第十四章 内能的利用（实验题30道）-【专项练习】2025-2026学年九年级物理全册热点题型专练（2024人教版）

第14章 内能的利用（实验题30道） 1．在“探究不同形式能量之间的转化”实验中，如图所示，在试管内装适量的水，用软木塞塞住管口，加热使水沸腾一段时间，水蒸气会把软木塞冲开。 (1)酒精燃烧时，化学能转化为 能。 (2)水的温度升高，这是利用 的方式增加了水的内能。 (3)水蒸气冲开软木塞，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能 （选填“减少”“增加”或“不变”）。 (4)水蒸气冲开软木塞的过程中，水蒸气的内能并没有完全转化为软木塞的机械能，该过程中能量 （选填“守恒”或“不守恒”）。 【答案】(1)内 (2)热传递 (3)减少 (4)守恒 【详解】（1）酒精燃烧时，发生化学反应，同时放出热量，将化学能转化为内能。 （2）用酒精灯加热水的过程中，试管中的水从酒精灯火焰上吸收热量，水的温度升高，这是利用热传递的方式增加了水的内能。 （3）水蒸气冲开软木塞，水蒸气对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，水蒸气的内能减少。 （4）根据能量守恒定律，能量在转化和转移过程中总量保持不变。虽然水蒸气的内能没有完全转化为软木塞的机械能，但有一部分能量散失到周围环境中，整个过程中能量是守恒的。 2．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） (1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示； (2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ； ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值 真实值。 【答案】(1)水升高的温度 (2) 使花生米燃烧充分 5.4×106 小于 【详解】（1）本实验采用转换法，通过水升高的温度来间接表示花生米燃烧放出热量的多少。 （2）[1]实验过程中适当转动花生米，可以使花生米燃烧充分。 [2]根据乙图像，根据Q=cmΔt可以求得，水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×0.03kg×(44.6℃-14.6℃)=3.78×103J 不计热量损失，则有Q吸=Q放，粗略测得花生米的热值为 [3]由于花生燃烧放出的热量没有全部被水吸收，因此这种计算方法不准确，计算结果与真实值相比偏小。 3．轩宇是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中， 燃烧后产生的 能转化为盒盖的 能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是（　　） A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精 C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程中的 冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 【答案】(1) 酒精 内 机械能 (2)D (3)做功 【详解】（1）[1][2][3]酒精燃烧后产生的高温高压的燃气，体积膨胀，对外做功，使盒盖飞出去，内能转化为盒盖的机械能。 （2）本实验高能气体膨胀对外做功，内能减小，温度降低；观察气体内能减小之后的变化，所以在这一实验过程中，应当注意观察的是盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象；故选D。 （3）汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 4．如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象： (1)实验时燃料燃烧放出热量，通过 的方式使水的内能增加，温度升高，水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程的实质是能量的 。 (2)实验时观察到的现象是塞子被冲出去，试管口出现白雾，这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机的 冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以 和 。 【答案】(1) 热传递 转移 (2)做功 (3) 加热 做功 【详解】（1）[1][2]酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和试管，使水的内能增加，温度升高，水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程中内能从一个物体转移到另一个物体，因此此过程的实质是能量的转移。 （2）这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的机械能，此过程和汽油机的做功相似，汽油机做功冲程中燃气推动活塞做功，燃气内能转化为机械能。 （3）[1][2]热量可以从温度高的物体传到温度低的物体，内能从一个物体转移到另外一个物体，使低温物体的温度升高，利用内能可以加热。内能可以向机械能转化，因此内能可以做功。 5．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验中，以下五个方面： ①烧杯内液体种类；②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体的温度变化量；⑤酒精和碎纸片的质量。其中不需要控制相同的是 （填写序号）。小美发现根据实验数据算出燃料的热值 真实值，原因是实验过程中有 。燃料在燃烧过程中热值 （变大/变小/不变）。 【答案】 ③④ 小于 热量损失 不变 【详解】[1]在比较不同燃料热值的实验中，应控制燃料燃烧的质量相同，因为燃料的热值指的是单位质量的某种燃料完全燃烧时放出的热量；通过升高温度显示热量，必须控制烧杯内液体种类和烧杯内液体质量相同，其中不需要控制相同的是③④。 [2][3]刚开始加热时，铁圈和石棉网都要被加热，会吸收热量，在加热过程中，燃料燃烧放出的热量不可能全部被液体吸收，所以根据实验数据计算出的燃料的热值比真实值小。 [4]热值是燃料的一种特性，与燃料质量无关，因此燃烧时质量减小，热值不变。 6．为探究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。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 （选填“加热的时间”或“水升高的温度”）来反映的； (2)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；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。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 【答案】(1)水升高的温度 (2) 1 3:2 【详解】（1）燃料释放的热量越多，被加热的水吸收的热量越多，水升高的温度越高，实验中燃料完全燃烧放出热量的多少是通过水升高的温度来反映的。 （2）[1]由图丙可知，相同时间内燃料1使水升高的温度比燃料2使水升高的温度高，且燃料1燃烧完的时间更短，即相同质量的燃料1和燃料2完全燃烧时，燃料1使水升高的温度更高，所以燃料1放出的热量更多。根据热值公式，质量相同的燃料，完全燃烧放出热量越多，热值越大，所以热值较大的燃料是燃料1。 [2]实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由Q=cmΔt可知，二者放出的热量之比为 燃料的质量相同，由可知，燃料1与燃料2的热值之比为 7．如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。下压过程中玻璃筒内的能量转化情况是 ；乙、丙是四冲程汽油机的两个冲程示意图，与图甲能量转化情况相同的冲程是 （选填“乙”或“丙”）。 【答案】 机械能转化为内能 乙 【详解】[1]用力将活塞迅速下压时，活塞对玻璃筒内的空气做功，活塞的机械能减少，空气的内能增加，温度升高，当温度达到棉花的着火点时棉花燃烧，这个过程中能量的转化情况是机械能转化为内能。 [2]四冲程汽油机的工作过程中，存在能量转化的冲程是压缩冲程和做功冲程。其中压缩冲程是活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，与图甲的能量转化情况相同；做功冲程是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能。观察乙图，进气门和排气门均关闭，活塞向上运动，此为压缩冲程；观察丙图，进气门和排气门均关闭，活塞向下运动，此为做功冲程，所以与图甲能量转化情况相同的冲程是乙。 8．