上海上海师范大学第三附属实验学校物理内能的利用单元练习Word版 含答案文档格式.docx
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甲杯水温/℃
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29
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34
36
38
乙杯水温/℃
26
28
30
31
(进行实验)
(1)在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序(如图甲中):
先调整固定_______的位置,再调整固定______的位置(选填“A”成“B”);
(2)为了保证实验结论的可靠,实验时应控制两套装置中水的________和________相同,加热时间也相同;
同时,还要保证煤油和菜籽油的__________相同;
(分析论证)
(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______;
说明理由:
_______。
【答案】BA质量初温质量煤油详见解析
(1)[1][2]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,并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底。
(2)[3][4][5]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,并且油灯的加热时间也要相同;
同时还应控制两套装置中燃料的质量相同,比较放出热量的多少;
这样才符合控制变量法的要求。
(3)[6][7]分析表格数据可知,甲杯的水温度升高的较快,即煤油灯燃烧产生的热量多,所以其热值大。
理由:
甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由
知,末温高的吸收的热量较多;
在相同的加热设备下,相同时间内,消耗的燃料相同,由
知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大。
3.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________两图进行实验,实验通过________比较液体吸收热量的多少;
(2)比较不同物质的比热容,选用如图合适装置加热相同时间后,液体a升温多,由此可知,液体a吸收的热量____(选填“大于”、“小于”或“等于”)液体b吸收的热量,液体_____的比热容大;
(3)若甲图烧杯中为50mL的水,10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20℃,则水吸收了______J热量,若按酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收计算,算出的热值比标准值____选填“偏大”“偏小”或“一样”。
【答案】甲乙温度计示数等于b4.2×
103偏小
(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,通过液体升高的温度即温度计示数来比较吸热多少,进而判断热值大小,故应选择甲和乙两图进行实验;
(2)[3]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,燃料放出的热量相,液体a、b吸收的热量也相等;
[4]两种液体吸收的热量相等,液体a升温多,由c=
可知,液体a的比热容小,液体b的比热容大;
(3)[5]50mL水的质量为:
m=
水V=1×
103kg/m3×
50×
10−6m3=0.05kg
水吸收的热量:
Q吸=cmΔt=4.2×
103J/(kg
)×
0.05kg×
20
=4.2×
103J;
[6]由于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。
4.用所学的知识解决下列问题:
(1)如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相同,烧杯内的液体质量也相同,比较不同液体的比热容,可以选择___两图:
比较不同燃料的热值,可以选择___两图。
(2)小明在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时,分别用质量相等的两种不同液体进行了实验,并用图像对实验数据进行了处理,如图丁所示,实验中,两种液体在相同时间内放出的热量相等,分析图像可以得出:
液体___放热能力强(选填a或b),若液体a的比热容为
,则液体b的比热容为____
。
【答案】甲丙甲乙a1.05×
103
(1)[1]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,让液体的质量相同,通过温度计的示数高低得出吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系,应选择甲丙两图进行实验。
[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,应选择甲乙两图进行实验;
(2)[3]时间相等时,两种液体放出的热量相等,由图示可以看出,乙液体的温度降低的快,甲液体温度降低慢;
利用热量的计算公式
可知,在质量相等、初温相同、放热也相同的情况下,谁的温度降低得慢,它的放热能力大;
甲的温度将的慢,故甲的放热能力大;
[4]由题知,而液体的质量相同,即
;
当放热时间为15min时,甲降低的温度为
60℃-40℃=20℃;
乙降低的温度为
60℃-20℃=40℃;
则:
即:
解得
5.如图所示,小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯,分别给两杯相同的水加热。
待煤油和酒精燃尽时,根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。
请根据小李的方案回答下列问题:
(1)实验前装入灯中的煤油和酒精的_____________必须相同;
(2)在燃料燃尽前,如果两个烧杯中的水均已沸腾,则该实验_________(选填“能”或“不能”)达到小李的目的;
(3)燃料燃尽后,甲温度计的示数比乙温度计的示数高,由此判断_______(选填“煤油”或“酒精”)的热值大;
(4)该实验也可以粗略测出燃料的热值,与标准的热值相比,该实验测得的热值__________(选填“偏大”或“偏小”),其主要原因是:
_____。
【答案】质量不能煤油偏小有很多热量耗散到了空气中
(1)[1]本实验采用控制变量法,除了燃料种类不同其他的要相同,所以实验前装入灯中的煤油和酒精的质量必须相同;
(2)[2]在燃料燃尽前,如果两个烧杯中的水均已沸腾,由于水沸腾后温度保持不变,所以该实验无法比较甲、乙两烧杯中的水,谁吸收的热量比较多,因此该实验不能达到小李的目的;
(3)[3]燃料燃尽后,甲温度计的示数比乙温度计的示数高,说明甲烧杯的水吸收的热量比较多,所以由此判断煤油的热值大;
(4)[4][5]因为燃料放出的热量没有被水全部吸收,所以该实验测得的热值偏小,其主要原因是:
有很多热量耗散到了空气中。
6.阅读短文,回答问题
电饭锅中的磁钢限温器
电饭锅是生活中常见的用电器:
它利用磁钢限温器来控制煮饭过程中的最高温度,磁钢限温器结构如图甲所示,它由永久磁钢、感温磁钢和弹簧等组成,感温磁钢及其外套由弹簧支撑.永久磁钢的磁性不变,感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱,当温度达到1
0
3℃时,感温磁钢失去磁性.
