【期中单元测试卷】(人教版)2023-2024学年九年级物理全一册 第13章 内能(B卷)
展开第13章 内能(B卷·能力提升练)
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
(考试时间:60分钟 试卷满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共42分,只有一个选项符合题意)
1.下列生活中的事例不能说明分子不停地做无规则运动的是( )
A.端午节蒸粽子时,满屋子都弥漫着粽香
B.将一勺糖放入一杯清水中,一段时间后整杯水都变甜了
C.打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞
D.腌制腊肉时,将盐涂抹在猪肉表面,几天后整块肉都变咸了
解:A、端午节蒸粽子时,满屋子都弥漫着粽香,是分子运动,故A正确;
B、将一勺糖放入一杯清水中,一段时间后整杯水都变甜了,是分子运动的结果。故B正确;
C、打扫教室地面时,在阳光下看到灰尘在空中飞舞,是微小固体颗粒的运动。故C错误;
D、腌制腊肉时,将盐涂抹在猪肉表面,几天后整块肉都变咸了,是分子运动,故D正确。
答案:C。
2.下列现象用分子动理论的观点解释,其中正确的是( )
A.落叶在风中飞舞表明空气分子在不停地做无规则运动
B.铁块很难被压缩表明分子间没有间隙
C.鲜花香气四溢是一种扩散现象
D.水和酒精混合后总体积减少表明分子间有引力
解:A、落叶在风中飞舞是物体在运动即机械运动,不能说明空气分子在不停地做无规则运动,故A错误;
B、铁块很难被压缩表明分子间存在斥力,故B错误;
C、鲜花香气四溢是分子不停地做无规则运动形成的,是扩散现象,故C正确;
D、水和酒精混合后总体积减少,说明分子之间有间隙,故D错误。
答案:C。
3.做完广播体操后,来到餐厅,妈妈为你端上香喷喷的早餐。关于人能闻到食物的香味,下列说法不正确的是( )
A.是一种扩散现象
B.是由于分子不停地做无规则运动产生的
C.温度越高,香味越浓
D.温度越高,香味越淡
解:闻到了食物香味,这表明分子都在不停地做无规则运动,属于扩散现象;分子做无规则运动的快慢与温度有关,温度越高,热运动越剧烈,香味越浓。故ABC说法正确,D说法错误。
答案:D。
4.下列关于内能知识的描述正确的是( )
A.物体温度越高内能越大,所以0℃的冰没有内能
B.温度越高的物体含有的热量越多,所以0℃的冰没有热量
C.摩擦生热是通过做功的方式改变了物体的内能
D.物体吸收热量,内能增加,温度一定升高
解:A、因为物体的分子永不停息地做无规则的运动,所以任何物体都有内能,0℃的冰仍具有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说物体含有多少热量,故B错误;
C、摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能,将机械能转化为内能,故C正确;
D、物体吸收热量,内能增大,但温度不一定升高,比如:晶体在熔化过程中吸收热量,而温度保持不变,故D错误。
答案:C。
5.如图所示,炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是( )
A.白雪温度低,内能小
B.岩浆温度高,内能大
C.白雪温度低,分子热运动停止
D.岩浆温度高,分子热运动剧烈
解:AB、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,与物体质量、温度、状态等有关,温度高的内能不一定大;温度低的内能不一定小,故AB错误。
CD、温度是分子平均动能的标志,物体的温度越高,分子热运动越剧烈,分子平均动能越大;分子热运动永不停息,白雪温度低,但分子热运动没有停止,故C错误;
岩浆温度高,分子热运动剧烈,故D正确。
答案:D。
6.下列实例中,通过热传递改变物体内能的是( )
A.搓手取暖 B.用冷水冷却热鸡蛋
C.钻木取火 D.磨刀时刀的温度会升高
解:
ACD、搓手取暖、钻木取火、磨刀,克服摩擦做功,使物体的温度升高、内能增大,是通过做功改变物体的内能,故ACD不符合题意;
B、把热鸡蛋放入冷水中,鸡蛋的内能转移到冷水中,使鸡蛋的温度降低,是通过热传递改变鸡蛋的内能,故B符合题意。
答案:B。
7.景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示。以牛角作套筒,木质推杆前端粘附艾绒。取火时,一手握住套筒,另一手猛推推杆,艾绒即燃,随即将杆拔出,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程中,筒内密封气体的( )
