2023-2024学年沪科版物理九全同步教学 13.1 物体的内能 同步练习（含解析）

13.1 物体的内能
一、单选题
1．关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．内燃机的压缩冲程是通过做功的方式增大了气缸内气体的内能
B．当物体放出热量时，它含有的热量就会减少
C．物体的内能与温度有关，温度不变，内能就不变
D．热传递的实质是温度从高温物体向低温物体转移的过程
2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F运载火箭（如图）发射成功。神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接后，航天员乘组在轨驻留六个月，进行了包括舱外行走等空间站关键技术验证。2022年4月16日，飞船返回舱在东风着陆场预定区域成功着陆，航天员翟志刚、王亚平、叶光富顺利出舱，神舟十三号载人飞行任务圆满成功。
2．点火后，推动火箭离开发射底座向上运动的施力物体是（　　）
A．喷出的燃气 B．火箭 C．地球 D．底座
3．返回舱穿过黑障区域时与大气剧烈摩擦产生高热，关于这个过程下列说法正确的是（　　）
A．返回舱的内能减少 B．返回舱的内能不变
C．通过热传递改变返回舱的内能 D．通过做功改变返回舱的内能
4．如图为航天员王亚平出舱活动时的情境。此时图中_____能表示地球她受到的重力的方向（　　）
A．① B．② C．③ D．④
5．如图所示，中国的饮食文化蕴含着丰富的物理知识，以下说法正确的是（　　）
A．重庆——火锅，火锅里冒出的“热气”是汽化现象
B．天津——麻花，麻花被炸得金黄是因为油的熔点高
C．北京——烤鸭，香嫩酥脆的烤鸭内能的增加是通过热传递的方式实现的
D．上海——汤包，露出馅的汤包香气四溢说明分子之间存在相互作用的斥力
雨过天晴，荷叶上散落着许多水珠，它们大小不一，在阳光的照耀下，显得晶莹剔透，如图所示。
6．从物质的分类看，荷叶上的水珠属于（　　）
A．晶体 B．固体 C．液体 D．气体
7．透过水珠看叶片，叶片上的纹理变粗了。此时水珠相当于一块（　　）
A．凸透镜 B．凹透镜 C．平面镜 D．玻璃板
8．两颗小水珠可以结合成较大的水珠，说明（　　）
A．水分子间存在间隙 B．水分子间存在引力
C．水分子间存在斥力 D．水分子不停地运动
9．如图，是教科书上的两个实验：甲图是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置；乙图是探究“物体的动能与质量关系”的实验装置，关于这两个实验研究的有关问题说法不正确的是（　　）
A．甲实验可以推理得出：如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去
B．乙实验可得出：物体的速度一定时，质量越大，动能越大
C．两个实验都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同
D．甲、乙实验中物体运动的整个过程中，机械能先变大后变小
二、计算题
10．冰壶运动为冬奥会上的比赛项目。如图甲所示是比赛用的冰壶，若其质量18kg，与冰面接触面积，某次投掷时运动员用20N的水平力将冰壶从水平冰道的A点推至B点后放手，离手后冰壶继续滑行至C点停止，共用时12.5s如图乙，求：
（1）冰壶如图甲静置在水平冰面上时对冰面的压强；
（2）这次投掷过程中冰壶的平均速度；
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功；
（4）冰壶在整个运动过程中重力做功多少焦耳，冰壶内能增加多少焦耳？
11．在我国实施西气东输的工程中，西部地区丰富的天然气被输送到东中部地区，在我市农村的一部分家庭也用到了天然气。某家庭用天然气灶烧水时，将2kg的水从20℃加热到沸腾，若此天然气灶的效率为64%。c水＝4.2×103J/（kg·℃）q天热气＝4.2×107J/m3（气压为标准大气压）。试求：
