2022-2023学年人教版物理九年级全一册同步讲义第十三章 内能(实验专题复习)(含答案详解).pdf
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1、人教版九年级物理同步教辅之知.讲.练第十三章 内能知 讲 练实验专题复习(含 答 案 详 解)【核心知识梳理】在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时:1.控制变量法:要控制相同的物理量:相同的加热器、相同的容器、被加热物质的质量、初温等。2.转化法:物质吸收热量的多少通过加热时间的长短反应。3 .比较不同物质吸热能力的方法有:被加热物质的质量相同,加热使被加热物质升高相同的温度(温度计示数的变化量相同),比较被加热物质吸收热量的多少(加热时间的长短);加热使被加热物质的质量相同吸收相同的热量(加热相同时间),比较升高温度的多少(温度计示数的变化量)。4 .实验装置的组装顺序:从下到上。5 .需
2、要用到的测量仪器:温度计:测量被加热物质的温度;托盘天平:测量被加热物质的质量;钟表:测量加热时间。【典型例题选讲】【例题一】同学们用如图甲所示实验装置做“探究不同物质吸热升温的现象 的实验,向两个相同的烧杯内分别装入A、B两种不同的液体,用相同的装置加热。(1)安装实验装置时应按(从下到上/从上到下)的顺序进行,其中玻璃棒的作用是;(2)实验中应取 (质量/体积)相同的A、B两种液体。液体吸收热量的多少可通过(液体升高的温度/加热时间)进行比较;(3)根据实验数据绘制的温度与时间关系图像如图乙所示,分析图象可知:升高相同的温度,A液体吸收的热量 (/=/)B液体吸收的热量,由此可知,两种液体
3、中 (A/B)液体更适合做冷却剂;(4)表格中给出了四种液体的比热容若A、B选自这四种液体,请结合图像推断A、B液体分别为液体比热容/J/(k g,C)水4.2x 103大豆油2.4 x 103煤油2.1X 103富麻油1.8 X 103【答案】从 下 到 上 搅 拌 使 液 体 受 热 均 匀 质 量 加 热 时 间 O Vx-B两种液体的比热容之比为4:7,由表格数据知大豆油和水的比热容之比=1所以A B液体分别为大豆油 水。%4.2 x 1 0 J/(k g-C)7【例题二】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。水(1)本实验需要用到天平这一测量工具,
4、目的是(2)加 热l O m in,水吸收的热量 (选填“大于”、小于”或 等于”)煤油吸收的热量;(3)实验中,是通过比较 来间接反映水和煤油吸收热量的多少;(4)根据实验数据小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像(如图乙);分析图象可知,水和煤油吸收相同热量时,温 度 升 高 较 多 的 是;若使两者升高相同的温度,则 吸收的热量较多;若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却剂,冷却效果更好。若水的比热容为4.2 x l()3 j/(k gJ C),由图像可知,煤油的比热容是 J/(k g-)o【答案】控 制 水 和 煤 油 的 质 量 相 同 等 于 加 热 时 间 煤 油 水
5、 水 2.1 x 1 0 3【详解】(1)1 根据比较不同物质吸热能力的两种方法,要控制水和煤油的质量相同,故实验需要用测量质量的工具为天平,称量相同质量的水和煤油。(2)2 实验中,我们使用相同的酒精灯,相同时间放出的热量相同,所以加热相同的l O m in时间,水吸收的热量等于煤油吸收的热量。(3)3 实验中所用热源相同,在相同时间内放出的热量相同,则吸收的水和煤油吸收的热量也相同,则加热时间越长,水和煤油吸收的热量也越多,所以通过加热时间的长短来比较两种液体吸收热量的多少。(4)4 分析图象可知,水和煤油加热相同时间,水和煤油吸收相同热量时,煤油温度升高较多。5 6 若使两者升高相同的温
6、度,若升高相同的温度A/=r-r o=9 8 r-6 8=3 O 水加热2 0分钟,煤油加热1 0分钟,水用的时间是煤油的2倍,即水吸收的热量是煤油的2倍,则水吸收的热量较多,根据比较吸热能力的方法,水的比热容大,根据。折。加知,质量相同的这两种液体升高相同的温度,水吸热多,故选择一种作为汽车发动机的冷却剂,水冷却效果更好。根据Q折切?加,在质量、升温相同的情况下,。与比热容成正比,故煤油的比热容是c=g x 4.2 x 1 03J/(k g.)=2.1 x 1 03J/(k g-)【学科核心素养训 练】1.如图所示,在做“比较不同物质的吸热能力”的实验时,小涛同学所在的实验小组使用了如图甲、
