浙教版科学九年级上册 3.5.2物体的内能 同步练习（含答案）

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浙教版科学九上能量的转化与守恒3.5.2物体的内能（含答案）
一、选择题
1．甲、乙两物体的质量相等，比热容不等。当它们升高相等的温度时（　　）
A．比热容大的吸收的热量多
B．比热容小的吸收的热量多
C．甲、乙两物体吸收的热量一样多
D．两物体的初温不知道，无法判断吸热的多少
2．氮气弹簧是一种以密闭高压氮气为工作介质的弹性组件，具有体积小、弹力大、工作平稳、使用寿命长等优点。它在生活和工业中具有广泛的应用，其工作结构简图如图。当活塞顶部受到压力向下运动时，下列说法正确的是（　　）
A．缸体内氮气的密度变大
B．缸体内的气体被压紧后，氮气分子不再运动
C．缸体内的气体压强减小
D．该过程中能量的转化方式与汽油机的做功冲程相同
3．把质量、初温都相同的铜块与铝块，同时浸入正在沸腾的开水中，隔较长时间后，铜块温度变为t1，吸收的热量为Q1；铝块的温度变为t2，吸收的热量为Q2，已知c铝＞c铜，那么（　　）
A．t1＞t2，Q1＝Q2 B．t1＜t2，Q1＝Q2
C．t1＝t2，Q1＞Q2 D．t1＝t2，Q1＜Q2
4．如图所示是用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间t变化的图像，其中a、c质量相同。下列对图像的分析正确的是（　　）
A．物质b的比热容小于物质c的比热容
B．t1～t2时间内物质a的温度不变，内能不变
C．温度从T1升高到T2时，物质a吸收的热量比物质b吸收的热量多
D．如果a、b是同种物质，则b的质量大于a的质量
5．一杯煤油倒掉一半，下列说法中正确的是（　　）
A．比热和热值均减小一半 B．比热和热值均不变
C．比热不变，热值减小一半 D．比热减小，热值不变
6．如图是四冲程汽油机的剖面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。其中内能转化为机械能的是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7．在实验探究中小明得到水的比热容比煤油的大的结论。图是实验装置，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热。图中的哪一图线能反映该实验情况（　　）
A． B．
C． D．
8．家用小型风力发电机独特的尾翼结构，能使其旋翼自动迎风，如图甲所示。海边，仅在海陆风因素的影响下，图乙、图丙所示的情形通常分别发生在（　　）
A．白天、夜晚 B．夜晚、白天 C．白天、白天 D．夜晚、夜晚
9．如图1所示，用相同的加热器给初温均为20℃的甲、乙两种液体加热，这两种液体的温度和加热时间的图形如图2，则下列说法正确的是（　　）
A．加热 30s 甲液体吸收的热量比乙多
B．若m甲＞m乙则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C．若m甲＝m乙，则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D．若m甲＜m乙，则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
二、填空题
10．小兵利用图示装置测算酒精的热值。燃烧皿中酒精的质量为12g，烧杯中水的质量为200g，初温为23℃，点燃酒精，当水温升高到43℃时，立即熄灭火焰。该过程水吸收的热量Q= J。他想利用Q放=Q计算酒精的热值，还需进行的实验操作是______，他所测算出的热值与真实值相比偏______。
11．随着乡村振兴的持续推进，以天然气为燃料的燃气灶逐渐取代了以干木材为燃料的土灶，保护了生态环境。将质量为3kg、初温为23℃的水加热到98℃，土灶燃烧了干木材0.315kg，则该土灶的热效率为 ______%；若用热效率为60%的燃气灶，则需要消耗天然气 ______m3（结果保留小数点后两位）。干木材热值取1.2×107J/kg，天然气热值取3.9×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg ℃）。
12．单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/（kg ℃）。如图甲所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是 　 　J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与图乙四冲程汽油机的 　 　（填字母）冲程相同。
13．为了探究相同质量的不同物质在升高相同温度时，吸收热量的多少是否相同，某实验小组取相同质量的水和煤油放入两个相同的容器中，用同样的热源分别对它们加热，比较它们升高相同温度时吸收热量的多少。实验装置如图所示。
（1）加热时，某一时刻甲图中的温度计示数如图丙所示，则此时水的温度是 　 　℃。
（2）实验数据记录如表：
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 加热时间t/min
水 200 20 30 12
煤油 200 20 30 6
分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量 　 　（选填“相同”或“不同”），　 　的吸热本领更强（选填“水”或“煤油”）。
（3）根据以上表格的数据计算，当加热时间为12min时，这些水吸收的热量是 　 　（水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg/℃）]。
