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 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．小明利用完全相同的装置（如图甲、乙所示）来探究酒精和碎纸片的热值大小。 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽时水温/℃ 燃料的热值（J/kg） 酒精 15 30 2.4×107 碎纸片 15 20 （1）实验装置安装时应按照 （由下而上/由上而下）的顺序； （2）在实验中除了保证两烧杯中水的质量相等外，还应控制 相等； （3）实验数据记录如表格所示，根据表中数据，可知碎纸片的热值为 J/kg； （4）通过实验得到的燃料热值与实际相比偏 （大/小），请写出导致偏差的一条原因： ； （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，据此能否比较出两种燃料的热值？答： （能/不能），理由 ；为避免这种情况的出现，请对他们组提两条改进建议： 、 。 2．如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在这个过程中，水的温度升高，这是用 的方法增加了水的内能。 (2)水汽化产生高温高压的水蒸气，水蒸气冲开瓶塞，水蒸气对瓶塞 ，水蒸气的内能 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 (3)这个实验基本反映出了热机的工作原理，即可以利用 能对外做功。 3．在探究比热容和热值大小的实验中，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，烧杯中两种液体的质量相同。 燃料 加热前液体温度（℃） 燃料燃尽时液体温度（℃） 燃料的热值（J/kg） 1 15 30 2.4×107 2 15 25 (1)若要比较不同物质的吸热本领： ①选择了甲丙两图进行实验； ②该实验是通过比较 来间接反映液体吸收热量的多少（选填“升高的温度”或“加热时间”）； ③由图丁知，液体 的吸热能力更强； (2)若要比较不同燃料的热值： ①选择甲乙两图进行实验； ②在研究不同燃料热值的实验中，记录的数据如表所示。请根据表中数据计算：在忽略热量损失的情况下，燃料2的热值是 J/kg。 4．图甲是“比较不同物质的吸热能力”的实验装置。 （1）两支试管里水和煤油的质量 （选填“相同”或“不同”）；这里用到了研究方法是 ； （2）相同时间内，水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）煤油吸收的热量； （3）由图乙可知， 的吸热能力更强。实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 5．“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较等质量的不同燃料燃烧放出的热量”两组实验装置如图所示： (1)“探究不同物质吸热升温的现象”应选用 组器材： (2)乙组是通过 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来反映燃料放出热量的多少： (3)关于两组实验，下列说法正确的是：__________ A．都必须控制被加热物体的质量相等 B．都必须控制燃料燃烧时间相等 C．都必须控制被加热物体的初温相等 D．都必须控制燃料质量相等 (4)乙组实验中将燃料点燃直至燃尽，烧杯内水的温度随时间变化的图像如图丙所示，则燃料1放出的热量 燃料2放出的热量（选填“大于”、“等于”、“小于”），不计热损失，则两种燃料的热值之比为 。 6．小明同学为了比较两种未知燃料的热值大小，设计的实验装置如图甲、乙、丙所示，三图中装置完全相同（烧杯内的液体均未沸腾），读取相应温度计的示数，分别为t甲、t乙、t丙，且t甲＞t乙＞t丙。 （1）为了完成实验小明应选择 两图进行，燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，q1 q2（选填“＞”、“＝”或“＜”）； （2）实验过程中记录数据如下表，根据表中数据计算燃料2的热值是 J/kg； 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值/J/kg 1 15 35 4.6×107 2 15 25 ？ （3）通过实验得到的燃料1的热值与其实际值相比偏 （选填“大”或“小”）。你认为出现这种情况的主要原因是 。 7．在“探究水在沸腾前后温度变化的特点”实验中，宸宸和乐乐两组同学从甲、乙两图所示的实验装置中各选一套来完成实验。 （1）图A是实验中某一时刻温度计示数，其读数是 ℃。 （2）观察到B图中的实验现象是在水沸腾 （选填“前”或“时”）。 （3）图C是两个小组根据各自的实验数据绘制的“温度—时间”图象，其中图线 是根据甲实验装置的数据绘制的。该装置烧杯中水的质量为100g，从开始加热到沸腾酒精燃烧放出了的热量，则该装置的效率为 %。（水的比热容） （4）实验结束后：①乐乐同学组装了装置丙，烧杯和试管内都装有水，用酒精给烧杯加热，试管中的水 （选填“会”或“不会”）沸腾。②宸宸终于明白妈妈用炉火炖鸡汤时，在汤沸腾后调为小火比较节能的道理是 。 8．如图甲所示是“探究水和煤油吸热能力”的实验装置：在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔1min记录一次温度。 （1）选择两个 （相同/不同）的酒精灯进行。