九年级物理内能计算实验专题训练含答案 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、计算题 1．已知某太阳能热水器在冬季有效日照时段里能将 8℃、0.1m 3 的水加热到 38℃[c 水=4.2×10 3 J/（kg·℃），水的密度为 1.0×10 3 kg/m 3 ]。求：
(1)热水器中水的质量。
(2)在此过程中，水吸收的热量。
2．一个热水袋内装有质量为 1kg 的水，在水温从 50℃升高到 100℃的过程中，水吸收的热量是多少？[水的比热容为 4.2×10 3 J/（kg·℃）] 3．小明家的楼顶上安装了一台电铺助式太阳能热水器，天气晴朗时，若每平方米面积上在 1h 内得到太阳辐时的能量平均为（2.52×10 6 J）
(1)热水器接收大阳能总的有效面积为 2m 2 ，每天接收太阳能的时间以 10h 计算，则每天接收太阳的总能量为多少焦？ (2)热水器能把接收到的太阳能全部转变成水的内能，则这些能量可以将质量为 100kg的水加热升温多少摄氏度？ 4．天然气灶使用方便、经济环保。如图所示，在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为 3kg、温度为 20℃的水加热至沸腾，大约需要 10min，已知水的比热容为3 o4.2 10 J/(kg C) ，天然气的热值为7 33.5 10 J/m 。求：
(1)水吸收的热量； (2)若天然气完全燃烧放出的热量 60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？
5．一款家庭常用的电热水壶，经测量该电热水壶的质量为 0.6kg，它与桌面的接触面积
试卷第 2 页，总 5 页 为 0.02m 2 ，该电热水壶的额定电压为 220V，额定功率为 1000W，g 取 10N/kg，求：
(1)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强； (2)在壶中加入 1kg 的初温为 20°C的水，电热水壶正常工作时，若不考虑热量损失，将壶中水加热到 100°C 需要多长时间？
二、实验题 6．小刘同学发现一杯热水冬天比夏天冷却快，为了掌握物体保温和快速降温的规律，小刘根据热水冷却快慢的一些现象，做了以下实验探究：
（提出问题）热水冷却的快慢与哪些因素有关？ （进行猜想）
猜想一：热水冷却的快慢与温差（温差=热水温度-环境温度）有关；
猜想二：热水冷却的快慢与装水容器的材料有关；
猜想三：热水冷却的快慢与热水表面空气的流速有关。
（进行实验与收集数据）
小刘选用 3 个玻璃杯、一个塑料杯、一个铝杯（5 个杯子大小、形状完全相同），在杯中分别倒入热水 放在温度可调控的房间里做了 5 次实验，每次实验杯子都装满同质量、同温度的热水，用温度计和秒表。记录每次实验热水温度从 90°C 降至 50°C所用时间，只有第 2 次实验用电风扇对杯中热水吹风（水不溢 出）。实验数据记入下表。
序号 杯子材料 水的质量 有无电风扇吹风 起始温 度/°C 终止温 度/°C 室内环境 温度/°C 冷却时间/s 1 玻璃 相等 无 90 50 30 920 2 玻璃 相等 有 90 50 30 612 3 玻璃 相等 无 90 50 15 665 4 塑料 相等 无 90 50 15 780 5 铝 相等 无 90 50 15 508 猜想一：温度计示数上升速度先快后慢
猜想二：温度计示数上升速度先慢后快 猜想三：温度计示数上升速度是均匀的
猜想四：温度计示数上升速度先慢后快再慢
(1)除了图甲中所示的器材，还需要一个重要的测量仪器是___________；
(2)如图甲，他在操作过程中有 何不妥之处___________； (3)他纠正错误后认真进行了实验，测得某次的温度如图丙所示，它的示数是___________，根据实验 数据，并作出了如乙图所示的温度随时间变化的图像，由此验证了猜想___________；
(4)若小明同学做此实验时，发现无论加热多长时间，水始终都不能沸腾，你认为原因可能是：___________； （分析与论证）
(1)请你提出一个新的科学猜想：热水冷却快慢还可能与___________有关；
(2)分析比较实验 1 和实验 2 的数据，可知热水表面空气流速越快，冷却时间___________；
(3)用序号为 3、4、5 的三个实验可以验证小刘的第___________（选填序号）个猜想； (4)在验证热水冷却快慢与温差有关的两次实验中，小刘控制的变量有______________________； (5)请你对小刘以上实验探究中存在的不足提出一条合理的评价意见___________。
7．为了比较水和沙子的吸热本领的大小，小明做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：
材料 物理量 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 水 100 150 305 464 沙子
