周周测04 第2章能的转化与能量守恒 第2节 科学新教材浙教版九年级上册
2026-08-24
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 科学 |
| 教材版本 | 初中科学浙教版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 第2节 物体的内能 |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-周测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 浙江省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 15.45 MB |
| 发布时间 | 2026-08-24 |
| 更新时间 | 2026-08-24 |
| 作者 | 初中科学知识归纳 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-08-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59300577.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本试卷聚焦“能的转化与能量守恒”,以生活情境(冲泡杭白菊、自热火锅)和科技前沿(神舟飞船、喷气飞行背包)为载体,通过基础辨析、情境应用和实验探究,实现科学观念建构与探究实践能力的梯度培养,适配九年级周测巩固需求。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|10/30|内能、热量、热值基础概念|如第2题结合泡茶过程辨析温度与内能关系,强化科学观念|
|填空题|7/38|能量转化、改变内能方式|第13题以神舟飞船为情境,考查动能、热值及摩擦生热,体现科技联系|
|探究题|4/32|比热容、做功改变内能|第20题设计打气筒发热多因素探究,通过对比实验数据培养科学思维与证据意识|
内容正文:
2026-2027学年九年级科学周周测
第二章 周测4 能的转化与能量守恒 第2节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题3分,共30分)
1.下列说法正确的是( )
A.用煤气灶烧水时,煤气燃烧不充分时,其热值变小
B.不能喝刚烧开的水,是因为它含有的热量太多
C.高温铁块放入冷水中,当热传递停止时铁块和水的内能一定相同
D.物体内能增大,温度不一定升高
2.冲泡杭白菊的一般方法如下:将干燥的菊花放入杯中,倒入95℃左右的沸水,待菊花完全舒展后,茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.冲泡时,杭白菊吸收热量,使其内能增加
B.冲泡时,沸水的温度降低,因此它的热量减少
C. 95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者的温度高,内能小
D. 95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者含有的热量多,内能大
3.汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. B. C. D.
4.如图所示,在一个玻璃筒内放一块浸有乙醚的棉花,快速下压活塞,棉花会燃烧。该实验现象主要说明了( )
A.气体比液体更易被压缩 B.乙醚能降低棉花的着火点
C.外界对玻璃筒里的气体做功,气体的内能增加 D.玻璃筒里的气体液化放热,可使棉花燃烧
5.如图所示,小科用天然气灶给水壶中的水加热。下列说法正确的是( )
A.燃气的化学能全部被水壶内的水吸收
B.水的内能增加是通过热传递来实现的
C.天然气的热值在使用过程中逐渐变小
D.水壶内水的比热容随温度升高而增大
6.如图为小明利用家里的废旧玻璃瓶自制花瓶的过程,其中能使玻璃瓶内能增加的是( )
①②③④
A.①把绳子放置在玻璃瓶外
B.②拉紧绳子快速反复摩擦同一位置
C.③将玻璃瓶放入冷水
D.④玻璃瓶断裂成两半
7.如图所示为目前流行的一种自热火锅。自热火锅配有发热包,发热包的主要成分包括生石灰、活性炭、硅藻土和铝粉等。将发热包和冷水放到外盒中,生石灰与水产生化学反应,放出大量的热,从而加热上层食物。下列说法正确的是( )
