期末专题二与内能和内能的利用实验探究题精做（原卷版）

期末专题二与内能和内能的利用实验探究题精做知识点1：气体、液体、固体的扩散物态气体液体固体实验图示实验操作下面瓶子内装有红棕色的二氧化氮气体，上面瓶子装有空气，撤去中间玻璃板在量筒内装有一半清水，用细管在水的下面注入蓝色硫酸铜溶液，静置30天把磨得很光的铅片和金片紧压在一起，室温下放置五年实验现象一段时间后，上面瓶子内呈现红棕色，下面瓶子内颜色变浅，上下颜色均匀量筒内液体上半部分变蓝，下半部分颜色变浅，上下颜色趋于均匀将它们切开，发现它们互相渗入约1mm深实验分析下面瓶子内的二氧化氮进入上面瓶子，上面瓶子内的空气进入下面瓶子上半部分的清水进入下半部分的硫酸铜溶液中，下半部分的硫酸铜溶液进入上半部分的清水中铅进入了金片，同时金也进入了铅片实验结论①气体、液体、固体在相互接触时，均能彼此进入对方，一切物质的分子都在不停地做无规则运动②组成物质的分子之间有间隙③在条件相同的情况下，气体扩散最快，液体次之，固体最慢知识点2：扩散与温度的关系实验操作实验现象实验结论用滴管同指在盛有冷水和热水的烧杯中各滴人一滴墨水墨水在热水中扩散得快温度越高，分子热运动越剧烈，扩散得也越快知识点3：比较不同物体的吸放热能力（或不同物质的比热容大小）★：在相同时间内，使不同物体吸收相同的热量。★2.实验的控制的相同量：物体的质量，初温，热源，实验装置★3.实验的控制的不同量：物体的种类【实验方法】①加热相同的时间（目的是是不同物体吸收相同的热量），比较升高的温度②升高相同的温度，比较加热的时间为了使物质受热均匀，可用玻璃棒或搅拌器对物质进行搅拌。注意不能用温度计代替搅拌器。【实验结论】物质吸热能力的判断：质量相同、升高温度相同时，加热时间越长（吸热越多）的物质的吸热能力越强;质量相同、加热时间相同时，温度升高得越少的物质的吸热能力越强。注意：（1）实验中的吸热物质除食用油、水或煤油等液体外，还可选用固体物质如沙子，但仍要保证所选用的不同物质质量相同。（2）若加热装置选用酒精灯，应调节两只酒精灯的火焰一样大;还要注意使用石棉网，使烧杯受热均匀;组装实验装置时，要根据酒精灯外焰的位置确定石棉网的位置，根据容器内物质的多少确定温度计玻璃泡的位置，所以必须自下而上依次组装实验装置。（3）若对冰进行加热，探究冰在不同状态下吸热升温的性质，可得到冰的吸热能力弱、水的吸热能力强的结论。测量的比热容偏大，原因：①燃料无法完全燃烧②不同物体吸收的热量不等于热源放出的热量，存在热损失。知识点4：探究不同燃料的热值的大小实验目的比较煤油和菜籽油的热值大小实验装置实验操作在两个相同规格的灯壶中分别加入相同质量的煤油和菜籽油;
在两个相同规格的烧杯中加入质量相同、初温相同的水;点燃煤油灯和菜籽油灯;
（4）当烧杯内水的温度升高10℃时，停止加热，然后用天平分别称量两灯的质量实验记录煤油灯的质量大于菜籽油的质量实验分析因为两烧杯内水的质量相同，升高温度相同，所以两杯水吸收的热量相同，即两种燃料放出的热量相同;开始时两灯壶的总质量相等，后来煤油灯的质量大，说明剩余的煤油质量多，燃烧消耗的煤油质量少;根据热值公式可知，煤油的热值大实验结论煤油的热值比菜籽油大∶实验中，用水吸收的热量来表示燃料燃烧放出的热量。控制变量法：实验中，燃料燃烧释放的热量相同，通过比较消耗燃料质量的多少来比较热值的大小。★2.实验的控制的相同量：液体的种类，质量，初温，燃料的种类，实验装置★3.实验的控制的不同量：燃料的质量★4.实验方法：将相等质量的然后全部耗尽，再比较液体升高的温度5.为了使物质受热均匀，可用玻璃棒或搅拌器对物质进行搅拌。注意不能用温度计代替搅拌器。6.测量的热值偏小，原因：①燃料无法完全燃烧②不同物体吸收的热量不等于热源放出的热量，存在热损失。热值偏小的解析：若利用Q吸=cm△t计算出水吸收的热量，并测出煤油灯或者菜籽油灯减少的质量（即消耗燃料的质量），还可根据公式粗略计算出煤油或菜籽油的热值（由于热量损失，计算出的热值偏小）。
与分子热运动相关的实验探究题1．小明用如图1的装置演示气体扩散现象，其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体，另一瓶装有空气。（1）为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是瓶。（填“A”或“B”）（2）根据瓶（填“上”或“下”）内的气体颜色会变红现象可知气体发生了扩散。（3）若实验温度分别为①0℃，②4℃，③20℃，④30℃，则在（选填序号）温度下气体扩散最快，理由是温度越，分子运动越。（4）如图2所示，小明用细线把很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面，记下测力计的读数：再把玻璃板水平接触水面，稍向上拉玻璃板，在玻璃板离开水面之前，弹簧测力计读数（填“变大”、“变小”或“不变”），这个现象说明分子间存在。2．（1）如图所示的装置可用来演示气体扩散现象。其中一瓶装有密度比空气密度大的二氧化氮气体，另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散，装二氧化氮气体的应是（填“上”或“下”）瓶。气体混合均匀后，气体分子（选填“继续”或“停止”）运动。