解析卷沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机定向测试试卷(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机定向测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、下列说法中，正确的是
A．机械能为零的物体，内能一定不为零
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为内能转化成机械能
D．汽油机压缩冲程中，是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
2、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命……。下列有关热现象描述正确的是（　　）
A．物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高
B．不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大
C．柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
D．登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟
3、请你想象一下,假如“水的比热容变为原来的一半”,则可能会出现
A．同体积的水质量会减半 B．沿海地区的夏季比内陆地区更凉爽
C．沿海地区的昼夜温差会变大 D．水的沸点会升高超过100摄氏度
4、下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（　　）
A．冰熔化时温度不变，内能也不变
B．钻木取火利用热传递改变内能
C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
5、在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
6、小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
7、如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（　　）

A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
8、为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列说法正确的是（　　）

A．热水和冷水到达同一温度的时间是不同的 B．热水温度下降速度比冷水温度升高速度慢
C．热水放出的热量小于冷水吸收的热量 D．热水的质量可能小于冷水的质量
9、随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（　　）
A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温
B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热
C．花香四溢不属于扩散现象
D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈
10、把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精（　　）
A．比热容和热值均变为原来的一半
B．比热容变为原来的一半，热值不变
C．热值变为原来的一半，比热容不变
D．比热容和热值都不变
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、烈日炎炎的夏季，白天河岸上沙土热得烫脚，但河水却非常凉爽，是由于水的比热容较____（“大”或“小”）；清澈河水看起来比实际深度要____（选填“深”或“浅”），容易造成误判，因此不要贸然下水，以免发生溺水事故｡
2、冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，这是通过______的方式使手的内能增加；若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60℃降低到40℃时，其中水放出的热量是______J。
3、（1）为了预防新冠病毒，要做到戴口罩，勤洗手。制作口罩的熔喷无纺布纤维表面携带大量电荷，能够____（选填“吸引”或“排斥”）空气中的轻小物体。用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，这是____现象。

（2）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功。火箭搭载核心舱升空，火箭加注的液态燃料需具有____ （填“热值”或“比热容”）大的特点。
4、小明家有两口轻重不同的铁锅，长期使用的过程中发现：把菜倒入火辣辣的锅中，如果用重的那口，火力依旧，很适合“爆炒”；如果用轻的那口，火力大减，立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅，内能较______，温度降低得较______的缘故。
5、我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车（如图）。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原理是______；该雾炮车的发动机是柴油机，柴油机四个冲程中的______冲程实现了机械能转化为内能。雾炮车一直保持速度大小不变运动，则行驶过程中车的动能______（选填“变大”、“变小”、“不变”）。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、有一个电热水壶，铭牌如表所示，不计热量的散失，不考虑温度对电阻的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求:
（1）将质量为1kg、温度为20℃的一壶冷水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，电热水壶至少正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？
电热水壶
型号：91400
电压：220V
频率：50Hz
功率：1000W
最大水量：1kg

2、某太阳能热水器中装有50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到80℃，已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为q=3.5×107J/m3，求：
（1）热水器中的水所吸收的热量；
（2）如果水吸收的热量用煤气来提供，煤气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，需要完全燃烧多少m3的煤气？

3、图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖气工作时S处于闭合状态；电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：
（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是多少？
（3）若某房间内（假设房间密闭）空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？

电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡

频率

50Hz

4、如图所示，一辆小轿车以15m/s的速度沿水平路面匀速行驶30km，受到的阻力是1200N。求行驶过程中：
（1）小轿车牵引力所做的功；
（2）小轿车的功率；
（3）若小轿车匀速行驶30km所做的功由效率为30%的汽油机来完成，则需要完全燃烧多少千克的汽油？（取q汽油＝4.0×107J/kg）
5、某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为808.909m3，洗完澡后天然气表的示数为809.009m3。已知热水器进水管中水的温度为26℃，热水器的出水温度为46℃，天然气的热值q天=3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。
（1）求本次洗澡的用气量是多少m3?这些天然气完全燃烧放出多少热量?
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用了多少千克的热水?【保留一位小数】
（3）若想节约每次洗澡的用气量，你有什么可行的措施?列举1条合理的措施。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将a、b两种不同的液体分别放入如图甲两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热。记录相关数据，并绘制出如图乙所示的图像。

（1）在进行加热前，要求a液体和b液体必须初温和 _____完全相同；
（2）a液体在第35min的内能 _____第30min的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）分析乙图数据，要在a和b两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择 _____（选填“a”或“b”）液体较为合理；
（4）对初温均为20℃的c、d两种液体加热（mc>md），如图丙为c、d两种液体的温度随加热时间变化的关系图像，c液体的比热容 _____d液体的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
2、如图所示，图甲是小杨在标准大气压下探究冰熔化时温度的变化规律的实验装置，烧杯内装有水，试管内装有碎冰，温度计玻璃泡插入碎冰中。