A.加热过程中,温度从发热包传递给食物
B.加热过程中,食物所含的热量增加
C.食物内能的改变是通过热传递方式实现的
D.发热包的内能一定比食物的内能大
8.小明由烹饪方式联想到几条科学解释,下列说法正确的是( )
A.炸:饺子在油中炸会发黄变焦而在沸水里煮却不会,是因为油的比热容比水大
B.炒:主要是通过做功的方式使菜的内能增加
C.拌:食物与配料要搅拌才更容易入味,说明分子没有做无规则运动
D.蒸:是通过热传递和水蒸气液化放热使菜被蒸熟
9.下列关于燃料的热值说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107J/ kg, 完全燃烧1kg焦炭能放出 的热量
10.两个不同的物体,甲的质量为1kg,乙的质量为2kg,两者温度都升高1℃,吸收热量如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容为
B.甲的比热容小于乙的比热容
C.甲的比热容等于乙的比热容
D.如果两者温度都降低1℃,他们将放出相同的热量
二、填空题(本题7小题,每空2分,共38分)
11.如图是小科制作的简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。
(1)酒精灯加热水的过程中,酒精的化学能转化为 能。
(2)简易汽轮机工作过程中,蒸汽被喷出后内能 。
(填“增大”、“减小”或“不变”)
12.中医是中华医学的瑰宝,刮痧是我国古老的中医技法。当刮痧板在身体上刮动时,身体会感觉到热,这是通过 的方式增加身体内能的;刮痧时要在皮肤上涂一些药油,当体表温度升高后,药油渗入人体的速度加快,这说明分子热运动的剧烈程度与 有关。
13.神舟二十号飞船原计划于2025年11月5日返回地球,但因船体遭小于1毫米的空间碎片撞击,导致舷窗出现裂纹,返回任务因此中止。11月14日三名宇航员改乘神舟二十一号载人飞船安全返回地球。
(1)高速运动的空间碎片具有很大的 能。
(2)火箭燃料要求质量小、释放热量多,这是利用了燃料 高的特性。
(3)返回舱进入大气层时,与空气剧烈摩擦导致表面温度急剧升高,这是通过 的方式改变其内能。
14.如图所示是小明同学探究改变物体内能的实验,请回答有关问题:
(1)他用打气筒向装有少量酒精的瓶内用力打气,瓶内气体的内能会 。此时瓶内气体的内能是通过 的方式改变的。
(2)当他继续向瓶中打气,瓶塞从瓶口处跳出的瞬间,小明观察到瓶内有白雾产生。白雾是由于瓶内的气体对外做功使气体内能(选填“增大”“不变”或“减小”),温度降低引起酒精 形成的。
15.电车余热回收技术是当前的一种新技术。当电池温度较低时,把电机或其他部件产生的余热通过冷却液循环进入包围电池的管道中对电池加热(其简化模型如图),使电池保持在适宜的工作温度范围,提高电池性能和续航能力。
(1)电池温度的变化取决于外部加热,自身制热,对外散热等因素,当环境温度低于电池工作的适宜温度时,工作电池与外界空气发生 (选填“热传递”或“做功”)而降温,为维持工作电池的适宜温度,余热回收系统会被启动。
(2)若每分钟循环n次提供的总热量为Q,该车循环管内的冷却液总质量为m,其比热为c,则冷却液每次经过电池周围时温度至少下降 。(用已知符号表示,不考虑热量损失)。
(3)实际应用过程,电动汽车相对于燃油车,其优点有 。(写一点即可)
16.目前有一种备受关注的喷气飞行背包(如图所示),人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,使人获得飞行动力,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)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)。
17.用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相间的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。
(1)根据图像可知,甲液体的比热容 (镇“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。