（1）水吸收的热量是多少焦耳？
（2）所用天然气完全燃烧释放的热量是多少焦耳？
（3）所用天然气的体积是多少升？
12．吃早饭时，妈妈用天然气灶给小梦加热250mL的牛奶，使这些牛奶的温度由12℃升高到42℃，他家的天然气灶的效率为60%。[该牛奶的密度为1×103kg/m3、比热容为2.4×103J/（kg ℃），天然气的热值为3.8×107J/m3]。求：
（1）这些牛奶吸收的热量；
（2）加热这些牛奶需要多少m3的天然气？
13．液化气钢瓶放在烈日下温度会_______（选填“升高”或“降低”），这是通过_______的方法使其内能增加，具有一定的危险性，因此液化气钢瓶严禁曝晒。
14．如图在一个大口厚玻璃瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，可以看到瓶内出现“白雾”。请回答下列问题。
（1）此过程中用什么方法改变了物体的内能？
（2）请从能量转换和物态变化的角度分析瓶内出现“白雾”的原因。
三、实验题
15．如图中各图所示，是某校物理实验小组正在进行的一些科学实验情景。请对图中的实验现象分析，并得出科学结论。
（1）如图a所示的实验中，抽开玻璃板一段时间后可观察到的实验现象是两瓶都变为红棕色。该现象叫做______现象，该现象表明分子不停地做______；
（2）图b中，接触面磨平的两块铅，用力压紧可以使它们结合在一起，表明分子间存在相互作用的______力。
16．小希和实验小组的同学们按照图甲所示的装置做“探究水沸腾时温度变化特点”的实验。
（1）她们在组装实验器材时，其合理的顺序是_______（填写序号）；
①温度计②石棉网③装水的烧杯④酒精灯
（2）实验进行一段时间后，温度计的示数如图甲所示，为_______℃；
（3）水在沸腾前，温度升高，这是通过_______方式增加水的内能；
（4）小希观察到水沸腾时形成的大量气泡不断上升、变大，到水面破裂开来，里面的_______散发到空气中。此过程中，水不断吸收热量，温度_______；
（5）小组同学实验过程中绘制了如图乙所示的温度随时间变化的图象，分析图象可知，此时气压_______（选填“高于”、“等于”或“低于”）标准大气压。
17．18世纪时，一些人认为热是一种微粒，称为“热质”，热传递是“热质”从一个物体到另一个物体的过程，但也有人认为热不是微粒。
（1）英国科学家汤普森在德国视察兵工厂时发现，钻头对弹筒打孔后钻头和弹筒同时发热。若用“热质说”解释，钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，弹筒的温度应该变 ___________，但事实并非如此；
（2）英国科学家戴维把两块冰放在0℃的真空容器中，用一个机器带动它们相互摩擦，冰变成水，从而否定“热质说”。戴维在真空容器做实验的目的是 ___________；
（3）小明同学利用功率不变的加热器给0℃的冰加热，刚开始冰慢慢熔化成水，但温度保持在0℃，等冰全部熔化成水后，温度逐渐升高，实验获得如下近似数据：
实验次数 1 2 3 4 5
冰的质量（克） 100 100 200 200 300
冰全部熔化为水的最终温度（℃） 0 4 0 8 2
加热时间（分钟） 5 7.5 10 20 X
则表格中X的数据为 ___________。
18．如图是某种物质凝固时温度随时间变化的图像，请你根据图像回答下列问题：
（1）根据图像可知该物质是 ___________（选填“晶体”或“非晶体”），判断依据是 ___________；
（2）在第12min时，该物质处于 ___________（选填“固”、“液”或“固液共存”）态；
（3）该物质在第4min时的内能 ___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）第10min时的内能。
19．在探究某物质熔化规律时，小芳记录的实验数据如表所示，请回答下列问题。
加热时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