（2）如图所示，在一端开口的玻璃管中倒入一半水，然后再注入一半的酒精，将管口密封后翻转让水和酒精充分混合，可以观察到混合液的体积（选填“大于”“小于”或“等于”）水和酒精的总体积，这现象说明了分子间有。如图B所示，分别在热水和冷水中滴入相同的红墨水，可以看到（选填“冷水”或“热水”）瓶中墨水扩散得快，这说明分子的热运动快慢跟温度有关。3．如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天之后，两种液体混合均匀了；图b：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力；图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积；图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来；图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。（1）图a和图两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子处在，图a为尽快达到实验目的，实验过程中（选填“可以”或“不可以”）搅动量筒里的液体。（2）图b和图两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在。（3）图c实验表明，分子之间存在。（4）图d为尽快达到实验目的，可以用水（选填“冷”或“热”）实验，原因是分子的热运动与有关。4．中国空间站太空授课2022年3月23日下午，“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲，仍是由神舟十三号飞行乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富相互配合进行授课。他们演示了太空“冰雪”实验、液桥演示实验、水油分离实验、太空抛物实验等一系列炫酷又好玩的实验。（1）如图1所示，在天宫课堂“液桥”实验中，两块透明板上的水球接触后合成一个，说明分子间存在；然后将两块透明板分开，中间形成一个长约10cm的液桥，如果这个实验在地面上完成，液桥的最大长度会（选填“变长”、“不变”或“变短”），这是因为受到了影响。（选填“大气压”或“重力”）（2）在太空抛物实验中，冰墩墩充当了回“助教”，它被抛出去之后，并没有像在地面上一样掉落，而是沿着原来抛出的方向近似做运动。（3）如图2所示，王亚平做了一个有关浮力的实验，在太空中，乒乓球并没有像在地面一样浮在水面，而是停留在了水中，说明乒乓球浮力。（选填“受到”或“没有受到”）原因是水处于“失重”状态，对浸入其中的物体没有压强和压力。所以在空间站，如果在装满水的矿泉水瓶底扎一个小孔（瓶盖没盖上），会出现的现象是。5．如图所示的实验，是我们在学习分子动理论时做过的一些实验；图a：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，若干天之后，两种液体混合均匀了；图b：玻璃板的下表面接触水面，发现拉力大于玻璃板的重力；图c：水和酒精充分混合后的总体积小于混合前水和酒精的总体积；图d：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来；图e：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。（1）图a和图d两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：，图a为尽快达到实验目的，实验过程中（选填“可以”或“不可以”）搅动量筒里的液体；（2）图b和图两个实验形成实验现象的原因相同，实验表明：分子之间存在；（3）图c实验表明，。比较不同物体的吸放热能力6．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，应量取（选填“质量”或“体积”）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热。通过（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。（2）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体升高相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是（选填“小明”、“小芳”或“都可行”）。加热时间/min01234甲的温度/℃3034384246乙的温度/℃1018263442（3）分析如表数据得（选填“甲”或“乙”）液体的吸热能力强，要在甲、乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择（选填“甲”或“乙”）液体较为合理。×103J/（kg•℃），则乙物质的比热容为J/（kg•℃）。7．某同学在做“比较不同液体吸热能力强弱”的实验时。液体次数质量m/kg升高的温度Δt/℃加热的时间t/min410152026204（1）如图所示可选用相同的（选填“电热器”或“酒精灯”）给液体甲和乙加热。