热值、吸热能力和比热容实验 专项练习--------2025-2026学年人教版物理九年级全一册
2025-12-31
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2份
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第十三章 内能,第十四章 内能的利用 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 江西省 |
| 地区(市) | 抚州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 16.38 MB |
| 发布时间 | 2025-12-31 |
| 更新时间 | 2026-01-01 |
| 作者 | 勇 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-12-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55734696.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
江西省抚州2025-2026学年九年级物理
热值、吸热能力和比热容实验练习卷(新教材人教版)
1.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 。
2.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·℃)。
3.以下两组热学相关实验中:
(1)如图-1比较不同燃料燃烧放热本领,取 相同的燃料A、B,将等质量的水从20℃加热到60℃,剩余较多的燃料 较大(填相关物理量);
(2)如图-2所示,比较不同物质吸热升温本领,通过 反映不同物质吸热多少;用两盏相同的酒精灯同时加热质量、初温相同的液体A、B,经历相同时间后(液体都未沸腾),温度较高的液体比热容 (选填“大”或“小”)。
4.如图所示,小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力,其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)探究不同物质的吸热能力时:
①不同物质吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
②小潇根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像(如图丁所示),由图可判断哪种液体的吸热能力强。若a的比热容是ca,b的比热容是cb, 则ca∶cb = 。
(2)探究不同燃料的放热能力时:
①选择甲、乙两图进行实验,实验时不同燃料的放热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);燃料1在燃烧过程中,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②若图甲烧杯中为50 mL的水,若10 g酒精燃烧后放出的热量被水吸收,温度计示数升高了20ºC,则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样”)。
5.如图1所示,用不同的加热器同时给质量相等的甲和乙两种液体加热,。已知甲液体的初温为20℃,乙液体的初温如图1所示。当加热到第6min时两种液体的温度相同(均未沸腾),甲液体的温度-加热时间的图线如图2所示。该过程两加热器产生的热量都有80%被这两种液体吸收,忽略液体蒸发。
(1)乙液体的初温为 ℃;
(2)请在图2中画出乙液体加热0-6min的温度-加热时间的图线;
(3)加热0-6min,甲液体吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量;
(4)若加热器1加热0-6min所产生的热量为,则甲液体的质量为 kg。
6.(1)李思同学在研究“物体升高的温度与吸收热量的关系”实验时,测得了如下数据,已知甲、乙两物质的质量、初温相同,则实验数据你能得到哪些结论?至少说出两个。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
…
甲物质/℃
20
22
24
26
28
30
…
乙物质/℃
20
21
22
23
24
25
…
① ;
② 。
(2)如图所示,用酒精灯对带有木塞的试管内的水加热,当试管内的水沸腾时,水的温度 (填“高于”、“低于”或“等于”)100℃(管外大气压为标准大气压)。过一会儿,管内的水蒸气将木塞冲开,水蒸气的 能转化为木塞的 能;这一过程相当于热机工作循环中的 冲程。
