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第三章 第5节物体的内能——2022-2023学年浙教版九年级上学期科学
一、单选题
1．（2022九上·越城期末）下列关于温度、内能和热量的描述中，正确的是（　　）
A．物体吸收热量时，温度一定升高
B．做功和热传递都能改变物体的内能
C．物体的内能越大，其含有的热量就越多
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
2．（2021九上·温州期末）2021年9月，神舟十二号返回舱成功着陆。返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大（如图），其主要原因是（　　）
A．大气对返回舱做功 B．返回舱对大气做功
C．大气向返回舱热传递 D．返回舱向大气热传递
3．（2021九上·镇海期末）如图所示，用相同的加热装置对a、b、c三种物质加热，它们的温度随时间变化的图象，其中a、c质量相同。下列对图象的分析正确的是（）
A．t1﹣t2时间内物质a的温度不变，所以内能不变
B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量
C．温度从T1升高到T2时，物质a和物质b吸收的热量相等
D．物质b的比热容大于物质c的比热容
4．（2021九上·舟山期末）如图a所示，甲、乙两个相同的烧杯装有等质量的水，分别接入加热器1和加热器2进行加热，不计热量损失，得到图b所示的水温与加热时间的关系图，则下列说法正确的是（　　）
A．若吸收相同的热量，则甲杯的水升温比乙杯的多
B．加热器1的实际功率小于加热器2的实际功率
C．加热器1的电阻小于加热器2的电阻
D．加热相同的时间，甲、乙杯吸收的热量是相等的
5．（2021九上·嵊州期末）做功和热传递均能改变物体的内能，下列方法中，通过做功来增加双手内能的是（　　）
A．对手哈气 B．来回搓手
C．捧电暖宝 D．放入热水
6．（2021九上·乐清期中）2021年5月15日，“天问一号”探测器成功在火星着陆。探测器在穿越火星的大气层的过程中发热，下列相关说法中正确的是（　　）
A． 探测器的内能是通过热传递的方式增加的
B．探测器的内能是通过做功的方式增加
C．探测器减少的重力势能全部转化成动能
D．探测器的机械能不变
7．（2021九上·金华月考）关于如图所示实验的说法,正确的是（　　）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．该实验基本能反映热机的工作原理
C．木塞冲出的过程中机械能转化为内能
D．实验中试管内水的内能的改变仅通过做功实现
8．（2021九上·杭州月考）车辆由于紧急刹车，刹车片迅速夹紧刹车盘（不考虑刹车片磨损），靠刹车片与刹车盘的剧烈摩擦最终使车辆停止运动，这个过程导致刹车片和刹车盘温度升高。则下列说法正确的是（　　）
A．车辆停止后，无速度，则刹车片内能为零
B．车辆在减速过程中，内能转化成机械能
C．刹车片和刹车盘温度升高，可知刹车片内能增大
D．由于质量没改变，则刹车片内能不发生变化
9．（2021九上·浙江期中）关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
B．温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小
C．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变
D．物体的内能增加，一定是吸收了热量
10．（2021九上·杭州期中）关于内能、温度和热量，下列说法正确的是（　　）
A．物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系
B．不同燃料燃烧时，放出热量较多的热值越大
C．内燃机的压缩冲程将机械能转化为气缸内气体的内能，导致气体内能增加，温度升高
D．内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移
11．木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，锯条温度将升高。该过程主要通过(　　)。
A．热传递使锯条的内能增加 B．做功使锯条的内能增加
