2024年度教科版九年级物理上册课堂作业设计
第一章 分子动理论与内能
素养综合检测
(满分100分,限时45分钟)
一、选择题(每小题5分,共35分)
1. (2022江苏连云港中考)下列现象能说明分子在做不停的无规则运动的是 ( )
A.秋天树叶纷纷落下
B.沸腾时水中气泡的运动
C.端午节闻到煮粽子的香味
D.扫地时看见灰尘在空中飞舞
2.(2021四川成都武侯期末)如图是用相同的加热装置对质量相等的a、b、c三种物质加热时它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是 ( )
A.a、b是同种物质
B.t1~t2时间内物质a的温度不变,内能不变
C.0~t2时间内,c物质的比热容大于b物质的比热容
D.温度从T1升至T2时,a吸收的热量比b多
3.(2021湖南益阳中考)如图所示,荷叶上的水珠如颗颗珍珠一般,摇一摇荷叶,水珠会很快滑落,荷叶上竟然滴水不沾。关于荷叶上水珠的一些说法,正确的是 ( )
A.当水珠静止不动时,水珠中的水分子也静止不动
B.很小的水珠就是一个水分子
C.荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间只有斥力没有引力
D.两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,说明分子之间存在引力
4. (2022天津河西期中)2020年12月17日凌晨,嫦娥五号返回器携带月球样品成功着陆,工作人员为了给返回器保暖,在返回器周围贴满“暖宝宝”,如图所示。关于用“暖宝宝”发热保暖,其改变内能的方式主要是 ( )
A.做功 B.热传递 C.做功和热传递 D.无法判断
5.(2023四川遂宁太和中学期中)把质量和初温都相同的铁球、铝球和铜球同时浸没在一直沸腾着的水中,一段时间后三个球(c铝>c铁>c铜) ( )
A.吸收的热量相同 B.升高的温度相同
C.增大的内能相同 D.以上说法都不对
6. (2022山东德州九中月考)用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体加热(不计热量损失),如图是A和B的温度随加热时间变化的图像,下列说法正确的是 ( )
A.A的比热容与B的比热容之比为2∶1
B.A的比热容与B的比热容之比为2∶3
C.都加热t分钟,B吸收热量比A吸收热量多
D.A和B升高相同的温度,B吸收热量较多
7.(2021山东泰安中考)利用一燃气热水器对10 kg、20 ℃的水进行加热时,完全燃烧了0.105 m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4×107 J/m3,该热水器烧水的效率是50%。下列说法中 ( )
①煤气完全燃烧放出的热量是4.41×103 J
②水吸收的热量是2.1×106 J
③水温升高了50 ℃
④加热过程中水的内能保持不变
A.只有①④正确 B.只有②③正确
C.只有①②正确 D.只有②③④正确
二、填空题(每空2分,共24分)
8.如图,在我国北方寒冷的冬天,室内的“暖气”为我们带来温暖,暖气用水作为介质,是因为水的 大;用暖气取暖利用了 方式改变了人体内能。
9.(2023山东东明期中)甲、乙两只相同的杯子放置在水平桌面上,分别盛有质量相等、温度不同的纯净水,其中一杯装有常温下的水,另一杯装有70 ℃的热水,同时向两只杯子中分别滴入一滴黑色墨水,过一会儿观察到如图所示的现象,由现象可以判断 杯装的是热水,整杯水变黑属于 现象,甲、乙现象不同说明 。
10.(2021河北中考)小明用相同的酒精灯给质量相等的甲、乙两种物质加热。根据测量数据描绘温度 时间图像如图所示,由图可知,甲物质比热容 (选填“>”“<”或“=”)乙物质比热容。用酒精灯给物质加热,物质内能增大、温度升高,这是通过 方式实现的,实验完成后,酒精灯中剩余酒精的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。
11.(2022江西南昌十九中月考)某同学用一种加热器对质量为500 g的冰持续加热,使其熔化直至沸腾,记录并绘制出温度 时间的部分图像如图所示(相邻时间间隔相同),根据图像可以看出AB段的比热容
(选填“大于”“等于”或“小于”)CD段的比热容,BC段所吸收的热量为 J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
