2025-2026年九年级物理全册人教版期末《内能的利用》实验题专项训练卷(含解析)

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2025-2026年九年级物理全册人教版期末《内能的利用》实验题专项训练卷(含解析)

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2025-2026年九年级物理全册人教版期末《内能的利用》实验题专项训练卷
一、实验探究题
1.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料,对它们取不同质量进行完全燃烧,得到了下表的数据:
燃料的质量/g 100 200 300 400  
燃料完全燃烧放出的热量 Q木柴/J 1.3×106 2.6×106 3.9×106 5.2×106
  Q焦炭/J 3.0×106 6.0×106 9.0×106 12.0×106
  Q木炭/J 3.4×106 6.8×106 10.2×106 13.6×106
(1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是   的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越   ;
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,   和   的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为   ,它是用来描述燃料完全燃烧时,释放热量能力大小的物理量。
2.根据下列图片回答问题:
(1)图1中,抽去玻璃板,两瓶内的气体会混合在一起,最后颜色变得均匀,这属于   现象。
(2)图2中,活塞迅速压下去,脱脂棉燃烧起来,此过程与热机的   冲程能量转化相同。
(3)图3中,向瓶内打气,当瓶塞跳起时,瓶内出现白雾,该过程中,气体膨胀对外做功,内能   。
3.在“比较不同燃料燃烧时放出的热量”实验中,实验装置如图所示。
(1)实验中通过比较    来比较酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
(2)根据表格中记录的实验数据可知酒精和碎纸片这两种燃料中,热值较大的是   
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
酒精 20 35
碎纸片 20 25
4.按要求完成填空。
(1)向装有热水和冷水的两个水杯中分别滴入一滴墨水,过几分钟后观察到图甲所示的现象。这是   现象,、两个水杯中盛有热水的是塑申是当图部   选填“”或“”。
(2)如图乙所示,迅速向下压活塞,筒内空气的内能   选填“增大“或“减小”,硝化棉燃烧,这个实验表明   可以改变物体的内能。
(3)让两个体积相同的实心铁球、分别从不同高度由静止下落,球落到沙地上的状态如图丙所示,由   可知   选填“”或“”球释放前的重力势能最大。
(4)如图丁所示,让同一钢球从斜面上的不同高度由静止滚下,是为了探究钢球动能的大小与其   的关系;若实验装置中的水平面是绝对光滑的,还能得出结论吗?   选填“能”或“不能”。
5.小刚双手对搓后感觉手上发热,这是通过   的方式改变手的内能,这与汽油机工作中   冲程的能量转化相同。
6.随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭.小汽车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题:
(1)普通的小汽车用的是汽油机,图甲所示的是   冲程,这个冲程中燃料通过燃烧将   能转化为燃气的   能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过   的方式减少汽缸内能,用水来冷却汽缸是因为水的   较大.
(2)太阳能汽车利用太阳能来驱动,真正实现了零排放,有效地减少了对环境的污染.某太阳能汽车如图乙,质量为450kg,顶部安装了太阳能电池板.若汽车上的太阳能电池板的有效面积为6m2,它正对太阳时太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103J/(m2·s),电池的输出功率为2.1kW,则将太阳能转化为电能的效率为   ,如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%,当汽车在水平面上匀速行驶时,受到的牵引力为80N,则汽车的行驶速度为    m/s.
(3)太阳能汽车采用四轮鼓式制动,有效地减少了制动距离.太阳能汽车在制动过程中动能在不断的   (增大/减少/不变).通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如下表所示:
请在图中描点作出s- v2图象   ,写出s和v的定量关系式s=   ,当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是   m.
7.下表列出了几种燃料的热值,单位是J/kg。
燃料种类 无烟煤 酒精 煤油 干木柴 氢气
热值 3.4×107 3.0×107 4.6×107 1.2×107 1.4×108
(1)那么,完全燃烧1g酒精可以放出   J热量;放出相同的热量,完全燃烧干木柴与氢气的质量之比是   。
(2)为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,连一凡设计了如下的探究方案:
①你认为连一凡在实验时所选用的燃料种类应   ,质量应   。(均选填“相同”或“不同”)
②若燃烧放出的热量用水吸收,则实验中,盛水的容器、水的质量一定要   。(选填“相同”或“不同”)
③通过比较   ,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类的关系。
8.
