【精品解析】【浙教版】科学九上 3.5物体的内能 巩固提升练

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【精品解析】【浙教版】科学九上 3.5物体的内能 巩固提升练

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【浙教版】科学九上 3.5物体的内能 巩固提升练
一、选择题
1.(2025九上·杭州期末)关于物体的内能,下列说法正确的是(  )
A.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
B.相同物态下,同一物体温度降低,内能一定减少
C.温度为0℃的物体没有内能
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
【答案】B
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【分析】吸收或发出热量,内能一定改变;温度升高或降低,内能一定改变。【解答】A、改变内能的方法有两种,做功和热传递;物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能外界对它做功,故A错误;
B、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故B正确;
C、物体的内能是由于物体内部大量分子无规则运动而产生的能量,物体在任何温度下都有内能,故C错误;
D、热量是从高温物体向低温物体传递的,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
故答案为:B。
2.(2025九上·温岭期末) 炎热的夏天,小明将一瓶饮料放在泡沫箱中的冰块上,两者的温度随时间变化如图。下列说法正确的是()
A.甲是冰块 B.0~t1内, 乙在吸收热量
C.t1后,两者不再发生热传递 D.t2后,两者的内能均为0焦
【答案】B
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】热传递的条件是存在温度差。
【解答】A、饮料的温度高于冰的温度,所以饮料和冰接触后,饮料的温度降低,冰的温度升高,所以甲是饮料,乙是冰块,故A错误;
B、0-内,乙的温度升高,说明乙在吸热,故B正确;
C、后两者的温度不同,仍会发生热传递,后两者的温度相同,不再发生热传递,故C错误;
D、任何物体都具有内能,所以后两者的内能都不为0,故D错误。
故答案为:B。
3.(浙教版科学九上第三章 第5节物体的内能(二))质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>c铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是(  ) 。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和降低的温度相同时,比热容越大,放出的热量越多。因为水的比热容最大,所以水放出的热量最多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.(2025九上·杭州期中)如图所示的实验或机器均改变了物体的内能,其中与另外三个改变内能方法不同的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】做功改变物体内能的本质为能量的转化,热传递改变物体内能的本质为能量的转移,据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知,利用酒精灯加热,是通过热传递改变水的内能的;
B.空气推动塞子时,瓶内空气对塞子做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的;
C.用力将活塞迅速压下,压缩空气做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的;
D.内燃机压缩冲程,是活塞压缩工作物质做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.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
【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】物体的内能与物体的温度、质量、状态有关;温度是分子平均动能的标志;能量自发的从高温物体传向低温物体。
【解答】A.温度越高,分子运动越激烈,乙的温度比甲的高,所乙杯中的水分子运动一定比甲杯中的剧烈,故A错误;
B.热量是一个过程量,故不能比较热量的多少,故B错误;
C.乙杯中水的温度降低,分子运动速度减慢,内能变小,故C正确;
D.物体的内能与物体的温度、质量、状态有关,两杯水质量关系不知,无法判断内能关系,故D错误。
故答案为:C。
6.(2025九下·宁波竞赛)将一杯热水倒入盛有冷水的容器中,冷水的温度升高了 ,再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水,容器中的水温又升高了如果继续向容器中倒入一杯同样的热水,则容器中的水温会升高(  )
A.5℃ B.4℃ C.3℃ D.2℃
【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】 热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同。
知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式,可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差;则假设一次性将全部热水倒入,则可求得冷水升高的总温度,即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度。
【解答】 设热水和冷水的温度差为t,
∵质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了10℃,
∴Q吸=Q放,
从而可知,cm0(t-10℃)=cm×10℃,-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了6℃,
Q吸=Q放,
从而可知,cm0(t-10℃-6℃)=c(m+m0)×6℃,-------②
则①-②得:
6℃×cm0=10℃×cm-6℃×cm-6℃×cm0,
整理得:12℃×cm0=4℃×cm,
解得:m=3m0;
代入①式可得,t=40℃;
假设我们将全部热水一次性注入,则由热平衡方程可知:
3m0c(40℃-Δt)=mcΔt,m=3m0;
联立两式解得:Δt=20℃;
40℃-20℃=20℃
则注入3杯水后,水温还会上升:20℃-10℃-6℃=4℃。
故选B。
7.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种固体加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是(  )
A.t1﹣t2 时间内a的温度不变,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,a物质吸收的热量比b多
D.如果b、c的质量相同,则0﹣t1 时间内b的比热容大于c的比热容
【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】A.液体沸腾过程中,温度不变,持续吸热,内能会变大;
B.影响液体加热时间的因素有:液体的质量、初温等;
C.用相同的加热器加热时,加热相同时间,吸收的热量相同;
D.由Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,其温度升高得多。
【解答】由图象知:A.t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cm△t知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.用相同的加热装置对质量相同的b、c两种物质加热时,0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,由公式c=可知,c的比热容大于b的比热容,故D错误。
故选B。
8. 甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A、B两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高。现将A、B两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了 15℃,乙杯水温升高了 8℃,则(  )
A.A球比热容等于B球比热容 B.A球比热容小于B球比热容
C.A 球降低的温度更多些 D.A球放出的热量更多些
【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】 球放在水中,球放出热量,球温度降低。水吸收热量,水温度升高,当水的温度不再升高时,每个杯中都达到了热平衡,水的温度与球的温度相等;每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,根据水的温度关系可以判断球放出的热量关系,然后由热量公式可以判断出球的比热关系。
【解答】(1)甲、乙两个杯子中水的质量 相同, 两球放入水中后, 水吸收热量, 温度升高, 甲杯中水温升高, 乙杯中水温升高, 即 。
水的比热容 相同, 不计热量损失,
由 可知,, 因热量更多些。
(2) 甲、乙水的初温t相同,Δt甲>Δt乙,
∴t甲>t乙,∴tA>tB,
球的初温t初相同,
∴t初-tA<t初-tB;
质量相同、初温t初相同的两球A和B,
对于A有:ΔQA放=cAmA(tA-t初)…①
对于b有:ΔQB放=cBmB(tB-t初)…②
已知ΔQA放>ΔQB放,mA=mB,
得:,
所以cAmA(tA-t初)>cBmB(tB-t初);
∵t初-tA<t初-tB,
则有cA>cB。
故选AD。
9.(2025九上·拱墅期末)如图所示为小篆体的“煮”,意为把东西放在有水的锅里加热使熟。下列与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是
A.热水暖手 B.搓手取暖 C.钻木取火 D.擦燃火柴
【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体的内能的方式有:做功和热传递;热传递使物体内能发生改变的实质是内能发生了转移,做功使物体内能发生改变的实质是能量发生了转化。
【解答】在“煮”中,食物是通过吸收热水或热汤的热量来变热,这是热传递的一种方式。
A、热水暖手:手是通过吸收热水的热量来变暖,是热传递的方式,故A正确;
