专题02 内能的利用 基础实验题2026－2027学年人教版物理九年级全一册

**基本信息** 聚焦内能利用实验，以3类递进题型系统覆盖热机原理、热值探究及综合实验，强化科学探究与能量观念。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |探究热机原理与构成|8题/汽轮机模型、汽油机冲程|结合实验装置分析能量转化与冲程判断|从热机工作物质到四冲程能量转化，构建热机模型| |探究热值影响因素|10题/不同燃料加热液体实验|控制变量法应用，通过温度变化比较热值|从单一物质吸热到不同燃料热值比较，深化控制变量思想| |综合实验|10题/热机与热值结合实验|实验设计与误差分析，整合前两模块|热机原理与热值测量综合，提升科学推理与论证能力|

学科网知识店铺:苍穹精品工作室 原创精品资源，学科网独家享有版权，侵权必究！ 专题02 内能的利用 基础实验题 3大必考题型概览 题型01 探究热机的工作原理与构成 题型02 探究热值的影响因素的实验（★重点） 题型03 探究热值与热机影响因素的综合实验（★难点） 题型01 探究热机的工作原理与构成 1．小明在科学晚会上分享了“自制简易汽轮机模型”的实践过程，如图所示： (1)【项目分析】 该“汽轮机模型”产生动力的工作物质是________。 【项目实施】 ①准备一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯。 ②向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 ③将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 ④点燃易拉罐下面的酒精灯，观察现象。 (2)【展示交流】 为保证风扇转动，笔杆________（选填“应该”或“不能”）插入水中。 (3) “汽轮机”工作时，工作物质推动扇叶转动的过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程工作原理相同。 A．     B．     C．     D． 2．如图甲所示是跨学科实践“汽油机模型”。 (1)在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。此过程中，混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的内能转变为橡胶塞的______能。相当于图乙中______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程（火花塞产生的电火花未画出）。 (2)如图是某单缸四冲程汽油机的转速表，转速表当前示数表明该汽油机每秒钟完成做功冲程是______次。 3．如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在液体沸腾过程中，水的内能______（选填“增加”“减少”或“不变”）。 (2)这个实验基本反映出了热机的工作原理即可以利用内能对外做功，它与汽油机的______冲程的原理相同。 4．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 (1)加热试管使水沸腾是通过__________（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转了起来，此时蒸汽的内能________（选填“增加”“不变”或“减少”）。 (2)这个实验体现了________（选填“热机”或“电动机”）的原理。 5．物理老师在课堂上做了如图所示的3个实验。 (1)如图甲所示，为气体扩散的演示实验，两个瓶中分别装有空气和二氧化氮气体，其中空气密度小于二氧化氮气体的密度。那么为了增加实验的科学性，下面一只瓶里装的气体应是______。 (2)乙图中，水沸腾后，盖在试管口上的橡皮塞会被冲出。这一过程中的能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相似选填“压缩”或“做功”。 (3)图丙里烧瓶内盛少量水，用塞子塞紧后，用打气筒往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。这是由于瓶内的空气膨胀对外做功时，内能______选填“增加”、“减少”或“不变”，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气______成小水滴。 6．如图，小林在研究热机工作原理，他在试管里装一些水，用橡胶塞塞住管口，加热使水沸腾，水蒸气会把橡胶塞冲开。水蒸气冲开塞子，水蒸气对塞子___________，水蒸气的内能会___________，温度会___________，此过程是水蒸气的内能转化为塞子的___________能。 7．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”）。 8．小宇进行了如下几个小实验： (1)如图1所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，用力迅速向下压活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，说明压缩气体做功，气体的内能__________（选填“增大”或“减小”），温度__________（选填“升高”“降低”）； (2)如图2所示，小宇在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度__________（选填“升高”“降低”），内能__________（选填“增大”或“减小”）； (3)如图3所示，小宇在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察到塞子受到水蒸气的压力而冲出去。在这个实验中，水蒸气的__________转化为塞子的__________。 题型02 探究热值的影响因素的实验 9．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”）。 (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。 10．某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 (1)用相同的酒精灯和烧杯对水和另一液体，加热10min，水吸收的热量_______另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力（均选填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，由图像可知，另一液体的比热容是__________J/（kg·°C）；[c水=4.2×103J/（kg·°C）] (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是______（“偏大”或“偏小”或“不变”）。 11．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______； (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，取质量相等的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小； (3)下列现象中不能用比热容知识来解释的是______。 A．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 B．炎热的夏天常常在教室的地面上洒水 C．城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温 D．汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却 12．在探究煤油和菜籽油的热值大小关系的实验中，小明同学组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置，实验开始后每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。 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)为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中一些相同的量，主要有：加热时间、水的___________和___________。 (2)实验中，可以通过比较___________（选填“水升高的温度”或“加热时间”）来比较煤油和菜籽油燃烧放出的热量多少。 (3)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__________。 (4)小明同学想利用公式先计算出水吸收的热量，从而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___________（选填“偏大”或“偏小”）。说说你的看法___________。 13．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)若要比较液体的吸热本领： ①应选________两图的实验装置进行实验；（在“甲”、“乙”、“丙”中选填） ②实验时，通过比较_______________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较液体吸收热量的多少； ③该实验用到的测量工具除了图中的还有秒表和___________；表格中记录了液体A和液体B的温度变化，分析可知液体__________吸热本领更强。 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 液体A 60 20 6 45 液体B 60 21 6 68 (2)若要比较两种燃料的热值： ①应选择________两图的实验装置进行实验；（在“甲、乙、丙”中选填） ②实验中，若燃料燃烧相同时间后，发现甲烧杯液体温度升高多，__________（选填“能”或“否”）得到燃料1比燃料2的热值大； ③该实验中用到的测量工具___________（选填“需要”或“不需要”）秒表。 14．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)比较不同物质的吸热能力，应选择___________两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和___________；不同物质吸热的多少是通过___________来反映的； (2)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，则a、b两种液体的比热容之比___________； (3)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较___________（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来得出结论； (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比___________（选填“偏大”或“偏小”），理由是___________。 15．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)小华在比较不同燃料的热值时，应选择_______两图进行实验，实验时，点燃燃料加热液体，在_______（选填“相同时间后”或“燃料燃烧完后”）测量液体温度，温度越高的液体，对应燃料的热值越大； (2)接着小华选择甲、丙两图进行比较不同液体的比热容实验，实验过程中两种液体的温度随时间的变化关系如图丁所示，则吸、放热能力较弱的是液体________（选填“a”或“b”）。 16．为了“探究物质的吸热能力”和“探究燃料的热值”，实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置，其中燃料1和燃料2的质量相同，液体a和液体b的质量和初温均相同，其他器材完全相同。 (1)为了“探究物质的吸热能力”，需要选用的装置是___________两图；若不考虑热量损失，当燃料完全燃烧后，温度较高的液体吸热能力___________（选填“强”或“弱”）； (2)为了“探究燃料的热值”，该小组选用了其中的两幅图做实验，在燃料烧完后，画出了烧杯中液体的温度随时间变化的图像，如图丁所示。根据图丁可知燃料1和燃料2的热值之比为___________。 17．为了比较A、B两种液体比热容的大小，物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入质量相等的A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。 (1)将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热，这样做的好处是________；液体温度升高，这是通过________的方式增加了液体的内能； (2)实验后绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，可见：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，________（选填“A”或“B”）液体温度升高较多； (3)若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂，则应选择________（选填“A”或“B”）液体。假如B液体是水，则A液体的比热容为________J/（kg·℃）；[水的比热容J/（kg·℃）] (4)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，可用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量________（选填“相等”或“不等”）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烧。通过比较________（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较酒精和碎纸片热值的大小。 18．在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的探究实验中，为了保证实验结论的可靠性，小明组装如图两套完全相同的实验装置。（假设燃料燃烧时均匀放热） (1)实验中要控制_____相等（选填“两种燃料的质量”、“两杯水的质量”或“两种燃料的质量和两杯水的质量”）； (2)实验中是利用_____来表示两种不同燃料燃烧放出热量的多少。这种科学研究方法是_____； (3)小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长，可以在燃烧时就进行读数比较，小华认为这样做不可以，小华不认同小明观点的理由是_____； (4)如果不计热损失，根据实验，小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据，绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图象。如图丙所示，则两种燃料的热值之比为_____。 题型03 探究热值与热机影响因素的综合实验 19．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，烧杯内的液体质量和初温也相同： (1)为了研究不同物质的吸热能力，选用图中甲丙两装置进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图所示： ①不同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由图丁可以看出，若b液体的比热容是，则a液体的比热容是______； (2)为了研究不同燃料的热值，应选用______两幅图装置进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据利用公式（若a，b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。你认为这样的计算结果与实际燃料的热值相比会______（填“偏大”或“偏小”）。 20．某物理实验小组利用图示装置进行“比较不同物质的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”实验。燃料的质量相同，烧杯内液体质量和初温也相同。 (1)在组装图甲器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将___________（选填：“A处向上”或“B处向下”）调整； (2)比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，此实验可以通过比较___________（选填：“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较燃料燃烧放出热量的多少。 21．