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，而水的比热容已知．(注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示)．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/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 (1)为了保证实验结论可靠，小明同学选择了两套相同装置，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的 相同；另外，甲乙两烧杯内水的质量要 (选填“相等”或“不相等”)． (2)分析得出：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 (偏大或偏小)． 2．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），选择的理由是我们物理中研究问题常用到的一种方法是 法． （2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察温度计 比较燃料燃烧放出热量的多少，这种研究问题的方法叫做 法． （3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃，水吸收的热量是 J，如果认为若酒精完全燃烧且放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是 J/kg,算出的热值比标准值 .（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）.[水的比热容是4.2×103J/（kg·℃）] 3．小明设计了“比较不同燃料热值的实验”，步骤如下： ①准备两套与图示完全相同的实验装置； ②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片； ③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热； ④记录燃烧相同时间水升高的温度Δt。 （1）从以上步骤中可看出，实验时通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少．下列实验中也用到这种思想方法的是 （选填选项前面的序号）． A．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下 B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变 C．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小 D．为了更好地研究磁场而引入磁感线 （2）小明设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷，请你帮他指出来。 答： （只需填步骤前的序号）。 （3）小华针对小明方案中的缺陷进行修改，简要写出修改后的该项步骤。 答： 。 （4）小华按正确方法进行实验，发现用酒精作为燃料的水升高的温度Δt1是用纸作为燃料水升高的温度Δt2的2倍，由此，她能否得出“酒精的热值是碎纸片的2倍”的结论，答： （选填“能”/“不能”）。 4．小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和花生油热值的大小关系，他组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温都相等的水，实验数据如表： 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 20 48 花生油 20 38 （1）小明组装如图甲乙所示的两套装置时，正确的顺序是 （选填“自上而下”或“自下而上”）； （2）为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制煤油和花生油的 ； （3）分析得出：煤油和花生油两种燃料中，热值较大的是 。如果甲、乙中加热前水温并不同， （选填“能”或“不能”）得出相同结论； （4）在“探究不同物质吸热能力”实验中。小红在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温相同的甲、乙两种液体，用两个酒精灯对其加热，记录相关数据； 液体 质量 升温10℃所需时间 升温20℃所需时间 升温30℃所需时间 甲 30g 72s 102s 134s 乙 30g 92s 163s 220s 要控制两酒精灯的火力相同，是为了使两种液体在相同的时间内吸收 （选填“相同”或“不同”）的热量；该实验主要用 （选填“液体升高的温度”或“加热时间的长短”）来表示两种液体吸热的多少；通过分析表格数据可得，当物体的质量和 相同时，甲吸收的热量 （选填“大于”“等于”或“小于”）乙吸收的热量。 5．小明想通过实验比较不同燃料的热值。他利用如图所示完全相同的甲、乙两套实验装置，用质量相等的酒精和碎纸片分别同时给质量和初温都相同的水加热，比较相同时间内水升高的温度。 （1）小明实验方案中存在明显问题，请你帮他指出来， 并写出正确的实验方案： 答： ； （2）为了正确完成实验，除了图示装置还需要的一个测量器材是 ； （3）小明按正确方法进行实验后，发现甲中温度计最后的示数是乙中温度计最后示数的2倍，小明就认为酒精的热值是碎纸片的2倍的结论，这个结论是 。（选填“正确的”或“错误的”） 6．小红学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值大小关系。