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华师大版 初科 九上 7.1 物体的内能 同步练习(含解析)
一、单选题
1.一网友发现小鸟停在铁栏杆上,误以为小鸟在停驻休息,观察后发现它的双脚被冻结在栏杆上。他慢慢接近,小鸟受惊拍动翅膀;为了避免小鸟双脚受伤,他便一把抓住,试图以手的温度让冰融化。由于效果不佳,他干脆吹气融冰。经过他的不断努力,小鸟获得了自由。根据上述材料,下列分析不合理的是( )
A.以手的温度让冰熔化,是通过做功的方式实现
B.吹气融冰,是用热传递的方式让冰熔化
C.小鸟双脚被冻结在铁栏杆上,与铁是热的良导体有关
D.小鸟拍动翅膀,消耗体内有机物,将化学能转化为机械能
2.2022年12月14日的双子座流星雨亮相天宇,吸引了很多天文爱好者的关注。请你判断下列说法正确的是( )
A. 流星雨形成主要是部分机械能转化为热能
B.流星体实质上是小的恒星
C.流星体与彗星属于同一类天体
D.在月球上也能发生流星雨现象
3.小光和小亮就课本中的如图话题进行了思考和讨论,小光决定通过手捂增大铁屑的内能,小亮决定通过振荡方式增大铁屑的内能,以下分析正确的是( )
A.小光所用的方法,温度从手传递到了铁屑
B.当小光的手和铁屑所含内能相同时,热传递就会停止
C.从能量转化过程来看,小亮的方法和钻木取火是相同的
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是不等效的
4.验装置如图所示,在一个厚壁玻璃筒里放一块浸有少量乙醚(乙醚极易挥发)的棉花,用力把活塞迅速下压,棉花就会立即燃烧,瞬间又熄灭了。根据该实验现象.以下解释不恰当是( )
A.活塞迅速下压,乙醚蒸气液化放出热量,使棉花燃烧
B.因为乙醚的着火点比棉花低,浸有少量乙醚可以帮助棉花燃烧
C.棉花燃烧后又瞬间熄火是因为筒内的氧气不够
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加,使筒内温度升高
5.下列现象中,属于热传递改变物体内能的是( )
A.冬天天冷,通过搓手发热取暖
B.刚从蒸笼里拿出的馒头,放一阵子变凉了
C.用锤子敲打石头时,锤子发热
D.给自行车车胎打气,打气筒壁变热了
6.物体的内能是指( )
A.物体中个别分子所具有的能
B.物体做机械运动所具有的能
C.物体内部大量分子做无规则运动所具有的能
D.物体做机械运动和热运动的能的总和
7.我国古代先民曾发明一种点火器(如图),用牛角做套筒,木质推杆前端粘着艾绒。猛推推杆,艾绒即可点燃,其原因是套简内封闭的气体( )
A.温度升高 B.气压增大 C.氧气增多 D.着火点升高
8.如图所示,在放有一支温度计的瓶内盛少量水,用橡皮塞塞紧瓶口,再用打气筒向瓶内打气,当瓶内气压达到足够大时,塞子从瓶口冲出,且原来透明的瓶内充满了白雾。对“塞子从瓶口冲出”分析正确的是 ( )
A.塞子冲出过程与汽油机的压缩冲程原理相似
B.原来透明的瓶内充满了白雾原因是温度升高
C.塞子冲出过程是外界对气体做功,使气体内能增大
D.温度计示数下降是瓶内气体对外做功引起内能减少
9.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高。以下四个事例中能量转化与之相同的是 ( )
A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁
10.某同学测得甲、乙两杯水的温度分别是45℃和75℃,下列判断正确的是( )
A.甲杯水的分子运动一定比乙杯水的分子运动剧烈
B.乙杯水的热量一定比甲杯水的热量多
C.乙杯水的温度降低,水的内能一定减少
D.甲杯水的内能一定比乙杯水的内能小
二、填空题
11.构成物质的分子永不停息地做无规则的 。温度越 ,分子无规则热运动就越剧烈,分子具有的 能就越大。由于分子之间存在 ,因此分子之间具有 能。物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和,叫作物体的 ,俗称 。内能的单位是 。物体的内能可以通过 和 两种途径来改变。