12.(2020四川自贡中考)用煤气灶把2 kg、初温为20 ℃的水加热到70 ℃,消耗了20 g煤气。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),煤气的热值为4.0×107 J/kg,则水吸收的热量为 J,煤气灶烧水的效率为 。
三、实验探究题(每空3分,共27分)
13.(2021河北张家口宣化期中)小明在学习扩散现象时,做了如图所示实验:
(1)如图甲所示,是演示气体扩散现象的装置,其中一瓶装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体, 另一瓶装有空气。为了有力地证明气体发生扩散,装二氧化氮气体的应是 ( 选填“A”或“B”)瓶。
(2)如图乙所示,在盛有冷水和热水的两烧杯中分别滴入一滴墨水,可以看到:墨水在热水中扩散快。这说明
。14. (2023江西南昌大学附中期中)在探究“不同物质吸热能力”的实验中,实验装置如图(a)、(b)所示。
(c)
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
(1)实验中应取 (选填“质量”或“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 (选填“相同”或“不同”)的电加热器加热。实验中通过 (选填“升高的温度”或“加热时间”)来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少,这在物理学上是典型的 法;
(2)实验数据如表所示, (选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强。如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体作为冷却剂,你认为 (选填“甲”或“乙”)液体较为合理;
(3)图(c)中①是乙加热时温度随时间变化的图线,如果将初温相同的乙液体质量增加到原来的2倍,不考虑热损失,用相同的加热器加热,再绘制出一条温度随时间变化的图线,则为图中的 (选填“①”“②”或“③”)。
四、计算题(共14分)
15.(2023山东济南槐荫期中)烧水壶中水的质量为2.5 kg,在酒精炉上从20 ℃加热至沸腾(1标准大气压下),共燃烧酒精70 g,已知:q=3×107 J/kg。通过计算回答在这一过程中:
(1)水一共吸收了多少焦耳的热量
(2)这些酒精完全燃烧共放出多少焦耳的热量
(3)酒精炉烧水的效率是多少
答案全解全析
1.C 秋天树叶纷纷落下,沸腾时水中气泡的运动,扫地时看见灰尘在空中飞舞,均属于物体的机械运动;端午节闻到煮粽子的香味,属于扩散现象,表明分子在不停地做无规则的运动,故C正确。
2.C 由图可知,该图像是液体的温度随时间的变化图像,a、b质量相等,二者沸点相同,但是达到沸点的时间不同,b达到沸点的时间更久,说明升高相同温度,b吸收的热量更多,则a、b的比热容不同,是不同物质,故A错误;t1~t2时间内,a的温度不变,但是a需要不断吸收热量,故内能是增大的,故B错误;0~t2时间内,加热的时间相同,b和c吸收的热量相同,初温相同,但是b的温度变化比c的明显,则b的比热容小于c的比热容,故C正确;用相同的加热装置对物质进行加热,则物质吸热的多少是通过加热时间来反映的;由图可知,温度从T1升至T2时,a的加热时间比b短,说明a吸收的热量比b少,故D错误。
3.D 当水珠静止不动时,水珠中的水分子在做无规则运动,A错误;很小的水珠是由大量的水分子组成的,B错误;荷叶不沾水,是因为水珠与荷叶的分子之间距离较大,分子间的作用力很小,可以忽略不计,C错误;两滴水珠相遇时能形成一个较大的水珠,是因为分子之间存在引力,D正确。
4.B “暖宝宝”发热温度升高,将热量转移给温度相对较低的嫦娥五号返回器,这个过程属于热传递,故选B。
5.B 铁球、铝球和铜球同时浸没在沸腾的水中,末温相等,等于沸水的温度;因为c铝>c铁>c铜,m铝=m铁=m铜,Δt相同,由吸热公式Q吸=cmΔt可知Q铝>Q铁>Q铜,所以三球吸收的热量、增大的内能不相同,B正确。
6.A 由图可知,在加热时间为t时,两种液体吸收的热量相同,A的温度变化ΔtA=20 ℃,B的温度变化ΔtB=40 ℃,A、B的质量相同,由Q吸=cmΔt得cA∶cB=ΔtB∶ΔtA=2∶1,故A正确,B、C错;由图可知,A、B升高相同温度时,A需要的时间长,吸收的热量多,故D错。故选A。