14．小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则另一种液体的比热容为 　 　。
15．如图是一种新型的金属冰块，相较于普通冰块，金属冰块使用起来更加方便，且可无限次循环使用。茗茗将每块质量为125g且质量相等的四块金属冰块冷冻至﹣20℃后，迅速取出放入另一个装有200g水的杯中，容器中水温为30℃，放入金属块后水温最终下降到20℃，在这个过程中，若不计热量损失，金属冰块共吸收的热量 　 　J，该金属冰块的比热容为 　 　J/（kg ℃）；细心的茗茗还发现水杯的外壁上挂满了小水珠，这是由于空气中的水蒸气遇冷 　 　（填物态变化名称）形成的。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
三、解答题
16．如图甲所示，1个标准大气压下，普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开需完全燃烧一定质量的煤，此过程中，烧水效率为28%．为提高煤炉效率，浙江大学创意小组设计了双加热煤炉，如图乙所示，在消耗等量煤烧开壶内初温相同、等量水的过程中，还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃．[q煤＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg ℃）]，以上过程中问：
（1）普通煤炉把壶内20℃，5kg的水烧开时，水吸收的热量是多少？
（2）普通煤炉完全燃烧煤的质量有多大？
（3）双加热煤炉的烧水效率有多大？
17．质量为500g的水温度从15℃升高到35℃．试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）如果这些热量是由温度从835℃降低到35℃的铁块来供给的，则铁块的质量是多少？[已知水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg ℃），铁的比热容为c铁＝0.45×103J/（kg ℃）]。
18．近年来，我国多个城市成功实现氢燃料新能源公交车投放使用。某氢能源公交车（如图所示）在一次行驶过程中消耗了3kg的氢燃料，已知水的比热是4.2×103J/（kg ℃）、氢燃料的热值为1.4×108J/kg，求：
（1）3kg的氢燃料完全燃烧，放出 　 　J热量；
（2）若该3kg氢燃料完全燃烧放出的热量全部被质量为4000kg、温度为20℃的水吸收，求水升高的温度；
答案
1．解：甲、乙两物体的质量相等，升高的温度相同，根据公式Q＝CmΔt可得，吸收的热量和比热容成正比，即比热容大的物体吸收的热量多，故B、C、D不正确；A正确。
故选：A。
2．解：A、活塞顶部受到压力向下运动时，缸体内氮气体积减小，密度变大，故A正确；
B、组成物质的分子，不停地做无规则运动，缸体内的气体被压紧后，氮气分子仍做无规则运动，故B错误；
C、气体压缩后，体积变小、压强增大，故C错误；
D、活塞向下压缩，机械能转化为氮气的内能，能量的转化方式与汽油机的压缩冲程相同，故D错误。
故选：A。
3．解：因为把铜块与铝块同时浸入正在沸腾的开水中，并且放入的时间都较长，因此它们最后达到了热平衡，铜块、铝块的末温都与沸水的温度相同，即t1＝t2；由题知，它们的初温相同，则升高的温度Δt1＝Δt2；
由题知c铜＜c铝，Δt1＝Δt2，m1＝m2，所以由Q吸＝cmΔt可知吸收热量的关系为Q1＜Q2。
故选：D。
4．解：由吸热公式Q＝cmΔt知，物质a和b的质量不确定的情况下，仅知道a和b的吸收热量和升高温度的关系，不能确定两者比热容的大小，故A错误；
B.t1～t2时间内，加热装置工作，物质a吸收热量，内能增加，故B错误；
C.用相同的加热装置加热时，相同时间内，物质吸收的热量相同，由图知温度从T1升高到T2时，物质a用的时间较少，物质a吸收的热量比物质b吸收的热量少，故C错误；
D.如果a、b是同种物质，则它们的比热容相同，由相同的初温度升高到T2时，b用的时间长，说明b吸收的热量多，由吸热公式Q＝cmΔt知，b的质量大于a的质量，故D正确。
故选：D。
5．解：单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系；燃料的热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以一杯煤油用去一半，质量减小，热值不变，故ACD错误，B正确。
故选：B。
6．解：在压缩冲程末，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，对外做功，在这个过程中，燃气推动活塞做功，燃气的内能减少，温度降低，燃气的内能转化为活塞的机械能；所以，内能转化为机械能的是做功冲程。
故选：C。
7．解：AB、用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，放在同一只烧杯中加热，相同时间两种液体吸收的热量相同，故AB错误；
CD、由于水的比热较大，在质量相同、加热时间相同也就是吸收的热量相同时，水温升高的较小，故D错误，C正确。
故选：C。
8．解：水的比热容比泥土、沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地，形成海风，所以白天风力发电机旋翼朝向大海，如图乙所示；
晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升，风从陆地吹向海面，形成陆风，所以夜晚风力发电机旋翼朝向陆地，如图丙所示。
故选：A。
9．解：A、质量相同的两种液体，同一热源加热相同时间，吸收的热量相等；故A错误；
B、由图可知，加热时间相同，吸收的热量相同，若m甲＞m乙，根据c＝可知，甲液体的比热容小于乙液体的比热容，故B错误；