她实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表） 加热时间 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温/℃ 26 26 27 28 29 30 31 (1)为保证实验结论的可靠，实验时应控制网套装置中相同的量有：加热时间和水的 、 。 (2)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 。 (3)小红实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为她的计算结果可靠吗? ；为什么? 。 7．小明利用图甲装置研究某燃料热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为30g，点燃后对100g的热水加热4min立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿总质量，天平平衡时砝码数量和游码位置如图乙所示，并根据实验数据绘制的水温随时间变化的图像如图丙中a线所示。 (1)如图甲所示，组装实验器材时为了能使温度计液泡与液体充分接触，应调节图中A、B两铁环应先调节 （选填“A”、“B”）铁环； (2)在第2-4min的过程中，水 （选填“吸”或“不吸”）热； (3)已知此过程中燃料均匀燃烧放热，所放热量仅60%能被水吸收，则该燃料的热值为 J/kg（水的比热容为4.2103J（kg･℃），整个过程中忽略水的质量变化）； (4)若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图丙中b线，则另一杯水的质量 （选填“大于”､“等于”或“小于”）上一杯水质量。 8．如图所示的甲、乙、丙三个实验：（实验中不计热量的损失） (1)甲实验中需要用玻璃棒进行搅拌，目的是 ；对两烧杯加热相同时间，则水吸收的热量 （选填“大于”“小于”或“等于”）沙子吸收的热量； (2)乙实验烧杯中水的质量和初温均相等，发现用酒精加热的烧杯中水升温快，能否说明酒精的热值大？ ； (3)丙实验，三个烧瓶中装入体积相同的液体，探究“电流热效应与电流大小的关系”时，滑动变阻器的主要作用是 。若探究“电流热效应与电阻大小的关系”，需要选择 烧瓶接入电路。接着做“探究水和煤油吸热升温现象”的实验，将A烧瓶中与电路中R并联进行实验，存在的问题是 ，正确调整后电路通电一段时间，测算出，则煤油的比热容= J/（kg·℃）。 二、计算题 9．小红同学家的一台太阳能热水器安装在楼顶上，现需要将初温为10℃，质量为80kg的水加热到60℃，则这些水需要吸收多少热量？c水=4.2×103 J/(kg·℃） 10．汽油发动机每一个工作循环活塞经历四个冲程，带动曲轴转动两圈。一台汽油机，活塞面积是50cm2，活塞行程是25cm，做功冲程燃气产生的平均压强为8×105Pa，若飞轮的转速是2000转/分钟，效率为30%，求： (1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是多少？ (2)做功冲程中，平均压力做多少功？ (3)汽油机在1小时内要消耗多少千克的汽油？（汽油的热值为4.6×107J/kg） 11．太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备，热水器每平方米每小时平均接收的太阳能，如图是面积为的热水器，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容]求： （1）热水器中的水吸收的热量； （2）热水器这5小时的加热效率；（水吸收与热水器获得太阳能的比值） （3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值，煤气燃烧放出的热量的50%被水吸收）。 12．菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2的菜油从20℃加热到170℃（未沸腾），求： （1）菜油吸收的热量[取]； （2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为） 13．今年5月18日，我国在世界上第一次对可燃冰实现安全可控开采。1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，已知q天然气=2.1×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧，放出的热量约是多少？ 14．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给80kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线．若在6min内完全燃烧了3kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤的热值约为3×107J/kg，求： （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的热效率； （4）写出该煤炉此时效率低的原因之一。 15．某学校锅炉房用天然气热水器将1000kg水从20℃加热到100℃，消耗了10m3的天然气。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。所用天然气热值为4×107J/m3，求     (1)烧开这些水需要吸收的热量 ； (2)此热水器的热效率。 16．已知煤气的热值是4.0×107J／kg，密度是0.6kg／m3，问15m3的煤气完全燃烧所放出的热量是多少？ 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． 