7.如图所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=2kg。用两个规格不同的加热器加热,该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图丙所示的温度与加热时间的图像。
(1)前12min甲、乙两液体吸收的热量情况如图丁所示,则甲液体的比热容 乙液体的比热容;
(2)甲液体的比热容大小为 ;
(3)若利用酒精灯加热甲液体,假设酒精完全燃烧放出的热量有60%能被甲液体吸收,要使甲液体温度升高60℃,则至少需燃烧 g的酒精(酒精的热值为3×107J/kg)。
8.为“比较不同物质吸热的情况”和“探究煤油和菜籽油热值大小关系”,小依同学组装了如图所示的实验装置。
物质
质量m/g
初温t1/℃
加热时间t/min
末温t2/℃
水
100
25
10
50
色拉油
100
25
10
78
(1)在安装调整实验器材时,应先调节 (选填“A”或“B”);
(2)若要比较不同物质吸热的情况应选择 两图的装置进行实验;
(3)小依同学在老师指导下进行实验,收集的实验数据记录如表:通过分析表中数据可知, 的吸热能力较强(选填“水”或“色拉油”)。物理学上引入了 这个物理量表示物体吸热能力的大小;
(4)若要探究“煤油和菜籽油热值大小关系”,应选择 两图的装置进行实验。
9.在热学实验中,
(1)小明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在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 ,b物质吸热能力较 ;
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q-Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等。
10.按要求填空;
(1)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如甲图所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题的所在是 ;纠正错误后进行实验得出了水和煤油的温度随时间变化的图像,如甲图所示。根据图可判断出a物质是 ;
(2)如图乙所示,在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中:实验前,必须控制两种燃料的 相等;实验时, (选填“需要”或“不需要”)记录燃料充分燃烧需要的时间;根据表中的实验数据,可以得出两种燃料热值的大小关系:q酒精 (选填“>”“=”或“<”)q碎纸片;实验测出的燃料热值和理论值有较大偏差,请说出造成偏差的一条原因: 。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
20
35
碎纸片
20
25
11.某同学在两个相同的烧杯内分别装入初温、质量相同的沙子和水,用如图所示的实验装置探究沙子和水的吸热能力。
(1)实验中用两盏相同的酒精灯同时对沙子和水进行加热,通过比较 来反映两种物质吸收热量的多少;
(2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,测得实验数据如表格所示,其中第5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其示数为 ;
加热时间/
5
温度/
沙子
—
水
(3)分析数据可知沙子的吸热能力 (选填“小于”、“等于”或“大于”)水的吸热能力;
(4)若把水吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量,从而计算出燃料的热值,得到的结果与燃料的实际热值相比是 (选填“偏大”或“偏小”)。
12.用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)安装图1中实验器材时,应采取 (填“从上到下”或“从下到上”)的顺序。实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、 相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据可知,升高相同的温度,水的加热时间长,说明 (填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用 (填物理量的名称)来描述。
加热时间
0
1
2
3
4
温度
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是___________。(填字母)