12.从热水瓶中倒出一大杯热水,立即将瓶塞盖紧,瓶塞会跳起来。这是因为倒出热水后进入热水瓶的冷空气与热水发生 ,受热膨胀对外 ,把瓶塞顶出瓶口。
13. 2021年7月,地球同时出现了5个”热穹顶”,使2021年7月成为了地球有记录以来最热的一个月。”热穹顶”现象指的是天空中热高气压区域停滞不动,不断将从地面上升的热空气包裹并往下压,导致区域内气温越升越高。热空气被向下压缩时会导致气温进一步升高的原因是 。
14.用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中,会发现气筒的简壁发热。筒壁发热现象的产生,有两个方面的原因:a、打气过程中活塞与筒壁之间不断地克服摩擦做功使筒壁的内能增加、温度升高:b、打气时活塞压缩气体做功使气体的内能增加,升温的气体通过热传递使筒壁温度升高,针对哪一个是主要原因问题,小明设计了如下实验:先测出打气前筒壁的温度为t0,再将打气筒不与轮胎相连空打气适量的n次后测出筒壁温度为t1,待筒壁温度恢复t0后,再将打气筒与轮胎相连,在相同的时间内打相同的n次后测出筒壁温度为t2。你认为t2 t1(“>”、“<”、“=”),原因是: ;若想要说明b是主要原因的实验结果应该是: 。
A. t2 t0>t1 t0 B. t2 t1>t1 t0 C.t2 t115.小龙发现冬天时医院会在输液病人的输液管外添加一个加温器(如图),使输入的药液不至于太冰冷。在这个过程中,通过 的方式改变药液的内能。小龙看到一些病人药液快要输完却没有发现。于是回家后设计了一种输液提示器,能在护士站观察到药液量的变化。当袋中药液量减少时,为使电压表示数随之减小,符合要求的电路图是 .
三、解答题
16.空调扇具有“送风、加湿和降温”等功能,其内部主要结构为风扇、水箱和空气过滤网等。使用时,通常向水箱中加水,使吹出的风比无水时凉爽。下表是某品牌空调扇部分参数。
项目 参数 项目 参数
额定电压 220伏 额定功率 50瓦
空机质量 7.5千克 单个轮子接触地面面积 2厘米2
水箱容量 0.5升 轮子数量 4个
蒸发量 1升/时 电源线长度 1.2米
(1)向水箱的水里再加入一些碎冰,可降低水温,使吹出的风比只有水时更凉爽。加冰可降低水温的原因有 。
(2)人在运动大量出汗后,对着空调扇吹,很容易感冒。此时,在脑干调节下,皮肤血管收缩,血流量减少,皮肤温度下降,散热量 ,从而维持人体体温恒定。
(3)小科阅读参数表发现,该空调扇比较省电。计算该空调扇正常工作10小时消耗的电能。
(4)计算水箱加满水时该空调扇对水平地面的压强。
(5)该空调扇底座安装了万向轮,方便移动。但在其他设计上仍存在缺陷,为更方便用户使用,请结合表中参数提出一条改进建议: 。
17.小明做了这样一个实验:在塑料瓶中装一些细沙,瓶口用软木塞塞紧并在其中插入一支温度计,瓶外包一层泡沫塑料。手拿瓶子迅速上下抖动(注意不要损坏温度计)。在多次抖动后,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
另外,将瓶子放在热水中,温度计的示数是否会发生改变 写出你猜想的根据。
四、综合说理题
18.如图是高速公路避险车道示意图,且在避险车道上铺上一层很厚的碎石和细沙,当高速行驶的小车出现刹车失灵时,可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。请你结合做功和能量转化的知识,解释避险车道可以快速减速的原因。
19.小明在商场里买了一个有趣的玩具----“永动摩天轮”(如图甲):
一般的摩天轮转动都需要一个外力的作用,这个摩天轮只要放在恒温的热水里(如图乙)它就会持续自动转动起来。为何会如此神奇呢 小明为此找到了以下资料。
资料一:摩天轮的中间点与周围轨道之间,分布着很多的松散的双程记忆金属弹簧。
资料二:双程记忆金属弹簧的特点:利用了形状记忆合金的记忆效应,在高温时候它是一定长度,在低温时又是另一种长度。
资料三:双程记忆金属弹簧长度随温度变化关系如图丙。