（2）分析表格中第1、4次实验数据，某同学认为：加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些．这位同学的判断是否正确？，请说明理由：。（3）分析表格中第1、2次实验数据，可以得出的初步结论是：相同的同种物质，升高的温度越大时，吸收的热量就越。（4）如果甲、乙两种液体，分别是水和食用油，通过比较表格中第2、4次实验数据可知，液体是水，它的吸热能力更。8．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。加热时间/min01234甲的温度/℃3034384246乙的温度/℃1018263442（1）选用两个规格相同的电加热器，目的是使甲和乙两种液体在相等时间内；（2）实验中应量取质量的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热。当它们吸收相同热量时，通过比较来判断吸热能力的强弱。（3）通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到42℃，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲Q乙．（选填“大于”，“等于”或“小于”）（4）分析实验数据可知（选填“甲”或“乙”）物质的吸热能力强。物理上用这个物理量来描述物质的吸热能力。（5）图2中能合理反映该实验结果的图象是。（选填“A”、“B”或“C”）9．为探究水和食用油的吸热能力，小明用如图甲、乙所示两套完全相同的装置进行探究，已知水的质量为300g。【设计与进行实验】（1）实验应选取初温和（选填“体积”或“质量”）相同的水和食用油。除了图中所示的实验器材外，还需要的测量工具有天平和；（2）实验时，两烧杯中放入相同的电加热器，可以通过比较来判断两种液体吸收热量的多少；当水和食用油吸收相同的热量时，可以通过比较来判断两种液体吸热能力的强弱（均选填“加热时间”或“温度变化量”）。【分析论证】（3）小明每隔2min记录一次水和食用油的温度，将实验数据记录在表中，一段时间后，撤去加热源。时间/min0246810T水/℃510152530T油/℃51525354555①其中第6min时水的温度如图乙所示，其示数为℃；②根据表格中的实验数据，在图丙中画出水和食用油的温度随时间变化的图象；③分析图象可知，当水和食用油升高相同温度时，需要的时间短，吸收的热量更多，的吸热本领更强（均选填“水”或“食用油”）。【交流与评估】（4）水在0～10min过程中吸收的热量是J，食用油的比热容为J/（kg•℃×103J/（kg•℃）]。若采用酒精灯加热使水吸收相同的热量（热效率为50%），则酒精释放的热量为J，酒精燃烧一段时间后，热值（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（5）小明还想知道家里的陈醋和大豆色拉油哪个吸热能力强，他把质量和初温都相同的陈醋和大豆色拉油，分别装入两个相同的试管，放入沸水中加热，如图丁所示，此装置的好处是（写出一条即可）。10．如图甲所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。（1）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是（选填字母代号）。（2）加热过程中，用玻璃棒搅动的目的是，水和煤油吸热的多少是通过（选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来反映的，这种实验方法属于。（3）某同学分别记录水和煤油的加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了如图乙所示的图像。由图像可知，要使水和煤油升高相同的温度，应给加热更长的时间，这说明的吸热能力强些（以上两空均选填“水”或“煤油”）。探究不同燃料的热值的大小11．某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装置，并每隔1分钟记录一次杯中水的温度（见下表）：加热的时间/min0123456甲杯水温/℃25272931333537乙杯水温/℃25262728293031（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定的位置，再调整固定的位置；（以上两空均填“A”或“B”）（2）为了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和水的、；（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）该同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两油灯中燃料的质量，并由记录的数据、利用公式计算出了水吸收的热量，他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果可靠吗？，为什么？。12．