(2)如果体积为500mL,初温为20℃的甲液体吸收6×104焦的热量,甲液体的温度升高了多少 ℃?(气压为1标准大气压,甲的比热容为1.8×103焦/(千克·℃) , 甲的密度为1.2×103千克/米3,乙的密度为1.0×103千克/米3,除不尽的得数保留一位小数)
三、探究题(本题4小题,每空2分,共32分)
18.如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)实验前,检查图甲装置的气密性:往外拉动注射器活塞,然后松手,若活塞 (选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”),则说明该装置气密性好。
(2)打气筒打气5秒后,橡皮塞弹出,2出现了白雾现象,白雾主要是 (填“瓶内气体”或“瓶外气体”)液化形成的小液滴。
(3)以下改变内能的方式中,与图乙中AB段相同的是____(多选)。
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热 B.从滑滑梯上滑落,臀部变热
C.用燃气灶加热水,水温升高 D.手捂热水袋,手会变暖和
(4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精,仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由: 。
19. 小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点: 。 (写出两点)。
20.科学小组对“用打气筒给篮球打气后,打气筒会发热”的原因进行探究,提出以下猜想:
猜想1:活塞压缩气体会导致打气筒发热
猜想2:活塞与筒壁摩擦会导致打气筒发热
猜想3:①____
为验证猜想,小组同学取一只底座可拆卸的打气筒,在筒的上部和下部标注两个测温点a和b。在室温25℃的环境下进行实验,其中小王用拆除底座的打气筒进行实验,如图甲(固定装置已略去);小敏用完整的打气筒对篮球进行充气实验(如图乙)。
时间/s
活塞往复次数
a处温度℃
b处温度℃
小王的数据
20
30
30.5
30.5
小敏的数据
20
30
32.6
46.5
两位同学都在20s内让活塞在筒内往复运动30次,然后立即测出此时a、b处的温度,并在气筒外壁温度降至室温(篮球放气至实验前水平)后,都重复了3次操作,将处理后的实验数据填写在表中。
(1)①处可以填写的猜想是: ;
(2)根据小王的实验数据,可以得出的结论是 ;
(3)两位同学对数据的处理方法是 ;
(4)对比分析表中数据,可以得出:使打气筒下部发热的主要原因是 。(填“压缩气体做功”或“活塞与筒壁摩擦”)
21.某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将相同体积的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
加热的时间/min
0
2
4
6
8
水的温度/℃
20
22
24
28
30
煤油的温度/℃
20
24
28
32
37
(1)根据题意,该实验设计有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)实验中若让等质量的水和煤油升高相同的温度,吸收热量较多的物质是 。
(3)实验中若加热相同时间,水吸收的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)该装置改装为比较燃料热值大小的实验,用质量相同的两种燃料完全燃烧来加热相同质量的水,燃料放出热量的多少可以通过 (填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来进行比较。
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2026-2027学年九年级科学周周测
第二章 周测4 能的转化与能量守恒 第2节
(时间:75分钟 分数:100分)
一、选择题(本题共10小题,每题3分,共30分)
1.下列说法正确的是 ( )
A.用煤气灶烧水时,煤气燃烧不充分时,其热值变小
B.不能喝刚烧开的水,是因为它含有的热量太多
C.高温铁块放入冷水中,当热传递停止时铁块和水的内能一定相同
D.物体内能增大,温度不一定升高
【答案】D