(1) 火柴头在火柴盒上划过就能点燃,其中的能量转化是   ,这是通过   的方式实现的。该过程的能量转化与图所示的汽油机四个冲程中的   (填编号)冲程相似。
(2)如图是甲、乙两台汽油机的能量流向及比例,若将甲汽油机更换成乙汽油机,尾气带走的能量比例   ,散热损失的能量   ,机械效率将   。 (以上三空均选填“增大”.“减小”或“不变”)
9.为了比较不同燃料的热值,陆久帅同学设计了如下实验方案。用天平量取相同质量的酒精和碎纸片,组装了如图所示的装置进行实验,请帮助小董完成以下环节:
(1)实验中选择用水吸热升温来反映燃料燃烧放出热量的多少,装置中两烧杯中水的质量需要   (选填“相同”或“不同”);
(2)在组装实验装置时应按照   (选填“先下后上”或“先上后下”)的顺序;
(3)当两种燃料均燃尽后,发现甲装置中温度计示数上升较多,可知道   的热值更大;
(4)陆久帅同学测出了水的质量,结合公式计算出水在这个过程中吸收的热量,然后利用公式,计算得出酒精的热值,请分析陆久帅同学测得的酒精热值的数值   (选填“准确”或“偏小”或“偏大”)。请你说明原因:   。
10.学习了燃料的热值后,一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时,他组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置。
(1)图甲中,在安装、调整实验器材时,科学合理的顺序是:先调整固定   (A/B)的位置;
(2)为保证实验结论的可靠性,该实验还需要的测量器材是   ,在本实验中使用该器材目的有①   ;②   。
(3)实验中根据   (选填“加热时间”或“升高的温度”)来比较热量多少。
11.小刚制定了以下实验方案来比较酒精和汽油热值的大小,请你将实验补充完整并回答问题:
(1)取   相同的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯;
(2)两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热;
当   时,通过观察水温的变化,甲装置中温度计读数是80℃,而乙装置的读数是90℃,由此判断   的热值比较大;
(3)爱学习的小刚根据前面学过的知识计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现自己计算的结果比实际值偏小,原因可能是(写一条):   。
12.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验:
(1)除图中所示的器材外,实验还需要的测量器材是:   ;
(2)实验中根据   (选填“加热时间”或“升高的温度”)来比较热量多少。
(3)实验中,小明在烧杯中加入300g水,调好装置后,加热使水温升高50℃,测得此过程中消耗了6g酒精,他利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等,算得酒精热值q=   J/kg,他查表得到q酒精=3.0×107J/kg,发现两者偏差较大,你认为其中的原因可能是   (写出一条原因即可)(水的比热容为4.2×103J/(kg ℃))
13.小明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热值的大小关系 . 他在实验时组裝了如图所示的两套规格完全相同的装置 , 并每隔1min记录一次水的温度 .
(1)在安装、调整实验器材时 , 科学合理的顺序是 : 按   (选填“由上往下”或“由下往上”)的顺序组装器材 .
