第13章 内能
一、单选题
1．下列说法中正确的是（ ）
A．温度高的物体，所含热量多
B．温度相等的1kg水和100g水内能相同
C．物体温度为0℃，内能为零
D．0℃的冰熔化成0℃的水时，内能增大
2．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（ ）
A．在0℃时，1kg水和1kg冰的内能一样多
B．铁丝内能增加一定是因为吸收了热量
C．喝冰镇饮料感觉凉，是饮料含有的热量少
D．热量可由内能少的物体转移到内能多的物体
3．小明从冰箱里取出一盒牛奶，放入左右的热水中加热。下列说法正确的是（ ）
A．热水冒出的“白气”，是水汽化形成的
B．热水将温度传递给牛奶，使牛奶的温度升高
C．随着牛奶温度升高，牛奶的内能保持不变
D．加热后牛奶香气四溢，是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈
4．下列现象能够说明分子在不停地做无规则运动的是
A．湖面上柳絮飘扬
B．花棚里香气扑鼻
C．空气中 PM2.5 超标形成雾霾
D．两个干净的铅块粘在一起
二、填空题
5．如图甲所示，把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中，两者的温度变化如图乙所示，在前5min内，内能不断增加的是 （选填“小球”或“沙子”），通过乙图可得两者比热容的大小关系是 （“小球的比热容大”、“沙子的热容大”或“无法比较”）。
6．如图所示，把活塞迅速压下去，观察到硝化棉燃烧，这是通过 的方式使管内空气的内能增加；炒菜时不断翻炒食物，食物变熟，主要是通过 改变了内能。
7．如图所示是海陆风形成的示意图。因为陆地的比热容较水的比热容 （选填“大”或“小”），白天，阳光下陆地升温较 （选填“快”或“慢”），热空气上升，空气从海面流向陆地，形成海陆风。
8．秋天，崇仁二中校园内的桂花开了，同学们走进校园就能闻到阵阵花香，是因为分子在 ；叶子上的两滴水珠接触后合成更大的一滴，这表明分子间存在 。
9．疫情防控不能放松。我们在使用酒精湿巾进行手部消毒的过程中，能闻到酒精的气味，这是 现象， 当固体被压缩时，分子间的距离变小，分子间的作用力表现为 。
10．在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙温度升高，这是用 方法使沙子内能增大，泡沫塑料的作用是 ，如果换成水做该实验，升温不明显是因为水的 大。
11．如图，将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开。这说明分子间存在相互作用的 (选填“引力”、“斥力”或“引力和斥力”)。
12．小明在燃气灶上煲汤，将质量为2kg、初始温度为20℃的汤，升高了80℃，汤吸收了 J的热量，这是通过 方式来改变汤的内能．[汤的比热容为4×103J/(kg ℃）]
13．如图所示，将一块干净的玻璃板吊在弹簧测力计下称量并读数，然后将玻璃板水平接触水面，稍稍向上用力拉弹簧测力计，则示数将 （选填“不变”“变大”或“变小”），此现象间接说明分子间存在 （选填“引力”或“斥力”）．
三、实验题
14．为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在2个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
（1）要完成该实验，除图甲所示器材外，还需要的测量工具是 、 ；
（2）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 ；
（3）分析下表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 （选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
质量/g 温度升高10℃ 所需要的时间/s 温度升高20℃ 所需要的时间/s 温度升高30℃ 所需要的时间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
（4）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， （选填“沙子”或“水”）升高的温度更高；
（5）实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与（3）结论不符，你认为可能的原因是： ；
（6）关于实验的变量控制，下列说法中不正确的是( )
A．酒精灯火焰的大小相同 B．火焰与烧杯底距离相等
C．烧杯分别装入等体积的水和沙子 D．使用相同的烧杯
15．在研究“不同物质的吸热本领”实验中：
（1）取 （选填“质量”或“体积”）和初温都相同的甲乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示；
（2）图B为某时刻的温度，其示数为 ℃；
（3）实验中可通过 反应物质吸收热量的多少（选填“加热时间”或“温度计示数”），这是科学探究中常见的方法为 法；