C、由图可知，加热时间相同，吸收的热量相同，若m甲＝m乙，根据c＝可知，甲液体的比热容等于乙液体的比热容，故C错误；
D、由图可知，加热时间相同，吸收的热量相同，若m甲＜m乙，根据c＝可知，甲液体的比热容大于乙液体的比热容，故D正确。
故选：D。
10．根据题意可得，水吸收的热量；
根据题意可知，已知，由可知，还需计算出燃烧酒精的质量，才能计算酒精的热值，所以应测量出剩余酒精的质量；
由于存在热量损失，酒精燃烧放出的热量没有被水全部吸收，即，又因为燃烧掉酒精的质量是一定的，根据可知，所测算出的热值与真实值相比偏小。
故答案为：；测出剩余酒精的质量；小。
11．（1）水吸收的热量：
Q吸＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×3kg×（98℃﹣23℃）＝9.45×105J；
干木材完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq气＝0.315kg×1.2×107J/kg＝3.78×106J；
燃气灶的热效率：
η＝＝×100%＝25%。
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放′＝＝＝1.575×106J，
由Q放＝Vq得，烧开这壶水需要天然气的体积：
V＝＝≈0.04m3。
故答案为：25；0.04。
12．解：（1）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，
则氦气吸收的热量Q吸＝mcΔt＝0.02kg×3100J/（kg ℃）×（30℃﹣20℃）＝620J；
（2）撤去力，氦气推动活塞做功，内能转化为机械能，此过程与四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。
故答案为：620；做功。
13．解：（1）温度计的分度值是1℃，此时是零上，液柱上表面对准了20℃上面第6个小格处，读作26℃。
（2）根据转换法，实验中通过加热时间的长短来表示物质吸热的多少；分析以上实验数据可得：相同质量的不同种物质，升高相同的温度，加热时间不相同，吸收的热量不同，水的加热时间长，吸收热量多，吸热本领更强；
（3）这些水吸收的热量：Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（30℃﹣20℃）＝8.4×103J。
故答案为：（1）26；（2）不同；水；（3）8.4×103J。
14．解：由图知，水在16min内初温t0＝10℃，末温为40℃，
16min内水吸收的热量：Q吸水＝c水m（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（40℃﹣10℃）＝2.52×104J；
另一种液体加热8min，吸收的热量为：Q'吸＝×2.52×104J＝1.26×104J；
由Q吸＝c液m液（t液﹣t0）得：1.26×104J＝c液×0.3kg×（50℃﹣20℃），
解得：c液＝1.4×103J/（kg ℃）。
故答案为：1.4×103J/（kg ℃）。
15．解：水放出的热量为：
Q放＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×0.2kg×（30℃﹣20℃）＝8.4×103J；
不计热量损失，则Q吸＝Q放＝8.4×103J，
金属块变化的温度为：Δt金＝t﹣t0＝20℃﹣（﹣20℃）＝40℃，
金属块的比热容为：
；
水放出热量，温度降低，水杯的外壁上挂满了小水珠，是由空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水蒸气。
故答案为：8.4×103；420；液化。
16．解：（1）1标准大气压下水的沸点为100℃，
把壶内20℃，5kg水烧开，水吸收的热量：
Q吸＝c水m水Δt1＝4.2×103J/（kg ℃）×5kg×（100℃﹣20℃）＝1.68×106J；
（2）普通煤炉的烧水效率为28%，由η＝可得煤完全燃烧放出的热量：
Q放＝＝＝6×106J，
由Q放＝mq可得普通煤炉完全燃烧煤的质量：
m煤＝＝＝0.2kg；
（3）由题可知，双加热煤炉还可额外把炉壁间10kg水从20℃加热至40℃，
则炉壁间水吸收的热量：
Q吸′＝c水m水′Δt2＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（40℃﹣20℃）＝8.4×105J，
而壶内水的初温、末温以及质量均不变，则壶内水吸收热量不变，
所以，双加热煤炉中水吸收的总热量：
Q吸总＝Q吸+Q吸′＝1.68×106J+8.4×105J＝2.52×106J；
由题意可知，双加热煤炉与普通煤炉消耗煤的质量相等，则这些煤完全燃烧放出的热量不变，
所以，双加热煤炉的烧水效率：
η′＝×100%＝×100%＝42%。
答：（1）水吸收的热量是1.68×106J；
（2）普通煤炉完全燃烧煤的质量为0.2kg；
（3）双加热煤炉的烧水效率为42%。
17．解：（1）水吸收的热量：
Q吸＝cm（t﹣t0）
＝4.2×103J/（kg ℃）×0.5kg×（35℃﹣15℃）
＝4.2×104J；
（2）由题意可知，铁块放出的热量：
Q放＝Q吸＝4.2×104J，
根据Q放＝cm（t0﹣t）得铁块的质量：
m铁＝
＝
≈0.12kg。
答：（1）水吸收的热量是4.2×104J；
（2）铁块的质量约为0.12kg。
18．解：（1）质量为3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝3kg×1.4×108J/kg＝4.2×108J；
（2）由Q吸＝cmΔt可知，水的末温：Δt＝＝＝25℃。
答：（1）4.2×108；
（2）水升高的温度为25℃。
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