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.小王学习燃料的热值之后,自己设计一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小. (1)实验装置如图甲、乙所示,你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是 (由下而上/由上而下). (2)为保证实验结论的可靠,在实验中应控制的因素有: , 等. (3)实验数据记录如表: 根据表中数据,计算出碎纸片的热值是 J/kg. (4)通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 (选填“大”或“小”),你认为出现这样情况的主要原因是: . (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,你能否比较出两种燃料的热值? (能/不能)理由: ,为避免这种情况的出现,你可以对他们组提什么改进建议? . 2.在比较不同燃料热值的实验中,小明利用与图示完全相同的两套实验装置,分别在燃烧皿中放入质量相同的燃料甲和燃料乙,点燃后对质量都为100g和初温都为20 的水加热.燃烧相同时间后,用甲加热后的水温度为30 ,另一杯温度为24 .(水的比热容为4.2 103J/(kg• )) (1)加热过程中水的内能 (选填“增大”或“减小”),用甲加热的水吸收的热量为 (2)该实验的现象 (选填“能”或“不能”)说明甲的热值较大.你判断的理由是 3.小华用相同的酒精灯分别给水和煤油加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。 (1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油的 相同; (2)加热10min,水吸收的热量 (填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量; (3)根据实验数据,小华作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙),由图像可知,煤油的比热容是 J/(kg• )[c水=4.2 103J/(kg• )] ; (4)若本实验共消耗酒精25g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J。(q酒精=3.0 107J/kg)。 4.某兴趣小组在老师的指导下做了水火箭升空实验.实验器材有:饮料瓶、气筒、自行车气门、铁丝、橡皮塞、水等.水火箭构造如图所示,根据老师的介绍,同学们了解到水火箭升空工作过程如下:在瓶中装适量的水,塞好瓶塞后放在发射架上,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口压出的同时,瓶飞向高空。 (1)水火箭升空原理可利用我们所学过的 知识来解释,从能量转化角度来看,水火箭的动能是由 能转化来的; (2)实验后小明提出了问题:水火箭上升高度与什么因素有关呢? 小明猜想:可能与瓶中气体的压强有关; 小华猜想:可能与瓶中水的体积有关; 小军猜想:可能与瓶子的形状有关; 你认为影响因素还有 ;(写出一点) (3)实验小组通过试验发现,瓶塞插入深度不同,瓶塞被冲出前用气筒充气次数不同(设充一次气气量相同),他们选用同一可乐瓶,瓶中水量为200ml.通过站在不同楼层观察员目测进行数据记录,考虑到安全做了三次,实验结果如下: 瓶塞塞入深度 浅 深 更深 高度/m 2 5 12 这可验证水火箭上升高度与 有关的猜想是正确的; (4)实验小组经过讨论思考发现,瓶塞插入瓶口的深度的加深,其实是增大了瓶塞与瓶口的 力,从而增大了瓶塞与瓶口的摩擦力,使瓶塞不易压出,实现了增大瓶内气压的目的,请你帮助实验小组再想一个增大摩擦力的方法。 5.如图所示,小悦用完全相同的甲、乙、丙三个装置研究不同物质的热学性质。三图中燃料的质量相同,烧杯内液体的质量和初温均相同。燃料a、b全部燃烧完所用的时间分别为8min、10min,且液体都未沸腾。 (1)甲图中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定 (选填“A”或“B”)的位置; (2)为了比较不同燃料的热值,应选择 两图进行实验,实验中通过比较 (选填“加热时间”或“液体升高的温度”)来比较燃料燃烧放出热量的多少。若同时加热,则记录并比较两支温度计示数的最合理的时刻是 ; A.5min时 B.8min时 C.10min时 D.