2025年中考物理复习专题：内能的计算、实验题

2025年中考物理复习专题：内能的计算、实验题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、实验题 1．为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。 （1）实验中，可以通过比较 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少； （2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是 ℃； （3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体 （选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳； （4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和 法。 2．小刚为比较A、B两种液体的吸热本领，组装了如图所示的装置。他用完全相同的铁架台、石棉网、酒精灯、烧杯、温度计各两个进行实验。 (1)实验应控制：两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、 相等。 (2)给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当 相同时，温度升高较多的液体其比热容较 。 (3)在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高20℃时，A液体需加热5min，B液体需加热10min，则 液体的比热容较大。 3．某实验小组用如图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。 （1）加热前，在一个烧杯中倒入240mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入 mL的煤油； （2）用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线 （填序号）可以反映煤油的温度随时间的变化规律。加热过程中，煤油的热值 （填“变大”“不变”或“变小”）； （3）同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比 （填“大于”“等于”或“小于”）煤油放出的热量与降低的温度之比。 4．小刚做了如下实验： （1）向容积为50mL的注射器内注入少量酒精，并在注射器小孔内放一小段牙签，用橡皮帽堵住小孔使注射器内封闭一段气体，如图a．推动活塞压缩这段气体，拔掉橡皮帽，看到牙签飞出，同时注射器内出现大量“白气”，如图b．“白气”是酒精蒸气 形成的，这说明此过程中气体的内能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．牙签飞出这一过程的能量转化情况与四冲程汽油机 冲程相同．     （2）小刚觉得牙签飞出是因为气体被压缩后压强增大了，由此他猜想气体压强的大小可能与气体的体积有关；他又想起自行车轮胎在夏季烈日暴晒下会爆胎，他猜想气体压强的大小可能还与 有 关．在老师的帮助下，他用图乙的实验装置去探究“一定质量的气体，压强与体积的关系”，实验中保持环境温度不变且注射器管壁导热性能良好，缓慢推动活塞到 某一位置，从注射器的刻度上读出体积值，待压强传感器示数稳定后读出压强值．继续缓慢推动活塞，得到多组实验数据如下表： 实验序号 1 2 3 4 5 气体的体积V(mL) 50 40 34 30 26 气体的压强p(105Pa) 1.01 1.26 1.49 1.68 1.94 压强与体积的乘积pV (105Pa·mL) 50.5 50.4 50.66 50.4 50.44 ①实验中缓慢推动注射器活塞，主要目的是 ； ②分析表中实验数据，可以初步得出的结论是 . 5．在探究“比较不同物质吸热能力的情况”的实验中，实验装置如图所示． （1）实验中应量取质量 的甲乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较 来判断吸热能力的强弱． （2）通过实验，记录如表所示，从开始加热到42℃，甲乙两种液体吸收热量的关系Q甲 Q乙． （3）分析实验数据可知： 物质的吸热能力强． 6．探究改变物体内能的方法： 过程 将空气压燃仪（如图所示）的活塞迅速压下去，看到棉花燃烧，此过程中， 能转化为能 ． 结论 上述过程说明：对物体做功，物体内能 ． 7．在“探究液体吸收热量与液体的种类是否有关”的实验中，用图所示的实验装置来进行实验。 （1）实验中两烧杯中初温相同的液体，升高相同的温度，并且满足 相同和 不同的条件； （2）用酒精灯放在烧杯下方的中央，其目的是保证相等的时间内 相等； （3）在实验中可以观察到升高相同的温度，酒精灯加热时间不同，从而可以得到的初步结论是质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 。 8．图甲是小华在1个标准大气压下“探究固体熔化时温度的变化规律”的实验装置。 (1)实验前，要按 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材； (2)实验中，某时刻温度计的示数如图乙所示，该物质此时的温度是 ； (3)图丙是小华根据记录的数据绘制的温度随时间变化规律的图象，由图象可知该物质在熔化过程中吸收热量，温度不变，内能 （选填“增加“减少”或“不变”）； (4)由丙图可知，该物质在固态时的比热容是 ；（已知该物质液态比热容c=4.2 (5)试管中的固体完全熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的液体 （选填“会”或“不会”）沸腾，原因是 。 二、计算题 9．学校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的沙子和水加热．他们绘制出沙子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·℃），加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精．那么请问： （1）图中 （a/b）是沙子吸热升温的图像； （2）加热满2min时，水吸收了多少热量 ? （3）给水加热持续了10min时间，所消耗了酒精如果完全燃烧将放出多少热量 ? （5）试求出沙子的比热容 ． 10．一个热水袋内装有质量为1kg的水，在水温从100℃降到40℃的过程中，水放出的热量是多少？[水的比热容为4．2×103J/（kg·℃） 11．质量为5kg的铁球，初温为10℃，用加热的方法使其温度升高到20℃，则它需要吸收多少热量？如果是通过做功的方法使其温度升高，条件同上，那么至少外界要对该球做多少焦耳的功（c铁=0.46×103J/（kg·℃） 12．一根烧红的铁钉，温度是500℃，质量是1.5g，它的温度降低到20℃，要放出多少热量？已知铁的比热容c铁=0.46×103J/（kg·℃）。 13．完全燃烧0.5kg的煤气，如果放出的热有80%给水吸收，则水吸收多少热量？它能使20℃、多少kg的水升高到100℃。(q煤气=4.2×107J/kg ， c水=4.2×103J/(kg·℃) 14．阅读下列资料：日地距离，水的比热容，射到地球的太阳能由于大气层的吸收，约有能够到达地面．他们在夏至前后做了如下的实验：取一个横截面积、形状矮粗的厚壁泡沫塑料圆筒，并将筒的内壁衬上黑色塑料薄膜．在圆筒内装上质量的水，并用透明塑料薄膜将筒口封闭．在天气晴好的某天中午进行实验时，调整水平放置圆筒口的方位，使太阳光尽可能的垂直照射在水面上，经过时间后，测得水的温度升高了，求 地球表面每平方米的面积上每秒内得到的辐射能量是多少？ 请你帮助该小组的同学估算太阳的辐射功率．（保留一位有效数字） 15．一锅炉每天把3 t的水加热到100℃，需要吸收的热为1.008×109J的热，求：原来水的初温为多小℃？ 16．如图所示当开关闭合时，电流表A1的示数是1.8A，通过灯L2的电流为0.6A，求： （1）通过灯L1的电流 （2）电流表A2的示数 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年中考物理复习专题：内能的计算、实验题》参考答案 1． 加热时间 42 A 控制变量 【详解】（1）[1]实验中，用相同规格的电加热器加热两种质量相等的不同液体，可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多。 （2）[2]如图乙所示，温度计的分度值为1℃，此时温度计示数是42℃。 （3）[3]如图，加热时间相同时，液体A的温度变化小于液体B的温度变化，因此液体A的吸热能力较强，吸热能力强的物质，放热能力也强；因此，冬天自制暖手袋，应选液体A作为供暖物质，其效果更佳。 （4）[3]上述实验中，通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，主要用到的科学探究方法是转换法，通过控制两种液体的质量相同和加热时间，来实现实验的要求，主要用到的科学探究方法是控制变量法。 2． 质量 加热时间 小 B 【详解】(1)[1]要研究两种液体的吸热本领，应控制两个烧杯中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等； (2)[2][3]给两种液体加热，记录两种液体的初温和末温，当加热时间相同，也就是两种液体吸收的热量相同时，温度升高较多的液体吸热本领较小，也就是其比热容较小。 (3)[4]在实验过程中，小刚发现两液体温度都升高20℃时，A液体需加热5min，B液体需加热10min，说明B吸收的热量多，则B液体的比热容较大。 3． 300 ① 不变 大于 【详解】(1)[1]由于水和煤油的质量相同，根据密度公式得 解得 (2)[2]水的比热容比煤油的比热容大，所以根据公式可知，吸收相同的热量，煤油的温度升高的大。故图线①可以反映煤油的温度随时间的变化规律。 [3]热值是物质本身的属性，因此加热过程中，煤油的热值不变。 (3)[4]根据公式得 可知，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比大于煤油放出的热量与降低的温度之比。 4． 液化 减小 做功 温度 使注射器内的气体温度保持不变 一定质量的气体，在温度一定时，压强与体积成反比 【详解】(1)由图甲可知，注射器内出现大量“白气”，“白气”是酒精蒸气遇冷液化形成的； 试管内的酒精加热一定程度时，酒精蒸气会对塞子做功，将酒精蒸气的内能会转化为塞子的机械能，内能减小，温度降低；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能；(2)自行车轮胎在夏季烈日暴晒下会爆胎，爆破的原因也是内部压强变大造成的，即是由于温度升高导致的，所以气体压强的大小还与温度有关．①气体的实验规律的使用的条件是一定质量的气体，研究温度不变时，一定质量的气体压强与体积的关系时气体的温度一定不能变化．因此实验中缓慢推动注射器活塞，主要目的是使注射器内的气体温度保持不变；②分析表中实验数据，可以初步得出的结论：一定质量的气体，在温度一定时，压强与体积成反比． 【点睛】（1）酒精蒸气遇冷液化成“白气”，汽油机的四个冲程中，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能；（2）根据自行车轮胎在夏季烈日暴晒下会爆胎，猜想影响气体压强的大小的因素；①缓慢的推拉活塞，可以使气体的温度保持与外界的温度保持一致，从而可以保持封闭气体的温度不变；②根据表中气体的体积和压强的实验数据可得出结论． 5． 相等 升高的温度 大于 甲 【详解】试题分析： （1）实验应用控制变量法，取质量相同的甲乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，当它们吸收相同的热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱，升高的温度越大，吸热能力越差． （2）用相同的电加热器给它们加热，它们吸收的热量是由加热的时间决定的，由数据可知，从开始加热到42℃，甲、乙分别需要的时间是3min和2min，所以，两种液体吸收热量的关系Q甲＞Q乙． （3）分析实验数据可知：同样加热4min，甲、乙升高的温度分别为16℃和22℃，所以， 甲物质的吸热能力强． 考点：比热容 6． 机械 内 增大 【详解】[1][2][3] 将空气压燃仪的活塞迅速压下去，活塞压缩空气做功，将机械能转化为空气的内能，空气内能增加，温度升高，达到棉花的燃点，棉花燃烧；故实验结论为：对物体做功，物体的内能增大. 7． 质量 种类 吸收的热量 不同 【详解】（1）[1][2]实验为了探究液体吸收热量与液体的种类是否有关，所以要控制液体的种类不同；实验要采用控制变量法，所以要使其它条件相同，要取初温和质量都相同的液体。 （2）[3]实验时，要使两种液体在相同时间内吸收相同热量，用酒精灯放在烧杯下方的中央，使两个烧杯距离酒精灯的火焰远近相同，其目的是保证相等的时间内液体吸收的热量相等。 （3）[4]在实验中可以观察到升高相同的温度，酒精灯加热时间不同，即吸收的热量不同，得出的结论是：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 8． 自下而上 增加 不会 试管中的液体与烧杯中的水温度相同，不能继续吸热 【详解】(1)[1]酒精灯需用外焰加热，所以要先放好酒精灯，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，且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]由图乙可知，温度在以下，分度值为，故物质此时的温度是为； (3)[3]由图丙可知，该物质在熔化过程中，吸收热量，内能增大，温度不变，故该物质是晶体，熔化过程中处于固液共存态； (4)[4]从图象可知，该物质在时间内处于固态，温度从升高到，温度升高了，物质在固态时所吸收的热量为 在第时间物质处于液态，温度从升高到，温度升高了．则物质在液态时所吸收的热量 由于物质的质量不变，在相同时间内吸收的热量相等，液态吸热时间为固态吸热时间的2倍，即 即 则 。 