人教版九年级上册物理 内能专题练习(解析版)

人教版九年级上册物理内能专题练习（解析版）

一、初三物理内能易错压轴题（难）

1．如图所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验装置，小华将初温和质量相等的色拉油和水分别装在相同的烧杯中，用酒精灯加热并不断搅拌，每隔0.5min测量一次温度，数据记录在下表中。

(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水______相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水______。

(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有______吸收热量，为尽量减小这种影响，写出一种改进方法：______。

(3)根据上表实验数据，在图中画出水的温度随时间变化的图像分析图像可知，当色拉油和水升高相同温度时，______需要的时间短，______需要吸收的热量更多。

【答案】吸收的热量均匀受热容器提高容器的初温色拉油水

【解析】

【详解】

(l)选用相同的酒精灯，是为了使单位时间内色拉油和水吸收的热量相同，不断搅拌的目的是使色拉油和水均匀受热。

(2)图中已经画出色拉油温度随时间变化的图像，开始部分并不是直线，导致此现象的原因是除色拉油外还有容器吸收热量，即开始时先要将容器本身升温，然后热量才能传递给液体；

为尽量减小这种影响，可以提高容器的初温。

(3)由于水的比热容大，而色拉油的比热容小，所以当色拉油和水升高相同温度时，根据

知，色拉油吸收的热量少，即色拉油需要的时间短，而水需要吸收的热量更多。【点睛】

重点是研究吸热能力的实验，注意实验中控制变量法的应用，另外要理解，相同的酒精灯可以保证在相同时间内两液体吸收的热量相等。另外牢记水的比热容大的特点。

2．班级各小组同学利用如图所示的实验装置探究“冰熔化时温度的变化规律”：

(1)石棉网的作用是__________；

(2)记录的实验数据如下表：

时间t/min024********温度t/°C-10-50000 2.55

状态固态固液共存态液态

根据表格中数据，在方格纸上画出温度与时间的关系图像；

（_______）

(3)分析图像，可以得出的探究结论是：________________；

(4)实验中，0~4min冰温度升高10℃，10~14min水温度升高5℃，在两个时段加热时间相同，但物质的温度变化不同的原因可能是：_______________；

(5)某小组做实验时发现冰熔化时间太短，为了增长时间，以下做法可行的是_____（至少一个选项正确）

A．降低冰的初始温度 B．增加冰的质量

C．直接将试管放入常温的水中做实验 D．用底面积更大的小烧杯代替试管做实验

【答案】使烧杯底部受热均匀冰熔化时继续

吸热，但温度不变水在固态和液态时比热容不同 BC

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]烧杯从石棉网上吸收热量，受热更加均匀。

(2)[2]描点法画出图像，如下图所示：

(3)[3]由图像可以看出，冰熔化过程中虽然吸收热量，但温度一直不变。

(4)[4]固态时升温较快，液态时升温较慢，这是由于水在液态时的比热容比固态时大。

(5)[5]A．降低冰的温度，冰升温变慢，但熔化时间并不变，故A不符合题意；

B．增加冰的质量，升温变慢，熔化时的时间也变长，故B符合题意；

C．将试管放入常温的水中做实验，从水里吸收热量，由于水温较低，所以冰熔化时间变长，故C符合题意；

D．底面积更大的小烧杯，吸热面积变大，所以熔化时间变短，故D不符合题意。

故选BC。

3．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 ==??=

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7116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．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；

（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______

A．食用油和水的质量相等 B．两套装置中的烧杯相同

C．两酒精灯的火焰大小相同 D．两酒精灯内酒精的质量相等

（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _____（水/食用油）吸热能力较强．

（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．

【答案】B D水水水等于食用油水

【解析】

(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．

6．学校物理兴趣小组的同学在研究“探究水和沙石的吸热能力”时，选用了完全相同的加热装置分别给沙子和水加热，如图甲是同学们的实验装置图。

(1)本实验所需测量仪器有____；应控制的物理量有____；

(2)实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是________；通过对比____来比较两种物质吸热的多少；

(3)他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。若水的比热容是

()34.210J/kg ??℃，水和沙子的质量均为200g 。根据图像信息：求加热满2min 时，水吸收了热量为_____；沙子的比热容为______。

【答案】秒表、天平 水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同 温度计的示数上升 加热时间的长短 44.210J ? ()3

0.9110J/kg ??℃ 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]本实验所需测量仪器有秒表、天平，分别测量时间和质量。

[2]根据()0-Q cm t t =，应控制的物理量有水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同。

(2)[3]当温度计的示数上升时，能说明被加热的物体内能增加了。

[4]加热时间越长，物质吸热越多，所以可通过对比加热时间的长短来比较两种物质吸热的多少。

(3)[5][6]由于水的比热容较大，根据Q cm Δt =可知，在质量相同、吸收热量相同时，水升高的温度较小，那么b 图应该是水的温度随加热时间变化的图像；水的质量是200g ，2min 内温度的变化量是

