第13章 内能（培优卷）——2022-2023学年九年级物理全一册单元卷（人教版）（原卷版+解析版）

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2022-2023学年上学期第十三章单元检测卷B卷（人教版）九年级全一册 物理·全解全析一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。1．（2022·河南南阳·八年级期末）将你的文具盒或直尺的一端抬起形成一个斜面，把你的橡皮放在斜面的顶端如图所示，改变斜面的倾角，由静止释放后的橡皮沿斜面下滑，对应橡皮的下滑过程，下列说法正确的是（　　）A．橡皮所受支持力做了功 B．橡皮的机械能增加了C．橡皮的内能增加了 D．橡皮的动能不变【答案】C【解析】A．因为没有在支持力方向上移动距离，所以橡皮所受支持力没有做功，故A错误；B．运动中需要克服摩擦力做功，所以过程中机械能减小了，故B错误；C．橡皮在斜面上运动要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使得橡皮的内能增大，这里是通过做功的方式改变物体的内能；故C正确；D．橡皮质量不变，速度增大，动能增大，故D错误。故选C。2．（2022·全国·九年级课时练习）关于热现象，下列说法正确的（　　）A．温度高的物体比温度低的物体内能多B．热量只能由内能多的物体转移到内能少的物体C．物体内所有分子都在不停地做无规则运动D．分子间相互作用的引力和斥力不能同时存在【答案】C【解析】A．对于质量相同的同种物质，温度高的物体比温度低的物体内能多，对于不同的物体，无法通过温度的高低来判断内能的多少，故A错误；B．只有两个物体存在温度差，才会发生热传递，即热量从温度高的物体转移到温度低的物体上，内能多的物体温度不一定高，内能少的物体温度也不一定低，故B错误；C．物体是由大量分子组成的，组成物体的分子都在不停地做无规则运动，故C正确；D．分子间存在着相互作用的引力和斥力，引力和斥力是同时存在的，故D错误。故选C。3．（2022·山东青岛·八年级期末）如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　）A．他只受重力和支持力的作用B．他只受重力和摩擦力的作用C．他的重力势能减小，动能不变，机械能减少D．他的势能转化为动能，机械能不变【答案】C【解析】AB．小朋友在下滑的过程中受到了重力、支持力和摩擦阻力的作用，故AB错误；C．小朋友沿着滑梯匀速下滑，质量不变，高度减小，重力势能减小；速度不变，动能不变，机械能减小，故C正确；D．小朋友沿着滑梯匀速下滑，重力势能减小，动能不变，机械能转化为内能，机械能减小，故D错误。故选C。4．（2022·广东揭阳·一模）关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　）A．0℃的冰块内能为零B．温度高的物体含有的热量多C．物体吸收热量温度不一定升高D．物体机械能越大，内能越大【答案】C【解析】A．任何物体都有内能，0℃的冰块也具有内能，故A错误；B．热量是过程量，不能说物体含有热量，故B错误；C．物体吸收了热量，内能一定增加，但温度不一定升高，例如晶体的熔化过程，故C正确；D．内能是物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，而机械能是物体的动能和势能的总和，两者本质上不同，物体机械能的大小与内能大小无关，故D错误。故选C。5．（2022·山东临沂·八年级期末）如图所示的是学习分子动理论时做的一些实验，其中实验现象形成原因相同的是（　　）图甲：浓硫酸铜溶液与清水开始界面十分清晰，几天后两种液体混合均匀了图乙：水和酒精充分混合后，总体积小于混合前水和酒精的总体积图丙：将红墨水滴入水中，可以看到它在水中扩散开来图丁：将两个底面干净、平整的铅块紧压在一起，两个铅块就会结合在一起，下面还能吊一个较重的物体A．甲、乙 B．甲、丙 C．丙、丁 D．乙、丙【答案】B【解析】图甲的现象，说明溶液与水的分子在不停地做无规则运动；图乙的现象，总体积小于混合前水和酒精的总体积，说明了水分子和酒精的分子之间存在间隙，它们彼此进入对方，总体积变小；图丙的现象，说明红墨水和水的分子在不停地做无规则运动；图丁的现象，说明上下两个铅块，分子间存在引力，下面吊一个较重的物体，铅块也不会掉下来；综上所述，甲、丙的实验现象形成原因相同。故选B。6．（2022·上海外国语大学附属双语学校八年级期中）甲乙两球质量相等，甲吸收的热量大于乙吸收的热量，有关甲、乙两球的比热容和温度变化关系，小明认为：如果甲的比热容大于乙，则甲升高的温度可能小于乙；小华认为：如果甲的比热容小于乙，则甲升高的温度一定大于乙。下列说法正确的是（　　）A．两人的观点均正确 B．两人的观点均不正确C．只有小明的观点正确 D．只有小华的观点是正确的【答案】A【解析】由题可知，甲乙两球质量相等，即m甲=m乙；甲吸收的热量大于乙吸收的热量，即Q甲>Q乙。