浙教版（2024）九年级上册（2024）第2章 能的转化与能量守恒第2节 物体的内能一课一练

这是一份浙教版（2024）九年级上册（2024）第2章 能的转化与能量守恒第2节 物体的内能一课一练试卷主要包含了选择题，填空题，实验与探究题，综合题等内容，欢迎下载使用。
1．小科学习了关于内能的科学知识，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．甲、乙两金属球，质量相等，初温相同，先将甲球投入冷水中，待热平衡后水温升高 t ℃，取出甲球(设热量与水均无损失)，再迅速把乙球投入水中，这杯水热平衡后水温又升高t ℃，设甲、乙两球的比热容分别为c甲和c乙，则有 ( )
A．c甲=c乙B．c甲>c乙C．c甲< c乙D．无法确定
3．二氧化碳爆破技术是现代工程建设中非常环保的技术。起爆前高压泵将CO2压缩成高压气体，液化后输入爆破筒内。如图所示，爆破时电加热管发热，使筒内的液态CO2迅速汽化，形成的高压气体从泄气孔中喷出，实施爆破。下列说法不正确的是（ ）
A．高压泵压缩CO2，气体内能增大，温度升高
B．高压泵压缩CO2，通过做功改变气体的内能
C．高压CO2气体喷出时，气体内能增大，温度升高
D．高压CO2气体喷出过程，与汽油机做功冲程类似
4．为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，“小明”做了如下实验，将盛有30℃凉水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列分析正确的是（ ）
A．热水的比热容小于凉水的比热容
B．热水的比热容大于凉水的比热容
C．热水温度下降比凉水温度升高得快
D．热水的质量等于凉水的质量
5．质量和初温都相同的甲、乙两种物质，“小明”用同样的加热器进行加热，它们温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．由图可知，甲物质的熔点一定是80℃
B．8-10min甲物质的温度和内能均保持不变
C．0-6min甲和乙两种物质吸收的热量一样多
D．在升温阶段，甲的比热大于乙的比热
6．“小明”在一杯22℃的橙汁中加入冰块，每隔4分钟测量一次橙汁的温度，记录橙汁加冰后28分钟内的温度变化情况(如图)。根据图中信息，下列正确的是（ ）。
A．前12分钟橙汁从外界吸收热量
B．第10分钟时杯里还有未熔化的冰
C．橙汁温度变化呈现先慢后快
D．室温一定是14.9℃
7．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，则下列说法正确的是( )
A．在0-t2时间段，该物体吸收的热量为cmT2−T1
B．在t2-t4时间段，该物质的比热容先增大后减小
C．在t4-ts时间段，该物体放出的热量为 cmT2−T1t2−t1t1
D．该物质在t5-t6时间段的比热容小于在0-t1时间段的比热容
二、填空题
8．福建舰是中国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用电磁弹射技术，核心原理是把电能转化为机械能，可使几十吨的舰载机在2秒内加速到起飞速度。
（1）电磁弹射器利用 (填“电动机”或“发电机”)的工作原理，使舰载机短时间内获得巨大速度。
（2）舰载机在起飞过程中，机壳外的温度会升高，这是通过 的方式改变了机壳的内能。
（3）航母漂浮在海面上，排开海水的质量为8×107kg时，航母受到的浮力为 N(g取10 N/ kg) 。
9．如图是一款无叶吹风机，它与传统吹风机最大的区别是没有“叶”。启动时，底座中的电动机将空气从进口吸入，吸入的空气经压缩后进入环形空腔，再从环形空腔上的细缝中高速吹出。
（1）电吹风吹出的热风能快速吹干头发，主要原因是 。
（2）出风口的气流加快且稳定流动时，出风口外围的空气会被大气压压入中心气流，风量被显著放大3倍之多，其原理是空气的流速越大， 。
（3）吹风机高温档下，电流通过电热丝，电热丝内能增加，该内能改变的方式属于 。
10． 如图所示，放置在升降机地板上有盛有水的容器中，插有两根相对容器位置是固定的玻璃管a和b，管的上端都是封闭的，下端都是开口的，管内被水各封有一定质量的气体，平衡时，a管内的水面比管外低，b管内的水面比管外高，现令升降机从静止开始加速下降，已知在此过程中管内气体仍被封闭在管内，且经历的过程可被为绝热过程，则在此过程中a中气体内能 ，b中气体内能 ．(填增大 减小或不变)