物质温度/℃ 40 42 44 46 48 48 48 48 48 50 53 56
（1）根据表中数据，可以判断该物质是___________；（选填“晶体”或“非晶体”）
（2）该物质的熔点是___________℃；
（3）温度为42℃时，该物质处于___________（选填“固”或“液”）态；
（4）在第4min至第8min的过程中，该物质的内能___________。（选填“增加”或“减少”）
四、填空题
20．磨刀时刀发热，此过程中主要是_______（选填“做功”或“热传递”）改变了刀的内能；用相同的力切菜时，刀口越薄，对菜的压强越_______（选填“大”或“小”）。
21．微波炉能将食物加热是因为微波炉能够产生微波，微波辐射的能量可以使食物内部的分子运动更剧烈。分子运动更剧烈的宏观表现是______。
22．如图所示，是冰熔化成水到沸腾的过程温度随时间变化的图像，第8分钟的物态变化是_______，我们看到烧杯口有大量弥漫的烟雾，这________（选填“是”或“不是”）分子热运动现象，第6min的水的内能________（选填“大于”、“ 小于”或“等于”）第4min水的内能。
23．农历五月初五，是我国的传统节日——端午节。吃粽子是端午节的一大饮食习俗，煮棕子的过程是利用_______的方法提高粽子的内能；煮一段时间就闻到了棕子的香味这是________现象，先大火煮，水沸腾后改为小火，此时水的温度______（选填“升高”、“降低”或“不变”）。
24．如图，王亚平在第二次太空授课液桥演示实验中，将两块透明板上的水球接触后合成一个，说明分子间存在___________（选填“引力”或“斥力”），如果液桥演示实验在地面上完成，则液桥的长度会___________（选填“变长”或“变短”），这是因为受到了___________的影响。
参考答案：
1．A
【解析】
【详解】
A．内燃机的压缩冲程是活塞压缩气体对气体做功从而增大了气缸内气体的内能，故A正确；
B．热量是一个过程量，不能说“某物体含有或具有多少热量”，故B错误；
C．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，故C错误；
D．热传递不是传递的温度是传递的能量，故D错误。
故选A。
2．A
3．D
4．C
【解析】
2．火箭喷出燃气时，给燃气一个向下的力，因为力的作用是相互的，所以燃气给火箭一个向上的力，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。
3．返回舱穿过黑障区域时与大气剧烈摩擦产生高热，这属于做功改变物体内能。由于温度升高，故内能增加，故ABC错误，D正确。故选D。
4．重力的施力物体是地球，重力的方向总是竖直向下的，并且总是指向地球中心。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
5．C
【解析】
【详解】
A．吃火锅时冒出来的热气是小水珠，是由水蒸气遇冷液化而成的，故A错误；
B．由于食用油的沸点比较高，所以麻花在食用油里面炸的金黄，故B错误；
C．改变内能的方式有两种，分别是做功和热传递，香嫩酥脆的烤鸭内能的增加是通过热传递的方式实现的，故C正确；
D．露出馅的汤包香气四溢，这是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故D错误。
故选C。
6．C
7．A
8．B
【解析】
6．ABCD．荷叶上的小水珠是液态的水，属于液体，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。
7．ABCD．水珠中间厚，边缘薄，相当于凸透镜。叶片的纹理在它的焦点以内，所以通过水珠可以看到正立、放大的虚像，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
