上海大同初级中学初中物理九年级全册第十三章《内能》检测题(有答案解析)
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一、选择题
1.下列关于内能、热量、温度说法正确的是()
A.0℃的冰块内能为零
B.物体温度越高,所含的热量越多
C.热量总是自发地从温度高的物体向温度低的物体传递
D.物体的温度越高,物体的内能越大
2.下列关于内能的说法中,正确的是()
A.一个物体的温度越高,它具有的内能就一定越大
B.一个物体的内能越大,它的温度就一定越高
C.一个物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量
D.一个物体吸收了热量,它的温度就一定会升高
3.下列增加铁丝内能的四个做法中,与另外三个方法不同的是()
A.摩擦铁丝B.来回弯折铁丝
C.反复敲打铁丝D.把铁丝放在火上烤
4.某学生用两个相同的热源分别对质量和初温相等的甲、乙两物质加热,并根据实验测得的数据分别画出甲、乙两物质的温度随加热时间变化的图线,如图所示。
根据图线情况,作出如下推断,其中正确的是()
A.甲的比热容比乙大B.相同时间乙温度升高的快
C.升高相同温度时乙吸热更多D.相同时间甲吸热更多
5.《舌尖上的中国》聚焦于普通人的家常菜,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,使榆钱饭含有的热量增加
D.拌:香葱和豆腐加入少许调料搅拌即可入味,说明分子在做无规则运动
6.用相同的电加热器分别对质量、初温都相等的A和B两种物体同时加热(不计热量损失),A和B的温度随加热时间变化关系如图所示,下列说法正确的是()
A.升高相同的温度,B物体吸收的热量较多
B.B物质的吸热能力比A物质的吸热能力强
C.加热相同时间后将A和B接触,热量将从A传递给B
D.A的比热容与B的比热容之比为2:1
7.如图所示,对于图片中所描述的物理过程,下列分析中正确的是()
A.图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,空气的内能减少
B.图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能增大
C.图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,水蒸气的内能减少
D.图丁,汽缸内的气体推动活塞向下运动时,气体的内能增大
8.如图为某物质凝固时温度随时间变化的图像,下列对该物质的说法正确的是()
A .该物质为非晶体
B .该物质的凝固时间是10min
C .该物质在B 、C 两点时温度相同,内能相等
D .该物质的熔点是80℃
9.依据你所学的热学知识,判断下列说法中正确的是( ) A .钻木取火,是通过热传递的方式改变物体的内能 B .物体内能增加,温度一定升高 C .0C ︒的冰块没有内能
D .汽车发动机用水作冷却液,是利用水的比热容大的特性
10.甲、乙、丙三个物体的质量关系为m m m =甲乙丙>,当其吸收热量情况如图所示时,升高的温度关系为t t t ∆<∆=∆甲乙丙,则关于这三个物体,下列说法正确的是( )
A .乙的比热容最小
B .甲、乙的比热容相等
C .甲、乙的末温一定相等
D .若三个物体的温度都降低1℃,丙放出的热量最少 11.下列说法正确的是 ( )
A .给自行车车胎打气时要用力,说明气体分子间只有斥力,没有引力
B .室内扫地时,在一束阳光下看到灰尘在空中飞舞,这就是分子运动
C .用力拉铁丝,铁丝不断,是由于分子间有引力
D .新冠病毒在一定的条件下会传播,说明分子在不停地运动 12.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是( )
A .物体的温度越高,放出的热量越多
B .物体的温度越高,所含的热量越多
C .物体的温度升高,内能一定增加
D .物体的内能增加,温度一定升高
二、填空题
13.某一质量为0.05g 的雨滴匀速下落,速度为7m/s ,匀速下落距离为700m ,假设雨滴在下落过程中质量保持不变。
雨滴这段匀速下落过程中重力的功率是____W ;匀速下落过程中雨滴克服阻力所做的功42%转化为雨滴的内能,求这部分内能使雨滴温度升高____℃。
(c 雨=4.2×
103J/(kg·℃),g =10N/kg ) 14.山西老陈醋已有3000余年的历史,素有“天下第一醋”的盛誉,以色,香,醇,浓,酸五大特征著称于世.小明周末参观醋厂,远远就闻到了浓郁的醋香,这是________现象,这种现象说明_______.