水和煤油吸收热量的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的； （2）根据实验数据绘制出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图乙所示，水和煤油都加热相同时间， 的温度变化快一些，由图像可知 吸热能力更强些； （3）酒精灯加热水和煤油的过程，也是酒精的化学能不断转化为 能的过程；水和煤油温度升高、内能增大的过程是通过 的方式来实现的； （4）细心的同学还发现，水的温度达到后就不再变化，而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的 比水的高。 二、计算题 9．“在热力学中，热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，能量的总值保持不变。”这是能量守恒定律的在热力学中的一种表述，被称为“热力学第一定律”；设物体与环境之间交换传递的热为Q，可得内能的变化量ΔU=Q+W，请根据上述原理分析解答下面的问题： 空气压缩机在一次压缩中，活塞对空气做了2.7×105J的功，同时空气的内能增加了4.3×105J，空气从外界吸收的热量是多少？ 10．小明同学看到燃气灶的火焰很旺，旁边的物品都被烤得很热，他想：这些热量不都白白浪费了吗？他想计算一下他家燃气灶烧水时的热效率。将1.5kg的水倒入烧水壶中，并测出水的初温为15℃，刚开始加热时燃气表的示数为365.339m3，在一个标准大气压下，把水刚加热到100℃时，燃气表的示数为365.384 m3。已知水的比热容，天然气热值约为。求： (1)这些水从加热到烧开吸收多少热量？ (2)这一过程中燃气灶的加热效率是多少？ (3)请你说出两条影响燃气灶加热效率的因素。 11．小明家新安装了一台装有200kg水的太阳能热水器，加满水后，经过一段时间阳光的照射，初温20℃的水吸收了1.68×107的热量。已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J /kg，求： （1）水温升高了多少℃？ （2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则焦炭完全燃烧放出的热量为多少？ （3）需要完全燃烧多少kg的焦炭？ 12．小明家买了一辆以汽油为㜣料的小汽车。细心的小明发现，当小汽车以25m/s的速度匀速行驶时最省油。此时发动机的功率为，发动机的效率为30%。若小汽车以最省油的速度行驶，（汽油的热值）求： （1）这段时间内发动机牵引力做的功是多少？ （2）汽油燃烧放出的热量是多少？ （3）消耗汽油的质量是多少？ 13．小明同学用如图所示装置测量酒精热值，他在烧杯中加入质量为300g，温度20℃的水，调好装置后，加热使水温升高到70℃，整个过程中消耗了6g酒精，若酒精燃烧放出的热量完全被水吸收，则：[c水＝4.2×103J/(kg℃)] (1)水需要吸收的热量为多少焦？ (2)测得酒精热值为多少？ (3)小明查表得到q酒精＝3.0×107J/kg，发现和测量值偏差较大，你认为其中的原因可能是什么？ 14．小华家使用的是天然气热水器，该热水器的铭牌标明了它的热效率，铭牌上标注热水器的效率为80%。小华尝试估测该热水器的热效率，以核对铭牌上的数值是否准确。已知当时自来水的温度为15℃，热水器储水量为40L，当热水器中注满水加热到40℃时，完全燃烧天然气。天然气的热值为。请回答： (1)水升温到40℃时吸收的热量是多少； (2)天然气完全燃烧放出的热量是多少； (3)计算说明铭牌上标注的热水器效率是否准确的？ 15．图中是某太阳能热水器，向其中注入100kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到60℃。水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。试求： （1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？ （3）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少千克的天然气。（天然气的热值为8.4×107J/kg，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收） 16．燃气灶烧水时，把质量为2kg、初温为20℃的水加热到70℃，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）．已知水的比热容为4.2×103J/（kg．℃），天然气的热值为8.4×107J/m3 ．    求： （1）水吸收的热量；     （2）燃气灶烧水时的效率；     （3）如果一清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，汽车以72km/h匀速行驶，受到的阻力位2000N，这些天然气可以让这辆汽车行驶多少m？ 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 《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》参考答案 1． 由下而上 酒精和碎纸片的质量 小 存在热损失（或燃料没有完全燃烧） 不能 水沸腾后温度不变但继续吸热，因此无法比较燃料放出热量的多少 增加水的质量 减少燃料的质量（或降低水的初温等） 【详解】（1）[1]为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，应按照由下往上的顺序组装器材。 （2）[2]为比较酒精和碎纸片热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的质量相等，需要控制酒精和碎纸片的质量相同。 （3）[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15℃，碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高5℃，可见酒精的热值是碎纸片的3倍，所以碎纸片的热值为 （4）[4][5]因为烧杯、空气也吸收热量，存在热损失，并且燃料不可能完全燃烧，根据热值公式可知，测得的热值会偏小。 （5）[6][7][8][9]不能，因为水沸腾后吸热温度保持不变，所以不能据此比较燃料放出热量的多少，为避免这种情况的出现，可增加水的质量或减少燃料的质量（或降低水的初温等）。 2．(1)热传递 (2) 做功 减小 (3)内能 【详解】（1）用酒精灯对试管加热，水从试管处吸收热量，温度升高，这是用热传递的方法增加了水的内能。 （2）[1][2]随着水的汽化，水蒸气越来越多，试管内气压增大，达到一定程度时，高温高压的水蒸气冲开瓶塞，对瓶塞做功，水蒸气的内能减小，将水蒸气的内能转化为活塞的机械能。 （3）该实验基本反映出了热机的工作原理，通过燃料燃烧获得内能，然后利用内能对外做功，实现内能转化为机械能。 3．(1) 加热时间 B (2)1.6×107 【详解】（1）[1]实验中运用转换法通过观察加热施加来表示物质吸收热量的多少。 [2]图丁中，当AB两种物质升高相同的温度时，B加热的时间长，即吸收的热量多，说明B的吸热能力更强。 （2）由燃料1可知，液体升高15℃，吸收的热量为 燃料2燃烧放出的热量使液体升高10℃，则燃料2完全燃烧放出的热量为 燃料2的热值是 4． 相同 控制变量法 等于 水 不变 【详解】（1）[1][2]我们使用同一热源给水和煤油加热，通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。比较物质吸热能力的方法：使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；或使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强，故两支试管里水和煤油的质量相同，这里用到了研究方法是控制变量法。要比较水和煤油的吸热能力，根据控制变量法可知，应在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的煤油和水。 （2）[3]根据转换法，是通过比较加热时间来间接反映煤油和水吸收的热量，所以相同时间内，水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 （3）[4]由图乙可知，加热相同时间，水升高的温度比煤油低，由此可知，水的吸热能力更强。 [5]热值是燃料的一种特性，不随质量的改变而改变，故酒精灯中剩余的酒精热值不变。 5．(1)甲 (2)升高的温度 (3)A (4) 大于 18∶5 【详解】（1）“探究不同物质吸热升温的现象”，应用相同的加热装置加热不同的液体，所以应选用甲组器材。 （2）在探究“燃料燃烧放出的热量”实验中，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，故是通过升高的温度来反映燃料放出热量的多少。 （3）A．根据控制变量法，两组实验都要控制被加热物体的质量相等，故A正确； B．“比较等质量的不同燃料燃烧放出的热量”实验不需要控制燃料燃烧时间相等，故B错误； C．两组实验都不必控制被加热物体的初温相等，故C错误； D．“探究不同物质吸热升温的现象”不必控制燃料质量相等，故D错误。 故选A。 （4）[1]由图象可知，用燃料1加热时水升高的温度更大，而水的质量和比热容都相同，由可知，水吸收的热量更多；由于不计热损失，则燃料完全燃烧放出的热量等于水吸收的热量，所以燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。 [2]由于燃料1燃烧5min就把水加热到沸腾，燃烧10min燃烧完，则燃料1放出的热量是水吸吸收的2倍，则完全燃烧放出的热量之比为 由于两种燃料的质量相等，所以两种燃料的热值之比为 6． 甲、乙 ＞ 2.3×107 小 因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质、即用甲、乙两图进行实验；甲和乙装置中液体的比热容、质量和初温度相同，由t甲＞t乙知Δt甲＞Δt乙，由Q吸＝cmΔt知，甲中液体吸收的热量多，即燃料1放出的热量多，由知，在燃料质量相同时，燃料1放出的热量多，其热值大，即q1＞q2； （2）[3]燃料1的质量 则完全燃烧10g燃料1放出的热量 因为Q吸＝Q放，所以燃料1：，即 ① 燃料2：，即 ② 联立①②两式解得：q2＝2.3×107J/kg。 （3）[4][5]因为存在热散失，燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收，所以测得燃料的热值与实际相比会偏小。 7． 94 前 b 60 不会 沸腾时持续吸热但温度不变 【详解】（1）[1]图A中温度计的分度值为，示数为。 （2）[2]B图中气泡在上升过程中遇冷体积收缩，气泡越来越小，是沸腾前的现象。 （3）[3]水沸腾时，继续吸热，温度不变，由图象可知，乙装置中水沸腾后继续吸热，温度不变，所以图线b是根据乙实验装置的数据绘制的。 [4]水吸收的热量 该装置的效率 （4）①用酒精给烧杯加热，试管中的水达到沸点后，由于试管内外温度相同，试管中的水不能继续吸热，所以试管中的水不会沸腾。 ②水沸腾时持续吸热，水的内能增加，但温度不变，所以妈妈用炉火炖鸡汤时，在汤沸腾后调为小火比较节能。 8． 相同 加热时间 煤油 水 内 热传递 沸点 【详解】（1）[1][2]探究水和煤油吸热能力的实验时，在两个相同的烧杯中分别加入质量和初温都相等的水和煤油，用两个相同的酒精灯同时开始加热，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间来反映的，这里应用了转换法。 （2）[3][4]如图乙所示，水和煤油都加热相同时间，煤油的温度变化快一些，由图像可知，吸收相同的热量，质量和初温都相等的水和煤油，水升高的温度较少，所以水的吸热能力更强些。 （3）[5][6]酒精灯加热水和煤油的过程，酒精燃烧，是其化学能不断转化为内能的过程；水和煤油吸收热量，温度升高、内能增大，是通过热传递的方式来实现的。 （4）[7]如图乙所示，水的温度达到后就不再变化，此时水的沸点为；而煤油的温度却继续升高，由此可推断出煤油的沸点比水的高。 9．1.6×105J 【详解】解：由于在能量转换过程中，能量的总量保持不变，已知活塞对空气做了2.7×105J的功，同时空气的内能增加了4.3×105J，由 得，空气从外界吸收的热量 答：空气从外界吸收的热量是1.6×105J。 10．(1)；(2)；(3)燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收 【详解】(1)在一个标准大气压下水的沸点为，则水吸收的热量为 (2)烧开这壶水所消耗的天然气体积为 天然气完全燃烧放出的热量为 这一过程中燃气灶的加热效率为 (3)影响燃气灶热效率的因素有：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收等。 答：(1)这些水从加热到烧开吸收了的热量； (2)这一过程中燃气灶的加热效率是； (3)影响燃气灶热效率的因素有：燃料不能完全燃烧、燃料燃烧放出的热量不能被水全部吸收等。 11．（1）20℃；（2）8.4×107J；（3）2.8kg 【详解】解：（1）初温20℃的水吸收了1.68×107的热量，升高的温度为 （2）焦炭完全燃烧放出的热量为 （3）要完全燃烧焦炭的质量为 答：（1）水温升高了20℃； （2）焦炭完全燃烧放出的热量为8.4×107J； （3）需要完全燃烧2.8kg的焦炭。 12．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）这段时间内小汽车行驶的时间为 发动机牵引力做的功是 （2）汽油燃烧放出的热量是 （3）消耗汽油的质量是 答：（1）这段时间内发动机牵引力做的功是； （2）汽油燃烧放出的热量是； （3）消耗汽油的质量是。 13．（1）6.3×104J；（2）1.05×107J/kg；（3）与酒精的实际热值q酒精=3.0×107J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等. 【详解】（1）水的质量， 水吸收的热量： （2）酒精的质量， 由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则； 所以酒精热值： ； （3）比酒精的实际热值q酒精=3.0×107J/kg小得多． 原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，且燃烧产生的热量会有相当一部分散失到空气中，所以酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等. 【点睛】重点是吸热公式和热值公式的应用，注意公式应用时单位要统一，一般都使用主单位，特别是热值公式应用时，有时要用到体积，有时要用到质量，要统一单位后再计算． 14．(1) (2) (3)80%，准确 【详解】（1）水的体积 V水=40L=40dm3=0.04m3 水的质量 m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×0.04m3=40kg 水吸收的热量 Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J （2）天然气完全燃烧放出的热量是 （3）铭牌上标注的热水器效率 铭牌上标注的热水器效率是准确的。 15．（1）2.1×107J；（2）75％；（3）0.25 【详解】解：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是 （2）这段时间该热水器的效率是 （3）由得，需要完全燃烧的天然气质量为 答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是2.1×107J； （2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，这段时间该热水器的效率是75％； （3）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧0.25千克的天然气。 16．（1）4.2×105J；（2）25%；（3）336m． 【分析】（1）知道水的质量、水的比热容，求出水温度的升高值，利用吸热公式求水吸收的热量； （2）由可求出天然气完全燃烧放出的热量，水吸收的热量跟天然气完全燃烧放出的热量之比等于燃气灶烧水的效率； （3）由题知，清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，可求转化为的机械能，由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力等于受到的阻力，再利用求汽车行驶的路程． 【详解】（1）水吸收的热量： ； （2）天然气完全燃烧放出的热量：；燃气灶的效率：． （3）因为清洁能源汽车发动机天然气燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，所以转化为的机械能：，因为汽车匀速行驶，汽车的牵引力：，由得汽车行驶的路程： 答：（1）水吸收的热量为4.2×105J； （2）燃气灶烧水时的效率为25%； （3）这些天然气可以让这辆汽车行驶336m． 【点睛】本题主要考查了燃料完全燃烧放热公式、吸热公式和效率公式的掌握和运用，虽然知识点多、综合性强，但都属于基础，难度不大． 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 $$