固态时比热容为 (5)[5][6]当大烧杯中的水沸腾后，尽管不断吸热，但烧杯中的水温度不再升高，保持水的沸点温度不变；小试管中的水从大烧杯中吸热，温度达到水的沸点后，就和烧杯中的水的温度一样，就不能从烧杯中继续吸热，这时虽然达到了沸点，但不能吸收热量，所以不会沸腾。 9． a 42000J 2.4×105J 913 J/（kg·℃） 【详解】解答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，沙子的比热容比水小，从公式t＝可知，沙子温度升得多．（2）∵C水＝4.2×103J/（kg•℃），m水＝200g＝0.2kg，t水＝70℃-20℃＝50℃，∴Q水吸＝C水m水t水＝4.2×103J/（kg•℃）×0.2kg×（70℃-20℃）＝42000J．（3）∵酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，∴加热10min时间消耗的酒精为；m＝0.8g×10＝8g＝8×10-3kg，Q放＝mq＝8×10-3kg×3.0×107J/kg＝2.4×105J．（5）∵相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量∴在2分钟的时间内，Q沙吸＝Q水吸＝42000J，又∵加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃，t沙＝250℃-20℃＝230℃，m沙＝200g＝0.2kg ∴C沙＝≈9.13×102J/（kg•℃）． 10．Q吸=2.52×105J 【详解】试题分析：知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用放热公式Q放=cm△t求水放出的热量；Q放=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×1kg×（100℃-40℃）=2.52×105J． 考点：热量的计算 点评：解决本题的关键是学生对放热公式Q放=cm△t的掌握和运用，属于基础题目． 11．2.3×104J；2.3×104J 【详解】（1）根据得，铁球吸收的热量为： ； （2）根据（1）可知，铁球温度升高10℃需吸收热量2.3×104J，即铁球的内能增加了2.3×104J； 做功和热传递都可以改变物体的内能，且在改变物体的内能上是等效的， 所以要使其升高相同温度，外界至少要对该球做功2.3×104J． 【点睛】改变物体内能有两种方式，即热传递和做功，理解两种方式对于内能的改变是等效的． 12．331.2J 【详解】铁钉放出的热量 Q放=cmΔt=0.46×103J/(kg·℃)×1.5×10-3kg×(500℃﹣20℃)=331.2J 答：铁钉要放出的热量为331.2J。 13．1.68×107J，50kg 【详解】解：煤气完全燃烧放出的热量 由题知，水吸收的热量为 加热水的质量 答：水吸收1.68×107J热量，它能使20℃、50kg的水升高到100℃。 14．；． 【详解】（1）根据题意知道，泡沫塑料圆筒横截面积是：S=3.0×10-2 m3 ，由于射入圆筒的太阳能完全用来使水温升高，所以，接受的太阳辐射是：Q=Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg•℃）×0.60kg×1.0℃=2.52×103 J； 地球表面每平方米面积上每秒内接收的辐射能量是：Q0 =Q/St=2.52×103J/3×10−2m2×2×60s=700J/（m2 s）； （2）每秒太阳直射到地球表面每平方米面积上的辐射能量是：Q1 =Q0 /50%=700J/(m2s)/0.5=1400J/（m2 s）， 太阳辐射的能量均匀分布在以地日距离r为半径、以太阳为球心的整个球面上，所以单位时间通过地球所在球面的总能量，就是太阳单位时间发出的总能量，故太阳的辐射功率是：P=4πr2 Q1 =4×3.14×（1.5×1011 m）2 ×1400J/（m2s）=4×1026 W． 【点睛】本题考查的是太阳的辐射功率，解题的关键是了解太阳光的辐射总面积，难度较大． 15．20℃ 【详解】根据，得水升高的温度为： ， 水的初温为： ； 【点睛】重点是吸放热公式的理解和掌握，注意公式应用时单位要统一，一般都使用主单位，如果单位不符合要求，要统一单位后再计算． 16．1.2A   0.6A 【详解】（1）由电路图知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流I干,电流表A2测流过灯泡L2的电流I2;根据并联电路电流特点可知，过灯L1的电流I1=I干-I2=1.8A-0.6A=1.2A; （2）因为过灯L2的电流为0.6A，所以A2的示数为0.6A． 【点睛】(1)分析电路结构,明确各电路元件的连接方式; (2)根据题意由并联电路的特点求出流过各灯泡的电流. 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 $$