15.(1)如图甲为研究气体扩散的实验装置,两个瓶中分别装有二氧化氮气体和空气,其中二氧化氮气体的密度大于空气的密度。
为了增强实验的可信度,下面一只瓶子里应装入________气体。
扩散现象说明_______。
(2)乙图中所示实验说明_________。
(3)如图丙,在一根较长的玻璃管中注入一半水,再缓慢地倒满酒精,用手指封住开口端,上下来回颠倒数次再竖起来,可以发现管内液面____,这个实验直观地说明_______。
16.炒菜时香味四溢,这是____现象,此现象说明了_________________。
放在热菜中的盐比凉菜中的盐化得快,这说明_________越高,分子内无规则运动越剧烈。
17.2020年12月17日1时59分,“采撷月壤”的嫦娥五号荣耀归来,中国首次月面自动采样取得圆满成功。
嫦娥五号返回器进入大气层后由于摩擦会剧烈升温,这是通过_______的方式,使其内能________(选填“增加”、“减少”或“不变”)了。
18.如图所示是板鸭制作工艺中的“晒露”过程。
板鸭在这一过程中不断吸收热量,内能____(选填“增大”、“减小”或“不变”),分子_____加快,于是板鸭飘香四溢。
19.天然气因其环保,已经被人们广泛利用。
完全燃烧30.07m 天然气释放热量的30%被水吸收,可以将4kg 的水由20℃加热到_____℃。
,[7
3
410J /m q =⨯天然气,
()34.210/kg C J c =⨯⋅︒水,在一个标准大气压下]
20.人造卫星在太空中飞行,向阳面与背阳面之间的温度相差约250℃,热管可以使卫星
各部分温度基本均匀,保证设备正常工作。
工作时,工作物质在热端_____,在冷端
_____,从而不断地将热量从热端带向冷端。
三、解答题
21.某中学为学生供应开水,将200 kg的水从25℃加热到100℃,燃烧了6 kg的无烟煤。
水的比热容是4.2×10 3J/(kg·℃),无烟煤的热值是3.5×l07J/kg。
求:
(1)锅炉内的水吸收的热量是多少?
(2)无烟煤完全燃烧放出的热量是多少?
(3)此锅炉的效率是多少
22.8kg水温度从60℃降低50℃,释放多少热量?(请写出计算过程)
23.为了测定铅的比热容,把质量为200g的铅块加热到98℃,再投入到80g的12℃水中,充分混合后水的温度为18℃。
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃),若不计热损失,求:
(1)水吸收的热量;
(2)铅的比热容。
24.太阳能热水器具有安全、节能、经济和环保等优点。
为有效利用太阳能,某研究性学习小组对“物体吸收太阳能的能力与表面颜色之间的关系”进行了实验研究:在两只相同的烧杯中装有质量和初温相同的水,烧杯外用一个黑色塑料袋和一个白色塑料袋密封,插入温度计(温度计的玻璃泡浸没在水中,大部分刻度露出可见),放在阳光下曝晒。
每隔相同的时间读出温度计的示数,数据记录如下:
根据上述数据回答下列问题:
(1)这次实验过程中,采用的科学研究方法是_______
(2)通过上面的研究可以推断:太阳能热水器的集热管表面颜色以______为宜;
(3)小明家使用的太阳能热水器的说明书如图,若在太阳能热水器的水箱中装满水,中午在太阳照晒下每小时温度升高10℃,则该热水器中的水每小时吸收的热量是多少?该热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能是多少?_______
效率40%
使用年限15年
25.秦山核电基地目前共有9台运行机组,年发电量约500亿千瓦时。
每分钟的安全发电量大约相当于少消耗烟煤13.0t,减排二氧化碳约40.6t,二氧化硫约0.2t,氮氧化物约0.8t
(1)13.0t烟煤如果完全燃烧,放出的热量为多少J?(q烟煤=2.9×107J/kg)
(2)假设13.0t烟煤在煤炉中完全燃烧,放出的热量部分被水吸收,可以使4×105kg的水从20℃升高到100℃,求水吸收的热量为多少J?[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(3)求煤炉加热水的热效率?[第(3)题结果精确到1%]
26.如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图,电炖锅上有1000W和400W两档功率,档位可自动调节。
其工作过程是:按下开关,自动选择1000W档将汤煮至100℃,然后自动跳至400W档进行保温慢炖。
设汤的初温为20℃,质量为3kg,汤的比热容为
4.0×103J/(kg•℃)。
求:
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min,在此过程中汤吸收的热量是多少?(2)电炖锅的效率是多少?