由Q=cmΔt可得c甲m甲Δt甲>c乙m乙Δt乙①如果甲的比热容大于乙，即c甲>c乙，由①式可知，可能有Δt甲>Δt乙，也可能是Δt甲<Δt乙。即如果甲的比热容大于乙，则甲升高的温度可能小于乙，也可能大于乙，所以小明的观点是正确的。如果甲的比热容小于乙，即c甲<c乙，由①式可知，Δt甲>Δt乙。即如果甲的比热容小于乙，则甲升高的温度一定大于乙。所以小华的观点也是正确的。故A正确，BCD错误。故选A。7．（2022·重庆綦江·九年级竞赛）有甲、乙两个温度和质量都相等的金属球，先将甲球放入盛有热水的烧杯中，热平衡后水温降低了Δt。然后，把甲球取出，再将乙球放入烧杯中，热平衡后水温又降低了Δt，则两种金属的比热容大小的关系是（　　）A．c甲>c水 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．c甲<c乙【答案】C【解析】先后将甲乙两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，由题知不计热损失，甲乙两球吸收的热量相同，而乙球比甲球少升高了Δt，即乙球的末温低,由上述分析可知，质量相同的甲乙两球，吸收相同的热量，乙球升高的温度少，所以乙球的比热容大，即故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。8．（2022·北京房山·八年级期末）用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的关系图像如图所示。下列说法中正确的是（　　）A．加热相同的时间，甲液体的温度变化量小于乙液体的温度变化量B．温度变化量相同时，甲液体的加热时间大于乙液体的加热时间C．用加热时间的长短可以反映两种液体吸收热量的多少D．根据质量、加热时间和温度变化信息，可以推算出甲液体的比热容大于乙液体的比热容【答案】C【解析】A．由图像可知，加热器相同，质量和初温相同的不同液体，加热相同的时间，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，即甲液体的温度变化量大于乙液体的温度变化量，故A错误；BD．由图像可知，加热相同的时间，即吸收的热量相同时，甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度，则甲液体的比热容小于乙液体的比热容。由Q吸=cmΔt可知，质量相同、要使温度变化量相同，比热容小的液体吸收的热量少，则甲液体的加热时间小于乙液体的加热时间，故BD错误；C．因为在其他条件相同的情况下，加热时间越长，表示电加热器放出的热量越多，而放出的热量又是被液体所吸收。故加热时间越长，被加热的液体吸收的热量就越多。所以用加热时间的长短可以反映两种液体吸收热量的多少，故C正确。故选C。9．（2022·四川·泸州市纳溪区打古镇初级中学一模）热平衡，指同外界接触的物体，其内部温度各处均匀且等于外界温度的状况。在热平衡时，物体各部分以及物体同外界之间都没有热量交换，即。将400g、5℃的冷水与200g、80℃的热水混合（与外界无热量交换），混合后的温度是（　　）A．30℃ B．37.5℃ C．60℃ D．70℃【答案】A【解析】冷水和热水混合，混合后冷水和热水最后的温度相同，设混合后的温度为t，冷水吸收的热量热水放出的热量又因为冷水与热水混合时与外界无热量交换，冷水吸收的热量与热水放出的热量相等，即所以解得混合后的温度t=30℃。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。10．（2022·四川成都·一模）如图所示，规格相同的甲、乙两容器中分别装有3kg和2kg的水，并用不同的加热器加热，不计热损失，得到如图丙所示的水温与加热时间的关系图像。下列说法正确的是（　　）A．甲、乙两容器中的水的内能是通过做功的方式来增加的B．甲、乙两容器中的加热器每分钟放出的热量相同C．加热相同的时间，甲、乙两容器中的水升高的温度之比为2∶3D．将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需要的时间之比为2∶3【答案】D【解析】A．容器中的水从加热器上吸收热量，是通过热传递来改变水的内能的，故A错误；B．由图丙可知，水的温度从20℃升高到40℃，乙的加热时间为3min，此时乙容器中的水吸收的热量为Q乙吸=cm2Δt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×(40℃-20℃)=1.68×105J则乙容器中的水每分钟吸收的热量为水的温度从20℃升高到40℃，甲的加热时间为2min，此时甲容器中的水吸收的热量为Q甲吸=cm1Δt=4.2×103J/(kg•℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.52×105J则甲容器中的水每分钟吸收的热量为因不计热损失，则加热器每分钟放出的热量等于水每分钟吸收的热量，可知甲容器中的加热器每分钟放出的热量大于乙容器中的加热器每分钟放出的热量，故B错误；C．