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）若要比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验，实验通过（选填“加热的时间”或“升高的温度”）比较两种燃料的热值大小；（2）若要比较不同物质的比热容，应选择两图进行实验，实验时通过（选填“加热的时间”或“升高的温度”）反映物体吸热的多少；（3）若图甲烧杯中为50mL的水，若10g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℃，据此可计算出酒精的热值为；这种方法测出的热值比“标准值”（选填“偏大”“偏小”或“一样”），原因是。[已知水的比热容c水×103J/（kg•℃）]13．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同。甲、乙两图中的烧杯中装有水，丙图烧杯中装有花生油，各烧杯内液体质量相等，相同时间内各燃料燃烧消耗的质量相等。（1）比较不同燃料的热值，应选择两图进行实验；（2）比较水和花生油的吸热情况，应选择两图进行实验。实验中发现花生油升温快，若要使同质量的水和花生油升高相同温度，水要吸收较的热量；（3）根据实验数据，作出甲、乙、丙三套装置图中液体升高温度ΔT随加热时间t变化曲线A、B、C如图丁。若已知燃料1的热值大于燃料2，则A、B、C曲线对应的装置图分别为、、。进一步分析实验数据及图象，可估算出花生油的比热容约为J/（kg•℃）[不计热量损失，c水×103J/（kg•℃）]。14．在“比较不同液体的吸热能力”实验中：初温末温度乙装置左杯内水温/℃2538乙装置右杯内水温/℃2531（1）除了图中所示器材，还需要的测量仪器有和；组装器材时应按照（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装；（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时间吸收的相同。（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）图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，实验中煤油和酒精均全部燃烧完。分析表中数据可知：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”）。15．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知（注：燃料完全燃烧放热用Q放＝mq计算，某燃料的热值用q表示；其质量用m表示）。自己设计一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了图所示的装置进行实验，记录结果见下表：燃料加热前的水温/℃燃料燃尽后水温/℃煤油2544菜籽油2534（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，在实验中还应控制：煤油和菜籽油的相同、及相同。（2）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，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（偏大/偏小）。为什么。16．为了探究“不同物质的吸热能力”，在两个相同的容器中分别装入质量、初温都相同的两种液体A、B，并且用相同的装置加热，如图甲所示。（1）实验中，可以通过比较（选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映两种液体吸收热量的多少；（2）加热到4min时，液体B的温度如图乙所示，此时温度计示数是℃；（3）冬天，如果你想自制暖手袋，应选液体（选填“A”或“B”）作为供暖物质，其效果更佳；（4）上述实验中，主要用到的科学探究方法有转换法和法。17．为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在2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：质量/g升高10℃所需时间/s升高20℃所时间/s升高30℃所需时间/s沙子306489124水3096163220（1）在比较水和沙子容热本领的实验中采用了转换法，用的来表示物质吸收热量的多少；请再列举一个类似思想的实验：（请仿造上面的句式填空）。（2）分析上表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量（填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量。（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，（填“沙子”或“水”）升高的温度更高，所以白天在海边会吹（填“海风”或“陆风”）。（4）有一次小明在白天进入森林游玩时迷了路，经过思考，他（填“顺风”或“逆风”）走了下去，终于走出了森林。18．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，应选择两图进行实验，实验通过反映物体吸热的多少。（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热