(2)为保证实验结论的可靠 , 实验时应控制两套装置中相同的量有 : 加热时间、水的初温和   
(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)小明同学在实验中添加托盘天平并利用这种实验方案计算出煤油和菜籽油的热值,那么小明利用此实验方法计算出的热值将比真实值偏大还是偏小 回答并说明理由   
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“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,升高相同的温度时,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)小明选用了燃料1和燃料2进行实验。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,则可初步判断燃料   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,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为   J/kg,这样求出的热值比标准值    (填“偏大”或“偏小”或“一样”)。
答案解析部分
1.【答案】不同;多;燃料完全燃烧放出的热量;质量;热值
【解析】【解答】(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木材焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多;(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即放出热量与质量的比值不变;物理学中用热值表示燃料的这一特性。
【分析】(1)1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种特性;
(2)热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度、放出热量的多少以及燃烧温度的高低等均无关。
2.【答案】(1)扩散
(2)压缩
(3)减小
【解析】【解答】(1)气体颜色变均匀,是扩撒现象,本质为分子热运动;
(2) 活塞迅速压下去, 机械能转化为内能,和压缩冲程的能量转化类似;
(3) 气体膨胀对外做功 ,内能减小。
【分析】分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快
吸气冲程特点:进气后打开,排气口关闭,活塞下移;压缩冲程:进气后关闭,排气口关闭,活塞上移,能量转化为机械能转化为内能,气缸内空气内能增加;做功冲程:进气后关闭,排气口关闭,火花塞点燃,高温高压的气体推动活塞下移,气体内能减小,能量转化为内能转化为机械能;排气冲程:进气后关闭,排气口打开,活塞上移,排除废气。
3.【答案】(1)水的温度差
(2)酒精
【解析】【解答】(1)实验中,酒精和碎纸片燃烧释放的热量被水吸收,可以通过烧杯中水的温度差来判断酒精和碎纸片放出热量多少;
(2)表格中酒精释放的热量让水温度上升的更高,故酒精热值较大;
【分析】考查热值相关实验。
4.【答案】(1)扩散;A
(2)增大;做功
(3)小球陷入沙中的深度;A
(4)高度;不能
【解析】【解答】1) 向装有热水和冷水的两个水杯中分别滴入一滴墨水,过几分钟后观察到图甲所示的现象。这属于扩散现象,温度越高,扩散现象越明显,所以B是热水
综上第1空为扩散;第2空为B
2) 如图乙所示,迅速向下压活塞,筒内空气的内能增加, 这个实验表明 做功可以改变物体内能
综上第1空为增大;第2空为做功
3) 让两个体积相同的实心铁球、分别从不同高度由静止下落,球落到沙地上的状态如图丙所示,由 小球陷入沙中的深度 可知 A的重力势能大
综上第1空为小球陷入沙中的深度;第2空为A
4) 让同一钢球从斜面上的不同高度由静止滚下,是为了探究钢球动能的大小与其 速度的关系, 若实验装置中的水平面是绝对光滑的,则小球做匀速直线运动,不能得出结论
综上第1空为高度;第2空为不能
【分析】根据分子热运动、动能和重力势能填空
1、分子热运动的特点:分子无规则运动,肉眼无法观察,常见例子有:气体颜色的改变,味道的扩散;且温度越高,分子热运动速度越快
2、机械能:机械能为动能和重力势能之和,当质量不变时,动能和速度成正比,速度不变时,动能和质量成正比;当质量不变时,重力势能和高度成正比,高度不变时,重力势能和质量成正比;
3、转换法:在物理实验中,某些物理量(动能、电能)难以直接观察,需要转换成容易观察的指标进行测量,如用小球陷入沙中的深度 表示下落的高度
5.【答案】做功;压缩
【解析】【解答】做功改变物体内能,与压缩冲程的能量转化相同。
综上第1空为做功;第2空为压缩
【分析】根据压缩冲程的特点填空
压缩冲程的能量转化为:活塞向上移动,压缩气体使得内能增加,能量转化为机械能转化为内能。
6.【答案】(1)做功;化学;内;热传递;比热容
(2)29.2%;21
(3)减少;;;8
【解析】【解答】 (1)内燃机的一个工作循环有四个冲程,即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,在做功冲程中,活塞由上向下气缸内的高压高温物质,即对活塞做功,使得内能转化为机械能;同时为了避免汽油机在工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外有一个水套,让汽缸被水包围着,即通过水吸收热量而使得气缸温度降低,这是通过热传递的方式改变内能的;在这里我们之所以选择用水作为冷却剂,源于水的比热容最大,即相同质量的水和其他的液体相比较时,若都是升高1℃时,水能吸收的热量最多,故用水冷却效果最好;
(2)电池的输出功率:P电池=2100W;太阳光照射的辐射功率为;P太阳=1.2×103W/m2×6m2=7.2×103W;太阳能转化为电能的效率:
因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P机械=P电池×η′=2100W×80%=1680W;
由公式P=Fv得:
(3)太阳能汽车在制动过程中质量不变,速度变小,动能变小;
根据表中的数据,在坐标图中先画点,再描线,注意横坐标准速度的平方,纵坐标为距离.如图所示:
根据表中数据和图象反映的规律可知, ;当轿车速度为8m/s时对应的制动距离约是8m.