C．热传递使锯条的内能减少 D．做功使锯条的内能减少
二、填空题
12．（2021九上·杭州月考）如图甲所示，有一半径为R的光滑的1/4圆弧槽与一粗糙的水平面相连接，将质量为m的物体从斜面顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S1。图乙中有一个半径为R的粗糙的1/4圆弧槽与和图甲中同样粗糙的水平面相连接，将图甲中质量为m的物体也从图乙中斜槽顶端由静止释放，停下后测出物块在水平面上滑行距离为S2。则乙图中物体在水平面上的摩擦力f为 　 　。 乙中物体在粗糙的1/4弧槽上运动这段时间内，若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，物体能上升温度　 　℃（物体比热为c）。
13．（2021九上·杭州期中）“汽车不但要吃油，有时也要喝水”，用水冷却发动机是因为水的比热容大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会　 　（填“增加”或“减少”），一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟内完成　 　冲程和对外做功　 　次。
14．（2021九上·平阳期中）俗语说：“水往低处流”；空气不会自行聚拢；在烧杯中的水，上面的水不可能沸腾，下面的水结冰。这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有　 　的。核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核　 　（选填“聚变”/“裂变”）。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是　 　冲程。
三、解答题
15．（2022九上·西湖期末）室温为10℃时，小金利用如图所示装置验证“外界对物体做功，可以使物体的内能增加”。小金用平均为50牛的力将活塞压下12厘米，发现底部浸有0.001千克乙醚的棉花并没有出现燃烧现象。（乙醚的比热容约为1.8×103J/kg·℃，着火点为160℃）
（1）小金的实验没有成功，请帮助他分析原因。
（2）小金对活塞做功多少焦？
（3）0.001千克乙醚温度从10℃升高到着火点至少需要吸收多少热量？
16．（2021九上·义乌期中）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）蒸汽机活塞上行过程与汽油机的　 　冲程相似。
（2）蒸汽机工作过程中，气缸内部平均压强为1.1ⅹ106帕，若活塞面积为0.1米2，则活塞受到蒸汽的平均压力是多少？
（3）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？
17．（2021九上·杭州期中）有一款太阳能热水器，铭牌上部分参数如表。将它安装在阳光充足的水平台面上，并装满水。
型号 JL8801A
水容量/L 80
自身质量/kg 50
（1）某地区(晴天)一天中接收的太阳能3.36×107J，接收的太阳能，如果由燃烧煤气(热值q=4.2×107J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？
（2）装满的水质量是多少千克？
（3）若这一天中接收的太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使初温为20℃的水温度升高到多少度？[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
18．（2021九上·杭州期中）某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给初温为20℃，质量为100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精。已知：水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的热值为3×107J/kg。求：
（1）此过程中水吸收的热量
（2）酒精灯烧水时的热效率。
19．（2021九上·杭州期中）一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一天然气灶把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg ℃）。
