九年级上册内能专题练习(word版一、初三物理内能易错压轴题(难)1.(提出问题)水和空气哪种物质的导热性能好?(猜想与假设)小明进行了如下猜想:猜想一:水的导热性能好;猜想二:空气的导热性能好(设计与进行实验)小明用两个相同的牛奶瓶,都装入热牛奶,一个放在温度与室温相同的水中,另一个放在空气中,为了尽量减少其他因素的影响,他把两个瓶都用木块垫起来,放在同一个桌面上,如上图所示,实验时他每隔一定的时间记录一次甲、乙两温度计的示数,得到的数据如下表:(实验结论)(1)分析表中数据,可得出结论:_____(评估与交流)(2)对甲、乙两个瓶中的牛奶,除了要控制它们的初温相同外,还要控制它们的_____相同(3)热牛奶放在水中温度下降是通过_____方式来_____(选填“增加”或“减少”)内能(4)进一步分析表中甲的示数,小明又发现,在冷却过程中,牛奶冷却的快慢前后并不一致,是越来越___的(实验拓展)(5)如果有一天,你要喝一杯奶茶,下列两种冷却方法中,效果较好的是_____A.将滚烫的热茶冷却5分钟,然后加适量冷牛奶B.先将适量的冷牛奶加进滚烫的热茶中,然后冷却5min(6)物理学中我们用速度来表示物体运动的快慢,若小明用“冷却速度”来表示物体冷却快慢,则“冷却速度”可定义为:质量为1千克的物体,_____叫做冷却速度【答案】在水中冷却比在空气中冷却效果要好质量热传递减少慢A单位时间内降低的温度【解析】【详解】(1)分析可知,在相同时间内水中冷却速度更快,所以在水中比空气中冷却效果更好;(2)在研究空气和水的导热性时,应该保证其它条件相同,除了水的初温外还要保证水的质量相等;(3)由于水与牛奶瓶有温度差,所以要发生热传递,即牛奶温度下降是由于热量传递减少其内能;(4)这是由于随着牛奶温度下降,周围水的温度在升高,使牛奶冷却的速度变慢,因此牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响.所以当实验时间较长时,相同时间内牛奶降温的速度逐渐变慢,就是指冷却速率变慢.(5)根据(4)中的结论,物体冷却随时间推移是先快后慢,本质原因是温差逐渐缩小,奶茶热的时候温度下降得快,开始快后来越来越慢,开始先让它保持较高的温度,可以在五分钟内放出更多的热量,然后加入冷牛奶,利用热传递使其再次降温。
故选A;(6)根据题意可定义冷却速度为:质量为1千克的物体在单位时间内降低的温度。
2.小明家买了一台太阳能热水器,他发现真空管是太阳能热水器的核心部件,那热水器内水吸收热量的多少与什么因素有关呢?他把问题告诉物理小组的成员,大家一起做出了如下猜想:猜想一:热水器内水吸收的热量多少与环境温度有关;猜想二:热水器内水吸收的热量多少与光照强度有关;猜想三:热水器内水吸收的热量多少与真空管的材料有关。
(1)经查阅资料发现,真空管在内玻璃管的表面上涂有吸收涂层,用来吸收太阳辐射,其中太阳能属于________(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
经阳光照射,太阳能转化成内能,水从涂层吸收热量,水温升高,质量________,密度________(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”),热水向上运动。
(2)实验小组在两根完全相同的真空管内装入初温、质量________的水,分别面对太阳光放入光照强度相同但温度不同的环境中,经过相同时间后测量水温,发现水温几乎相等。
由此得出猜想一是______(选填正确或错误)的。
(3)小组成员联系实际,想到夏天如果没有阳光,热水器的水温就较低,而冬天如果有太阳,热水器内水温就很热,于是他们得出结论:热水器内水吸收热量的多少与光照强度________(选填“无关”或“有关”)。
(4)在探究猜想三的实验中,该小组找到了三根外形相同但材料不同的真空管,给管内灌满水,面对阳光,每隔相同的时间检测罐内水的温度,得到的实验数据如下表所示,为了更好地利用太阳能,你建议他家应选择________制成的热水器。
【答案】可再生不变变小相同错误有关紫金管【解析】【分析】【详解】(1)[1]再生能源是不需人为参与,可以循环再生的能源,如太阳能、水能、风能、潮汐能、地热能等。
[2][3]水从涂层吸收热量,水温升高,水的多少没有变化,所以睡得质量不变,但由于水吸收热量,水的体积会增大,所以水的密度会变小。