【解析】
A、热值是燃料的特性,只与燃料的种类有关,与质量多少、是否燃烧、是否完全燃烧都没有关系,用煤气灶烧水时,煤气燃烧越充分,其热值不变,故A错误;
B、我们不能喝刚烧开的水,是因为热水的温度高,故B错误;
C、高温的铁块放入冷水中,当热传递停止时铁块和水的温度相同,内能还与物质的质量有关,两者内能不一定相同,故C错误;
D、物体内能增大,如晶体熔化和液体沸腾过程中,温度不一定升高,故D正确。
2.冲泡杭白菊的一般方法如下:将干燥的菊花放入杯中,倒入95℃左右的沸水,待菊花完全舒展后,茶汤温度也下降至适宜饮用的60℃左右。此过程中有关温度、内能、热量的说法正确的是( )
A.冲泡时,杭白菊吸收热量,使其内能增加
B.冲泡时,沸水的温度降低,因此它的热量减少
C. 95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者的温度高,内能小
D. 95℃的沸水和 60℃的茶汤,前者含有的热量多,内能大
【答案】A
【解析】
A、冲泡时,杭白菊温度低于水温,热量由水传递给杭白菊,杭白菊吸收热量,内能增大,故A正确;
B、热量是过程中,不能含有,所以不能说热量减少或增多,故B错误;
C、沸水和茶汤质量差异不大,沸水的温度更高,内能增大,故C错误;
D、热量不能含有,故D错误。
3.汽车紧急刹车时,轮胎温度急剧升高,内能增大。以下四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】汽车刹车时,轮胎与地面之间发生剧烈摩擦,摩擦力做功将机械能转化为轮胎的内能,导致温度升高。这种改变内能的方式是通过做功实现的。
A.钻木取火时,通过摩擦将机械能转化为内能,使木头温度升高而燃烧,属于做功改变内能,故A符合题意;
B.食物放入冰箱内,冰箱的制冷剂吸收食物的热量,然后将热量带到外面释放,属于热传递改变内能,故B不合题意;
C.冬天用热水袋取暖,即人体吸收热水的热量,属于热传递改变内能,故C不合题意;
D.金属勺放在热汤中吸收汤的热量温度升高,属于热传递改变内能,故D不合题意。
4.如图所示,在一个玻璃筒内放一块浸有乙醚的棉花,快速下压活塞,棉花会燃烧。该实验现象主要说明了( )
A.气体比液体更易被压缩
B.乙醚能降低棉花的着火点
C.外界对玻璃筒里的气体做功,气体的内能增加
D.玻璃筒里的气体液化放热,可使棉花燃烧
【答案】C
【解析】
A. 虽然气体确实容易被压缩,但题目现象的核心是“棉花燃烧”,与压缩难易无关,故A不合题意;
B. 乙醚的着火点较低,但并未改变棉花的着火点。燃烧是因为温度升高,而非着火点降低,故B不合题意;
C. 快速下压活塞是外界对气体做功,绝热条件下内能增加,温度升高,导致燃烧,故C正确;
D. 压缩过程中气体温度升高,但并未发生液化,故D错误。
5.如图所示,小科用天然气灶给水壶中的水加热。下列说法正确的是( )
A.燃气的化学能全部被水壶内的水吸收
B.水的内能增加是通过热传递来实现的
C.天然气的热值在使用过程中逐渐变小
D.水壶内水的比热容随温度升高而增大
【答案】B
【解析】
A、燃气在燃烧时将化学能转化为内能,这些热量并没有被水完全吸收,部分被壶吸收,部分散失到空气中,故A错误;
B、水吸收热量,温度升高,内能变大,可知水的内能增加是通过热传递来实现的,故B正确;
C、天然气的热值是天然气的属性,不会改变,故C错误;
D、水的比热容是水的属性,状态没有发生改变时,水的比热容不变,故D错误。
6.如图为小明利用家里的废旧玻璃瓶自制花瓶的过程,其中能使玻璃瓶内能增加的是( )
①②③④
A.①把绳子放置在玻璃瓶外
B.②拉紧绳子快速反复摩擦同一位置
C.③将玻璃瓶放入冷水
D.④玻璃瓶断裂成两半
【答案】B
【解析】
A、把绳子放置在玻璃瓶外,不能改变玻璃瓶的内能,故A错误;
B、拉紧绳子快速反复摩擦同一位置,克服摩擦做功,将机械能转化为内能,通过做功的方式使玻璃瓶的内能增加,故B正确;
C、将玻璃瓶放入冷水,玻璃瓶放出热量,内能减小,故C错误;
D、玻璃瓶断裂成两半,不能改变玻璃瓶的内能,故D错误。
7.如图所示为目前流行的一种自热火锅。自热火锅配有发热包,发热包的主要成分包括生石灰、活性炭、硅藻土和铝粉等。将发热包和冷水放到外盒中,生石灰与水产生化学反应,放出大量的热,从而加热上层食物。下列说法正确的是( )
A.加热过程中,温度从发热包传递给食物
B.加热过程中,食物所含的热量增加
