3.5 物体的内能 培优练习（含答案）

浙教版九年级科学第三章《能量的转化与守恒》第五节培优练习
一、单选题
1.关于物体的内能，下列说法正确的是（　　）
A.?温度为0℃的物体没有内能
B.?物体内能增加，一定是通过外界对物体做功
C.?在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
D.?正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变
2.有关热值的概念，下列说法正确的是(??? )
A.?1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半
B.?1kg的煤完全燃烧时的热值大于1kg的煤不完全燃烧时的热值
C.?煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D.?燃料的热值与燃料燃烧情况无关
3.如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖(对着没人的方向)，瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。下列分析正确的是(??? )

A.?用力拧瓶的下部时瓶内气体内能减少，温度升高
B.?用力拧瓶的下部时瓶内气体内能增加，温度降低
C.?瓶盖弹出时气体内能减小，温度降低，水蒸气液化
D.?瓶盖弹出时气体内能增加，温度降低，水蒸气液化
4.《舌尖上的中国》聚焦了普通人的家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美。如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(??? )

A.?煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B.?炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C.?蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭蒸熟
D.?拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
5.关于物体内能的改变,下列说法正确的是（??? ）
A.?物体对外做功时,物体的内能可能会减少??????????????B.?物体吸热时,物体的内能一定增加
C.?对物体做功时,物体的内能一定增加?????????????????????D.?物体放热时,物体的内能一定增加
6.一个小孩儿从公园中的滑梯上加速滑下,如图所示,下列说法正确的是 (?? )
?
A.?重力势能减少,动能不变,机械能减少,内能增加??????B.?重力势能减少,动能增加,机械能减少,内能增加
C.?重力势能减少,动能增加,机械能增加,内能减少??????D.?重力势能减少,动能增加,机械能不变,内能不变
7.如图所示，甲、乙两只完全相同的金属球，甲用细线悬挂在天花板上，乙放在水平地面上。两球是用同种热的良导体材料制成的，水平支持面和细线均为热的不良导体制成。今让两球吸收相同的热量，则热平衡后(热损失不计)(??? )

A.?甲球的温度低?????????????B.?两球温度一样高?????????????C.?乙球的温度低?????????????D.?条件不足，无法比较
8.质量相等、初温相同的水和煤油，分别用两个相同的电加热器加热(不计热损失)，加热过程中温度变化如图所示，则下列判断正确的是(?? )
??????????? ?
A.?甲的比热容大，是水???????????????????????????????????????????B.?甲的比热容大，是煤油
C.?乙的比热容大，是水???????????????????????????????????????????D.?乙的比热容大，是煤油
二、填空题
9.甲、乙两个初温相同的物体质量相等，它们的比热之比为c甲：c乙=3：1，让它们分别各吸收400J的热量以后，再把它们放在一起相互接触（无热散失），在达到热平衡的过程中，它们之间相互传递的热量是________J。