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持被加热液体的种类、质量，燃料的质量以及两个烧杯都应相同； （2）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； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点） 【答案】 小 有热量损失 【详解】[1]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℃，可见酒精放出的热量是碎纸片放出热量的两倍，根据可知，酒精的热值是碎纸片的2倍，所以碎纸片的热值为。 [2][3]因为烧杯、空气也吸收热量，并且燃料不可能完全燃烧，故测得的放出的热量偏小，根据可知，测得的热值会偏小。 9．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式： 方式一：薯片在烧杯中燃烧； 方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。 （1）两种加热方式中合理的是 ；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 ； （2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。    【答案】 方式二 把薯片碾碎 小 薯片燃烧放出的热量没有被水全部吸收 【详解】（1）[1]由于热空气上升，方式一中薯片燃烧产生的热量很大一部分损失到空气中，导致结果不准，所以两种加热方式中合理的是方式二。 [2]把薯片碾碎，增大了与空气的接触面积，可以使薯片充分燃烧。 （2）[3][4]由于薯片不能完全燃烧，且燃烧放出的热量不能全部被水吸收，导致水升高的温度偏低，计算出的热量偏小，根据公式可知，所测出的薯片热值偏小。 10．如图甲所示，小李把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用橡皮塞塞紧管口。把一根粗布条缠在管子上并迅速来回拉动摩擦金属管，酒精温度迅速升高，一会儿观察到橡皮塞被顶出，且在管口上方有大量“白气”产生。粗布条摩擦金属管的过程中，将机械能转化为 能。“酒精温度迅速升高”，这是通过 的方式增加了酒精的内能。“橡皮塞被顶出”的过程与图乙中单缸四冲程内燃机的 （填字母）冲程相似。“白气”属于 （填物态变化的名称）形成的 （选填“固体”“液体”或“气体”）。若图乙四冲程内燃机的转速是3000r/min，则每秒钟该内燃机对外做功 次。 【答案】 内 热传递 C 液化 液体 25 【详解】[1][2]粗布条摩擦金属管的过程中，这是做功的方式使金属管的内能增加，因此将机械能转化为金属管的内能。金属管温度高，放出热量，酒精吸收热量，“酒精温度迅速升高”，因此这是通过热传递的方式增加了酒精的内能。 [3]“橡皮塞被顶出”的过程酒精对橡皮塞做功，酒精的内能转化为橡皮塞的机械能，由乙图可知，A图为吸气冲程，B图为压缩冲程，机械能转化为内能，C图为做功冲程，内能转化为机械能，D图为排气冲程，“橡皮塞被顶出”的过程与图乙中单缸四冲程内燃机的C冲程相似。 [4][5] “白气”人眼可以看见，是小水滴，属于水蒸气液化形成的液体。 [6]转速是3000r/min＝50r/s 四冲程内燃机每转2转对外做功1次，则图乙四冲程内燃机的转速是3000r/min，则每秒钟该内燃机对外做功25次。 11．如图所示，烧杯中液体的质量和初温均相同，燃料的质量也相同，燃料燃烧完后，烧杯内液体温度，（液体均未沸腾）分析可知，液体a和液体b的比热容 ；燃料1和2的热值 。（以上两空均选填“”“”或“”） 【答案】 【详解】[1]比较液体a和b的比热容：使用相同燃料1时，液体a的末温t甲高于液体b的末温t乙（t甲>t乙）。吸收相同热量（来自燃料1），温度升高越小，比热容越大。因此，液体b升温较少，说明其比热容较大，即ca > cb。 [2] 比较燃料1和2的热值：对同种液体a，使用燃料1时温度达到t甲，使用燃料2时温度达到t丙（t甲>t丙）。燃料质量相同，液体a升温越高，说明燃料释放的热量越多，热值越大。因此，燃料1使液体升温更多，说明其热值较大，即q1 > q2。 12．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易 模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐 ，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处 。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→ → 。 ②此汽轮机模型属于 （填“内”或“外”）燃机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为 ； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是 。 A增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是： 。（写出一条即可） 【答案】(1)汽轮机 (2) 水 密封 (3) 内能 机械能 外 (4) 加热时间不足，无法产生足够的水蒸气 B (5)环保无污染 【详解】（1）项目的主题是制作简易汽轮机模型。 （2）[1]模型的原理是利用蒸汽的内能对外做功，所以需要向易拉罐内部注入大约半罐水，利用酒精灯加热让水变成蒸汽，这是产生动力的来源。 [2]用橡皮泥密封开口处，防止蒸汽从开口处泄漏，确保蒸汽能从笔管处喷出，推动扇叶。 （3）[1][2]实验时将易拉罐下面的酒精灯点燃，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来；酒精燃烧将化学能转化为内能，蒸汽推动扇叶转动，将内能转化为机械能。因此汽轮机模型工作过程的能量转化为：化学能→内能→机械能。 [3]内燃机是燃料在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功；此汽轮机模型酒精在空气中燃烧，蒸汽推动外面的扇叶转动，这两个过程都不在易拉罐内，因此此汽轮机模型属于外燃机。 （4）[1]加热很长时间后，扇叶才开始转动，这与水蒸气的量有关，加热时间不足，无法产生足够的水蒸气，不能使扇叶开始转动。 [2]A．增加酒精灯的高度，用其内焰加热，温度更低，故A不符合题意； B．更换一个更细的喷嘴可以增大蒸汽喷出速度，能增大蒸汽喷射力，故B符合题意； C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心，不能增大蒸汽喷射力，故C不符合题意。 故选B。 （5）太阳能蒸汽机的优势是不需要燃烧燃料，环保无污染。 13．为了探究“比较不同物质吸收热量的情况”，小宇在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。 (1)实验中，应该向两个烧杯中加入 相同的两种不同液体；可以通过比较 来反映两种液体吸收热量的多少； (2)如图乙所示，若液体A是水，则液体B的比热容为 ； [] (3)小宇还想利用图甲装置来比较不同液体燃料的热值，他应该在质量相同的燃料 （填“燃烧相同时间”或“燃尽”）后，通过比较 来得出结论；小宇选用了燃料1和燃料2进行实验。实验结束后，小宇根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像a、b（燃料1的图像为a，燃料2的图像为b），则可初步判断燃料 的热值大。 【答案】(1) 质量 加热时间 (2) (3) 燃尽 温度计上升的示数 2 【详解】（1）[1]由于物体吸热多少与物体质量有关，根据控制变量法，在“比较不同物质吸收热量的情况”时，实验中需要控制两种液体的质量相同。 [2]加热两种液体的装置完全相同，酒精灯相同时间放出的热量相同，可以看成相同时间两种液体吸收的热量相同，因此可以通过比较加热时间来反映两种液体吸收热量的多少，这种方法叫转换法。 （2）由图乙可知，加热5min，A、B两种液体吸收相同的热量，A液体升高的温度为 B液体升高的温度为 即B升高的温度是A升高温度的2倍，且A、B质量相等。根据可知，B的比热容是水的一半，B的比热容为。 （3）[1][2]比较不同液体燃料的热值，实验时应比较相同质量的燃料完全燃尽后液体升高的温度，即通过比较温度计上升的示数比较燃料的热值。 [3]由图乙可知，燃料完全燃烧后，燃料2加热的液体升高的温度高，说明燃料2释放的热量较多，燃料的质量相等，由可知，燃料2的热值大。 14．为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小明设计如图甲、乙所示的实验。 (1)实验中，在两个燃烧皿中放入质量相同的两种燃料，分别加热质量相等的两杯水，燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （选填“燃料燃烧时间”或“水温变化量”）来比较两种燃料放出热量多少； (2)根据记录的实验数据，小明绘制出水温随加热时间变化的关系图像，如图丙所示，则燃料 （选填“1”或“2”）的热值较大； (3)小明根据实验测得的数据，算出了燃料1的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因可能是 （写出一点即可）。 