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九年级物理上册内能单元综合测试(Word版 含答案)

九年级物理上册内能单元综合测试(Word版 含答案)
九年级物理上册内能单元综合测试(Word版 含答案)

九年级物理上册内能单元综合测试(Word 版 含答案)

一、初三物理 内能 易错压轴题(难)

1.在探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验中。

(1)将适量碎冰放入试管中,利用水给冰加热,目的是______;

(2)某时刻观察到温度计的示数如图甲所示,为______°C ;

(3)图乙是根据所测数据绘制成的图象。由图象可知,冰的熔化特点是:持续吸热、______;AB 和CD 两段图象的倾斜程度不同,原因是______;

(4)若不计热量损失,物质在AB 和BC 两段吸收的热量分别为Q 1和Q 2,则

12:Q Q =______。

【答案】使冰受热均匀 -4 温度不变 该物质状态不同时比热容不同 2:3

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]将装有冰的试管放入水中加热,这是水浴法,这样冰的温度变化比较均匀,并且变化比较慢,便于记录实验温度。

(2)[2]由图甲知,温度计的分度值是1°C ,此时是零下,液柱上表面对准了0°C 下面第4个小格处,读作?4°C 。

(3)[3]由图像知冰在熔化过程中持续吸热、温度不变。

[4]冰化成水质量不变,但比热容发生了变化,所以同样受热情况下,温度变化快慢不同。

(4)[5]因为同一加热装置,在相同的时间内吸收的热量相同,已知在AB 段时间为2min ,BC 段为3min ,则 12:2:3Q Q

2.小明在学习“物质的比热容”时,取相同质量的水和沙子,用相同的酒精灯加热,测得它们升高的温度如表,并在图乙中作出沙子升高的温度随时间变化的图线. 加热时间/min 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

(1)用温度计测量水的初温如图甲所示,其读数为__________℃。

(2)实验中选用相同的酒精灯加热,可以认为相同时间内水和沙子__________相同.

(3)请利用表中数据在图乙中作出表示水升高的温度随时间变化规律的图线。

(4)沙子在1.0~1.5min内升高的温度有明显异常,其主要原因是__________。

(5)小明再用50g水和100g水做实验,以吸收的热量Q为纵坐标,升高的温度△t为横坐标,分别画出50g水和100g水的Q-△t图象.它们都是过原点的直线,即Q=k△t.进一步分析,发现这两条直线的k值与对应水的__________之比相等。

【答案】(1)18 (2)吸收的热量(3)答案如图所示(4)没有及时用玻璃棒搅拌,使沙子受热均匀(5)质量

【解析】

试题分析:物体吸热升温快慢与物质的种类、物体的质量、吸热的多少等因素有关。在实验中要比较水和沙子吸热升温快慢就需要选择相同质量的水和沙子;采用相同的加热器,可以使水和沙子在相等时间内吸收热量相等。在实验器材中还需要搅拌棒,沙子是固体,加热时上下沙子受热不均匀,需要不断搅拌;水是液体,加热时通过对流使其受热均匀的。吸收热量的多少可以利用Q=cm△t计算,水的比热是相同的,Q与△t是正比关系,所以画出来的是过原点的直线,利用Q=k△t表示它们的关系时,k=cm,c是比热容,是一个定值,实验中改变水的质量m,就是改变了k的值。

升高的

温度/℃

水 2.0 4.0 6.08.010.0

沙子 4.37.915.218.421.5

考点:比较质量相等的不同物质吸热升温快慢

3.如图所示,将初温和质量相等的色拉油和水,分别装到相同的烧杯中,探究不同物质吸热升温现象。用酒精灯加热并不断搅拌,每隔0.5min测量一次温度,数据记录表中。

(1)选用相同的酒精灯,为使单位时间内色拉油和水________相同,不断搅拌是使色拉油和水______。

(2)导致初始阶段色拉油温度随时间的变化图像不是直线的原因,除色拉油自身外,还有________要吸收热量;要尽量减小此因素的影响,改进的方案有________(写出一种)。(3)画出水的温度随时间的变化图像______。由图像可知,色拉油和水的温度同时升高时,________需要的时间短,________需要吸收的热量更多。

