沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测评试题(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测评
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、下列说法正确的是（　　）
A．如果物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像一定不断变大
B．一个物体受到力的作用，其运动状态不一定会发生改变
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大且一定要从外界吸收热量
D．若浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，则该固体和液体的密度一定相等
2、用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图甲），根据测得数据分别描绘出这两液体的温度随加热时间变化的图象（如图乙）。在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb，表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（　　）

A．若ma=mb，则ca>cb B．若ma=mb，则ca>cb
C．若ca=cb，则ma=mb D．若ca=cb，则ma<mb
3、2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．与大气摩擦，内能增加
4、汽车发动机用水作冷却液，是因为水的（　　）
A．比热容大 B．密度大 C．体积大 D．内能大
5、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（　　）

A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华
C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量
6、下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．物体放在取暖器旁温度升高
B．反复弯折铁丝，弯折处温度升高
C．食品放入电冰箱后温度降低
D．医生用冰袋给发热的病人降温
7、甲、乙两种金属的比热容之比是，质量之比是。若它们吸收相同的热量后，甲物体的温度升高了10℃，则乙物体的温度升高了（　　）
A．5℃ B．10℃ C．15℃ D．20℃
8、5月8日母亲节这一天，学校举行了“爱心献给妈奶”的主题活动，很多同学通过为妈妈分担家务来表达对妈妈的爱。以下说法正确的是（　　）
A．切菜——用锋利的刀是为了减小压强
B．拖地——加大力度可以增大滑动摩擦力
C．炒菜——是用做功的方法改变食物的内能
D．烧水——水沸腾后继续加热，温度会续升高
9、下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
10、自2022年秋季开始，劳动课将成为中小学的一门独立课程。课程要求5-6年级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及到的物理知识，下列判断正确的是（　　）
A．切西红柿的锋利刀刃可以增大压力 B．用铁锅炒菜是因为铁的比热容大
C．天然气燃烧时将化学能转化为内能 D．炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变
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、根据图中提供的信息回答下列各题：

（1）根据国家疫情防控要求，体温达37.3℃及以上者需要进行医学观察。小明入校体温检测时体温计显示如图1所示，则小明______（选填“需要”或“不需要”）进行医学观察；
（2）“五一”假期，为响应国家防疫号召，小明一家就近选择驾车到本市陈毅故里参观。经过某路口时，小明注意到交通指示牌标示如图2所示。在遵守交通规则的前提下，到达陈毅故里最少还需要时间______min；
（3）用同样的加热器给相同质量的A、B两种液体加热，得到它们的温度随时间变化的图像如图3所示，则A、B两种液体的比热容cA______cB（选填“>”、“=”或“<”）；
（4）容器被带薄橡皮膜的挡板分隔为左、右两部分，两边分别倒入甲、乙两种液体。当左右两边液面如图4所示时，橡皮膜刚好处于竖直状态，则甲、乙液体密度关系是ρ甲______ρ乙（选填“>”、“=”或“<”）。
2、一台单杠四冲程内燃机正常工作时的转速为1800r/min，该内燃机每秒共经历了________冲程。如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于________冲程，此冲程将________能转化为________能，接下来它应该处于________冲程，汽油机是汽车的“心脏”，气缸外面有“水套”，汽车行驶时水的温度会升高，水的内能会增大，这是通过________方式改变水的内能。

3、已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油0.02kg，完全燃烧其中的一半，汽油放出的热量是__________J；若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃（未沸腾），则水吸收的热量为__________J；剩余0.01kg的汽油热值是__________J/kg。（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。如图为某汽油机工作时能量转化图，该汽油机的效率是_____。

4、如图所示是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片，这个现象说明_____（选填“热传递”或“做功”）可以改变物体的内能：长征二号PT2运载火箭外表涂有一层特殊物质，利用该物质在高温下先熔化、再汽化时要_____热（选填“吸”或“放”），从而避免高速运行的火箭温度过高．

5、2021年10月16日，长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星中心发射升空｡火箭在加速升空时，其外壳与空气摩擦，内能_______，这是通过________方式改变内能｡
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg•℃）。
（1）求该物质在BC段共吸收了多少热量？
（2）经测量，BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大？
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大？

