专题培优检测《内能》-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

2024 九上科学专题培优检测《内能》 说明：本卷总分 100 分，g=10NKg 一、选择题（每题只有一个正确选项，每题 2 分，共 30 分） 1. 关于温度、热量、和内能，下列说法正确的是（ ） A. 温度高的物体内能一定大 B. 物体的温度越高，所含的热量越多 C. 内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D. 物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 2．下列说法中正确的是（ ） A. 把-10℃的冰块放在 0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增加 B．在汽油机的压缩冲程中，内能转化为机械能 C．用锯条锯木板，锯条的温度升高，是由于锯条从木板吸收了热量 D．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 3. 常见生活现象中蕴含着丰富的科学知识，下列解析正确的是（ ） A．萝卜放在泡菜坛里会变咸，这个现象说明分子在不停地做无规则运动 B．两块表面干净的铅块压紧后会结合在一起，说明分子间存在斥力 C．用打气筒给自行车打气时筒壁温度会升高，这主要是摩擦生热使气筒的内能增大了 D．冬天用火炉取暖是用做功的方式改变物体内能 4. 如图所示的实验，其改变内能方法与另外三种不同的是（ ） A. 水被加热时，内能增大 B．空气被压缩时，内能增大 C．内燃机压缩冲程 D．水蒸气推动塞子冲出时，内能减少 5. 如图所示实验装置，瓶内装有少量水，用塞子把瓶子密封。用力打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶内有白雾产生。下列分析正确的是（ ） A. 瓶内出现的白雾是水蒸气 B. 瓶内出现白雾说明水蒸气内能增加 C. 瓶塞跳起时，瓶内水蒸气的内能转化为塞子的机械能 D．瓶塞跳起过程的能量转化情况与内燃机压缩冲程相同 6. 如图所示是某汽车发动机的压缩冲程的示意图。在活塞向上运动的过程中，汽缸内气体的（ ） A. 密度减小 B．温度降低 C．内能减少 D．分子热运动加快 7. 婚礼上常用的礼花喷射器结构如图，气罐内有高压气体，气罐通过气阀与纸筒相连，使用时通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸管里填充的礼花彩条喷向高处，对该过程的分析正确的是（ ） A. 罐内气体的内能增加 B．气罐内壁的温度升高 C. 罐内气体通过做功改变了内能 D. 该过程能量转化方式与汽油机压缩冲程类似 ( 8 ) 学科网（北京）股份有限公司 8. 在全球范围内，每年香槟销量近 3 亿瓶。开启这样的起泡酒，木塞离开瓶颈时，对应的气流速度已经超过了音速，而且还能观察到二氧化碳随之结晶并变幻出缕缕薄雾。以下关于这一过程说法正确的是（ ） A. 瓶内气体对瓶塞做功机械能转化为内能 B．瓶内气压降低二氧化碳溶解度减小逸出 C．瓶内气体的温度降低二氧化碳吸热结晶 D．薄雾是二氧化碳晶体熔化形成的小液滴 9. 水是生命之源，图中能正确描述水的各物理量之间关系的图像是（ ） A. 表示水的重力与质量的关系 B．表示水的密度与体积的关系 C．表示水比热与温度的关系 D．表示水的压强与深度的关系 10. 中国海军公布的“鹰击-21”高超音速导弹有“航母杀手”之称。如图所示是高超音速导弹从起飞到击中目标的轨迹示意图，如果把大气层边缘看作水面，导弹飞行时就 像在水面上“打水漂”，因此它突防能力强，难以拦截。下列说法正确的是（ ） A. 导弹所用的燃料需要具有较大的比热 B. 导弹发射时，将燃料燃烧获得的内能转化为化学能 C. 导弹与大气剧烈摩擦，通过做功的方式使其表面温度急剧升高 D．导弹从起飞点到攻击点飞行过程中，a 点的机械能最大 11. 小明同学根据如下的几种物质的比热容表得出如下结论，其中不正确的是（ ） 几种物质的比热容J/（kg•℃） 水 4.2×103 煤油 2.1×103 铜 0.39×103 砂石 0.92×103 酒精 2.4×103 冰 2.1×103 水银 0.14×103 铝 0.88×103 A. 同种物质的比热容大小可能随物质状态的改变而改变 B．体温计用水银作为测温物质的原因是水银的比热容较小 C．相同质量、相同初温的铜块和铝块吸收相同的热量后，热量将由铜块传递给铝块 D．