由B中可得，加热相同时间，加热器放出的热量之比为Q甲放∶Q乙放=ΔQ甲吸∶ΔQ乙吸=1.26×105J∶5.6×104J=9∶4因不计热损失，则相同时间内，两杯水吸收的热量之比为9∶4，由可得，甲、乙两容器中的水升高的温度之比为故C错误；D．因甲、乙两容器中的水的初温相同，故将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾时，两容器中的水的温度变化量相同，由Q吸=cmΔt可得，将甲、乙两容器中的水从20℃加热至沸腾所需热量之比为由可得，所用时间之比为故D正确。故选D。第Ⅱ卷二、填空题。（每空2分，共22分）11．（2022·云南昆明·八年级期末）2022年3月23日下午，由航天员王亚平在中国空间站开讲“天宫课堂第二课”如图所示。在“液桥”实验中，两块透明板上的水球接触后合成一个，说明分子间存在引力；在空间站 ___________（选填“能”或“不能”）用天平称量水的质量。【答案】   不能【解析】因为天平是利用杠杆原理工作的，当天平两边物体重力相等时，天平平衡，由砝码质量可知物体质量。因为在太空中处于失重状态，所以不能用天平测出某物体的质量。12．（2022·山东济南·八年级期末）把两块表面干净的铅压紧，下面吊一个重物时，不能把它们拉开，如下图甲所示，说明分子之间存在________；乙图展示了王安石的《梅花》图，流传千古：①墙角数枝梅，②凌寒独自开。③遥知不是雪，④为有暗香来。第________（只填写要选择的诗句前面的序号即可）句诗词能从物理的角度反映“气体分子是永不停息地运动的”。【答案】     引力     ④【解析】[1]表面干净的铅压紧不能分开，说明分子间存在引力。[2]第④句，“为有暗香来”，人闻到花香，说明有花粉分子扩散到了人的鼻子里，表明气体分子在永不停息的做无规则运动。13．（2022·黑龙江鸡西·模拟预测）如图所示是给试管加热一段时间后，木塞迸出，该过程是___________能转化为___________能。【答案】     内     机械【解析】[1][2]给试管加热一段时间后，产生的水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低。木塞迸出，动能增加，机械能增加，所以该过程中是通过做功的方式，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能的。14．（2022·四川省成都市七中育才学校二模）小明将质量为100g的碎冰放入试管中探究冰的熔化特点，根据数据绘制了温度时间图像，由图像可知冰属于______（晶体/非晶体）；若在持续加热的过程中相同时间内吸收的热量相同，则冰在熔化过程中吸收的热量是______J（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)）。【答案】     晶体     4.2×103【解析】[1]从图中可以看到，冰在第5min到第15min这段时间，温度保持不变，则由图像可知冰属于晶体。[2]从图中可以看到，从第15min到第20min这段时间，该物质已经是水，并且吸热了5min，温度升高5℃，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，水的质量和原来碎冰的质量一样，都是100g，根据比热容公式，可知，5min内，吸收的热量5min内吸收的热量为，而冰在熔化过程中，需要的时间是10min，在持续加热的过程中相同时间内吸收的热量相同，则冰在熔化过程中吸收的热量冰在熔化过程中吸收的热量为。15．（2022·浙江·杭州市公益中学一模）如图是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，两种晶体熔化前后温度随时间变化的图象。则单位质量的两种晶体熔化过程中吸收的热量相比较，Q甲___________Q乙；液态时它们的比热容c甲___________c乙（填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】     小于     大于【解析】[1]物质吸热的多少由加热时间的长短决定，由于是用完全相同的加热装置给甲、乙两种质量相等的不同晶体同时均匀加热，由图可知：甲晶体在熔化过程所用时间比乙熔化过程所用时间短，则：Q甲小于Q乙。[2]由图形可知，当甲、乙两种晶体熔化成液体后，吸收相同的热量时，乙晶体升高的温度多，由 可知，乙的比热容比甲的比热容小，即c甲大于c乙。16．（2021·湖南·新宁县第一中学九年级期中）甲、乙两个初温相等的物体质量相等，它们的比热容之比为c甲∶c乙＝3∶1，让他们各吸收300J的热量后，再把它们放在一起相互接触（无热损失），在达到热平衡的过程中，它们之间传递的热量为_______J。