①如图乙所示，此时温度计的示数为______；
②由图丙中的温度随时间的变化关系图像可知，水比冰升温慢，请说出这种现象的原因：______；
③试管中的冰块完全熔化后，若持续加热，烧杯中的水沸腾时，试管中的水______（选填“会”或“不会”）沸腾。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A、一切物体都有内能，内能一定不为零，内能与机械能无关，故A正确；
B、0℃的冰变成0℃的水，温度虽然不变，但需要吸收热量，所以内能增加，故B错误；
C、反复弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为铁丝的内能，内能增大、温度升高，故C错误；
D、在压缩冲程中，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能，故D错误．
2、D
【详解】
A．改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；
B．由物体放热公式的变形可得

根据上式可得，当物质的质量m和吸收的放出的热量Q放相同时，温度下降量Δt越大，物质的比热容c越小，故B错误；
C．柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C错误；
D．液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。
故选D。
3、C
水的比热容较大，若水的比热容变小，则一切与水的比热容有关的现象都会变得相反，据此即可解答．
【详解】
A．物体所含物质多少叫做物体的质量，质量大小与水的比热容无关，故A错误；
B．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的夏季比内陆地区炎热，故B错误；
C．水的比热容变小后，由Q=cmΔt知道，在质量和吸收（或放出）热量一定时，水变化的温度大，所以沿海地区的昼夜温差会变大，故C正确；
D．水的沸点和比热容没有关系，所以，水的沸点仍是100℃，故D错误．
4、D
【详解】
A．冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误；
B．钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误；
C．水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C错误；
D．高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
6、D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
7、B
【详解】
A．水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度保持不变，故A错误；
B．实验过程中加热试管使水沸腾，试管内的水吸收热量，这是通过热传递使试管内水的内能增大，故B正确；
C．玻璃管口冒出的“白气”是水蒸气液化形成的小水珠，故C错误；
D．“白气”使小叶轮转动的过程是内能转化为机械能，相当于汽油机的做功冲程，故D错误。
故选B。
8、D
【详解】
A．由图可知，400s左右时，热水和冷水到达同一温度40℃，所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的，故A错误；
B．400s内，热水温度由70℃下降到40℃，下降30℃；冷水30℃上升到40℃，上升10℃，热水温度下降比冷水温度升高得快，故B错误；
C．实验中不可避免有热量损失，所以热水放出热量大于冷水吸收的热量，故C错误；
D．热水降低的温度

冷水升高的温度

由公式可知，Q、c相同时，m与Δt成反比，Δt越大m越小，如果不存在热损失，热水的质量小于冷水的质量，如果热损失比较少，会导致热水质量只变大一点点，那热水质量还是小于冷水质量，如果热损失很多会导致热水质量变得更大，就有可能大于冷水的质量，当然也可能刚好等于冷水的质量，故D正确。
故选D。
9、D
【详解】
A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误；
B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B错误；
C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误；
D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。
故选D。
10、D
【详解】
比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，比热容的大小与物质的种类、状态有关，和其质量、体积大小无关，所以剩下的酒精的比热容不变；热值是燃料的一种特性，与燃料的质量m和燃烧程度无关，所以剩下的酒精的热值不变；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、     大     浅
【详解】
[1]烈日炎炎的夏季，水和沙土同时接受阳光的照射，加热条件相同，在相同时间内，物质所吸收到的热量是相同的，因为水的比热容大，水的温度升高的慢，所以人站在水中时感觉凉爽，而当人赤脚走在沙土地上时却感到烫。
[2]从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，是由于光从水中射入空气中，在水面处发生光的折射而产生的现象。
2、     热传递     8.4×104
【详解】
[1]冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，温度高的热水袋将热量传递给温度低的手，通过热传递的方式使手的内能增加。
[2]若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60℃降低到40℃时，其中水放出的热量是

3、     吸收     扩散     热值
【详解】
（1）[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，纤维表面携带大量电荷，能够吸引空气中的轻小物体。
[2]用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，属于扩散现象，是分子无规则运动形成的。
（2）[3]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
4、     大     慢
【详解】
[1][2]重的那口锅质量大，和轻的那口相比，若温度相同，则重的锅内能大，放热时，温度降低得会较慢，即末温较高，火力依旧，适合爆炒。
5、     水汽化吸热     压缩     变小
【详解】
[1]喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故。
[2]柴油机四个冲程中的压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体对气体做功，使得气体的温度升高、内能增大，将机械能转化为内能。
[3]雾炮车一直保持速度大小不变运动，前进的过程中向空中喷雾使得汽车的质量变小，则行驶过程中车的动能变小。
三、计算题
1、（1）3.36×105J；（2）6.16min；（3）456.3s
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，则壶体吸收的热量

