氧化氮的密度大于空气的密度，如果把二氧化氮气体放到上方的话，由于自身密度大的缘故，二氧化氮分子也会下沉到下方的空气瓶子中去，就不能说明分子在不停地做无规则运动，因此要把密度小的空气瓶子放到上方，把二氧化氮放在下方，即上面放置的是A瓶。 （2）分子间存在相互作用的引力和斥力，其中乙和丁两个实验现象的原因相同，这两个实验都可以表明分子间存在引力。 （3）[1][2]丙实验是气体膨胀对外做功，基本展示了热机的工作原理，高温高压燃气推动活塞做功；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这属于能量的转化，将内能转化为机械能。 6． 甲、乙 加热时间 b 【详解】（1）[1]要比较不同燃料热值大小，需要控制加热液体的种类、质量相同，改变燃料的种类，根据温度计的示数高低得出吸热多少，从而判断热值大小，因此选择甲、乙两图进行实验。 （2）①[2]研究a、b两种液体的吸热能力，实验中应采用相同的燃料，相同的燃料在燃烧情况相同时，在相同时间内释放的热量相同，故加热时间越长，被加热物质吸收的热量越多，所以在实验中可用加热时间表示物质吸收热量的多少，这用到了转换法。 ②[3]由图示图像可知，a和b升高相同的温度，如温度都升到80℃，a温度升高的快，a需要的是时间是10min，b需要的时间是20min，b需要更长的加热时间，故b吸收的热量更多，这也就说明了b的吸热能力强一些，a的吸热能力弱，所以b液体的比热容较大。 7． 水的质量 燃料的质量 煤油 天平 偏小 【详解】（1）[1][2]实验时，要采用控制变量法。实验中，用燃料放出的热量来加热水，通过水升高的温度来反映燃料放出的热量，所以要控制水的质量相同；热量是燃料完全燃料时放出的热量与其质量的比值，所以为了比较燃料的热值，要控制燃料的质量相同。 （2）[3]由实验数据知，用煤油加热的水温度升高的高，即煤油放出的热量较多，所以在煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是煤油。 （3）[4]因为热值，需要知道燃料的质量，计算水吸收的热量（等于燃料燃烧放出的热量）也要用到水的质量，所以还需要补充的实验仪器是天平。 [5]因为加热过程中，有一部分热量散失到了空气中，有一部分热量被烧杯吸收，所以水吸收的热量小于燃料放出的热量，而且燃料不可能完全燃烧，因此利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏小。 8． 温度计的玻璃泡碰到了容器底 水吸收的热量 薯片燃烧放出的热量不能全部被水吸收 【详解】（1）[1]由图中可知，实验中温度计的玻璃泡碰到了容器底是错误的。 （2）[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反映燃料燃烧放出热量的多少。 （3）[3]由题意，水吸收的热量 （4）[4]因薯片燃烧放出的热量不能完全被水吸收，即Q放>Q吸，故算出的热值比实际值小。 9．(1)1.5×108J；(2)4×108J：(3)37.5% 【详解】解：(1)货车的总重力 G=mg=4500kg×10N/kg=4.5×104N 由题意知，货车受到的阻力 f=G=×4.5×104N=3×103N 因为该车满载货物后在平直的公路上匀速行驶，所以，根据二力平衡条件可知，该货车的牵引力 F=f=3×103N 牵引力所做的功 W=Fs=3×103N×50×103m=1.5×108J (2)货车满载百公里油耗为20L，即货车行驶50km消耗燃油的体积 V燃油=×20L=10dm3=0.01m3 消耗燃油的质量 m燃油=ρ燃油V燃油=0.8×103kg/m3×0.01m3=8kg 燃油完全燃烧放出的热量 Q放=m燃油q燃油=8kg×5×107J/kg=4×108J (3)该货车发动机的效率 答：(1)牵引力所做的功是1.5×108J； (2)燃油完全燃烧放出的热量是4×108J： (3)该货车发动机的效率是37.5%。 10．（1）6.72×105J；（2）；（3） 【详解】解：（1）水吸收的热量 Q吸=cm（t﹣t0）=×2kg×(100℃﹣20℃)＝6.72×105J （2）燃气灶的热效率为 需要的天然气 （3）根据有 按此计算，水的末温为 因一标准大气压下水的沸点为100，而沸腾是吸热过程，温度保持不变，故水升高的温度为 答：（1）水吸收的热量是6.72×105J； （2）烧开这壶2kg初温为20℃的水需要的天然气； （3）7.14×105J的热量可以使2kg初温为20℃的水升高。 11．(1)2.1×108J (2)6.3×107J (3)30% 【详解】（1）完全燃烧无烟煤放出的热量是 （2）锅炉内的水吸收的热量是 （3）加热过程中锅炉的热效率是 12．（1）15kg；（2）；（3）0.105m3 【详解】解：（1）水的质量 m水=ρ水V水=1×103kg/m3×15×10-3m3=15kg （2）加热4min水吸收的热量 Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×15kg×(70℃-20℃)=3.15×106J （3）燃气完全燃烧放出的热量 需要天然气的体积 答：（1）15L水的质量是15kg； （2）加热4min水吸收的热量是； （3）加热4min该燃气热水器消耗天然气的体积是0.105m3。 13．（1）8.4×106J （2）0.21 m3 【详解】（1）水的质量 m=ρV=103kg/m3×100×10-3m3=100kg 水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/(kg.℃) ×100kg×(40℃-20℃) = 8.4×106J （2）根据Q吸= Q放，Q放=qV，得到 V= = = =0.21m3 答：（1)求热水器中的水吸收的热量是8.4×106J； (2)要完全燃烧0.21 m3 的煤气可以产生相同的热量。 14．（1）500s（2）1.0×107J（3）0.87kg 【详解】试题分析：(1)运动的时间； (2) 汽车发动机功率20KW，发动机所做的功 (3)小汽车发动机的效率为25%，所需要汽油产生的能量是 消耗汽油的质量 考点：此题考查的是汽车的能量计算． 点评：在此题中注意发动机的所做的功不等于消耗汽油产生的能量． 15．（1）1.05×109J；（2）1000kg 【详解】解：（1）这些天然气完全燃烧放出的热量 （2）若天然气炉具的效率是，则水吸收的热量为 根据可得出水的质量为 答：（1）这些天然气完全燃烧放出的热量为1.05×109J； （2）若天然气炉具的效率是，则这些热量能让的水温度从升高到。 16．(1) (2)1.4kg 【详解】（1）太阳能热水器内水的质量 这一天水吸收的热量 （2）若这些热量由燃烧煤来提供，燃料完全燃烧放出的热量 Q放=Q放=4.2×107J 至少需要完全燃烧煤的质量 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$