【答案】吸收的热量受热均匀容器提高容器的初温色拉油水

【解析】

【详解】

(1)运用控制变量法,使用相同的酒精灯和保证色拉油和水的质量相同,保证加热时间相同;不断搅拌使受热均匀,防止局部过热,产生误差。

(2)容器初温过低,则液体和容器会同时吸收热量,导致温度变化不是直线,可以通过提高容器初始温度,减小容器吸收热量对实验的影响。

(3)相同的加热时间吸收相同的热量,色拉油升温更快,所以需要的时间短,而水升高相等的温度需要加热更长的时间,所以要吸收更多的热量。

4.实验小组设计实验比较水和食用油吸热能力,使用相同的电加热器给水和食用油加热。

(1)实验前,小明同学应取初温和_____相等的水和食用油进行实验。

(2)小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间,目的是使水和食用油_____相同,再通过比较水和食用油_____来判断吸热能力的强弱。

(3)而小丽同学使水和食用油升高相同的温度,通过比较_____来判断吸热能力的强弱。

(4)根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是_____(选填“a”或“b”),煤油的比热容为_____()J/kg ?℃ ()34.210J/kg c ??水=℃

(5)分析图像可推断,当水和食用油升高相同温度时,_____需要的时间短,_____的吸热能力更强。(均选填“水”或“食用油”)

(6)该实验是利用_____(选填“热传递”或“做功”)的方式来改变食用油的内能的。

【答案】质量 吸热 升高的温度 加热时间 a 2.1×103 煤油 水 热传递

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据比较吸热能力的两种方法,要控制不同物质的质量相同,实验前,小明同学应取初温和质量相等的水和食用油进行实验。

(2)[2][3]小明同学用相同的电加热器对水和食用油加热相同的时间,根据转换法,目的是使水和食用油吸热相同;再通过比较水和食用油升高的温度来判断吸热能力的强弱。

(3) [4]小丽同学使水和食用油升高相同的温度,通过比较比较加热时间来判断吸热能力的强弱;

(4)[5][6]根据实验数据,小明作出了水和食用油的温度随时间变化的图像,升高相同的温度,水加热时间长,由图像可知,水的温度随时间变化的图像是a ;由绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像,升高30℃,b 用时3min ,a 用时6min ,根据Q =cm △t ,在质量和升高温度相同的情况下,吸热与比热容成成正比,煤油的比热容为

()()333min = 4.210J/kg =2.110J/kg 6min

c ?????℃℃ 煤油的比热容为()32.110J/kg ??℃。

(5)[7][8] )分析图像可推断,当水和食用油升高相同温度时,煤油需要的时间短;水的吸热能力更强。

(6)[9]该实验是利用热传递的方式来改变食用油的内能的。

5.如图所示是研究做功与能量转化关系的装置。重物通过细绳与木块相连,细绳不可伸长,AQ为水平面,AP段光滑,PQ段粗糙。实验开始时,质量为M的重物恰好置于地面。将质量为m的木块从P向右拉至A,PA长为L,放手后木块向左运动,最终停在B 点,PB长为x,不计空气阻力、滑轮摩擦:

(1)木块在AB段运动过程中,重物的重力做的功为_________(用字母表示);

(2)观察实验,小明提出猜想:木块动能的变化与重物重力做功多少有关;

(3)为了验证猜想,小明做了以下实验。重物M=0.1kg,木块m=0.9kg,改变木块从P点右移的距离L,测得一组数据,记录如下:

序号123456

PA的长L/m0.10.150.20.350.430.5

木块在P点的速度平方

()2

21

/-

?