（4）分析图C可知，吸收相同热量， 液体升温更高； 液体更适合作汽车发动机的冷却液；（选填“甲”或“乙”）
（5）若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，则甲、乙液体的比热容之比为 。
16．如图所示，为了“探究不同物质的吸热能力与物质种类的关系”，小亮选用两个规格相同的烧杯，加入初温相同、 相同的水和食用油，选用两个规格相同的电加热器加热水和食用油，用两个相同的温度计测量水和食用油的温度，实验装置如甲图所示。除了图中所给实验器材外，还需要补充一个测量器材是 。如乙图所示是小亮根据实验数据绘制的水和食用油的温度随时间变化的图像。
（1）在实验中一般用控制 相同的方法，来保证水和食用油吸收的热量相同，电加热器放置在液体的 实验效果更合理（选填“液体底部”、“液体中部”或“液体上部”），通过比较它们 来比较水和食用油吸热能力的差异。
（2）根据图乙可以判断：在此实验中，如果要使水和食用油最后温度相同，就需要给 加热更长的时间，此过程中水吸收的热量 （选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。
17．在“探究水和食用油吸热能力”的实验中；
（1）如图所示，两烧杯中放入装有 （填“相同”或“不同”）质量的水和食用油；
（2）在实验中，小明选用了相同的电加热器。加热时间越长，物质吸收的热量越 ；
（3）小明通过实验发现在加热时间相同时，食用油的温度变化较大。根据这个现象可知：水和食用油相比较 的吸热能力强；
（4）停止加热后 （填“水”或“食用油”）温度下降得快。
18．比较不同物质吸热的情况
如图甲所示，用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热，记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图象。
（1）由图象可知，水和食用油升高相同的温度， 的加热时间更长，说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了 这个物理量；
（2）实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这种方法还在 实验中用到（写出一个即可）；
（3）实验中水的质量是400g，0-3min内它吸收的热量是 ；
（4）继续给水加热，水沸腾后温度计的示数如图乙所示，则它的沸点是 。取出电加热器后，水停止沸腾，说明水在沸腾的过程中需要 热量。
四、计算题
19．横河实验学校九年级物理兴趣小组的同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是200g的沙子和水加热。他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图象如图所示，已知酒精的热值是3.0×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg ℃）。加热时酒精灯平均每分钟消耗0.8g酒精，那么请问：
（1）图中a图和b图哪个是沙子吸热升温的图象？为什么？
（2）加热满2min 时，水吸收了多少热量？
（3）求出沙子的比热容。
20．在标准大气压下，一质量为2kg的金属块被加热到500℃，立即投入质量为1kg、温度为20℃的冷水中，不计热量损失，最终使水的温度升高到80℃[]。求
（1）水吸收的热量；
（2）金属块的比热容；
（3）取出金属块后，给80℃的水继续加热，水又吸收了的热量水温又升高了多少摄氏度。
参考答案：
1．D
【详解】A．热量是热传递过程中传递能量的多少，不能用含有表示，故A错误；
B．内能的大小与物体的质量、温度、状态有关，温度相等的1kg水和100g水的内能不同，故B错误；
C．任何物体都有内能，物体温度为0℃，内能不为零，故C错误；
D．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，内能增大，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】A．在相同温度下，水和冰的质量也相同，冰化成水需要吸收热量，所以1kg水比1kg冰内能大，故A错误；
B．铁丝内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故B错误；
C．热量是一个过程量，不能说含有热量，喝冰镇饮料感觉凉，是饮料含有的内能少，故 C错误；
D．内能少的物体温度可能高，故内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体，故D正确。
故选D。
3．D
【详解】A．热水冒出的“白气”，是水蒸气遇冷液化形成的，故A错误；
B．温度高的热水将热量传递给牛奶，使牛奶的内能增加，温度升高；热传递过程中传递的是热量，不是温度，故B错误；
C．温度低的牛奶吸收热量，随着牛奶温度升高，牛奶的内能增加，故C错误；