2、小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
3、某同学在研究“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用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）

4、如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机。其自重为60kg，静止在水平地面上时，与地接触面积为150cm2。汽油机的输出功率为1kW，在水平地面上匀速翻地时的速度为1.8km/h，（取q汽油﹦4×107J/kg，g﹦10N/kg）求：
（1）静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力是多大？
（3）若翻地工作时机汽油机的工作效率是25℅，翻地机每前进10km消耗多少kg汽油？

5、一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃（已知c水=4.2×103焦/（千克·℃）。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，求水的末温t末。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、实验小组的同学们，利用图甲所示的装置探究水和煤油的吸热能力。[c水=4.2×103J（/kg∙℃）]

（1）如图甲所示，在两个完全相同的烧杯中装入______和初温都相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热；
（2）图甲中有一处明显的错误是______；
（3）实验过程中，我们用______表示液体吸收热量的多少；
（4）如图乙所示，根据实验数据，同学们绘出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像。由图像可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时吸收的热量______（选填“相同”或“不同”），______吸热能力更强；
（5）利用图像及题中所给的数据，可以计算出煤油的比热容是______ J（/kg∙℃）；杯中水第4min的内能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）第8min时水的内能。
2、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。

（1）比较不同燃料的热值，应选择 ___________两图进行实验；比较不同物质的吸热能力，应选择 ___________两图进行实验。
（2）在这两个实验中，仪器安装到位后，都要用到的测量器材是温度计和 ___________。
（3）为了比较液体a和液体b的吸热能力，在设计实验方案时，需要确定以下需要控制的变量，你认为其中多余的是 ___________。
A．采用的加热方式
B．酒精灯里所加酒精量
C．液体a和液体b的质量
D．盛放液体a和液体b的容器
（4）为了比较燃料1和燃料2的热值，应该在燃料完全燃烧后，通过比较 ___________来得出结论（温度计示数/加热时间）。
（5）根据实验测得的数据，分别描绘出a、b两种液体的温度随加热时间变化的图像，如图戊所示，分析图像可知液体 ___________（a/b）的吸热能力更强。若加热过程中无热量损失，则a、b两种液体的比热容之比ca：cb=___________。
（6）某同学用图丁装置测酒精的热值。加热前酒精灯的质量为m1，加热一段时间后变为m2；烧杯中水的质量为M，水的初温t1，末温t2，水的比热容用c表示。用以上物理量代入公式，可以粗略算出酒精热值。但是，这种方法测出的热值偏 ___________（大/小）。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像不一定不断变大，例如物体位于焦点以内时，物体逐渐向凸透镜靠近像则变小，故A错误；
B．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生变化，故B正确；
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大，可能是因为从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；
D．浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，如果该固体是实心的，则该固体和液体的密度相等；如果是空心的，不一定相等，故D错误。
故选B。
2、D
【详解】
AB．若ma=mb，由图象乙知道，加热时间相同时，即两液体吸收的热量相同时，液体a比液体b温度上升得多，由知道， ca＜cb，故AB错误；
CD．若ca=cb，由图象乙知道，加热时间相同时，即两液体吸收的热量相同时，液体a比液体b温度上升得多，由知道，ma＜mb，故C错误，D正确。
故选D。
3、D
【详解】
在飞船减速着陆的过程中，质量不变，速度减小，高度减小，因此动能减小，重力势能也减小，机械能等于动能和势能之和，则飞船的机械能也减小；飞船减速着陆时，与大气摩擦，克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能，则飞船的内能增加，故ABC错误，D正确。
故选D。
4、A
【详解】
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机。
故选A。
5、D
【详解】
A．CO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；
B．气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；
C．液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；
D．液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。
故选D。
6、B
【详解】
A．在取暖器旁的物体，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B．反复弯折铁丝，弯折处发烫，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；
C．食品放入电冰箱，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．医生用冰袋给发热的病人降温属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
7、A
【详解】
乙物体的温度升高了