8．ABCD．荷叶上的两颗小水珠可以结合成较大的水珠，是因为当分子相互靠近时分子间表现出相互作用的引力，将两滴水珠合成了一滴，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
9．D
【解析】
【详解】
A．甲实验中，如果水平面越来越光滑，则小车运动的距离就会越来越远，可以推理出：如果运动的物体不受力，它将以恒定不变的速度一直运动下去；故A正确，不符合题意；
B．图乙让不同钢球从同一高度滚下（速度相同），发现钢球的质量越大、木块被撞击的越远，说明物体的速度一定时，质量越大，动能越大，故B正确，不符合题意；
C．两实验中，都控制物体从同一高度自由下滑，是为了保证物体到水平面时的初速度相同，这样才符合控制变量法的研究要求，故C正确，不符合题意；
D．甲、乙实验中物体运动时，都受到摩擦阻力的作用，会有一部分机械能转化为内能，所以机械能都会变小，故D错误，符合题意。
故选D。
10．（1）；（2）；（3）；（4），
【解析】
【详解】
解：（1）冰壶静置在水平冰面上时，对冰面的压力大小等于重力大小
则对冰面的压强为
（2）投掷过程中冰壶的平均速度为
（3）投掷过程中运动员对冰壶做的功
（4）重力方向竖直向下，在竖直方向上冰壶没有移动距离，故冰壶在整个运动过程中重力做功为0J；运动员对冰壶做的功为，转化为冰壶的机械能，冰壶在滑行的过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，故冰壶内能增加。
答：（1）冰壶静置在水平冰面上时对冰面的压强为；
（2）这次投掷过程中冰壶的平均速度为；
（3）这次投掷过程中运动员对冰壶做的功为；
（4）冰壶在整个运动过程中重力做功为0J，冰壶内能增加。
11．（1）6.72×105J；（2）1.05×106J；（3）25升
【解析】
【详解】
解：（1）在1个标准大气压下，水沸腾的温度为100℃，即水的末温为100℃，故水吸收的热量为
（2）由题意可知，天然气灶的效率为
故所用天然气完全燃烧放出的热量为
（3）由Q放＝Vq可得，所用天然气的体积为
答：（1）水吸收的热量为6.72×105J；
（2）所用天然气完全燃烧放出的热量为1.05×106J；
（3）所用天然气的体积为25升。
12．（1）1.8×104J；（2）7.9×10﹣4m3
【解析】
【详解】
解：（1）由题意可知，牛奶的体积为
V=250mL=2.5×10﹣4m3
故可得牛奶的质量为
故牛奶升温时吸收的热量为
（2）由题意可知，天然气灶的效率为60%，故完全燃烧天然气放出的热量为
由Q放=Vq可得需要天然气的体积为
答：（1）这些牛奶吸收的热量为1.8×104J；
（2）加热这些牛奶约需要7.9×10﹣4m3的天然气。
13． 升高 热传递
【解析】
【详解】
[1][2]改变内能的两种方式有做功和热传递，物体吸收热量，内能增加，温度升高，物体放出热量，内能减少，温度降低，液化气钢瓶放在烈日下会吸收热量，温度会升高，这是通过热传递的方法使其内能增加，具有一定的危险性，因此液化气钢瓶严禁曝晒。
14．(1)做功；(2)瓶塞跳出时瓶内的气体对塞子做功，气体内能转化为塞子的机械能。气体内能减少温度降低，使瓶内的水蒸气放热发生液化形成小水滴，瓶口出现白雾。
【解析】
【详解】
(1)给瓶内打气瓶内的气体把瓶塞冲出，对瓶塞做功。瓶内气体的内能转化为瓶塞的机械能；
(2)瓶塞跳出时瓶内的气体对塞子做功，气体内能转化为塞子的机械能。气体内能减少温度降低，使瓶内的水蒸气放热发生液化形成小水滴，瓶口出现白雾。
15． 扩散 无规则运动 引
【解析】
【详解】
（1）[1][2]抽开玻璃板，两种气体接触，由于分子在不停地做无规则运动，两种气体的分子彼此进入对方物质中，使两瓶都变为红棕色，这种现象叫扩散。
（2）[3]用力压紧接触面磨平的两块铅，由于铅分子间存在相互作用的引力，使它们紧密结合在一起而不掉落。
16． ④②③① 94 热传递 水蒸气 不变 低于
【解析】
【详解】
（1）[1]实验时要使用酒精灯的外焰加热，所以合理顺序应先放好酒精灯，由其外焰高度确定铁圈及石棉网的高度；温度计测量液体温度时，玻璃泡要浸没在液体中，不能接触容器底和壁，所以接着应放置烧杯，最后安装温度计。