各自刚燃烧完时 (3)为了比较两种液体的比热容,需让它们升高相同的温度,通过比较 知道两种液体吸收热量的多少。 6.现代生活越来越离不开热机,因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要,请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题: (1)如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况,请将其补充完整,① ;② ;③ ;④ ; (2)如图所示,在试管中装些水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾后,水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是 能转化为 能,图中情景可用来演示四冲程汽油机工作过程中的 冲程; (3)单缸四冲程汽油机工作时,有些冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的 来完成,只有一个冲程不是这样,这个冲程是 冲程; (4)我们发现热机工作时,一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度,是利用水 的特性,这是采用 的方式来减小汽缸的内能。的. 7.小明想估测薯片的热值,进行了如下实验｡ (1)将天平放在水平面上并将游码归零,发现指针偏左,则应将平衡螺母向 端调节;测量质量时,调节天平再次平衡,右盘中的砝码和游码位置如图甲,其质量为 g｡ (2)如图乙,将薯片放在燃烧皿中充分燃烧后,烧杯中0.2kg的水温度升高了5 ,则水吸收的热量Q吸= J｡[c水=4.2 103J/(kg･ )] (3)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∶ ｡ 8.为比较不同燃料燃烧放热能力的差异,小明设计了如图甲、乙所示的两组对比实验,实验装置完全相同,实验中忽略热量的散失,且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)组装实验装置时,应该由 往 组装(前两空均选填“上”或“下”),用石棉网垫在烧杯下加热的目的是 ; (2)实验中应该控制烧杯内水的 、质量相同,还应控制燃料的 相同,燃料燃烧完后,画出水的温度随时间变化的关系图像如图丙所示。燃料1燃烧5min放出的热量 (选填“大于”“小于”或“等于”)燃料2燃烧15min放出的热量; (3)假设燃料完全燃烧,则燃料1与燃料2的热值之比为 。 二、计算题 9.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。 10.某物理兴趣小组的同学,用煤炉给20kg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2kg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. 11.桂林着力打造广西风电基地,预计到“十二五”期末,全市建成的风电装机容量达到100万千瓦.如图,风力发电——即是风轮机叶片不断受到风力的推动而转动,继而带动发电机工作输出电能.若风力发电机,每片风叶质量为6t,长为40m.下表给出了1kg空气在不同风速下速度( )与动能(E)的关系:(空气密度取1.2kg/m3) 动能E(J) 10 20 30 40 50 风速v(m/s) 2 4 6 8 10 (1)当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是多少焦耳? (2)如果一台这样的风力发电机平均每秒可以输出1.2 105J的电能,则1000台这样的风力发电机,一年获得的电能相当于完全燃烧多少千克的煤产生的能量?(一年工作时间按3000h计算,煤的热值为3 107J/kg) (3)当风速为10m/s时, 若风力发电机风轮正面迎风,这台发电机每秒钟能对外提供3.8 105J的电能,则它将风能转化为电能的效率是多少? 12.杨老师家的汽车尾部上标有“2.0T”的字样,其中“T”就是“涡轮增压”,是利用高温、高压的废气去冲击“废气涡轮”高速旋转,来带动同轴的“进气涡轮”也高速旋转,从而增加吸气冲程的进气量并增大进气气压,使汽油燃烧更充分,燃气压强更大,同时也减少了废气中的有害物质,达到提高发动机效率和减少废气污染的目的。