结合上述资料及所学知识,从能量转化等知识解释“永动摩天轮"在恒温热水中会持续自动转动起来的原因。
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【分析】改变内能的方式有做功和热传递;金属的导热性良好,容易把人体的热量导出,所以感觉更冷一些;动物活动时,消耗化学能,机械能增加。
【解答】A、手和冰之间发生热传递,使冰熔化,是通过热传递的方式改变物体的内能,故A说法错误;
B、吹气融冰,是用热传递的方式改变冰的内能,故B说法正确;
C、小鸟双脚被冻结在铁栏杆上,是因为铁是热的良导体,故C说法正确;
D、小鸟拍动翅膀,消耗体内有机物,将化学能转化为机械能,故D说法正确。
故答案为:A。
2.【答案】A
【解析】【分析】
流星是小行星经过地球大气层时剧烈摩擦形成的火光,大部分流星体会在大气层中燃烧殆尽,极少数大的会坠落地表,称为陨星,包括陨石、陨铁、石和铁的混合体。
【解答】
流星是小行星经过地球大气层时剧烈摩擦形成的火光,将机械能转化为内能,故A正确,B、C错误;
月球上无大气,无法发生流星雨现象,故D错误。
故答案为:A。
3.【答案】C
【解析】【分析】根据对改变物体内能方法的理解判断。
【解答】A.小光所用的方法,热量从手传递到了铁屑,故A错误;
B.当小光的手和铁屑的温度相同时,热传递就会停止,故B错误;
C.从能量转化过程来看,小亮的方法将机械能转化为内能,和钻木取火是相同的,故C正确;
D.小光和小亮的方法对改变铁屑的内能是等效的,故D错误。
故选C。
4.【答案】A
【解析】【分析】物体对外界做功,物体的内能减小;外界对物体做功,物体的内能增大,据此分析判断。
【解答】A.活塞迅速下压,活塞对空气做功,将机械能转化为内能,空气温度升高,点燃棉花,故A错误符合题意;
B.因为乙醚的着火点比棉花低,浸有少量乙醚可以帮助棉花燃烧,故B正确不合题意;
C.棉花燃烧后又瞬间熄火是因为筒内的氧气不够,故C正确不合题意;
D.外界对物体做功时,物体的内能会增加,使筒内温度升高,故D正确不合题意。
故选A。
5.【答案】B
【解析】【分析】热传递改变物体内能的本质是能量的转移,而做功改变物体内能的本质是能量的转化,据此分析判断。
【解答】A.冬天天冷,通过搓手发热取暖,将手的机械能转化为手的内能,属于做功改变物体内能,故A不合题意;
B.刚从蒸笼里拿出的馒头,放一阵子变凉了,馒头的热量散失到空气中,属于热传递改变物体内能,故B符合题意;
C.用锤子敲打石头时,锤子发热,将锤子的机械能转化为内能,属于做功改变物体内能,故C不合题意;
D.给自行车车胎打气,打气筒壁变热了,将压缩空气时的机械能转化为空气的内能,属于做功改变物体内能,故D不合题意。
故选B。
6.【答案】C
【解析】【分析】根据内能的定义分析。
【解答】物体的内能是物体内部大量分子做无规则运动所具有的分子动能和势能的总和,故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
7.【答案】A
【解析】【分析】燃烧的条件:①有可燃物;②与氧气接触;③温度达到着火点,据此分析即可。
【解答】艾绒是可燃物,在套管内与氧气接触,之所以没有燃烧,是因为温度低于它的着火点。当猛推推杆时,推杆压缩里面的空气做功,将机械能转化为内能,从而使空气的温度升高,达到艾绒的着火点而燃烧,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
8.【答案】D
【解析】【分析】物体对外界做功,内能减少;外界对物体做功,内能增大,根据做功改变物体内能的知识分析判断。
【解答】A.塞子冲出过程,将气体的内能转化为塞子的机械能,与汽油机的做功冲程原理相似,故A错误;
B.原来透明的瓶内充满了白雾原因是温度降低,水蒸气液化成小水珠,故B错误;
C.塞子冲出过程是气体对外界做功,使内能减少,故C错误;
D.温度计示数下降是瓶内气体对外做功引起内能减少,故D正确。
故选D。
9.【答案】A
【解析】【分析】外界对物体做功,物体的内能增加;物体对外界做功,它的内能减少。
