物理九年级上册 内能单元测试与练习（word 解析版）
一、初三物理 内能 易错压轴题（难）
1．在做“观察水的沸腾”实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学用相同规格、酒精灯火焰大小一样的实验器材，如图A 装置进行实验。
（1）图B 中，温度计的示数为________℃；
（2）三组同学都根据自己的实验数据描绘了图象（如图C ），不计能量损耗，则三烧杯中的水的质量：m a ______m b ；m b ______m c 。由图象还可以判断水面上方的气压________一个标准大气压（以上三空均选填“＞”“＝”或“＜”）；
（3）水的比热容为4.2×103 J/（kg ·℃），质量为200 g 的水从30 ℃加热到80 ℃，水吸收的热量是________J 。
【答案】47 ＜ ＞ ＜ 42000
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在温度计上，10℃之间有10个小格，一个小格代表1℃，所以此温度计的分度值为1℃；“50”在“40”以上，说明温度高于0℃，为47℃。
(2)[2][3][4]由图2可以看出，a 、b 、c 的沸点相同，其中a 、b 初温相同，加热到沸腾所用的时间不同，则两条图线描绘的是“初温相同质量不同的水”的加热情况；初温相同，b 的加热时间比a 的长，故b 的质量大与a 的质量；a 、c 的温度随时间变化的图象是平行的，在相同时间内升高的温度相同，故a 的质量等于c 的质量，所以可得
a c
b m m m =<
由图象还可以得出，此时水的沸点是98℃，由液体的沸点跟气压的关系可知，此时水面上方的气压小于一个标准大气压。
(3)[5]水吸收的热量为
()34.210J/(kg C)0.2kg 80C-30C =42000J Q c m t =?=???????
2．小明用相同的电加热器分别给水和食用油加热（如图甲），以探究水和食用油的吸热能力。
(1)本实验除了图甲中所给的实验器材外，还需要的测量工具有天平和______；
(2)加热5min，水吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
(3)比较不同物质的吸热能力，通常有两种方案
方案一：取相同质量的两种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化
方案二：取相同质量的两种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量
下表是小明记录的部分实验数据
液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min 水10689820
食用油10689810
①分析表中信息可知小明采用的是______（选填“方案一”或“方案二”）；
②分析表中数据，可得出的结论______；
(4)小明根据实验数据作出了水和食用油的温度随加热时间变化的图像（如图乙），由图像可知，水沸腾时的特点是______，食用油的比热容是______J/（kg?℃）。[c水=4.2×103J/（kg?℃）]
【答案】秒表等于方案二水的吸热能力强吸热，温度不变 2.1×103
【解析】
【分析】
(1)(2)物体吸收热量本领的大小，不仅与物体升高的温度多少有关，还与质量的大小有关，因此要保证两者质量相等，而物体吸收热量的多少通过加热时间的长短来体现，由此可以确定需要的测量工具。
(3)根据比较吸热能力的两种方法，由表中数据分析回答。
(4)加热时水保持不变的温度为沸点，根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知水的沸点；由图可知，加热10min 温度升高30℃水和食用油所用时间，根据转换法结
合=
c Q m t
?在质量和升高温度相同的情况下，比热容c 与Q 成正比，据此求出食用油的比热容。
【详解】 (1)[1]实验中吸收热量的多少是由加热时间来反应的，所以还需用秒表记录时间。
(2)[2]加热相同的时间，酒精灯放出的热量相同，则水吸收的热量等于食用油吸收的热量。
(3)①[3]分析表中信息，质量相同，比较升高相同的温度所用加热时间，故小明采用的是方案二。
②[4]分析表中数据知，取相同质量的两种物质，升高相同的温度，水吸收的热量多，即水的吸热能力强。
(4)[5]根据如图乙水和食用油的温度随加热时间变化的图像可知，水的沸点是98℃，且继续加热但是温度保持不变，故水沸腾时的特点是吸热但温度保持不变。
[6]质量和初始温度均相同的两种液体，加热10min ，温度升高：98℃﹣68℃=30℃，水用20min ，食用油用时10min ，根据转换法，升高相同的温度，食用油吸收热量是水的一半，根据=
c Q m t
?，在质量和升高温度相同的情况下，比热容c 与Q 成正比，故食用油的比热容是 3311== 4.210J /kg )C =2.110J /k ()g C 2
(2c c ?????油水 【点睛】
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法和
=c Q m t
?的运用，为热学中的重要实验。
3．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．
（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．
（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是
___________
A ．安全
B ．省油
C ．减小行驶时的阻力
D ．增大爬坡的牵引力
（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：
速度
()1v /km h - 40 60 80 100 120 制动距离s /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是
_____________m ．
（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为
2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7
4.610J /kg ?，密度为330.810/kg m ?）．
（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ?，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ．
【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88
【解析】
解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，
即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P ＝W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P v
可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有
2240km /h 80km /h 8s
（）（）＝，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10?3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10?3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发
动机的效率：η＝881.08103.31210W J Q J
??＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：
v ＝86480P W F N
机械
＝＝10.8m/s ＝38.88km/h.