故答案为:(1) 做功;化学;内;热传递;比热容 (2) 29.2%;21 (3)减少 ;图略; ; 8
【分析】 (1)理解内燃机的四个冲程中,压缩冲程将机械能转化为内能;做功冲程将内能转化为机械能;
(2)本题考查了学生对汽车效率的理解,再根据公式P=Fv计算出速度;
(3)根据表格中的数据画出图像,找出当牵引力为80N,对应的汽车行驶速度.
7.【答案】(1)3×104;35:3
(2)不同;相同;相同;水升高的温度
【解析】【解答】(1)完全燃烧1g的酒精,可放出的热量Q=qm=3×107J/kg×0.001kg=3×104J
因为Q木=m木q木、Q氢=m氢q氢;又因为Q氢=Q木,则 = = =
(2)①因实验为了探究燃料燃烧时放出热量的多少是否与燃料的种类有关,则在实验时所选用的燃料种类应不同,质量应相同。
②若燃烧放出的热量用水吸收,则实验中,水的质量要相等。
③通过比较水温升高的多少,可以得出燃料燃烧放出的热量与燃料的种类有关。
【分析】(1)根据燃料的质量和热值的乘积计算热量;根据热量相同时,热值的比值计算燃料质量的比;
(2)探究不同燃料的热值时选择相同质量的不同燃料;通过比较物体吸收热量后温度的变化,判断热值的大小。
8.【答案】(1)机械能转化为内能;做功;甲
(2)减少;减少;增大
【解析】【解答】(1) 火柴头在火柴盒上划过就能点燃,其中的能量转化是机械能转化为内能,这是通过做功的方式实现的;
甲图两个气门关闭,活塞向上运动为压缩冲程,将机械能转化为内能,乙图进气门关闭,排气门打开,活塞向下运动为排气冲程,丙图两个气门关闭,火花塞点火,活塞向下运动为做功冲程,将内能转化为机械能,丁图进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动为吸气冲程,所以该过程的能量转化与图所示的汽油机四个冲程中的甲冲程相似。
(2)由图可知,甲汽油机尾气带走的能量为37%,乙汽油机尾气带走的能量为29%,所以若将甲汽油机更换成乙汽油机,尾气带走的能量比例减少;
甲汽油机散热损失的能量为23%,乙汽油机散热损失的能量为19%,所以若将甲汽油机更换成乙汽油机,散热损失的能量减小;
甲汽油机的机械效率为30%,乙汽油机的机械效率为43%,所以若将甲汽油机更换成乙汽油机,机械效率将增大。
【分析】(1)做功可以改变物体的内能,
通过观察汽油机气门的开闭情况和活塞的运动情况来确定汽油机正处于哪个冲程;
压缩冲程:机械能转化为内能,做功冲程:内能转化为机械能;
(2)对比甲乙汽油机的能量流向及比例答题。
9.【答案】(1)相同
(2)先下后上
(3)酒精
(4)偏小;酒精燃烧给水加热时,有热损失,水吸收的热量小于燃料放出的总热量,根据水吸收的热量,计算出燃料的热值,要比燃料实际的热值偏小。
【解析】【解答】比较不同燃料的热值时,
(1)比较不同燃料的热值时,需要比较燃烧时放出的热量,消耗酒精与碎纸片质量相等,加热质量与初温相等的水;
(2)实验中,燃料燃烧时,利用外焰加热,按照先下后上的顺序组装器材。
(3)消耗相同燃料,甲装置中温度计示数上升较多,水吸收的热量多,则酒精放出的热量较多,根据Q=mq,酒精的热值大。
(4)酒精燃烧给水加热时,有热损失,水吸收的热量小于燃料放出的总热量,根据水吸收的热量,计算出燃料的热值,要比燃料实际的热值偏小。
【分析】(1)探究不同燃料的热值时,消耗相同质量的不同燃料,加热相同质量的水;
(2)组装器材时,从下向上;
(3)消耗相同的燃料,水吸收热量越多,温度差越大,燃料放出的热量多,热值大;
(4)燃料放出的热量有热损失,比水吸收的热量大,利用水吸收的热量计算的热值偏小。
(1)比较不同燃料燃烧时放出的热量,实验中控制酒精与碎纸片质量相等,烧杯中水的质量与初温相等。
(2)实验中为了使燃料燃烧时外焰加热,按照先下后上的顺序。
(3)当两种燃料均燃尽后,甲装置中温度计示数上升较多,说明酒精放出的热量较多,在燃料的质量相同的情况下,根据Q=mq可知,酒精的热值大。
(4)[1][2]由于给水加热时有热损失,因此根据公式计算出水吸收的热量要比燃料完全燃烧放出的热量小,利用这个热量计算出燃料的热值,要比课本中给出的燃料热值偏小。