给发烧的病人身上擦酒精，是利用其比热较小的特性来降温的 12. 汽车给我们的生活提供了便利，某汽车以 72km/h 的速度在平直公路上匀速行驶 30km 消耗了汽油 2kg（q 汽油=4.6×107J/kg）。查阅资料可知：汽油机效率最高约为 40%；某型号电动机的额定电压为 220V，额定电流为 10A，正常工作 1min 所做有用功是 1.056×105J。下列说法中正确的是 （ ） A. 2kg 汽油完全燃烧，放出的热量为 2.3×107J B. 该汽车以 72km/h 的速度匀速行驶时，牵引力的功率为 12kW，此时汽车受到的阻力为 6N C．这台电动机的效率为 80% D．在工作中，电动机效率高，但汽油机比电动机更环保节能 13．最近气温大幅度下降，家庭取暖设备投入使用，图甲为油汀取暖器，当接通电源后，电热管周围的导热油被加热，通过腔体 壁表面将热量辐射出去，从而起到取暖作用。因此导热油材料尤为关键，要求油汀通电后导热油能尽可能快地升温。现在有质量、初温相同的两种导热油材料甲、乙，在相同的加热条件下；甲、乙两种油的温度与加热时间关系如图乙所示。试比较 甲、乙两种材料的比热容c 甲、c 乙大小，并判时间/s 断用哪种材料更适合做导热油（ ） A．c 甲＞c 乙，选乙 B．c 甲＞c 乙，选甲 C．c 甲＜c 乙，选乙 D．c 甲＜c 乙，选甲 14．1kg20℃的水吸收 4.2×105J 的热量后，它的温度在下列给出的四个温度中，最多有几个可能温度 （ ） ①80℃ ②100℃ ③120℃ ④130℃ A．1 B．2 C．3 D．4 15．如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（ ） 二、填空题（22 题每空 2 分，其余每空 1 分，共 20 分） 16. 冰糖葫芦（如图）是许多小朋友的最爱．它的制作方法很简单：将洗净的山楂穿在竹签上，然后将一定量的白糖放入锅中加热，利用 的方法增加糖的内能，待白糖 （填物态变化名称）后，在山楂蘸上糖浆，等山楂上的糖浆 （填“吸收”或“放出”）热量变成固态，冰糖葫芦就做好了。 第 16 题图 第 17 题图 17. 用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”如图 1（a）、（b）示，过一段时间 杯中棉纱末端有水滴出；图 2 是某品牌小轿车的能流图，能量转化效率为 ，用图 2 中损失的化学能计算，可使汽车水箱内质量为 40kg 的水温度升高 ℃。 18. 小宁在妈妈的指导下练习炒菜时，用天然气将质量为 0.04kg 的菜油加热，若使用的天然气体积为 2×10-4m3 且天然气完全燃烧释放出的热量有 50%被菜油吸收。[取c 煤油=2.0×103J/（kg•℃），天然气的热值为 4×107J/m3] （1） 天然气完全燃烧放出的热量为 J。 （2） 菜油升高的温度为 ℃ 19. 如图甲所示，用 20N 的水平拉力拉着质量为 5kg 的铝块在水平地面上运动，铝块运动的 s-t 图象如图乙所示，则铝块受到的摩擦力大小为 N； 若克服摩擦力所做的功全部转化为内能并有 44%被铝块吸收，则铝块在 10s 内的温度升高 ℃。 [铝的比热容为C 铝=0.88×l03J/（kg℃）]。 20. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为 30cm2，一个冲 程活塞在气缸中移动的距离是 50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 9.0×105Pa，飞轮 1min 转动 1800 周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），则一个做功冲程中燃气对活塞做的功 焦、汽油机的功率为 瓦。 21. 火柴是实验室常用的点火工具。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。A、B 为两种常见的引燃方式，F1=F2。火柴的引燃是通过 来增大火柴头的内能，更易引燃的是 方式。 22. 甲、乙两位同学对“雨滴的下落速度是否跟雨滴的大小有关”持有不同的意见，于是他们对此展开研究。他们从网上查到，雨滴在下落过程中接近地面时受到的空气阻力与雨滴的横截面积 S 成正比，与雨滴下落速度 v 的平方成正比，即 f=kSv2（其中 k 为比例系数，是个定值），雨滴接近地面时可看做匀速直线运动。把雨滴看做球形，其半径为 r，密度为 ρ，比热为 c，球的体积为 V=4/3 πr3） （1） 半径为 r 的雨滴重力为 。 （2） 在接近地面时，大雨滴的下落速度 小雨滴的下落速度（填“大于”“等于”“小于”）。 （3） 假设半径为 r 的雨滴在近地面下落 h 高度的过程中，重力对它所做的功全部转化为雨滴的内能，则雨滴的温度升高了 。 三、实验探究题（每空 2 分，共 24 分） 23. 为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小刚在家中进行了如下的实验：如图甲所示，在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入热水中。观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多。 甲 乙 （1） 要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对 加热的时间长些，这说明它们升高相同的温度，豆浆吸收的热量比牛奶吸收的热量 。 （2） 小明利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示，则图线应代表豆浆。 24. 能量转化和守恒定律是许多科学家经长期探索建立起来的，是科学史上的重大发现。材料一：十七至十八世纪，多位科学家对能量的量度提出了不同的观点。1644 年，笛卡尔用物体的质量和其速度的乘积来量度；1686年，莱布尼兹用物体的质量和其速度平方的乘积来量度；1743 年，达朗贝尔用“活力”（即物体受力作用而通过一定距离）来量度。 材料二：温度计的不断改进给热与功研究的精确化准备了必要条件。焦耳通过 400 多次的实验，于 1849 年精确地测定了热功当量关系的数值，这一数值与现代公认值非常接近，为能量守恒定律的确立奠定了定量的实验基础。 （1） 材料一中，哪位科学家的观点与“功”概念相符合 。 A. 笛卡尔 B.莱布尼兹 C.达朗贝尔 （2） 如图所示是焦耳研究热功当量关系的实验装置，通过重物的上下运动，带动叶片转动，通过做功使水的内能 （填“增大”或“减小”）。 （3） 结合材料分析，以下观点正确的是 。 A. 面对前人的观点要敢质疑 B．时间久远的理论是没有科学价值的 C．测量工具的发展有助于科学理论研究 D．对科学的认识是不断修正完善的过程 25. 在盛夏的烈日之下，当你赤脚在河滩上行走时，会感觉河滩上的沙石灼热难熬。但当你涉入河水中时，却感觉河水凉爽宜人。沙石和水的温度为什么有如此悬殊的差异呢？某兴趣小组用如图装置进行研究： ①取两只相同的锥形瓶，各装入质量 20 克的水和砂石，分别测出水和砂石的温度。 ②用两个酒精灯分别给两只锥形瓶加热，当水和砂石升高相同温度时，记录加热需要的时间。 （1） 本实验中，比较水和砂石吸收热量多少的方法是 。 （2） 除了锥形瓶、水和砂石的质量、初温和末温相同外，还需要控制相同的是 。 （3） 分析记录表可知，水和砂石吸收相同的热量后，温度要升得高的物质是 。 物质 初温/℃ 末温/℃ 加热时间/分 水 20 30 8 砂石 20 30 3 26. 在科学发展不同时期，人们对“热”有不同的认识。 材料一：18 世纪末，普利斯特利在实验的基础上提出了“热质说”，认为热是一种称为“热质”的物质，是一种无质量的气体。 材料二：19 世纪中期，焦耳提出：自然界不存在热质，热只是一种能量的形式，其它形式的能量也可以转化为热能。如燃烧能产生热，导体通电也会产生热。 材料三：焦耳利用如图装置进行实验，重物下降通过定滑轮和转轴带动水中的叶轮转动，使容器中的水的热能增大，温度升高，并计算出水增加的热能约等于重物做的功。改用水银、油重复实验，最终确认热与其它能量之间的转换关系。 （1） 普利斯特利认为，自然界热质的总量不变，热质会由高温物体流到低温物体。从能量变化属性上分析，依靠 方式改变了物体的内能。 （2） 焦耳实验中，重物做功使水温升高。将水改为等质量的水银，重复相同实验，水银升高更高的温度，这是由于 。 （3） 焦耳的实验中存在多处摩擦，其中一处的摩擦力增大有利于提高实验的精确度，此处为 （填“定滑轮”、“转轴处”或“叶轮处”）。 四、分析计算题（27 题 4 分，28 题 6 分，其余每题 8 分，共 26 分） 27. 很多同学在课间玩扭转矿泉水瓶的游戏，如图所示，在瓶里装有少量的水，盖紧瓶盖，使劲拧瓶的下部，使其严重变形，然后略松开瓶盖（对着没人的方向），瓶盖弹出数米远，观察到瓶口和瓶内有白雾产生。请分析整个过程中瓶内变化及其产生原因的科学解释。 28．2024 年 11 月 4 日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。