4．同学们在进行比较水和沙子的吸热能力的探究实验．
（1）实验中需要测量水的质量．
①小范将天平放在水平台上，将游码归零，发现指针指在分度盘中线的左侧．要使横梁平衡，应该向_____调节平衡螺母（填“左”或“右”）．
②如图甲，测得烧杯和水的总质量m ＝_____g ．
（2）小范测得水的初温是30℃，加热一段时间后，温度计示数如图乙，则水温升高了_____℃．
（3）实验中，加热与水等质量的沙子，使其与水吸收相同的热量，发现沙子比水升高的温度高．它得出的实验结论是_____．
【答案】右 71 16 水的吸热能力比沙子吸热能力强
【解析】
（1）①小范将天平放在水平台上，将游码归零，发现指针指在分度盘中线的左侧．要使横梁平衡，应该向右调节平衡螺母．
②如图甲，测得烧杯和水的总质量m =50g+20+1g=71g ．
（2）小范测得水的初温是30℃，加热一段时间后，温度计示数如图乙，温度计分度值为1℃，示数为46℃，则水温升高了46℃-30℃=16℃．．
（3）实验中，加热与水等质量的沙子，使其与水吸收相同的热量，发现沙子比水升高的温度高．它得出的实验结论是水的吸热能力比沙子吸热能力强．
故答案为（1）①右；②71；
（2）16；
（3）水的吸热能力比沙子吸热能力强．
5．为了“比较水和煤油吸热升温特点”，小明和小华所在的两探究小组都做了如图甲所示的实验：
（1）水和煤油吸热的多少是通过________________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）。
（2）设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，你认为其中多余的是（________）
A ．采用完全相同的加热方式
B ．酒精灯里所加酒精量相同
C ．取相同质量的水和煤油
D ．盛放水和煤油的容器相同
（3）两小组获得的实验结论分别是：
①等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短；
②等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油的温度上升得多。你认为能支持本次探究实验的结论是上述_______（选填“①”、“②”或“①和②”）
（4）小华组分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度
（T ）随时间（t ）变化的图象（如图乙所示）已知水的比热容是()3
4.210J/kg ??℃，则煤油的比热容是________()J/kg ?℃。
【答案】加热时间 B ①和② 2.1310?