7.B 煤气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.105 m3×4×107 J/m3=4.2×106 J,故①错误;
由η=得水吸收的热量Q吸=Q放×50%=4.2×106 J×50%=2.1×106 J,故②正确;
由Q吸=cmΔt得水的温度升高Δt==50 ℃,故③正确;
在加热过程中,水吸收热量,温度升高,内能增加,故④错误。所以只有②③正确。故选B。
8.比热容 热传递
解析 北方室内的“暖气”用水作为介质,是因为水的比热容较大,质量相同的水和其他物质降低相同的温度,水可以放出更多的热量。用暖气取暖,是利用了热传递的方式改变了人体内能。
9.乙 扩散 温度越高,分子的无规则运动越剧烈
解析 扩散现象说明了分子在不停地做无规则运动;分子无规则运动的速度与温度有关,且温度越高,分子的热运动越剧烈;同时将两滴黑墨水同时滴入温度不同的热水和冷水中,看到盛有热水的杯中先整杯水都变成黑色,就是由于温度高的热水分子运动得剧烈,所以乙杯装的是热水。
10.< 热传递 不变
解析 质量相等的甲、乙两种物质,加热相同时间,吸收的热量相同,从图中可知,甲的温度升高得较高,那么甲的比热容较小,即甲物质比热容小于乙物质比热容。改变物质内能有做功和热传递两种方式,用酒精灯给物质加热时,物质温度升高,内能增大,这是通过热传递的方式实现的。热值是燃料本身的特性,不会随燃料质量的变化而变化,故剩余酒精的热值不变。
11.小于 8.4×104
解析 在整个过程中冰与水的质量相等,用相同的加热器加热,相同时间内,吸收热量相同,AB段升温20 ℃,CD段升温10 ℃,由c=可知,CD段比热容大于AB段比热容,在CD段吸收的热量QCD=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×(10 ℃-0 ℃)=2.1×104 J,BC段的加热时间为CD段的4倍,故吸收热量也为其4倍,即QBC=4QCD=4×2.1×104 J=8.4×104 J。
12. 4.2×105 52.5%
解析 水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×105 J;20 g煤气完全燃烧放出的热量Q放=m煤气q=20×10-3 kg×4.0×107 J/kg=8×105 J,所以煤气灶烧水的效率η==52.5%。
13.(1)B (2)温度越高,分子的无规则运动越剧烈
解析 (1)二氧化氮气体的密度大于空气的密度,如果把二氧化氮气体放到上方瓶子中的话,由于自身密度大,撤去玻璃板后,二氧化氮气体会在重力作用下沉到下方的瓶子中去,不能说明分子在不停地做无规则运动,因此要把装有空气的瓶子放到上方,把装有二氧化氮气体的瓶子放在下方。
(2)在冷水和热水中分别滴入一滴墨水,会看到热水中的墨水扩散得快,这表明分子的无规则运动与温度有关,温度越高,分子的无规则运动越剧烈。
14.(1)质量 相同 加热时间 转换 (2)甲 甲 (3)③
解析 (1)不同物质在相同时间内吸收的热量相同,所以应取质量相同的甲、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,确保它们在相同时间内吸收的热量相同。加热时间越长,物质吸收的热量越多,所以通过加热时间来比较甲、乙两种液体吸收热量的多少,属于转换法。
(2)由表中数据可知,加热相同的时间,甲液体温度升高了16 ℃,乙液体温度升高了32 ℃,乙液体温度升高的比甲液体多,说明甲液体吸热能力强,乙液体吸热能力弱,故甲液体作为冷却剂较为合理。
(3)如果将乙液体质量增加到原来的2倍,由Q吸=cmΔt可知,增加质量后的乙液体升高的温度是质量增加前升高温度的一半,即增加质量后的乙液体升高的温度比质量增加前升高的温度低,故为图中的第③条。
15.解析 (1)1个标准大气压下水的沸点为100 ℃,水一共吸收的热量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×(100 ℃-20 ℃)=8.4×105 J;
(2)酒精的质量m酒精=70 g=0.07 kg,
酒精完全燃烧放热
Q放 =m酒精q=0.07 kg×3×107 J/kg=2.1×106 J;
(3)酒精炉烧水的效率η==40%