如图所示是飞船的返回舱。返回舱重返地球时，为避免与大气剧烈摩擦产生的高热烧穿舱壁，返回舱表面涂有防热材料。 返回舱的总质量为 3×103kg，表面防热材料的质量为 500kg，比热容为 4×103J/（kg•℃），请回答下列问题： （1） 返回舱进入地球大气层时与大气剧烈摩擦，通过 方式增加了返回舱表面的内能，该过程与我们看到的 （填“彗星”“流星”或“恒星”）相似。 （2） 若返回舱在大气层中共下落 1000m，重力做功 焦。 （3） 若返回舱进入大气层后下落 1000m 的过程中，下落时减少的重力势能全部转化为内能且 40% 被防热材料吸收，则防热材料升高的温度是多少？ 29. 地源热泵是利用地下水和土壤温度四季相对稳定的特点，通过少量电能消耗，实现冬、夏季地下与建筑物内完成高效热交换的一种技术。该技术有节能、环保和低噪音的显著优点，是世界上先进国家可再生能源的重点发展方向。采用地源热泵技术为地下水源丰富地区学校教学楼、宿舍楼和办公楼冬季供暖夏季降温，比使用普通用电空调节能 30%～40%，图中为某高中地源热泵机组。 （1） 系统利用水作为传热介质，主要是利用了水的什么特点？ （2） 按每小时提供 2 吨热水（有 20℃加热到 80℃）计算，供热时每小时可从地下获取多少热量？ （3） 请对这种能源利用方式的优势和局限性作以评价。 30．2023 年 5 月 20 日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展。“海油观澜号”由浮式基础和风机组成，总质量达 1.1×107kg。平台采用“半潜式”设计，底部是一个三角形浮式基础，包括 3 个边立柱和 1 个中间立柱，柱子上方安装有机舱，机舱前部的 3 只大叶片驱动机舱中的发电机转子转动，年发电量将达 2.2×107kW•h。 已知：海水密度为 1.0×103kg/m3，天然气热值 q=4.4×107J/kg （1） 风平浪静叶片不动时，平台基础排开海水的体积为多少？（不考虑锚链对平台的作用） （2） 每年的发电量相当于完全燃烧多少质量的天然气放出的热量？ （3） 海浮式风电平台基础设计方式除半潜式外还有单柱式（图乙）。与单柱式相比较，你认为“半潜式”的优点是 （写出一点即可）。 一、选择题（30 分） 参考答案 1~5 CAAAC 6~10 DCBCC 11~15 DCDCB 思路点拨： 14、由吸热公式Q 吸=cm△t 得： ∵ 水沸腾时达到沸点，继续吸热但温度不变 ∴ 水吸收热量从 20℃升高，温度达到沸点后，不再升高， ∵ 水表面的气压不知道，水的沸点不定， ∴ 水的末温可能是 80℃、100℃、120℃，故C 正确。 15、热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，用公式表示为 。 二、填空题（20 分） 16、热传递 熔化 放出 17、a 16% 0.1 18、8000 50 19、20 0.001 20、135 2025 21、做功 B 22、（1） （2）大于 （3） 点拨：（2）雨滴接近地面时作匀速直线运动，则 f=G 三、探究题（24 分） 23、（1）牛奶 少 （2）A 24、（1）C （2）增大 （3）ACD 25、（1）加热时间 （2）酒精灯完全相同 （3）砂石 26、（1）热传递 （2）比热容 （3）叶轮处 四、解答题（26 分） 27、用力使劲拧瓶的下部时，瓶子的体积变小，此时压缩瓶内气体做功，机械能转化为内能，瓶内气体内能增大，温度升高，瓶中的水更多的变成水蒸气； 当瓶盖弹出时，瓶内及瓶口有白雾，这是因为瓶内气体（包含水蒸气）对外做功，内能减小，水蒸气遇冷液化形成了小水滴。 28、（1）做功 流星 （2）3×107J （3）解：防热材料吸收的热量：Q 吸=40%W=40%×3×107J=1.2×107J 29、解：（1）水的比热容较大，放热能力较大，根据 Q=cm△t，在 m 和△t 相同时，放出的热量较多，这是系统利用水作为传热介质的原因； （2）∵△t=t-t0=80℃-20℃=60℃， ∵C 水=4.2×103J/（kg•℃），m 水=2000kg， ∴Q 水=C 水m 水△t=4.2×103J/（kg•℃）×2000kg×60℃=5.04×108J （3）地源热泵技术的优点是：高效节能、绿色环保、安全可靠； 30、解：（1）根据题意可知，平台基础总质量为 1.1×107kg （2）年发电量W=2.2×107kW•h=2.2×107×3.6×106J=7.92×1013J， （3）半潜式底部有一个三角形浮式基础，与单柱式相比，吃水深度较浅，适用海域范围较广。 $$