C.食物内能的改变是通过热传递方式实现的
D.发热包的内能一定比食物的内能大
【答案】C
【解析】
A、加热过程中是内能从发热包传递给食物,温度是状态量,不能传递,所以 A 不符合题意;
B、热量是一个过程量,只能说 “吸收” 或 “放出” 热量,不能说物体 “所含的热量”,所以 B 不符合题意;
C、发热包放出热量,食物吸收热量,食物内能的改变是通过热传递的方式实现的,所以 C 符合题意;
D、内能的大小与物体的质量、温度、状态等因素有关,发热包和食物的质量、状态等未知,无法比较两者内能的大小,所以 D 不符合题意。
8.小明由烹饪方式联想到几条科学解释,下列说法正确的是( )
A.炸:饺子在油中炸会发黄变焦而在沸水里煮却不会,是因为油的比热容比水大
B.炒:主要是通过做功的方式使菜的内能增加
C.拌:食物与配料要搅拌才更容易入味,说明分子没有做无规则运动
D.蒸:是通过热传递和水蒸气液化放热使菜被蒸熟
【答案】D
【解析】
A、饺子在油中炸会发黄变焦而在沸水里煮不会,是因为油的沸点远高于水的沸点(油沸腾时温度更高,能使饺子变焦),与比热容无关,故该选项错误。
B、炒菜时,菜的内能增加主要是通过热传递的方式(吸收锅和火焰的热量),并非做功,故该选项错误。
C、食物与配料搅拌后更易入味,是因为搅拌加快了分子的无规则运动(扩散过程),而不是分子没有做无规则运动,故该选项错误。
D、蒸菜时,热量通过热传递的方式转移到菜上,同时水蒸气遇冷液化,液化过程会放出热量,共同使菜被蒸熟,故该选项正确。
9.下列关于燃料的热值说法正确的是( )
A.燃料燃烧越充分,其热值越大
B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少
C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小
D.焦炭的热值是3.0×107J/ kg, 完全燃烧1kg焦炭能放出 的热量
【答案】D
【解析】
AC.热值大小仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量和燃烧程度无关,故AC错误;
B.根据Q=mq可知, 当燃料的质量相同时,燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少,而题目没有说明燃料的质量相同,故B错误;
D.焦炭的热值是3.0×107J/kg,即物理意义为:完全燃烧1kg焦炭放出的热量为3.0×107J,故D正确。
10.两个不同的物体,甲的质量为1kg,乙的质量为2kg,两者温度都升高1℃,吸收热量如图所示。下列说法正确的是( )
A.乙的比热容为
B.甲的比热容小于乙的比热容
C.甲的比热容等于乙的比热容
D.如果两者温度都降低1℃,他们将放出相同的热量
【答案】C
【解析】
A. 乙的比热容 =2000J/(Kg·℃),A错误
B. 甲的比热容=2000J/(Kg·℃),甲和乙的比热容相等,B错误
C. 甲和乙的比热容相等,C正确
D. 由于甲和乙的比热容相等,但甲的质量比乙要小,根据Q=cm∆t,两者温度都降低1℃,甲释放的热量要小于乙,D错误。
二、填空题(本题7小题,每空2分,共38分)
11.如图是小科制作的简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水,用酒精灯加热,水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。
(1)酒精灯加热水的过程中,酒精的化学能转化为 能。
(2)简易汽轮机工作过程中,蒸汽被喷出后内能 。
(填“增大”、“减小”或“不变”)
【答案】(1)内
(2)减小
【解析】
(1) 酒精灯加热水的过程中,酒精燃烧释放化学能,这些能量通过热传递使水的温度升高,因此酒精的化学能转化为内能(或热能)。
(2) 蒸汽从管口喷出时,会对外做功(推动风车转动),根据能量守恒定律,蒸汽的内能会转化为机械能,因此其内能减小。
12.中医是中华医学的瑰宝,刮痧是我国古老的中医技法。当刮痧板在身体上刮动时,身体会感觉到热,这是通过 的方式增加身体内能的;刮痧时要在皮肤上涂一些药油,当体表温度升高后,药油渗入人体的速度加快,这说明分子热运动的剧烈程度与 有关。
【答案】做功;温度
【解析】当刮痧板在身体上刮动时,刮板与皮肤之间的摩擦会对皮肤做功,机械能转化为内能,导致身体局部温度升高。因此,这是通过做功的方式增加身体内能的。