B、搓手取暖是通过做功改变物体的内能,故B错误;
C、钻木取火是通过做功改变物体的内能,故C错误;
D、擦燃火柴是通过做功改变物体的内能,故D错误。
故答案为:A。
10.(2025九上·余杭期末)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B.物体的内能与温度有关,只要物体的温度不变,则物体的内能就不变
C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D.物体的温度越高,所含的热量越多
【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关。
(2)热传递的条件是物体之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同。
(3)热量是物体通过热传递方式改变的内能,是一个过程量。
【解答】AB、一切物体都具有内能,内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,即温度不是决定物体内能大小的唯一因素,故A、B不符合题意;
C、热传递的条件是物体之间有温度差,是高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同;所以,内能小的物体也可能是温度高的物体,即内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故C符合题意;
D、热量是一个过程量,不能说“某物体含有或具有多少热量”,故D不符合题意。
故答案为:C。
11.(2025九上·东阳期末)小东进行如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲):扭转瓶身(如图乙);旋开瓶盖,随即瓶盖迅速冲出,瓶内出现白雾(如图丙);图丙所示的过程与内燃机的哪个冲程相似(  )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】瓶盖冲出,气体的内能转化为瓶盖的机械能,与做功冲程能量转化形式相同,做功冲程为机械提供动力。【解答】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:内能→机械能;③吸气冲程、排气冲程没有能量转化;图丙中,当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似,故C符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:C。
12. 甲燃料完全燃烧时放出的热量为2×103焦,乙燃料完全燃烧时放出的热量为1×103焦,那么 (  )
A.甲的热值一定大于乙的热值 B.甲的质量一定大于乙的质量
C.甲的热值、质量都比乙的大 D.甲的热值可能比乙的小
【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】 根据Q放=mq分析判断。
【解答】 根据Q放=mq可知,燃料在完全燃烧时放出的热量与燃料热值和燃料的质量有关,因此只根据放出的热量无法比较热值、质量的大小。故ABC错误,D正确。
故选D。
13.(2025九上·杭州期末)如图2024年12月20日,长征三号乙运载火箭将通信技术试验卫星十二号发射升空。下列说法正确的是(  )
A.火箭燃料燃烧越充分,其热值就越大
B.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能
C.火箭燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢比热容大
【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值与燃料的种类有关, 而与燃料的质量、 体积、 是否完全燃烧 无关。
燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能。
火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢热值大。
【解答】A、燃料热值是燃料本身的属性,燃料种类不变,其热值不变。故A错误;
B、由于发动机做功,在升空过程中,火箭的动能与重力势能均增加。故B错误;
C、燃料在燃烧时,发生化学变化,向外放出热量,是化学能转化为内能。故C正确;
D、氢的热值大,在相同情况下燃料会放出更多的能量,故适合做航天燃料。故D错误。
故答案为:C。
14.有甲、乙两个不同金属物体,已知m甲>m乙,c甲>c乙,现将两物体同时放入标况下的沸水中充足时长。现取出后将两物体相互接触(两物体与外界没有热量交换),则有 (  )
A.热量将从甲物体传递给乙物体
B.热量将从乙物体传递给甲物体
C.甲、乙两物体始终处于热平衡状态
D.条件不足,无法判断
【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】热传递的条件是两个物体必须存在温度差,热量从高温物体传给低温物体;由于两个物体投入同一沸水中,其初温都等于水的温度。
【解答】将两物体同时放入标况下的沸水中充足时长,两物体的温度相同,现取出后,现取出后将两物体相互接触(两物体与外界没有热量交换),由于两物体的温度相同,所以不会发生热传递,即两物体始终处于热平衡状态,故C正确。
故选:C。
15.(2025九下·金华月考)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在喷出水雾时的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是(  )
A.压缩冲程 B.排气冲程
C.做功冲程 D.吸气冲程
【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的工作原理
【解析】【分析】四冲程内燃机的工作原理是由吸气、压缩、做功、排气这四个冲程组成。吸气冲程时进气门打开排气门关闭活塞向下运动汽油和空气的混合物或可燃混合气进入气缸。压缩冲程中进气门和排气门都关闭活塞向上运动对燃料混合物进行压缩。做功冲程里进气门和排气门同样关闭火花塞产生电火花使燃料猛烈燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动带动曲轴转动对外做功。排气冲程中进气门关闭排气门打开活塞向上运动把废气排出气缸。
【解答】 雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。 喷水的过程将内能转换为机械能,符合做功冲程;
故答案为:C
二、填空题
16.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5内能及其改变(第1课时) 同步练习)如图,用酒精灯加热弯曲的钢棒,发现杯内水的温度会升高,即水的内能会   ,这一实验表明用   的方法可以使物体的内能发生改变。
【答案】增加;热传递
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】温度越高,物体的内能越多。但要注意:温度不是内能变化的惟一标志。
【解答】同一杯水温度升高,内能增加。通过热传递的方法改变内能。
17.(2025九下·宁波竞赛)如图所示,弹簧一端固定于水平面上,另一端与质量为m的活塞拴接在一起,一开口向下、质盘为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体,气缸和活塞均是热的良导体。若外界环境的温度缓慢降低,则活塞将   ,气缸将   (两空均选填“向上移动”、“静止不动”或“向下移动”)
【答案】静止不动;向下移动
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】 一定质量的理想气体的内能只跟温度有关,温度降低,内能减小,此过程,外界对气体做功。
【解答】 以活塞和气缸的整体为研究对象,弹簧受到的压力等于气缸和活塞的总重力,而气缸和活塞的总重力不变,故弹簧所受的压力不变,则弹簧的压缩量不变,所以活塞将静止不动;
由力学知识分析得到,封闭气体的压强不变,外界环境的温度缓慢降低,封闭气体的温度也缓慢降低,根据盖 吕萨克定律分析得知,封闭气体体积减小。此过程,外界对气体做功,由此可知气缸将向下移动。
18.如图所示,甲气球装入少量水后,将甲,乙两个气球吹成一样大小,用细绳把它们挂在横杆上,烛焰靠近气球的底部加热,发现乙气球“啪”的一声破了,而甲气球加热很长时间,仍安然无恙.
(1)在加热过程中,由于“烧不破”的甲气球装有水,水的比热容较   ,且水蒸发过程需要   热,所以甲球的温度升高的慢.
(2) 在加热过程中,乙球内气体内能增大,是用   的方法改变气体的内能.
【答案】(1)大;吸
(2)热传递
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【解答】(1)由题意可知,在加热过程中,由于“烧不破”的甲气球装有水,水的比热容较大,且水蒸发过程需要吸热,所以甲球的温度升高的慢.
(2)在加热过程中,乙球内气体内能增大,是烛焰的热量传递给了气球和气球内的气体,所以是用热传递的方法改变气体的内能.
故答案为:(1)大;吸;(2)热传递.
【分析】(1)水的比热容较大,一定质量的水与其它物质相比,吸收相同的热量,水温升高较慢;
(2)热传递和做功都可以改变物体的内能,热传递是能量的转移,做功是能量的转化.
19.将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出(如图所示),这是通过   的方式使金属管壁的温度升高的,酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气的   能转化成塞子的   能。
【答案】做功;内;机械
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能的相互转化,热传递是内能的转移。
(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,机械能包括动能和势能。
【解答】迅速来回拉动橡皮条,橡皮条与金属管摩擦,通过做功的方式使金属管壁的内能增加,温度升高。
酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气对塞子做功,酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能。
20.(2025九下·慈溪模拟)某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到t3时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图).在 时间段,该物体吸收的热量大小是   ,(用字母表示)在t2~t4时间段,该物质的比热容   (选填“先增大后减小”、 “增大” “变小” “不变”,下同), 时间段内该物质的内能   .