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是多少？
（3）该热水器的实际效率是多少？
20．（2021九上·杭州期中）一容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×107J/m3，水的比热容4.2×103J/（kg ℃）．
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【解析】【分析】根据对温度、内能和热量的关系的理解分析判断。
【解答】A.物体吸收热量时，温度不一定升高，例如：水沸腾时吸热，但温度保持不变，故A错误；
B.做功和热传递都能改变物体的内能，故B正确；
C.热量是过程量，只能描述为“吸收热量”或“放出热量”，故C错误；
D.热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故D错误。
故选B。
2．【答案】A
【解析】【分析】外界对物体做功，内能增大；物体对外界做功，内能减小，据此分析判断。
【解答】返回舱返航穿越大气层时外壁的内能会增大，其主要原因是：大气对返回舱做功，故A正确，而B、C、D错误。
故选A。
3．【答案】B
【解析】【分析】（1）物体吸收热量，内能增大；放出热量，内能减小；
（2）（4）根据Q=cm△t分析；
（3）相同的加热器，电功率相等，根据W=Pt可知，时间越长，放出的热量越多。
【解答】根据图像可知，t1~t2时间内物质a的温度不变，但是由于不断吸热，所以内能增大，故A错误；
a、b为同种物质，则比热容相等；当加热时间都为t1时，二者吸收的热量相同，此时升高的温度b小于a。根据Q=cm△t可知，升高的温度与物体质量成反比，即b的质量大于a，故B正确；
根据图像可知，从从T1升高到T2时，a用的时间小于b的时间，即物质a吸收的热量小于b，故C错误；
根据图像可知，同样升高到T1，b用的时间比c小，即b吸收的热量小于c，而二者质量相等。根据Q=cm△t可知，吸收的热量与比热容成正比，即b的比热容小于c，故D错误。
故选B。
4．【答案】C
【解析】【分析】（1）根据Q=cm△t分析；
（2）（4）根据W=Pt分析；
（3）根据公式分析。
【解答】A.甲和乙两个烧杯内水的质量相等，二者吸收相同的热量，根据Q=cm△t可知，二者升高的温度相等，故A错误；
B.根据b图可知，两杯水都升高到40℃时吸收相同的热量，甲用2min，而乙用3min。根据W=Pt可知，加热器1的实际功率大于加热器2的实际功率，故B错误；
C.根据公式可知，加热器的电压相等时，加热器1的功率大于2的功率，那么加热器1的电阻小于2的电阻，故C正确；
D.根据Q=W=Pt可知，加热相同的时间，甲吸收的热量大于乙吸收的热量，故D错误。
故选C。
5．【答案】B
【解析】【分析】改变物体内能的方法：①做功，本质是能量的转化；②热传递，本质是能量的转移，据此分析判断。
【解答】A.对手哈气时，空气中的内能转移到手上，属于热传递，故A不合题意；
B.来回搓手时，手的机械能转化为内能，属于做功，故B符合题意；
C.电暖宝暖手时，内能从电暖宝传递到手上，属于热传递，故C不合题意；
D.手放入热水时，热水的内能转移到手上，属于热传递，故D不合题意。
故选B。
6．【答案】B
【解析】【分析】（1）（2）做功改变物体内能的本质是能量的转化，热传递改变物体内能的本质是能量的转移。
（3）（4）注意机械能与内能的转化。
【解答】探测器在穿越火星大气层的过程中，与大气摩擦，通过做功的方式将机械能转化为内能，故A错误，B正确；
由于机械能部分转化为内能，所以探测器的机械能减小，且减小的重力势能转化为动能和内能，故C、D错误。
故选B。
7．【答案】B
【解析】【分析】改变内能的方法有做功和热传递。
1.做功可分为两种情况一是物体对外做功,物体自身的内能会减少.如为药爆炸后产生的燃气将子弹推出后,燃气的内能会减少,将内能转化为机械能。二是外界对物体做功,物体自身的内能会增加,如压缩空气后,空气的温度会升高。
2.热传递改变物体的内能,有热辐射、热传导、热对流三种方式,如是初中可不必分得很仔细.如将手放在暖气片上,手会觉得暖和就是热传递改变物体的内能(热传导的方式)晒太阳觉得暖和也是(热辐射方式)将水烧热(热对流方式)。