v m s

0.20.30.40.70.9 1.0

①根据表中数据,在图乙中作出L与v2的图像。已知物体动能的表达式为1

2

mv2,分析木

块动能的变化及重物的重力做功的大小,可知猜想是_________(正确/错误)的,由此得到的结论是________;

②利用实验信息分析,当L =0.8m 时,木块在P 点获得的动能是_________J 。

【答案】mgL 正确 木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大 0.72

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]由题知,细绳不可伸长,实验开始时,质量为M 的重物恰好置于地面。将质量为m 的木块从P 向右拉至A ,PA 长为L ,所以重物被提起高度h= L ,所以木块在AB 段运动过程中,重物的重力做的功为

W= Gh= mgh= mgL

(3)[2][3]因为重物和木块质量一定,由表中数据和W= MgL 知,L 越大,重力对重物做越

多,v 2越大,由动能的表达式

212

mv 知木块动能越大,由此可知猜想是正确的,得到的结论是:木块动能的变化随重物重力做功的增加而增大。

[4]由v 2与L 知,两者成正比,即有

v 2 =L

且当L= 0.1m 时

v 2 = 0.2m 2/s 2

即 220.2m /s 0.1m k =?

解得

k=2m /s 2

所以

222m /s v L =?

所以当L=0.8m 时

22222m /s 0.8m 1.6m /s v =?=

则木块在P 点获得的动能

222k 110.9kg 1.6m /s 0.72J 22

E mv ==??=

6.小明在烈日当空的海边玩耍,发现沙子烫脚,而海水却很凉。同样的太阳光照射,为什么会出现不同的结果呢?小明想:是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢?于是他从海边取了一些沙子和海水带回家进行探究。

小明在两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子,用一个100W 的白炽灯同时照射它们,并用温度计测出它们不同时刻的温度值。记录的数据如下所示。

(1)小明探究的物理问题是什么?(2分)

(2)小明根据收集到的数据在方格纸上已经画出了海水的温度随时间变化的图像,如图所示。请你在同一方格纸上画出沙子的温度随时间变化的图像。(2分)

(3)分析小明探究中收集到的数据或根据数据画出的两个图像,你能得出什么探究结论?【答案】(1)相同质量的海水和沙子,吸收相同的热量,升温快慢是否相同

(2)

(3)相同的沙子和海水,吸收相同的热量后,沙子升温快

【解析】

试题分析:

(1)两个相同玻璃杯中分别装上相同质量的海水和沙子,用一个100W的白炽灯同时照射它们,并用温度计测出它们不同时刻的温度值是在探究相同质量的海水和沙子,吸收相同的热量,升温快慢是否相同;

(2)根据表格数据描点然后作图如下;

(3)由图像可知:相同的沙子和海水,吸收相同的热量后,沙子升温快。

考点:比较吸热能力的实验

点评:这是比较吸热能力的实验,物理中用比热容表示物质的吸热能力。

7.如图甲是小华探究“不同物质吸热规律”的实验装置:

(1)设计实验时,需要对变量进行控制,下列变量控制中错误的是_______;

A .两个烧杯的规格相同

B .两个酒精灯的规格相同

C .甲、乙两种液体的体积相同

D .甲、乙两种液体的初温相同

(2)在该实验中利用了“转化思想”,即用加热时间的长短来表示液体A 和液体

B____________________;

(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:停止加热后,______(选填“A ”或“B ”)液体的温度下降得快;

(4)冬天,小华想自制一个暖手袋,若只能从A 或B 中选一种液体装入暖手袋中作为供热物质,则应选择_______(选填“A ”或“B ”)。

【答案】C 吸收热量的多少 B A

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]根据比较物质吸热能力的方法,在加热时间(吸收热量)相同的情况下,观察物体升高的温度大小从而得知物体的吸热能力大小,需要保持质量和初温相同。