11．某太阳能热水器水箱里盛有 100 千克， 20∘C 的水，若水吸收了 1.26×107 焦的热量。则热水器内水的温度将升高了 ∘C ，这是通过 方式改变了水的内能。（水吸收热量多少的公式： Q吸 =cm△t ，水的比热容为 4.2×103J/kg⋅∘C
12．“小明”用相同的电加热器对相同质量的水和另一种液体进行加热，它们的温度随加热时间的变化图像如图所示，若加热过程中热量损失忽略不计，则20kg“另一种液体”升高30℃时，吸收的热量为 J[水的比热容为 4.2×103J/kg⋅∘C]。
13．小科观看了《喷气背包首飞》科学Ai视频，对它产生了浓厚的兴趣。
如图所示，“小明”背上后能通过该设备获得动力，实现人类自由单人飞翔的梦想。
（1）该背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出，使“小明”获得飞行动力，这利用了物体间力的作用是 ，同时说明了力可以改变物体的运动状态。
（2）该背包燃料为汽油，汽油燃烧将 能转化为内能，一部分对人和飞行背包做功，还有部分散失到空气中，这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功，说明能量的转移和转化具有 。
（3）“小明”在某次飞行过程中消耗10 kg汽油，这些汽油完全燃烧放出的热量为 J(q汽油=4.6×107J/ kg)。
三、实验与探究题
14． “小明”发现物体内能大小可以用分子运动论解释，并进行了以下几个实验。
（1）图1实验是水和酒精混合前后的实验现象，主要说明了分子 。
（2）图2实验中，a是一个铁丝圈，中间较松弛地系着一根棉线，b浸过肥皂水的铁丝圈，c表示用手指轻碰一下棉线的左边，d表示棉线左边的肥皂膜破了，棉线被拉向右边，这个实验说明了分子 。
（3）图3实验中，先在量筒里装一半清水，再在水下面注入硫酸铜溶液。如图，是“小明”观察到的溶液在“实验开始时” “静放10日后”“静放30日后”所呈现的现象，其中 (填“甲” ‘乙”或“丙”}是表示溶液静放30日后的实验现象，现象主要说明了分子 。
15．为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”， “小明”进行了如下实验：
实验1：组装如图甲所示装置（气密性良好），并接到电压恒为6V的电源上，通电1分钟。其中密封容器A、B中各有一段10Ω的电阻丝、等量的空气，容器顶端各连通一个装水的U型管（管内封闭等量的空气且水面相平），R是与B中电阻丝并联的10Ω的定值电阻。
实验2：断开实验1中电路，将B中原有电阻丝更换为5Ω的电阻丝，如图乙所示。待装置冷却后，再次通电1分钟。
（1）“小明”进行实验1是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关。
（2）若实验2中发现与B连通的U型管中水面始终保持相平。针对此异常现象，“小明”初步判断有如下几种可能：①容器B中出现断路；②容器B中出现短路；③容器B出现漏气。
为了找出原因，“小明”观察比较了实验1与实验2，通电1分钟后，与A连通的U型管中水面的高度差。若两次实验高度差相同，则故障原因是 （选填“①”“②”或“③”，下同）；若实验2的高度差大，则故障原因是 。
（3）通过实验，“小明”验证了电流产生的热量与导体的电阻大小有关，此结论可以解释下列现象中的____。
A．正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮
B．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C．电饭煲工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
16．“小明”探究沙子和水的吸热能力。
（1）“小明”用如图甲所示装置探究沙子和水的吸热能力。在完全相同两箱子中装入初温相同、质量相同的水和沙子，用规格相同的白炽灯模拟太阳对箱中的水和沙子加热，这是为了保证相同时间内水和沙子 相同；
（2）依据实验数据描绘的水和沙子的温度随时间变化的图像如图乙所示，可知在质量，吸收热量相同时，沙子升高的温度比水升高的温度多，说明 的吸热能力强。
（3）“小明”在该实验中除了用到控制变量法外，还用了 法。
（4）在受太阳照射的条件相同时，内陆地区昼夜温差比沿海地区大，这是因为水和沙土相比，水比热容较大，下列事例中属于应用水的这种特性的是（ ）。