这辆汽车的最低油耗可达0.2kg/(kW•h),已知汽油的热值为4.5 107J/kg.(温馨提示:最低油耗是指燃烧最少的汽油获得最大有用功的能量;0.2kg/(kW•h)表示获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油)。求: (1)0.2kg的汽油完全燃烧时放出的热量为多少? (2)该汽车发动机的效率最高可达多少? 13.学习热学知识后,两位同学设计了一个测定液化气热值的实验,取500g水放入锅中,用温度计测得水的初始温度为20 ,读出液化气表的示数为12.563m3,然后用液化气给水加热当温度计的示数为80 时,液化气表的示数为12.560m3【c=4.2 103J/(kg )】 (1)实验过程中水吸收的热量Q。 (2)理想状况下可求得液化气的热值为多少? (3)但实际上利用该方法测得的液化气的热值是偏小的,为什么? 14.如图所示,某家庭太阳能热水器阳光照射时,平均每小时吸收7.0 106J的太阳能,若热水器吸收8h的太阳能,可以使质量为100kg的水温度升高50 。已知水的比热容c水=4.2 103J/(kg• ),求: (1)水吸收的热量; (2)该太阳能热水器的效率。 15.国庆假期,小明一家驱车外出旅游。当汽车以的速度在平整公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%。已知汽车整车质量为,油箱容积为,汽油热值,) (1)这时汽车牵引力做功的功率是多少。 (2)该车加满汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程。 16.王大刚同学和家人在郊外野餐,用木炭烧水.铁锅内装有5kg水,把水从18 加热至98 ,已知水的比热容为4.2 103J/(kg• ).如果木炭的热值为3.4 107J/kg,它燃烧放出的热有10%被水吸收.求: (1)在这个过程中水吸收的热量; (2)在这个过程中用掉多少木炭. 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. 由下而上 酒精和碎纸片的质量 两杯水的质量 1.2 106 小 存在热损失或者燃料没有完全燃烧 不能 水沸腾后吸热温度保持不变,因此无法比较燃料放出热量的多少 增加水的质量或减少燃料的质量 【详解】(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)为了比较相同质量的酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少,必须控制二者的质量相等、烧杯内水的质量相等、两个烧杯相同; (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20 ,碎纸片燃烧放出的热量可以将水的温度升高10 ,可见酒精的热值是碎纸片的2倍,所以碎纸片的热值为1.2 106J/kg; (4)因为烧杯、空气也吸收热量,并且燃料不可能完全燃烧,所以测得的热值会偏小. (5)因为水沸腾后吸热温度保持不变,因此无法比较燃料放出热量的多少,所以在实验中两种燃料完全燃烧完之前都使得水沸腾了,将不能比较两种燃料的热值;为避免出现在实验中水沸腾的现象,应增加水的质量或减少燃料的质量. 【点睛】用相同质量的酒精和碎纸片燃烧加热水,通过水温的变化比较水吸热多少,通过水吸热多少比较放热多少,从而得出相同质量的酒精和碎纸片燃烧放热多少,即热值的大小,较难理解! 2. 增大 4.2 103 不能 相同时间内,不同燃料燃烧的质量可能不相等 【详解】(1)水吸热过程中,水温度升高,水的内能增大;燃烧点燃后对质量都为100g和初温都为20 的水加热,则用甲加热的水吸收的热量为:;(2)虽然在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲燃烧产生的热量多,但相同时间两种燃料燃烧的质量不能比较,故不能比较热值的大小. 【点睛】(1)加热水时通过热传递的方式改变水的内能,水吸收了多少热量,就增加了多少内能;知道水的质量、水的比热容、水的初温和末温,利用吸热公式求水吸收的热量;(2)在其它条件相同时,甲杯水的温度升高的较快,即甲燃烧产生的热量多. 3. 质量 等于 2.1 103 7.5 105 【详解】(1)[1]根据比较不同物质吸热能力的方法,实验中要控制不同物质的质量相同,故本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油质量相等。 (2)[2]用相同的酒精灯加热10min放出的热量相同,所以水吸收的热量等于煤油吸收的热量。 (3)[3]根据如图乙作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图像可知,水和煤油的温度升高30 ,煤油用时10min,水用时20min,根据Q吸=c水m t,在质量和升高温度相同的情况下,吸热多少与比热容成正比,故煤油的比热容 (4)[4]若本实验共消耗酒精25g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 Q放=mq酒精=25 10-3 kg 3.0 107J/kg=7.5 105J 4. 力的作用是相互的 内 瓶塞气嘴口径的大小 瓶塞塞入的深度 压 换用软木塞做瓶塞,增加接触面的粗糙程度 【详解】(1)[1][2]高压气体给水和橡皮塞一向下的力,力的作用是相互的,橡皮塞给瓶向上的力使瓶升空;在此过程中,将高压气体的内能转化为塞子的机械能。 (2)[3]根据水火箭升空的原理,用气筒向瓶内打气,瓶内上方气体压强达到一定程度,高压气体将水和橡皮塞从瓶口中压出,水的反冲作用把瓶推向高空.可猜想水火箭上升高度会与瓶塞气嘴口径的大小有关。 (3)[4]从表中数据可知,瓶塞塞入深度越深,水火箭上升高度越高,由此可验证水火箭上升高度与塞子的插入深度有关的猜想是正确的。 (4)[5][6]加深瓶塞插入瓶口的深度,是通过增大瓶塞与瓶口之间的压力来增大瓶塞与瓶口的摩擦了的;是接触面变得粗糙也可以增大摩擦力,因此换用接触面粗糙的瓶塞也可以增大摩擦力。 5. B 甲、丙 液体升高的温度 D 加热时间 【详解】(1)[1]在实验中,需要用外焰加热,所以需要根据燃料的位置,首先确定B的位置,然后根据温度计的使用规则确定A的位置。 (2)[2][3]甲、丙两图,被加热的液体相同,燃料的种类不同,通过液体升高的温度可以比较燃料燃烧放出热量的多少。 [4]要比较两种燃料的热值大小,需要完全燃烧质量相同的两种燃料,所以应将两种燃料均燃烧完,记录并比较刚烧完时温度计的示数。 故选D。 (3)[5]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,让液体的温度变化相同,通过比较加热时间知道液体吸收热量的多少,进而判断两种液体比热容的大小关系。 6. 压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能 内 机械 做功 惯性 做功 比热容大 热传递 【详解】(1)[1][2][3][4]内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程(压缩冲程活塞压缩燃料混合物做功,将机械能转化为内能)、做功冲程(做功冲程高温高压的燃气推动活塞对活塞做功,将内能转化为机械能)、排气冲程。 (2)[5][6][7]当加热试管到一定程度时,水蒸气的内能足够大会将塞子冲出,将水蒸气的内能转化为塞子的机械能;此过程的能量转化关系是内能转化为机械能,与内燃机的做功冲程类似。 (3)[8][9]在内燃机的做功冲程中,燃气的内能转化为活塞的机械能,而吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性完成的。 (4)[10][11]一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度,是因为水的比热容相对较大,所以在质量相同的情况下可以吸收更多的热量,这是采用热传递的方式来减小汽缸的内能的。 7. 右 6.2 4.2 103J 薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收 【详解】(1)[1]天平放在水平面上并将游码归零,发现指针偏左说明天平左侧较重,应将平衡螺母向右调。 [2]由图甲可知,薯片的质量为 (2)[3]水吸收的热量为 (3)[4]薯片燃烧放出的热量没有完全被水吸收。 8. 下 上 使烧杯底部受热均匀 初温 质量 大于 4∶3 【详解】(1)[1][2]实验室需要用火焰的外焰加热,首先要确定下面的铁架台的位置,所以装置的安装顺序是由下往上。 [3]实验时需要液体受热均匀,石棉网的作用是使烧杯底部受热均匀。 (2)[4][5]燃料完全燃烧放出的热量与燃料种类和燃料的质量有关,根据控制变量法可知,为比较不同燃料燃烧放热的能力,应控制燃料的质量相同,同时应该控制烧杯内液体的质量和初温相同,则燃料燃烧相同时间,根据液体温度的变化可以判断燃料的放热能力。 [6]由图丙可知,燃料1燃烧5min使相同质量的水温度升高了80 ,燃料2燃烧15min使相同质量的水温度升高了60 C,燃料1燃烧后使水的温度升高的多,所以燃料1燃烧放热多,即燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。 (3)[7]实验中忽略热量的散失,两烧杯中水的质量相同,则由公式Q=cm∆t可得,二者放出的热量之比为 由公式Q=qm可得,燃料1与燃料2的热值之比为 9.(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 ==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。 10.(1)6 107J;(2)5.04 106J(3)8.4%. 【详解】解:(1)煤完全燃烧产生的热量Q放=mq=3kg 3 107J/kg=9 107J; (2)Q吸=cm(t﹣t0)=4.2 103J/(kg• ) 20kg (80 ﹣20 )=5.04 106J; (3)煤炉烧水时的热效率 = 100%= 100%=5.6%. 答:(1)煤完全燃烧产生的热量为9 107J; (2)经过6min时间加热,水所吸收的热量为5.04 106J; (3)煤炉烧水时的热效率为5.6%. 【点评】本题考查了学生对吸热公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用,能从液体的温度随时间变化的图象搜集有关信息是本题的关键. 11.(1)30J (2)4.32 107kg (3)12.6% 【详解】试题分析:(1)由表格中的数据可知,当风速为6m/s时, 每千克空气具有的动能是30J. (2)1000台这样的风力发电机,一年获得的电能, 需要完全燃烧煤的质量. (3)每秒钟通过风轮的空气质量, 空气的动能, 它将风能转化为电能的效率. 考点:动能 电能 热值 能量转化的效率 12.(1)9 106J;(2)40% 【分析】(1)根据Q放=mq求出汽油完全燃烧时放出的热量; (2)根据题意可知,获得1kW•h能量消耗0.2kg汽油,根据求出热机的效率。 【详解】解:(1)汽油完全燃烧时放出的热量 Q放=mq=0.2kg 4.5 107J/kg=9 106J (2)最大有用功 W=1kW•h=3.6 106J 汽车发动机的效率 答:(1)汽油完全燃烧时放出的热量为9 106J; (2)汽车发动机的效率为40%。 【点睛】此题主要考查的是学生对热值、热机效率计算公式的理解和掌握,弄懂最低油耗的含义是解决此题的关键。 13.(1) 1.26 105J;(2) 4.2 107J/m3;(3)见解析 【详解】(1)已知水的质量 m=500g=0.5kg t=80 ﹣20 =60 水吸收的热量 Q=cm t=4.2 103J/(kg ) 0.5kg 60 =1.26 105J (2)消耗液化气的体积 V=12.56312.560=0.003m3 液化气完全燃烧放出的热量 Q放=Q=1.26 105J 热值 q==4.2 107J/m3 (3)在加热的过程中,燃料放出的热量不可能全部被水吸收,有热量的散失,所以使得测量的热值偏小。 答:(1)在此过程中水吸收的热量为1.26 105J; (2)此次实验测得液化气的热值为4.2 107J/m3; (3)燃料放出的热量不可能全部被水吸收,有热量的散失。 14.(1)2.1 107J;(2)37.5% 【详解】解:(1)水吸收的热量 Q吸=c水m t=4.2 103J/(kg• ) 100kg 50 =2.1 107J (2)热水器吸收8h太阳的太阳能 E=8h 7.0 106J/h=5.6 107J 该太阳能热水器的效率 答:(1)水吸收的热量为2.1 107J; (2)该太阳能热水器的效率为37.5%。 15.(1);(2) 【详解】解:(1)因为汽车做匀速直线运动,所以,汽车受到的牵引力等于阻力,汽车受到的牵引力 则牵引力的功率 (2)由可得,一箱汽油所能做的有用功 由可得,加满汽油,最多可以直线行驶的距离为 答:(1)这时汽车牵引力做功的功率是; (2)加满汽油,以上述速度最多可以直线行驶的路程为。 16.(1)1.68 106J(2)0.49kg 【详解】(1)吸收的热量 Q吸=cm(t﹣t0)=4.2 103J/(kg• ) 5kg (98 ﹣18 )=1.68 106J; (2)由 =得: Q放==1.68 107J, 由Q放=mq得,需要的木炭: m==0.49kg. 答:(1)在这个过程中水吸收1.68 106J的热量; (2)在这个过程中用掉0.49kg木炭. 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 $$