第十三章 内能 单元练习（含答案）2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第十三章 内能
(时间:85分钟　满分:80分)
姓名:　　　　　　　班级:　　　　　　　学号:　　　　
题号 一 二 三 四 总分
得分
一、填空题(共16 分,每空1分)
1.构成物体的所有分子,其热运动的　 　　与分子　 　　的总和,叫作物体的内能。
2.电影《上甘岭》主题曲《我的祖国》中有这样的一句歌词:“一条大河波浪宽,风吹稻花香两岸……”体现了我们美丽祖国的大好河山。实际上无风时也能闻到稻花香,这属于物理学中的
　　　　现象。该现象说明分子不停地做　　　　运动。
3.如图所示,冬天搓手时,手的温度升高,内能　　　　(选填“增大”或“减小”),这是通过　　　　
(选填“做功”或“热传递”)的方式改变物体的内能。
4.夏天,我们常常将饮料和冰块放在一起,制作“冰镇饮料”。这是因为饮料和冰块的　　　　
不同,两者之间发生了　　　　。
5.如图所示,这是生活中常用来取暖的电暖气和暖宝。电暖气充入的是比热容较小的液体,通电后升温速度　　　　(选填“快”或“慢”);而暖宝要充入比热容较大的液体,使它在一次通电加热后可以放出更　　　　(选填“多”或“少”)的热量。
6.把一块很干净的玻璃板吊在弹簧测力计的下面,记下弹簧测力计的读数,如图所示,让玻璃板的下表面接触水面,然后稍稍用力向上拉,发现弹簧测力计的读数　　　　(选填“变大”、“不变”或“变小”),其原因是玻璃板与水的接触面之间存在　　　　。
7.0 ℃的冰熔化成0 ℃的水,要吸收热量,这说明质量相等的0 ℃的冰与0 ℃的水相比,冰的内能比水的内能　　　　;冰熔化成水的过程中,分子的平均动能　　　　(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
8.《三国演义》有“青梅煮酒”的典故,芒种节气正是青梅煮酒季,煮酒可利用水浴法对酒加热。质量为0.5 kg的酒从20 ℃升高到40 ℃吸收的热量是　　　　J;若煮酒位置海拔越高,水面上方的气压越低,水的沸点会越　　　　。[c酒=3.4×103 J/(kg· ℃)]
二、选择题(共14 分,把你认为正确选项的代号写在答题卡的相应位置上。第9~12 小题,每小题只有一个正确选项,每小题2 分;第13、14 小题为多项选择,每小题有两个或两个以上正确选项,每小题3分,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,不选、多选或错选得0分)
9.在固态、液态和气态的物质中,没有确定形状,没有确定体积的是 (　　)
A.气体 B.液体和气体
C.固体和气体 D.固体和液体
10.把萝卜腌成咸菜通常需要几天,而把萝卜炒熟,使之具有相同的咸味,仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是 (　　)
A.萝卜分子间存在空隙,易扩散
B.盐分子与萝卜分子间存在相互作用的引力
C.炒菜时萝卜是运动的,盐分子更容易进入萝卜中
D.炒菜时温度高,分子热运动更剧烈
11.在生产、生活中,常见到“水的比热容大”这一特性的应用情景,以下事例与这一特性无关的是 (　　)
A.沿海地区的气温比内陆变化小
B.夜间,在秧田里灌水保温
C.发现人中暑时,常在额头上擦冷水降温
D.汽车发动机用水作冷却液
12.下表列出了一些物质的比热容,根据表中数据,下列判断正确的是 (　　)
几种物质的比热容/[J·(kg·℃)-1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A.液体的比热容一定比固体的比热容大
B.200 g水的比热容是100 g水的比热容的两倍
C.比热容是物质自身的性质之一,只和物质的种类有关
D.水的比热容表示1 kg水的温度升高1 ℃吸收的热量是4.2×103 J
13.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 (　　)
A.内能越大的物体所含有的热量一定越多
B.温度相同的物体接触时不发生热传递
C.热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D.某一物体的温度降低,它的内能减少
14.如图所示,在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来。关于该实验,下列说法正确的是 (　　)
A.硝化棉被点燃,表明筒内气体的温度升高
B.下压活塞的过程中,筒内气体内能减小
C.下压活塞的过程中,活塞对筒内气体做了功
D.下压活塞的过程中,气体的内能转化为活塞的机械能
三、计算题(共22 分,第15、16 小题各7 分,第17 小题8 分)