10.【答案】(1)B
(2)天平;确保两烧杯中水的质量相等;确保煤油和菜籽油的质量相等
(3)升高的温度
【解析】【解答】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,并且不要碰到烧杯壁和烧杯底;(2)要比较酒精和菜籽油的热值,需要燃烧相同质量的酒精和菜籽油,需要用天平来测量;此实验中使用天平的目的是:①确保两烧杯中水的质量相等;②确保煤油和菜籽油质量相等;(3)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;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系。
故答案为:(1)B;(2)天平;①确保两烧杯中水的质量相等;②确保煤油和菜籽油的质量相等;(3)升高的温度。
【分析】(1)利用酒精灯加热时,为了酒精灯的合理使用,组装器材从下到上;
(2)探究燃料的热值时,需要测量质量相同的燃料,加热质量相同的液体,需要天平测量质量;
(3)加热时间长短表示吸收热量的多少。
11.【答案】(1)质量
(2)燃料燃尽;汽油
(3)燃料燃烧放出的热量会有部分散失,所以不能被水全部吸收,所以利用这个热量计算出汽油的热值偏小。
【解析】【解答】(1)由控制变量法可知,若要探究比较酒精和汽油热值的大小,要取质量相同的酒精和汽油进行实验。
(2)当燃料燃尽时,乙装置中水温较高,由Q吸=cmΔt可知,乙装置的水吸收热量较多,则汽油完全燃烧放出的热量较多,由Q放=qm可知,汽油的热值较高。
(3)燃料燃烧放出的热量会有部分散失,所以不能被水全部吸收,所以利用这个热量计算出汽油的热值偏小。
【分析】(1)要探究比较酒精和汽油热值的大小,要取质量相同的酒精和汽油进行实验;
(2)根据Q放=qm,比较热值的大小;
(3)燃料燃烧放出的热量会有部分散失,计算出汽油的热值偏小。
12.【答案】(1)天平
(2)升高的温度
(3)1.05×107;酒精没有完全燃烧(或酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收)。
【解析】【解答】解:(1)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,除图中所示的器材外,实验还需要的测量器材是:天平;(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;所以可以通过温度计示数的变化(水升高的温度)来比较燃料热值的大小关系。(3)水的质量m=300g=0.3kg,
水吸收的热量:Q吸=cm水△t=4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×50℃=6.3×104J;
酒精的质量m酒精=6g=0.006kg,
若酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等,则Q放=Q吸=6.3×104J;
酒精的热值:q酒精= = =1.05×107J/kg;
计算得到的酒精的热值比酒精的实际热值q酒精=3.0×107J/kg小得多,原因是:酒精燃烧时不一定完全燃烧,酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等。
故答案为:(1)天平;(2)升高的温度;(3)1.05×107;酒精没有完全燃烧(或酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收)。
【分析】(1)探究热值大小的实验,涉及到控制变量法(控制两燃料的质量相同、两杯水的质量相同),据此可知需要的仪器.
(2)通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小,是转换法的应用.
(3)利用吸热公式Q吸=cm△t求出水吸收的热量,根据Q放=mq求出酒精热值;酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收都会造成酒精完全燃烧释放的热量大于水吸收的热量.