10.如图所示为生活中常用的热水瓶，瓶壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少________引起的内能变化。热水瓶若装入的热水未满，盖上软木塞后，软木塞有时会跳起来。这一过程中水蒸气对软木塞做的功________(选填“大于”、“等于”或“小于”)软木塞增加的机械能。
11.如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象．单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲________Q乙；AB是晶体甲熔化图像上的两个点，该晶体在A点时的内能________B点时的内能．（填“大于”、“小于”或“等于”）;若甲晶体为质量为1千克的金属铝，其温度从30℃升高到660℃，需要吸收多少热量________？铝的比热为0.88×103焦/（千克每摄氏度）
三、实验探究题
12.热机发明后，一直在持续的改进和发展中。
材料一：1769年，法国人居纽制造出蒸汽机推动的三轮汽车(图甲)，传统蒸汽机的燃料在气缸外部燃烧(图乙)，热效率为5%-8%之间。
材料二：1862年，法国人德罗夏提出内燃机(内燃指燃料在气缸内燃烧)的四冲程循环理论：①气缸的向外运动造成的真空将混合气体燃料吸入气缸；②通过气缸的向内运动对进入气缸里的燃料进行压缩；③高压燃烧气体产生巨大爆发力；④将已经燃烧的废气从气缸中排出。
材料三：1876年，德国人奥托制造出以四冲程为依据的煤气内燃机，利用飞轮的惯性使四冲程自动实现循环往复，内燃机的效率达到14%。
（1）四冲程循环理论提及的“巨大爆发力”由下图中的????? 冲程实现。
A.B.C.D.
（2）德罗夏提到的内燃方式是基于________的猜想。
（3）老师在重复演示“做功改变内能“实验(图丙)之间，需在拔出活塞后将厚玻璃筒甩几下，其目的与内燃机的________(选填“吸气“、“压缩”、“做功”或“排气”)冲程的原理相似。
13.某小组在“探究冰和蜡的熔化规律”时，使用的实验装置如图甲所示：
（1）向试管中放入500g冰，应选用颗粒________（选填“较大”或“较小”）的冰块做实验。
（2）从加热到熔化记录的实验数据如下表，可以判断蜡属于________（填“晶体”或“非晶体”）。小组成员发现冰从开始加热至开始熔化，酒精灯内共消耗了3.5g酒精，若加热的效率为10%，则酒精的热值是________J/kg（C水=4.2×103J/kg℃）
（3）根据冰加热过程中记录的数据画出如图丙所示温度-时间图象，AB这段时间内，该物质处于________状态。若继续加热，试管中的水________（选填“会”或“不会”）沸腾。实验后将烧杯中的沸水放在桌上越来越凉，探究水沸腾前后温度变化特点，根据实验数据作出了如图象，最合理表示其温度T随时间t变化关系的是________。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
蜡的温度/℃
42
44
46
48
49
50
51
52
四、解答题（共7题；共73分）
14.一物体在空中由静止下落，物体下落时受到的空气阻力随着下落速度增加而增大，且物体受到空气阻力f与物体的速度v平方成正比，即f=kv2。试解答下列问题：
（1）假如空中有一个50g的冰粒，从1000m的高空由静止开始下路到地面。冰粒下落过程中的速度变化规律是A；假设冰重力做功的42%转化为冰雹的内能，则冰雹在下落过程中温度会升高A℃.（不考虑冰粒的熔化和质量变化：c冰=2.1×103J/（Kg·℃）
（2）一个重为G的物体从高空（高度足够）静止开始下落，物体下落的最大速度为V，请你用所学知识证明v= Gk
15.某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示，在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%，求：
（1）汽车牵引力做的功；
（2）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
（3）内燃机的效率。
16.?2015年龙岩市将在中心城区新增100辆纯电动新能源公交车，以促进公共交通实现“低碳”化．下表是某燃油汽车与纯电动汽车进行测试时的部分数据：
燃油汽车
纯电动汽车
能源种类
汽油（q汽油=4.5×107J/kg ρ汽油=0.7×103kg/m3）
电能
牵引力
600N
600N
行使100km消粍
8×10﹣3m3
20kW?h
二氧化碳排放量
每消耗1kg汽油排放2kg二氧化碳
0
（1）汽油属于________?（填“可再生”或“不可再生”）
（2）若燃油汽车与电动汽车正常行驶100km，则①燃油汽车消耗多少千克汽油？②燃油汽车与纯电动汽车的能量转化效率分别是多少？
（提示：燃油汽车能量转化效率η汽：汽车牵引力做的功与汽油完全燃烧放出的热量之比；纯电动汽车能量转化效率η电：汽车牵引力做的功与汽车消耗电能之比）
17.十八世纪，瓦特发明的冷凝器蒸汽机，推动了人类第一次工业革命。如图为利用瓦特蒸汽机提升物体的工作示意图，蒸汽机的工作原理为：打开阀门 A、关闭阀门 B，高压蒸汽进入汽缸，推动活塞上行。当活塞到达汽缸顶部时，关闭阀门A、打开阀门B，蒸汽进入冷凝器，汽缸内压强减小，活塞下降。如此循环往复。
（1）蒸汽推动活塞上行过程中，能量转化是________。
（2）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的________冲程相似。
（3）蒸汽机工作时，汽缸内部压强为 1.1×106帕，若活塞面积为0.1米2 ， 则活塞受到蒸汽的压力是多少？
（4）蒸汽机活塞往复运动，通过杠杆和定滑轮对重物做功。若物体质量为 200 千克，活塞每次上升高度为0.6米，则活塞上升一次蒸汽机对物体做了多少有用功？假设活塞每分钟向上运动100次，该蒸汽机对物体做有用功的功率为多少？
18.? 1845年焦耳做了最好的用摩擦加热液体的实验。实验如图所示:他在容器里装一定质量的水，中间安上带有叶轮的转轴，转轴上绕上绳子，绳子另一端通过滑轮与重物相连。当重物下降时，绳子拉动转轴转动，带动叶片旋转，由于叶片和水的摩擦，容器里的水温度升高。通过测量和计算，可以比较重物减少的机械能与水增加的内能的关系。该实验为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础
（1）若实验中两个重物的总质量为25kg，下降高度为10m，则这两个重物减少的总机械能为________J
（2）若容器中水的质量为0.5kg，实验测得水温升高1°C，请计算水内能的增加量(c水=4.2×103J/Kg°C)
（3）某兴趣小组多次重复以上实验，发现实验结果和能量守恒定律并不吻合。请写出造成这种结果的可能原因________(写一种即可)
19.? 2019年5月6日，杭城首批30辆氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是2世纪最理想的能源，求：[c水=4.2x103(kg·℃)；q氢=1.4×108J/kg]
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是________J；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水升高的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的焦耳数和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。
20.目前市场上有一种热水器叫做“空气能”热水器，它从空气中吸收热量来加热水，相比传统的电热水器节能。其原理与普通的空调相似，如图甲所示。为了了解某一热水器的实际性能，工作人员对某一品牌热水器进行测试，以下表格是某一空气能热水器的实际测试参数(在环境温度20℃，进水温度20℃时测定)。已知：水的比热容c水=4．2×103J/(kg·℃)
型号
A型
出水温度(C°)
50
输出功率(kW)
10
电源
220V/50Hz
热水产出率(L/h)(△t=30℃)
100
环境温度范围(℃)
20