【解答】A. 试管口出现的白雾是由于蒸气对活塞做功,内能减少,温度降低,水蒸气液化的结果,故A错误。
B. 该实验蒸汽推动软木塞做功,内能转化为机械能,所以该实验基本能反映热机的工作原理,故B正确.
C. 木塞冲出的过程内能转化为机械能,故C错误。
D. 蒸汽推动软木塞做功,内能减少,故该实验可以说明做功能改变物体的内能,但是改变内能的方法有做功和热传递，故D错误。
故选B。
8．【答案】C
【解析】【分析】（1）一切物体都有内能；
（2）根据能量转化的知识判断；
（3）根据内能和温度的关系判断；
（4）根据内能的影响因素判断。
【解答】A.车辆停止后，无速度，它的机械能变成零，但是刹车片内能肯定不为零，故A错误；
B.车辆在减速过程中，机械能减小，则机械能转化为内能，故B错误；
C.刹车片和刹车盘温度升高，可知刹车片内能增大，故C正确；
D.质量没改变，但是刹车片的温度升高，则刹车片内能增大了，故D错误。
故选C。
9．【答案】A
【解析】【分析】根据对温度、热量和内能的认识分析判断。
【解答】A.热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移。如果内能小的物体温度高，内能大的物体温度低，那么热量也能从内能小的物体传递给内能大的物体，故A正确；
B.内能与温度、质量和物质种类有关，即温度高的内能不一定大，如1g100℃的水的内能不一定比100kg10℃的水的内能大，故B错误；
C.冰熔化成水时，虽然不断吸热，即内能增大，但是温度不变，故C错误；
D.物体的内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故D错误。
故选A。
10．【答案】C
【解析】【分析】根据对内能、温度和热量的认识分析判断。
【解答】A.物体的内能与温度、状态、物质的质量等因素有关，与物体的宏观机械运动无关，故A错误；
B.根据Q=qm可知，当燃料的质量相同时，放出热量较多的热值较大，故B错误；
C.内燃机的压缩冲程将机械能转化为气缸内气体的内能，导致气体内能增加，温度升高，故C正确；
D.内能总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故D错误。
故选C。
11．【答案】B
【解析】【分析】做功改变物体内能的本质：能量转化；热传递改变物体内能的本质：能量转移，据此分析判断。
【解答】木工师傅做家具时，来回拉动锯条锯木头，通过摩擦做功，将锯条的机械能转化为内能，从而使锯条的内能增加，温度升高，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
12．【答案】；
【解析】【分析】（1）已知物体重力G和高度R，根据W=GR可求出重力对物体做的功。甲、乙中水平面的粗糙程度相同，所以同一个物体所受的摩擦力大小相等，只求出甲中物体受的摩擦力就是乙中物体在水平面上的摩擦力。甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的半圆弧槽下滑重力做的功，根据W=fS1可求出摩擦力f的大小。
（2）因为乙中物体在粗糙的 弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功与物体在水平面上摩擦力对物体做的功之和等于物体沿半圆弧槽下滑重力做的功，据此可求出乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内摩擦力对物体做的功，再根据吸热公式Q=cm△t计算物体上升的温度。
【解答】（1）乙中重力对物体做的功：W=GR；
甲中物体在水平面上克服摩擦做的功等于物体沿光滑的 半圆弧槽下滑重力做的功，
所以GR=fS1，
则水平面对物体的摩擦力 ，
即乙中物体在水平面上的摩擦力；
（2）由题可知，GR=W′+fS2，
所以乙中物体在粗糙的弧槽上运动这段时间内，摩擦力对物体做的功：
。
若克服摩擦力做的功全部转化为内能并被该物体吸收，
那么Q=W'；
根据Q=cm△t可知，物体上升的温度为：。
13．【答案】增加；40；10
【解析】【分析】（1）物质吸热，温度升高，内能增大；物质放热，温度降低，内能减小；
（2）四冲程内燃机的一个工作循环有4个冲程，曲轴转动2圈，做功1次，据此计算即可。
【解答】（1）在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水会吸收发动机的热量，从而使水的内能增加。
（2）飞轮转动2圈完成一个工作循环，而每个工作循环包括4个冲程。因为飞轮转速1200r/min，则每分钟工作循环的次数：次，每分钟完成冲程的个数：600×4=2400个，每秒钟完成的冲程数：个。每分钟工作循环600次，即对外做功600次，那么每秒钟对外做功次数：次。
14．【答案】方向；裂变；做功
【解析】【分析】（1）根据能量转化和转移的方向性解答；
