初中物理内能实验题

热机发明后，一直在持续的改进和发展中。

材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车（图甲），传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧（图乙），热效率为 $5\%~8\%$之间。

材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机（内燃指燃料在气缸内燃烧）的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。

材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到 $14\%$。

（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由图中的　　冲程实现。

（2）德罗夏提到的内燃方式是基于　　的猜想；

（3）老师在重复演示“做功改变内能”实验（图丙）之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的　　（选填“吸气”“压缩”“做功”或“排气” $)$冲程的原理相似。

用力将端面已锉平的两块铅柱紧压在一起，然后将它们悬挂起来，并在下方挂一重物，发现两铅柱不分开（如图甲）．对此现象，小金有疑惑：两铅柱不分开的原因是大气压力造成还是其他引力造成？于是小金将图甲所示的铅柱与重物固定在一个玻璃钟罩内（如图乙），逐渐抽出钟罩内的空气．

（1）在抽气的过程中钟罩内气体的压强　　（选填“逐渐变小”“一直不变”或“逐渐变大” $)$．

（2）如果在抽气的过程中，钟罩内两铅柱分开了，则　　（选填“能”或“不

能” $)$确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在．

（3）如果在抽成真空时，钟罩内两铅柱也不分开，则　　（选填“能”或“不能” $)$确定图甲所示的两铅柱间有其他引力存在．

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）本实验需要用到天平这一测量工具，目的是　　；

（2）加热 $10\mathit{min}$，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），由图象可知，水的沸点是　　 ${}^{°}\text{C}$，煤油的比热容是　　 $J/\left(\mathit{kg}{·}^{°}\text{C}\right)$【 c 水 = 4 . 2 × 10 3 J / kg ⋅ ∘ C} 】

（4）若本实验共消耗酒精 $20g$，则这些酒精完全燃烧放出的热量是　　 $J$． $\left(q_{酒}=3.0\times {10}^{7}J/\mathit{kg}\right)$

小华同学用温度计测出一部分冰的温度如图甲所示，然后利用图乙所示装置对 $100g$冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态。图丙是他根据记录的数据绘制的温度 $--$时间图象，根据图甲和图丙图象可知：

（1）图甲中温度计的示数为　　 ${}^{°}\text{C}$；

（2）在 $\mathit{BC}$阶段中 $C$点处物质的内能　　 $B$点处物质的内能（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$，理由是　　；

（3）设相同时间内物质吸收的热量相同，则 $\mathit{BC}$阶段物质共吸收了　　 $J$的热量 $[c_{冰}=2.1\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)$， $c_{水}=4.2\times {10}^{3}J/\left(\mathit{kg}{\cdot }^{\circ }\text{C}}\right)]$；

（4）由丙图可以看出 $\mathit{AB}$、 $\mathit{CD}$段升高的温度相同，但 $\mathit{CD}$段加热的时间长，其原因是　　。

在实验课上，为比较不同物质吸热的情况，各实验小组用如图所示的实验装置完成实验。（实验过程中水和食用油的温度均未达到沸点）

（1）小明设计的实验表格如下，在表格中横线处补全缺少的项目。

物质	质量 $/\mathit{kg}$	初始温度 ${/}^{°}\text{C}$		升高的温度 ${/}^{°}\text{C}$	加热时间 $/\mathit{min}$
水
食用油

（2）为了测量水和食用油的质量，小明先将天平放在　      　桌面上，再用调好的天平测出质量相等的水和食用油。

（3）在实验中，小明选用了相同的电加热器。加热时间越长，物质吸收的热量越　     　。

（4）小明通过实验发现在加热时间相同时，食用油的温度变化较大。根据这个现象可知：水和食用油相比较，　        　的吸热能力强。

（5）小明看到另一组同学在加热时间相同时，质量相等的水和食用油相比，水温始终比油温升得快。由此可判断出，放入水中的电加热器实际功率　        　（选填“大”或“小”）。