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是__________（选填“由下而上”或“由上而下”）； (2)要比较两种物质的吸热本领，应该选择__________两图进行实验，实验中通过__________（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少； (3)要比较不同燃料的热值，应选择__________两图进行实验，实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），燃料放出的热量的多少是通过__________（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映的； (4)若通过图甲来估测燃料1的热值，请写出燃料1热值的表达式__________（用、、、表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比偏__________（选填“大”或“小”）。 22．如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_____（填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)比较不同物质的比热容，应选择在两只烧杯中分别装入质量_____（填“相等”或“不相等”）的液体；通过观察_____来反映液体吸收热量的多少，初始温度相同的、两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则、两种液体的比热容之比为_____。 (3)有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁，同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值_______（填“更大”“一样大”或“更小”）。 23．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择__________两图进行实验。实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较__________来判断它们吸热的多少； (2)根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，吸收的热量______（选填“相同”或“不相同”），实验表明，______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。煤油的比热容是________；[] (3)为了比较酒精和煤油的热值，应该选择__________两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较__________（选填序号A：“液体升高的温度”或B：“加热时间”）来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越__________。 24．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）。 25．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，他设计的实验装置如图所示： (1)比较不同物质吸热升温的特点：应选择______两图进行实验；在两个相同的烧杯中加入初温相同、______（选填“质量”或“体积”）相同的不同物质；此实验是通过比较______（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来判断吸热能力强弱的。 (2)若烧杯中装有1kg的水，酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时。温度计示数升高了20℃，水的比热容为，则酒精放出的热量是______J。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值与实际相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）； (3)某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，分别记录加热时间和温度，相同的加热时间表示______相同，根据记录的数据作出了两种液体a和b的温度（T）随时间（t）变化的图像（如图丁）。若液体b的比热容是，液体a的比热容是______。 26．如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同： (1)比较不同燃料的热值：应选择________两图进行实验，实验时，点燃燃料加热液体，在________（选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”）测量液体温度，温度越高，说明燃料的热值越大； (2)比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择________两图进行实验； ②液体吸收的热量通过________（选“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映； ③如图丁所示，若液体a的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是液体a的比热容是________。 27．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，实验时要观察___________比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容的实验中，通过___________反映物体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用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与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量___________（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量。 (3)若图甲烧杯中为的水，燃料为酒精，酒精完全燃烧后水的温度升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是___________。[，] 28．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 液体a 0 40 82 126 液体b 0 18 40 64 (1)在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量______（选填“必须”或“无须”）相等； (2)若要比较不同燃料的热值大小，应选择图甲和图______进行实验；实验中，用______（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示液体吸收热量的多少； (3)某同学选用甲、丙两图进行实验，所得数据如表所示，分析表中数据，你认为a、b两种液体中，比热容较大的是______（选填“a”或“b”）液体。 学科网（北京）股份有限公司 $学科网知识店铺:苍穹精品工作室 原创精品资源，学科网独家享有版权，侵权必究！ 专题02 内能的利用 基础实验题 3大必考题型概览 题型01 探究热机的工作原理与构成 题型02 探究热值的影响因素的实验（★重点） 题型03 探究热值与热机影响因素的综合实验（★难点） 题型01 探究热机的工作原理与构成 1．小明在科学晚会上分享了“自制简易汽轮机模型”的实践过程，如图所示： (1)【项目分析】 该“汽轮机模型”产生动力的工作物质是________。 【项目实施】 ①准备一个空易拉罐，一支去掉笔芯和尾塞的中性笔，一台小风扇，一个酒精灯。 ②向易拉罐内部注入大约半罐水。将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用胶将罐的开口处密封。 ③将易拉罐如图所示放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶。 ④点燃易拉罐下面的酒精灯，观察现象。 (2)【展示交流】 为保证风扇转动，笔杆________（选填“应该”或“不能”）插入水中。 (3) “汽轮机”工作时，工作物质推动扇叶转动的过程与图中汽油机的________（选填字母）冲程工作原理相同。 A．     B．     C．     D． 【答案】(1)水蒸气 (2)不能 (3)C 【详解】（1）由图可知，该“汽轮机模型”是加热易拉罐，水吸热迅速地汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对扇叶做功，使风扇转动起来，故产生动力的工作物质是水蒸气。 （2）该模型利用酒精灯加热易拉罐内的水，汽化为水蒸气，水蒸气喷出推动扇叶转动，所以笔杆不能插入水中。 （3）“汽轮机”工作时，工作物质推动扇叶转动时发生的能量转化是将水蒸气的内能转化为扇叶的机械能，四冲程汽油机中做功冲程是高温高压的气体推动活塞做功，将内能转化为机械能，图C中，进气门和排气门关闭，火花塞有火花，是做功冲程，所以ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 2．如图甲所示是跨学科实践“汽油机模型”。 (1)在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，一段时间后，观察到橡胶塞突然被推出。此过程中，混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的内能转变为橡胶塞的______能。相当于图乙中______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）的能量转化过程（火花塞产生的电火花未画出）。 (2)如图是某单缸四冲程汽油机的转速表，转速表当前示数表明该汽油机每秒钟完成做功冲程是______次。 【答案】(1) 机械 B (2)25 【详解】（1）[1]在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，用电火花点火，酒精燃烧产生高温高压的燃气，燃气推动橡胶塞做功，燃气的内能转化为橡胶塞的机械能。 [2]在内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内能，做功冲程中，内能转化为机械能，所以此实验与内燃机做功冲程能量转化原理相同； A．图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故A不符合题意； B．图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故B符合题意； C．图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故C不符合题意； D．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选B。 （2）由图可知，汽油机的转速为3000r/min，合50r/s，说明1s内汽油机曲轴的转动50圈；由于一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，完成1次做功冲程，所以1s内曲轴转动50圈，完成25次做功冲程。 3．如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。 (1)在液体沸腾过程中，水的内能______（选填“增加”“减少”或“不变”）。 (2)这个实验基本反映出了热机的工作原理即可以利用内能对外做功，它与汽油机的______冲程的原理相同。 【答案】(1)增加 (2)做功 【详解】（1）根据液体的沸腾特点可知，水在沸腾中持续吸热，温度保持不变，由于水在吸收热量，水的内能会增加。 （2）实验中水沸腾后汽化为大量的水蒸气会把木塞顶出去，此过程中水蒸气的内能转化为木塞的机械能，汽油机四冲程中做功冲程的原理与此实验相同。 4．小明和小伙伴一起利用如图所示装置进行实验。 (1)加热试管使水沸腾是通过__________（选填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能，在水蒸气驱动下叶轮转了起来，此时蒸汽的内能________（选填“增加”“不变”或“减少”）。 (2)这个实验体现了________（选填“热机”或“电动机”）的原理。 【答案】(1) 热传递 减少 (2)热机 【详解】（1）[1]加热试管时，酒精灯的热量通过接触传递给试管和水，属于热传递改变内能。 [2]水蒸气驱动叶轮转动，是内能转化为机械能，因此蒸汽的内能减少。 （2）热机的原理是将内能转化为机械能，该实验中水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，这个实验与热机原理一致。 5．物理老师在课堂上做了如图所示的3个实验。 (1)如图甲所示，为气体扩散的演示实验，两个瓶中分别装有空气和二氧化氮气体，其中空气密度小于二氧化氮气体的密度。那么为了增加实验的科学性，下面一只瓶里装的气体应是______。 (2)乙图中，水沸腾后，盖在试管口上的橡皮塞会被冲出。这一过程中的能量转化情况与四冲程汽油机的______冲程相似选填“压缩”或“做功”。 (3)图丙里烧瓶内盛少量水，用塞子塞紧后，用打气筒往瓶里打气。当塞子从瓶口跳起来时，可以看到瓶内出现白雾。这是由于瓶内的空气膨胀对外做功时，内能______选填“增加”、“减少”或“不变”，温度降低，使瓶内空气中的水蒸气______成小水滴。 【答案】(1)二氧化氮气体 (2)做功 (3) 减少 液化 【详解】（1）空气密度小于二氧化氮气体的密度，为了避免气体自重对实验的影响，增加实验的可信度，下面一只瓶里装的气体应是密度大的二氧化氮气体，此实验说明气体的分子在不停地做无规则运动。 （2）由图可知，试管内的水蒸气当用酒精灯加热一定程度时，水蒸气膨胀会对塞子做功，将水蒸气的内能会转化为塞子的机械能；此过程与汽油机的做功冲程类似，在做功冲程中也是燃气的内能转化为活塞的机械能。 （3）[1][2]用气筒向装有少量水的烧瓶里打气，瓶内气压增大，当气压把瓶塞从瓶口推出时，瓶内气体对瓶塞做功，使气体自身的内能减少，温度降低，受温度降低的影响，瓶内空气中的水蒸气液化成小水滴，这些小水滴就是看到的白气。 6．如图，小林在研究热机工作原理，他在试管里装一些水，用橡胶塞塞住管口，加热使水沸腾，水蒸气会把橡胶塞冲开。水蒸气冲开塞子，水蒸气对塞子___________，水蒸气的内能会___________，温度会___________，此过程是水蒸气的内能转化为塞子的___________能。 【答案】 做功 减小 降低 机械 【详解】[1][2][3][4]水蒸气冲开橡胶塞，水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能，水蒸气的内能减小。此时试管口出现白雾，白雾是水蒸气遇冷液化成的小水滴，说明水蒸气的温度降低。 7．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。 8．小宇进行了如下几个小实验： (1)如图1所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒内放一小团硝化棉，用力迅速向下压活塞，可观察到硝化棉燃烧起来，说明压缩气体做功，气体的内能__________（选填“增大”或“减小”），温度__________（选填“升高”“降低”）； (2)如图2所示，小宇在烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳起时，可以看到瓶内出现白雾。在这个过程中，气体膨胀对外做功，温度__________（选填“升高”“降低”），内能__________（选填“增大”或“减小”）； (3)如图3所示，小宇在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察到塞子受到水蒸气的压力而冲出去。在这个实验中，水蒸气的__________转化为塞子的__________。 【答案】(1) 增大 升高 (2) 降低 减小 (3) 内能 机械能 【详解】（1）[1][2]用力迅速向下压活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，气体内能增大，温度升高。 （2）[1][2]给瓶内打气，当瓶塞跳起时，气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，内能减小，温度降低。 （3）[1][2]加热一段时间，观察到塞子被水蒸气推动冲出，即水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 题型02 探究热值的影响因素的实验 9．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”）。 (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 (4)甲丙 【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）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。 （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。 10．某小组的同学做“比较不同物质的吸热能力”的实验，他们使用了如图甲所示的装置。 (1)用相同的酒精灯和烧杯对水和另一液体，加热10min，水吸收的热量_______另一液体吸收的热量，水升高的温度小于另一液体升高的温度，说明水的吸热能力______另一液体的吸热能力（均选填“大于”、“小于”或“等于”）； (2)根据实验数据，小明作出了水和另一液体的温度随加热时间变化的图像如图乙所示，由图像可知，另一液体的比热容是__________J/（kg·°C）；[c水=4.2×103J/（kg·°C）] (3)通过实验得到的燃料热值与实际相比是______（“偏大”或“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 等于 大于 (2) (3)偏小 【详解】（1）[1]用相同的加热器加热，加热时间相同，放出的热量相同，则被加热物质吸收的热量也相同。 [2]根据可知，在质量m和吸收热量Q相同的情况下，升高温度越小，比热容c越大，吸热能力越强；因为水升高的温度小于另一液体升高的温度，所以水的吸热能力大于另一液体的吸热能力。 （2）由图乙可知，都从68℃升高到98℃时，水吸收的热量为 另一种液体吸收的热量为 水的加热时间是另一种液体加热时间的两倍，故水吸收的热量是另一种液体吸收热量的两倍，则有，即，则另一液体的比热容是 （3）由于实验过程中存在热量损失，导致水吸收的热量小于燃料实际燃烧时放出的热量，Q放是按水吸收的热量计算的，故根据计算时，得到的燃料热值与实际相比是偏小的。 11．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______； (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，取质量相等的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧，通过比较______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小； (3)下列现象中不能用比热容知识来解释的是______。 A．春天的夜晚，农民往稻田里灌水以防秧苗冻坏 B．炎热的夏天常常在教室的地面上洒水 C．城区建造人工湖以降低“热岛效应”造成的夏季高温 D．汽车发动机的冷却循环系统用水做冷却 【答案】(1) 质量 吸收的热量相同 水 (2)升高的温度 (3)B 【详解】（1）[1][2]探究吸热能力需控制变量，应保证水和煤油的初温、质量相同；相同酒精灯加热，相同时间内放出热量相同，故水和煤油吸收的热量相同。 [3] 水的比热容大，相同质量、吸收相同热量时，温度升高慢，图乙中，加热3min时，a物质温度低于b物质温度，a物质升温更慢，故a是水。 （2）热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧，放出的热量越多，水升高的温度越高，故通过比较水升高的温度可判断热值大小 （3）A．水的比热容大，夜晚灌水后降温慢，保护秧苗，可用比热容解释，故A不符合题意； B．夏天洒水是利用水蒸发吸热降温，与比热容无关，故B符合题意； C．人工湖水的比热容大，升温慢，可降低热岛效应，可用比热容解释，故C不符合题意； D．水的比热容大，吸热能力强，可做冷却剂，可用比热容解释，故D不符合题意。 故选B。 12．在探究煤油和菜籽油的热值大小关系的实验中，小明同学组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置，实验开始后每隔1分钟记录了杯中水的温度（见表）。 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)为保证实验便捷、可靠，实验时应控制两套装置中一些相同的量，主要有：加热时间、水的___________和___________。 (2)实验中，可以通过比较___________（选填“水升高的温度”或“加热时间”）来比较煤油和菜籽油燃烧放出的热量多少。 (3)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__________。 (4)小明同学想利用公式先计算出水吸收的热量，从而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___________（选填“偏大”或“偏小”）。说说你的看法___________。 【答案】(1) 质量 初温 (2)水升高的温度 (3)煤油 (4) 天平 偏小 一是没有考虑加热过程中热量的散失，二是燃料没有完全燃烧。 【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，选用两套规格完全相同的装置，并且两灯加热时间相同。 （2）由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水升高的温度来体现燃料的热值大小，运用了转换法。 （3）根据表格中数据，相同质量的两种燃料燃烧完后，煤油的水温升高较大，说明煤油放出的热量较多，即煤油的热值大。 （4）[1]实验中，需要测水的质量、燃料的质量，所以需要补充的实验仪器是托盘天平。 [2][3]根据公式，质量一定时，放出的热量值偏小，则计算出的热值将比真实值偏小，原因：一是没有考虑加热过程中热量的散失，二是燃料没有完全燃烧。 13．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)若要比较液体的吸热本领： ①应选________两图的实验装置进行实验；（在“甲”、“乙”、“丙”中选填） ②实验时，通过比较_______________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较液体吸收热量的多少； ③该实验用到的测量工具除了图中的还有秒表和___________；表格中记录了液体A和液体B的温度变化，分析可知液体__________吸热本领更强。 物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 液体A 60 20 6 45 液体B 60 21 6 68 (2)若要比较两种燃料的热值： ①应选择________两图的实验装置进行实验；（在“甲、乙、丙”中选填） ②实验中，若燃料燃烧相同时间后，发现甲烧杯液体温度升高多，__________（选填“能”或“否”）得到燃料1比燃料2的热值大； ③该实验中用到的测量工具___________（选填“需要”或“不需要”）秒表。 【答案】(1) 甲丙 加热时间 天平 A (2) 甲乙 否 不需要 【详解】（1）①[1]要比较不同物质的吸热本领，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，选择甲、丙两图进行实验。 ②[2]实验中控制了热源相同，根据转换法，该实验是通过比较加热时间来反映液体吸收热量的多少，相同时间内，两种液体吸收的热量相同。 ③[3]实验中需要测量燃料和液体的质量，因此除秒表外，还需用天平测量质量。 [4]由表格数据可知，加热相同的时间，则两种液体吸收的热量相同，A液体温度升高的少，由可知，A的比热容大，因此液体A的吸热本领更强。 （2）①[1]燃料的热值大小不能直接测量，需要通过液体吸收热量的多少来体现燃料燃烧放出热量的多少，而液体吸收热量的多少跟液体的质量和升高的温度有关，因此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。 ②[2]热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，实验中燃料燃烧相同时间，无法确定两种燃料是否完全燃烧，因此不能直接得出燃料1的热值比燃料2大。 ③[3]比较燃料热值的关键是“让燃料完全燃烧，通过液体升温反映总放热量”，实验中不需要控制燃烧时间（只需保证燃料充分燃烧），因此不需要秒表。 14．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)比较不同物质的吸热能力，应选择___________两图进行实验；需要的测量器材如图所示：还需秒表和___________；不同物质吸热的多少是通过___________来反映的； (2)根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，则a、b两种液体的比热容之比___________； (3)为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较___________（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来得出结论； (4)在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，先测出水的质量和酒精烧尽时水升高的温度，再结合酒精的质量（不考虑酒精的蒸发）这一数据，计算出酒精的热值。通过实验算出的热值与实际相比___________（选填“偏大”或“偏小”），理由是___________。 【答案】(1) 甲、丙 天平 加热时间 (2)2∶1 (3)温度计升高的示数 (4) 偏小 酒精燃烧放出的热量不能完全被水吸收，有热量散失。 【详解】（1）[1]要比较不同物质的吸热能力，应控制燃料相同，改变液体种类，所以应选择甲、丙两图进行实验。 [2]实验中需要测量液体的质量，所以还需天平。 [3]不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的，因为相同的加热装置，加热时间越长，吸收的热量越多。 （2）由丁图可知，加热相同时间（吸收相同热量），a、b升高的温度之比 Q、m相同，根据，可得所以 故 （3）为了比较燃料1和燃料2的热值，应控制液体相同，改变燃料种类，通过比较温度计升高的示数来得出结论，因为燃料完全燃烧放出的热量越多，液体升高的温度越高。 （4）[1][2]在图甲装置中，若燃料为酒精，烧杯内的液体为水，通过实验算出的酒精热值可能会偏小。这是因为在实验过程中，酒精燃烧放出的热量并没有完全被水吸收，有一部分热量散失到了空气中。同时，烧杯也会吸收一部分热量。因此，测量得到的水吸收的热量会小于酒精实际放出的热量，从而导致计算出的酒精热值偏小。 15．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同。 (1)小华在比较不同燃料的热值时，应选择_______两图进行实验，实验时，点燃燃料加热液体，在_______（选填“相同时间后”或“燃料燃烧完后”）测量液体温度，温度越高的液体，对应燃料的热值越大； (2)接着小华选择甲、丙两图进行比较不同液体的比热容实验，实验过程中两种液体的温度随时间的变化关系如图丁所示，则吸、放热能力较弱的是液体________（选填“a”或“b”）。 【答案】(1) 甲、乙 燃料燃烧完后 (2)a 【详解】（1）[1]比较不同燃料的热值，应选择不同的燃料加热相同的物质，即用甲、乙两图进行实验。 [2]比校不同燃料热值的实验中，应在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，需待燃料燃烧完后，确保燃料燃烧的质量相同，通过观察液体温度的变化来比较两种燃料的热值大小。 （2）如果质量和初始温度均相同的a、b两种液体，吸热后它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，由图可以看出，a温度升高80℃用10分钟，b温度液体升高80℃用20分钟，升高相同的温度，b吸收热量是a的2倍，根据，在质量和升高温度相同的情况下，Q与比热容c成正比，故液体b的比热容是液体a比热容的2倍，所以吸、放热能力较弱的是液体a。 16．为了“探究物质的吸热能力”和“探究燃料的热值”，实验小组设计了如图甲、乙、丙所示的实验装置，其中燃料1和燃料2的质量相同，液体a和液体b的质量和初温均相同，其他器材完全相同。 (1)为了“探究物质的吸热能力”，需要选用的装置是___________两图；若不考虑热量损失，当燃料完全燃烧后，温度较高的液体吸热能力___________（选填“强”或“弱”）； (2)为了“探究燃料的热值”，该小组选用了其中的两幅图做实验，在燃料烧完后，画出了烧杯中液体的温度随时间变化的图像，如图丁所示。根据图丁可知燃料1和燃料2的热值之比为___________。 【答案】(1) 甲、丙 弱 (2)8:3 【详解】（1）[1]为了研究不同物质的吸热能力，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和丙两图进行实验。 [2]不考虑热量损失时，燃料完全燃烧放出的热量相同（两液体吸收的热量相同），由可知，温度升高较多的液体比热容小，吸热能力弱。 （2）对于燃料1来说，在相同时间内放出的热量是相同的，由图像可知，燃料1用5min让液体从20℃升高到100℃，则液体吸收的热量 燃料1用了10min才燃烧完，不考虑热损失，则燃料1放出的热量 对于燃料2来说，燃料2用15min让液体从从20℃升高到80℃，则燃料2放出的热量 联立以上各式，解得两种燃料热值之比为 17．为了比较A、B两种液体比热容的大小，物理兴趣小组设计了如图甲所示的实验，在两个相同的试管中，分别装入质量相等的A、B两种液体，将两个试管放入盛有水的同一烧杯中，用酒精灯加热。 (1)将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热，这样做的好处是________；液体温度升高，这是通过________的方式增加了液体的内能； (2)实验后绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，可见：质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，________（选填“A”或“B”）液体温度升高较多； (3)若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂，则应选择________（选填“A”或“B”）液体。假如B液体是水，则A液体的比热容为________J/（kg·℃）；[水的比热容J/（kg·℃）] (4)如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，可用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量________（选填“相等”或“不等”）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烧。通过比较________（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较酒精和碎纸片热值的大小。 【答案】(1) 确保两试管中液体在相同时间内吸收的热量相同 热传递 (2)A (3) B 2.1×103 (4) 相等 温度计升高的示数 【详解】（1）[1]将两个试管放入盛有水的同一烧杯中加热，采用水浴加热，可以使试管中液体受热均匀，且确保两试管中液体在相同时间内吸收的热量相同。 [2]液体吸收热量，内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式增加了液体的内能。 （2）由图乙得，质量相等的A和B两种液体，加热相同时间，在吸收相同热量时，A液体温度升高较多。 （3）[1]质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，A液体温度升高较多，说明B的吸热能力较强，若只能从A或B中选一种液体作为汽车冷却剂，则应选择A液体。 [2]由图乙得，质量相等的A和B两种液体，升高相同温度，B加热的时间为A的两倍，由得 假如B液体是水，则A液体的比热容为 （4）[1]为比较酒精和碎纸片的热值，由得，可用两个相同规格的烧杯装相等质量的水，取质量相等的酒精和碎纸片，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烧。 [2]燃料放出的热量的多少是通过温度计示数变化量来反映的，温度计示数变化量越大，说明液体吸收的热量越多，说明燃料释放的热量越多，而燃料完全燃烧的质量相同，由得，燃料释放的热量越多热值越大，则实验中通过比较温度计升高的示数来比较酒精和碎纸片热值的大小。 18．在“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”的探究实验中，为了保证实验结论的可靠性，小明组装如图两套完全相同的实验装置。（假设燃料燃烧时均匀放热） (1)实验中要控制_____相等（选填“两种燃料的质量”、“两杯水的质量”或“两种燃料的质量和两杯水的质量”）； (2)实验中是利用_____来表示两种不同燃料燃烧放出热量的多少。这种科学研究方法是_____； (3)小明认为等燃料完全燃烧完所等待的时间过长，可以在燃烧时就进行读数比较，小华认为这样做不可以，小华不认同小明观点的理由是_____； (4)如果不计热损失，根据实验，小明记录燃料点燃直至完全燃尽时的数据，绘制了烧杯内水的温度随时间变化的图象。如图丙所示，则两种燃料的热值之比为_____。 【答案】(1)两种燃料的质量和两杯水的质量 (2) 水升高的温度 转换法 (3)见解析 (4)8∶3 【详解】（1）为了比较不同燃料热值的大小，应选择燃料不同、其他完全相同的装置，故需要控制两种燃料的质量和两杯水的质量相同。 （2）[1][2]质量相同的水，温度变化越大，说明吸收热量越多，所以实验中通过水温升高的多少来表示不同燃料燃烧放出热量的多少，用到转换法。 （3）小华不认同小明观点，因为在相同的时间内燃烧的燃料质量不一定相等，即没有控制燃烧的燃料质量相等。 （4）由图像可知，燃料1用5min时间让水从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燃烧放出的热量 对于燃料2来说，燃料2用15min时间让水从20℃升高到80℃，不考虑热损失，则燃料2燃烧放出的热量 两种燃料热值之比为 题型03 探究热值与热机影响因素的综合实验 19．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，烧杯内的液体质量和初温也相同： (1)为了研究不同物质的吸热能力，选用图中甲丙两装置进行实验，根据记录的数据做出了两种液体的温度随时间变化关系如图所示： ①不同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由图丁可以看出，若b液体的比热容是，则a液体的比热容是______； (2)为了研究不同燃料的热值，应选用______两幅图装置进行实验。