请根据上表数据计算或分析
（1）当工作介质流经水箱中的冷凝器时，工作介质液化________热量(填“吸收”或“放出”)，水箱中水的温度升高，是通过________方式增加了水的内能。
（2）A型热水器“热水产出率”100L/h，其含义是指此热水器当进水温度为20℃，出水温度为50℃时，每小时可出热水100L，该热水器正常加热过程中，每小时流经冷凝器中的水吸收的热量为多少?
（3）该热水器水箱上贴有如图乙所示的“能效比”标签，“能效比”定义为：当水吸收的热量为Q，电流所做的功为W时，能效比η=Q/W。试通过计算说明该A型热水器标定的能效比是否符合如图丙的国家标准。
答案解析部分
一、单选题
1. C 2. D 3. C 4. C 5. A 6. B 7. C 8. C
二、填空题
9. 200
10. 热传递；大于
11. 小于；小于；5.544×105J
三、实验探究题
12. （1）C
（2）燃料在气缸内燃烧，热量散失少，热效率高
（3）排气
13. （1）较小
（2）非晶体；3×107J/kg
（3）固液共存；不会；A
四、解答题
14. （1）解： 冰粒下落过程中的速度变化规律为：先加速后匀速；
冰粒下落做的功为：W=Gh=0.05kg×10N/kg×1000m=500J；
冰粒转化为的内能：Q=42%W=42%×500J=210J；
那么冰粒升高的温度为：△t=Qcm=210J2.1×103J/（Kg·℃）×0.05kg=2℃；
（2）证明：小物体匀速下落时速度达到最大，
此时物体受到时的重力G和空气阻力f相互平衡，即：f=G
∵f=kv2
∴G=f=kv2
∴V=?Gk
15. （1）解：由v= st 得汽车行驶的路程：
s=vt=50km/h×0.5h=25km=2.5×104m，
由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N，
由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力：F=f=4000N，
牵引力做功：W=Fs=4000N×2.5×104m=1×108J
答：汽车牵引力做的功为1×108J
（2）解：燃料完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=8kg×4.5×107J/kg=3.6×108J
答：放出的总热量是3.6×108J
（3）解：增加的电能：W电=5.12×108J×10%=5.12×107J，
有用能量：W有用=W+W电=1×108J+5.12×107J=1.512×108J，
内燃机的效率：η= Q有用Q放 ×100%= 1.512×108J3.6×108J ×100%=42%
答：内燃机的效率为42%
16. （1）不可再生
（2）解：①因为ρ=πv ，
所以正常行驶100km消耗的汽油为m=ρV=0.7×103kg/m3×8×10﹣3m3=5.6kg；
②牵引力做的功为W有用=Fs=600N×105m=6×107J．
汽油完全燃烧放出的热量为Q=mq=5.6kg×4.5×107J/kg=2.52×108J；
燃油汽车的效率为η燃油==6×107J2.52×108J×100%≈23.8%；
电动汽车的效率为η电动==6×107J20×3.6×107J×100%≈83.3%
答：①燃油汽车正常行驶100km消耗的汽油为5.6kg；
②燃油汽车的效率约23.8%；电动汽车的效率约83.3%
17. （1）内能→机械能
（2）做功
（3）解：F=pS=1.1×106 Pa×0.1m2 =1.1×105 N
答：活塞受到蒸汽的压力为1.1×105N。
（4）解：h物= 12 ×0.6m=0.3m
W有 =G物h物= m物gh物 =200kg ×10N/kg ×0.3m = 600J
P有= w有t = 100×600J60s =1000 W
答：蒸汽机对物体做有用功为 600J， 有用功的功率为 1000W
18. （1）2500
（2）水内能的增加量为：Q=cm△t= 4.2×103J/(Kg?°C?)×0.5kg×1℃=2100J；
（3）由于转轴处存在摩擦或液体散热
19. （1）4.2×107
（2）水吸收的热量：Q吸＝Q放＝4.2×107J，
由Q吸＝cm△t得水升高温度：
Δt=Q吸cm=4.2×107J4.2×103/(kg?℃)×200kg=50℃
（3）公交车所做的功：W＝Q放＝4.2×107J，
由P＝ Wt 得公交车行驶时间：
t＝ WP ＝ 4.2×107J4.2×105W ＝300s。
20. （1）放出；热传递
（2）V=100L=100dm3=0.1m3
m=ρ×V=1×103kg/m3×0.1m3=100kg
Q=cm△t=4.2×103J/(kg·℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J
（3）W=Pt=lkW×1h=3.6×106J
η= QW=1.26×107J3.6×106J =3.5
所以符合