故A符合题意。
故选A。
8、B
【详解】
A．用锋利的刀是为了减小受力面积增大压强，故A错误；
B．拖地时加大力度是通过增大压力从而增大滑动摩擦力，故B正确；
C．炒菜时菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方法改变食物的内能，故C错误；
D．水沸腾后继续加热，温度不会升高，保持温度不变，故D错误。
故选B。
9、B
【详解】
A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故D错误。
故选B。
10、C
【详解】
A．刀刃非常锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；
B．用铁锅炒菜，是因为铁的导热能力强，故B错误；
C．天然气燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故C正确；
D．炒菜过程中，鸡蛋吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加了内能，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     不需要     18     >     >
【详解】
（1）[1]由图可知，温度计的分度值为0.1℃，小明体温为37.1℃，所以小明不需要进行医学观察。
（2）[2]图中显示距离陈毅故里还有18km，限速60km/h，则到达陈毅故里最少还需要

（3）[3]由吸热公式Q=cm（t2﹣t1）可知，在质量和吸收热量一定的情况下，比热容越大的物质，温度变化越小，由图3可知，0~5分钟内，A温度变化小，所以A的比热容较大，故选填>。
（4）[4]由液体的压强公式p=ρgh可知，液体的压强大小取决于液体的密度和深度，由图4可知，甲液面距橡皮膜的深度比乙小，因为橡皮膜处于竖直状态，故p甲=p乙，由液体压强公式p=ρgh可知ρ甲gh甲=ρ乙gh乙，由于h甲<h乙，所以ρ甲>ρ乙。
2、     60     做功     内     机械     排气     热传递
【详解】
[1]内燃机正常工作时的转速为1800r/min=30r/s，即每秒完成15个工作循环，完成60个冲程。
[2][3][4]如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放出电火花，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。
[5]接下来应该将燃烧后的废气排出，所以接下来应该处于排气冲程。
[6]气缸外有一个水套，气缸被水包围着，水从气缸吸收热量，温度升高，水的内能会增大，这是通过热传递的方式改变水的内能。
3、     4.6×105     2.1×105     4.6×107     40%
【详解】
[1]由Q=qm可得，完全燃烧0.01kg汽油释放的热量为
Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J
[2]由Q=cmΔt可得，水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×25℃=2.1×105J
[3]燃料的热值是其本身的一种属性，与其质量无关，故剩余0.01kg的汽油热值不变，仍为4.6×107J/kg。
[4]由图中可知，汽油完全燃烧释放的能量为
W总=500J+600J+150J+250J=1500J
有用机械能为W有=600J，故该汽油机的效率为

4、     做功     吸
【详解】
流星在进入大气层后，克服摩擦做功，使流星的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能的；为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高．
5、     增加     做功
【详解】
[1][2]火箭在加速升空时，其外壳与空气摩擦，摩擦生热，使它的内能增加，这是通过做功的方式改变内能。
三、计算题
1、（1）4.8×104J；（2）16%；（3）1.5×103J/（kg•℃）
【详解】
解：（1）由图像知，液体在第6min的温度为50℃，在第9min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为

（2）10g酒精完全燃烧放出的燃料为

则热转化效率为

（3）用同一酒精灯加热，且火焰大小不变，物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，物质在固态（OA阶段）时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态（OA阶段）时吸收的热量为

则比热容为

答：（1）求该物质在BC段共吸收的热量为4.8×104J；
（2）在BC阶段的热转化效率为16%；
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为1.5×103J/(kg•℃)。
2、（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
【详解】
解：（1）水的质量

水吸收的热量

（2）天然气放出的热量

（3）天然气灶的效率

答：（1）水吸收的热量Q吸为；
（2）天然气放出的热量为；
（3）天然气灶的效率。
3、（1）；（2）；（3）69℃
【详解】
解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由t=可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程；由图b可知，加热2min水升高的温度
t水=50℃-20℃=30℃
则加热2min时间内水吸收的热量
Q水吸=c水m水t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
Q沙吸=Q水吸=2.52×104J
（2）由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到160℃，则沙子升高的温度为
t沙=160℃-20℃=140℃
m沙=0.2kg。由Q吸=cmt可得，沙子的比热容
c沙== =0.9×103J/(kg•℃)
（3）由图知，加热2min时水的温度为50℃，沙子的温度为160℃，不考虑热损耗，则Q沙放=Q水吸，即
c水m水t水=c沙m沙t沙
c水(t-t水)=c沙(t沙-t)
代入数据得
4.2×103J/(kg•℃)×(t-50℃)=0.9×103J/(kg•℃)×(160℃-t)
解得：t≈69℃
答：（1）加热2min沙子吸收的热量为2.52×104J；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/(kg•℃)；
（3）若将加热2min后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是69℃。
4、（1）4×104Pa；（2）2000N；（3）2kg
【详解】
（1）已知该翻地机质量为60kg，且静止在水平地面上，则翻地机对地面的压力为

