第14章内能与热机（实验探究题）专项训练-2025-2026学年物理九年级全一册沪科版（2024）

第14章内能与热机（实验探究题）专项训练-2025-2026学年物理九年级全一册沪科版（2024） 1．小明利用如图甲所示装置研究某种燃料的热值。他取少量燃料置于燃烧皿中，测出总质量为，点燃后对的热水加热立即熄灭燃料，再测得燃料和燃烧皿的总质量为，并根据实验数据绘制水温随时间变化的图像，如图乙中所示。 (1)已知实验过程中燃料均匀燃烧放热，所放的热量仅60%能被水吸收，则内水吸收的热量为 ，则该燃料的热值为 。[水的比热容为，整个过程中忽略水的质量变化] (2)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制的水温随时间变化的图像如图乙中所示，则这杯水的质量 （选填“大于”“等于”或“小于”）上一杯水的质量。 (3)用此方法计算的燃料的热值比实际值 （选填“偏大”或“偏小”）。理由： 。 2．在探究冰熔化的实验过程中，冰的质量为，在相同时间内冰和水吸收相同的热量。 (1)要对试管中的冰均匀加热，应采用甲、乙两图示装置中的 图装置； (2)实验中某时刻温度计的示数如图丙所示，此时冰的温度 ； (3)实验中同学们根据实验数据，绘出了其温度随时间变化的图像，如图丁所示，分析图像可知： ①冰熔化的过程中，BC段温度 ，吸收的热量是 J； ②图丁中线段AB和线段CD倾斜程度不同，原因是该物质在两种物态下 不同。 (4)当试管内所有冰熔化完后，继续实验，当烧杯内的水沸腾时，试管内的水 沸腾选填“会”或“不会”。 3．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体质量和初温都相同。 (1)实验装置的组装顺序应该是 （选填“由上到下”或“由下到上”）。 (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验，实验中是通过比较 的变化，来比较燃料热值的大小。 (3)在比较不同物质的比热容时，得到液体a、b的温度随时间变化的图像如图丁所示，则液体 的比热容较大。 (4)若在研究不同燃料热值的实验时，记录的数据如表： 燃料 加热前液体温度/℃ 燃料燃尽时液体温度/℃ 燃料的热值 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算，燃料2的热值为 。（认为燃料均完全燃烧） 4．在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中。实验装置如图所示，实验获得的数据如表。 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 35 40 45 50 乙的温度/℃ 10 20 30 40 50 (1)使用相同规格的电加热器，分别给质量 的甲、乙两种液体加热； (2)根据表格中的数据，从开始加热到4分钟，甲、乙两种液体升高温度的关系为△t甲 △t乙，吸收热量的关系为Q甲 Q乙； (3)分析数据可知，当甲、乙两种液体升高相同的温度时，甲液体吸收的热量比乙液体更 ，所以甲液体的比热容比乙液体更 ；100g的水从20℃加热了40℃，吸收了 J。 5．某实验小组利用图甲所示的装置探究水在沸腾前后温度变化的特点。 (1)组装图甲实验装置时，应先固定A的位置，理由是 ； (2)加热一段时间后，温度计的示数如图乙所示，此时水的温度为 ℃； (3)实验时，当烧杯中出现图丙中的 （选填“a”或“b”）所示现象，说明水还未沸腾； (4)两位同学在酒精和水中自选一种进行实验，根据各自的实验数据绘制出液体温度随时间变化的图像，分别如图丁中A、B所示。由图像可知，他们选择的液体是 （选填“酒精”或“水”），实验时所选液体的质量是 的（选填“相同”或“不同”）。 6．探究物质的吸热能力，通常有以下两种方案； 方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。 