【解答】小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,是通过做功的方式增大物体的内能。
将空气压缩引火仪的活塞迅速下压,活塞对空气做功,使空气的温度升高,而引燃棉花,故甲符合题意;
按动电火花发生器的按钮,火花使空气的温度升高,内能增大;然后空气对盒盖做功,将盒盖推出,使空气的内能减少,温度降低,故乙不合题意;
汽油机的压缩冲程,将机械能转化为内能,使空气的内能增加,温度升高,故丙符合题意;
汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能,使燃气的内能减少,温度降低,故丁不合题意。
因此与小明的能量转化相同的是甲和病。
故选A。
10.【答案】C
【解析】【分析】(1)温度越高,分子运动越剧烈;
(2)热量是过程量,只能在热传递的过程中谈到,不能说“具有或含有”;
(3)温度降低,内能减少;温度升高,内能增大;
(4)根据内能的影响因素判断。
【解答】A.乙杯水的温度高,分子运动更剧烈,故A错误;
B.甲乙两杯水具有的是内能,而不是热量,故B错误;
C.甲温度低,乙温度高,二者接触时,乙的温度降低,内能减少,故C正确;
D.水的内能与质量、温度等有关,甲的温度低,但是质量如果足够大,那么它的内能可能大于乙,故D错误。
故选C。
11.【答案】热运动;高;动;相互作用力;势;内能;热能;焦耳;做功;热传递
【解析】【分析】根据内能的定义、影响因素、单位和改变方式的知识解答。
【解答】(1)构成物质的分子永不停息地做无规则的热运动。
(2)温度越高,分子无规则热运动就越剧烈,分子具有的动能就越大。由于分子之间存在相互作用力,因此分子之间具有势能。物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和,叫作物体的内能,俗称热能。
(3)内能的单位是焦耳。
(4)物体的内能可以通过做功和热传递两种途径来改变。
12.【答案】热传递;做功
【解析】【分析】改变物体内能的两种方式:做功和热传递。
【解答】从热水瓶中倒出一大杯热水,立即将瓶塞盖紧,瓶塞会跳起来。这是因为倒出热水后入热水瓶的冷空气与热水发生热传递,受热膨胀对外做功,把瓶塞顶出瓶口。
故答案为:热传递;做功
13.【答案】外界对空气做功,使空气的内能增加,温度升高
14.【答案】>;t1:第一次只有摩擦来增加内能,t2:第二次还有压缩气体来增加的内能;B
【解析】【分析】打气筒温度上升由两方面原因引起,即活塞和筒壁的摩擦以及活塞对里面的气体做功,这二者使筒壁温度的上升量肯定大于其中某一个因素引起的温度的上升量。
t1 t0 的差是活塞与筒壁摩擦引起的温度变化,而t2 t1的差是活塞压缩气体做功引起的筒壁的温度变化。如果做功引起的温度变化大于摩擦引起的筒壁温度变化,那么肯定是:t2 t1> t1 t0 。
【解答】我认为t2>t1,原因是:t1:第一次只有摩擦来增加内能,t2:第二次还有压缩气体来增加的内能;若想要说明b是主要原因的实验结果应该是:t2 t1 > t1 t0 。
15.【答案】热传递;C
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式:做功和热传递。做功的本质是能量的转化,而热传递的本质是能量的转移。
(2)在串联电路中,电压与电阻成正比,据此对三个电路图进行分析判断。
【解答】(1)小龙发现冬天时医院会在输液病人的输液管外添加一个加温器(如图),使输入的药液不至于太冰冷。在这个过程中,通过热传递的方式改变药液的内能。
(2)A.灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。当药液减少时,滑片上移,由于变阻器接入电路的始终为全部电阻,因此它的阻值不变,则电压表的示数不变,故A不合题意;
B.灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。当药液减少时,滑片上移,变阻器接入电路的电阻在变大,那么电压表的示数也变大,故B不合题意;