药油渗入人体的速度加快,是因为温度升高后,分子热运动加剧,扩散现象更明显。这说明分子热运动的剧烈程度与温度有关。温度越高,分子运动越剧烈。
13.神舟二十号飞船原计划于2025年11月5日返回地球,但因船体遭小于1毫米的空间碎片撞击,导致舷窗出现裂纹,返回任务因此中止。11月14日三名宇航员改乘神舟二十一号载人飞船安全返回地球。
(1)高速运动的空间碎片具有很大的 能。
(2)火箭燃料要求质量小、释放热量多,这是利用了燃料 高的特性。
(3)返回舱进入大气层时,与空气剧烈摩擦导致表面温度急剧升高,这是通过 的方式改变其内能。
【答案】(1)动(或机械)
(2)热值
(3)做功
【解析】
(1)机械能是物体因运动或位置被抬高而具有的能量,高速运动的空间碎片在做机械运动,可知具有机械能。
(2)燃料的热值指的是单位物质的燃料完全燃烧释放的热量,热值大的燃料消耗的质量相同时,放出的热量更多,火箭燃料要求质量小、释放热量多,即燃料的热值大。
(3)返回舱与空气之间产生摩擦,克服摩擦做功,将部分机械能转化为内能,可知是通过做功的方式改变返回舱的内能。
14.如图所示是小明同学探究改变物体内能的实验,请回答有关问题:
(1)他用打气筒向装有少量酒精的瓶内用力打气,瓶内气体的内能会 。此时瓶内气体的内能是通过 的方式改变的。
(2)当他继续向瓶中打气,瓶塞从瓶口处跳出的瞬间,小明观察到瓶内有白雾产生。白雾是由于瓶内的气体对外做功使气体内能(选填“增大”“不变”或“减小”),温度降低引起酒精 形成的。
【答案】(1)增大;做功
(2)减小
【解析】
(1)用打气筒向瓶内打气时,外界对瓶内气体做功,将机械能转化为气体的内能,因此瓶内气体的内能会增大,此时是通过做功的方式改变内能的。
(2)当瓶塞跳出时,瓶内气体对外做功,自身的内能减小,温度降低;瓶内的酒精蒸气遇冷,由气态变为液态,发生液化现象,从而形成瓶内的白雾。
15.电车余热回收技术是当前的一种新技术。当电池温度较低时,把电机或其他部件产生的余热通过冷却液循环进入包围电池的管道中对电池加热(其简化模型如图),使电池保持在适宜的工作温度范围,提高电池性能和续航能力。
(1)电池温度的变化取决于外部加热,自身制热,对外散热等因素,当环境温度低于电池工作的适宜温度时,工作电池与外界空气发生 (选填“热传递”或“做功”)而降温,为维持工作电池的适宜温度,余热回收系统会被启动。
(2)若每分钟循环n次提供的总热量为Q,该车循环管内的冷却液总质量为m,其比热为c,则冷却液每次经过电池周围时温度至少下降 。(用已知符号表示,不考虑热量损失)。
(3)实际应用过程,电动汽车相对于燃油车,其优点有 。(写一点即可)
【答案】(1)热传递
(2)
(3)环保(不排放尾气)
【解析】
(1) 当环境温度低于电池工作的适宜温度时, 工作电池的热量会向外放热,即与外界空气发生热传递而降温, 为维持工作电池的适宜温度,余热回收系统会被启动。
(2) 若每分钟循环n次提供的总热量为Q,那么一次提供的热量为:,
根据公式Q=cm△t可知, 冷却液每次经过电池周围时温度至少下降:;
(3) 根据生活经验可知,电动汽车相对于燃油车的优点有:环保(不排放尾气)。
16.目前有一种备受关注的喷气飞行背包(如图所示),人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,使人获得飞行动力,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)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)。
【答案】(1)相互的
(2)化学;方向性
(3)4.6×108
【解析】
(1)该背包发动机喷出气体时,气体对背包(及人)施加一个反作用力,使人获得飞行动力,这利用了物体间力的作用是相互的;同时,这个力改变了人的运动状态(使人从静止变为运动),也说明了力可以改变物体的运动状态。
(2)汽油本身储存着化学能,燃烧时发生化学反应,将化学能转化为内能;这些内能一部分用来做功,另一部分散失到空气中,但散失的内能无法再被收集起来对人和飞行背包做功,这体现了能量的转移和转化具有方向性。
(3) 10kg汽油完全燃烧放出的热量为:Q放=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J。