57 115 189 (1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_________。
(2)除了使用计时工具外，此实验还需要测量工具__________和__________。
(3)沙子的质量为______。加热时搅拌沙子，目的是_________。
(4)分析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”、“等于”或“小于”）沙子吸收的热量。
试卷第 4 页，总 5 页 (5)实验后，小明根据实验数据利用公式 Δ Q cm t 吸算出了水吸收后的热量，结合消耗的酒精质量，算出了酒精的热值，算出的酒精热值_______（是、否）可靠，请说明理由_______。
8．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器（图中用虚线形表示）分别装入质量相等的 A、B 两种液体，用相同的装置加热。
(1)实验前，按______（填“自上而下”或“自下而上”）的顺序组装器材。
(2)实验中两种液体吸收热量的多少可通过_____（填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和 B 两种液体，在升高相同温度时，______吸收的热量较多。
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从 A或 B 中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，则应选择______液体。
9．利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”
(1)在两烧杯中分别装入初温度相同且质量相等的沙子和水，用相同的酒精灯火焰加热，
并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，其中某时刻水的温度如图乙所示，其示数为______℃； (2)实验中，使沙子和水升高相同的温度，通过比较______来间接反映沙子和水吸收的热量； (3)图丙是根据实验数据绘制的沙子和水的温度-时间的关系图象，分析图象可知，若使两者升高相同的温度，则______吸收的热量较多，由此可见______的吸热能力强。
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答案第 1 页，总 4 页 参考答案 1．(1)100kg；(2)1.26×10 7 J 【详解】
(1)由题意可知，水的体积 V=0.1m 3 ，密度 ρ=1.0×10 3 kg/m 3 ，可求得水的质量为 m=ρV=1.0×10 3 kg/m 3 ×0.1m 3 =100kg (2)热水器使水温从 8℃升高到 38℃，升高了 30℃，此过程中，水吸收的热量为 Q 吸 =c 水 mΔt=4.2×10 3 J/(kg·℃）×100kg×30℃=1.26×10 7 J 答：(1)热水器中水的质量为 100kg；(2)在此过程中，水吸收的热量为 1.26×10 7 J。
2．2.1×10 5 J 【详解】
根据吸热公式可知 3 51 04.2 10 J/(kg C ( ) 1 ( ) kg 100 C ) 2. 50 1 10 J C Q c m t t 水 吸 答：水吸收的热量是 2.1×10 5 J。
3．(1) 5.04×10 7 J；(2)120℃ 【详解】
解：(1)由题可得，每天接收太阳的总能量 Q 接 =2.52×10 6 J/(m 2 ·h)×2m 2 ×10h=5.04×10 7 J (2)水吸收的热量 Q 吸 =Q 接 =5.04×10 7 J 水温度升高 735.04 10 J4.2 10 J/(kg ) 100kgQtcm 吸℃=120℃ 答：(1)每天接收太阳的总能量为 5.04×10 7 J； (2)这些能量可以将质量为 100kg 的水加热升温 120℃。
4．(1)1.008×10 6 J；(2)0.048m 3
【详解】
(1) 温度为 20℃的水加热至沸腾，水吸收的热量为 3 o o o 64.2 10 kg (10 J/(kg C) 3 C C)=1.008 0 10 J 20 Q cm t 吸 (2)热量 60%被水吸收，则天然气放出的热量为
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答案第 2 页，总 4 页 661.008 10 J= 1.68 10 J60%QQ 吸放 烧开这壶水需要的天然气为 633 73.5 101.68 10 J0.048mJ/mQVq 放 5．(1)300Pa；(2)336s 【详解】
解：(1)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压力 0.6kg 10N/kg 6N F G mg