在实验前用天平测出了烧杯中液体的质量及燃料的质量，并记录数据利用公式（若a，b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值。你认为这样的计算结果与实际燃料的热值相比会______（填“偏大”或“偏小”）。 【答案】(1) 加热时间 900 (2) 甲乙 偏小 【详解】（1）[1]甲丙两装置中用相同的热源加热，相同时间内两种液体吸收热量相同，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]由图丁可知，升高相同的温度，a、b两种液体加热时间之比为，则吸收的热量之比为。根据，质量和升温相同时，比热容和吸收的热量成正比，所以a、b两种液体比热容之比为，则a液体的比热容 （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]燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收，存在热损失，所以计算得出的热值比实际值要偏小。 20．某物理实验小组利用图示装置进行“比较不同物质的吸热能力”和“比较不同燃料的热值”实验。燃料的质量相同，烧杯内液体质量和初温也相同。 (1)在组装图甲器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将___________（选填：“A处向上”或“B处向下”）调整； (2)比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，此实验可以通过比较___________（选填：“液体升高的温度”或“加热时间”）来比较燃料燃烧放出热量的多少。 【答案】(1)A处向上 (2) 甲乙 液体升高的温度 【详解】（1）实验中要用酒精灯的外焰加热，所以，不能将B处向下调整；温度计使用时，玻璃泡要浸没在液体中且不能碰到容器底部，故在图甲中组装器材时，发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底，应适当将A处向上调整。 （2）[1][2]为了比较不同燃料的热值大小，要用相同质量的不同燃料，给同种液体加热，让液体的质量相同。燃料燃烧放出的热量被液体吸收，燃料燃烧放出的热量越多，液体吸收的热量越多，温度升高得越高。所以可以通过比较液体升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少，进而判断热值大小。故应选择甲、乙两图进行实验。 21．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)在组装实验装置时，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序应是__________（选填“由下而上”或“由上而下”）； (2)要比较两种物质的吸热本领，应该选择__________两图进行实验，实验中通过__________（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少； (3)要比较不同燃料的热值，应选择__________两图进行实验，实验中，同时点燃燃料后，需等待燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“充分燃烧完毕”），燃料放出的热量的多少是通过__________（选填“温度计示数变化量”或“加热时间”）来反映的； (4)若通过图甲来估测燃料1的热值，请写出燃料1热值的表达式__________（用、、、表示），利用此实验方法计算出的燃料热值与实际相比偏__________（选填“大”或“小”）。 【答案】(1)由下而上 (2) 甲、丙 加热时间 (3) 甲、乙 充分燃烧完毕 温度计示数变化量 (4) 小 【详解】（1）在安装器材时，为了确保酒精灯用外焰加热，温度计的玻璃泡浸没在被测液体中，且不碰到杯壁与杯底，应按照由下而上的顺序安装器材。 （2）[1]要比较两种物质的吸热本领，应该选择相同燃料加热质量相同的不同液体，则应选择甲丙两图进行实验。 [2]实验中用相同的电加热器加热，加热时间相同时，液体吸收热量相同、加热时间不同，液体吸收热量不同，则不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。 （3）[1]要比较不同燃料的热值，应该选择质量相同的不同燃料加热质量相同液体，则应选择甲乙两图进行实验。 [2]同时点燃燃料后，需等待燃料充分燃烧完毕，以确保燃料燃烧的质量相同。 [3]燃料放出的热量的多少是通过温度计示数变化量来反映的，温度计示数变化量越大，说明液体吸收的热量越多，说明燃料释放的热量越多。 （4）[1]实验中当液体吸收的热量当作燃料释放的热量，即 由与得 则 [2]由于燃料燃烧放出的热量没有全部被水吸收或者燃料没有完全燃烧，导致测得的燃料释放的热量偏小，而燃料的质量测量准确，由得，通过实验数据算出的燃料热值与实际相比偏小。 22．如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都是10g。 (1)比较不同燃料的热值，应选择_____两图进行实验，燃料完全燃烧放出的热量的多少是通过_____（填“温度计上升的示数”或“加热时间”）来反映的。 (2)比较不同物质的比热容，应选择在两只烧杯中分别装入质量_____（填“相等”或“不相等”）的液体；通过观察_____来反映液体吸收热量的多少，初始温度相同的、两种液体吸热后，它们的温度随时间变化的图像如图丁所示，则、两种液体的比热容之比为_____。 (3)有一种“涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁，同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值_______（填“更大”“一样大”或“更小”）。 【答案】(1) 甲、乙 温度计上升的示数 (2) 相等 加热时间 1︰2 (3)一样大 【详解】（1）[1][2]为了比较不同燃料的热值，应选用不同的燃料，加热同种液体，让液体的质量相同，通过比较燃料燃尽时温度计上升的示数，得出燃料完全燃烧放出热量的多少。 （2）[1][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，通过比较加热时间可知吸热的多少。 [3]已知在两只烧杯中分别装入质量相等的液体，根据可知，在质量和升高温度相同的情况下（从20℃升高到80℃），因为吸收的热量与加热时间成正比，则比热容与加热时间成正比，结合图像可得，a、b两种液体的比热容之比为 （3）热值是燃料的一种特性，和燃料是否充分燃烧无关，所以同样的汽油的热值是一样大的。 23．如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。 (1)为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应该选择__________两图进行实验。实验时要用相同的热源对它们加热，通过比较__________来判断它们吸热的多少； (2)根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间的变化图像（如图丁），由图可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，吸收的热量______（选填“相同”或“不相同”），实验表明，______（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。煤油的比热容是________；[] (3)为了比较酒精和煤油的热值，应该选择__________两图进行实验。完全燃烧等质量的燃料后，通过比较__________（选填序号A：“液体升高的温度”或B：“加热时间”）来判断燃料放出热量的多少；放出的热量越多，说明此燃料的热值越__________。 【答案】(1) 乙、丙 加热时间 (2) 不相同 水 (3) 甲、乙 A 大 【详解】（1）[1]为了比较水和煤油的吸热本领的大小，应使用相同的热源，对质量相同的水和煤油加热，故选择图乙、丙进行实验。 [2]实验中使用相同的热源进行加热，加热相同时间放出的热量相同，物质吸收的热量相同，加热时间越长，物质吸收热量越多，故实验中通过比较加热时间长短来判断它们吸热的多少。 （2）[1][2]由图可知，杯中的水和煤油升高相同的温度时，水和煤油的加热时间不相同，故吸收的热量不相同，水的加热时间较长，故水的吸热能力更强。 [3]由图丁可知，升高相同的温度，质量相同的水和煤油加热时间之比为2∶1，则吸收热量之比为2∶1，由可知，比热容和吸收热量成正比，所以水和煤油比热容之比为2∶1，则煤油的比热容为 （3）[1][2][3]为了比较酒精和煤油的热值，需要控制两者的质量相同，并用它们来加热相同液体，来比较它们燃烧时放出的热量。