【答案】(1) 全部燃烧 水温变化量 (2)1 (3)见解析 【详解】（1）[1]为了比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量，应让燃料全部燃烧。因为只有燃料全部燃烧，才能释放出全部热量，这样才能准确比较不同燃料放出热量的多少。 [2]燃料燃烧放出的热量被水吸收，通过比较水温变化量来比较两种燃料放出热量多少。根据Q吸​=cmΔt，在水的质量和比热容相同的情况下，水温变化量越大，说明水吸收的热量越多，则燃料放出的热量也越多。 （2）由图丙可知，质量相等的两种燃料全部燃烧后，用燃料1加热的水温度升高得多。根据Q吸​=cmΔt，水的质量和比热容相同，水温升高得多，说明水吸收的热量多，而水吸收的热量是由燃料燃烧放出的热量提供的，在燃料质量相等的情况下，根据，放出热量多的燃料热值大，所以燃料1的热值较大。 （3）小明根据实验测得的数据算出的燃料1的热值小于该燃料的实际热值，原因可能是：燃料不可能完全燃烧，有一部分热没有被释放出来。加热过程中存在热损失，如热量散失到周围空气中，没有被水完全吸收。 15．如图所示，甲、乙、丙是三套相同的装置，三图中的燃料均为10g且相同时间内消耗的燃料质量相同，烧杯内的液体质量、初温均相同且在实验过程中液体都未沸腾。 (1)比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)在比较不同物质的比热容的实验中，质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可知， 液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 。（已知） (3)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；燃料燃烧时放出的热量，通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较的。 【答案】(1) 甲、丙 加热时间 (2) B 2.1×103 (3) 甲、乙 温度计示数 【详解】（1）[1][2]根据控制变量法，比较不同物质的比热容，应控制液体种类不同，燃料相同，由图可知，甲、丙两图所示实验符合要求；根据转换法，不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 （2）[1]质量和初始温度均相同的A、B两种液体，采用相同燃料供热，由图丁所示可知，吸收相等的热量，B升高的温度低，由Q=cmΔt可知，B液体的比热容较大。 [2]由图像知温度都升高到80℃时，A需要l0min，B需要20min，故B吸收的热量是A的2倍，由Q=cmΔt可知，B的比热容是A的2倍，则A比热容是B的0.5倍。若比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 （3）[1][2]根据控制变量法，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，应选择甲和乙两图进行实验。当燃料完全燃烧时，通过比较温度计示数来比较不同燃料的热值。 16．生活处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如下几个有趣的实验： (1)如图，矿泉水装水，接近装满时留一小气泡，在瓶中间画一十字标记。把它平放在检查面上，若气泡在十字处说明被检查面是 的；用手沿箭头方向猛推一下瓶子，气泡将 运动（选填“向后运动”、“向前运动”或“保持静止状态”）； (2)如图一开口的矿泉水瓶侧壁A、B处各扎一个小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，可以看到从不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与 有关； (3)如图一只空瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力地扭动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就听到“砰”的一声且瓶盖被气体冲飞，瓶口和瓶内出现白雾，出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）。图中②过程中能量转化的过程与四冲程内燃机的 冲程类似。若一台单缸汽油机，飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功 次。 【答案】(1) 水平 向前运动 (2)液体深度 (3) 降低 压缩 10 【详解】（1）[1]图中，由于瓶中的水受到的重力的方向竖直向下，若气泡在十字处说明被检查面是水平的。 [2]用手沿箭头方向猛推一下瓶子，瓶中的水由于惯性会“挤”向瓶底，因此气泡将向前运动。 （2）图中，看到从深度不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与液体的深度有关。 （3）[1]瓶口和瓶内出现白雾，是水蒸气遇冷液化形成，出现白雾说明瓶内气体温度降低。 [2]图中②过程中，在压缩瓶内气体体积，瓶子机械能转化为气体内能，能量转化的过程与四冲程内燃机的压缩冲程类似。 [3]四冲程单缸汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该飞轮每秒钟转20圈；因为一个工作循环飞轮转2圈，完成四个工作冲程，做功1次，所以，1s内飞轮转20圈，活塞往复运动20次，共10个工作循环，做功10次。 17．为了比较两种未知燃料的热值以及两种未知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为、、，且有。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验； (2)若在研究不同燃料热值的实验中记录数据如表： 燃料 加热前液体温度 燃料燃烧完时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算：燃料2的热值是 。 【答案】(1)甲、乙 (2) 【详解】（1）比较燃料的热值，应燃烧质量相同的两种燃料，比较它们燃烧时放出热量的多少，而热量的多少是比较吸热物体升高的温度来体现的，要求吸热物体的质量与种类必须相同，所以应该选择甲、乙两图。 （2）由表格数据可知，燃烧相同质量的燃料，燃料1放出的热量使得液体升温20℃，燃料2放出的热量使得液体升温10℃，即燃料1放出的热量是燃料2的2倍，根据，质量相同时，热值和放出的热量成正比，所以燃料1的热值是燃料2的2倍，所以燃料2的热值为 18．在制作简易热机模型的活动中，小星和小葱同学分别展示了自己制作的热机模型，并进行了相关的研究。 (1)图甲是小星设计的蒸汽机模型。密封的易拉罐装有适量的水，利用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，手中的风车转动。此过程的能量转化：化学能→ → ；该模型存在的不安全因素是 ； (2)图乙是小葱制作的内燃机模型。用喷雾器往瓶内喷入适量酒精，启动电子打火器点燃酒精，活塞瞬间弹出。这个热机模型中，工作物质是 ，电子打火器相当于汽油机的 ； (3)同学们了解到，蒸汽机比内燃机的效率低很多，其主要原因是 。 【答案】(1) 内能 机械能 易拉罐可能因压强过大而爆炸 (2) 酒精 火花塞 (3)蒸汽机的废气带走了大量的能量 【详解】（1）[1][2]酒精灯燃烧酒精，将化学能转化为内能（加热水汽化成水蒸气）；水蒸气喷出推动风车转动，将内能转化为机械能。 [3]用酒精灯加热密封的易拉罐，内部蒸汽压强增大，容易导致易拉罐炸裂，存在安全隐患。 （2）[1]热机中参与能量转化的物质是酒精（酒精被喷成雾状，点燃后发生能量转化）。 [2]汽油机的火花塞在压缩冲程末产生电火花，点燃汽油和空气的混合物，而电子打火机在这里起到了点燃酒精的作用，相当于汽油机的火花塞。 （3）蒸汽机的废气带走大量能量（内能），能量损耗多；而内燃机的能量利用更集中，因此蒸汽机效率远低于内燃机。其主要原因是蒸汽机的废气带走了大量的能量（或能量损耗大）。 19．为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是。 (1)实验中应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装实验器材。 (2)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (3)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少，这运用了 法。 (4)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧燃料1放出的热量为 ；燃料2的热值为 。[] 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料的热值/ 1 15 35 2 15 25 (5)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏 （选填“大”或“小”），出现这种情况的主要原因是 。 