翻地机对地面的压强为

（2）由于该翻地机在水平地面上做匀速直线运动，则翻地机翻地时受到的阻力为

（3）翻地机前进10km做的功为

已知翻地机的工作效率时25%，则汽油完全燃烧释放的内能为

需要消耗的汽油质量为

答：（1）静止在水平地面上时，对地面的压强为4×104Pa；
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力为2000N；
（3）翻地机每前进10km需要消耗2kg汽油。
5、（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）90℃
【详解】
解：（1）水升高的温度为
Δt=70℃-20℃=50℃
（2）水吸收的热量为
Q=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃=4.2×105J
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水升高的温度为

水的末温为
t末=70℃+20℃=90℃
答：（1）水升高的温度为50℃；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了1.68×105焦的热量，水的末温为90℃。
四、实验探究
1、     质量     温度计的玻璃泡接触了容器壁     加热时间     不同     水     2.1×103     小于
【详解】
（1）[1]要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）[2]由图甲可看出，温度计的玻璃泡接触了容器壁，这是错误的。
（3）[3]根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的。
（4）[4][5]根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图象可知，杯中的水和煤油，升高60℃时，煤油加热4min，水加热8min，由转换法，水吸收的热量多，实验表明升高相同温度时吸收的热量不同，水吸热的能力更强。
（5）[6]当温度升高60℃时，由转换法，煤油和水吸热之比为1∶2，由Q=cmΔt知，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，故煤油的比热容
=/（kg·）/（kg·）
[7]杯中水吸收热量，内能变大，所以第4min的内能小于第8min时水的内能。
2、     甲、乙     甲、丙     天平     B     温度计示数     a     2∶1     小
【详解】
（1）[1]为了比较热值大小要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数高低得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择甲、乙两图进行实验。
[2]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧同种燃料，加热不同的液体，且液体的质量相同，在加热时间相同时，通过温度计的示数高低进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲、丙两图进行实验。
（2）[3]根据控制变量法可知，比较不同物质的吸热能力时，需要控制两种物质的质量和初温相同；比较不同燃料的热值时，需要控制两种燃料的质量相同，需要用温度计测量液体升高的温度；所以都需要用到温度计和天平。
（3）[4]AD．采用完全相同的加热方式，是为了控制热源放出的热量相同；盛放a液体和b液体的容器相同，目的使a和b两种液体在相同的时间吸收相同的热量，故AD有必要；
B．酒精灯里所加酒精量相同，B多余；
C．根据比较吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，C有必要。
故选B。
（4）[5]实验时应比较相同质量的燃料1和燃料2完全燃尽后液体升高的温度，即根据温度计上升的示数比较燃料热值的大小。
（5）[6]由图乙可知，相同质量的a、b液体，被加热相同的时间（吸收相同的热量），a液体升温慢，b液体升温快，说明a液体的吸热本领强。
[7]根据图乙可知，a、b都加热5min，A温度变化量为
Δta=30℃﹣10℃=20℃
B温度变化量为
Δtb=50℃﹣10℃=40℃
由Qa=Qb=cmΔt可得
camΔta=cbmΔtb
则

（6）[8]水吸收的热量
Q吸=cM(t2﹣t1)
酒精灯放出的热量
Q放=Q吸=cM(t2﹣t1)
燃烧酒精的质量
m=m1﹣m2
由Q=mq可得酒精的热值

因为燃料无法完全燃烧以及没有考虑在加热过程中热量的散失，导致测量的Q放偏小，所以测量值比准确值偏小。