(3)电炖锅进人保温慢炖时,开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置?试说明理由。
【参考答案】***试卷处理标记,请不要删除
一、选择题
1.C
解析:C
A.一切物体都有内能,故0℃的冰块的内能不为零,故A错误;
B.在热传递过程中传递内能的多少叫热量,热量是一个过程量,不能用“含有”来修饰,故B错误;
C.热量总是自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,故C正确;
D.影响内能大小的因素有质量、温度、状态等因素,温度高的物体内能不一定大,只有
当质量和状态一定时,温度高内能一定大,故D错误。
故选C。
2.A
解析:A
A.同一个物体质量不变,故物体的温度越高,它具有的内能就一定越大,故此项正确;B.一个物体的内能越大,它的温度不一定越高,有可能它的状态正在发生变化,比如正在熔化,故此项错误;
C.一个物体的温度升高,不一定是从外界吸收了热量,有可能是外界对物体做了功,故此项错误;
D.一个物体吸收了热量,它的温度不一定会升高,有可能它的状态正在发生变化,比如正在熔化,故此项错误。
故选A。
3.D
解析:D
摩擦铁丝、来回弯折铁丝、反复敲打铁丝采用做功的方式使内能增加;把铁丝放在火上烤采用热传递的方式使内能增加,与其他三个方法不同,故选D。
4.C
解析:C
AB.由图像取相同的加热时间,即甲、乙吸收的热量相同,甲的温度变化值大,即甲温度
升高的快。
根据
Q
c
m t
=
∆
可知,甲的比热容要小于乙的比热容,故AB错误;
C.升高相同温度时,乙的加热时间长,则乙吸收的热量多,故C正确;
D.相同的热源,相同时间内物质吸收的热量是相同的,故D错误。
故选C。
5.D
解析:D
A.煎:煎锅一般用铁制造,主要是利用了铁是热的良导体,故A错误;
B.炒:主要是通过热传递的方式使藜蒿和腊肉的内能增加,故B错误;
C.蒸:是通过热传递和高温水蒸气液化放热,使榆钱饭的内能增加,热量是过程量,不能用含有,故C错误;
D.拌:香葱和豆腐加入少许调料搅拌即可入味,说明分子在做无规则运动,故D正确。
故选D。
6.D
解析:D
AB.由图可知,升高相同的温度时,A需要加热的时间比B长,即A需要吸收的热量更多,可知A的吸热能力比B强,故AB错误;
C.由图可知,加热相同时间后,B的温度比A高,此时将A和B接触,热量将从B传递给A,故C错误;
D .由图可知,加热相同时间时,A 、B 吸收的热量相同,A 、B 的温度变化量分别为20°C 、40°C ,且A 、B 的质量相同,由Q cm Δt =可知有
A B B A 40C 21
20C c m t c m t ∆===∆︒︒ 故D 正确。
故选D 。
7.C
解析:C
A .图甲,厚玻璃内的空气被压缩时,机械能转化为内能,空气的内能增大,故A 错误;
B .图乙,瓶子内的空气推动塞子跳起时,空气的内能转化为塞子的机械能,内能减小,故B 错误;
C .图丙,试管内的水蒸气推动了塞子冲出时,内能转化为机械能,水蒸气的内能减少,故C 正确;
D .图丁,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火,是做功冲程,内能转化为机械能,汽缸内气体的内能减小,故D 错误。
故选C 。
8.D
解析:D
AD .由图可知,该物质在凝固过程中,温度保持在80℃不变,所以为晶体,且熔点等于凝固点,所以熔点为80℃,故A 错误,D 正确;
B .由图可知,凝固过程为5min ~10min ,则凝固时间为5min ,故B 错误;
C .该物质在凝固过程中不断放热,虽然B 、C 两点时温度相同,但是内能减小了,故C 错误。
故选
D 。
9.D
解析:D
A .钻木取火,是通过做功的方式改变物体的内能的,故A 错误;
B .晶体熔化和液体沸腾过程,吸收热量、内能增大但温度保持不变,故B 错误;
C .任何物体在任何情况下都具有内能,故C 错误;
D .汽车发动机用水作冷却液,是利用水的比热容大温度变化小的热性,故D 正确。
故选D 。
10.A
解析:A AD .由图知可知
22Q Q Q ==甲乙丙
由Q c m t
=
∆吸
可知,甲与乙相比吸收热量、质量相同,因 t t ∆<∆甲乙
则甲的比热容大于乙的比热容;乙与丙相比,乙吸收的热量为丙的一半,因
m m >乙丙,t t ∆=∆乙丙