【答案】;不变;先增大后减小
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】图中给出了物质温度随时间变化的图像,涉及到物态变化、比热容和热量计算相关知识。
【解答】 由图可知,该物体在t2~t4时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在t2~t4时间段,该物质的比热容不变,物体在相同时间内吸收的热量相等 ,t1~t2时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量温度越大,内能越大,所以t1~t5时间段内该物质的内能先增大后减小。
21.(2025九上·杭州期末)如图所示,在试管中装适量的水,塞好软木塞,点燃酒精灯给试管加热,过一会儿,水蒸气把软木塞冲出试管,同时瓶口会出现白雾。
(1)请解释白雾产生的原因:   。
(2)水蒸气把软木塞冲出试管时的能量转化类似于四冲程汽油机的   冲程。
(3)若软木塞质量为10g,冲出后上升的高度为30cm,则此过程中软木塞克服重力做功   J。
【答案】(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)做功
(3)0.03
【知识点】功的计算公式的应用;物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)气体对外做功,内能减小,温度降低。
(2)四冲程汽油机中存在能量转化的冲程有两个,做功冲程和压缩冲程,做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
(3)做功的条件:物体在力的方向上有移动距离。
【解答】(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,这与内燃机的做功冲程类似。
(3)此过程中软木塞克服重力做功为W=Gh=mgh=0.01kg×10N/kg×0.3m=0.03J
(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,这与内燃机的做功冲程类似。
(3)此过程中软木塞克服重力做功为W=Gh=mgh=0.01kg×10N/kg×0.3m=0.03J
22.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5比热容与热量的计算(第2课时))亚飞家住市中心,奶奶嫌城市夏天太热而不住她家,这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温,并以此绘制出如图所示的“区域-温度”坐标图。
(1)从图中你发现   的温度最高,这种现象我们称为“城市热岛效应”。
(2)亚飞想起陆游的一句诗“城市尚余三伏热、秋光先到野人家”,说明在陆游的那个时代人们已经察觉到城市暖于郊区。分析城市“热岛效应”的主要原因,一是工厂、交通工具排放大量的废气,释放出许多   ;二是建筑物、马路中的沙石、水泥的   小,在相同的日照条件下温度上升明显;三是城市的水面小,吸热   (填“多”或“少”);四是楼群林立,难以形成对流。
【答案】(1)市中心
(2)热量;比热容;少
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指一个地区的气温高于周围地区的现象。热岛效应是由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象,属于城市气候最明显的特征之一。
【解答】(1)由图中的曲线变化情况可知,市中心的温度最高;故答案为:市中心;
(2)工厂、交通工具随着废气的排放会释放大量的热量;建筑物、沙石、水泥的吸热能力低即比热容小,吸收相同热量的情况下,升温比较高;水的比热容大在升温相同的情况可以吸收更多的热量,从而导致郊区的温度升高较小;故答案为:(1)市中心;(2)热量;比热容;少。
三、实验与探究题
23.(2025·浙江模拟)提高机械效率可以带来更高的生产能力,从而增加企业竞争力,工程师提升发动机机械效率的历程如图甲所示。
(1)图乙是内燃机的简易模型装置,往针筒内喷入适量酒精,塞入活塞,当火花塞点火后活塞会被喷出。活塞喷出过程相当于图丙中的   (填字母)冲程。
(2)我国空军歼—20A战斗机使用的是涡轮发动机,如图丁所示是涡轮发动机工作的模拟图。空气从环节一进入环节二时,气体通道变窄,高速气流会被压缩而升温。这是通过   的方式增加气体内能。涡轮发动机工作时容易温度过高,常用循环水进行冷却,这是利用了水   的特性。
【答案】(1)B
(2)功;比热大
【知识点】物体内能的改变方法;比热容;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)A是排气冲程,没有能量转化;B是做功冲程,将内能转化为机械能;C是吸气冲程,没有能量转化;D是压缩冲程,机械能转化为内能。
(2)增大气体内能的两种方式,做功和热传递。
【解答】(1)活塞喷出,内能转化为机械能,相当于图丙中的B做功冲程。
(2)压缩气流,即外界对气体做功,气体的内能增大,是通过做功的方式增加气体的内能。
水的比热容大,在质量一定时,温度变化量相同时,水吸收的热量更多,冷却效果更好。
24. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力,某同学设计了以下实验:
a.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器,且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
请解答下列问题:
(1)在上述a、b、c、d四个实验步骤中,存在错误的是步骤 a (填写步骤前的字母),该步骤中错误的内容应改为   ;
(2)步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体   ;
(3)如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象.若将液体甲和液体乙加热相同的时间,则液体   温度升高得快,甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲   乙.

【答案】(1) 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的甲乙两种液体 
(2)吸收相同的热量
(3)甲;<
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】解:
(1)依题意,比较甲乙两种液体的吸热能力,根据吸收热量的公式Q=Cm△t可知,实验需要采用控制变量法,控制甲乙的质量,故在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的,应当装入等质量的甲乙液体,所以步骤a错误;
(2)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,为了比较两种液体的吸热能力,应当控制加热时间,所以步骤C加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量.
(3)甲、乙两种液体质量和初温都相同,观察图象可知:在相同时间内温度变化较大的是甲;
因使用的是相同的“电热器”加热,所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同;
根据c=可知,在两种液体质量相等,吸收的热量相同时,当升高温度越大,它的比热容就越小.
所以c甲<c乙.
故答案是:(1)a;装入等质量的甲乙液体;(2)吸收的热量相同;(3)甲;<.
【分析】“比较甲乙两种液体的吸热能力”需要控制甲乙两种液体的质量相等,因为甲乙的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的.要解决本题,首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=Cm△t.
25.(2024九上·浙江期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 20 38
色拉油 20 28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量   (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水   。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是   。
【答案】(1)相同
(2)沸腾(或全部汽化)
(3)存在热损失(合理即可)
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】(1)探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时,需要控制燃料的质量相同,被加热的水的质量和初温相同;
(2)实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,看温度计示数的变化来进行比较;水沸腾的特点:达到沸点,温度不变,持续吸热;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解答】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
26.(2025九下·金华开学考)小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应   (选填“大于”“小于”或“等于”)22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的   (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是   。
【答案】(1)大于
(2)D
(3)气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化为小水滴
【知识点】物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)对物体做功,物体的内能会增大,温度升高。
(2)气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
(3)液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
(4)小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【解答】(1)步骤②中,大气手柄对喷壶内的气体做功,气体的内能增加,温度升高;若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,喷壶内的气体膨胀对外做功,气体的内能减小,温度降低,气体的内能转化为机械能;内燃机的做功冲程高温高压燃气的内能转化为机械能;图D中,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程;故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
故选D。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是:针筒内的气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化形成小水滴。
(1)步骤②中,大气手柄对喷壶内的气体做功,气体的内能增加,温度升高;若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,喷壶内的气体膨胀对外做功,气体的内能减小,温度降低,气体的内能转化为机械能;内燃机的做功冲程高温高压燃气的内能转化为机械能;图D中,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程;故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
故选D。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是:针筒内的气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化形成小水滴。
27.阅读短文,回答文后问题。
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(),其中k是散热系数,与物体的表面性质表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做   。
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是____。
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为   。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2X103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1X103kg/m3,则盐水的比热容为   。
【答案】(1)热传递
(2)C
(3)0.9q
(4)3.5X103J/(kg·℃)
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方法:一是做功(能量的转化),二是热传递(能量的转移);
(2)根据“散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示”逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(3)根据q=k(t物-t环)列出两个方程,然后做比即可;
(4)根据散热快慢的定义结合图乙求出水和盐水放出热量的关系,根据Q放=cmΔt和密度公式列出方程求出盐水的比热容。
【解答】(1)物体向周围散热,内能减少,属于能量的转移,则改变内能的方式属于热传递;
(2)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少,这是一个描述快慢的物理量;
A.速度的定义是单位时间内通过的路程,与能量无关,故A不符合题意;
B.密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C.功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D.效率的定义是有用功与总功之比,故D不符合题意;
故选C;
(3)根据公式q=k(t物-t环)可知,当环境温度为20℃时得到:q=k(30℃-20℃) ①;
当物体温度降低到29℃时得到:q'=k×(29℃-20℃) ②;
①÷②得到:;
解得:q'=0.9q。
(4)因为水和盐水的初温和末温都相同,即Δt水=Δt盐水=Δt,
所以此时水和盐水的散热快慢相同,
根据图像可知,则水和盐水放出热量之比:,
由图可知,水和盐水的体积相同,
根据Q放=cmΔt,得到:,
即:;
解得:c盐水=3.5×103J/(kg ℃)。
四、综合题
28.(2025九上·滨江期末)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是飞船的返回舱。返回舱重返地球时,为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为,其表面防热材料的质量为,比热容为,请回答下列问题:
(1)若返回舱在大气层中共下落,重力做功   焦。
(2)若返回舱进入大气层后下落的过程中;假设下落时减少的重力势能有转为内能,且转化内能中的被防燃材料吸收,则防热材料升高的温度是多少   ?