在“比较不同液体的吸热能力”实验中：

（1）除了图中所示器材，还需要的测量仪器有天平和　    　。

（2）在甲装置中，分别给初温相同且　       　相等的水和食用油加热。

（3）在甲装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同时间，其目的是为了保证两种液体　      　相同。

（4）在甲装置中，两种液体升高相同的温度，给　         　加热时间更长。

（5）乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，灯中煤油和酒精的质量相等，进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验，假设6分钟两种燃料全部烧完，实验数据如表：

加热时间 $/\mathit{min}$	0	1	2	3	4	5	6
$A$杯水温 ${/}^{°}\text{C}$	25	27	29	32	34	36	38
$B$杯水温 ${/}^{°}\text{C}$	25	26	27	28	29	30	31

分析数据可知：热值较大的是　       　。

（6）通过实验数据直接计算出燃料的热值将　       　（选填“偏大”或“偏小”）。

在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。

（1）将适量碎冰放入试管中，利用水给冰加热，目的是　                 　。

（2）某时刻观察到温度计的示数如图甲所示，为　      　℃。

（3）图乙是根据所测数据绘制成的图像。由图像可知，冰的熔化特点是：持续吸热、　        　；AB和CD两段图像的倾斜程度不同，原因是　                　。

（4）若不计热量损失，物质在AB和BC两段吸收的热量分别为Q₁和Q₂，则Q₁：Q₂＝　       　。

为了比较甲、乙两种液体的吸热能力，做了如图所示的实验：在相同的烧杯中，分别装入初温和质量相同的两种液体，用两个相同的电加热器加热，实验数据记录如下表：

物质种类	质量/g	温度升高10℃所需时间/s	温度升高20℃所需时间/s	温度升高30℃ 所需时间/s
甲	200	110	225	342
乙	200	85	179	270

（1）选用相同电加热器的目的是使两种液体在相同时间内　                  　。（不计热量损失）

（2）加热过程中，某一时刻温度计的示数是　    　℃。

（3）分析上表中的实验数据可得　    　液体的吸热能力强。

（4）停止加热后，　 　液体温度下降得快。

在“比较不同物质吸热情况”的实验中，实验装置如图所示：

（1）该实验除了图中的实验器材外，还需要用到的实验器材有：秒表和　     　。

（2）实验中应选用规格　     　（选填“相同”或“不同”）的电加热器分别给初温相同且　          　（选填“质量”或“体积”）的甲、乙两种液体加热，并记录实验数据。

加热时间/min	0	1	2	3	4
甲的温度/℃	20	27	34	41	48
乙的温度/℃	20	35	50	65	80

（3）分析实验数据可知，此实验是通过比较　        　（选填“加热时间”或“温度变化”）来判断吸热能力强弱的，所以　      　（选填“甲”或“乙”）液体吸热本领强。

（4）该实验用到的研究方法有：转换法和　            　。

现代人的生活节奏越来越快，常用电压力锅煮食物，又快又省电，如图是电压力锅和它的工作电路图。其正常工作时电压为U＝220V，加热时只有R₁工作，保温时只有R₂工作。保温时的额定功率为40W，R₁＝48.4Ω，S₁为压力开关，当压强达到设定值时S₁会自动断开S₂为限时开关，可以设定保温时间。（当S₁闭合时，S₂断开。当S₁断开后，S₂可限时闭合或断开）求：

（1）当锅内气压为150kPa时，锅内气体对锅盖（假设受力面积为400cm²）的压力。

（2）保温电阻R₂的阻值。

（3）现用电压力锅煮食物，锅内的水和食物总质量是1.5kg，初温是30℃，加热到110℃时食物煮好，所用时间是5min，已知水和食物混合物的比热容c＝2.0×10³J/（kg•℃），则此次电压力锅煮食物的效率是多少？

小红所在的实验小组，用如图甲、乙所示的装置探究比较“不同液体的吸热能力”。在两个相同烧杯中分别加入初温、质量均相同的水和食用油，用相同的电加热器加热直到它们各自沸腾（水的沸点为100℃，食用油的沸点为180℃）。