则丙的比热容比乙的比热容大,即乙的比热容最小,若三个物体的温度都降低1℃,乙放出的热量最小,故A 正确,D 错误;
BC .甲、乙吸收热量相同,质量相同,但温度变化量不同,故比热容不相等,由于初温未知,则末温无法计算,故BC 错误。
故选A 。
11.C
解析:C
A .气体分子之间由于距离比较远,故没有作用力,故A 选项错误;
B .室内扫地时,在一束阳光下看到灰尘在空中飞舞,灰尘不是分子,分子太小,是不可见的,故B 选项错误;
C .用力拉铁丝,铁丝不断,是由于分子间有引力,是正确的,故C 选项正确;
D .新冠病毒在一定的条件下会传播,病毒不是分子,不能说明分子在不停地运动,故 D 选项错误。
故选C 。
12.C
解析:C
A .物体的温度高,物体不一定放出热量,也可能对外做功,故A 错误;
B .热量是过程量,不能说含有热量,故B 错误;
C .一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动越剧烈,则分子的动能就越大,从而物体的内能增加,故C 正确;
D .物体的内能增加,但温度可能不变,如晶体熔化时,吸收热量,温度却保持不变,故D 错误。
故选C 。
二、填空题
13.5×10-307
解析:5×10-3 0.7
[1]这段匀速下落过程中重力的功率
W Gh P t t
=
==Gv =mgv =0.05×10-3kg×10N/kg×7m/s=3.5×10-3W [2]增加的内能
Q 吸=W ×42%=0.35J×42%=0.147J
这部分内能使雨滴升高的温度
3-30.147J
4.210J/(kg )0.0510kg Q t c m ∆=
=⨯⋅⨯⨯吸雨℃=0.7℃ 14.扩散分子在不停地做无规则运动
解析:扩散 分子在不停地做无规则运动
物质是由分子组成的,分子在不停的做无规则运动,打开醋瓶闻到醋香是因为醋分子进入空气中,属于扩散现象;表明组成物质的分子在不停地做无规则运动.
15.二氧化氮一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动固体分子之间存在引力下降分子间有间隙
解析:二氧化氮 一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动 固体分子之间存在引力 下降 分子间有间隙
(1)[1]二氧化氮气体是红棕色的。
应该将下边瓶子装入二氧化氮气体,因为二氧化氮气体的密度大于空气的密度,本来应该在空气的下方。
[2]如果发现上边瓶子内的气体也变成了红棕色,则说明二氧化氮气体分子在做无规则运动,就可以证明扩散现象的存在,即二氧化氮气体在不停地向空气进行扩散。
(2)[3]端面磨平的铅棒压紧后能够吊住大钩码,说明固体分子之间存在引力。
(3)[4][5]因为分子间存在着空隙,水和酒精充分混合后,酒精分子和水分子分别进入了对方分子的空隙中,使得水和酒精混合后的总体积变小了,管内液面下降。
16.扩散分子在永不停息的做无规则运动温度
解析:扩散 分子在永不停息的做无规则运动 温度
[1][2][3]炒菜时香味四溢,这是扩散现象,此现象说明了组成物质的分子不停地做无规则运动。
放在热菜中的盐比凉菜中的盐化得快,这说明温度越高,分子内无规则运动越剧烈。
17.做功增加
解析:做功 增加
[1][2]嫦娥五号返回器返回时,返回器进入大气层后与大气剧烈摩擦温度升高,内能增加,机械能转化为内能,这是通过做功的方式改变物体内能。
18.增大热运动
解析:增大 热运动
[1][2]在“晒露”过程中,板鸭不断吸收热量,内能增大,温度升高,分子的无规则运动加快,所以板鸭飘香四溢。
19.70
解析:70
完全燃烧30.07m 天然气释放热量
7336410J/m 0.07m =2.810J Q q V ==⨯⨯⨯天然气
水吸收热量
5'30%8.410J Q Q ==⨯
根据0()Q cm t t =-可知加热后温度
503
'8.410J 20C 70C 4.210J/(kg C)4kg
Q t t c m ⨯=+=+=⨯⋅⨯水 加热后温度为70℃。
20.吸收热量放出热量【分析】改变内能的方式:做功和热传递;热传递的条
件是存在温度差
解析:吸收热量 放出热量
【分析】
改变内能的方式:做功和热传递;热传递的条件是存在温度差。
[1][2]热管工作时,工作物质在热端吸热汽化,在冷端放出热量,液化成液态,通过热传递从而不断地将热量从热端带向冷端。