A.分子动能减小 B.密度不变
C.分子数增加 D.内能增大
解:封闭的气体被推杆压缩过程中,活塞对气体做功,所以气体内能增加,则温度升高,分子动能增加,气体体积减小,因为是封闭的气体,质量不变,所以分子数不会增加,
由ρ可知,密度变大,故D正确,ABC错误。
答案:D。
8.夏天,将饮料放入冰箱冷藏室,饮料温度降低。下列说法正确的是( )
A.饮料将温度传递给冰箱中的空气
B.饮料放出热量后自身所含热量减少
C.饮料温度降低的过程伴随着内能的转移
D.饮料放热是因为饮料的内能比冰箱中空气的内能多
解:A、饮料放进冰箱后,温度较高的饮料放出热量、温度降低,饮料将热量传递给冰箱中的空气,而不是将温度传递给冰箱中的空气,故A错误;
B、热量是过程量,只能说吸收或放出,不能说含有,故B错误;
C、是通过热传递的方式改变物体的内能,热传递是能的转移过程,故C正确;
D、饮料放热是因为饮料的温度比冰箱中空气的温度高,内能的影响因素:质量、温度和状态,无法比较内能多少,故D错误。
答案:C。
9.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A.0℃的冰块内能为0
B.温度高的物体含有的热量多
C.汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D.两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
解:A、一切物体都具有内能,温度为0℃的冰块也有内能,故A错误;
B、热量是一个过程量,不能说含有或具有热量,故B错误;
C、汽油机在做功冲程中把内能转化为机械能,使燃气的内能减小,温度降低,故C错误;
D、存在温度差的两个物体相接触发生热传递时,热量总是从高温物体传给低温物体,或者从物体的高温部分传向低温部分,故D正确。
答案:D。
10.生物体内水的比例很高,有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。主要是因为水的( )
A.质量较小 B.凝固点较低 C.沸点较高 D.比热容较大
解:生物体内水的比例很高,在外界环境温度升高时,生物体即使吸收较多的热量,由于水的比热容较大,体温不会升的过高;同理在外界环境温度降低时,由于水的比热容较大,即使放出较多的热量,体温也不会过低,所以生物体内的水分有助于调节生物体自身的温度,以免温度变化太快对生物体造成损害。
答案:D。
11.炎炎夏日,小梅来到美丽的海滨城市青岛。她发现,在这里白天的风常常从海面吹向陆地,而每到夜晚风却从陆地吹向海面。她利用学过的物理知识进行分析,并画出陆地和海面之间空气流动情况的示意图,如图所示。形成这一现象的主要原因是( )
A.海水的密度小于砂石的密度
B.海水的密度大于砂石的密度
C.海水的比热容小于砂石的比热容
D.海水的比热容大于砂石的比热容
解:沿海地区水多,水的比热容较大;内陆地区,地表以砂石泥土为主,砂石泥土比热容较小;由于水的比热容大,所以对于相同质量的水和砂石相比较,在吸收或放出相同的热量时,水的温度变化小,而砂石的温度变化大,所以白天陆地的温度高、海水温度低,晚上陆地温度低、海水温度高;白天陆地上方空气的温度高度,密度小,砂石上方空气上升,海面上的冷空气过来补充,所以白天的风常常从海面吹向陆地,而晚上海面上方的热空气上升,风从陆地吹向海面;故D正确。
答案:D。
12.生活中很多现象都蕴含着物理知识,下列说法中不正确的是( )
A.塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,说明分子间存在引力
B.用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点
C.冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式改变身体的内能
D.端午期间,粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动
解:A、塑料吸盘能牢牢吸在玻璃上,是利用大气压的作用,故A不正确;
B、用水作汽车冷却剂是利用了水的比热容大的特点,在同等情况下,能够吸收较多的热量,故B正确;
C、冬天跑步,身体就感觉暖和,是通过做功的方式将人体内的化学能转化为内能,使身体的内能增大,故C正确;