15.小明的爸爸从商店买回一个电磁炉,并被赠送一个可放在电磁炉上面加热的水壶,正常使用时最多可盛2.5 L水。求:[c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3]
(1)该水壶最多可以盛多少kg的水;
(2)标准大气压下,将一壶水从20 ℃加热到沸腾需要吸收多少热量。
16.食物也是一种“燃料”,释放化学能的过程不断地发生在人体内,用来提供细胞组织所需的能量。人体摄入的能量(营养师常称之为热量)过多或过少,都有损于健康。
(1)某种油炸食品,每100 g可提供的能量约为1.26×106 J,假设这些能量全部被质量为5 kg、温度为25 ℃的水吸收,这些水的温度将升高到多少摄氏度 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(2)如果上述这些能量全部用于物体克服重力做功,则能把多少千克的物体提升10 m (g取10 N/kg)
17.工匠用钢铁打制刀具时,有一个重要流程叫“淬火”。把刚打制成型的刀具放到炉火中充分煅烧,然后将其迅速放入水中骤冷。现有一成型的合金钢刀具的质量为1 kg,温度为20 ℃,将其放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,再迅速取出放入5 kg、20 ℃的水中冷却。最后与水达到共同的温度,求:[不计过程中的热量损失,c水=4.2×103 J/(kg·℃),c合金钢=0.42×103 J/(kg·℃)]
(1)此刀具在火炉中吸收了多少热量;
(2)淬火后水的温度为多少摄氏度。
四、实验与探究题(共28分,每小题7分)
18.亲爱的同学们,请你根据自己掌握的操作技能,回答下列问题:
(1)如图甲所示的装置是用来演示　　　　实验的,其中装红棕色二氧化氮气体的应是　　　　(选填“A”或“B”)瓶(ρ二氧化氮>ρ空气)。
(2)如图乙所示,注射器吸满水后,用橡皮套将注射器封住,用力推活塞,发现水的体积很难压缩,这个现象间接说明分子之间存在　　　　(选填“引力”或“斥力”)作用。
(3)如图丙所示,这是比较水和酒精混合前后总体积变化的实验。为使实验现象更明显,应选用内径较　　　(选填“粗”或“细”)的长玻璃管;正确操作后发现水和酒精混合后总体积变小了,说明分子间有　　　　。
(4)在两杯水中同时各滴入一些红墨水,1 min后观察到如图丁所示的现象,则　　　　(选填“C”或“D”)杯是热水,该现象说明　　　　　　　　　　　　。
19.某同学在探究“不同物质吸热情况”的实验中,将水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2 min记录一次温度。
(1)图甲是这位同学的实验装置,其中有一处明显错误,请指出错误之处:　　　　　　　　　　　　。
(2)纠正错误后继续实验,加热过程中某时刻水的温度如图乙所示,读数为　　　　℃。
(3)实验中选择相同的酒精灯进行加热,可以认为在相同时间内水和煤油　　　　　　　　相同,然后通过　　　　　　　　的方法来完成探究实验的。
(4)某同学根据记录的实验数据,绘制了如图丙所示的温度随时间变化关系的图像,分析图像可知,在相同时间内　　　　的温度变化大,可得出　　　　的吸热本领大。
(5)已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),则煤油的比热容为　　　　J/(kg·℃)。
20.小明与小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能好坏,两人设计并做了一个实验,他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶,让它们自然冷却,利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
(1)为保证实验的准确性,实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外,还应考虑影响水温变化的其他因素,即保持烧瓶相同、水的质量和　　　　相同、环境因素相同。
(2)按照计划操作,小明与小芳同学把实验测得的时间和温度数据填在下列表格中:
时间 t/min 0 10 20 30 40 … 150 180
泡沫塑料组水温 T1/℃ 80 64 55 50 41 … 21 20
棉絮组水温 T2/℃ 80 56 41 32 28 … 20 20
分析上表数据可知:他们实验时的室内温度是　　℃。经过40 min后,泡沫塑料包的烧瓶水温降低了　　　℃;而棉絮包的烧瓶水温降低了　　　℃。由此可以得出的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)除了采用　　　　　　　　　　　来比较这两种材料的保温性能外,根据上表数据你还可以采用　　　　方法来比较这两种材料的保温性能。