D．温度越高，分子运动越剧烈，加热后牛奶香气四溢，是因为牛奶分子的无规则运动更剧烈，扩散到空气中引起嗅觉，故D正确。
故选D。
4．B
【详解】AC．柳絮和雾霾都是宏观的物质，并非分子微粒，故 A、C不符合题意；
B．花棚里香气扑鼻，说明分子在不停做无规则运动，符合题意；
D．两个干净的铅块粘在一起说明分子间有引力，无法说明分子在不停做无规则运动，故 D不符合题意。
5． 沙子 无法比较
【详解】[1]把一个高温小球放入一小盒低温的沙子中，沙子吸收热量，小球放出热量，所以，内能增加的是沙子。
[2]根据可知，由于两物质的质量大小关系未知，所以，无法比较两物质的比热容。
6． 做功 热传递
【详解】[1]当把活塞迅速压下去时，活塞对空气做功，空气的温度升高，当达到硝化棉的燃烧点时，硝化棉就燃烧起来，因此硝化棉燃烧是通过做功的方式增加管内空气内能的。
[2]炒菜时不断翻炒食物，菜很快被炒熟，菜从锅中吸收热量温度升高，是通过热传递的方式使菜的内能增加的。
7． 小 快
【详解】[1][2]陆地（泥土、沙石）的比热容较海水的比热容小，白天，太阳照射下陆地和海水吸收相同的热量，海水温度升高得慢；陆地吸热后，温度上升较快，热空气上升，空气从海面流向陆地，形成海陆风。
8． 不停地做规则运动 引力
【详解】[1]桂花开了，微风吹过，飘来阵阵花香，是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动。
[2]分子间有引力，叶子上的两滴露珠接触后相吸引合成更大一滴。
9． 扩散 斥力
【详解】[1] 我们在使用酒精湿巾进行手部消毒的过程中，能闻到酒精味，说明酒精分子在不停地做无规则运动，这是扩散现象。
[2] 固体被压缩时，分子间的距离变小，分子间的距离减小时，分子间的引力和斥力都增大，斥力比引力增大快，分子间的作用力表现为斥力。
10． 做功 防止热量散失 比热容
【详解】[1][2]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子，细沙温度升高，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能，包裹一层泡沫塑料可以防止热量散失。
[3]如果换成水做该实验，水的比热容比较大，吸收相同的热量，升高的温度较低，升温不明显。
11．引力
【详解】将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧压在一起，两个铅柱就会结合起来，甚至下面吊一个重物都不能把它们拉开，这说明分子间存在引力。
12． 6.4×105 热传递
【详解】汤吸收的热量：Q吸＝cm△t＝4×103J/（kg ℃）×2kg×80℃＝6.4×105J；在燃气灶上煲汤时，汤吸收热量，内能增加、温度升高，是利用热传递来改变汤的内能．
13． 变大 引力
【分析】本题中的小实验体现了转化放大的思想，将分子间引力产生的作用转化为弹簧测力计的示数，便于进行观测
【详解】因为玻璃和水接触在一起，并且玻璃分子和水分子间的距离在引力作用的范围内，故水分子和玻璃分子之间存在相互作用的引力，故向上拉玻璃板时，弹簧测力计的读数将变大；
14． 天平 停表 吸收热量的多少 大于 沙子 水的导热性比沙子好 C
【详解】（1）[1][2]实验要控制水和沙子的质量相同，要用到天平；用加热时间的长短表示吸收热量的多少，要用到停表。
（2）[3]在此实验中，由于物质吸收的热量无法直接观察或测量，要利用转换法，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
（3）[4]分析实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间比沙子长，则水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
（4）[5]质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水加热的时间比沙子长，即沙子比水升温快，所以如果加热相同的时间，沙子升高的温度更高。
（5）[6]由于水的导热性比沙子好，所以刚开始加热时，水局部升温较快。
（6）[7]该实验采用控制变量法，加热时要控制酒精灯火焰大小相同、火焰与烧杯底距离相等、使用相同的烧杯装入等质量的水和沙子，由于水和沙子的密度不同，所以体积不同，故C不正确，符合题意，ABD正确，不符合题意。
故选C。
15． 质量 39 加热时间 转换 乙 甲 3∶2
【详解】（1）[1]在研究“不同物质的吸热本领”实验中，应选择相同质量的不同物质，通过两种物质吸收同样的热量，比较温度的变化来比较不同物质的吸热本领。
（2）[2]观察图B中的温度计发现，温度计的分度值为1℃，温度计示数为39℃。
（3）[3][4]实验中运用转换法，将物质吸收热量的多少转化为加热器加热时间的长短，物质被加热时间越长，物质吸收的热量越多。
（4）[5][6]观察图C发现，加热相同时间，即两种物质吸收热量相同时，乙液体升温更高，所以乙液体吸热能力弱，甲液体吸热能力强，故甲液体更适合作汽车发动机的冷却液。