【答案】(1)自下而上 (2) 质量 天平 (3) 温度计示数的变化 转换 (4) (5) 小 见解析 【详解】（1）在安装实验器材时，为了保证酒精灯的外焰能充分加热石棉网和烧杯，并且温度计的玻璃泡要正确放置在水中，应按照自下而上的顺序安装实验器材。 （2）[1][2]在探究不同燃料燃烧放热能力的实验中，根据控制变量法，需要控制被加热水的质量和初温均相同，这样才能通过水温度的变化准确比较燃料燃烧放出热量的多少。因为要控制水的质量相同，所以还需要用天平来测量水的质量。 （3）[1][2]燃料燃烧放出的热量无法直接观察和测量，而水吸收热量后温度会升高，通过观察温度计示数的变化就能知道水吸收热量的多少，从而比较出燃料燃烧放出热量的多少，这种将不易测量的量转换为容易测量的量的方法叫做转换法。 （4）[1]燃料1的热值为，完全燃烧燃料1放出的热量为 [2]根据实验设计水的质量相同，设水的质量为m，不计热量损失，两次实验燃料放出的热量等于水吸收的热量，则有 即 解得 （5）[1][2]在实际实验中，燃料不可能完全燃烧，同时燃料燃烧放出的热量也没有全部被水吸收，会有一部分热量散失到周围环境中，水吸收的热量偏小，在质量一定时，根据，通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏小。 20．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)为比较不同物质的比热容，应选择 两图装置进行实验。实验中通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少； (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图装置进行实验。实验中，需等待燃料 （选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小； (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏 （选填“大”或“小”）。 【答案】(1) 甲、丙 加热时间 (2) 甲、乙 燃烧相同的质量 升高的温度 (3)小 【详解】（1）[1]比较不同物质的比热容，应使用相同的热源，被加热物质的种类不同，通过温度的变化来判断不同液体的吸热能力，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [2]根据转换法可知，实验通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，加热时间越长表示液体吸收的热量越多。 （2）[1]比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验。 [2]实验过程中应该控制燃料燃烧的质量相同，所以应该在燃料燃尽之后或燃烧相同的质量去比较液体升高的温度。 [3]通过比较液体升高的温度来比较热值的大小，即升高的温度越高，说明燃料放出的热量越多，热值越大。 （3）燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收，存在热损失，即水吸收的热量会小于燃料完全燃烧放出的热量，由可知，计算得出的热值将比燃料的真实热值偏小。 21．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 【答案】(1) 天平和停表 加热时间 (2) 甲、乙 5∶3 (3)BC 【详解】（1）[1][2]探究不同物质吸热升温的现象，方法一是质量相等的不同物质加热相同时间比较升高的温度；方法二是质量相等的不同物质升高相同的温度比较加热的时间。所以除了图示的器材外，还需要的测量工具有天平、停表；测量加热时间的目的是：通过加热时间来反映物质吸收的热量，这种方法叫转换法。 （2）[1][2]在探究实验二时：需燃烧相同质量的不同燃料，给质量相同的同种液体加热，比较液体升高的温度，所以应选用甲、乙两组器材；由图丁可知，燃料1所加热液体a温度升高50℃，燃料1所加热液体a温度升高30℃，且液体质量相同，比热容相同，根据公式可知，两次实验液体a吸热的热量之比为 燃料放出的热量全部被液体吸收，则燃料1与燃料2完全燃烧放出的热量之比为 燃料质量相同，则燃料1和2的热值之比是 （3）A．探究不同物质吸热升温的现象，需要燃烧的燃料种类相同，但所加燃料的质量不一定相等；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，燃料的质量要相等，故A错误； B. 不论是探究不同物质吸热升温的现象还是比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，都要控制被加热液体的质量相等，故B正确； C. 探究不同物质吸热升温的现象，通过加热时间的多少反映出物质吸收热量的多少，质量相等的不同液体，加热相同时间，吸收相等热量，温度计示数变化小的吸热能力强；比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是通过温度计示数的变化来反映燃料放出热量的多少，再结合质量相等得出结论，故C正确。 故选BC。 22．如图所示，甲乙丙三图中装置完全相同，燃料的质量相等烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，可以选择 两图进行对比： (2)为了研究不同物质的吸热能力，利用甲丙两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示： ①实验中，用 （填序号）间接反映液体吸收热量的多少；吸收相同热量时，通过比较 （填序号）来判断吸热能力的强弱： A．加热时间    B．温度计示数的变化 ②由图可以看出， 液体沸点较高， 液体的比热容较大； ③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg·℃)，则a液体的比热容是 J/(kg·℃)。 【答案】(1)甲乙 (2) A B b b 0.9×103 【详解】（1）为了比较不同燃料的热值要用不同的燃料，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，应选择甲和乙两图进行实验。 （2）①[1][2]实验中，由转换法，用加热时间间接反映液体吸收热量的多少，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故选A；根据比较吸热能力的方法，吸收相同热量时，通过比较温度计示数的变化来判断吸热能力的强弱，故选B。 ②[3][4]由图可以看出，当a液体温度达到80℃，该液体开始沸腾，而此时没有达到b液体的沸点，故b液体的沸点较高，b液体沸腾前，加热相同时间，b升温慢，根据知，b液体的比热容较大。 ③[5]将质量相同的两种液体加热至80℃时，a的加热时间为10min，b的加热时间为20min，两液体的温度变化值Δt=80℃-20℃=60℃ 而升高相同温度时，b所需时间是a的2倍，即b吸收的热量是a的2倍，根据Q吸=cmΔt可知，比热容和吸收的热量成正比，b的比热容是a的2倍，所以a的比热容为 23．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，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择甲和 图进行实验，实验时要观察 来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲和 图进行实验，实验通过 反映物体吸热的多少；（2，4空填“加热时间”或“液体升高的温度”） (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量 （填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量，液体 的比热容大； (3)小明选用图甲、乙两套装置进行实验。在烧杯内加入初温和质量相同的水，当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b，则可初步判断 的热值大； (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，另取另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图像可知燃料1和燃料2的热值之比为 ； (5)若甲图烧杯中为500mL的水，10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值是 J/kg，这样求出的热值比标准值 （填“偏大”或“偏小”或“一样”）。 【答案】(1) 乙 液体升高的温度 丙 加热时间 (2) 小于 b (3)燃料2 (4)8∶3 (5) 偏小 【详解】（1）[1][2]比较不同燃料的热值，应采用不同燃料加热同一物质，则应选择甲和乙图进行实验；实验时要观察液体升高的温度来比较两种燃料的热值，液体升高的温度越多，说明液体吸收的热量越多，燃料放出的热量越多，燃料完全燃烧的质量相同，由得，释放热量越多的燃料热值越大。 [3][4]比较不同物质的比热容，要选择相同燃料加热不同液体，应选择甲和丙图进行实验；实验采用相同加热装置加热，加热相同时间，燃料释放的热量相同，液体吸收的热量相同，则实验中通过加热时间反映物体吸热的多少。 （2）[1]加热相同一段时间后，即吸收相同热量，液体a升温多，故质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a加热时间短，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。 [2]加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等；液体a升温多、b升温低，由可知，液体b的比热容大。 （3）由图丁可知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，说明相同质量的燃料1、2完全燃烧时燃料2放出的热量多，则燃料2的热值大。 （4）对于燃料1来说，在相同时间内放出的热量是相同的，由图戊可知，燃料1用5min让水从20℃升高到100℃，则水吸收的热量 燃料1用了10min才燃烧完，且5min后水沸腾，则整个过程中水吸收的热量 不考虑热损失，则燃料1放出的热量  ① 对于燃料2来说，燃料2用15min让水从从20℃升高到80℃，则燃料2放出的热量  ② 联立①②，解得两种燃料热值之比为 （5）[1]500mL水的质量为 水吸收的热量 若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则 由可知，酒精的热值为 [2]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。 24．课外小组的同学们想探究“影响电水壶热效率的因素”。实验桌上备有温度计、电子秤、电水壶、停表、功率计量插座（如图所示，它能直接测量电水壶的实际功率）。实验前，同学们提出猜想：电水壶的热效率可能与电水壶的保温性、功率、装水的质量、环境温度等有关。同学们按照不同猜想，分小组进行实验探究，在每次实验开始时，保证电水壶和水的初温与室温相同。下表为一小组同学用同一只电水壶进行两次实验所记录的实验数据。 0.5 1.5 17 17 100 100 1555 1555 135 350 ① ② （1） 根据实验数据分析，该电水壶的热效率η较高的应是 ；（选填“①”或“②”） （2）请根据表格中实验数据，归纳出实验结论： 。 【答案】 ② 其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高 【详解】（1）[1]第一次实验，水吸收的热量 第一次实验消耗的电能 第一次实验的热效率 第二次实验时水吸收的热量 第二次实验消耗的电能 第二次实验的热效率 根据实验数据分析，该电水壶的热效率较高的应是②。 （2）[2]由以上计算可知，在电水壶的保温性、功率、环境温度等因素相同的情况下，装的水质量较大时，电水壶的热效率也较高，所以可得出结论，电水壶热效率与装水的质量有关，其它因素一定时，装水的质量越大，电水壶的效率越高。 25．在学习内能相关知识时，同学们课上观看了以下实验演示： (1)如图甲所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到硝化棉燃烧。这是因为活塞压缩空气，空气的内能 （填“增大”、“减小”或“不变”），温度升高，这一过程与内燃机工作的 冲程原理相同。 (2)如图乙所示，瓶中装少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，塞子从瓶口跳起时，瓶口出现白雾，出现该现象的原因是：瓶内气体把瓶塞推出时， （填“瓶内气体对瓶塞做功”或“瓶塞对瓶内气体做功”），瓶内气体的 能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体温度降低，水蒸气液化成小水珠。 【答案】(1) 增大 压缩 (2) 瓶内气体对瓶塞做功 内 【详解】（1）[1]当把活塞迅速压下去时，活塞对玻璃筒内的空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到硝化棉的燃点使其燃烧。 [2]内燃机的压缩冲程是活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使气体内能增大，温度升高，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程的原理相同。 （2）[1]用打气筒向瓶内打气，塞子从瓶口跳起时，是瓶内气体把瓶塞推出，即瓶内气体对瓶塞做功。 [2]在这个过程中，瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体内能减小，温度降低，使得瓶内水蒸气遇冷液化成小水珠，从而瓶口出现白雾。 26．根据如图所示的四个热学实验，回答相关问题 (1)如图甲，把一块玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计示数 ，说明了分子间存在 ； (2)如图乙，抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体， （选填“能”或“不能”）表明气体间可以发生扩散现象； (3)如图丙，试管内的水沸腾一段时间后，水蒸气将橡胶塞推出，水蒸气的内能转化为橡胶塞的 ； (4)如图丁，是四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与图丙实验 （选填“相同”或“不相同”）。 【答案】(1) 变大 引力 (2)不能 (3)机械能 (4) 压缩 不相同 【详解】（1）[1][2]玻璃板与水面接触时，水分子和玻璃分子间存在相互作用的引力。向上拉玻璃板时，需克服分子间的引力，因此弹簧测力计的示数会变大，说明分子间存在引力。 （2）二氧化氮气体瓶在上方，二氧化氮密度大于空气，则上方气体会在重力作用下向下运动，属于宏观的机械运动，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体，不是分子运动造成的，故不能表明气体间可以发生扩散现象。 （3）试管内水蒸气推动橡胶塞时，水蒸气对橡胶塞做功，将自身的内能转化为橡胶塞的机械能。 （4）[1][2]图丁中，汽油机进气门、排气门均关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，机械能转化为内能，是压缩冲程。图丙中水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，因此能量转化情况不相同。 27．为探究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。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。    (1)实验中应控制两种燃料 （选填“燃烧的时间”或“质量”）相同。燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 （选填“加热的时间”或“水升高的温度”）来反映的； (2)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；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。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 【答案】(1) 质量 水升高的温度 (2) 1 3∶2 【详解】（1）[1]应控制两种燃料的质量相同，这样它们才能放出可比较的热量。这是因为燃料的热值是单位质量燃料完全燃烧所放出的热量，所以只有在质量相同的情况下，才能比较不同燃料的热值。 [2]燃料释放的热量越多，被加热的水吸收的热量越多，水升高的温度越高，实验中燃料完全燃烧放出热量的多少是通过水升高的温度来反映的。 （2）[1]读图丙知道，燃料燃烧完时，燃料1燃烧了5min，燃料2燃烧了15min，甲图中水升温更多，说明燃料1放出的热量大于燃料2放出的热量。所以燃料1的热值较大。 [2]实验中忽略热量的散失，且两杯水的质量、比热容均相同，则由知道，二者放出的热量之比为 燃料的质量相同，由知道，燃料1与燃料2的热值之比为 28．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，烧杯中两种液体的密度不同； (1)在烧杯中分别装入 相等的两种液体； (2)若要比较不同物质的吸热本领： ①应选择 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； ③冬天，小华想自制一个暖手袋，若从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，由图丁可知，应选择 ； (3)若要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小，原因是 。 【答案】(1)质量 (2) 甲、丙 加热时间 B (3) 甲、乙 燃料没有完全燃烧等 【详解】（1）在探究比热容实验中，液体的种类不同，液体的质量需要控制相同，在探究热值大小的实验中，燃料的种类不同，燃料的质量相同，液体的质量相同，才能够更好的判断液体吸收热量的多少，故在烧杯中分别装入质量相等的液体。 （2）[1]若要比较不同物质的吸热本领，需要选择液体的种类不同，燃料的种类相同，保证相同的时间内放出的热量相同，故选择甲、丙两图进行实验。 [2]甲、乙、丙三图中的装置完全相同，甲、丙两图燃料相同，相同的时间内放出的热量相同，两种液体相同的时间内吸收的热量相同，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故可以根据加热时间来间接表示吸收热量的多少。 [3]都加热10min，吸收相同的热量，A液体升温较快，B液体升温较慢，故B液体比热容大，放热能力强，故选择B液体作为供热物质。 （3）[1]若要比较不同燃料的热值，燃料的种类不同，燃料的质量相同，被加热液体的种类相同，故选择甲、乙两次实验。 [2]测量热值的原理是燃烧放出的热量等于水吸收的热量，从而计算出热量，而在实际中燃料不可能完全燃烧，而且燃烧放出的热量也不可能被水完全吸收，故测量的热值偏小。 29．如图所示，甲、乙两图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内水的初温和质量相同。 (1)为比较不同燃料的热值的实验中，用到的物理实验方法有 （写出一种即可）； (2)实验中，需等待燃料 （选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小； (3)通过实验测得的数据计算得到的燃料热值与实际相比要偏 。 【答案】(1)控制变量法/转换法 (2) 燃烧相同的质量 升高的温度 (3)小 【详解】（1）为比较不同燃料的热值，要控制其他变量相同，只改变燃料的种类，这种实验方法是控制变量法；同时通过水升高的温度来反映燃料燃烧放出热量的多少，这是转换法。 （2）[1][2]实验中，需等待燃料燃烧相同的质量，因为热值是指单位质量的燃料完全燃烧放出的热量，然后通过比较升高的温度来比较热值的大小，燃料热值越大，相同质量的燃料完全燃烧放出的热量越多，水升高的温度就越高。 （3）由于燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收,存在热量损失，所以通过实验测得的数据计算得到的燃料热值与实际相比要偏小。 30．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验。 燃料 加热前水的温度 燃料燃尽后水的温度 酒精 25 65 碎纸片 25 44 (1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制酒精和碎纸片的质量以及水的质量相同。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用 （选填“加热时间”和“水升高的温度”）来表示酒精和碎纸放出热量的多少，所以实验中两杯水的初温可以不同； ②小明认为探究过程中采用了控制变量法，所以只有燃料的 不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，从而两杯水由 （选填“做功”或“热传递”）方式损失的能量就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化慢的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同； ③你认为 （选填“小明”或“小辉”）的想法更合理； (2)小明记录的实验数据如上表所示，分析数据可知：不同的燃料充分燃烧时，放出的热量一般是 （选填“相同”或“不同”）的；酒精和碎纸片两种燃料中，热值较大的是 ； (3)如果在实验过程中，燃料燃尽之前水就沸腾了，无法比较出两种燃料的热值。为避免这种情况的出现，请你提出一条改进建议： 。 【答案】(1) 水升高的温度 种类 热传递 小明 (2) 不同 酒精 (3)适当增加水的质量 【详解】（1）[1]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，实验中通过水升高的温度来表示酒精和碎纸片放出热量的多少。 [2][3][4]要探究不同燃料热值的大小，应使其它条件相同，只有燃料的种类不同，即用到控制变量法；根据热传递的条件，水温与周围环境温度相差越大，越容易发生热传递，若水的初温不同，便可造成水的散热情况不同，所以实验中应控制水的初温相同。由上分析知，小明的分析更加合理。 （2）[1][2]根据表格中数据，相同质量的两种燃料充分燃烧完后，使用酒精加热的水温升高较大，说明酒精和碎纸片放出的热量不同，酒精放出的热量较多，即酒精的热值较大。 （3）燃料燃尽之前水就沸腾了，说明燃料燃烧放出的热量较多，根据可知，可适当增加水的质量或者降低水的初温。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第14章 内能的利用（实验题30道） 1．在“探究不同形式能量之间的转化”实验中，如图所示，在试管内装适量的水，用软木塞塞住管口，加热使水沸腾一段时间，水蒸气会把软木塞冲开。 (1)酒精燃烧时，化学能转化为 能。 (2)水的温度升高，这是利用 的方式增加了水的内能。 (3)水蒸气冲开软木塞，水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能 （选填“减少”“增加”或“不变”）。 (4)水蒸气冲开软木塞的过程中，水蒸气的内能并没有完全转化为软木塞的机械能，该过程中能量 （选填“守恒”或“不守恒”）。 2．如图甲所示，小明用该装置粗测花生米的热值，过程如下：用电子秤取30g水放入烧杯中，将温度传感器插入水中，并连接电脑；取0.7g花生米穿在细铁丝上，点燃花生米，立即移到烧杯正下方，给水加热，传感器获得温度一时间的图像如图乙所示。（c水=4.2×103J/(kg·℃)） (1)实验中花生米燃烧放出的热量是通过 来显示； (2)①实验过程中老师提醒小明要适当转动花生米，这样做的目的是 ； ②根据乙图像，粗略测得花生米的热值为 J/kg。在实验中小明看到花生米燃烧冒大量的黑烟，这会导致测得的热值 真实值。 3．轩宇是班里的小发明家，刚刚学了热机的他，制作了如图所示的模型，他在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮…… (1)在此过程中， 燃烧后产生的 能转化为盒盖的 能。 (2)在这一实验过程中，你应当注意观察的是（　　） A．揿动电火花发生器 B．盒内的酒精 C．盒盖跳起的现象 D．盒盖跳起的瞬间盒内出现的现象 (3)汽油机工作过程中的 冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的。 4．如图所示，在试管里装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象： (1)实验时燃料燃烧放出热量，通过 的方式使水的内能增加，温度升高，水沸腾后由于汽化形成大量的水蒸气，此过程的实质是能量的 。 (2)实验时观察到的现象是塞子被冲出去，试管口出现白雾，这是因为管内的水蒸气对外做功，将它的内能转化为塞子的机械能，此过程与汽油机的 冲程相似； (3)通过此实验可知：利用内能可以 和 。 5．在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验中，以下五个方面： ①烧杯内液体种类；②烧杯内液体质量；③加热时间；④烧杯内液体的温度变化量；⑤酒精和碎纸片的质量。其中不需要控制相同的是 （填写序号）。小美发现根据实验数据算出燃料的热值 真实值，原因是实验过程中有 。燃料在燃烧过程中热值 （变大/变小/不变）。 6．为探究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。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。 (1)燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 （选填“加热的时间”或“水升高的温度”）来反映的； (2)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；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。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 7．如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会立即燃烧。下压过程中玻璃筒内的能量转化情况是 ；乙、丙是四冲程汽油机的两个冲程示意图，与图甲能量转化情况相同的冲程是 （选填“乙”或“丙”）。 8．学习了燃料的热值后，小王自己设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 （1）为保证实验结论的可靠，以及方便比较，小王同学在实验中应保持被加热液体的种类、质量，燃料的质量以及两个烧杯都应相同； （2）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； 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （3）通过实验得到的燃料热值与实际相比是偏 （大/小），出现这样情况的主要原因是 。