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中加热,使其熔化直至沸腾,其温度随时间变化的关系如图2所示。该物质第7min时的状态为 态;从第11min到第19min,该物质分子无规则运动的剧烈程度将 (填“不变”“增大”或“减小”)。
13.暑假,小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩耍。他发现赤脚踩在水里清凉舒服,回到岸上踩在沙子上却很烫,对此很好奇。他设计了如图1所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”,实验数据记录如下:
质量/g
升高的温度/℃
加热的时间/s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
(1)此实验中通过 选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)反映沙子或者水吸收热量的多少,在探究 时也用到了这种研究问题的方法;
(2)分析实验数据可得:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量,说明 (选填“水”或“沙子”)的吸热本领大;
(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯,发现烧杯中的水已经沸腾,如图2所示。水在沸腾过程中持续吸收热量,内能 (填“变大”“变小”或“不变”)(不考虑水的质量变化);
(4)完成实验后,小石同学提出,应用此装置可以粗略测量酒精的热值,请你帮助小石说出实验思路: 。
14.某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况,对水温上升快慢的影响因素进行了猜想:
猜想1:太阳光照时间
猜想2:水量的多少
猜想3:水受到的光照面积(简称受光面积)
(1)关于猜想1:小轩同学认为借助 (选填“功率”或“效率”)的概念可以判断猜想1是 的(选填“正确”或“错误”)。
(2)在研究猜想2时,小轩同学利用图甲所示的装置,分别在玻璃水槽中装入不同质量的水,发现在相同的照射时间中,水质量越大,水温变化越慢。这样的操作过程 (选填“合理”或“不合理”),理由是 。
(3)为研究猜想3,小轩准备了三个表面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽(有盖,忽略水微弱形变带来的受光面积变化,水槽厚度,水槽厚度,水槽厚度),在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况,如下表所示。
t/min
0
2
4
6
8
0
3.0
4.8
5.6
5.9
①请在图乙中描点作出图像 ;
②为了更明显的对比,小轩应在水槽 (选填“B”或“C”)中装入水,再进行实验;
③小轩发现经过一段时间后,水温趋于稳定。小轩了解到,水接受太阳辐射的同时,也在对周围环境放热。已知水的受光面积为,此时太阳光单位面积辐射功率为P1,水单位面积(研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积)对周边的散热功率为P2,则利用给定的字母写出水温稳定时,水对太阳能的吸收效率为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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江西省抚州2025-2026学年九年级物理
热值、吸热能力和比热容实验解析卷(新教材人教版)
1.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
【知识点】热值的公式及相关计算、比较不同燃料的热值大小
【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。
2.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
【知识点】不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小
【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
3.以下两组热学相关实验中:
(1)如图-1比较不同燃料燃烧放热本领,取 相同的燃料A、B,将等质量的水从20℃加热到60℃,剩余较多的燃料 较大(填相关物理量);
(2)如图-2所示,比较不同物质吸热升温本领,通过 反映不同物质吸热多少;用两盏相同的酒精灯同时加热质量、初温相同的液体A、B,经历相同时间后(液体都未沸腾),温度较高的液体比热容 (选填“大”或“小”)。
【答案】(1) 质量 热值
(2) 加热时间 小
【知识点】比较不同燃料的热值大小、不同物质的吸热本领
