12.2 内能 热传递-【拔尖特训】2024-2025学年九年级上册物理(苏科版)

38 二、 内能　热传递 ▶ “答案与解析”见P21 1. ★物理学中经常会用到类比法,比如:用水波 类比声波.为了研究物体的内能,可以用图中 的 和A进行类比, 和B进 行类比, 和C进行类比.(填字母) A. 运动着 的篮球 B. 被压缩的弹 簧的各部分 互相排斥 C. 自由下落的 苹果和地球 互相吸引 D. 互相排斥 的分子 E. 运动着的 分子 F. 互相吸引的 分子 (第1题) 2. 如图所示,甲杯中水量较少,乙、丙、丁三杯中 的水量相同,根据内能的知识,甲、乙两杯中水 的内能相比, (甲杯大/乙杯大/无法比 较),四杯水中, 杯中水的内能最大. (第2题) 3. (2023·成都)把两滴墨水分别同时滴入盛有 冷水和热水的两个玻璃杯中,实验过程及现 象如图所示,分析可知物体的温度越高,分子 的无规则运动越 .若将冷水倒掉一 些,则与原来这杯冷水相比,杯中剩余冷水的 内能 (增大/不变/减小). (第3题) 4. 如图所示,夏天常常将饮料和冰块放在一起, 制作“冰镇饮料”.这是因为饮料和冰块的 不同,两者之间发生了 ,冰 块的内能 (增大/不变/减小),饮料 的内能 (增大/不变/减小). (第4题) (第5题) 5. 青藏铁路使用如图所示的热管,来 解决“冻土”区路基因温度过高而 变得松软的问题.当热管“制冷” 时,上端的温度 (高于/等 于/低于)下端的温度.此时,热管 通过内部液体的汽化和液化,把从 高温处吸收的 搬到低温处放出, 当上端的温度和下端的温度相同时,热管 (开始/停止)“制冷”. 答案讲解 6. ★甲、乙两个相同的铁块,质量和温 度均相同,甲铁块静止在地面上,乙 铁块静止在10m高处,则 ( ) A. 甲、乙分子动能的总和一样大 B. 乙分子势能的总和比甲大 C. 甲、乙的机械能一样大 D. 乙的内能比甲大 7. 下列说法中,正确的是 ( ) A. 两个物体温度相同,内能一定相同 B. 两个物体相比,分子动能大的,其内能大 C. 甲物体传递了热量给乙物体,说明甲物体 的内能大 D. 扩散现象中,分子可以从低温物体运动到 高温物体 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(苏科版)九年级上 知 识 讲 解 39 答案讲解 8. ★(2022·泰州)夏天,将饮料放入冰 箱冷藏室,饮料的温度降低.下列说 法中,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 9. 将一高温的铁块投入冷水中,它们之间发生 了热传递,不计热量损失,当热传递停止时, 铁块和水的物理量可能不同的是 ( ) A. 水吸收的热量和铁块放出的热量 B. 铁块的温度和水的温度 C. 铁块的内能和水的内能 D. 铁块内能减少的量和水内能增加的量 10. 阅读短文,回答问题. 内能是物体内部所有分子做无规则运 动的动能和分子之间相互作用的势能的总 和,物体温度越高,其内部分子的运动越剧 烈,分子动能就越大.某一物体,当其体积发 生变化时,分子之间的距离就会发生相应的 变化,分子之间相互作用力也随之改变,这 就会导致分子内能发生改变,所以,物体的 内能大小与物体的质量(它影响着物体分子 数目的多少)、体积、温度、状态等因素有关. (1) 给室温下的水加热时,水的内能会发生 怎样的变化? 从微观上看,发生这一变化的 原因是什么? (2) 质量相同的48℃的固态海波和48℃的 液态海波相比,哪个内能大? 它们内能不同 的原因是什么? 具体来讲,多出的这部分能 量是以什么形式存在的? 11. 如图所示为某物质由液态变为固态过程中 温度随时间变化的图像,由图可知:t4 时刻 物体内能 (等于/不等于)零,t1 时 刻物体分子总动能 (大于/等于/小 于)t2时刻物体分子总动能,t2 时刻物体内 能 (大于/等于/小于)t3 时刻物体 内能. (第11题) (第12题) 12. 如图所示,用酒精灯对烧杯中一定质量的 0℃的冰水混合物进行加热,至沸腾后继续 加热一段时间.下列说法中,正确的是( ) A. 冰水混合状态,冰和水的总内能不变 B. 温度升高过程中,烧杯中水的机械能 增加 C. 温度升高过程中,烧杯中水的内能不变 D. 沸腾过程中,烧杯中水的内能减少 13. (2023·广州)小明将凝固点为47℃的某液 态合金放在室温为25℃的实验室中,该合 金的温度从70℃降至47℃并保持47℃一 段时间再降至35℃,合金在此过程中( ) A. 对外放热,内能一直减少 B. 存在液化现象,内能一直增加 C. 