17.用两个相同的“热得快”,分别给质量、初温都相间的甲、乙两种液体同时加热,两液体的温度随时间变化关系的图像如图所示。
(1)根据图像可知,甲液体的比热容 (镇“大于”“小于”或“等于”)乙液体的比热容。
(2)如果体积为500mL,初温为20℃的甲液体吸收6×104焦的热量,甲液体的温度升高了多少 ℃?(气压为1标准大气压,甲的比热容为1.8×103焦/(千克·℃) , 甲的密度为1.2×103千克/米3,乙的密度为1.0×103千克/米3,除不尽的得数保留一位小数)
【答案】(1)小于
(2)55.6
【解析】
(1)由图可知,加热相同的时间即两种液体吸收相同的热量,甲温度变化量更大,由可知,甲的比热容更小。
(2)甲的质量为,甲液体温度变化量为。
三、探究题(本题4小题,每空2分,共32分)
18.如图甲装置所示,探究“做功改变物体内能”,该装置由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、打气筒等组成。向圆底烧瓶内注入适量酒精,使用打气筒向烧瓶内打气,根据传感器数据采集的数据,电脑处理得到如图乙所示图像。
(1)实验前,检查图甲装置的气密性:往外拉动注射器活塞,然后松手,若活塞 (选填“仍能返回原来刻度处”或“静止不动”),则说明该装置气密性好。
(2)打气筒打气5秒后,橡皮塞弹出,2出现了白雾现象,白雾主要是 (填“瓶内气体”或“瓶外气体”)液化形成的小液滴。
(3)以下改变内能的方式中,与图乙中AB段相同的是____(多选)。
A.用锤子敲打钉子时,钉子变热 B.从滑滑梯上滑落,臀部变热
C.用燃气灶加热水,水温升高 D.手捂热水袋,手会变暖和
(4)不向圆底烧瓶内注入适量酒精,仍用图甲装置进行实验能否得出“做功改变物体内能”的结论。请判断并说明理由: 。
【答案】(1)仍能返回原来刻度处
(2)瓶内气体
(3)A;B
(4)能,压缩气体做功时,气体温度升高可直接通过温度传感器测得,无需酒精辅助观察
【解析】
(1)气密性良好的装置在拉动活塞时会形成负压,松手后大气压会将活塞推回原位置。若装置漏气,活塞无法返回。
(2)打气时压缩气体做功使内能增加,温度升高;橡皮塞弹出时气体膨胀对外做功,内能减少,温度降低,导致瓶内酒精蒸气遇冷液化形成白雾。
(3)图乙中AB段温度升高,说明是外界对气体做功,气体内能增大,温度升高。
A、用锤子敲打钉子时,钉子变热, 外界对钉子做功,钉子内能变大,故A正确;
B、从滑滑梯上滑落,臀部变热,通过做功改变物体的内能,故B正确;
C、用燃气灶加热水,水温升高,水通过热传递,吸收热量,温度升高,故C错误;
D、手捂热水袋,手会变暖和,通过热传递改变手的内能,故D错误。
(4) 酒精的作用是通过白雾现象直观显示温度变化,但温度传感器可直接记录数据,因此实验结论仍可成立。
19. 小金学习了“物体的内能”后,根据书本图甲两个实验,在家利用压力式喷水壶、塑料软管、数显温度计、针筒和硬纸盒自制了如图乙所示的实验装置,并利用该装置进行实验,实验步骤如下:
①实验开始前观察记录喷水壶内的温度为22.0℃。
②在喷水壶内加入少量的水,关闭出气阀,多次按压喷水壶的打气手柄后,观察并记录壶内温度。
③打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动。
④最终活塞冲出针筒口,同时在针筒口处观察到白雾。
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应 (选填“大于”“小于”或“等于”) 22.0℃。
(2)步骤③中的能量转化与下图内燃机的 (填字母)冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是 。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点: 。 (写出两点)。
【答案】(1)大于
(2)D
(3)高温水蒸气遇冷液化形成小水滴
(4)实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
【解析】
(1)若不考虑能量损耗,步骤②中记录的温度值应大于22.0℃,对物体做功,物体的内能增加,温度升高。