13.【答案】(1)由下往上
(2)水的质量
(3)煤油
(4)偏小 ; 燃料不能完全燃烧,且燃烧产生的热量不能完全被水吸收
【解析】【解答】(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,即按由下往上的顺序组装器材;
(2)为了保证实验的可靠性,需要控制水的质量、水的初温及加热时间相同;
(3)甲、乙两个装置中,水的质量和初温相同,由Qcm△t 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Qqm知,水温上升高的,对应的燃料的热值较大,即煤油燃烧产生的热量多,所以其热值大;
(4)因为燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收,存在热量损失,所以直接计算的出的热值比实际值要小 .
故答案为:(1)由下往上;(2)水的质量;(3)煤油;(4)偏小 ; 燃料不能完全燃烧,且燃烧产生的热量不能完全被水吸收 .
【分析】(1)为了利用酒精灯的外焰加热,安装器材时需要先确定酒精灯的位置,再确定铁圈的位置;
(2)实验通过水吸收的热量,来探究煤油和菜籽油热值的大小关系,由Q =cm△t 可知,必须要控制水的质量、水的初温及加热时间相同;
(3)燃料燃烧放出的热量等于水吸收的热量,通过Q吸 = cm△t 和Q放=qm分析两种燃料热值的大小;
(4) 实验中,由于燃料不能完全燃烧,且燃烧产生的热量不能完全被水吸收,所测热值有偏差,通过Q吸 = cm△t 和Q放=qm分析热值的偏差 .
14.【答案】(1)乙;液体升高的温度;丙;加热时间
(2)小于;b
(3)b
(4)
(5)4.2×106J/kg;偏小
【解析】【解答】(1)①比较不同燃料的热值时,应该控制加热液体相同,只改变燃料种类,故选甲和乙,通过观察液体升高的温度比较两种燃料的热值大小;
②比较不同物质的比热容,应控制燃料种类相同,只改变液体的种类,故选甲和丙,实验通过加热时间反映物质吸热多少。
(2)选用图中合适装置加热相同一段时间后吸收相同的热量,液体a升温多,根据Q=cm△t可知,a的比热容小于b的比热容。根据Q=cm△t可知,质量相同的液体a和b,升高相同的温度时,b的比热容大,则b吸收的热量多。
(3)根据丁图可知,当加热相同的时间时,a的水温大于b的水温,即燃料a放出的热量大于b放出的热量。根据Q=qm可知,a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,
由图像可知,燃料1用5min让水从20℃升高到100℃,则水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt1,
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:Q吸总=2Q吸=2c水m水Δt1,
不考虑热损失,则燃料1放出的热量Q放1=mq1=2c水m水Δt1=2c水m水×80℃=c水m水×160℃①;
对于燃料2来说,燃料2用15min让水从20℃升高到80℃,则燃料2放出的热量Q放2=mq2=c水m水Δt2=c水m水×60℃②;
联立①②,解得两种燃料热值之比为::
(5)500mL水的质量为:m水=ρ水V水=1×103kg/m3×500×10-6m3=0.5kg;
水吸收的热量:Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg ℃)×0.5kg×20℃=4.2×104J;
根据题意可知,Q吸=Q放,
则酒精的热值为:;
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。
【分析】(1)①在烧杯内装入同一种液体,借助液体温度的升高量比较燃料放出热量的多少,然后选择不同燃料加热,根据燃烧质量的多少比较热值大小;
②用同一种燃料对不同液体加热,借助燃料燃烧的质量大小确定液体吸收热量多少,根据液体温度的变化量确定比热容大小。
(2)根据Q=cm△t分析解答;
(3)从图丁中找到液体升高温度的大小关系,根据Q=cm△t比较热量大小,再根据Q=qm比较热值大小;
(4)根据图戊确定热量之比和升高温度之比,然后根据Q=cm△t计算燃料的热值之比;
(5)根据Q=cm△t计算酒精放出的热量,再根据Q=qm计算酒精的热值。注意加热过程中热量的散失对热值测量的影响。
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