温度保持47℃时,不吸热也不放热 D. 存在凝固现象,内能先减少后不变再 减少 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十二章　机械能和内能 得 Ep甲 Ep乙 =29. 本题后两空的另一种解 法:因为弹簧所获得的弹性势能等于 所挂重物的重力做的功,所以Ep1 Ep2 = GΔx1 GΔx2= 2 1 ;设如图甲所示的情况下, 弹簧1、2的伸长量均为Δx甲,则如图 乙所示的情况下,弹簧1、2的总伸长 量Δx乙=3Δx甲+32Δx甲= 9 2Δx甲 , Ep甲 Ep乙 = GΔx甲 GΔx乙= 2 9. 5. A [解析]由题可知,因为不计空 气阻力,机械能守恒,铅球运动过程中 只有重力势能和动能的相互转化,若 铅球落到地面时重力势能为零,则此 时动能取最大值,为280 J,此时机械 能为280 J.由图可知,当铅球到最高 点时,即距离地面2.5 m时,动能为 180 J,则重力势能为Ep1=280 J- 180 J=100 J=2.5 m·mg;已知铅球 脱手的高度为2 m,所以其重力势能 Ep2=2 m·mg=80 J. 6. (1) 100J (2) 40m (3) 3.33 [解析](1) 取地面为零势能面,从地 面被踢出时足球具有的动能Ek1= 120J,具有的重力势能Ep1=0,足球 被踢出后能达到的最大高度是5m, 具 有 的 重 力 势 能 Ep2 =mgh = 0.4kg×10N/kg×5m=20J,因不计 空气阻力时足球的机械能守恒,所以, 有E1=E2,即Ek1+Ep1=Ek2+Ep2, 则足球在最高点时具有的动能Ek2= Ek1+Ep1-Ep2=120J+0-20J= 100J.(2) 当足球以20m/s且与水 平方向成45°角的速度被踢出时,足 球 的 射 程 x = 2v 2sinθcosθ g = 2×(20m/s)2× 22× 2 2 10N/kg =40m. (3) 若足球在地面以102m/s且与 水平方向成45°角的速度被踢出,则 水平方向的速度vx=v'cos45°= 102m/s× 22=10m /s,因足球在空 中飞行时,水平方向的速度保持不变, 所以,当足球的速度与水平方向的 夹角 为 30°时,足 球 的 速 度 v″= vx cos30°= 10m/s 3 2 =2033 m /s,因不 计空气阻力时足球的机械能守恒,所 以,有Ek1'+Ep1'=Ek2'+Ep2',即 1 2mv' 2+0=12mv″ 2+mgh',此时 足球距地面的高度h'=v' 2-v″2 2g = (102m/s)2- 203 3 m /s 2 2×10N/kg = 10 3m≈ 3.33m. 7. [解析](1) 物体被抛出时的重力势 能Ep=mgh=0.4kg×10N/kg× 1.5m=6J;动能Ek1= 1 2mv 2=12× 0.4kg×(2m/s)2=0.8J.(2) 物体从 被抛出至落地的过程中,其重力所做 的功 W =Gh=mgh=0.4kg× 10N/kg×1.5m=6J.(3) 物体下落 时高度减小,速度增大,所以重力势能 转化为动能,落地时高度为0,重力势 能全部转化为动能,所以物体落地前 瞬间的动能Ek2=Ek1+Ep=0.8J+ 6J=6.8J. 二、 内能　热传递 1. E D F 类比法在认识内能时的应用 根据两个(或两类)对象间的 某些方面相似或相同的属性,推出 它们在其他方面也有相似或相同 的属性的方法,称为类比法.通过 类比,可以把抽象的、无形的、陌生 的事物用直观的、有形的、熟悉的 事 物 来 说 明,并 找 出 类 似 的 规 律.本题中用运动的篮球具有动能 类比运动的分子具有动能;用被压 缩的弹簧各部分互相排斥类比互 相排斥的分子;用自由下落的苹果 和地球互相吸引类比互相吸引的 分子. 2. 无法比较 丁 3. 剧烈(或快) 减小 4. 温度 热传递 增大 减小 5. 低于 热量 停止 6. A [解析]甲、乙两铁块都静止,速 度均为零,所以两铁块的动能相同,都 为零,乙铁块静止在10 m高处,比甲 铁块所处的高度高,所以乙铁块的重 力势能大,因为机械能等于势能和动 能之和,所以乙铁块的机械能大,故C 错误;因为甲、乙两个铁块的质量相 同、温度相同,所以两者的内能相同, 分子动能的总和一样大,分子势能的 总和也一样大,故A正确,B、D错误. 内能与机械能的区别 内能是指物体内所有分子无 规则运动具有的动能和分子势能 的总和,其大小与物体的质量和温 度有关;物体的动能和势能统称为 机械能,其大小与物体的质量、速 度、高度、弹性形变的大小有关. 