【详解】(1)[1]在比较不同燃料燃烧放热本领的实验中,要控制燃料的质量相同,这样才能通过水升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少,所以取质量相同的燃料A、B。
[2]将等质量的水从20℃加热到60℃,水吸收的热量是相同的。根据,在水吸收热量相同的情况下,剩余较多的燃料,说明燃烧的燃料质量少,而放出的热量却能让水升高相同的温度,所以该燃料的热值较大。
(2)[1]用相同的酒精灯加热,相同时间内酒精灯放出的热量相同,加热时间越长,物质吸收的热量越多,所以可以通过加热时间来反映不同物质吸热多少。
[2]根据,可知质量相同、吸收热量相同(加热时间相同)时,温度变化量越大,比热容越小。所以经历相同时间后(液体都未沸腾),温度较高的液体,其温度变化量大,其比热容小。
4.如图所示,小潇准备了甲、乙、丙三个相同的装置,来探究不同物质的吸热能力和不同燃料的放热能力,其中液体质量、燃料质量均相等。
(1)探究不同物质的吸热能力时:
①不同物质吸热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);
②小潇根据测得的实验数据,画出了a、b两种液体温度随时间变化的图像(如图丁所示),由图可判断哪种液体的吸热能力强。若a的比热容是ca,b的比热容是cb, 则ca∶cb = 。
(2)探究不同燃料的放热能力时:
①选择甲、乙两图进行实验,实验时不同燃料的放热的多少是通过 来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”);燃料1在燃烧过程中,其热值 (选填“变大”“变小”或“不变”);
②若图甲烧杯中为50 mL的水,若10 g酒精燃烧后放出的热量被水吸收,温度计示数升高了20ºC,则可以计算出酒精的热值 J/kg。这种方法测算的热值和热值表中的“标准值”相比 (选填“偏大”“偏小”或“一样”)。
【答案】(1) 加热时间
(2) 温度计示数 不变 偏小
【知识点】不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小
【详解】(1)[1]用相同的加热器加热,加热时间越长,物质吸收的热量越多,所以不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。
[2]由图丁可知,a、b 升高相同的温度
a 的加热时间为10min,b的加热时间为20min,即,根据,质量和升高温度相同,c 与Q成正比,所以。
(2)[1]选择甲、乙两图进行实验,燃料燃烧放出热量,被液体吸收,液体温度升高,所以不同燃料放热的多少是通过温度计示数来反映的。
[2]热值是燃料的特性,与质量等无关,燃料1在燃烧过程中,其热值不变。
[3]根据,水的质量
水吸收的热量
若酒精放出热量全部被水吸收,根据,酒精热值
[4]由于酒精燃烧放出的热量不能全部被水吸收,所以测算的热值比标准值偏小。
5.如图1所示,用不同的加热器同时给质量相等的甲和乙两种液体加热,。已知甲液体的初温为20℃,乙液体的初温如图1所示。当加热到第6min时两种液体的温度相同(均未沸腾),甲液体的温度-加热时间的图线如图2所示。该过程两加热器产生的热量都有80%被这两种液体吸收,忽略液体蒸发。
(1)乙液体的初温为 ℃;
(2)请在图2中画出乙液体加热0-6min的温度-加热时间的图线;
(3)加热0-6min,甲液体吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)乙液体吸收的热量;
(4)若加热器1加热0-6min所产生的热量为,则甲液体的质量为 kg。
【答案】(1)10
(2)
(3)小于
(4)0.5
【知识点】加热效率的计算、不同物质的吸热本领、计算物体温度变化时的吸放热
【详解】(1)由图可知,温度计的分度值为1℃,示数为10℃。
(2)乙液体加热0-6min时的初温10℃、末温是40℃。如图所示∶
(3)由知,甲液体吸收的热量
乙液体吸收的热量
因为
所以
即甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量。
(4)由知,甲液体吸收的热量
由知,甲液体的质量
6.(1)李思同学在研究“物体升高的温度与吸收热量的关系”实验时,测得了如下数据,已知甲、乙两物质的质量、初温相同,则实验数据你能得到哪些结论?至少说出两个。
加热时间/min
0
1
2
3
4
5
…
甲物质/℃
20
22
24
26
28
30
…
乙物质/℃
20
21
22
23
24
25
…
① ;
② 。
(2)如图所示,用酒精灯对带有木塞的试管内的水加热,当试管内的水沸腾时,水的温度 (填“高于”、“低于”或“等于”)100℃(管外大气压为标准大气压)。过一会儿,管内的水蒸气将木塞冲开,水蒸气的 能转化为木塞的 能;这一过程相当于热机工作循环中的 冲程。