A．夏天给教室洒水，感觉凉；
B．用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸，
C．用水冷却汽车的发动机；
D．冰熔化成水需要吸收热量。
（5）水的比热容为 4.2×103J/kg⋅∘C,则可以算出沙子的比热容为 J/(kg·℃)。
17．小聪设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值大小，如图所示。
（1）为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量 (选填“相等”或“不相等”)，两个烧杯中水的质量 (选填“相等”或“不相等”)，用到的实验方法为 。
（2）实验过程中，点燃两盏灯直至燃料完全燃烧后，通过比较 (选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小。此过程用到的实验方法是 。
（3）通过实验测得的燃料热值比真实值偏小，是因为 。
（4）实验时，在燃料燃烧过程中，水已经沸腾了，此实验是否能达到目的?请说明理由。
18．如图所示，“小明”用相同规格的加热器给初温均为25 ℃的液体 A、B 和C 加热，三种液体每秒吸收的热量相同。实验数据如表所示。
（1）某时刻温度计示数如图丙所示，此时液体C的温度为 。
（2）实验过程中液体 B 和 C 升高相同的温度，液体 B 吸收的热量 (选填“大于”“等于”或“小于”)液体C 吸收的热量，你判断的依据是 。
（3）“小明”根据实验数据得出：液体A 的比热容比液体B 的小。你认为是否正确? 。依据是 。
四、综合题
19．已知每个机器人的质量为 50kg，每只脚与舞台的接触面积为 0.02m2。
（1）机器人站立时，对舞台的压强为多少帕?
（2）人形机器人第一次向全球展现两步蹬地后空翻。腾空时重心升高 1.5m，2 秒完成此动作的人形机器人克服自身重力做功的功率为多少瓦?
（3）机器人运动过程中，腿部关节温度会上升，原因是什么?
20．如今，太阳能热水器的应用已经非常普遍了。如图所示，已知某太阳能热水器在冬季有效日照时间段里，能将8 ℃、100 L的水加热到38℃。[水的比热容为 4.2×103J/(kg·℃)，水的密度为 1.0×103kg/m3]
（1）太阳能热水器将太阳能转化为 能。
（2）在此过程中，水吸收了多少热量?
（3）若此期间太阳辐射到热水器的热量为4.2×107J，则该热水器的效率是多少?
21．目前我国生活垃圾中厨余垃圾占比最大，对其进行“减量化、无害化、资源化”处理有重要意义。利用微生物处理厨余垃圾，可起到“变废为宝”的作用。
（1）将厨余垃圾放入沼气池中，经甲烷菌发酵产生沼气。如图甲所示为沼气中各成分含量，其中属于有机物的有 （写化学式）。为防止沼气污染空气，可用氢氧化钠除去杂质H2S，写出这一反应的化学方程式： ；约30kg的厨余垃圾通过该技术处理可产生1m3的甲烷，完全燃烧这些甲烷理论上能将 kg（保留整数）的水从20℃加热至100℃。[已知：q甲烷=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg•℃）]
（2）厨余垃圾中的淀粉可被淀粉乳酸杆菌分解为乳酸，乳酸可用于生产可降解塑料。淀粉乳酸杆菌分解淀粉产生乳酸的大致过程如下：淀粉酶→葡萄糖酶→乳酸。
乳酸杆菌向细胞外分泌一些酶，将淀粉分解为 ，该物质进入细胞后，可进一步被分解为乳酸，并释放出能量用于各项生命活动。如图乙所示为A、B、C三种不同的淀粉乳酸杆菌对淀粉的分解，结果表明，菌株 （选填“A”“B”或“C”）分解淀粉的能力最强。
22．太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，如表所示是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息：
其中太阳辐射功率是指 1 h 内投射到 1 m2 面积上的太阳能。[水的密度是1×103 kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]求：
（1）该太阳能热水器在10 h 内接收到的太阳能是多少摄氏度?
（2）若该太阳能热水器能量转化效率为50%，水在10 h内吸收的热量是多少?热水器中初温为20℃的水吸收这些热量后，温度升高到多少摄氏度?