质量 相等 煤油 天平 偏小 【详解】(1)因燃料放出的热量与质量有关，必须控制燃料的质量相等，由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中应控制水的质量相等，两个烧杯相同，受热面积就相同； (2)由图表数据可知在燃烧相同质量的燃料后，甲杯中的水温度升高的多，甲杯中的水吸收的热量多，即煤油燃烧放出的热量多，根据，所以煤油的热值较大； (3) 计算出煤油和菜籽油的热值，小明还需要补充实验仪器天平来测量燃料的质量；由于燃料燃烧放出的热不能被水全部吸收，燃烧放出的热会散失到空气中，又或被烧杯等实验装置吸了热，使Q放大于Q吸，并且燃料也不会完全燃烧，依此计算出煤油和菜籽油的热值比实际要偏小些． 2． 乙丙 甲乙 控制变量 示数的变化 转换 4.2×104 4.2×106 偏小 【详解】（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，应选择乙和丙两图进行实验；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，应选择甲和乙两图进行实验；这种研究问题的方法叫控制变量法； （2）燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应；这种方法是物理学中的转换法； （3）水吸收的热量：Q吸=cm△t=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J；根据题意可知，Q吸=Q放，由Q放=qm可知，酒精的热值为：q===4.2×106J/kg；酒精完全放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小． 3． C ④ 比较燃料完全燃烧后水升高的温度 不能 【详解】（1）[1]实验中通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量多少，采用了转换法。 A．探究重力势能大小与质量的关系时，让质量不同的物块从同一高度落下，采用了控制变量法； B．研究导体中的电流与电阻的关系时，保持导体两端的电压不变，采用了控制变量法； C．探究影响导体电阻大小的因素时，用电流表的示数反映导体电阻的大小，采用了转换法； D．物理学家用磁感线来描绘磁场，是利用的模型法。 故选C。 （2）[2]在“比较不同燃料热值的实验”时，应控制燃料的质量相同，燃烧相同的时间，所燃烧的燃料的质量不一定相同，故小明不应该记录燃烧相同时间水升高的温度，而应该比较燃料完全燃烧后，水升高的温度。 （3）[3]燃料完全燃烧后，燃烧的燃料的质量是相同的，根据Q＝mq可知，在质量相同的情况下，根据放出热量的关系可以比较燃料的热值；由于放出的热量无法直接测出，可以根据水升高的温度来判定热量的多少。 （4）[4]用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，因此不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论。 4． 自下而上 质量 煤油 能 相同 加热时间的长短 升高的温度 小于 【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]为了保证实验的可靠性，根据控制变量法，需要控制煤油和花生油的质量相同。 （3）[3]分析表格数据可知，燃料燃尽后甲杯中水的温度升高的多，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。 [4]由题意可知，是通过比较液体升高的温度来比较热值的，所以加热前水温不同不会对实验造成影响，可以得出相同的结论。 （4）[5]实验中采用的是控制变量法，两酒精灯的火力相同，则两种液体在相同的时间内吸收相同的热量。 [6]根据转换法可知，该实验主要用加热时间的长短来表示两种液体吸热的多少，加热时间长，液体吸收的热量多。 [7][8]通过分析表格数据可得，当物体的质量和升高的温度相同时，甲的加热时间短，则甲吸收的热量小于乙吸收的热量。 5． 见解析 天平 错误的 【详解】（1）[1]实验应燃烧相等质量的酒精与纸，比较水升高的温度，然后比较酒精与纸的热值大小，而不是用酒精与纸对水加热，比较相同时间内水升高的温度比较酒精与纸的热值大小。故实验时应比较相同质量的酒精与纸完全燃尽后水升高的温度，根据水升高的温度比较酒精与纸的热值大小。 （2）[2]实验需要用天平测酒精、纸、水的质量。 （3）[3]用酒精与纸对水加热时，两种燃料释放的热量不可能完全被水吸收，不能根据水升高的温度直接得出酒精的热值是纸的热值的两倍的结论。 6． 质量 初温 煤油 不可靠 燃料不可能完全燃烧（合理即可） 【详解】(1)[1][2]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，并且加热时间也要相同。 (2)[3]分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即煤油燃烧产生的热量多，所以其热值大。 (3)[4][5]因为燃料不可能完全燃烧、燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失等原因，所以直接计算得出的热值比实际值要小，因此这样的计算结果不可靠。 7． B 吸 2×106 等于 【详解】(1)[1]如图甲所示，组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的B部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的A部分，这样可以避免重复调整，应调节图中A、B两铁环应先调节B铁环。 (2)[2]在第2-4min的过程中，水处于沸腾状态，温度不变但继续吸热。 (3)[3]如图乙可知，天平游码刻度盘的分度值为0.2g，其示数为0.8g，则燃烧后燃料和燃烧皿总质量为 已知此过程中燃料均匀燃烧放热，燃料消耗量为 即 水温由93C升至99C，根据吸热公式可知 所放热量仅60%能被水吸收，即 第2-4min水继续吸热但温度不变，联立可得 则该燃料的热值为 (4)[4]设燃料每分钟放出的热量为Q，则根据吸热公式可知图丙中a、b线分别为 联立可得 则 则另一杯水的质量等于上一杯水质量。 8．(1) 使被加热物质均匀受热 等于 (2)不能，因为不确定燃烧燃料质量的多少 (3) 改变电路中的电流 B 未控制水和煤油的质量相同 2.1×103 【详解】（1）[1]实验中为了使被加热物质均匀受热，因此用玻璃棒进行搅拌。 [2]探究不同物质的吸热能力，使用相同的加热装置加热物质，不计热损失，则加热相同时间内，物质吸收的热量相同，因此水吸收的热量等于沙子吸收的热量。 （2）用酒精加热的烧杯中水升温快，说明水吸收的热量多，则酒精燃烧放出的热量多，由于，不确定燃烧燃料质量的多少，因此不能直接得出酒精的热值大。 （3）[1]丙图中探究“电流热效应与电流大小的关系”时，需要改变电路中的电流，因此滑动变阻器的作用是改变电路中的电流。 [2]若探究“电流热效应与电阻大小的关系”，需要控制电流相同，电阻不同，因此应将B烧瓶接入电路。 [3]若要探究“探究水和煤油吸热升温现象”的实验，需要控制水和煤油质量相同，而实验中水和煤油的体积相同，质量不同，因此未控制不同物质的质量相同。 [4]正确调整后电路通电一段时间，质量相同的水和煤油吸收的热量是相同的，由于 则可得 煤油的比热容为 9．1.68×107J 【详解】解：已知水的质量为80kg，初温为10℃和末温60℃，比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃），根据热量的计算公式得 答：这些水需要吸收1.68×107J的热量。 10．(1)4000N；(2)1000J；(3)4.35kg 【详解】(1)由p=可得，燃气对活塞的平均压力 F=pS=8105Pa5010-4m2=4000N 燃气对活塞的平均压力是4000N。 (2)做功冲程中，平均压力做的功 W=Fs=4000N2510-2m=1000J 做功冲程中，平均压力做1000J的功。 (3)因飞轮的转速是2000r/min，即飞轮1min转2000r，对外做功1000次，所以1小时内汽油机对外做功 601000=60000次 汽油机在1小时内做的总功 W总=600001000J=6×107J 由η=可得，汽油完全燃烧放出的总能量 Q放===2×108J 由Q放=mq得，完全燃烧汽油的质量 m==≈4.35kg 汽油机在1小时内要消耗4.35 kg的汽油。 答：(1)做功冲程中，燃气对活塞的平均压力是4000N； (2)做功冲程中，平均压力做了1000J的功； (3)汽油机在1小时内要消耗4.35kg的汽油。 11．（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.4 【详解】解：（1）由题意可得，热水器中的水吸收的热量为 Q吸=cm(t1-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(40℃-20℃)=8.4×106J （2）因为热水器的面积为5m2，而热水器每平方米每小时平均接收8.4×105J的太阳能，所以热水器5小时能释放的热量为 Q放=8.4×105J/(m2·h)×5m2×5h=2.1×107J 所以热水器的加热效率为 （3）根据可得，煤气需要释放的热量为 又因为煤气的热值为4.2×107J/kg，根据公式Q放=mq可得，需要完全燃烧煤气的质量为 答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J； （2）热水器这5小时的加热效率为40%； （3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.4千克的煤气。 12．（1）；（2） 【详解】解：（1）菜油吸收的热量 （2）天然气体积 答：（1）菜油吸收的热量； （2）天然气体积。 13．3.15×109J 【详解】1m3可燃冰分解后，可释放出约150m3天然气，根据热值计算公式可得天然气完全燃烧放出的热量为 答：1m3可燃冰释放出的天然气完全燃烧后可放出的热量。 14．（1）9×l07J；（2）2.16×107J；（3）22.4%；（4）见解析 【详解】解：（1）煤完全燃烧产生的热量 Q放=mq=3kg×3×107J/kg=9×l07J （2）由图可知，经过6min时间加热后水温由20℃达到80℃，则水吸收的热量 Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×80kg×（80℃﹣20℃）=2.016×107J （3）煤炉烧水时的热效率 η==22.4% （4）家用煤炉效率低的原因是：煤炭没有完全燃烧、热量散失到空气中、废气带走很大一部分热量等。 答：（1）煤完全燃烧产生的热量为9×l07J； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为2.016×107J； （3）煤炉烧水时的热效率为22.4%； （4）该煤炉此时效率低的原因是煤炭没有完全燃烧、热量散失到空气中、废气带走很大一部分热量等。 15．(1)3.36×108J (2)84% 【详解】（1）水需要吸收的热量 （2）天然气放出的热量 则热水器的效率是 16．3.6×108J 【详解】燃料完全燃烧放出热量Q=mq；而由密度和体积可得燃料的质量，所以m=ρV=0.6kg／m3×15m3=9kg；带入Q=mq=9kg×4.0×107J／kg=3.6×108J． 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 $$