（写出一点） 9．如图所示，在估测薯片热值的实验中，小军设计了两种对水加热的方式： 方式一：薯片在烧杯中燃烧； 方式二：薯片在燃烧皿中燃烧。 （1）两种加热方式中合理的是 ；在进行实验时，要让薯片充分燃烧，操作是 ； （2）用天平量取水，并测出一片薯片的质量，用以上选取的方式燃尽薯片，并用温度计测出水升高的温度，所测出的薯片热值偏 ，原因是 。    10．如图甲所示，小李把一个底部封闭的薄壁金属管固定在支座上，管中装一些酒精，然后用橡皮塞塞紧管口。把一根粗布条缠在管子上并迅速来回拉动摩擦金属管，酒精温度迅速升高，一会儿观察到橡皮塞被顶出，且在管口上方有大量“白气”产生。粗布条摩擦金属管的过程中，将机械能转化为 能。“酒精温度迅速升高”，这是通过 的方式增加了酒精的内能。“橡皮塞被顶出”的过程与图乙中单缸四冲程内燃机的 （填字母）冲程相似。“白气”属于 （填物态变化的名称）形成的 （选填“固体”“液体”或“气体”）。若图乙四冲程内燃机的转速是3000r/min，则每秒钟该内燃机对外做功 次。 11．如图所示，烧杯中液体的质量和初温均相同，燃料的质量也相同，燃料燃烧完后，烧杯内液体温度，（液体均未沸腾）分析可知，液体a和液体b的比热容 ；燃料1和2的热值 。（以上两空均选填“”“”或“”） 12．跨学科实践：制作简易汽轮机模型 【项目提出】 (1)热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队，制作简易 模型。 【项目实施】 (2)设计并制作：设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐 ，将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处 。将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 (3)测试实验：点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 ①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为：化学能→ → 。 ②此汽轮机模型属于 （填“内”或“外”）燃机。 (4)实验改进： ①同学们在测试过程中，发现加热很长时间后，扇叶才开始转动，这是因为 ； ②进行了调整后，再次测试，发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为，这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是 。 A增加酒精灯的高度，用其内焰加热 B．更换一个更细的喷嘴 C．降低小风扇的高度，使喷嘴对准风扇的中心 【项目拓展】 (5)同学交流过程中，有同学设想：用凹面镜会聚太阳光替代酒精灯加热易拉罐，制成一个“太阳能蒸汽机”。你认为这个“太阳能蒸汽机”的优势是： 。（写出一条即可） 13．为了探究“比较不同物质吸收热量的情况”，小宇在两个相同的容器中分别装入初温相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。 (1)实验中，应该向两个烧杯中加入 相同的两种不同液体；可以通过比较 来反映两种液体吸收热量的多少； (2)如图乙所示，若液体A是水，则液体B的比热容为 ； [] (3)小宇还想利用图甲装置来比较不同液体燃料的热值，他应该在质量相同的燃料 （填“燃烧相同时间”或“燃尽”）后，通过比较 来得出结论；小宇选用了燃料1和燃料2进行实验。实验结束后，小宇根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图乙所示的图像a、b（燃料1的图像为a，燃料2的图像为b），则可初步判断燃料 的热值大。 14．为了“比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量”，小明设计如图甲、乙所示的实验。 (1)实验中，在两个燃烧皿中放入质量相同的两种燃料，分别加热质量相等的两杯水，燃料 （选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后，通过比较 （选填“燃料燃烧时间”或“水温变化量”）来比较两种燃料放出热量多少； (2)根据记录的实验数据，小明绘制出水温随加热时间变化的关系图像，如图丙所示，则燃料 （选填“1”或“2”）的热值较大； (3)小明根据实验测得的数据，算出了燃料1的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因可能是 （写出一点即可）。 15．如图所示，甲、乙、丙是三套相同的装置，三图中的燃料均为10g且相同时间内消耗的燃料质量相同，烧杯内的液体质量、初温均相同且在实验过程中液体都未沸腾。 (1)比较不同物质的比热容，应选择 两图进行实验，物质吸热的多少是通过 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)在比较不同物质的比热容的实验中，质量和初温均相同的A、B两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图象如图丁所示，由图可知， 液体的比热容较大。若其中比热容较大的液体是水，则另一种液体的比热容为 。（已知） (3)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验；燃料燃烧时放出的热量，通过比较 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来比较的。 16．生活处处有物理。小明利用矿泉水瓶做了如下几个有趣的实验： (1)如图，矿泉水装水，接近装满时留一小气泡，在瓶中间画一十字标记。把它平放在检查面上，若气泡在十字处说明被检查面是 的；用手沿箭头方向猛推一下瓶子，气泡将 运动（选填“向后运动”、“向前运动”或“保持静止状态”）； (2)如图一开口的矿泉水瓶侧壁A、B处各扎一个小孔，用橡皮塞塞住，给瓶里充满水，将瓶放在足够高的桌面上，然后把橡皮塞同时拔出，可以看到从不同的孔向外喷水的水平射程不同，从而说明了液体内部压强与 有关； (3)如图一只空瓶中装入少量的水，拧紧瓶盖，用力地扭动瓶身几下，稍稍旋开瓶盖，就听到“砰”的一声且瓶盖被气体冲飞，瓶口和瓶内出现白雾，出现白雾说明瓶内气体温度 （选填“升高”“降低”或“不变”）。图中②过程中能量转化的过程与四冲程内燃机的 冲程类似。若一台单缸汽油机，飞轮的转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功 次。 17．为了比较两种未知燃料的热值以及两种未知液体的比热容的大小，小明同学设计的实验如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量都是，烧杯内的液体初温相同。当燃料燃烧完时（烧杯内的液体均未沸腾），立即读取相应温度计的读数，分别为、、，且有。 (1)比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验； (2)若在研究不同燃料热值的实验中记录数据如表： 燃料 加热前液体温度 燃料燃烧完时液体温度/℃ 燃料的热值/（J/kg） 1 15 35 2 15 25 根据表中数据计算：燃料2的热值是 。 18．在制作简易热机模型的活动中，小星和小葱同学分别展示了自己制作的热机模型，并进行了相关的研究。 (1)图甲是小星设计的蒸汽机模型。密封的易拉罐装有适量的水，利用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，手中的风车转动。此过程的能量转化：化学能→ → ；该模型存在的不安全因素是 ； (2)图乙是小葱制作的内燃机模型。用喷雾器往瓶内喷入适量酒精，启动电子打火器点燃酒精，活塞瞬间弹出。这个热机模型中，工作物质是 ，电子打火器相当于汽油机的 ； (3)同学们了解到，蒸汽机比内燃机的效率低很多，其主要原因是 。 19．为探究不同燃料燃烧放热能力的差异，小华设计了如图甲、乙所示的两组对比实验，实验装置完全相同，燃料的质量都是。 (1)实验中应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序安装实验器材。 (2)实验中需要控制被加热水的 和初温均相同，还需要的测量工具是 。 (3)本实验中通过观察 来比较燃料燃烧放出热量的多少，这运用了 法。 (4)实验数据如下表。根据数据计算：完全燃烧燃料1放出的热量为 ；燃料2的热值为 。[] 燃料 加热前水的温度/℃ 燃料燃尽时水的温度/℃ 燃料的热值/ 1 15 35 2 15 25 (5)通过实验得到的燃料热值与实际值相比偏 （选填“大”或“小”），出现这种情况的主要原因是 。 20．如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)为比较不同物质的比热容，应选择 两图装置进行实验。实验中通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较物质吸收热量的多少； (2)比较不同燃料的热值，应选择 两图装置进行实验。