【答案】150【解析】假设物体初温是t0，质量是m，比热容分别为3c和c，当分别吸收300J后，甲物体末温为t1，乙物体末温为t2，则甲物体吸收的热量3cm(t1-t0)=300J甲物体末温乙物体吸收的热量cm(t2-t0)=300J乙物体末温所以t1＜t2再接触热量是从乙物体传递到甲物体，达到热平衡后，假设达到的温度为t，传递的热量为Q，甲物体吸收热量3cm(t-t1)=Q乙物体放出的热量cm(t2-t)=QQ=150J17．（2022·全国·九年级）分子动理论表明物质都是由分子组成的，比如水就是由体积非常小的水分子组成的，每个分子所占的体积之和就是物体的体积。如果组成物质的分子数量不变化，物质质量不发生变化，但是不同的物态之下物质的密度会发生变化，这表明不同物态之下分子所占体积并不相同。若不计分子实体的大小，那么水变成水蒸气以后，水分子间的距离约增大为原来的________（结果保留至整数位）倍。（已知水的密度为1.0g/cm3，水蒸气的密度为0.58kg/m3）【答案】1724【解析】设每个水分子对应的质量为m，那么每个水和水蒸气的分子的体积分别，那么即，水变成水蒸气以后，水分子间的距离约增大为原来的1724倍。三、实验探究题（每空2分，共20分）18．（2022·江苏南通·一模）如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线框表示）分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。（1）本实验中盛放液体的容器选择 ___________（选填“烧杯”或“易拉罐”）效果较好；（2）两种液体吸收热量的多少可通过 ___________（选填“温度计示数变化”或“加热时间”）比较；（3）根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：A和B两种液体的比热容之比为 ___________；若想自制一个暖手袋，则应选择 ___________（选填“A”或“B”）作为供热物质。【答案】     易拉罐     加热时间     2：1     A【解析】（1）[1]易拉罐金属导热性好，实验结果会更明显，故填易拉罐。（2）[2]用相同的酒精灯加热，所以通过加热时间来控制吸收热的量。（3）[3][4]在图像中，5min中内A变化了20℃，B变化了40℃，A和B的温度Δt之比是1：2。由于A和B的吸收的热量Q和质量m相等，由Q=cmΔt可得A、B比热容之比就是2：1。暖手袋要选比热容大的A物质来供热，这样温度下降的才慢，才可以长时间供热。19．（2022··模拟预测）18世纪时，一些人认为热是一种微粒，称为“热质”，热传递是“热质”从一个物体到另一个物体的过程，但也有人认为热不是微粒。（1）英国科学家汤普森在德国视察兵工厂时发现，钻头对弹筒打孔后钻头和弹筒同时发热。若用“热质说”解释，钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，弹筒的温度应该变 ___________，但事实并非如此；（2）英国科学家戴维把两块冰放在0℃的真空容器中，用一个机器带动它们相互摩擦，冰变成水，从而否定“热质说”。戴维在真空容器做实验的目的是 ___________；（3）小明同学利用功率不变的加热器给0℃的冰加热，刚开始冰慢慢熔化成水，但温度保持在0℃，等冰全部熔化成水后，温度逐渐升高，实验获得如下近似数据：实验次数12345冰的质量（克）100100200200300冰全部熔化为水的最终温度（℃）04082加热时间（分钟）57.51020X则表格中X的数据为 ___________。【答案】     低     为了避免热量被空气吸收     18.75【解析】（1）[1]若钻头增加的“热质”是由弹筒传来的，则弹筒的“热质”应该减少，则弹筒的温度应该降低。（2）[2]真空不能进行热传导，在真空容器内做实验是为了避免热量被空气吸收。（3）[3]由表格中的数据可知，100g冰完全熔化为0℃的水需要加热5min，则300g冰完全熔化为0℃的水时，需要加热的时间t=3×5min=15min由实验1、2可知，将100g水从0℃加热到4℃，需要加热有时间t1=7.5min-5min=2.5min那么，将100g水从0℃加热到2℃需要的时间为t2=×2.5min=1.25min则将300g水从0℃加热到2℃需要的时间t3=3×1.25min=3.75min所以表格中X的数据X=t+t3=15min+3.75min=18.75min20．（2022·广东广州·八年级期末）小刚观点：“被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。（热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）①将一定质量温度为的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；②向杯中插入导管，将100oC的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；③一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为，比较发现高于。