【答案】(1) 见解析 见解析
(2) 高于 内 机械 做功
【知识点】汽油机的构造与工作过程、热机工作过程中的能量转化、沸腾的条件、沸点、不同物质的吸热本领、通过做功改变物体内能时,能量的转化
【详解】(1)[1]从表格数据可知,甲物质每分钟升温2℃,乙物质每分钟升温1℃。在加热时间相同即吸收热量相同、质量、初温相同的情况下,甲物质升温幅度更大。若升高相同的温度,乙物质加热时间更长,说明乙物质吸收的热量更多,则乙物质的吸热能力更强。
[2]对于甲、乙两种物质中的任何一种物质,在质量相同、初温相同时,加热时间与升高的温度成正比。说明同一种物质,在质量和初温相同时,其升高的温度与吸收的热量成正比。
(2)[1]在标准大气压下,水的沸点是100℃。当用酒精灯对带有木塞的试管内的水加热时,试管内水汽化产生水蒸气,使得试管内的气压升高。因为液体的沸点随气压的升高而升高,此时试管内气压高于标准大气压,所以水的沸点也会高于100℃。即当试管内的水沸腾时,水的温度高于100℃。
[2][3]当水蒸气将木塞冲开时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,木塞由静止变为运动,获得了机械能。所以这一过程是水蒸气的内能转化为木塞的机械能。
[4]热机的一个工作循环有四个冲程,分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功,将内能转化为机械能。管内水蒸气将木塞冲开的过程,与热机工作循环中的做功冲程能量转化情况相同,都是内能转化为机械能。
7.如图所示,规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体,m甲=m乙=2kg。用两个规格不同的加热器加热,该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收,得到如图丙所示的温度与加热时间的图像。
(1)前12min甲、乙两液体吸收的热量情况如图丁所示,则甲液体的比热容 乙液体的比热容;
(2)甲液体的比热容大小为 ;
(3)若利用酒精灯加热甲液体,假设酒精完全燃烧放出的热量有60%能被甲液体吸收,要使甲液体温度升高60℃,则至少需燃烧 g的酒精(酒精的热值为3×107J/kg)。
【答案】(1)小于
(2)2.1×103
(3)14
【知识点】加热效率的计算、不同物质的吸热本领
【详解】(1)图丁可知,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量,又因为甲乙液体的质量和初温都相等,由图乙可知,在12min时,甲液体的温度高于乙液体的温度,所以甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量,由可知,甲液体的比热容小于乙液体的比热容。
(2)由图丁可知,12min甲液体吸收的热量为
由图丙可知,12min内甲液体升高的温度为
由可知,甲液体比热容的大小为
(3)要使甲杯液体温度升高60℃,需要吸收的热量是
需要酒精放出的热量为
需要燃烧酒精的质量是
8.为“比较不同物质吸热的情况”和“探究煤油和菜籽油热值大小关系”,小依同学组装了如图所示的实验装置。
物质
质量m/g
初温t1/℃
加热时间t/min
末温t2/℃
水
100
25
10
50
色拉油
100
25
10
78
(1)在安装调整实验器材时,应先调节 (选填“A”或“B”);
(2)若要比较不同物质吸热的情况应选择 两图的装置进行实验;
(3)小依同学在老师指导下进行实验,收集的实验数据记录如表:通过分析表中数据可知, 的吸热能力较强(选填“水”或“色拉油”)。物理学上引入了 这个物理量表示物体吸热能力的大小;
(4)若要探究“煤油和菜籽油热值大小关系”,应选择 两图的装置进行实验。
【答案】(1)B
(2)甲乙
(3) 水 比热容
(4)甲丙
【知识点】比热容的概念、单位和物理意义、不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小
【详解】(1)为了利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热,安装器材时需要先固定B的位置,然后再调整A的位置。
(2)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。
(3)[1]比较物质吸热能力的2种方法:①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强;②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强。通过分析表中数据知道,质量相同的水和色拉油,加热相同的时间,色拉油的末温高,升高的温度多,说明色拉油的吸热能力弱,水的吸热能力强。