21.小明发现篮球的气压不足,于是用打气筒给篮球打气。在收起打气筒时发现外壁有些发热。于是他想,是什么原因导致打气筒的外壁发热呢
【猜想与假设】小明就这个问题与同学小红进行了交流,联系所学物理知识,他们提出了以下两个猜想:
A.活塞在筒内往复运动时,与筒壁摩擦导致发热。
B.活塞在筒内往复运动时,不断压缩气体做功导致发热。
【进行实验与收集证据】
为了验证猜想,他们进行实验探究。选用的实验器材:打气筒、测温枪、计时器、气压不足的篮球等,分别在打气筒的上部和下部标注两个测温点,如图所示。
(1)打气筒内壁的热量是通过　　　的方式传递到外壁。
(2)用打气筒往气压不足的篮球内打气,10秒内使活塞在筒内往复运动20次,立即用测温枪测出此时两个测温点的温度。待打气筒外壁温度降至室温(25 ℃)后,放出篮球中的部分气体,重复上述操作。实验数据记录如下表:
实验 次数 时间 t/s 活塞往复 次数 上部温度 t/℃ 下部温度 t/℃
1 10 20 30.7 36.6
2 10 20 30.2 36.2
3 10 20 30.5 36.3
【分析与论证】
(3)小明分析上表实验数据得出:导致打气筒外壁发热的原因是　　　　　　　　　　　　　
　　　　 　　。
(4)小红回顾整个实验过程,分析实验数据,认为小明得出的结论不够严谨,理由是　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。于是他们对实验进行改进,对猜想A再次进行探究,你认为他们的改进方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第十三章 内能
参考答案
1.动能　势能
2.扩散　无规则
3.增大　做功
4.温度　热传递
5.快　多
6.变大　引力
7.小　不变
8.3.4×104　低
9.A　10.D　11.C　12.D　13.BD　14.AC
15.解:(1)由ρ=可得,该水壶最多可以盛水的质量:
m=ρV=1.0×103 kg/m3×2.5×10-3 m3=2.5 kg　(3分)
(2)标准大气压下水的沸点是100 ℃,水吸收的热量:
Q=cmΔt=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=8.4×105 J　(4分)
16.解:(1)根据公式Q吸=c水m(t-t0)可得,水升高到的温度:
t=+t0=+25 ℃=85 ℃　(3分)
(2)如果上述这些能量全部用于克服重力做功,则W=1.26×106 J,
根据W=Gh=mgh得:
m===1.26×104 kg　(4分)
17.解:(1)合金钢刀具放入836 ℃的炉火中煅烧足够长时间,达到热平衡,温度相同,所以,合金钢刀具的末温t=836 ℃
则此刀具在火炉中吸收的热量:
Q合吸=c合金钢m合金钢(t-t0)=0.42×103 J/(kg·℃)×1 kg×(836 ℃-20 ℃)=3.4272×105 J　(3分)
(2)将煅烧后的刀具迅速取出放入20 ℃的水中冷却,最后刀具与水达到相同的温度,设为t',则有Q水吸=Q合放,
即c水m水(t'-t0')=c合金钢m合金钢(t-t')
代入数据:
4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(t'-20 ℃)=0.42×103 J/(kg·℃)×1 kg×(836 ℃-t')
解得:t'=36 ℃　 (5分)
18.(1)分子热运动　B
(2)斥力
(3)细　间隙
(4)D　温度越高,分子热运动越剧烈
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
19.(1)没有控制液体的质量相同
(2)27
(3)吸收的热量　比较升高的温度
(4)煤油　水
(5)2.1×103
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
20.(1)初温
(2)20　39　52　在其他条件相同时,泡沫塑料的保温性能比棉絮好
(3)相同时间内观察水降低的温度　让两瓶水降低相同的温度,看所用的时间是否一样的
评分标准:每空1分,共7分,有其他合理答案均参照给分
21.(1)热传递
(3)活塞在筒内往复运动时,不断压缩气体做功导致发热
(4)在实验过程中,活塞向下运动时既克服摩擦做功,又压缩空气做功,无法准确确定外壁发热的原因　打气筒不与篮球连接,直接让活塞在相同的时间内往复运动相同的次数,用测温枪测出打气筒外壁的温度与打气筒往气压不足的篮球内打气时打气筒外壁的温度进行比较,进而得出结论
评分标准:第一空1分,其余每空2分,共7分,有其他合理答案均参照给分