【答案】(1)
(2)
【知识点】功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)利用G=mg计算出返回舱的总重力,利用W=Fs=Gh计算出重力所做的功;
(2)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出防热材料升高的温度。
【解答】(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
29.(2025九上·杭州期中)如图甲所示为大家常见的普通煤炉, 通过燃烧煤将壶中的水进行加热。现在1标准大气压下, 壶中装有质量为 5kg温度为20℃的水,已知
(1)计算烧开壶中的水需要吸收的热量;   
(2)已知图甲煤炉烧水效率为30%, 若用该煤炉烧开壶中的水, 计算需要完全燃烧煤的质量;   
(3) 小组将普通煤炉(如图甲所示) 设计成了双加热煤炉(如图乙所示) ,在给壶内水加热的同时,还可将炉壁间的水加热。双加热煤炉相对于普通煤炉有利于   。
A. 提高煤的热值
B. 煤的充分燃烧
C. 提高炉子的热效率
【答案】1.68×106J;0.2kg;C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式计算水吸收的热量;
(2)根据计算燃料放出的热量,再根据计算燃烧煤的质量。
(3)A.热值反映燃料燃烧放热本领大小,只与燃料的种类有关;
B.是否充分燃烧与燃料的颗粒大小、氧气是否充足等有关;
C.根据对热量的有效利用判断。
【解答】(1)根据题意可知,水需要吸收的热量

答:水需要吸收的热量为1.68×106J。
(2)燃料完全燃烧放出的热量为;
则完全燃烧煤的质量为。
答:需要完全燃烧煤的质量为0.2kg。
(3)根据题意可知,煤的热值只与燃料种类有关,故A不合题意;
煤的燃烧程度不会受到是否双锅炉的影响,故B不合题意;
双加热煤炉,可有效的防止热量的散失,使燃料的有效率提高,故C符合题意。
故选C。
30.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
【答案】(1)3.2×107J
(2)1.26×107J
(3)39.4%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J(2)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J(3)η=Q吸/Q放=1.26×107J/3.2×107J=39.4%
【分析】本题综合性较强,关键在于理解效率的含义即可顺利解题。考查的是燃料的热值和热量的计算。
31.(2025九下·乐清模拟)如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料,高压储氢罐可储氢4kg,最大起飞质量可达 已知飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为 已知氢的热值为 求:
(1)发动机未工作前,飞机静止在水平地面上,达到最大起飞质量时对地面的压强为多少
(2)高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少
(3)飞机以100km/h 的速度匀速直线巡航0.5h,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少
【答案】(1)飞机对水平地面的压力:
飞机对水平地面的压强:
(2)氢气完全燃烧放出的热量为:
(3)由 可得,飞机航行0.5h的距离为:
牵引力做的功为:
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)飞机静止时,压力等于重力,再通过计算压强。
(2)氢完全燃烧放出的热量等于氢的质量乘以热值。
(3)功=力飞机在力的方向上移动的距离。
32.18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。如图所示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: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 帕,若活塞面积为0.1平方米,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物体做功。若物体的质量为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,该蒸汽机对物体所做有用功的功率为多少
【答案】(1)内能→机械能
(2)做功
(3)1.1×105牛
(4)600焦,1000瓦
【知识点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用;物体内能的改变方法;热量的计算;热机的工作原理
【解析】【分析】功是指力作用在物体上并使其发生位移的过程。功的计算公式为:; 功率是指单位时间内传递或转换的能量,用以衡量体系做功的快慢,在国际单位制下,其单位为瓦特。P=;
【解答】(1) 蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 内能→机械能;
(2) 蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。
(3)F=PS=帕 × 0.1平方米=1.1×105牛;
(4)根据杠杆平衡定律:蒸汽产生的推力=G=1000N ,s=0.6m,所以W=Fs=1000N×0.6m=600J ;P=W/t=600J×100次/60s=1000w;
故答案为:(1)内能→机械能(2)做功(3)1.1×105牛(4)600焦,1000瓦
1 / 1【浙教版】科学九上 3.5物体的内能 巩固提升练
一、选择题
1.(2025九上·杭州期末)关于物体的内能,下列说法正确的是(  )
A.物体内能增加,一定要从外界吸收热量
B.相同物态下,同一物体温度降低,内能一定减少
C.温度为0℃的物体没有内能
D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
2.(2025九上·温岭期末) 炎热的夏天,小明将一瓶饮料放在泡沫箱中的冰块上,两者的温度随时间变化如图。下列说法正确的是()
A.甲是冰块 B.0~t1内, 乙在吸收热量
C.t1后,两者不再发生热传递 D.t2后,两者的内能均为0焦
3.(浙教版科学九上第三章 第5节物体的内能(二))质量相等的水、铝块、铜块和水银(c水>c铝>c铜>c水银),它们的温度分别从20℃降低到10℃,放出热量最多的是(  ) 。
A.水 B.铝块 C.铜块 D.水银
4.(2025九上·杭州期中)如图所示的实验或机器均改变了物体的内能,其中与另外三个改变内能方法不同的是(  )
A. B.
C. D.
5.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
6.(2025九下·宁波竞赛)将一杯热水倒入盛有冷水的容器中,冷水的温度升高了 ,再向容器内倒入一杯相同质量和温度的热水,容器中的水温又升高了如果继续向容器中倒入一杯同样的热水,则容器中的水温会升高(  )
A.5℃ B.4℃ C.3℃ D.2℃
7.如图是用相同的加热装置对a、b、c三种固体加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是(  )
A.t1﹣t2 时间内a的温度不变,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,a物质吸收的热量比b多
D.如果b、c的质量相同,则0﹣t1 时间内b的比热容大于c的比热容
8. 甲、乙两个相同的杯子中盛有质量和初温都相同的水,另有A、B两个金属球,其质量和初温也都相同,且都比水的温度高。现将A、B两球分别放入甲、乙两杯水中,热平衡后,甲杯水温升高了 15℃,乙杯水温升高了 8℃,则(  )
A.A球比热容等于B球比热容 B.A球比热容小于B球比热容
C.A 球降低的温度更多些 D.A球放出的热量更多些
9.(2025九上·拱墅期末)如图所示为小篆体的“煮”,意为把东西放在有水的锅里加热使熟。下列与“煮”在改变物体内能的方式上相同的是
A.热水暖手 B.搓手取暖 C.钻木取火 D.擦燃火柴
10.(2025九上·余杭期末)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是(  )
A.温度高的物体内能一定大,温度低的物体内能一定小
B.物体的内能与温度有关,只要物体的温度不变,则物体的内能就不变
C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体
D.物体的温度越高,所含的热量越多
11.(2025九上·东阳期末)小东进行如下探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲):扭转瓶身(如图乙);旋开瓶盖,随即瓶盖迅速冲出,瓶内出现白雾(如图丙);图丙所示的过程与内燃机的哪个冲程相似(  )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
12. 甲燃料完全燃烧时放出的热量为2×103焦,乙燃料完全燃烧时放出的热量为1×103焦,那么 (  )
A.甲的热值一定大于乙的热值 B.甲的质量一定大于乙的质量
C.甲的热值、质量都比乙的大 D.甲的热值可能比乙的小
13.(2025九上·杭州期末)如图2024年12月20日,长征三号乙运载火箭将通信技术试验卫星十二号发射升空。下列说法正确的是(  )
A.火箭燃料燃烧越充分,其热值就越大
B.火箭加速升空过程中,动能转化为重力势能
C.火箭燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能
D.火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢比热容大
14.有甲、乙两个不同金属物体,已知m甲>m乙,c甲>c乙,现将两物体同时放入标况下的沸水中充足时长。现取出后将两物体相互接触(两物体与外界没有热量交换),则有 (  )
A.热量将从甲物体传递给乙物体
B.热量将从乙物体传递给甲物体
C.甲、乙两物体始终处于热平衡状态
D.条件不足,无法判断
15.(2025九下·金华月考)雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。在高温天气时,还可以起到降温的作用。如图所示是雾炮车在马路上工作的情景。雾炮车在喷出水雾时的能量转化与汽油机四个冲程中能量转化相同的是(  )
A.压缩冲程 B.排气冲程
C.做功冲程 D.吸气冲程
二、填空题
16.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5内能及其改变(第1课时) 同步练习)如图,用酒精灯加热弯曲的钢棒,发现杯内水的温度会升高,即水的内能会   ,这一实验表明用   的方法可以使物体的内能发生改变。
17.(2025九下·宁波竞赛)如图所示,弹簧一端固定于水平面上,另一端与质量为m的活塞拴接在一起,一开口向下、质盘为M的气缸与活塞一起封闭了一定质量的气体,气缸和活塞均是热的良导体。若外界环境的温度缓慢降低,则活塞将   ,气缸将   (两空均选填“向上移动”、“静止不动”或“向下移动”)
18.如图所示,甲气球装入少量水后,将甲,乙两个气球吹成一样大小,用细绳把它们挂在横杆上,烛焰靠近气球的底部加热,发现乙气球“啪”的一声破了,而甲气球加热很长时间,仍安然无恙.