7、乙所示的实验装置。(1)在设计实验方案时,他们列出了以下几条内容,你认为 其 中 多 余 的 一 条 是;A.使用酒精灯的火焰基本相同 B.酒精灯的形状和大小完全相同C.水和另一种液体的质量相同 D.盛水和另-种液体的烧杯相同(2)该小组同学用图甲、乙的装置进行实验时,除天平外,还缺少的一种测量仪器是(3)该小组同学在老师指导下进行实验,收集的实验数据记录如图表:物质质量m/s初温t/加热时间 mi n末温t/水502 0845另一种液体502 0545实验中,该小组同学是用 来间接反映物质吸热的多少;通过分析表中数据可知,质量相同的水和另一种液体,升高相同的温度,吸收热量多的是的吸热能力较强
8、(选填 水 或“另一种液体”),物理学上,用 这个物理量来描述物质的吸热能力;(4)另一实验小组的同学用两个相同的电热器给质量同为2 k g 的物质甲和水加热,它们的温度随时间的变化关系如图丙所示,据此可判断加热lO mi n,吸 收 的 热 量 为,甲的比热容为 J/(k g-)c求=4.2 x l()3j/(k g.o c)2.利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:(1)在两烧杯中分别装入初温和 相同的沙子和水。(2)用完全相同的酒精灯加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,并根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像如图乙所示。根据图像可知,
9、加热相同时间,升温较快的是(水/沙子/一样快),吸 收 的 热 量 较 多 的 是 (水/沙子/一样多)。(3)进一步分析乙图中沙子和水的“温度-时间”图像可得:质量相同的不同物质,一般不同,而质量相同的同种物质则是相同的。所以说比热容是物质的物理属性。(4)请对以上实验装置作出一项改进,你的改进措施是3.为了比较沙子和水的吸热能力,小明进行如下探究。他设计的实验装置如图所示。使用的实验器材有:两个相同的酒精灯,两个相同的易拉罐,温度计,秒表。(体积/质量)相同的水和沙子,所以实验时还需要的器材是(2)在实验时只要控制(加热时间/温度变化,下同)相同就可以确定水和沙子吸收了相同的热量;加热完成
10、后只要比较他们的 多少就可以比较出沙子和水吸热能力差异;(3)小明发现,刚开始实验时水的温度上升得比沙子快,一旁巡视的老师指出他的操作有误,你认为他的错误是。(4)进行正确操作后,小明发现沙子温度升高的比水多,则 吸 热 能 力 较 强 的 是;如果要使水和沙子升高的温度相同,就要给 加热更长的时间。4.去年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,他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大实验数据记录如下:质量m/g升高的温度加热的时间S沙子5 02 01 2 0水5 02 02 0 0(1)此 实 验 中 把 沙 子
11、或 者 水 吸 收 热 量 的 多 少 转 换 为 (“升高温度的多少 或 加热时间的长短”);(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;申乙(3)粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯,发现烧杯中的水己经沸腾,此时温度计示数如图乙,请读出 此 时 水 的 温 度 是;(4)由(3)小题可知当地气压_ (选填“大于”“等于”或“小于”)标准大气压。5.探究“水和沙子的吸热能力”的实验装置如图所示。(1)在安装实验装置时应先固定(选填 A”或 B”);A.石 棉 网 B.温度计(2)实验时,在两个相同的烧杯中
12、分别装入质量、初温相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下:质量机温度升高1 0 所需要的时间ti/s温度升高2 0 所需要的时间t2/s温度升高3 0 所需要的时间t3/s沙子3 06 48 91 2 4水3 09 61 6 32 2 0(3)分析表中的实验数据可知:本次实验中通过观察水和沙子升高相同的温度 来比较水和沙子吸热能力的大小;水和沙子升高相同温度时,水吸收的热量 (选填“大于”、“小于”或“等于“)沙子吸收的热量;(4)实验中有些同学发现,刚开始加热时,水升温比沙子快然后恢复正常,你认为可能的原因是 (选填序号)。A.沙子比热容小B.水比热容大C.沙子导热性能