70-2050t ?==℃℃℃

根据Q cm Δt =可知，加热满2min 时，水吸收的热量是

()344.210J/kg 0.2kg 50 4.210J Q c m t =?=????=?水水水℃℃

加热装置相同，加热时间相同，水吸收的热量大小等于沙子吸收的热量，即

44.210J Q Q ==?沙水

从a 图可以看到，加热满2min ，沙子的温度变化量是

'250-20230t ?==℃℃℃

根据Q cm Δt =可知，沙子的比热容是

()43' 4.210J 0.9110J/kg 0.2kg 230Q c m t ?==≈????沙沙沙℃℃

沙子的比热容约是()3

0.9110J/kg ??℃。

7．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·℃)。

8．为比较水、空气对牛奶的冷却效果，小明同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中（如图甲所示），一个放在空气中（如图乙所示），其他条件均相同，实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示：

（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？____________.

（2）根据表中数据，小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中；

（3）本次实验中，小明发现______的冷却效果更好；

（4）进一步分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越______，小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到________的影响．

【答案】牛奶质量相等牛奶的初温相等水慢温度

【解析】

（1）探究水和空气对牛奶的冷却效果时，需要控制牛奶的质量和初温相等；

（2）在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象；

（3）由图象可知，在相同的时间内，甲中水的牛奶温度变化快，降温效果好；

（4）由图象分析可知，在甲图象中，前段时间内牛奶的温度变化较快，后面的温度变化缓慢；牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响

9．在“比较不同物质吸热能力”的实验时，将甲、乙两种不同的液体分别装入两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据，并绘制出如图所示的图像。（不计热量损失）

(1)实验时，选用初温和___________均相等的甲、乙两种液体；

(2)加热10min，甲吸收的热量______（选填“大于”“小于”或“等于”）乙吸收的热量；

(3)乙液体的比热容是甲液体比热容的______倍；

(4)电加热器正常工作时_________能转化成内能。

【答案】质量等于 2 电

【解析】

【详解】

(1)[1]实验时，选用初温和质量均相等的甲、乙两种液体，而电加热器是相同的，两液体吸收的热量相同，这样可以通过比较升高的温度，从而得知物质的比热容大小；

(2)[2]由于用相同的电加热器同时加热，那么加热10min，甲吸收的热量等于乙吸收的热量；

=可知加热(3)[3]从图中可以看到，乙加热10min时，升高的温度是30℃，根据Q cmΔt

10min，甲乙两液体吸收的热量是

Q c m t

=?

甲甲

=?

Q c m t

乙乙

两式相除，可得到

1c t c t ?=

??甲甲乙乙

解得2c c =乙甲； (4)[4]电加热器正常工作时，会消耗电能，并且发热，这时会把电能转化为内能。

10．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。

（1）实验中应量取______（质量/体积）相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。使用规格_____（相同/不同）的电加热器加热。

（2）实验中，通过_______（升高的温度/加热时间）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。

（3）在两种液体都不沸腾的前提下，小明认为要把甲、乙两种液体加热到相同的温度然后进行比较；小芳认为要加热相同的时间然后进行比较。你认为方法可行的是_________（小明/小芳/都可行）。 加热时间/min 0 1 2 3 4 甲的温度/℃ 30 34 38 42 46 乙的温度/℃ 10 18 26 34 42 （4）分析上表数据得______（甲/乙）物质的吸热能力强，要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择_______（甲/乙）液体较为合理。

（5）小明认为实验过程是在一种理想状态下进行的，事实上实验过程中会有热量散到周围环境中。小明想知道热量散失的过程是热传递导致还是热传递和蒸发共同作用的结果，于是他将两相同的烧杯内倒入同等质量温度相同的热水。如果他想初步得到结果还需要怎么做？请你自己添加器材帮他设计一简单实验来探究结果____________。

【答案】质量 相同 加热时间 都可行 甲 甲 用硬纸板在其中一烧杯上加盖

【解析】

【详解】

(1)[1][2]在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热；

(2)[3]实验中，电加热器是相同的，相同时间内电加热器放出的热量相同，甲、乙两种液体吸收的热量也是相同的，所以通过加热时间来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少；

(3)[4]小明和小芳的方向都可行，因为比较甲、乙两种液体吸热的情况，可以加热到相同温度，比较加热时间的长短从而知道吸热能力的强弱；也可以通过加热相同的时间，观察温

度的变化量，从温度变化量的大小，知道吸热能力的强弱；

(4)[5]从表中可以看到，加热相同的时间，甲的温度变化量较小，那么质量相同，吸收的热量也相同，甲的吸热能力较强；

[6]要在甲乙两种液体中选择一种液体做冷却液，那么需要这种液体在升高相同温度时，吸收的热量较大，即吸热能力较强，由上述可知，甲液体较合适；

(5)[7]可以用硬纸板在其中一烧杯上加盖，假设热量散失的过程是热传递和蒸发共同作用的结果，那么两个烧杯热量散失的多少是不同的；假设热量散失的过程只是热传递导致的，那么两个烧杯热量散失的多少是相同的。