D、粽香四溢,能闻到粽香是由于分子在不停地做无规则运动,故D正确。
答案:A。
13.质量都是1kg、初温都是23℃的水分别倒入两个完全相同的杯中,用大小、形状和厚度相同的白纸和黑纸包起来,将两个杯子放在太阳光下,30min后,白纸杯内水温30℃,黑纸杯内水温34℃。根据这个实验,下列说法正确的是( )
A.30min后,白纸杯内水的热量大于黑纸杯内水的热量
B.30min后,白纸杯内水的内能大于黑纸杯内水的内能
C.经过30min,白纸杯内水吸收的内能小于黑纸杯内水吸收的内能
D.经过30min,白纸杯内水吸收的热量小于黑纸杯内水吸收的热量
解:
A、热量是一个过程量,不能说白纸杯、黑纸杯内水的热量的大小关系,故A错误;
B、30min后,水的质量不变,状态不变,温度越高,内能越大,所以白纸杯内水的内能小于黑纸杯内水的内能,故B错误;
CD、经过30min,白纸杯内水温30℃,黑纸杯内水温34℃,黑纸杯内水的温度升高的多,根据Q=cmΔt可知,白纸杯内水吸收的热量小于黑纸杯内水吸收的热量,故C错误,D正确。
答案:D。
14.用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体进行加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图象,下列说法正确的是( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2:1
B.A的比热容与B的比热容之比为2:3
C.都加热t时间,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
解:
(1)由图可知,在时间t内,吸收的热量相同,故C错;
在时间t,吸收的热量相同,A的温度变化ΔtA=20℃,B的温度变化ΔtB=40℃,A、B的质量相同,由Q吸=cmΔt得c,则cA:cB=ΔtB:ΔtA=2:1,故A正确、B错;
(2)由图可知,A、B升高相同的温度,加热A的时间长,A吸收的热量多,故D错。
答案:A。
二、填空题(每空1分,共20分)
15.端午节家里弥漫着粽子的清香,这是 扩散 现象。给粽子加热时粽子的内能会 增加 (选填“增加”“不变”或“减少”),香味会更浓,是因为物体的温度越高,分子运动越 剧烈 (选填“剧烈”或“缓慢”)。
解:家里弥漫着粽子的清香,这是一种扩散现象。给粽子加热时粽子的内能会增加,温度升高,由于物体的温度越高,分子运动越 剧烈,所以香味会更浓。
答案:扩散;增加;剧烈。
16.如图是一个香薰炉,点燃炉内的蜡烛,加热香薰液,香薰液汽化后房间充满了香气,这是 扩散 现象。蜡烛熔化产生的蜡液会向下流动,是由于受向下的 重 力作用,蜡液凝固后会粘在炉上,是因为分子间存在 引力 。
解:两物质在相互接触时,发生分子彼此进入对方的现象称为扩散,在空气中闻到香气,便是扩散现象;
重力的方向竖直向下,熔化产生的蜡液会向下流动,是由于受到重力的作用;
分子间存在相互作用的引力和斥力,蜡液凝固后粘在炉上,体现出了分子间相互作用的引力。
答案:扩散;重;引力。
17.如图所示,向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置,再注满酒精,封闭管口。反复翻转玻璃管,使水和酒精充分混合,观察到水和酒精的总体积变小,说明组成物质的分子间存在 空隙 ;
加注酒精过程中,能明显闻到酒精的气味,说明 分子在永不停息地做无规则运动 。
解: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。
加注酒精过程中,能明显闻到酒精的气味,是发生了扩散现象,说明分子在永不停息地做无规则运动。
答案:空隙;分子在永不停息地做无规则运动。
18.人们常用热水袋取暖,这是用 热传递 的方式改变物体的内能。热水袋里装水是因为水具有较大的 比热容 。用水取暖的过程中,水的内能不断 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
解:
人们用热水袋取暖时,人从热水袋吸收热量,使人的内能增加、温度升高,这是通过热传递的方式改变人的内能。
因为水的比热容大,在质量相同、降低的温度相同时,水放出的热量多,取暖效果好。
人们用热水袋取暖时,人从热水袋吸收热量,使水的内能减小、温度降低。
答案:热传递;比热容;减小。