（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生______（填物态变化名称）的结果；（2）高于的原因是______；（3）小刚的实验因没有对比以至不足以证明他的观点。请你再帮助小刚设计补充实验方案，简要叙述实验过程、测量的物理量及验证依据______。【答案】     液化     液化放热和热传递     见解析【解析】（1）[1]将水蒸气通入装有冷水的双层玻璃真空保温杯中，水蒸气遇冷就会从气态变为液态即水蒸气发生液化，形成水。（2）[2]水蒸气的温度较高，与冷水间存在热传递；水蒸气在双层玻璃真空保温杯中遇冷由气态变为液态，发生液化，水蒸气液化要放出热量；水蒸气液化时放出的热量被杯中的水吸收，水的温度升高，发生热传递，所以t2高于tl。（3）[3]为了证明100oC的水蒸气液化放热比被100oC的热水同条件下放热多，在前实验的基础上，应另取一个相同的双层玻璃真空保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为t1的冷水，然后再倒入100℃的开水直至与第一个保温杯中水面相平，摇匀后测出此保温杯中水温t；将t与t2比较，若t2高于t，得出被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多；否则不能。四、计算题：本题共3小题，共18分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。21．(6分)（2021·云南·弥勒市长君实验中学九年级阶段练习）把420g、100℃的铁块投入150g的水中，混合后的温度是40℃。已知：铁的比热容为，水的比热容为（1）求铁块放出的热量是多少？（2）若铁块放出的热量全部被水吸收，求水的初温是多少？【答案】（1）1.134×104J；（2）22℃【解析】解：（1）铁块放出的热量Q放=c铁m铁(t0-t)=0.45×103J/(kg⋅℃)×0.42kg×(100-40)℃=1.134×104J（2）铁块放出的热量全被水吸收，则水吸收的热量Q吸=Q放=1.134×104J水的初温答：（1）铁块放出的热量是1.134×104J；（2）水的初温是22℃。22．(6分)（2022·安徽·九年级专题练习）用两个相同的电加热器同时给质量都为500g，初温都为20℃的水和另一种液体加热，两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示[c水=4.2×103J/（kg•℃）]。求：（1）在90min的加热过程中，水吸收的热量为多少焦耳？（2）另一种液体的比热容为多少？【答案】（1）6.3×104J；（2）1.8×103J/（kg•℃）【解析】解：（1）由图像可知，水加热90min后水的末温为50℃，则该过程水吸收的热量 =4.2×103J/（kg•℃）×500×10﹣3kg×（50℃﹣20℃）=6.3×104J（2）水和液体都加热90min吸收的热量相同，由图像可知，加热90min液体的末温为90℃，则另一种液体的比热容答：（1）在90min的加热过程中，水吸收的热量为6.3×104J。（2）另一种液体的比热容为1.8×103J/（kg•℃）。23．(6分)（2021·江西赣州·九年级期中）小红在实验室利用电加热器加热，完成了冰的熔化实验，并描绘出冰的温度随加热时间变化的关系图线（如图所示）。实验时，冰的质量为0.5 kg，相同时间内水和冰吸收的热量相同，水的比热容为4.2×103 J/(kg•℃)。求：（1）根据图线求CD段水吸收的热量；（2）AB段冰吸收的热量；（3）冰的比热容；（4）冰在熔化过程中吸收的热量。【答案】（1）4.2×104 J；（2）2.1×104 J；（3）2.1×103 J/(kg·℃)；（4）1.68×105 J【解析】解：（1）CD段水吸收的热量Q吸=c水m(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(20 ℃-0 ℃)=4.2×104 J（2）AB段冰吸热时间为CD段水吸热时间的一半，故其吸收的热量为CD段水吸收热量的一半，即Q吸冰=Q吸水=×4.2×104 J=2.1×104 J（3）AB段冰升高的温度Δt冰=0 ℃-(－20 ℃)=20 ℃冰的比热容（4）冰熔化过程持续了40min，是水吸收热量的4倍，所以冰在熔化过程中吸收的热量Q=4Q吸水=4×4.2×104 J=1.68×105 J答：（1）CD段水吸收的热量为4.2×104J；（2）AB段冰吸收的热量为2.1×104J；（3）冰的比热容为2.1×103J/(kg⋅℃)；（4）冰在熔化过程吸收的热量为1.68×105J。