13、差,受热不均匀D.水中的温度计碰到烧杯的底部6.在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中(1)在 两 个 完 全 相 同 的 烧 杯 中 分 别 装 入、初温都相同的水和煤油(选填“质量”或 体积”)。(2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油 相同,然后比较 的方法来完成探究实验的。(3)根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图像,如图所示,则的吸热能力更强,因此“暖手宝”中 装 的 储 热 液 具 有 的 比 热 容。(选填:“较大”或“较小”)(4)已知水的比热容为4.2 x l O 3 j/(kg-c),由图像可得煤油的比热容为 J/(
14、k g-C)7 .(1)为比较水和煤油的吸热能力,小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。的烧杯中应加入初温相同、相同的水和煤油,实验选用相同电加热器的目的是使水和煤油在相等的时间内。根据图甲可判断出b 物质是(选填 水 或 煤油),水和煤油温度随时间变化如图乙所示,根据图乙 可 判 断 出 水 的 吸 热 能 力 较 (选填“强 或 弱(2)小明比较完水和煤油的吸热能力后,想要比较煤油和酒精的热值,设计了如上图丙所示的实验,用两个相同的烧杯装相等质量的水,取质量(选填“相等”或 不相等”)的煤油和酒精,分别放入两个燃烧皿中,点燃分别给烧杯加热,直到煤油和酒精片完全燃烧完,通 过 比 较 (
15、选填“加热时间”或“液体升高的温度“)来确定煤油和酒精热值的大小。8 .为了比较水和沙子吸热的规律,某小组做了如图所示的实验:在两个相同的烧杯中,分别装有质量、初温都相同的水和沙子,用两个相同的酒精灯对其加热,实验数据记录如下表:质量/g升 温 10 所需时间/s升温20 所需时间/s升温3 0 所需时间/s沙子3 06 49 2124水3 09 216 3220 在此实验中用表示水和沙子吸热的多少:i攫(2)分析表中的实验数据可知:当物体温度变化量和 相同时,水吸收的热量(选填“大于”或“小于”或“等于“)沙子吸收的热量;(3)请你写出比较水和沙子吸热能力的另外一种方法:。9 .物理兴趣小组
16、对热现象的有关实验进行如如下探究:在两个同样的烧杯中分别装等质量的水和煤油,用同样的热源分别对它们加热,实验装置如图甲、乙所示。验器材时,应 按 照(选 填“自上而下 成 自下而上”)的顺序进行;(2)小亮用甲装置探究“水沸腾时温度变化的特点”。为适当缩短实验时间。小亮同学在烧杯中倒入一些热水,温度计示数如图丁所示,温度计读数为 r;(3)图戊是小亮在实验中观察到的情景,其中图_ _ _ _ _ 是水沸腾时的现象(选域“a或 )水沸腾时,瓶口不断冒出“白气”,该 现 象 的 物 态 变 化 名 称 是;(4)为比较不同物质吸热的情况,小强用如图甲、乙所示的实验装置完成实验。根据实验数据,小强作
17、出了如图丙所示的水和煤油的温度随加热时间变化的图象,由图丙可知,的吸热能力强;(5)小强在完成实验整理器材时不小心将酒精灯打翻了,一部分酒精泼洒在桌子上,灯内剩下酒精的热值(选填”变大”、变小”或“不变”),很快同学们闻到了酒精气味,这是 现象。10.将装有热奶的奶瓶放入水中冷却,如图甲所示;根据测得的数据,作出热奶和水的温度随时间的变化(1)表 示 热 奶 的 温 度 随 时 间 变 化 的 曲 线 是 图 乙 中 的 (选填A”或B”)。(2)水的初温是;末温是(3)热奶和水会发生热传递,是因为它们具有不同的 (4)根据图乙中A、B 图像 (填“能”或“不能”)得 出:水的比热容比热奶的比
18、热容大,其原因是:11.在研究物质吸放热规律的实验中,实验小组的同学选用了水和煤油两种物质,用图所示的装置进行实验。用相同的电热器加热,在相同时间内放出的热量相同(假设为Q),让加热时间相同,下表是小组实验记录的数据。/搅 拌 第 搅拌器物质实验次数液体质量/g升高的温度/加热时间/S水15 091 021 0 051 0煤油35 01 91 041 0 01 01 0(1)对比分析实验1、3两次或2、4两次的实验数据,其特点是:相同的水和煤油,吸收 的热量,煤油升高的温度大约是水升高温度的 倍;我们(选填“可以”或“不可以”)认为5 0 g 的水比1 0 0 g 的水吸热能力小,5 0 g
19、的煤油比1 0 0 g 的煤油吸热能力小。我们应该选择 和 都相同的情况下,比较吸收热量的多少,才可以衡量物质吸热能力的大小;(3)计算表格中4组数据所吸收的热量与其升高的温度和质量的比值即工发现对于同种物质,这个比值是 的;不同物质,这个比值是 的。物理学中把这个比值叫做 o1 2 .小明用相同的酒精灯分别给煤油和水加热(如图甲),以探究水和煤油的吸热能力。(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是;(2)加 热 l O m i n,水吸收的热量_ _ _ _ _ (填“大于”、“小于”或“等于“)煤油吸收的热量:(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象(如图乙),