方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。 (1)为便于开展实验探究，热源相同时，我们通过 可知吸收热量的多少。 (2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据； 液体名称 液体质量m/g 初温/℃ 末温t/℃ 加热时间/min 甲 10 30 40 6 乙 30 40 3 ①分析表格中信息可知，小明采用的是方案 （选填“一”或“二”）。 ②小明所取的乙液体的质量是 g。 ③由表格中数据可知， 液体的吸热能力强； (3)若将甲、乙两种液体都加热6min，则 液体升高的温度多，它的吸热能力 （选填“强”或“弱”）。 (4)实验结果表明，不同物质的吸热能力一般不同，物理学中用 这一物理量来描述物质的这种特性。 7．某同学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。他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，并每隔1min记录1次杯中水的温度（见下表）。 加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6 甲杯水温 25 27 29 32 34 36 38 乙杯水温 25 26 27 28 29 30 31 (1)为保证实验结论可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 。 (2)若相同时间内，煤油和菜籽油燃烧的质量相同，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)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并根据记录的数据，利用公式计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？ ，理由： 。 8．小乐小组的同学在“探究水的奥秘”主题学习活动中，用规格完全相同的实验器材，组装了如图所示的实验装置。对碎冰和初温相同的100g水，200g水、100g煤油进行加热。 (1)用如图甲所示装置研究冰熔化，这种加热方式的好处是使试管内的碎冰 ；熔化过程中温度计示数 ； (2)若要探究不同物质的吸热能力应选择 （选填“甲、乙、丙、丁”中的两个）两图进行对比实验；加热过程中，吸收热量的多少是通过 来判断的； (3)小组成员观察到 确定水沸腾了； (4)在处理实验数据时，小组成员绘制了从开始加热到沸腾前液体的温度随时间变化图像如图戊，通过学过的知识可以确定乙、丙、丁分别对应的图像是 。 9．学校科技节中，跨学科实践小组制作了水火箭，如图所示，将制作好的水火箭立于地面，用打气筒向瓶内打气，当瓶内压强足够大时，瓶内的水向下喷出，水火箭向上飞起。 (1)水火箭的头部通常做成流线型，这是为了 。发射水火箭时，用打气筒把气体打入密闭的容器，使得容器内空气的气压增大，启动开关，水火箭向下喷水从而获得升空的动力，瓶内的水向下喷出时能量转化相当于热机的 冲程。 (2)小明同学用打气筒对水火箭打气，拉开气阀，水向下喷出，水火箭一飞冲天．在水火箭上升过程中，下列说法正确的是________ A．水火箭加速升空的过程中，所受重力和升力是一对平衡力 B．水火箭升空过程中若失去所有力，水火箭将保持静止 C．水火箭升空过程中先加速后减速 D．水火箭离开地面后，不受重力作用 (3)小明还想探究水火箭飞行的水平距离（水平射程）与哪些因素有关，他提出了如下猜想： 猜想1：可能与装水量有关；猜想2：可能与发射仰角有关。 在此基础上，他设计了如下方案： ①在饮料瓶内装入1/3体积的水，将水火箭固定在发射架上，用带有气压表的打气筒打气，发射并测量水火箭的水平射程，将测量的数据记录到表一中： 表一 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 发射仰角 35° 40° 45° 48° 50° 52° 55° 水平射程/m 25.9 32.5 48.1 50.3 47.3 33.4 29.7 A：以上步骤中气压表的作用是 。 