（3）如果水吸收的热量由燃烧酒精来提供，需要完全燃烧多少千克酒精?(不计热量损失，酒精的热值为3.0×107 J/ kg)
23．氢燃料新能源具有清洁无污染、效率高等优点，其热值为 q氢=1.4×108J/kg,且标准大气压下水的沸点是 100∘C。请计算：
（1）质量为0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少?
（2）用这些热量给质量为250kg，温度为25℃的水加热(不计热量损失)，水升高到多少摄氏度?已知水的比热容为 c水=4.2×103J/kg⋅∘C。
（3）某氢能源汽车以1.4×105W的恒定功率做匀速行驶，如果0.6kg 的氢燃料完全燃烧获得热量有50%用来做有用功，能使该汽车匀速行驶多长时间?
24．太阳的辐射功率是指在单位时间内太阳垂直辐射到物体表面单位平面面积上的能量。用中学实验室里常用的煤油温度计就可以粗略测算出太阳的辐射功率。中午时，先将温度计置于室内背阴处，读出这时的温度T1.然后将该温度计水平放在太阳光下照射，使光线垂直于温度计辐射玻璃泡部分，记录下温度从T1升高至T2过程所经历的时间△t和末温T2.若温度计玻璃视为圆柱体，其平均直径为d，液泡的平均长度为L，煤油的密度为ρ，煤油的比热容为c，设想太阳辐射到液泡上的能量全部被煤油吸收，试分析推导出太阳辐射功率P的表达式。
25．周末，小观对液化气灶的加热性能进行研究，他用“温度传感器”测得装满水的水箱中水的温度为20℃，液化气灶加热一段时间t后“温度传感器”显示水箱中的水温为40℃，液化气灶消耗了液化气0.42 kg。已知水箱中水的质量为100 kg。求：
（1）该过程中水吸收的热量；c水=4.2×103 J/kg⋅∘C
（2）液化气燃烧产生的内能（液化气的热值为q=5×107 J/kg）
（3）该燃气灶的热效率为多少？
26．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q煤=2.8×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg⋅°C)
（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
27．“小明”在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4kg的沙子和水同时加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示。那么：
（1） 图中 (选填“a”或“b”)图是沙子吸热升温的图象。
（2） 加热满2min时，水吸收了多少热量?
（3）求出沙子的比热容大约是多少?
28．火柴引燃过程：划动火柴→擦火皮（含微量易燃物）产生火星→引发火柴头燃烧。图乙是“小明”设计的三种引燃火柴的方式，若F1=F2>F3，且B、C的火柴棒与擦火皮夹角相同，则哪种方式更容易将火柴引燃?请用所学知识解释。
答案
1．C
2．C
3．C
4．C
5．C
6．B
7．D
8．（1）电动机
（2）做功
（3）8×108
9．（1）温度越高，液体表面空气流速越快，液体蒸发速度越快，头发干得越快
（2）压强越小
（3）做功
10．减小；增加
11．30；热传递
12．1.26×106
13．（1）相互的
（2）化学；方向性
（3）4.6×108
14．（1）间有间隙
（2）有相互作用的引力
（3）甲；分子在不停地做无规则运动。
15．（1）通过导体的电流大小
（2）③；②
（3）C
16．（1）吸收的热量
（2）水
（3）转换
（4）C
（5）1.05×103
17．（1）相等；相等；控制变量法
（2）温度计示数的变化；转换法
（3）燃料对液体进行加热时，会有部分热量损失，没有全部被液体吸收
（4）不能；因为水在沸腾过程中，继续加热，温度保持不变，会影响实验结果。
18．（1）28 ℃
（2）等于；升高相同的温度时加热相同的时间，则吸收的热量相等
（3）正确；加热相同的时间，吸收相同的热量，升高相同的温度，由于液体A的质量大于液体B的质量，根据c=Qm△t可知，液体 A 的比热容小于液体B 的比热容
19．（1）机器人的重力：G=mg=50kg×10\N/kg=500N
站立时的受力面积：S=2×0.02m2=0.04m2
对舞台的压强：p=FS=GS=mgS=500N0.04m2=1.25×104Pa
（2）克服重力做功：W=Gh=mgh=500N×1.5m=750J
做功的功率：P=Wt=750J2s=375W
（3）机器人运动过程中，腿部关节间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使关节的内能增加，因此温度会上升。
20．（1）内
（2）首先计算水的质量，已知水的体积
V=100L=100dm3 =0.1m3 ，根据密度公式ρ=mV​，可得水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×0.1m3=100kg。
水吸收的热量：
Q吸=c水m水（t−t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（38℃−8℃）=1.26×107J；
（3）根据题意可得Q吸=Q放，由Q放=qV得：
需要燃烧天然气的体积η=Q吸Q=1.26×107J4.2×107J=30%；
21．（1）CH4；H2S+2NaOH=Na2S+2H2O；107
（2）葡萄糖；B
22．（1）该太阳能热水器在10 h内接收到的太阳能Q太阳=1.68 ×106J/m2⋅ℎ×2.5m2×10ℎ=4.2×107J
（2）太阳能热水器能量转化效率为50%，根据 η=Q吸Q太阳×100%，水在10 h内吸收的热量是Q吸=ηQ太阳=50%×4.2×107J=2.1×107J；
根据Q吸 =cm△t，水升高的温度Δt=Q吸cm= 2.1×107J4.2×103J/kg⋅∘C×100kg=50∘C.