(1)在加热过程中,由于“烧不破”的甲气球装有水,水的比热容较   ,且水蒸发过程需要   热,所以甲球的温度升高的慢.
(2) 在加热过程中,乙球内气体内能增大,是用   的方法改变气体的内能.
19.将一个底部封闭的薄壁金属管固定在支架上,管中装一些酒精,然后用塞子塞紧管口。把一根橡皮条缠在管子上并迅速来回拉动,很快会观察到塞子被酒精蒸气顶出(如图所示),这是通过   的方式使金属管壁的温度升高的,酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气的   能转化成塞子的   能。
20.(2025九下·慈溪模拟)某固态物体的质量为m,其物质的比热容为c,用稳定的热源对它加热(物体在相同时间内吸收的热量相等),到t3时刻停止加热,然后让其冷却。上述过程中记录不同时刻的温度,最后绘制出温度随时间变化的图像(如图).在 时间段,该物体吸收的热量大小是   ,(用字母表示)在t2~t4时间段,该物质的比热容   (选填“先增大后减小”、 “增大” “变小” “不变”,下同), 时间段内该物质的内能   .
21.(2025九上·杭州期末)如图所示,在试管中装适量的水,塞好软木塞,点燃酒精灯给试管加热,过一会儿,水蒸气把软木塞冲出试管,同时瓶口会出现白雾。
(1)请解释白雾产生的原因:   。
(2)水蒸气把软木塞冲出试管时的能量转化类似于四冲程汽油机的   冲程。
(3)若软木塞质量为10g,冲出后上升的高度为30cm,则此过程中软木塞克服重力做功   J。
22.(浙教版科学2018-2019学年九年级上学期 3.5比热容与热量的计算(第2课时))亚飞家住市中心,奶奶嫌城市夏天太热而不住她家,这激发了她探究城乡温差原因的兴趣。她利用双休日时间和同学们一起在中午同一时刻测量了各个测试点的气温,并以此绘制出如图所示的“区域-温度”坐标图。
(1)从图中你发现   的温度最高,这种现象我们称为“城市热岛效应”。
(2)亚飞想起陆游的一句诗“城市尚余三伏热、秋光先到野人家”,说明在陆游的那个时代人们已经察觉到城市暖于郊区。分析城市“热岛效应”的主要原因,一是工厂、交通工具排放大量的废气,释放出许多   ;二是建筑物、马路中的沙石、水泥的   小,在相同的日照条件下温度上升明显;三是城市的水面小,吸热   (填“多”或“少”);四是楼群林立,难以形成对流。
三、实验与探究题
23.(2025·浙江模拟)提高机械效率可以带来更高的生产能力,从而增加企业竞争力,工程师提升发动机机械效率的历程如图甲所示。
(1)图乙是内燃机的简易模型装置,往针筒内喷入适量酒精,塞入活塞,当火花塞点火后活塞会被喷出。活塞喷出过程相当于图丙中的   (填字母)冲程。
(2)我国空军歼—20A战斗机使用的是涡轮发动机,如图丁所示是涡轮发动机工作的模拟图。空气从环节一进入环节二时,气体通道变窄,高速气流会被压缩而升温。这是通过   的方式增加气体内能。涡轮发动机工作时容易温度过高,常用循环水进行冷却,这是利用了水   的特性。
24. 为了比较甲乙两种液体的吸热能力,某同学设计了以下实验:
a.在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体
b.用温度计分别测出甲乙两种液体的初温
c.在两个烧杯中分别装入功率相同的电热器,且加热时间相同
d.用温度计分别测出甲乙两种液体的末温
请解答下列问题:
(1)在上述a、b、c、d四个实验步骤中,存在错误的是步骤 a (填写步骤前的字母),该步骤中错误的内容应改为   ;
(2)步骤c中“加热时间相同”是为了使甲乙两种液体   ;
(3)如图是甲乙两种液体的温度随时间变化的关系图象.若将液体甲和液体乙加热相同的时间,则液体   温度升高得快,甲乙两种液体的比热容的大小关系是c甲   乙.

25.(2024九上·浙江期末)在学习了燃料的热值后,小明想利用如图所示装置探究煤油和色拉油的热值大小。已知烧杯中装有等质量的水,并控制燃烧的火焰和石棉网的距离相等,具体实验结果如下表:
燃料种类 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 20 38
色拉油 20 28
(1)实验中,需在玻璃容器中加入质量   (填“相同”或“不同”)的煤油和色拉油做燃料,制成煤油灯和色拉油灯。
(2)实验中,烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水   。
(3)小红认为小明的实验能比较煤油和色拉油的热值大小,但无法精确测得两者的热值,其原因是   。
26.(2025九下·金华开学考)小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应   (选填“大于”“小于”或“等于”)22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的   (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是   。
27.阅读短文,回答文后问题。
当一个物体表面温度比周围环境高时,就会向周围环境散热,散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示。英国物理学家牛顿提出:物体散热快慢与物体和周围环境的温度差成正比。后人研究发现,在温度差不太大的情况下(小于15℃),这个结论符合实际散热规律,称为牛顿冷却定律。如果散热快慢用q表示,则牛顿冷却定律可以表示为q=k(),其中k是散热系数,与物体的表面性质表面积、周围环境性质等因素有关,和物质种类无关,如果上述因素相同,不同物质的散热系数就相同。由于不同物质的比热容不同,即使散热快慢相同,它们降低相同温度需要的时间也不同,根据降温时间可以得到两种物质比热容的大小关系,从而可以进行比热容的测量。
(1)物体向周围散热,内能减少,这种改变内能的方式叫做   。
(2)散热快慢和下列概念中物理意义最接近的是____。
A.速度 B.密度 C.功率 D.效率
(3)一个物体温度为30℃,周围环境温度保持20℃不变,此时物体的放热快慢为q。当物体温度降低到29℃时,散热快慢为   。
(4)如图甲所示,用两个同样的保温杯分别装满水和盐水,水和盐水的温度都是30℃,周围环境温度保持20℃不变,保温杯散开口,水和盐水温度随时间变化的图像如图乙所示。已知水的比热容为4.2X103J/(kg·℃),盐水的密度为1.1X103kg/m3,则盐水的比热容为   。
四、综合题
28.(2025九上·滨江期末)2024年11月4日,神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是飞船的返回舱。返回舱重返地球时,为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁,返回舱表面涂有防热材料。返回舱的总质量为,其表面防热材料的质量为,比热容为,请回答下列问题:
(1)若返回舱在大气层中共下落,重力做功   焦。
(2)若返回舱进入大气层后下落的过程中;假设下落时减少的重力势能有转为内能,且转化内能中的被防燃材料吸收,则防热材料升高的温度是多少   ?