其合理的先、后顺序是：④②③①。
（2）[2]由图可知温度计的分度值为1℃，所以温度计的时数为94℃。
（3）[3]改变物体内能的方式有两种热传递和做功，水在沸腾前，温度升高，这是通过热传递的方式增加水的内能。
（4）[4]当水沸腾时，水中形成大量的气泡上升到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。
[3]水沸腾后，继续吸收热量，水水的温度保持不变。
（5）[5] 沸点的高低和气压有关，气压升高，沸点升高，气压降低，沸点降低，标准大气压下，水的沸点为100℃，由图可知，水的沸点小于100℃，所以此时气压低于标准大气压。
17． 低 为了避免热量被空气吸收 18.75
【解析】
【详解】
（1）[1]若钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，则弹筒的“热质”应该减少，则弹筒的温度应该降低。
（2）[2]真空不能进行热传导，在真空容器内做实验是为了避免热量被空气吸收。
（3）[3]由表格中的数据可知，100g冰完全熔化为0℃的水需要加热5min，则300g冰完全熔化为0℃的水时，需要加热的时间
t=3×5min=15min
由实验1、2可知，将100g水从0℃加热到4℃，需要加热有时间
t1=7.5min-5min=2.5min
那么，将100g水从0℃加热到2℃需要的时间为
t2=×2.5min=1.25min
则将300g水从0℃加热到2℃需要的时间
t3=3×1.25min=3.75min
所以表格中X的数据
X=t+t3=15min+3.75min=18.75min
18． 晶体 见解析 固液共存 大于
【解析】
【详解】
（1）[1][2]由图像知，该物质在凝固时，有一个放热且温度不变的水平段，所以这种物质是晶体。
（2）[3]第12min时晶体处于凝固的过程中，是处于固液共存状态。
（3）[4]凝固是一个放热过程，因此该物质在第4min时的内能大于第10min时的内能。
19． 晶体 48 固 增加
【解析】
【详解】
[1][2]晶体在熔化的过程中，吸收热量，温度不变，所以该物质有熔点是晶体，熔点为48℃。
[3]在没有达到熔点温度时，物质处于固态。
[4]熔化过程中，物体仍在吸收热量，内能变大。
20． 做功 大
【解析】
【详解】
[1]磨刀时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以刀会发热。
[2]压强与压力和受力面积有关，用相同的力切菜时，压力一定，刀口越薄，也就是受力面积越小，所以产生的压强越大。
21．温度更高
【解析】
【详解】
从微观上讲，温度是反映了分子运动的剧烈程度，温度越高，分子运动越剧烈。所以分子运动更剧烈的宏观表现是温度更高。
22． 汽化 不是 大于
【解析】
【详解】
[1]第8分钟是水温达到100℃保持不变，达到沸点持续吸热，是沸腾状态，沸腾是汽化的一种方式。
[2]烧杯口有大量弥漫的烟雾，是液态的小水滴，不是水分子，所以不是分子运动。
[3]第6分钟比第4分钟温度高，说明水在持续吸热，所以第6min的水的内能大于第4min水的内能。
23． 热传递 扩散 不变
【解析】
【详解】
[1]煮粽子时，粽子在水中吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式提高了粽子的内能。
[2]煮一段时间就闻到了棕子的香味，这是因为分子在永不停息的做无规则运动，属于扩散现象。
[3]先大火煮，水沸腾后改为小火，此时水温不变，因为水达到沸点后吸收热量，温度保持不变。
24． 引力 变短 重力
【解析】
【详解】
[1]水球由水分子构成，两个水球接触后能合成一个，说明分子间存在引力的作用。
[2][3]太空中的液体处于失重状态，液桥不受其他外力的作用，而在地球上液体会受到重力的作用，因此液桥会向下弯曲，分子间的引力不足以维持较长的液桥，故如果这个实验在地球上完成，液桥的长度会变短。
试卷第8页，共8页