（1）在选择温度计时，有规格为“﹣2～102℃“和“0～200℃”的两种温度计，应选择量程为　       　的温度计，这样选择的原因是　                             　。

（2）实验中液体吸收的热量是由　           　（填“加热时间的长短”或“液体的种类”）来决定的。

（3）实验记录的数据如下表所示，分析实验数据可知　     　（填“液体1”或“液体2”）是水。

加热时间/min	0	1	2	3	4	5
液体1的温度/℃	20	26	32	38	44	50
液体2的温度/℃	20	24	28	32	36	40

（4）用图丙的装置也可以完成本实验，在图甲、乙和图丙两种装置中，你认为图　　（填“甲、乙”或“丙”）装置的效果更好，原因是　                                   　。

图甲是探究海波熔化时温度变化规律的实验装置，图乙是根据实验数据绘制的图象。

（1）由图乙可知，海波的熔化过程经历了　    　min，图中B点的内能　   　（填“大于”“小于”或“等于”）C点的内能，”），第9min海波处于　     　（填“固态”“液态”或“固液共存态”），海波是　     　（填“晶体”或“非晶体）。

（2）海波全部熔化后撤掉酒精灯探究海波凝固时温度的变化规律。待温度计示数达到48℃后，经过较长时间凝固过程也没有结束，这是由于水的　    　较大，放热本领强，水温下降较慢造成的。撤掉水杯后，很快完成了实验，并根据实验数据绘制了图丙的图象，由此得出海波液体凝固过程中温度　    　（填“上升”“下降”或“不变”）。

一个烈日炎炎的中午，乐乐和聪聪在海边发现海水比沙滩上的沙子凉得多，于是想探究海水和沙子吸热情况有什么不同。

乐乐的方案是：用相同规格的电加热器分别给100g沙子和100g海水加热相同时间，比较沙子和海水升高的温度。

聪聪认为该方案应该改进，设计了新的实验方案：用50g海水和50g沙子的混合物代替乐乐方案中的100g沙子，用相同规格的电加热器分别为100g混合物和100g海水加热，使它们升高相同的温度，比较加热的时间。

（1）老师认为聪聪的想法更合理，因为沙子是固体颗粒状，加热时不容易　                       　；

（2）实验中选择相同规格的电加热器加热是为了使被加热的物体　                               　；

（3）他俩选择了聪聪的方案进行实验，那么如果从实验中发现　                  　，就可以初步判断海水的吸热能力比沙子强；

（4）物质的这种性质用比热容表示，水的比热容较大，在生活中有很多应用，请举出一例：　                                              　。

在“探究﹣物质的比热容”实验中，取两个相同的烧杯，分别装有　     　（选填“质量”或“体积”）相等的水和煤油，用规格相同的两个电热器给它们加热相同的时间，通过比较它们　                        　，得出实验结论。实验中，选用相同电热器，加热相同的时间的目的是　                                        　。

室内空气干燥时，可用加湿器给空气加湿，如图甲示数是某型号电热加湿器，简化电路图如图乙，部分技术参数如下表，加湿器的发热电阻（虚线框内的部分）浸没在水中，水箱中的水沸腾后，即可喷出蒸汽，增加空气湿度，移动R的滑片P可调节气雾量大小。

额定电压	200V
最大气雾功率	100W
最小气雾功率	22W
水箱容积	30L
适用面积	20﹣40m^2

（1）当R的滑片P在最左端时，加湿器以最大气雾功率正常工作，求R₀的电阻值。

（2）当R的滑片P在最右端时，加湿器以最小气雾功率正常工作，求R的最大阻值。

（3）已知水箱内加入初温为15℃，质量为0.1kg的纯净水，加湿器正常工作了7分钟，水刚好沸腾产生蒸汽，求此过程中加湿器的功率[水的比热容为c＝4.2×10³J（kg•℃），环境为标准大气压，不计热量损失]