煮饭时,按下电饭锅的按键,永久磁钢和感温磁钢吸合,同时带动连杆使加热开关闭合,电热盘通电,当温度升高到一定程度,感温磁钢失去磁性,在弹簧的作用下感温磁钢与永久磁钢分离,同时使加热开关断开,按键跳起,电热盘停止加热.
(1)电饭锅煮饭时,电能主要转化为
_________能.
(2)按键未按下时,弹簧处于
_________(压缩/原长/伸长)状态.
(3)磁钢限温器工作时,不同时刻的温度如下表:
在图乙中描点并用平滑的曲线作出温度与时间关系的图像_____.
(4)在磁钢限温器工作过程中,感温磁钢没有磁性的是
_________
A.按下按键时
B.加热升温过程中
C.按键跳开时
D.降温过程中
(5)小明发现用该电饭锅烧开水,当水沸腾时电饭锅的按键没有跳起,原因是
_______
.
【答案】内压缩
C水沸腾时温度为1000C,达不到1030C,感温磁钢仍有磁性,按键不会跳起
(1)电饭锅工作时,消耗了电能,得到了内能;
(2)根据电饭锅的原理可知,感温磁钢及其外套由弹簧支撑,据此分析弹簧的状态;
(3)表格中横轴为时间,纵轴为温度,故根据表格先描点,然后把所描的点用线连接即可;
(4)根据电饭锅的工作原理进行分析;
(5)根据题意可知当温度达到103℃时,感温磁钢失去磁性,按键跳起.
本题涉及的知识是电阻大小与温度有关、能量转化和沸点.
(1)电饭锅煮饭时,把电能转化为内能;
(2)弹簧的作用是使感温磁钢与永久磁钢分离,永久磁钢对感温磁钢有吸引力,在图甲状态下,弹簧在引力作用下被压缩;
(3)如图所示:
(4)永久磁钢的磁性不变,感温磁钢的磁性会随温度的升高而减弱,当温度达到103℃时,感温磁钢失去磁性在弹簧的作用下,感温磁钢与永久磁钢分离,同时使加热开关断开,按键跳起,电热盘停止加热;
(5)水沸腾时电饭锅的按键没有跳起,原因是水的沸点低于103℃..
7.小明同学学习了燃料的热值后,自己设计一个实验来探究煤油和酒精的热值的大小关系.他组装了图示的装置进行实验,记录结果见下表:
(1)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同装置,在实验中还控制了两个相同的物理量,它们是:
_____、_____.
(2)你认为煤油和酒精两种燃料中,热值较大的是_____.
(3)小明同学还想利用这种实验方案计算出煤油和酒精的热值,那么小明还需要补充的实验仪器是:
_____.
【答案】水的质量燃料的质量煤油天平
(1)因为燃料放出的热量与质量有关,必须控制燃料的质量相等;
由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响,所以在实验中应控制水的质量相等;
(2)由图表数据知道,在相同时间内甲杯中的水温度升高的快,所以煤油的热值较大;
(3)因为要控制水的质量相等,需要补充的实验仪器是天平。
点睛:
本题是考查关于热值的实验探究题,需要知道热值的意义,解题关键的是会用控制变量法和转换法设计探究实验。
8.某同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验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规格完全相同的实验装置,记录结果见下表:
(1)在安装、调整实验器材时,合理的顺序是(甲图中):
应先调整、固定________的位置(选填“A”或“B”)。
(2)为了保证实验结论的可靠,小明同学选择了两套相同的装置,在实验中还应控制:
煤油和菜籽油的________及________相同。
(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________。
燃料
加热前的水温/℃
燃料燃尽后的水温/℃
煤油
44
菜籽油
(4)该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量,并根据记录的数据,利用公式Q吸=cm(t-t0)计算出了水吸收的热量,然后再利用这个热量计算出煤油的热值,发现结果与课本中给出的煤油热值相比________(选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
观察装置图,请你分析原因是:
___________________________。
【答案】
(1)B
(2)质量水的初温(3)煤油(4)偏小煤油燃烧放出的热量,并没有全部被水吸收,有热量损失
试题分析:
(1)由于要用酒精灯的外焰加热,且温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,不能紧靠容器壁或容器底部,所以,在组装装置甲时,要按“从下往上”的原则。
(2)为了比较不同燃料的热值,应控制吸热升温的物质相同、物质的初温相同,燃料的质量相同,比较燃料燃尽后,物质升温的快慢。
(3)通过表中记录的数据,你认为煤油和菜籽油两种燃料中,热值较大的是煤油,因为燃料燃尽后,用煤油加热的,水的末温高。
(4)结果与课本中给出的煤油热值相比偏小。
原因是:
煤油燃烧放出的热量,并没有全部被水吸收,有热量损失(如烧杯、空气等吸热;
煤油不可能完全燃烧)。
考点:
探究煤油和菜籽油的热值大小关系
9.在探究物质某些属性的实验中,有如图所示甲、乙、丙三套完全相同装置,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________两图进行实验;
比较不同物质的比热容,应选择________两图进行实验;
(2)实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了________.
【答案】甲、乙甲、丙使水和煤油吸收相同的热量
(1)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;
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,应选择甲和丙两图进行实验;
(2)因为加热时间能反应物质吸收热量的多少,实验中,甲与丙的加热时间相同,目的是为了使水和煤油吸收相同的热量.
【点睛】
(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;
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,让液体的质量相同,温度计的示数变化相同时,通过比较加热时间比较吸热多少,进而判断两种比热容的大小关系;
(2)加热时间越长,液体吸收的热量越多,因此可以用加热时间的长短来反应液体吸收热量的多少.
10.如图甲所示,A,B,C,三个实验装置完全相同,燃料的质量都为10g,烧杯内液体的初温、质量都相同,请你解答下列问题.
(1)实验时应按照________的顺序组装器材(选填“自上而下”或“自下而上”);
(2)比较不同燃料的热值应选择________两个装置(选填装置序号),当燃料完全燃烧时,通过比较________来比较不同燃料热值的大小.
(3)图乙是根据比较不同物质比热容的实验数据绘制的图象,若烧杯内的液体分别是水和食用油,已知水的比热容为4.2×
103J/(kg•℃),则食用油的比热容是________.
【答案】自下而上BC温度计示数的变化2.1×
103J/(kg•℃)
(1)酒精灯需用外焰加热,所以要放好酒精灯,再固定铁圈的高度;
而温度计的玻璃泡要全部浸没到液体中,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,因此必须按照自下而上的顺序进行.
(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B和C两图进行实验.燃料完全燃烧放出的热量的多少,是通过温度计示数的变化来反应.(3)由图乙所示图象可知,加热相等时间,即物质吸收相等热量时,a升高的温度高,a的比热容小,a是食用油;
水与食用油的质量相等,设为m,由图线b可知,水在6min内吸收的热量:
Q=c水m△t水=4.2×
103J/(kg•℃)×
m×
(60℃﹣10℃)=2.1×
105J/(kg•℃)×
m,则水在3min内吸收的热量Q吸=
×
2.1×
m=1.05×
m,由于用相同的电热器对水和食用油加热,在相等时间内食用油吸收的热量与水吸收的热量相等,因为Q吸=c油m△t油,所以c油=
=2.1×
103J/(kg•℃).
(1)实验时,需用酒精灯的外焰加热,所以要调整好铁圈的高度,然后根据温度计的使用规则固定好其位置;
(2)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.燃料完全燃烧释放的热量可以通过液体温度计示数变化来反应;
(3)食用油的比热容大于水的比热容,吸收相等热量食用油升高的温度高,分析图乙所示图象判断a、b是什么物质;
根据热量公式求出液体的比热容.
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