（2）根据核电站的工作原理解答；
（3）根据四冲程内燃机的能量转化过程解答。
【解答】（1）这些事例都说明了一个问题：能量的转化和转移都是有方向的。
（2）核电站是利用核能进行发电的，目前核电站的核反应堆中发生的是人工可以控制的核裂变。
（3）单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程。
15．【答案】（1）推活塞的力太小，推动的距离太短，推动的速度太慢，乙醚汽化，氧气含量太低，，空气和筒壁发生热传递。（其它合理均可）
（2）W=F×S=50N×0.12m=6J
（3）Q=cm ΔT = 1.8×103J/kg·℃×0.001kg×（160℃-10℃）=270J
【解析】【分析】（1）筒内棉花要燃烧，需要满足的条件有：①筒壁的保温性能要好，减小热传导；②有足够的氧气；③活塞做的功足够多，转化的内能足够大，温度足够高；
（2）根据W=Fs计算对活塞做的功；
（3）根据公式Q=cm△t计算出需要吸收的热量。
16．【答案】（1）做功
（2）活塞受到蒸汽的平均压力：F=pS=1.1×106Pa×0.1m2=1.1×105N；
（3）活塞上升一次蒸汽机对物体做功：W=Fs=1.1×105N×0.6m=6.6×104J；
根据图片可知，活塞到支点的距离是物体到支点距离的2倍。
根据相似三角形的特点可知，活塞上行的距离是物体下行距离的2倍；
即活塞上行0.6m，则物体运动0.3m；
每分钟内蒸汽机对物体做的有用功为：W总=nGh=100×（200kg×10N/kg×0.3m）=6×104J；
对物体做有用功的功率：。
【解析】【分析】（1）根据能量转化的过程分析解答；
（2）根据F=pS计算出活塞受到蒸汽的平均压力；
（3）根据W=Fs计算活塞上升一次对物体做的功。首先根据图片计算出每次物体被升高的距离，然后根据W总=nGh计算出对物体做的有用功，最后根据计算出有用功率。
【解答】（1）蒸汽机活塞上行过程中，将蒸汽的内能转化为活塞的机械能，这和汽油机的做功冲程类似。
17．【答案】（1）需要完全燃烧煤气的质量：；
（2）装满水的质量：m=ρV=103kg/m3×（80×10-3m3）=80kg；
（3）太阳能的60%被水吸收，
则：60%Q=cm△t；
60%×3.36×107J=4.2×103J/(kg·℃)×80kg×（t-20℃）；
解得：t=80℃。
【解析】【分析】（1）根据Q=qm计算出燃烧的煤气质量；
（2）根据m=ρV计算水的质量；
（3）根据Q吸=60%Q计算出水吸收的热量，再根据Q=cm△t计算水升高的温度。
18．【答案】（1）解：此过程中水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103J/（kg ℃）×100×10﹣3kg×60℃＝2.52×104J；
答：此过程中水吸收的热量为2.52×104J
（2）解：酒精完全燃烧产生的热量：Q放＝m酒精q＝4.2×10﹣3kg×3×107J/kg＝1.26×105J；
酒精灯烧水时的热效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝20%。
答：酒精灯烧水时的热效率为20%。
【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸＝c水m水Δt 计算水吸收的热量；
（2）首先根据 Q放＝m酒精q 计算出酒精完全燃烧放出的热量，再根据 计算出酒精灯烧水时的热效率。
19．【答案】（1）解：水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（60℃﹣10℃）＝8.4×106J；
答：这次加热过程中，水吸收的热量是8.4×106J；
（2）解：天然气完全燃烧放出的热量：Q放＝Vq＝0.6m3×2.8×107J/m3＝1.68×107J；
答：0.6m3的天然气完全燃烧释放的热量是1.68×107J；
（3）解：该热水器的实际效率：η＝ ×100%＝ ×100%＝50%。
【解析】【分析】（1）根据公式 Q吸＝cm（t﹣t0） 计算出水吸收的热量；
（2）根据公式 Q放＝Vq 计算出天然气完全燃烧释放的热量；
（3）根据公式 计算出该热水器的实际效率。
20．【答案】（1）水吸收的热量Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg ℃）×40kg×（60℃-10℃）=8.4×106J；
（2）天然气燃烧放出的热量Q放=qV=2.8×107J/m3×0.6m3=1.68×107J；
热水器的实际效率。
【解析】【分析】（1）根据Q吸=cm△t计算水吸收的热量；
（2）根据Q放=qV计算出天然气燃烧放出的热量，最后根据计算出热水器的实际效率。

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