19.用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,空气温度升高,这是通过 做功 方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热,这是通过 热传递 方法改变内能。
解:用打气筒给自行车轮胎打气,活塞压缩筒内空气,机械能转化为筒的内能,空气温度升高,这是通过做功方法改变内能。打气筒外壁的下部也会热,这是通过热传递方法改变内能。
答案:做功;热传递。
20.如表格中的数据为水和煤油的比热容,这两种液体中 水 适合作为汽车发动机的冷却液。若要使壶中质量为2kg的水升高20℃,水需吸收 1.68×105 J热量,将壶中的水加热一段时间后水变少了,是因为水发生了 汽化 现象(填物态变化的名称)。
物质 | 比热容c/【J/(kg•℃)】 |
水 | 4.2×103 |
煤油 | 2.1×103 |
解:(1)由表格数据可知,水的比热容大于煤油的比热容,相同质量的水和煤油相比,升高相同的温度,水吸收的热量多,所以水适合作为汽车发动机的冷却液;
(2)水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×20℃=1.68×105J;
(3)将壶中的水加热一段时间后,部分液态的水汽化变为气态的水蒸气导致壶中的水变少。
答案:水;1.68×105;汽化。
21.小铭周末在家做家务,他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用 热传递 的方式使水的内能增加,直至将水加热到68℃,这个过程水吸收的热量为 4.2×105 J。[比热容c水=4.2×103J/(kg•℃)]
解:他在水壶中装入质量2kg、温度18℃的水后,放在燃气灶上加热,利用热传递的方式使水的内能增加;
水吸收的热量:
Q吸=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(68℃﹣18℃)=4.2×105J。
答案:热传递;4.2×105。
22.小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热,得到的实验数据如图所示,则水在16min内吸收的热量为 2.52×104 J,另一种液体的比热容为 1.4×103 J/(kg•℃)。[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
解:由图知,水在16min内初温t0=10℃,末温为40℃,
16min内水吸收的热量:Q吸水=c水m(t﹣t0)=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×(40℃﹣10℃)=2.52×104J;
另一种液体加热8min,吸收的热量为:Q'吸2.52×104J=1.26×104J;
由Q吸=c液m液(t液﹣t0)得:1.26×104J=c液×0.3kg×(50℃﹣20℃),
解得:c液=1.4×103J/(kg•℃)。
答案:2.52×104;1.4×103。
三、实验探究题(每空2分,共20分)
23.学习分子的有关知识之后,小明等同学提出这样一个问题:分子的运动快慢和温度之间有没有关系?
①分子运动快慢与温度没有关系;
②分子运动快慢与温度有关系,并且温度越高分子运动越快;
为了研究猜想①是否正确?小明等同学进行了如下实验:
如图取来相同的两只烧杯,在其中放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水。小明他们通过分析、归纳、总结,得出分子的运动快慢和温度之间的关系。
(1)实验中应观察到的现象是 热水 (选填“热水”或“冷水”)杯中的颜色变化得快,得出的结论是: 温度 越高,分子的无规则运动越剧烈。
(2)实验过程中,用相同的烧杯,放质量相同的冷水和热水,各滴入一滴红墨水,所运用的一种研究方法是: 控制变量法 。
(3)实验过程中, 不能 (选填“能”或“不能”)用玻璃棒搅动杯中的水。
(4)如果将上面的实验改成能研究“分子运动的快慢与物质的种类有关”的实验,那么,除了物质的质量相同,实验中还要控制物质的 温度 相同。
解:
(1)在质量相同的冷水和热水中,各滴入一滴红墨水,温度高的那杯水中的颜色变化得快一些,说明温度越高,分子运动越剧烈,扩散越快;
(2)水中颜色变化快慢受水温、水的多少等多个因素影响,这里控制水温不同而其它因素相同,影响水的颜色变化的因素就是水的温度,采用了控制变量法;
(3)如用玻璃棒搅动,即使分子不运动,也可使水的颜色发生变化,则无法说明水颜色变化是由于水分子无规则运动所引起;