即水温度升高到20℃+50℃=70℃
（3）不计热量损失，如果水吸收的热量由燃烧酒精来提供，即有Q放=Q吸=2.1×107J，
酒精的质量为 m酒精=Q吸q=2.1×107J3.0×107J/kg=0.7kg
23．（1）解：已知氢燃料的质量m=0.6kg，热值为q氢=1.4×108J/kg；
则0.6kg氢燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq氢=0.6kg×1.4×108J/kg=8.4×107J。
（2）解：不计热量损失，则水吸收的热量等于燃料放出的热量，
即Q吸=Q放=8.4×107J，
那么水升高的温度：△t=Q吸c水m水=8.4×107J4.2×103J/（kg·℃）×250kg=80℃；
则水的温度为：t=t0+△t=80℃+25℃=105℃；
但在标准大气压下，水的沸点为100℃，水沸腾后温度保持不变，
所以水升高到100℃；
（3）解：根据题意可知，汽车做的有用功为：W=Q放×50% =8.4×107J×50%=4.2×107J；
则汽车行驶的距离为：P=Wt=4.2×107J1.4×105W=300s。
24．解：在△t时间内煤油吸热为：Q＝cm (T2－T1)，
煤油的质量：m=π4ρLd2 ，
温度计吸热的有效面积：S=dL ，
太阳的辐射功率：P=QΔt⋅S
联立①②③④四个式子，可得：P=πcρd(T2−T1)4Δt。
25．（1）由Q=cmΔt知道，该过程中水吸收的热量Q吸=c水mt−t0=4.2×103J/kg⋅℃×100kg×40℃−20℃=8.4×106J
（2）由Q放=mq知道，液化气燃烧产生的内能Q放=qm=q=5×107 J/kg×0.42 kg=2.1×107J
（3）由η=Q吸Q放×100%知道，该燃气灶的热效率为η=Q吸Q放×100%=8.4×106J2.1×107J×100%=40%
26．（1）解：1标准大气压下水的沸点为100℃
Q吸=c水m水△t1=4.2×103J/(kg⋅°C)×5kg×(100°C−20°C)=1.68×106J
答：烧开壶中的水需要吸收的热量为1.68×106J。
（2）解：Q放=Q吸η=1.68×10630%=5.6×106J
m煤=Q放q=5.6×106J2.8×107J/kg=0.2kg
答：需要完全燃烧煤的质量为0.2kg。
（3）C
27．（1）a
（2）8.4×104J
（3）913J/（kg·℃）
28．根据题意可知，火柴滑动过程中，克服摩擦力做功越多，机械能转化为内能越多，温度很高。当温度达到擦火皮上易燃物的着火点时，引发火柴头燃烧，综上所述，根据题意知道，B方式更容易将火柴引燃。
液体
质量m(g)
初温t0(℃)
加热时间t(min)
末温t1(℃)
A
300
25
20
35
B
150
25
20
35
C
300
25
20
35
太阳照射时间(h)
装水量(kg)
吸热板面积(m2)
太阳辐射功率 Jm2⋅ℎ
10
100
2.5
1.68×106