AB .保持两个烧杯的规格相同、两个酒精灯的规格相同,那么两种液体在相同时间吸收的热量相同,A 、B 正确,不合题意;

C .假如控制甲、乙两种液体的体积相同,根据m V ρ=可知,那么两种液体的质量不同,C 错误,符合题意;

D .控制甲、乙两种液体的初温相同,这样符合比较物质吸热能力的方法,D 正确,不合题意。

故选C 。

(2)[2]该实验加热时间越长,吸收的热量越多,在该实验中利用了“转化思想”,即用加热时间的长短来表示液体A 和液体B 吸收热量的多少。

(3)[3]根据()0-Q cm t t =可知,在相同时间内,液体B 升高的温度较高,而吸收的热量、液体的质量、初温是相同的,那么液体B 的比热容较小;停止加热后,在相同时间内放出的热量相同,根据Q cm Δt =可知,液体B 的比热容较小,那么液体B 在相同时间内温度变化较大,即液体B 的温度下降得快。

(4)[4]质量相等的A 和B 液体,在升高相同温度时,A 吸热多,A 的比热容大,根据Q cm Δt =可知,质量相同的A 和B 液体降低相同温度,A 放热多,效果更好,所以应该选择液体A 装入暖手袋中作为供热物质。

8.如图甲所示,在探究“不同物质的吸热能力”实验时,选择水和煤油进行实验探究。(1)在两个完全相同的烧杯中分别装入__________(选填“质量”或“体积”)和初温都相同的a和b两种液体(水和煤油);

(2)实验中选择相同规格的电加热器,可以认为在相同时间内水和煤油__________热量相同;电加热器工作时,将__________能转化为__________能;

(3)图乙是通过实验数据绘制的这两种液体的温度--加热时间的图象,则a液体第6min时的内能_________第3min时的内能(选填“大于”、“等于”或“小于”);

(4)根据图象信息可以得出:____________液体是水(选填a或b),水的比热容是

4.2×103J/(kg?℃),则煤油的比热容是______________________;

(5)分析图乙的实验数据可得:__________吸热能力更强。

【答案】质量吸收电内大于a 2.1×103J/(kg?℃)水(或a)

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]在比较不同物质的吸热能力的实验中,应在两个相同的烧杯中加入初温相同和质量都相同的水和煤油。

(2)[2]用相同的电加热器加热,可以认为在相等时间内煤油和水吸收的热量相等,然后比较升高的温度,来比较不同物质吸热能力,升高温度越高,吸热能力越弱;或者升高相同的温度,比较加热时间,时间越长,吸热能力越强。

[3][4]电加热器工作时,电热器消耗电能,产生热量,将电能转化成内能。

(3)[5]实验时,液体一直被加热,温度一直上升,故第6min时的内能大于第3min时的内能。

(4)[6]由图乙可知,质量相等的煤油和水加热相同时间,升温较快的是煤油,升温较慢的是水,故a为水。

[7]由图乙可知,加热升温相同时,水的加热时间是煤油的2倍,即水吸收的热量是煤油的

2倍,根据Q=cm?t,可得煤油的比热容是水的比热容的1

2

,即煤油的比热容为:2.1×103J/

(kg?℃)。

(5)[8]在质量相同和升高相同温度时,水需要加热的时间长,说明水吸收的热量多,吸热能力更强。

9.某同学在做“比较不同物质吸热能力”的实验时,使用相同的电加热器给水和食用油加热,他得到如下数据:

物质质量/g初始温度/℃加热时间/min最后温度/℃

水6020645

食用油6020670

(1)使用相同的加热器的目的是_____

(2)从表中数据可知,水和食用油的质量_____(选填“相同”或“不相同”),加热结束时,食用油的温度比水温度_____(选填“高”或“低”)。

(3)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,此时,水吸收的热量_____(选填“大于”或“小于”或“等于”)食用油吸收的热量。(4)实验表明,在相同条件下吸热的能力更强的是_____(选填“水”或“食用油”)。(5)加热6min水吸收的热量是_____J,食用油的比热容是_____J/(kg?℃)