[2]不同物质的吸热本领不同,比热容是描述物质吸热本领大小的物理量。
(4)比较不同燃料的热值,要用不同的燃料,加热质量相同的同种液体,应选择甲、丙两图进行实验,燃料完全燃烧放出的热量,是通过温度计示数的变化来反映的。
9.在热学实验中,
(1)小明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在两个相同的烧杯中应加入初温和 相同的水和煤油,实验中用相同的酒精灯加热的目的是:使水和煤油在相同时间内 ;
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙可判断出a物质是 ,b物质吸热能力较 ;
(2)如图丙所示,为比较酒精和碎纸片的热值,小明用两个相同规格的烧杯装相等质量的水、取质量 的酒精和碎纸片,分别放入两个燃烧皿中,分别给烧杯加热,直到酒精和碎纸片完全燃尽,通过比较 来确定酒精和碎纸片热值的大小;
(3)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度Δt为横坐标,分别画出50g和100g水的Q-Δt图像,它们都是过原点的直线,即Q=kΔt,进一步分析发现,这两条直线的k值之比与对应水的 之比相等。
【答案】(1) 质量 吸收相等的热量 水 弱
(2) 相等 水升高的温度
(3)质量
【知识点】不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小、比热容的定义式
【详解】(1)[1]由比较不同物质吸热能力的方法,要控制除物质种类以外的其他变量相同,所以需要控制不同物质的初温和质量相同,故在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的煤油和水。
[2]选取相同的酒精灯可以在相同的时间内提供的相同热量,使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同。
[3][4]由图乙可知,a、b两物质加热相同时间后(吸热相同),a升高的温度低,b升高的温度高,可知,a物质的吸热本领强,b物质的吸热本领弱,所以a物质是水,b物质是煤油。
(2)[1]燃料燃烧释放的热量既与燃料的质量多少有关,又与燃料的热值大小有关,实验时为了控制变量,应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸片,将其放入装置中的燃烧皿内。
[2]因燃料的热值不能直接测量,但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收,从而使水温发生变化,所以可以通过水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。
(3)由可知,在中k=cm,可以得到50g水的Q-Δt图像中,100g水的Q-Δt图像中,由得到
所以这两条直线的k值之比与对应水的质量之比相等。
10.按要求填空;
(1)如图甲,在探究“不同物质吸热能力”的实验中:在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如甲图所示。同组的同学立即指出了其中的问题,你认为问题的所在是 ;纠正错误后进行实验得出了水和煤油的温度随时间变化的图像,如甲图所示。根据图可判断出a物质是 ;
(2)如图乙所示,在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中:实验前,必须控制两种燃料的 相等;实验时, (选填“需要”或“不需要”)记录燃料充分燃烧需要的时间;根据表中的实验数据,可以得出两种燃料热值的大小关系:q酒精 (选填“>”“=”或“<”)q碎纸片;实验测出的燃料热值和理论值有较大偏差,请说出造成偏差的一条原因: 。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
酒精
20
35
碎纸片
20
25
【答案】(1) 未控制水和煤油质量相同 水
(2) 质量 不需要 > 燃料未完全燃烧/存在热损失
【知识点】不同物质的吸热本领、比较不同燃料的热值大小
【详解】(1)[1]实验课题是探究不同物质的吸热能力,所以要保持水和煤油的质量相同,而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油,没有控制水和煤油的质量相等。
[2]水和煤油相比,水的比热容较大,同样受热的情况下,温度变化较慢,由乙图知道,a为水,b为煤油。
(2)[1][2]在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,必须控制两种燃料的质量相同,通过燃料完全燃烧后,观察温度计示数的变化判断燃料放热的多少,液体升温越高,则燃料放出的热量越多,这种燃料热值越大,不需要记录燃料充分燃烧所用时间。