7. D [解析]内能大小和物体的温 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 12 度、质量等有关,故两物体温度相同 时,内能不一定相同,A错误;内能是 物体分子动能和分子势能的总和,故 分子动能大的物体,内能不一定大,B 错误;热传递发生的条件是两个物体 存在温度差,甲传递热量给乙,说明甲 的温度高于乙的温度,C错误;扩散现 象中,分子在不停地做无规则运动,所 以分子可以从低温物体运动到高温物 体,D正确. 8. C [解析]夏天,将饮料放入冰箱 冷藏室,饮料的温度比冰箱中空气的 温度高,饮料会将热量传递给空气,此 过程中饮料放出热量,内能减小,温度 降低,空气吸收热量,内能增大,温度 升高,说明饮料温度降低的过程伴随 着内能的转移,C正确;在热传递过程 中,传递的是热量,并不是温度,A错 误;热量是过程量,不能说物体“所含 热量”,B错误;饮料放热是因为饮料 的温度比冰箱内空气的温度高,温度 高的物体内能不一定多,D错误. 对热传递的认知 只要存在温差就一定会发生 热传递,热传递是把热量从温度高 的物体传递到温度低的物体,而温 度高的物体内能不一定多,故热传 递不能表述为把热量从内能多的 物体传递到内能少的物体. 9. C [解析]将高温的铁块投入冷水 中,它们之间发生了热传递,不计热量 损失,水吸收的热量和铁块放出的热 量相等,故A不符合题意;当热传递 停止时,铁块和水的温度相同,故B 不符合题意;物体内能大小与温度和 质量等因素都有关,铁块和水的温度 相同,质量未知,内能可能不同,故C 符合题意;不计热量损失,铁块内能减 少的量和水内能增加的量是相等的, 故D不符合题意. 10. [解析](1) 水的内能增大;原因在 于水 分 子 运 动 加 剧,分 子 动 能 增 大.(2) 48℃的液态海波的内能大;原 因在于物体的状态不同,固态海波熔 化需要吸收能量;多出的这部分能量 是以分子势能的形式存在的. 11. 不等于 大于 大于 [解析]t4 时刻物体的温度为零,但其分子仍不 停地做无规则运动,所以具有内能; t1时刻温度比t2 时刻高,所以t1 时 刻物体分子动能比t2 时刻大;t2、 t3时刻温度相同,但在凝固过程中物 体不断放热,所以物体内能减小. 12. D [解析]冰水混合状态下,酒精 灯加热,吸收热量,温度不变,内能增 加;温度升高过程中,水汽化加快,烧 杯内水的质量变少,机械能减少;温度 升高过程中,水一直吸热,内能增加; 沸腾过程中,水的质量变少,温度不 变,内能减少. 13. A [解析]将凝固点为47℃的某 液态合金放在室温为25℃的实验室 中,合金的温度从70℃降至47℃的 过程是放热的降温过程,处于液态;保 持47℃的过程是凝固过程,放热但温 度不变,合金处于固液共存态;合金的 温度从47℃降至35℃的过程是放热 过程,处于固态,所以该合金一直对外 放热,内能一直减少.A正确. 三、 物质的比热容 第1课时 认识比热容 1. 温度 搅拌 水 2. D 3. (1) 盛水烧杯中温度计的玻璃泡 接触了烧杯底 (2) 小 (3) 各小组 所用水(沙石)的质量不一样[或各小 组水(沙石)的初温不一样;或各小组 的酒精灯不完全相同;或各小组记录 温度变化的时间间隔不一样等,合理 即可] 4. ΔT t 或 t ΔT 运动(或做功) [解析]实验结束后,小强根据题图所 示的温度随时间变化的图像,用三种 方法来比较沙子和水吸热升温的快 慢,从而建立比热容的概念,ΔT 和t 成正比关系,则可用ΔT t 或t ΔT 来比较 沙子和水吸热升温的快慢.在初中物 理中,根据速度公式v=st 或功率公 式P=Wt ,可知比较物体运动或做功 的快慢时也用到了上述方法. 5. C 6. D [解析]比热容是反映物质吸热 或放热本领强弱这一物理属性的物理 量,其大小只跟物质种类和状态有关, 跟热量、质量、温度变化都无关,A、B、 C错误.吸收或放出的热量跟质量与 温度变化量的乘积的比值,叫比热容, 这个比值是个定值,D正确.c= QmΔt 是比热容的定义式,不是决定式. 7. A [解析]由c= QmΔt 和题意可知 c甲>c乙. 8. D [解析]物体内能的大小与温 度、质量、状态有关,故第150s时两液 体温度相同,内能不一定相同,A错 误;分子动能与分子运动的速度有关, 由图可知,甲液体第30s时的温度小 于第6s时的温度,因温度越高,分子 运动越剧烈,故甲液体第30s时的分 子动能小于第6s时的分子动能,B错 误;乙液体给周围空气传递了热量,说 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 22