C.灯泡与变阻器串联,电压表测变阻器的电压。当药液减少时,滑片上移,变阻器接入电路的电阻在变小,那么电压表的示数也变小,故C符合题意。
故选C。
16.【答案】(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降。
(2)减少
(3)解:P=50W=0.05kW
W=Pt=0.05kW×10h=0.5kW·h
(4)解:V=0.5L=0.0005m3
m水=P水
V=1.0×103kg/m3×0.0005m3=0.5kg
FG=mg=(0.5kg+7.5kg)×10N/kg=80N
S=4×2cm2=8cm2=0.0008m2
p=F/S=80N/0.0008m2=100000pa
(5)①加大空调扇水箱的容积,避免频繁加水②延长电源线长度等
【解析】【分析】体温调节是指温度感受器接受体内、外环境温度的刺激,通过体温调节中枢的活动,相应地引起内分泌腺、骨骼肌、皮肤血管和汗腺等组织器官活动的改变,从而调整机体的产热和散热过程,使体温保持在相对恒定的水平。电能,是指使用电以各种形式做功(即产生能量)的能力。物体所受的压力与受力面积之比叫做压强,压强用来比较压力产生的效果,压强越大,压力的作用效果越明显。压强的计算公式是:p=F/S,压强的单位是帕斯卡,符号是Pa。
【解答】(1)在水箱中加入冰块后,冰块熔化会吸热,降低水的温度,而冰块的周围的冰水混合物温度比水箱中的水温度低,通过热传递导致整个水箱的温度下降,这样水箱上方的空气的温度也会降低,吹出来的风温度也就比较低;
(2)血流量减少,则会导致人体对外散热减少;
(3)已知空调扇的功率和工作的时间,根据电能公式W=Pt计算即可;
(4)水箱加满水时,空调扇作用在地面的压力是水的重力和空调扇自身重力之和;表格中只告诉了 单个轮子接触地面面积,而空调扇与地面接触的是四个轮子的面积;然后根据公式P=F/S计算即可;
(5)由表格中的数据可知,存在不当之处的是水箱的容量只有0.5L,可以加入的水量太少,而蒸发量是1 升/时,每半个小时就需要加水一次;电源线长度只有1.2米,可以移动范围太小;
故答案为:(1)①碎冰熔化需要吸收周围水的热量,导致水温下降;②熔化后的冰水温度比原来水的温度低,两者之间存在温度差,发生热传递,使水箱里的水温进一步下降;(2)减少;
17.【答案】手拿瓶子迅速上下抖动,使瓶内沙子克服摩擦力做功,其内能会增加,温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递,其内能会增加,温度也会升高。
【解析】【分析】改变物体内能的两种方式:做功和热传递;二者在改变物体内能的作用上是等效的。
【解答】手拿瓶子迅速上下抖动,使瓶内沙子克服摩擦力做功,其内能会增加,温度也会升高。而放在热水中的瓶子,通过热传递,其内能会增加,温度也会升高。
18.【答案】答:①上坡将动能转化为重力势能,速度减小;
②克服摩擦做功消耗动能,速度减小;
③铺上很厚的碎石和细沙可增大摩擦。
【解析】【分析】①动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,据此分析上坡时的能量转化;
②克服摩擦做功,可以将机械能转化为内能,从而消耗机械能;
③增大摩擦的方法:①增大压力;②增大接触面的粗糙程度。
19.【答案】答案示例:一开始双程记忆金属弹簧在热水,热水对它进行了热传递,它的内能增大温度升高,根据图乙弹簧长度和温度的关系,弹簧收缩,弹簧对摩天轮产生拉力,在力的作用下这个摩天轮它就转起来了,将弹簧的弹性势能转化为摩天轮的动能。当这个浸在热水里面的弹簧转到上方冷的空气中时,双程记忆金属弹簧又对空气进行了热传递内能减小,温度下降,它又恢复到原来低温时的松散的形状了。如此反复,“永动摩天轮”就会自动持续转动起来。
【解析】【分析】金属弹簧接触热水后,温度升高,根据图丙确定它的长度变化,确定对摩天轮产生拉力作用,根据弹簧弹性势能与动能的转化确定摩天轮转动的原因。当金属弹簧露出水面后,温度降低,再根据图丙确定此时弹簧的长度变化即可。
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