20、由图象可知,水的沸点是,煤油的比热容是 J/(k g-O o 水的比热容为4.2 x 1 0 3(k g.C)1 3 .在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中,实验装置如图所示.(1)实验中应称取质量相等的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中;选用相同电加热器加热液体目的是.(2)当它们吸收相同热量时,通过比较 判断吸热能力的强弱.(3)通过实验记录数据如表格所示,分析实验数据可知物质 的吸热能力强.(4)另一实验小组用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的A、B两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化的图象如图所示.如果要你从A、B两液体中选择汽车的冷却液,应选择液体 (填“A”或
21、B”).若加热过程中没有热量损失,已知液体A的比热容为2.4 x 1 0 3 j/(k g.。),则液体B的比热容探究物质的吸热能力,通常有两种方案方案一:取相同质量的两种物质,吸收相等的热量,比较温度的变化.方案二:取相同质量的两种物质,升高相同的温度,比较吸收的热量(1)为便于开展实验探究,热源相同时,我们将方案中的“吸收的热量”转换为“加热的时间”,通过加热时间的长短可知吸收热量的多少.实验室温度计就是应用这种转换思想测量温度的:当温度升高或降低时,温度计中的液体便膨胀或收缩,从温度计中的变化便可知温度的变化.(2)下表是小明探究甲、乙两种液体的吸热能力时记录的实验数据.液体名称液体质量
22、m/g液体初温t!;C液体末温t2rc加热时间r/min液体吸热情况“豕 或“少,甲1030406多乙1030403少 分 析 表 中 信 息,小 明 采 用 的 是(选 填“方案一 或 方案二”);分析表中数据,可得出的结论如果甲、乙两种液体都可作为发动机冷却液,从物质吸热能力角度考虑,应选 液体作发动机冷却液1 5.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置,用同一套装置,先后加热并不断搅拌质量相等的煤油和水.(1)要完成该探究实验,除了图中所示的器材外,还需要的测量工具有天平和(2)小明设计的记录数据的表格如表,分析表格可知:他是用 相同比较 的方法来完成探究实验的.加热时间t/
23、min00.51.01.52温度T/煤油水(3)如图乙是实验得出两种液体的温度随着时间变化的图象,由图象可以看出,的温度升高的较慢,的比热容较大.(4)实验结束后,小明查表知道水的比热容为4.2x103J/(kg.),则 500 g 水温度升高20 吸收的热量是 J;若这些热量由酒精燃烧获得.且效率为7 0%,则至少要消耗 g 酒精.(酒精的热值为 3.0 xl()7j/kg)1 6.为了比较水和煤油的比热容,小明在家里做了下面的实验:在两个相同的塑料瓶内分别放入质量相同、初温都是室温的水和煤油.在瓶口扎上气球,将它们一同浸入热水中,如图所示.(1)观察到的现象是瓶口的气球膨胀得大些.(2)气
24、球膨胀的大小决定于水和煤油的(3)要使两球膨胀的大小相同,应对 加热的时间长些.(4)此实验表明 比 的比热容大些.17 .小明同学想测量家中色拉油的比热容.设计了如下的方案:技璃棒色拉油在两个相同的易拉罐中分别装入2 0 0 g 水和2 0 0 g 色拉油,测得它们的温度均为2 0;按如图所示的装置,将器材装配好;用酒精灯给水加热4 nli n,测得其温度为3 2;用同样的方法给色拉油加热4 m i n,测其温度4 8;整理器材,并计算色拉油的比热容.请替小华完成计算过程:(1)加热4 m i n,水吸收到的热量是。次=J;(已知:c*=4.2 x l O3J/(k g )(2)色拉油吸收的
25、热量等于水吸收的热量,即。幼泌=Q杷(3)计算出色拉油的比热容为口掰尸 J/(k g-);(4)除了这种方案,你还有其他的方案吗?请简单说明你的方案:.18 .为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力,用酒精灯均匀加热0.4 k g 该种固体,根据实验数据绘制出的图象如图所示.通过查阅资料已知该物质液态(B C 阶段)时的比热容为3X 10 3J/(k g ).(1)由图象可看出该物质是(选填“晶体”或“非晶体”);该物质在B点时的内能(选填“大于”、“小于”或“等于”)在A点时的内能;(2)该物质从第6min到第lOmin共吸收 J热量,该物质在固态(OA阶段)时的比热容为 J/(kg);(3
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