电热水壶对桌面的压强 26N300Pa0 02m FpS . (2)水吸收的热量 3 504.2 10 J/ kg C 1kg 100 C 20 C 3.36 10 J Q c m t t 吸 水 水 若不考虑热量损失，则消耗的电能 53.36 10 J W Q 吸 由WPt 可得需要的加热时间 53.36 10 J336s1000WWtP
答：(1)电热水壶静止放在水平桌面上对桌面的压强为 300Pa； (2)在壶中加入 1kg 的初温为 20°C的水，电热水壶正常工作时，若不考虑热量损失，将壶中水加热到 10°C 需要 336s。
6．秒表
温度计玻璃泡触底了
92°C
四
散失的热量大于(等于)水吸收的热量
质量
越短
二
容器的材料和热水表明的空气流速
在验证某一个猜想时，实验次数太少，得到的结论具有偶然性；应该多做几次实验，观察每一次的实验结论是否相同
【详解】
【进行实验与收集数据】
(1)[1]在实验中，还需要用秒表记录时间，所以除了需要温度计外，还需秒表 (2)[2]图甲中，温度计的玻璃泡碰到了容器底，使用温度计时是不能触底、碰壁的。
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答案第 3 页，总 4 页 (3)[3]由图丙可知，该温度计的分度值为 1°C，其示数为 92°C。
[4]图中横轴表示时间，纵轴表示温度，从图象上可以看出温度计示数上升速度先慢后快再慢，由此可知验证了猜想四。
(4)[5]实验时水始终不能沸腾，可能是火力不足，即酒精灯火焰太小，可能是环境温度太低，可能是散热面积太大，散失的热量大于(等于)水吸收的热量等。
【分析与论证】
(1)[1]据表格中的内容和生活经验可知，热水冷却快慢还与热水的质量有关。
(2)[2]分析比较实验 1 和实验 2 的数据，可以发现，热水表面的空气流动越快，达到相同冷却效果的时间越短。
(3)[3]比较 3、4、5 的三个实验可以看出，裝水容器的材料不同，其它条件都相同，达到相同的冷却效果，所用的时间是不同的，所用说明热水冷却的快慢与裝水容器的材料有关的，可以验证小刘的第二个猜想。
(4)[4]验证热水冷却快慢与温差有关时，应该选择温差不相同，但容器的材料和热水表面空气的流速相同的实验进行。
(5)[5]从实验结论的普遍性角度分析：应在验证某一个猜想时，应尽可能的多做几次实验，观察每一次的实验结论是否相同。
7．吸收热量的多少
天平
温度计
100g
受热均匀
大于
否
酒精不可能完全燃烧同时燃烧放出的热量不可能完全被水吸收
【详解】
(1)[1]由题意知，在两个相同的烧杯中分别装有初温相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热在此实验中，用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少。
(2)[2][3]除了使用计时工具外，还需要测量物质的质量和温度，因此，此实验还需要测量工具天平和温度计。
(3)[4]要比较水和沙子的吸热本领的大小，需要控制沙子和水的质量相同，因此沙子的质量为 100g。
[5]加热时搅拌抄沙子，目的是使沙子受热均匀。
(4)[6]因为质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水的比热容大于沙子的比热容，分析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，水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
(5)[7][8]因为酒精不可能完全燃烧同时燃烧放出的热量不可能完全被水吸收，故实验后，小
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答案第 4 页，总 4 页 明根据实验数据利用公式 Δ Q cm t 吸算出了水吸收后的热量，结合消耗的酒精质量，算出了酒精的热值，算出的酒精热值不可靠。
8．自下而上
加热时间
A
A
【详解】
(1)[1]安装实验器材时，应该遵循“自下而上”的顺序，既能保证酒精灯的正常加热，也能保证温度计正常测量温度。
(2)[2]对两种液体进行加热，唯一不同的外在条件就是加热时间的长短，所以吸收热量的多少可以通过加热时间来表示，加热时间越长，吸收热量越多。
(3)[3]分析图象可知，质量相等的两种液体，在升高相同温度时，A所需要的时间更长，所以 A吸收的热量越多。
(4)[4]暖手袋应该选择放热能力强的液体，相同温度下，质量相等的 AB 两种液体，降低相同温度时，A放出的热量更多，所以选 A更适合。
9．39℃
加热时间
水
水
【详解】
(1)[1]由乙图知，温度计的分度值为 1℃，液柱在 0 刻度以上，其示数为 39℃。
(2)[2]初温度相同且质量相等的沙子和水，用相同的酒精灯火焰加热，使沙子和水升高相同的温度，则沙子和水吸收的热量不同，即加热时间不同，故通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
(3)[3][4]由丙知，要使沙子和水升高相同的温度，水加热的时间长，即水吸收的热量多，故水的吸热能力强。