B：分析表中数据可知：在其他条件不变的情况下，水火箭飞行的水平距离随 。 ②小明调整水火箭的发射仰角为45°不变，改变瓶内水量，用打气筒打气，发射并测量水火箭的水平射程，记录数据如表二所示： 表二 实验次数 1 2 3 4 5 瓶内水量 1/5 1/4 1/3 1/2 2/3 水平射程/m 22.5 40.4 48.1 31.7 14.8 分析以上数据可知，其他条件不变，装水量为饮料瓶容积的 时，水火箭飞行的水平距离最大。 10．小明每天早上要喝一杯热牛奶，他想探究如何让热牛奶快速冷却，设计了如图甲所示的实验：在A、B两个相同的瓶中装入初温相同的牛奶，分别放入常温的水和空气中冷却，记录温度计示数变化，得到的数据如表所示。 时间 0 2 4 6 8 10 12 14 16 A的温度 70 60 53 47 42 38 35 33 32 B的温度 70 65 61 58 55 52 50 48 46 (1)AB两个瓶中热牛奶的质量应该 （选填“相同”或“不同”）。 (2)分析表中数据，可以得出： ①热牛奶放在 （选填“水”或“空气”）中冷却的效果更好。 ②若B瓶中奶质量是250g，在内，牛奶放出的热量是 。（） ③小明根据用比值定义法作出了“冷却速度”的定义：物体下降的温度与降温时间之比，则“冷却速度”的单位应该是 ，由表格数据可知，牛奶的冷却速度随时间在变小，这个过程中影响“冷却速度”的因素可能是 。 (3)图乙是工业上的“流水喷淋法”，大量细小的水珠通过喷头源源不断地喷洒在高温物体上，落水收集后通过冷却塔再循环使用。请你说出使用“流水喷淋法”冷却高温物体时“冷却速度”一直很高的原因： （合理即可）。 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《第14章内能与热机（实验探究题）专项训练-2025-2026学年物理九年级全一册沪科版（2024）》参考答案 1．(1) 5040 (2)等于 (3) 偏小 燃料不能完全燃烧且有热损失 【详解】（1）[1][2]加热时间反映吸收的热量，4min内水吸收的热量等于2min内水吸热的2倍，则内水吸收的热量为 燃料的质量 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，则燃料燃烧放出的热量 则该燃料的热值为 （2）由图像可知，相同时间内，两杯水吸收的热量相同，且温度变化相同，2min内水升高的温度都为6℃，根据可知两杯水的质量相等。 （3）[1][2]在加热的过程中，由于燃料不能完全燃烧且有热损失，测量放出的热量偏少，由可知，热值的测量值偏小。 2．(1)乙 (2)-6 (3) 不变 比热容 (4)不会 【详解】（1）水浴法加热可以使冰在熔化过程中受热均匀，要对试管中的冰均匀加热，应采用甲、乙两图所示装置中的乙装置。 （2）温度计的分度值是，温度计液柱液面在零刻度线以下3格，此时的温度为。 （3）①[1][2]由图丁可知，冰在熔化的过程中吸热，温度保持不变；在相同的加热时间内吸收的热量相同，第吸收的热量是吸收热量的倍， BC段吸收的热量为： ②[3]由图像可以看出，AB段与CD段加热时间相同，吸收相同的热量，温度变化不同，由，质量和吸收热量相同时，温度变化小的比热容大，因此冰的比热容比水的比热容小；图丁中线段AB和线段CD倾斜程度不同，原因是该物质在两种物态下比热容不同。 （4）沸腾的条件是达到沸点，不断吸热；试管中的水可以达到沸点，因试管内外温度相同，试管内的水不能从烧杯中继续吸热，所以不会沸腾。 3．(1)由下到上 (2) 甲、乙 温度计示数 (3) (4) 【详解】（1）需用外焰加热，所以要先确定铁圈的高度；而温度计的玻璃泡要浸没到液体中，但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，因此应按照由下到上的顺序进行组装。 （2）[1][2]为了比较热值大小要用不同的燃料，应加热同一种液体，让液体的质量相同，通过比较温度计示数的变化，比较吸热多少，进而比较热值大小，因此应选择甲、乙两图进行实验。 （3）由图丁可知，液体质量相同，加热相同时间，即吸收相等热量时，b升高的温度较低，由可知，液体b的比热容较大。 （4）实验中认为，对于燃料1： 即① 对于燃料2： 即② 联立①②两式可得 4．(1)相等 (2) < = (3) 多 大 1.68×104 【详解】（1）探究“比较不同物质吸热情况”，应使用相同规格的电加热器，分别给质量相同的甲、乙两种液体加热，比较加热相同时间，甲、乙升高温度的大小或者比较甲、乙升高相同温度时，加热时间长短，得出甲、乙的吸热能力。 （2）[1]根据表格中的数据，从开始加热到4分钟，甲、乙两种液体升高温度分别为， 则 [2]实验中使用相同的加热器，加热相同时间，加热器发出的热量相同，甲、乙吸收热量的相同，即 （3）[1][2]由得，当物体质量与升高温度相同时，物体吸收的热量越多，物体的比热容越大。分析数据可知，当质量相同的甲、乙两种液体升高相同的温度时，甲被加热的时间较长，说明甲液体吸收的热量比乙液体更多，说明甲液体的比热容比乙液体更大。 [3]100g的水从20℃加热了40℃，吸收的热量为 5．(1)使用酒精灯的外焰加热 (2)99 (3)b (4) 水 不同 【详解】（1）组装实验装置时，按照自下而上的原则，为确保使用酒精灯的外焰加热，应先固定A的位置。 （2）加热一段时间后，温度计的示数如图乙所示，温度计的分度值为1℃，则温度计的示数，即此时水的温度为99℃。 （3）当烧杯中出现少量气泡，上升变小，即图丙中的b所示现象，说明水未沸腾。 （4）[1]由图像可知，液体沸腾过程中，吸收热量，温度不变为100℃，即沸点为100℃，可知他们选择的液体是水。 [2]由图像可知，A、B两次实验，水的初温不同，加热至沸腾的时间相同，说明所用水的质量大小关系是，即实验时所选液体的质量是不同的。 6．(1)加热时间 (2) 二 10 甲 (3) 乙 弱 (4)比热容 【详解】（1）热源相同时，相同的时间内放出的热量相同，相同的时间内液体吸收的热量相同，加热时间越长，吸收的热量越多，我们通过加热时间来反映吸收热量的多少。 （2）[1]分析表格中的数据可知，都从30℃升到40℃，升高相同的温度，比较加热时间，故选择的方案二。 [2]由于探究甲、乙两种液体的吸热能力实验，甲、乙液体的种类不同，其它的物理量需要保证相同，需要控制甲、乙两种液体的质量相同，故乙液体的质量是10g。 [3]由表格中数据可知，质量相同，升高相同的温度，甲液体需要6min，乙液体需要3min，甲液体比乙液体加热时间长，甲吸收的热量多，故甲液体的吸热能力强。 （3）[1]甲液体升高10℃需要6min，乙液体升高10℃，只需要3min，若乙再加热3min，则升高的温度大于10℃，若将甲、乙两种液体都加热6min，乙液体升高的温度多。 [2]若将甲、乙两种液体都加热6min，吸收相同的热量，甲升高的温度低于乙升高的温度，说明甲液体的吸收能力强，乙液体吸收热量的能力弱。 （4）实验结果表明，不同物质的吸热能力一般不同，物理学中用比热容这一物理量来描述物质的这种特性，比热容指的单位质量升高1℃所吸收的热量或者降低1℃所放出的热量。 7．(1) 质量 初温 (2)煤油 (3) 不可靠 燃料不能完全燃烧（或燃烧后放出的热量不能全部被水吸收） 【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，这样才符合控制变量法的要求。 （2）由表中数据可知，在相同时间内煤油和菜籽油燃烧的质量相同，甲杯中的水温度升高的快，甲杯水吸收的热量多，则煤油的热值较大。 （3）[1][2]因为燃料不能完全燃烧（或燃烧后放出的热量不能全部被水吸收），存在热损失，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。 8．