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由于是相同的酒精灯加热，即煤油和水在相同的时间内吸收的热量相等，所以可以利用加热时间的长短来反映物体吸收热量的多少。
(2)[2]用控制变量法进行探究，因为引起温度变化的因素是吸热的多少、物质的质量、加热时间和方式，与酒精的多少无关，故选B 。
(3)[3]“等质量的煤油和水升高相同的温度，加热煤油的时间短”，说明水的吸热能力比煤
油强。“等质量的煤油和水加热相同的时间，煤油温度上升得多”，同样说明了水的吸热能力比煤油强。因为均说明“煤油吸热升温或放热降温都比水快”，故①和②均能支持本次探究实验的结论。
(4)[4]由图知，相同质量的水和煤油都加热4min，即吸收相同的热量时，煤油升高温度4℃，水升高温度2℃，则煤油升高温度是水升高温度的2倍。根据Q吸＝cm?t可知，在吸收热量和质量相同时，物质的比热容与升高的温度成反比，所以煤油的比热容为水的比
热容的1
2
，因为水的比热容是()
3
4.210J/kg
??℃，故煤油的比热容为2.1×103J/( kg·℃)。
6．小明使用了如图甲所示的装置探究“比较不同物质吸热的情况”。
（1）在设计实验方案时，你认为下列做法中不必要的是______
A．用相同的电加热器加热 B．控制两种液体的质量相同
C．控制温度计的深度相同 D．用相同的容器盛装两种液体
（2）小明选择合适器材，正确操作， A液体加热5min，B液体加热10min，温度都升高了10℃时，则______液体吸收热量多，______液体的吸热能力强。
（3）停止加热后，绘制出两种液体温度随时间变化的图象如图乙所示，则A液体的温度变化图象是______（选填“①”或“②”）。
【答案】C B B②
【解析】
【详解】
(1)[1]本实验采用控制变量法进行实验，由于实验的目的是比较不同物质吸热的情况，所以要求除了液体种类不同其他条件都相同，即用相同的电加热器、质量相同的不同液体、用相同的容器盛和相同的温度计，但由于液体的内部温度与液体的深度没有关系，所以不要求温度计插入液体的深度相同，故选C；
(2)[2][3] 用相同的电加热器加热，A液体加热5min，B液体加热10min，可见B液体吸收热量多，它们升高相同的温度，因此B液体的吸热能力强；
(3)[4]根据相同质量的不同物质放出相同的热量，比热容大的温度变化比较小和B的比热容大于A的，可以知道停止加热后，A的温度下降比较快，所以图像②是A液体的温度变化图象。
7．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。
8．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?℃）．
9．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在烧杯中，并测出沙子和水的初温。然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔l min记录一次温度。
实验记录如下表
加热时间/min01234
温度/℃沙
子
2025293438水2021222324
（1）实验中，加热时间实质上反应了__________。
（2）根据实验数据，在如图中画出沙子和水的温度随时间变化的图象。（______）
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等的热量，升温较快的是______；若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多。通过大量类似实验，人们发现了物质的又一种物理属性，物理学将这种属性叫做__________。
（4）该实验用到的研究方法是__________。
【答案】物质吸收热量的多少见解析所示沙子水比热容转换法
【解析】
【详解】
（1）实验中，加热时间实质上反映了水和沙子吸收热量的多少，加热时间越长，说明吸收热量越多．
（2）根据实验数据，在图2中画出沙子和水的温度随时间变化的图象，如图所示：
。
（3）分析图象可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是沙子；若使两者升高相同的温度，水加热时间较长，说明吸收的热量较多，由上可知，水吸热能力较强，物理学将这种属性叫做比热容；
（4）由（1）可知，实验用加热时间反应吸收热量的多少，用的是转换法。
10．为了探究“不同物质吸热能力与哪些因素有关”，小明找来了煤油、水、温度计、两根电阻丝、秒表、电源、开关、导线和两个完全相同的烧瓶．
（1）以上实验器材中还缺少的器材是________
（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，那么两根电阻丝的电阻1R ____2R （选填 “>”、“=”或“<”）．
（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做________法． （4）下表是小明的实验记录
根据实验数据，小明得出了结论：同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与________有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比”的结论．这个结论是否合理?答：________（选填“是”或“否”）
【答案】滑动变阻器 = 转换法 物质的质量 是
【解析】
【分析】
【详解】
（1）以上实验器材中还缺少的器材是滑动变阻器；
（2）图是这个实验装置的简图．其中，两根电阻丝串联后，给水和煤油加热，需要控制电阻丝的电阻和加热时间，那么两根电阻丝的电阻相等；
（3）这个实验中，用加热时间反映吸收热量的多少，这种科学研究方法叫做转换法；
（4）根据实验数据1和2可以看出，同种物质，升高相同的温度，吸收的热量与物质的质量有关．根据实验数据，小明还得出“相同质量的同种物质，吸收的热量与升高的温度成正比”的结论．由1212
Q Q t t =，代入3和4 的数据，可知，这个结论是合理的．