【答案】相同的时间水和食用油吸收的热量相同相同高大于水 6300 2.1×103【解析】

【分析】

根据题意,可以通过加热时间的长短来比较吸热多少;

比较物质吸热能力的方法可以有两种:

①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量,吸收热量多的吸热能力强;

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量,比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;根据求出水吸收的热量及食用油的比热容。

【详解】

(1)使用相同的加热器的目的是:相同的时间水和食用油吸收的热量相同;

(2)从表中数据可知,水和食用油的质量相同;加热结束时,食用油的温度比水温度高;

(3)在此实验中,如果要使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,根据转换法,水吸收的热量大于食用油吸收的热量。

(4)由(3),使水和食用油的最后温度相同,就要给水加热更长的时间,根据比较吸热能力的第1种方法,在相同条件下吸热的能力更强的是水;

(5)由表中数据知,水从20℃升高到45℃,水吸收的热量为:

由图可知,加热6分钟,吸热相同热量时,水升高的温度为25℃;

食用油升高的温度为:,食用油升高的温度为水的倍,根据,在质量和吸热相同的条件下,比热容与升高的温度成反比,故食用油的比热容为:。

故答案为:相同的时间水和食用油吸收的热量相同;相同;高;大于;水; 6300;

2.1×103。

10.小明用相同的酒精灯分别给水和煤油进行加热,如图探究“不同物质吸收热量的能力”.

(1)本实验需要用到天平这一测量工具,目的是_____.

(2)实验中,用_____反应液体吸收热量多少.

(3)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象,如图乙,分析图象可知,加热10min,水吸收的热量_____(填“大于”、“小于”或“等于”)煤油吸收的热量,煤油的温度变化大于水的温度变化,由此可知,_____的吸热能力更强.

(4)通过图象还可以得出当地的气压_____(填“高于”、“低于”或“等于”)标准气压,煤油的比容热为_____J/(kg?℃).(c水=4.2×103J/(kg?℃)

【答案】控制水和煤油的质量相同加热时间等于水低于 2.1×103

【解析】

【分析】

(1)(2)(3)我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少,这种方法叫转化法.

比较物质吸热能力的2种方法:

①使相同质量的不同物质升高相同的温度,比较吸收的热量(即比较加热时间),吸收热量多的吸热能力强

②使相同质量的不同物质吸收相同的热量(即加热相同的时间),比较温度的变化,温度变化小的吸热能力强;

(4)根据图乙得出水的沸点,水在一个标准大气压下的沸点为100°C,根据气压减小沸点降低分析;

由图乙可知煤油和水升高30℃水和煤油的加热时间;由转换法得出煤油和水吸热关系,根

据c=

Q

m t

,在质量和升高的温度相同时,比热容与吸热多少成正比求出煤油的比容热.

【详解】

(1)要控制不同物质的质量相同,故本实验需要用到天平这一测量工具,目的是控制水和煤油的质量相同.

(2)根据转换法,实验中,用加热时间反应液体吸收热量多少.

(3)根据转换法,加热10min,水吸收的热量等于煤油吸收的热量,因煤油的温度变化大于水的温度变化,根据比较吸热能力的第2种方法,水的吸热能力更强.

(4)通过图乙知,水的沸点为98℃,小于100℃,根据气压减小沸点降低,故还可以得出当地的气压低于标准气压;

由图乙知,煤油和水升高:

98℃﹣68℃=30℃,

水加热用时20min,煤油用时10min,即煤油吸热是水的1

2

,根据c=

Q

m t

,在质量和升高的温度相同时,比热容与吸热多少成正比,故煤油的比容热为:c煤油=c水= 1

2

×4.2×103J/(kg?℃)=2.1×103J/(kg?℃).

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