实验中，需等待燃料 （选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小； (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比要偏 （选填“大”或“小”）。 21．小明利用如图装置，完成以下两个课本实验： 实验一：探究不同物质吸热升温的现象； 实验二：比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量。 (1)在探究实验一时：除了图示的器材外，还需要的测量工具有 ；实验中通过 来反映物质吸收的热量； (2)在探究实验二时：应选用 （选填“甲”、“乙”或“丙”）两组器材。实验中液体温度随时间的变化如图丁所示，设实验中燃料完全燃烧、且放出的热量全部被液体吸收，则燃料1和2的热值之比是 ； (3)关于这两个实验，下列说法正确的是______（填序号） A．燃料的质量都要相等 B．被加热液体的质量都要相等 C．都可以根据温度计上升示数得出正确结论 22．如图所示，甲乙丙三图中装置完全相同，燃料的质量相等烧杯内的液体质量和初温也相同。 (1)比较不同燃料的热值，可以选择 两图进行对比： (2)为了研究不同物质的吸热能力，利用甲丙两幅图进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示： ①实验中，用 （填序号）间接反映液体吸收热量的多少；吸收相同热量时，通过比较 （填序号）来判断吸热能力的强弱： A．加热时间    B．温度计示数的变化 ②由图可以看出， 液体沸点较高， 液体的比热容较大； ③如果已知b液体的比热容是1.8×103J/(kg·℃)，则a液体的比热容是 J/(kg·℃)。 23．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，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择甲和 图进行实验，实验时要观察 来比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择甲和 图进行实验，实验通过 反映物体吸热的多少；（2，4空填“加热时间”或“液体升高的温度”） (2)比较不同物质的比热容，选用图中合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a和b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量 （填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量，液体 的比热容大； (3)小明选用图甲、乙两套装置进行实验。在烧杯内加入初温和质量相同的水，当燃料燃尽后，小明根据各个时刻烧杯中的水温，绘制了如图丁所示的图像a、b，则可初步判断 的热值大； (4)另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，另取另外两种燃料，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图像如图戊所示，根据戊图像可知燃料1和燃料2的热值之比为 ； (5)若甲图烧杯中为500mL的水，10g酒精完全燃烧后，温度计示数升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则可求出酒精的热值是 J/kg，这样求出的热值比标准值 （填“偏大”或“偏小”或“一样”）。 24．课外小组的同学们想探究“影响电水壶热效率的因素”。实验桌上备有温度计、电子秤、电水壶、停表、功率计量插座（如图所示，它能直接测量电水壶的实际功率）。实验前，同学们提出猜想：电水壶的热效率可能与电水壶的保温性、功率、装水的质量、环境温度等有关。同学们按照不同猜想，分小组进行实验探究，在每次实验开始时，保证电水壶和水的初温与室温相同。下表为一小组同学用同一只电水壶进行两次实验所记录的实验数据。 0.5 1.5 17 17 100 100 1555 1555 135 350 ① ② （1） 根据实验数据分析，该电水壶的热效率η较高的应是 ；（选填“①”或“②”） （2）请根据表格中实验数据，归纳出实验结论： 。 25．在学习内能相关知识时，同学们课上观看了以下实验演示： (1)如图甲所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到硝化棉燃烧。这是因为活塞压缩空气，空气的内能 （填“增大”、“减小”或“不变”），温度升高，这一过程与内燃机工作的 冲程原理相同。 (2)如图乙所示，瓶中装少量的水，水上方有水蒸气，塞紧瓶塞，用打气筒向瓶内打气，塞子从瓶口跳起时，瓶口出现白雾，出现该现象的原因是：瓶内气体把瓶塞推出时， （填“瓶内气体对瓶塞做功”或“瓶塞对瓶内气体做功”），瓶内气体的 能转化为瓶塞的机械能，瓶内气体温度降低，水蒸气液化成小水珠。 26．根据如图所示的四个热学实验，回答相关问题 (1)如图甲，把一块玻璃板水平接触水面，然后稍稍用力向上拉玻璃板，观察到弹簧测力计示数 ，说明了分子间存在 ； (2)如图乙，抽出玻璃板，下瓶中出现红棕色二氧化氮气体， （选填“能”或“不能”）表明气体间可以发生扩散现象； (3)如图丙，试管内的水沸腾一段时间后，水蒸气将橡胶塞推出，水蒸气的内能转化为橡胶塞的 ； (4)如图丁，是四冲程汽油机 冲程的示意图，其能量转化情况与图丙实验 （选填“相同”或“不相同”）。 27．为探究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。烧杯内水的初温、质量也都相同，实验中忽略热量的散失，且两种燃料燃烧时均匀放热。    (1)实验中应控制两种燃料 （选填“燃烧的时间”或“质量”）相同。燃料完全燃烧放出热量的多少是通过 （选填“加热的时间”或“水升高的温度”）来反映的； (2)燃烧相同质量的燃料，记录燃烧时间和对应的水温；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。由图丙可知，热值较大的燃料是燃料 （选填“1”或“2”）；假设这一过程燃料都完全燃烧，则燃料1与燃料2的热值之比为 。 28．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，烧杯中两种液体的密度不同； (1)在烧杯中分别装入 相等的两种液体； (2)若要比较不同物质的吸热本领： ①应选择 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； ③冬天，小华想自制一个暖手袋，若从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质，由图丁可知，应选择 ； (3)若要比较不同燃料的热值，应选择 两图进行实验。通过实验得到的燃料热值与实际相比偏小，原因是 。 29．如图所示，甲、乙两图中装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内水的初温和质量相同。 (1)为比较不同燃料的热值的实验中，用到的物理实验方法有 （写出一种即可）； (2)实验中，需等待燃料 （选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），然后通过比较 （选填“加热时间”或“升高的温度”）来比较热值的大小； (3)通过实验测得的数据计算得到的燃料热值与实际相比要偏 。 30．小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值的大小关系。他们组装了如图所示的装置进行实验。 燃料 加热前水的温度 燃料燃尽后水的温度 酒精 25 65 碎纸片 25 44 (1)为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择了两套完全相同的装置，并且控制酒精和碎纸片的质量以及水的质量相同。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用 （选填“加热时间”和“水升高的温度”）来表示酒精和碎纸放出热量的多少，所以实验中两杯水的初温可以不同； ②小明认为探究过程中采用了控制变量法，所以只有燃料的 不同，其他因素都必须控制相同。如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，从而两杯水由 （选填“做功”或“热传递”）方式损失的能量就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化慢的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同； ③你认为 （选填“小明”或“小辉”）的想法更合理； (2)小明记录的实验数据如上表所示，分析数据可知：不同的燃料充分燃烧时，放出的热量一般是 （选填“相同”或“不同”）的；酒精和碎纸片两种燃料中，热值较大的是 ； (3)如果在实验过程中，燃料燃尽之前水就沸腾了，无法比较出两种燃料的热值。为避免这种情况的出现，请你提出一条改进建议： 。 学科网（北京）股份有限公司 $