(2)[4]实验要探究热水器内水吸收的热量多少与光照强度、环境温度、真空管的材料等因素的关系,要控制真空管内水的初温、质量相同。
[5]其它条件相同,而环境温度不同时,经过相同时间后水温几乎相等,说明热水器内水吸收的热量多少与环境温度无关。
说明“猜想一”是错误的。
(3)[6]夏天如果没有阳光,热水器的水温就较低,而冬天如果有太阳,热水器内水温就很热,说明热水器内水吸收热量的多少与光照强度有关。
(3)[7]通过实验数据可知,在日照时间相同时,紫金管温度变化量大,所以应选择紫金管制成的热水器。
3.为研究不同物质的吸热能力,某同学用两个完全相同的酒精灯,分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热,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随时间变化的图像,如图所示.(1)根据图像,某同学认为:“加热相同的时间时,甲升高的温度高一些,这说明甲吸收的热量多一些.”这位同学的判断是否正确?________请说明理由:______________________________;(2)要使甲、乙升高相同的温度,应给__________加热更长的时间;(3)如果已知甲的比热容是1.8×103J/(kg·℃),则乙的比热容是_________J/(kg·℃)。
【答案】不正确因为完全相同的酒精灯,加热相同的时间,放出的热量相等,甲、乙液体吸收的热量相等乙 2.4×103【解析】【分析】【详解】(1)[1][2]升高的温度大,不代表吸收的热量多,吸收热量的多少是一样的,因为是用两个完全相同的酒精灯加热相同的时间,酒精灯放出的热量是相等,甲和乙吸收的热量也是相等的;(2)[3]由图可知,甲和乙升高相同的温度,如都温度升到40℃,甲需要的时间是3min ,乙需要的时间是4min ,乙需要更长的加热时间,这说明乙的吸热能力强一些;(3)[4]根据t=cmQ ∆可知,在质量和吸收热量一定时,温度的变化值和比热容成反比, 我们可以取相同的加热时间4min ,用相同的酒精灯加热4min ,甲和乙吸收的热量就是相同的,甲的温度变化值为50℃-10℃=40℃,乙的温度变化值为40℃-10℃=30℃,乙的比热容()()3340 1.810J /kg 2.410J /kg 30c =⨯⨯=⨯乙℃℃℃℃。
4.小军利用如图所示装置和器材,探究不同物质的吸热能力。
时间(min )0 1 3 4 5 6 7 8 9 温度(℃) 90 92 94 96 97 98 98 98 98(1)小军设计的电路中的R 甲、R 乙的阻值大小必须满足的条件是______;(2)只闭合开关S 2,他首先观察了水的加热过程,测得数据如上表。
分析数据可知,该地区气压______(选填“高于”或“低于”)标准大气压;(3)接着断开S 2,待水冷却后,继续探究物质的吸热能力。
小军控制水和煤油的质量、初温都相同,他应首先闭合开关______,再闭合另外一个开关,同时控制加热过程中水的末温度应低于______℃。
实验表明:水的末温比煤油______,水的吸热能力比煤油强。
【答案】R 甲=R 乙 低于 S 1 98 低【解析】【分析】【详解】(1)[1]探究不同物质的吸热能力时,应选用相同的热源,由图示电路图可知,两电阻并联,它们的电压相等,要使电阻在相等时间内产生的热量相等,应控制两电阻的阻值相等,即R甲=R乙。
(2)[2]由表中实验数据可知,在水沸腾后,水不断吸收热量,但温度保持98℃不变,所以水的沸点是98℃,说明该地区气压低于标准大气压。
(3)[3]要探究水与油的吸热能力,应控制水与煤油的质量、初温相等,还要控制水与煤油在相同时间内吸收的热量相等,所以应控制两个电阻丝同时开始加热,则由图可知应先闭合支路开关S1,然后再闭合干路开关S2。
[4]实验过程中水不能沸腾,所以应控制加热过程中水的末温度应低于98℃。
[5]实验表明:水的末温比油低,水的吸热能力比煤油强。
5.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。
6.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123456PA的长L/m0.10.150.20.350.430.5木块在P点的速度平方()221/-⋅v m s0.20.30.40.70.9 1.0①根据表中数据,在图乙中作出L与v2的图像。