(1) 受热均匀 保持不变 (2) 乙、丁 加热时间长短 (3)大量气泡在水中生成、上升、变大、到水面破裂开来 (4)bac 【详解】（1）[1]用如图甲所示装置，采用水浴法加热碎冰的好处，可以使试管内的碎冰受热均匀。 [2]冰是晶体，冰在熔化过程中，吸收热量，温度不变，所以温度计的示数保持不变。 （2）[1]若要探究不同物质的吸热能力，根据控制变量法的要求，要控制物质的质量相同，改变物质的种类，所以应选择乙、丁两图进行对比实验。 [2]因为使用相同的酒精灯加热，相同时间内放出的热量相同，那么液体吸收的热量就相同，所以此实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少。 （3）水沸腾时，烧杯中的水发生剧烈的汽化现象，大量气泡在水中生成，上升过程中，不断有水蒸气补充到里面，气泡变大，到水面破裂开来。 （4）乙、丙两图，丙图中水的质量是乙图中水的质量的两倍，同种物质，在吸收相同的热量（加热时间相同）时，质量越多，温度变化量比较小；乙、丁两图，因为水的比热容大于煤油的比热容，质量相同的水和煤油相比，在吸收相同的热量（加热时间相同）时，煤油的温度变化量比较大，故乙、丙、丁分别对应的图像是bac。 9．(1) 减小阻力 做功 (2)C (3) 控制瓶内气压一定 仰角增大时，水平射程先变大后变小 【详解】（1）[1]水火箭的头部设计成流线型，主要是为了减小在飞行过程中与空气的摩擦阻力。流线型设计可以使得空气更顺畅地流过火箭表面，减少阻力，从而提高火箭的飞行速度和稳定性。 [2]在做功冲程中，热机内部的高温高压气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能；而水火箭发射时，瓶内压缩空气膨胀推动水向下喷出，空气的内能转化为水和火箭的机械能，与热机做功冲程的能量转化相似。 （2）A．水火箭加速升空，说明运动状态改变，受非平衡力作用，重力和升力不是一对平衡力，故A错误； B．根据牛顿第一定律，水火箭升空过程中若失去所有力，将保持原来的运动状态做匀速直线运动，而不是静止，故B错误； C．水火箭发射初期，推力大于重力，向上加速；随着水喷出，推力减小，当推力小于重力后，开始减速，所以升空过程中先加速后减速，故C正确。 D．水火箭离开地面后，仍受地球引力作用，即受重力作用，故D错误。 故选C。 （3）[1]A：气压表的作用是监测瓶内气压，确保每次实验瓶内气压相同，保证实验的科学性和准确性。因为气压会影响水火箭的推力和射程，如果气压不同，就无法单纯探究发射仰角对水平射程的影响。 [2]B：分析表中数据可知：在其他条件不变的情况下，水火箭飞行的水平距离随发射仰角的增大先增大后减小。 [3]分析表二数据可知，其他条件不变，装水量为饮料瓶容积的时，水火箭飞行的水平距离最大。 10．(1)相同 (2) 水 1.25×104 J 牛奶与周围环境的温度差 (3)水与物体接触面积大，且流水能及时带走热量，保持水的低温，使物体与水始终保持较大温度差 【详解】（1）根据控制变量法，要探究水和空气哪个冷却效果好，需要控制牛奶的质量、初温等其他因素相同，只改变冷却介质，所以A、B两个瓶中热牛奶的质量应该相同。 （2）①[1]由表格数据可知，在相同时间内，A瓶中牛奶温度下降得更多，A 瓶是放在水中冷却的，所以热牛奶放在水中冷却的效果更好。 ②[2]牛奶放出的热量 ③[3]根据“冷却速度”的定义，物体下降的温度单位是℃，降温时间单位是，所以“冷却速度”的单位应该是。 [4]随着时间推移，牛奶温度逐渐降低，与周围环境的温度差逐渐减小，所以冷却速度变慢，故这个过程中影响“冷却速度”的因素可能是牛奶与周围环境的温度差。 （3）使用“流水喷淋法”冷却高温物体时“冷却速度”一直很高的原因是：一方面，大量细小的水珠与高温物体接触面积大，热传递速度快；另一方面，流水不断流动，能及时带走热量，且水循环流动可保持水的低温，使高温物体与水始终保持较大的温度差，温度差大则冷却速度快。 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 $