【点睛】
本题考查了改变内能的方法,属于基础知识,要掌握。
三、解答题
21.(1)6.3×
107J ;(2)2.1×108J ;(3)30%。
(1)锅炉内200kg 的水吸收的热量:
3710 4.210J/(kg )200()kg (10025 6.310J Q cm t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸℃℃℃)
(2)6kg 无烟煤完全燃烧放出的热量:
786kg 3.510J/kg 2.110J Q m q ==⨯⨯=⨯煤放
(3)此锅炉的效率:
786.310J 100%30%2.110J
100%Q Q η⨯⨯⨯⨯===吸放 答:(1) 锅炉内的水吸收的热量是6.3×
107J ; (2)无烟煤完全燃烧放出的热量是2.1×108J ;
(3)此锅炉的效率是30%。
22.53.3610J ⨯
释放的热量为
()354.210J/kg 8kg 10 3.3610J Q cm t =⋅∆=⨯⋅⨯⨯=⨯℃℃
答:释放的热量为53.3610J ⨯。
23.(1)2.016×103J ;(2)126J/(kg·℃)
(1)水吸收的热量
330 4.210J/(kg )0.08kg (18(-12) 2.01610J )Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水水水℃℃℃ 水吸收的热量2.016×103J 。
(2)已知不计热损失,则
32.01610J Q Q ==⨯吸放
由0()Q cm t t =-放得:铅的比热容
30 2.01610J 126J/(kg 0.2kg (98-18)
()Q c m t t ⨯==⋅-⨯=放
铅铅铅铅℃)℃℃ 铅的比热容是126J/(kg ⋅℃)。
答:(1)水吸收的热量为2.016×103J ;
(2)铅的比热容是126J/(kg ⋅℃)。
24.控制变量 黑色 4.2×106J ;1944J
(1)[1]本实验探究黑、白颜色物体的吸热能力,实验时让让水的质量、容器、水的初温相同,采用了控制变量法。
(2)[2]通过实验说明黑颜色物体的吸热能力强,太阳能热水器的集热管表面颜色以黑色为宜;
(3)[3]水的体积
V =100L=100×10-3m 3
水的质量
m=ρV =1×103kg/m 3×100×10-3m 3=100kg
水吸收的热量
Q 吸=cm Δt =4.2×103J/(kg ‧℃)×100kg×10℃=4.2×106J
设热水器中午每秒钟每平方米的面积上获得的太阳能为Q ,则
Q 吸=Q ×1.5×3600×40%
64.210J 1944J 1.5360040%1.5360040%
Q Q ⨯===⨯⨯⨯⨯吸 25.(1)3.77×1011J ;(2)1.344×1011J ;(3)36%。
【解析】
(1)13.0t 烟煤如果完全燃烧放出的热量: Q 放=mq =13.0×103kg ×2.9×107J/kg =3.77×1011J ;
(2)水吸收的热量:
Q 吸=cm 水△t =4.2×103J/(kg •℃)×4×105kg ×(100℃﹣20℃)=1.344×1011J ; (3)煤炉加热水的热效率:
η=Q Q 吸放=11111.34410J 3.7710J
⨯⨯×100%≈36%。
26.(1)9.6×105J ;(2)80%;(3)保温慢炖状态。
【解析】(1)汤吸收的热量:Q =cm(t-t 0)=4.0×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃-20℃)=
9.6×105J ,(2)加热功率P =1000W ,加热时间t =20min =1200s ,电炖锅消耗的电能:W =Pt =1000W×1200s =1.2×106J ,则电炖锅的效率:η==80%;(3)电炖锅进入保温慢炖时,开关S 会自动跳至“b ”位置;理由是:当开关S 跳至“b ”位置时,电阻R 1、R 2串联接入电路,电路电阻较大,根据P =
可知,电压一定时,电阻越大,电功率越小,此时电炖锅处于保温慢炖状态。
点睛:根据Q 吸=cm(t−t 0)求出在此过程中汤吸收的热量;根据W =Pt 求出电炖锅消耗的电能,然后利用η=求出电炖锅的效率;知道加热功率和保温慢炖功率,根据P =可得
出电路电阻大小,进而知道开关S的接入的位置。