[3]根据表格中的实验数据知道,用酒精加热的水温度变化大,说明相同质量的酒精和碎纸片,酒精放热多,故可以得出两种燃料热值q酒精大于q碎纸片。
[4]因为燃料燃烧放出的热量不能完全被水吸收,故实验测出的燃料热值和理论值有较大偏差。
11.某同学在两个相同的烧杯内分别装入初温、质量相同的沙子和水,用如图所示的实验装置探究沙子和水的吸热能力。
(1)实验中用两盏相同的酒精灯同时对沙子和水进行加热,通过比较 来反映两种物质吸收热量的多少;
(2)加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,测得实验数据如表格所示,其中第5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其示数为 ;
加热时间/
5
温度/
沙子
—
水
(3)分析数据可知沙子的吸热能力 (选填“小于”、“等于”或“大于”)水的吸热能力;
(4)若把水吸收的热量当作燃料完全燃烧放出的热量,从而计算出燃料的热值,得到的结果与燃料的实际热值相比是 (选填“偏大”或“偏小”)。
【答案】(1)加热时间
(2)52℃
(3)小于
(4)偏小
【知识点】不同物质的吸热本领、热值的公式及相关计算
【详解】(1)实验中采用相同的加热装置进行加热,所以两种物质吸收热量通过加热时间来反映。
(2)温度计的分度值为1℃,示数为52℃。
(3)加热相同时间,相同质量下的沙子和水,温度升高的较快的为沙子,可知沙子的吸热能力小于水。
(4)由于存在能量损耗,酒精灯不可能完全燃烧等原因,测量的热值比实际热值偏小。
12.用图1中的实验装置探究水和煤油吸热能力的强弱。
(1)安装图1中实验器材时,应采取 (填“从上到下”或“从下到上”)的顺序。实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、 相同的水和煤油。
(2)本实验选用两个相同的酒精灯同时进行加热,实验中上下反复缓慢地提拉搅拌器,每隔一分钟记录一次温度,记录的数据如下表。分析表中实验数据可知,升高相同的温度,水的加热时间长,说明 (填“水”或“煤油”)的吸热能力更强。在物理学上,物质吸热能力的强弱用 (填物理量的名称)来描述。
加热时间
0
1
2
3
4
温度
煤油
20
22
24
26
28
水
20
21
22
23
24
(3)下列现象不能用本实验的结论来解释的是___________。(填字母)
A.夏天在教室洒水降温
B.汽车的发动机用水来冷却
C.沿海地区昼夜温差较小
(4)酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)将某种固态物质放入加热功率恒定的装置中加热,使其熔化直至沸腾,其温度随时间变化的关系如图2所示。该物质第7min时的状态为 态;从第11min到第19min,该物质分子无规则运动的剧烈程度将 (填“不变”“增大”或“减小”)。
【答案】(1) 从下到上 质量
(2) 水 比热容
(3)A
(4)不变
(5) 固液共存 增大
【知识点】熔化和凝固的图像、水的比热容特点及应用、热值的概念、单位和物理意义、不同物质的吸热本领
【详解】(1)[1]安装图1中实验器材时,因要用酒精灯的外焰加热,应采取从下到上的顺序。
[2]根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,故实验前应该在两个相同的烧杯中分别加入初温相同、质量相同的水和煤油。
(2)[1][2]分析实验数据可知:升高相同的温度,水的加热时间长,即水吸收的热量多,说明水的吸热能力更强;在物理学上,物质吸热能力的强弱用比热容来描述。
(3)A.夏天,在教室的地面上洒水,由于水蒸发从周围吸热,会使人感觉凉爽,与水比热容大小无关,故A符合题意。
B.因为水的比热容较大,相同质量的水和其它物质比较,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以用水冷却汽车发动机,故B不符合题意;
C.在沿海地区,水是比较多的,因为水的比热容较大,白天,相同质量的水和沙石比较,吸收相同的热量,水的温度升高的少;夜晚,放出相同的热量,水的温度降低的少,使得昼夜的温差小;而新疆地区温差变化比较大,故C不符合题意。
故选A。
(4)热值是燃料本身的一种特性,与物质的种类有关,不随物质质量的变化而变化,所以酒精灯内酒精用掉一半后,剩下酒精的热值不变。
(5)[1]由图2可知,4~11分钟吸热但温度不变,为熔化过程,所以该物质第7min时的状态为固液共存态。
[2]温度越高分子热运动越剧烈,所以从第11min到第19min,因温度升高,该物质分子无规则运动的剧烈程度将增大。