把这壶水加热到100℃消耗的电能

电热水壶至少正常工作多长时间

（3）该电热水壶的电阻

水壶的实际功率

需要加热时间

答：（1）水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电热水壶正常工作6.16min才能把这壶水加热到100℃；
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要456.3s。
2、（1） 1.26×107J ；（2） 0.6m3
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×50kg×(80℃-20℃)=1.26×107J
（2）天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，由可得，天然气放出的热量为

所以天然气的体积

答：（1）热水器中的水所吸收的热量是1.26×106J的热量；
（2）至少需要燃烧0.6m3的煤气。
3、（1）88Ω；（2）1.98×106J；（3）15℃
【详解】
解：（1）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻
R1＝＝88Ω
（2）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温档，高温档的功率
P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W
电暖气的高温档正常工作20min，放出的热量
Q放=W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J
（3）空气吸收的热量
Q吸＝ηQ放＝50%×1.98×106J＝0.99×106J
房间的空气温度升高
＝15℃
答：（1）“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是1.98×106J；
（3）此房间的空气温度升高15℃。
4、（1）3.6×107J；（2）1.8×104W；（3）3kg
【详解】
解：（1）由题意可知，小轿车沿水平路面匀速行驶，受到的阻力为1200N，由二力平衡条件可知，汽车的牵引力为
F＝f＝1200N
小轿车行驶路程为30km，则小轿车牵引力所做的功为
W＝Fs＝1200N×30×103m＝3.6×107J
（2）由题可知，小轿车匀速行驶30km，速度为15m/s，则小轿车的功率为
P＝＝＝Fv＝1200N×15m/s＝1.8×104W
（3）由题可知，小汽车的汽油机效率为30%，而小汽车行驶时牵引力做的有用功为3.6×107J，则小汽车消耗的汽油完全燃烧释放出的热量为
Q放＝＝＝1.2×108J
汽油的热值为4.0×107J/kg，则消耗的汽油质量为
m＝＝＝3kg
答：（1）小轿车牵引力所做的功为3.6×107J；
（2）小轿车的功率为1.8×104W；
（3）需要完全燃烧3kg的汽油。
5、（1）0.1m3；3.2×106J（2）28.6千克（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量
【详解】
解：（1）本次小旋洗澡的用气量

这些天然气完全燃烧放出的热量

（2）根据热水器的热效率，计算出小旋本次洗澡使用的水吸收的热量

由可得，小旋本次洗澡用了的热水的质量

（3）由Q吸=75%Q放可得

要想节约每次洗澡的用气量V，可降低，因为水的初温是一定的，即可通过调低热水的出水温度，或减少m水，即节省热水的质量。
答：（1）求本次洗澡的用气量是0.1m3，这些天然气完全燃烧放出3.2×106J热量；
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用28.6千克的热水；
（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量。
四、实验探究
1、     质量     大于     b     小于
【详解】
（1）[1]为了控制无关变量，实验时，需要选用初温和质量相等的a、b两种液体。
（2）[2]物体在加热的过程中一直吸收热量，内能变大，所以a液体第30s的内能要小于第35s的内能。
（3）[3]a和b的质量和初温相同，根据图像可知，加热相同的时间，吸收相同的热量，a的温度升高的多，则a的吸热能力弱，b的吸热能力强，b的比热容大；由Q=cmΔt可知，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，b的吸热能力强，比热容大，故b做冷却液更好。
（4）[4]由图中可知，在液体温度不变前的时间段，c、d变化图像是重合的，即c、d吸收相同的热量，升高相同的温度，由于c的质量大于d的质量，由Q=cmΔt可知，当吸收的热量和升高的温度相同时，质量大的比热容小，所以c的比热容小于d的比热容。
2、     -2℃     水的比热容比冰的大     不会
【详解】
①[1]由乙图可知，温度计的分度值为1℃，液面在0℃下面第二个格处，所以温度计示数为-2℃。
②[2]从图像上来看，AB段是冰，CD段是水，AB段和CD段升高相同的温度，CD段加热时间长，吸热热量多，说明水的比热容比冰大。
③[3]沸腾的条件是：达到沸点，不断吸热。试管中的水可以达到沸点，但因内外温度相同，不存在温度差，不能发生热传递，故试管中的水不能继续吸热，不会沸腾。