（5）[7]甲、乙液体在图C所示的初温为20℃，分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为2∶1，即
即
解得
16． 质量 秒表 加热时间 液体底部 升高的温度 水 大于
【详解】[1]比较不同物质（水和食用油）的吸热能力时，根据控制变量法除要控制实验器材相同，初温相同外，还需要控制水和食用油的质量相同。
[2]实验中,需要测量加热时间，根据图中所给实验器材，还要补充秒表。
（1）[3]实验中,使用相同的装置加热，一般通过控制加热时间相同来保证水和食用油吸收热量的多少相同。
[4]电加热器给液体加热时，为使电加热器放出的热量全部被液体吸收，并使液体受热均匀，应将电加热器放到液体的底部。
[5]质量相同的水和食用油吸收相同的热量，比较吸热能力通过升高的温度来反映，温度升高得越高，则吸热能力越弱。
（2）[6] 根据图乙可知，加热相同时间，食用油比水的温度高，要使水和食用油最后温度相同，就要给水加热的时间更长。
[7]实验中加热装置相同，是通过加热时间来比较吸收热量多少的，给水加热时间长，则水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
17． 相同 多 水 食用油
【详解】（1）[1]比较不同物质吸热的情况，实验中用到控制变量法，控制水和食用油的质量相同，用相同的加热器加热，使液体升高相同的温度，比较加热时间，加热时间越长，吸收的热量越多，吸热能力越强；或加热相同的时间，比较升高的温度，升高的温度越多，吸热能力越弱。
（2）[2]实验中使用相同的加热器，相同的加热器在相同时间内放出的热量相等，通过比较加热时间来反应吸收热量的多少，加热时间越长，物质吸收的热量越多，这用到了转换法。
（3）[3]小明通过实验发现在加热时间相同时，即吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，食用油的温度变化较大，如果要使水升高到和食用油相同的温度，则要对水继续加热，说明水的吸热能力强。
（4）[4]食用油的吸热能力小于水的吸热能力，质量相同的食用油和水，放出相同热量，由可知，食用油降温快。
18． 水 比热容 探究压力作用效果与哪些因素有关 98℃ 吸收
【详解】（1）[1][2]由图象可知，水和食用油升高相同的温度，水需要的加热时间更长，说明它的吸热能力更强。为了表示不同物质的这种吸热能力的大小，物理学中引入了比热容这个物理量。
（2）[3]实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这种方法叫转换法，它还在“探究压力作用效果与哪些因素有关”的实验中用到。
（3）[4]实验中水的质量是400g，0-3min内它吸收的热量是
Q吸=
（4）[5][6]如图乙所示，温度计的分度值是1℃，它的沸点是98℃。取出电加热器后，水不能继续吸热，水停止沸腾，说明水在沸腾的过程中需要不断吸收热量但温度不变。
19．（1）见解析；（2）42000J；（3）0.9×103J/（kg ℃）
【详解】解：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，沙子的比热容比水小，吸收相同热量时，从公式
可知，沙子温度升得多。
（2）因为
c水＝4.2×103J/(kg ℃)，m水＝200g＝0.2kg，Δt水＝70℃﹣20℃＝50℃
所以
Q水吸＝c水m水Δt水＝4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(70℃﹣20℃)＝42000J
（3）因为相同时间内酒精灯燃烧放出相同的热量，所以在2分钟的时间内沙子吸收的热量
Q沙吸＝Q水吸＝42000J
又因为加热满2min，沙子的温度从20℃上升到250℃
Δt沙＝250℃﹣20℃＝230℃，m沙＝200g＝0.2kg
所以
答：（1）图a表示的是沙子吸热升温的过程，因为沙子和水的质量相等，沙子的比热容比水小，吸收相同热量时，沙子温度升得多；
（2）水吸收了42000J的热量；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/（kg ℃）。
20．（1）2.52×105J；（2）0.3×103J/(kg·℃)；（3）20℃
【详解】解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(80℃-20℃)=2.52×105J
（2）根据题意可知，金属块放出的热量与水吸收的热量相等，即
Q放=Q吸=2.52×105J
金属块的比热容
（3）由可得，水升高的温度
水的末温
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃，水温又升高了
答：（1）水吸收的热量是2.52×105J；
（2）金属块的比热容是0.3×103J/(kg·℃)；
（3）取出金属块后，给80℃的水继续加热，水又吸收了的热量水温又升高了20℃。