13.暑假,小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩耍。他发现赤脚踩在水里清凉舒服,回到岸上踩在沙子上却很烫,对此很好奇。他设计了如图1所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”,实验数据记录如下:
质量/g
升高的温度/℃
加热的时间/s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
(1)此实验中通过 选填“升高温度的多少”或“加热时间的长短”)反映沙子或者水吸收热量的多少,在探究 时也用到了这种研究问题的方法;
(2)分析实验数据可得:质量相同的水和沙子,升高相同的温度,水吸收的热量大于沙子吸收的热量,说明 (选填“水”或“沙子”)的吸热本领大;
(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯,发现烧杯中的水已经沸腾,如图2所示。水在沸腾过程中持续吸收热量,内能 (填“变大”“变小”或“不变”)(不考虑水的质量变化);
(4)完成实验后,小石同学提出,应用此装置可以粗略测量酒精的热值,请你帮助小石说出实验思路: 。
【答案】(1) 加热时间的长短 物体动能的影响因素
(2)水
(3)变大
(4)见解析
【知识点】热值的概念、单位和物理意义、不同物质的吸热本领
【详解】(1)[1]实验中,使用了相同的加热器,相同时间产生的热量相同,加热时间不同,沙子或水吸收的热量就不同,把沙子或者水吸收热量的多少转换为加热时间的长短。运用了转换法。
[2]在研究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验中,利用木块运动距离来比较物体的动能大小,用到的是转换法。
(2)由表格中数据知,质量相同的水和沙子升高相同的温度,水需要加热的时间比沙子的长,水吸收的热量大于沙子吸收的热量,说明水的吸热本领大。
(3)水在沸腾过程中,需要不断吸热,不考虑水的质量变化,则水的内能增大。
(4)称量水和酒精的质量,测量水升高温度,根据Q=cmΔt计算出水吸收的热量;水吸收的热量粗略等于酒精燃烧放出的热量,根据,计算出酒精的热值。
14.某小组的同学研究水受到太阳照射时升温的情况,对水温上升快慢的影响因素进行了猜想:
猜想1:太阳光照时间
猜想2:水量的多少
猜想3:水受到的光照面积(简称受光面积)
(1)关于猜想1:小轩同学认为借助 (选填“功率”或“效率”)的概念可以判断猜想1是 的(选填“正确”或“错误”)。
(2)在研究猜想2时,小轩同学利用图甲所示的装置,分别在玻璃水槽中装入不同质量的水,发现在相同的照射时间中,水质量越大,水温变化越慢。这样的操作过程 (选填“合理”或“不合理”),理由是 。
(3)为研究猜想3,小轩准备了三个表面大小相同而厚度稍有不同的透明玻璃水槽(有盖,忽略水微弱形变带来的受光面积变化,水槽厚度,水槽厚度,水槽厚度),在水槽中装满水使光垂直照射在透明水槽的表面。同学们记录了水槽中水温随照射时间的变化情况,如下表所示。
t/min
0
2
4
6
8
0
3.0
4.8
5.6
5.9
①请在图乙中描点作出图像 ;
②为了更明显的对比,小轩应在水槽 (选填“B”或“C”)中装入水,再进行实验;
③小轩发现经过一段时间后,水温趋于稳定。小轩了解到,水接受太阳辐射的同时,也在对周围环境放热。已知水的受光面积为,此时太阳光单位面积辐射功率为P1,水单位面积(研究中忽略薄水槽较小的侧、底面积)对周边的散热功率为P2,则利用给定的字母写出水温稳定时,水对太阳能的吸收效率为 。
【答案】(1) 效率 错误
(2) 不合理 没有控制水受到的光照面积不变
(3) C
【知识点】加热效率的计算、控制变量法
【详解】(1)[1][2]假设单位时间内照射到薄水槽上的太阳光中含有的光能为E,当太阳光照射时间为t时,水上升的温度为Δt,则水的温度上升快慢可以表示为,薄水槽吸热的效率为η,则水上升的温度
则水的温度上升快慢
因为η、E、c水、m水是常数,即是一个常数,即温度上升的快慢是一个常数,故温度上升快慢与太阳光照时间无关,故猜想1错误。
(2)[1][2]在改变水的质量的同时,透明薄水槽中的水位也会变化,即水受到的光照面积也发生了改变,故水接收到的太阳能也会变化,没有控制吸收的太阳能不变,不符合控制变量法的使用原则,故不合理。
(3)[1]根据表中的数据,先描点,再连线,如图所示:
[2]为了研究猜想3,为了能够有更明显的对比,则需保证其他条件相同时,能够改变水受到的光照面积,即在水质量不变的条件下,能改变水受到的光照面积,由于三个水槽的表面大小相同,故只能将水加入到更厚的水槽中,才能满足条件,故需将水加入到水槽C中。
[3]时间t内太阳光辐射的能量
温度稳定时,水吸收的热量与水散失的热量相等,即此时间段内水吸收的热量
此时水对太阳能的吸收效率
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