29.(2025九上·杭州期中)如图甲所示为大家常见的普通煤炉, 通过燃烧煤将壶中的水进行加热。现在1标准大气压下, 壶中装有质量为 5kg温度为20℃的水,已知
(1)计算烧开壶中的水需要吸收的热量;   
(2)已知图甲煤炉烧水效率为30%, 若用该煤炉烧开壶中的水, 计算需要完全燃烧煤的质量;   
(3) 小组将普通煤炉(如图甲所示) 设计成了双加热煤炉(如图乙所示) ,在给壶内水加热的同时,还可将炉壁间的水加热。双加热煤炉相对于普通煤炉有利于   。
A. 提高煤的热值
B. 煤的充分燃烧
C. 提高炉子的热效率
30.某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的天然气体积为1m3(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×103J/(kg.℃),天然气的热值为3.2×107J/m3.求
(1)天然气完全燃烧放出的热量;
(2)水吸收的热量;
(3)该热水器工作的效率。
31.(2025九下·乐清模拟)如图所示为我国研制的四座氢燃料内燃机飞机验证机。该飞机使用氢为燃料,高压储氢罐可储氢4kg,最大起飞质量可达 已知飞机静止在水平地面上时,轮胎与地面的总接触面积为在空中以180km/h的速度匀速直线巡航时,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力为 已知氢的热值为 求:
(1)发动机未工作前,飞机静止在水平地面上,达到最大起飞质量时对地面的压强为多少
(2)高压储氢罐内4kg的氢完全燃烧放出的热量为多少
(3)飞机以100km/h 的速度匀速直线巡航0.5h,前置螺旋桨为飞机提供的牵引力做的功为多少
32.18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。如图所示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: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 帕,若活塞面积为0.1平方米,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物体做功。若物体的质量为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,该蒸汽机对物体所做有用功的功率为多少
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系;物体内能的改变方法
【解析】【分析】吸收或发出热量,内能一定改变;温度升高或降低,内能一定改变。【解答】A、改变内能的方法有两种,做功和热传递;物体内能增加,可能是从外界吸收热量,也可能外界对它做功,故A错误;
B、在相同物态下,同一物体温度降低,它的内能会减少,故B正确;
C、物体的内能是由于物体内部大量分子无规则运动而产生的能量,物体在任何温度下都有内能,故C错误;
D、热量是从高温物体向低温物体传递的,内能大的物体温度不一定高,故D错误。
故答案为:B。
2.【答案】B
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】热传递的条件是存在温度差。
【解答】A、饮料的温度高于冰的温度,所以饮料和冰接触后,饮料的温度降低,冰的温度升高,所以甲是饮料,乙是冰块,故A错误;
B、0-内,乙的温度升高,说明乙在吸热,故B正确;
C、后两者的温度不同,仍会发生热传递,后两者的温度相同,不再发生热传递,故C错误;
D、任何物体都具有内能,所以后两者的内能都不为0,故D错误。
故答案为:B。
3.【答案】A
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】根据公式Q=cm△t分析判断。
【解答】根据公式Q=cm△t可知,当物质的质量和降低的温度相同时,比热容越大,放出的热量越多。因为水的比热容最大,所以水放出的热量最多,故A正确,而B、C、D错误。
故选A。
4.【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】做功改变物体内能的本质为能量的转化,热传递改变物体内能的本质为能量的转移,据此分析判断。
【解答】A.根据图片可知,利用酒精灯加热,是通过热传递改变水的内能的;
B.空气推动塞子时,瓶内空气对塞子做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的;
C.用力将活塞迅速压下,压缩空气做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的;
D.内燃机压缩冲程,是活塞压缩工作物质做功,将内能转化为机械能,是通过做功改变内能的。
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】物体的内能与物体的温度、质量、状态有关;温度是分子平均动能的标志;能量自发的从高温物体传向低温物体。
【解答】A.温度越高,分子运动越激烈,乙的温度比甲的高,所乙杯中的水分子运动一定比甲杯中的剧烈,故A错误;
B.热量是一个过程量,故不能比较热量的多少,故B错误;
C.乙杯中水的温度降低,分子运动速度减慢,内能变小,故C正确;
D.物体的内能与物体的温度、质量、状态有关,两杯水质量关系不知,无法判断内能关系,故D错误。
故答案为:C。
6.【答案】B
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】 热传递过程中高温物体放出热量,低温物体吸收热量,直到最后温度相同。
知道热水的质量和温度变化、冷水的质量和温度变化,利用热平衡方程Q吸=Q放列出两个等式,可解得容器里的水与一杯水的质量关系及热水与冷水间的温度差;则假设一次性将全部热水倒入,则可求得冷水升高的总温度,即可求得再加1杯水时容器内的水升高的温度。
【解答】 设热水和冷水的温度差为t,
∵质量为m0的一小杯热水倒入盛有质量为m的冷水的保温容器中,使得冷水温度升高了10℃,
∴Q吸=Q放,
从而可知,cm0(t-10℃)=cm×10℃,-------①
又向保温容器中倒入一小杯同质量为m0同温度的热水,水温又上升了6℃,
Q吸=Q放,
从而可知,cm0(t-10℃-6℃)=c(m+m0)×6℃,-------②
则①-②得:
6℃×cm0=10℃×cm-6℃×cm-6℃×cm0,
整理得:12℃×cm0=4℃×cm,
解得:m=3m0;
代入①式可得,t=40℃;
假设我们将全部热水一次性注入,则由热平衡方程可知:
3m0c(40℃-Δt)=mcΔt,m=3m0;
联立两式解得:Δt=20℃;
40℃-20℃=20℃
则注入3杯水后,水温还会上升:20℃-10℃-6℃=4℃。
故选B。
7.【答案】B
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】A.液体沸腾过程中,温度不变,持续吸热,内能会变大;
B.影响液体加热时间的因素有:液体的质量、初温等;
C.用相同的加热器加热时,加热相同时间,吸收的热量相同;
D.由Q吸=cmΔt可知,质量相同的不同物质,吸收相同的热量,比热容小的物质,其温度升高得多。
【解答】由图象知:A.t1﹣t2时间内物质a的温度虽然不变,但继续吸收热量,所以其内能增加,故A错误;
B.如果a、b是同种物质,比热容相同,升高相同的温度时,b的加热时间长,b吸收的热量多,根据Q=cm△t知,b的质量大于a的质量,故B正确;
C.温度从T1升高到T2时,a物质的加热时间比b物质短,所以a物质吸收的热量比b少,故C错误;
D.用相同的加热装置对质量相同的b、c两种物质加热时,0﹣t1时间内两种物质吸收的热量相同,c物质升高的温度较小,由公式c=可知,c的比热容大于b的比热容,故D错误。
故选B。
8.【答案】D
【知识点】热量的计算
【解析】【分析】 球放在水中,球放出热量,球温度降低。水吸收热量,水温度升高,当水的温度不再升高时,每个杯中都达到了热平衡,水的温度与球的温度相等;每个金属块放出的热量等于各自杯中水吸收的热量,根据水的温度关系可以判断球放出的热量关系,然后由热量公式可以判断出球的比热关系。
【解答】(1)甲、乙两个杯子中水的质量 相同, 两球放入水中后, 水吸收热量, 温度升高, 甲杯中水温升高, 乙杯中水温升高, 即 。
水的比热容 相同, 不计热量损失,
由 可知,, 因热量更多些。
(2) 甲、乙水的初温t相同,Δt甲>Δt乙,
∴t甲>t乙,∴tA>tB,
球的初温t初相同,
∴t初-tA<t初-tB;
质量相同、初温t初相同的两球A和B,
对于A有:ΔQA放=cAmA(tA-t初)…①
对于b有:ΔQB放=cBmB(tB-t初)…②
已知ΔQA放>ΔQB放,mA=mB,
得:,
所以cAmA(tA-t初)>cBmB(tB-t初);
∵t初-tA<t初-tB,
则有cA>cB。
故选AD。
9.【答案】A
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】改变物体的内能的方式有:做功和热传递;热传递使物体内能发生改变的实质是内能发生了转移,做功使物体内能发生改变的实质是能量发生了转化。
【解答】在“煮”中,食物是通过吸收热水或热汤的热量来变热,这是热传递的一种方式。
A、热水暖手:手是通过吸收热水的热量来变暖,是热传递的方式,故A正确;
B、搓手取暖是通过做功改变物体的内能,故B错误;
C、钻木取火是通过做功改变物体的内能,故C错误;
D、擦燃火柴是通过做功改变物体的内能,故D错误。
故答案为:A。
10.【答案】C
【知识点】温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】(1)一切物体都具有内能,内能的大小跟质量、温度、状态有关。
(2)热传递的条件是物体之间有温度差,高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同。