图甲、乙两图的燃料是酒精和煤油且质量相同，都用来加热水，所以，应该选择图甲、乙进行实验。燃料的质量相同，根据可知，燃料放出的热量越多，说明此燃料的热值越大。 24．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)燃料不可能完全燃烧，有一部分热没有被释放出来 【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。 25．小明同学探究了“不同物质吸热升温的现象”，他设计的实验装置如图所示： (1)比较不同物质吸热升温的特点：应选择______两图进行实验；在两个相同的烧杯中加入初温相同、______（选填“质量”或“体积”）相同的不同物质；此实验是通过比较______（选填“加热的时间”或“升高的温度”）来判断吸热能力强弱的。 (2)若烧杯中装有1kg的水，酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收时。温度计示数升高了20℃，水的比热容为，则酒精放出的热量是______J。实际由于酒精未完全燃烧及热量散失，这种方法测出的燃料热值与实际相比______（选填“偏大”“偏小”或“一样”）； (3)某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，分别记录加热时间和温度，相同的加热时间表示______相同，根据记录的数据作出了两种液体a和b的温度（T）随时间（t）变化的图像（如图丁）。若液体b的比热容是，液体a的比热容是______。 【答案】(1) 甲、丙 质量 加热的时间 (2) 偏小 (3) 吸收的热量 【详解】（1）[1][2]比较不同物质吸热升温的特点，需要燃烧相同的燃料，加热不同的物体，让物体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间可知吸热的多少，进而判断两种物质吸热能力的大小关系，所以应选择甲和丙两图进行实验。 [3]实验中，用相同热源对质量、初温相同的不同物质进行加热；由图像可知，两种物质升高了相同温度，此实验是通过比较升高相同温度时加热的时间来判断吸热能力强弱的，加热时间长的吸热能力强。 （2）[1]水吸收的热量Q吸=cm∆t=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×20℃=8.4×104J 酒精放出的热量Q放=Q吸=8.4×104J [2]实验中，由于酒精未完全燃烧及热量散失，导致Q吸偏小，所以算出的热值比标准值偏小。 （3）[1]根据转换法，相同加热装置在相同时间内放出的热量相同，则不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的。所以某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的两种液体a和b加热，分别记录加热时间和温度，相同的加热时间表示吸收的热量相同。 [2]由图丁可知，温度升高∆t'=60℃-20℃=40℃ a用时10分钟，b用时20分钟，即升高相同的温度，b吸收热量是a的倍 根据，在质量和升高温度相同的情况下，Q与比热容c成正比，故a的比热容是 26．如图，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料质量都是10g，烧杯内液体的初温和质量相同： (1)比较不同燃料的热值：应选择________两图进行实验，实验时，点燃燃料加热液体，在________（选填“相同时间后”或“燃料都烧完后”）测量液体温度，温度越高，说明燃料的热值越大； (2)比较不同物质吸热升温的特点： ①应选择________两图进行实验； ②液体吸收的热量通过________（选“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映； ③如图丁所示，若液体a的温度曲线为A，液体b的温度曲线为B，且液体b的比热容是液体a的比热容是________。 【答案】(1) 甲乙 燃料都烧完后 (2) 甲丙 加热时间 2.0×103 【详解】（1）[1]要比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类和质量相同，改变燃料种类，所以选择甲、乙两图进行实验。 [2]燃料完全燃烧放出的热量才是其全部能量，所以要在燃料都烧完后测量液体温度，根据Q=cmΔt可知，质量和比热容相同情况下，温度越高，说明燃料放出热量越多，热值越大。 （2）[1]比较不同物质吸热升温特点，应控制燃料相同，改变液体种类，所以选择甲、丙两图。 [2]相同的燃料相同时间内燃料放出热量相同，液体吸收热量也相同，所以液体吸收热量通过加热时间来反映。 [3]根据Q=cmΔt可知，在质量和升高温度相同时，比热容与吸收热量（加热时间）成正比。由图丁可知，升高80℃时，吸收热量之比为 所以二者比热容之比 液体a的比热容是 27．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是，烧杯内的液体质量也相同。 (1)比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，实验时要观察___________比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容的实验中，通过___________反映物体吸热的多少。 (2)比较不同物质的比热容，选用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与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量___________（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量。 (3)若图甲烧杯中为的水，燃料为酒精，酒精完全燃烧后水的温度升高了20℃。若酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是___________。[，] 【答案】(1) 甲、乙 液体a升高的温度 加热时间的长短 (2)小于 (3) 【详解】（1）[1][2]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，通过实验时观察液体a升高的温度，比较吸热多少，进而比较热值大小，则应选择甲、乙两图进行实验。 [3]比较不同物质的比热容的实验中，需要燃烧相同的燃料，通过加热时间的长短反映物体吸热的多少。 （2）比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，质量相同的两种液体吸收的热量相等，液体a升温多，由可知，a的比热容小，由此可知，质量相同的液体a与b，由于a的比热容小，所以升高相同的温度时，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。 （3）水的质量 水吸收的热量为 酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收，则 酒精的热值是 28．如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，图中搅拌器未画出。燃料的质量都为10g，烧杯内的液体初温相同。 温度/℃ 20 30 40 50 加热时间/s 液体a 0 40 82 126 液体b 0 18 40 64 (1)在实验中，三个烧杯中a、b液体的质量______（选填“必须”或“无须”）相等； (2)若要比较不同燃料的热值大小，应选择图甲和图______进行实验；实验中，用______（选填“加热时间”或“升高温度”）来表示液体吸收热量的多少； (3)某同学选用甲、丙两图进行实验，所得数据如表所示，分析表中数据，你认为a、b两种液体中，比热容较大的是______（选填“a”或“b”）液体。 【答案】(1)必须 (2) 乙 升高温度 (3)a 【详解】（1）在探究不同燃料热值或不同物质比热容的实验中，需要控制变量，改变烧杯内物质的种类或者燃料种类，需要其他因素相同，所以烧杯中a、b液体质量必须相等。 （2）[1]要比较不同燃料的热值大小，应控制被加热的液体种类、质量相同，燃料不同，所以应选择图甲和图乙进行实验（甲中燃料1，乙中燃料2，液体都是a且质量相同）。 [2]要比较不同燃料的热值大小实验中，是通过比较燃料燃尽后液体升高温度的多少来表示液体吸收热量的多少，升高的越多，吸收的热量越多，意味着燃料放出的热量越多，从而比较出热值的大小。 （3）甲、丙两图中，燃料相同（燃料1），则相同时间内放出热量相同，即单位时间内液体a和b吸收的热量相同。根据热量公式，质量m相同、Δt相同时，Q越大，c越大。 由表格数据，升高相同温度（如从20℃到30℃），液体a加热时间40s，液体b加热时间18s，a吸收的热量更多，所以a的比热容较大，即比热容较大的是a液体。 学科网（北京）股份有限公司 $