(4)要研究“分子运动快慢与物质的种类有关”的实验,要使液体的温度相同,但液体的种类不同;即:将热水杯中的热水换成酒精等液体,在水中滴入一滴染红的水,在酒精中滴入一滴染红的酒精。观察两杯液体中的颜色变化的快慢;
答案:(1)热水;温度;(2)控制变量法;(3)不能;(4)温度
24.小组同学比较沙子和水的比热容,实验装置如图甲、乙所示。
(1)在两个相同的易拉罐内分别装入初温、 质量 相同的沙子和水。
(2)用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水,加热过程中需用玻璃棒不断搅拌,搅拌的目的是: 使沙子和水受热均匀 ,测得实验数据如表格所示。
加热时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
温度/℃ | 沙子 | 18 | 22 | 29 | 37 | 45 | ﹣ |
水 | 18 | 19 | 21 | 23 | 25 | 27 |
(3)5min时,温度计显示沙子的温度如图丙所示,其读数为 52 ℃。
(4)加热相同的时间,发现沙子的温度升得更高,有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点 错误 (正确/错误)。
(5)分析数据可得沙子的比热容 小于 (小于/等于/大于)水的比热容。
解:(1)根据比较吸热能力的两种方法,应控制不同物质的质量相同,故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水;
(2)为了使沙子和水受热均匀,实验中应用玻璃棒不断搅拌;
(3)温度计每一个小格代表1℃,示数是52℃;
(4)实验中用相同的酒精灯加热,加热相同的时间,水和沙子吸收的热量相同;有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多,该观点是错误的;
(5)根据表格中的数据可知,质量相同的水和沙子,加热相同的时间,吸收相同的热量,水的温度升高的慢,则水的吸热能力大,水的比热容大,沙子的比热容小于水的比热容。
答案:(1)质量;(2)使沙子和水受热均匀;(3)52;(4)错误;(5)小于。
四、计算题(25题8分,26题10分,共18分)
25.某品牌太阳能热水器,水箱内有200kg的水。水的比热容为4.2×103J/(kg•℃),求:
(1)在阳光照射下,水的温度升高了10℃,水吸收的热量;
(2)天气原因,水箱内200kg的水,温度从90℃降低到50℃,和温度从30℃升高到80℃,放出的热量与吸收的热量之比。
解:(1)水吸收的热量:Q=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×200kg×10℃=8.4×106J;
(2)水降低温度放得热量与升高温度吸收热量之比:Q放:Q吸=cm(t降﹣t0降):cm(t0升﹣t升)=(t降﹣t0降):(t0升﹣t升)=(90℃﹣50℃):(80℃﹣30℃)=4:5。
答:(1)在阳光照射下,水的温度升高了10℃,水吸收的热量为8.4×106J;
(2)天气原因,水箱内200kg的水,温度从90℃降低到50℃,和温度从30℃升高到80℃,放出的热量与吸收的热量之比为4:5。
26.在一个标准大气压下,一质量为2千克的金属块,被加热到500℃后,立即投入质量为1千克,温度为20℃的冷水中,不计热量损失,最终水的温度升高到80℃.【c水=4.2×103J/(kg•℃)】求:
(1)水吸收的热量。
(2)金属块的比热容。
(3)取出金属块后,给80℃的水继续加热,水又吸收了1.05×105J的热量,求水的末温。
解:(1)水吸收的热量:
Q吸=c水m水(t﹣t0水)=4.2×103J/(kg•℃)×1kg×(80℃﹣20℃)=2.52×105J;
(2)根据题意可知,金属块放出的热量与水吸收的热量相等,即Q吸=Q放=2.52×105J,
由Q放=cm(t0﹣t)得,金属块的比热容:
c金0.3×103J/(kg•℃)。
(3)由Q吸=cmΔt可得,水升高的温度:
Δt′25℃,
t′=80℃+25℃=105℃>100℃,
在一个标准大气压下水的沸点为100℃,所以水的末温为100℃。
答:(1)水吸收的热量为2.52×105J;
(2)金属块的比热容为0.3×103J/(kg•℃);
(3)水的末温为100℃。
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