(3)热量是物体通过热传递方式改变的内能,是一个过程量。
【解答】AB、一切物体都具有内能,内能的多少与物体的质量、温度、状态有关,即温度不是决定物体内能大小的唯一因素,故A、B不符合题意;
C、热传递的条件是物体之间有温度差,是高温物体将能量向低温物体传递,直至各物体温度相同;所以,内能小的物体也可能是温度高的物体,即内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体,故C符合题意;
D、热量是一个过程量,不能说“某物体含有或具有多少热量”,故D不符合题意。
故答案为:C。
11.【答案】C
【知识点】热机的工作原理
【解析】【分析】瓶盖冲出,气体的内能转化为瓶盖的机械能,与做功冲程能量转化形式相同,做功冲程为机械提供动力。【解答】四冲程内燃机有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,工作过程中能量的转化:①压缩冲程:机械能→内能;②做功冲程:内能→机械能;③吸气冲程、排气冲程没有能量转化;图丙中,当瓶盖被瓶内的气体冲出时,是瓶内气体对瓶盖做功,内能转化为机械能,这一过程与四冲程内燃机的做功冲程相似,故C符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:C。
12.【答案】D
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】 根据Q放=mq分析判断。
【解答】 根据Q放=mq可知,燃料在完全燃烧时放出的热量与燃料热值和燃料的质量有关,因此只根据放出的热量无法比较热值、质量的大小。故ABC错误,D正确。
故选D。
13.【答案】C
【知识点】动能和势能的大小变化;燃料的热值
【解析】【分析】燃料的热值与燃料的种类有关, 而与燃料的质量、 体积、 是否完全燃烧 无关。
燃料在燃烧的过程中,化学能转化为内能。
火箭用液态氢做燃料,是因为液态氢热值大。
【解答】A、燃料热值是燃料本身的属性,燃料种类不变,其热值不变。故A错误;
B、由于发动机做功,在升空过程中,火箭的动能与重力势能均增加。故B错误;
C、燃料在燃烧时,发生化学变化,向外放出热量,是化学能转化为内能。故C正确;
D、氢的热值大,在相同情况下燃料会放出更多的能量,故适合做航天燃料。故D错误。
故答案为:C。
14.【答案】C
【知识点】内能;温度、热量与内能的关系
【解析】【分析】热传递的条件是两个物体必须存在温度差,热量从高温物体传给低温物体;由于两个物体投入同一沸水中,其初温都等于水的温度。
【解答】将两物体同时放入标况下的沸水中充足时长,两物体的温度相同,现取出后,现取出后将两物体相互接触(两物体与外界没有热量交换),由于两物体的温度相同,所以不会发生热传递,即两物体始终处于热平衡状态,故C正确。
故选:C。
15.【答案】C
【知识点】燃料的热值;热机的工作原理
【解析】【分析】四冲程内燃机的工作原理是由吸气、压缩、做功、排气这四个冲程组成。吸气冲程时进气门打开排气门关闭活塞向下运动汽油和空气的混合物或可燃混合气进入气缸。压缩冲程中进气门和排气门都关闭活塞向上运动对燃料混合物进行压缩。做功冲程里进气门和排气门同样关闭火花塞产生电火花使燃料猛烈燃烧产生高温高压气体推动活塞向下运动带动曲轴转动对外做功。排气冲程中进气门关闭排气门打开活塞向上运动把废气排出气缸。
【解答】 雾炮车利用高压装置向天空喷水,使灰尘快速沉降,净化空气。 喷水的过程将内能转换为机械能,符合做功冲程;
故答案为:C
16.【答案】增加;热传递
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】温度越高,物体的内能越多。但要注意:温度不是内能变化的惟一标志。
【解答】同一杯水温度升高,内能增加。通过热传递的方法改变内能。
17.【答案】静止不动;向下移动
【知识点】物体内能的改变方法
【解析】【分析】 一定质量的理想气体的内能只跟温度有关,温度降低,内能减小,此过程,外界对气体做功。
【解答】 以活塞和气缸的整体为研究对象,弹簧受到的压力等于气缸和活塞的总重力,而气缸和活塞的总重力不变,故弹簧所受的压力不变,则弹簧的压缩量不变,所以活塞将静止不动;
由力学知识分析得到,封闭气体的压强不变,外界环境的温度缓慢降低,封闭气体的温度也缓慢降低,根据盖 吕萨克定律分析得知,封闭气体体积减小。此过程,外界对气体做功,由此可知气缸将向下移动。
18.【答案】(1)大;吸
(2)热传递
【知识点】物体内能的改变方法;比热容
【解析】【解答】(1)由题意可知,在加热过程中,由于“烧不破”的甲气球装有水,水的比热容较大,且水蒸发过程需要吸热,所以甲球的温度升高的慢.
(2)在加热过程中,乙球内气体内能增大,是烛焰的热量传递给了气球和气球内的气体,所以是用热传递的方法改变气体的内能.
故答案为:(1)大;吸;(2)热传递.
【分析】(1)水的比热容较大,一定质量的水与其它物质相比,吸收相同的热量,水温升高较慢;
(2)热传递和做功都可以改变物体的内能,热传递是能量的转移,做功是能量的转化.
19.【答案】做功;内;机械
【知识点】内能;物体内能的改变方法
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方式有做功和热传递。做功是其他形式的能与内能的相互转化,热传递是内能的转移。
(2)内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和,机械能包括动能和势能。
【解答】迅速来回拉动橡皮条,橡皮条与金属管摩擦,通过做功的方式使金属管壁的内能增加,温度升高。
酒精蒸气将塞子顶出时,酒精蒸气对塞子做功,酒精蒸气的内能转化为塞子的机械能。
20.【答案】;不变;先增大后减小
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】图中给出了物质温度随时间变化的图像,涉及到物态变化、比热容和热量计算相关知识。
【解答】 由图可知,该物体在t2~t4时间段,处于液态,由于液态时的比热容是该物质的性质,所以在t2~t4时间段,该物质的比热容不变,物体在相同时间内吸收的热量相等 ,t1~t2时间段,该物体吸收的热量,所以该物体放出的热量温度越大,内能越大,所以t1~t5时间段内该物质的内能先增大后减小。
21.【答案】(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)做功
(3)0.03
【知识点】功的计算公式的应用;物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)气体对外做功,内能减小,温度降低。
(2)四冲程汽油机中存在能量转化的冲程有两个,做功冲程和压缩冲程,做功冲程将内能转化为机械能,压缩冲程将机械能转化为内能。
(3)做功的条件:物体在力的方向上有移动距离。
【解答】(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,这与内燃机的做功冲程类似。
(3)此过程中软木塞克服重力做功为W=Gh=mgh=0.01kg×10N/kg×0.3m=0.03J
(1)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少,温度降低,液化为小水滴,在试管口形成“白雾”。
(2)水蒸气把软木塞向上冲起时,水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能转化为木塞的机械能,这与内燃机的做功冲程类似。
(3)此过程中软木塞克服重力做功为W=Gh=mgh=0.01kg×10N/kg×0.3m=0.03J
22.【答案】(1)市中心
(2)热量;比热容;少
【知识点】温度、热量与内能的关系;比热容
【解析】【分析】热岛效应(Urban Heat Island Effect)是指一个地区的气温高于周围地区的现象。热岛效应是由于人为原因,改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素,进而引起的城市小气候变化现象。该现象,属于城市气候最明显的特征之一。
【解答】(1)由图中的曲线变化情况可知,市中心的温度最高;故答案为:市中心;
(2)工厂、交通工具随着废气的排放会释放大量的热量;建筑物、沙石、水泥的吸热能力低即比热容小,吸收相同热量的情况下,升温比较高;水的比热容大在升温相同的情况可以吸收更多的热量,从而导致郊区的温度升高较小;故答案为:(1)市中心;(2)热量;比热容;少。
23.【答案】(1)B
(2)功;比热大
【知识点】物体内能的改变方法;比热容;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)A是排气冲程,没有能量转化;B是做功冲程,将内能转化为机械能;C是吸气冲程,没有能量转化;D是压缩冲程,机械能转化为内能。
(2)增大气体内能的两种方式,做功和热传递。
【解答】(1)活塞喷出,内能转化为机械能,相当于图丙中的B做功冲程。
(2)压缩气流,即外界对气体做功,气体的内能增大,是通过做功的方式增加气体的内能。
水的比热容大,在质量一定时,温度变化量相同时,水吸收的热量更多,冷却效果更好。
24.【答案】(1) 在两个同样的烧杯中,分别装入等质量的甲乙两种液体 
(2)吸收相同的热量
(3)甲;<
【知识点】热量的计算
【解析】【解答】解:
(1)依题意,比较甲乙两种液体的吸热能力,根据吸收热量的公式Q=Cm△t可知,实验需要采用控制变量法,控制甲乙的质量,故在两个同样的烧杯中,分别装入等体积的甲乙两种液体是不合理的,应当装入等质量的甲乙液体,所以步骤a错误;
(2)吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来,相同的热源在相同的时间内放出的热量相等,为了比较两种液体的吸热能力,应当控制加热时间,所以步骤C加热时间相同是为了使两种液体吸收相等的热量.