(2)步骤③中打开喷水壶的出气阀,可以观察到针筒的活塞由底部迅速向上移动,气体膨胀对外做功,物体的内能减小,温度降低,伴随着能量的转化,由内能转化为机械能,内燃机的做功冲程能量转化由内能转化为机械能,两气门关闭,活塞向下运动,火花塞产生电火花,D图是做功冲程。故步骤③中的能量转化与下图内燃机的D冲程相同。
(3)步骤④针筒口出现白雾的原因是高温水蒸气遇冷液化形成小水滴。
(4)请同学分析小金制作的实验装置相较于书本两实验的创新点:实验现象更直观;两实验糅合一个实验省时。
20.科学小组对“用打气筒给篮球打气后,打气筒会发热”的原因进行探究,提出以下猜想:
猜想1:活塞压缩气体会导致打气筒发热
猜想2:活塞与筒壁摩擦会导致打气筒发热
猜想3:①____
为验证猜想,小组同学取一只底座可拆卸的打气筒,在筒的上部和下部标注两个测温点a和b。在室温25℃的环境下进行实验,其中小王用拆除底座的打气筒进行实验,如图甲(固定装置已略去);小敏用完整的打气筒对篮球进行充气实验(如图乙)。
时间/s
活塞往复次数
a处温度℃
b处温度℃
小王的数据
20
30
30.5
30.5
小敏的数据
20
30
32.6
46.5
两位同学都在20s内让活塞在筒内往复运动30次,然后立即测出此时a、b处的温度,并在气筒外壁温度降至室温(篮球放气至实验前水平)后,都重复了3次操作,将处理后的实验数据填写在表中。
(1)①处可以填写的猜想是: ;
(2)根据小王的实验数据,可以得出的结论是 ;
(3)两位同学对数据的处理方法是 ;
(4)对比分析表中数据,可以得出:使打气筒下部发热的主要原因是 。(填“压缩气体做功”或“活塞与筒壁摩擦”)
【答案】(1)压缩气体做功和活塞与筒壁摩擦共同导致打气筒发热;
(2)活塞与筒壁的摩擦会使打气筒发热,且摩擦生热对打气筒上部、下部的升温效果基本相同
(3)多次实验,取平均值,减小实验误差,使实验结果更准确
(4)压缩气体做功
【解析】
(1)已知猜想1:活塞压缩气体发热;猜想 2:活塞与筒壁摩擦发热。结合实验情境,打气筒发热是压缩气体做功和摩擦生热共同作用的结果,因此猜想③压缩气体做功和活塞与筒壁摩擦共同导致打气筒发热。
(2)小王使用拆除底座的打气筒:活塞往复运动时,没有压缩气体,只存在活塞与筒壁的摩擦。实验数据:a、b 两处温度均为 30.5℃,温度升高且上下温度相同。结论:活塞与筒壁的摩擦会使打气筒发热,且摩擦生热对打气筒上部、下部的升温效果基本相同。
(3)题目中明确:“重复了3次操作,将处理后的实验数据填写在表中”。物理实验中,多次实验后对数据的常规处理方法为:多次实验,取平均值,减小实验误差,使实验结果更准确。
(4)判断下部发热的主要原因对比两组实验:小王(仅摩擦):a、b 温度相同,说明单纯摩擦不会让下部温度显著更高;小敏(完整打气筒,压缩气体+摩擦):a处32.6℃,b处46.5℃,下部温度远高于上部。差异根源:小敏的实验中存在活塞压缩气体做功,且压缩主要发生在打气筒下部。因此:使打气筒下部发热的主要原因是压缩气体做功。
21.某同学在“探究不同物质吸热情况”的实验中,将相同体积的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中,用两个相同的酒精灯加热,每隔2min记录一次温度。
加热的时间/min
0
2
4
6
8
水的温度/℃
20
22
24
28
30
煤油的温度/℃
20
24
28
32
37
(1)根据题意,该实验设计有一处明显错误,请指出错误之处: 。
(2)实验中若让等质量的水和煤油升高相同的温度,吸收热量较多的物质是 。
(3)实验中若加热相同时间,水吸收的热量 (填“大于”“小于”或“等于”)煤油吸收的热量。
(4)该装置改装为比较燃料热值大小的实验,用质量相同的两种燃料完全燃烧来加热相同质量的水,燃料放出热量的多少可以通过 (填“加热时间”或“温度计升高的示数”)来进行比较。
【答案】(1)应控制水和煤油的质量相同而非体积
(2)水
(3)等于
(4)温度计升高的示数
【解析】
(1)由可知,要比较不同物质的吸热能力,应控制物体的质量相同而非体积相同。
(2)水的比热容更大,由可知,等质量的水和煤油在温度变化量相同时,水吸收的热量更多。
(3)加热相同的时间,相同热源放出的热量相同,可知水和煤油吸收的热量相同。
(4)温度计升高的示数越大,说明水吸收的热量更多,则燃料放出的热量更多,燃料的热值更大。
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