(3)甲、乙两种液体质量和初温都相同,观察图象可知:在相同时间内温度变化较大的是甲;
因使用的是相同的“电热器”加热,所以在相同时间内甲、乙两种液体吸收的热量相同;
根据c=可知,在两种液体质量相等,吸收的热量相同时,当升高温度越大,它的比热容就越小.
所以c甲<c乙.
故答案是:(1)a;装入等质量的甲乙液体;(2)吸收的热量相同;(3)甲;<.
【分析】“比较甲乙两种液体的吸热能力”需要控制甲乙两种液体的质量相等,因为甲乙的密度是不同的,体积相同时,质量是不同的.要解决本题,首先应当深刻理解吸收热量的公式Q=Cm△t.
25.【答案】(1)相同
(2)沸腾(或全部汽化)
(3)存在热损失(合理即可)
【知识点】燃料的热值
【解析】【分析】(1)探究煤油和菜籽油的热值的大小关系时,需要控制燃料的质量相同,被加热的水的质量和初温相同;
(2)实验中,应控制燃料燃烧的质量相同,看温度计示数的变化来进行比较;水沸腾的特点:达到沸点,温度不变,持续吸热;
(3)燃料燃烧产生的热量不能完全被水吸收、存在热损失。
【解答】(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
(1)为比较煤油和菜籽油热值的大小,实验过程中应采用控制变量法,需要控制煤油和色拉油的质量相同。
(2)烧杯中水的量要适当多一些,以免在燃料燃尽前,烧杯中的水沸腾,因为水沸腾之后吸收热量,但温度不再上升。
(3)因为在实验过程中存在热损失,煤油和菜籽油燃烧所产生的热量并没有完全被水吸收,所以无法精确测得两者的热值。
26.【答案】(1)大于
(2)D
(3)气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化为小水滴
【知识点】物体内能的改变方法;热机的工作原理
【解析】【分析】(1)对物体做功,物体的内能会增大,温度升高。
(2)气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能。
(3)液化指物质由气态转变成液态,液化要放热。
(4)小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【解答】(1)步骤②中,大气手柄对喷壶内的气体做功,气体的内能增加,温度升高;若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,喷壶内的气体膨胀对外做功,气体的内能减小,温度降低,气体的内能转化为机械能;内燃机的做功冲程高温高压燃气的内能转化为机械能;图D中,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程;故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
故选D。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是:针筒内的气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化形成小水滴。
(1)步骤②中,大气手柄对喷壶内的气体做功,气体的内能增加,温度升高;若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,喷壶内的气体膨胀对外做功,气体的内能减小,温度降低,气体的内能转化为机械能;内燃机的做功冲程高温高压燃气的内能转化为机械能;图D中,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程;故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
故选D。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是:针筒内的气体对外做功,内能减小,温度降低,水蒸气液化形成小水滴。
27.【答案】(1)热传递
(2)C
(3)0.9q
(4)3.5X103J/(kg·℃)
【知识点】物体内能的改变方法;热量的计算
【解析】【分析】(1)改变物体内能的方法:一是做功(能量的转化),二是热传递(能量的转移);
(2)根据“散热快慢可以用单位时间内散失热量的多少来表示”逐一分析每个选项,找出符合题意的答案;
(3)根据q=k(t物-t环)列出两个方程,然后做比即可;
(4)根据散热快慢的定义结合图乙求出水和盐水放出热量的关系,根据Q放=cmΔt和密度公式列出方程求出盐水的比热容。
【解答】(1)物体向周围散热,内能减少,属于能量的转移,则改变内能的方式属于热传递;
(2)由题目提供的信息可知,散热快慢的定义是单位时间内散失热量的多少,这是一个描述快慢的物理量;
A.速度的定义是单位时间内通过的路程,与能量无关,故A不符合题意;
B.密度的定义是单位体积某种物质的质量,故B不符合题意;
C.功率的定义是单位时间内做的功,与散热快慢一样都是描述的单位时间内的能量,故C符合题意;
D.效率的定义是有用功与总功之比,故D不符合题意;
故选C;
(3)根据公式q=k(t物-t环)可知,当环境温度为20℃时得到:q=k(30℃-20℃) ①;
当物体温度降低到29℃时得到:q'=k×(29℃-20℃) ②;
①÷②得到:;
解得:q'=0.9q。
(4)因为水和盐水的初温和末温都相同,即Δt水=Δt盐水=Δt,
所以此时水和盐水的散热快慢相同,
根据图像可知,则水和盐水放出热量之比:,
由图可知,水和盐水的体积相同,
根据Q放=cmΔt,得到:,
即:;
解得:c盐水=3.5×103J/(kg ℃)。
28.【答案】(1)
(2)
【知识点】功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)利用G=mg计算出返回舱的总重力,利用W=Fs=Gh计算出重力所做的功;
(2)根据题意计算出防热材料吸收的热量,利用Q吸=cmΔt计算出防热材料升高的温度。
【解答】(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
(1)返回舱在大气层中共下落,重力所做的功是:
(2)防热材料吸收的热量:
防热材料升高的温度
29.【答案】1.68×106J;0.2kg;C
【知识点】比热容;热量的计算
【解析】【分析】(1)根据公式计算水吸收的热量;
(2)根据计算燃料放出的热量,再根据计算燃烧煤的质量。
(3)A.热值反映燃料燃烧放热本领大小,只与燃料的种类有关;
B.是否充分燃烧与燃料的颗粒大小、氧气是否充足等有关;
C.根据对热量的有效利用判断。
【解答】(1)根据题意可知,水需要吸收的热量

答:水需要吸收的热量为1.68×106J。
(2)燃料完全燃烧放出的热量为;
则完全燃烧煤的质量为。
答:需要完全燃烧煤的质量为0.2kg。
(3)根据题意可知,煤的热值只与燃料种类有关,故A不合题意;
煤的燃烧程度不会受到是否双锅炉的影响,故B不合题意;
双加热煤炉,可有效的防止热量的散失,使燃料的有效率提高,故C符合题意。
故选C。
30.【答案】(1)3.2×107J
(2)1.26×107J
(3)39.4%
【知识点】热量的计算;燃料的热值
【解析】【解答】(1)Q放=qV=3.2×107J/m3×1m3=3.2×107J(2)Q吸=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg.℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J(3)η=Q吸/Q放=1.26×107J/3.2×107J=39.4%
【分析】本题综合性较强,关键在于理解效率的含义即可顺利解题。考查的是燃料的热值和热量的计算。
31.【答案】(1)飞机对水平地面的压力:
飞机对水平地面的压强:
(2)氢气完全燃烧放出的热量为:
(3)由 可得,飞机航行0.5h的距离为:
牵引力做的功为:
【知识点】压强的大小及其计算;功的计算公式的应用;热量的计算
【解析】【分析】(1)飞机静止时,压力等于重力,再通过计算压强。
(2)氢完全燃烧放出的热量等于氢的质量乘以热值。
(3)功=力飞机在力的方向上移动的距离。
32.【答案】(1)内能→机械能
(2)做功
(3)1.1×105牛
(4)600焦,1000瓦
【知识点】压强的大小及其计算;功率计算公式的应用;物体内能的改变方法;热量的计算;热机的工作原理
【解析】【分析】功是指力作用在物体上并使其发生位移的过程。功的计算公式为:; 功率是指单位时间内传递或转换的能量,用以衡量体系做功的快慢,在国际单位制下,其单位为瓦特。P=;
【解答】(1) 蒸汽推动活塞上行过程中,能量转化是 内能→机械能;
(2) 蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似。
(3)F=PS=帕 × 0.1平方米=1.1×105牛;
(4)根据杠杆平衡定律:蒸汽产生的推力=G=1000N ,s=0.6m,所以W=Fs=1000N×0.6m=600J ;P=W/t=600J×100次/60s=1000w;
故答案为:(1)内能→机械能(2)做功(3)1.1×105牛(4)600焦,1000瓦
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