资源描述
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
2、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
3、以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（ ）
A．锯木头锯条发热 B．铁丝反复弯折后发热
C．阳光下路面发热 D．搓手时手掌发热
4、冬泳逐渐成为人们喜爱的锻炼方式，关于冬泳的情景下列描述正确的是（ ）
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是液体汽化形成的
B．出水后有风吹过感觉更冷是由于体表水分蒸发加快吸热
C．水易流动且没有固定形状说明水分子间没有作用力
D．上岸后通过“烤火”取暖主要是做功改变了人体的内能
5、下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是
A．一个工作循环对外做功一次 B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．压缩冲程中将内能转化为机械能 D．热机效率越高，所做的有用功就越多
6、下列说法中正确的是（ ）
A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小
B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变
7、如图所示，炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是（ ）
A．白雪温度低，内能小 B．岩浆温度高，内能大
C．白雪温度低，分子热运动停止 D．岩浆温度高，分子热运动剧烈
8、下列现象和推断不符合实际的是（ ）
A．现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动
B．现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力
C．现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
D．现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低
9、甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了t，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了t，则两金属块的比热容关系是（ ）
A．c甲＜c乙 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能
10、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
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、医生将质量和初温相同的铁、陶瓷（c铁＜c陶瓷）两种材料制成的工具浸没在沸水煮足够长一段时间进行消毒，则消毒结束时两者温度关系为t铁______t陶瓷（选填“>”“=”或“＜”），内能增加更多的是______工具。
2、人们常用热水袋取暖，这是用___________的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的___________；用水取暖的过程中，水的内能不断___________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
3、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）
（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 ______。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 ______。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为 ______。
4、蹦蹦杄备受青少年喜爱，图是小明玩蹦蹦杆的情景，小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，原有的重力势能就以______的形式储存在弹簧中，跃起后，蹦蹦杆离开地面，小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，弹簧的温度有所升高，这是通过______的方式改变了弹簧的内能。
5、在劳动课上，小明利用钳子反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高，这是通过___________的方式改变铁丝内能的，如图所示，在剪断铁丝的过程中，钳子是一个___________（选填“省力”或“费力”）杠杆。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/m3，求：
（1）该小厨宝内胆装有水的质量为多少kg？
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为多少J？
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧多少m3煤气？
2、烈士公园是长沙市最大的公园，公园里的年嘉湖占全园面积的百分比四十，所以划船成了烈士公园一景。如图是年嘉湖的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）
商品名称
XX观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
9人
最大航速
10m/s
求：（1）当观光艇满载时，若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是多大；
（2）当观光艇以最大速度航行时，发动机输出的牵引力为4000N，观光艇受到水的平均阻力为多大；
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油6kg，求柴油机的效率。
3、一辆汽车为某高速公路做通车测试。汽车以120km/h的速度匀速通过60km的水平路段，消耗汽油3kg，发动机的效率是30%。求：（汽油的热值q＝4.6×107J/kg）
（1）汽油完全燃烧释放的能量；
（2）汽车牵引力做功的功率；
（3）汽车受到的阻力大小。
4、某功率恒为69kW的汽车，以34.5m/s的速度在平直公路上匀速行驶10min，完全燃烧了2.3kg汽油（q汽油＝4.5×107J/kg）。求该车在此过程中：
（1）牵引力多大？
（2）发动机的效率是多少？
5、质量为 0.25 kg的铜块，温度从 100℃降低到 20℃。求：铜块放出的热量 Q 放。[c 铜=0.39×103 J/（kg·℃）]
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、某小组同学为了探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验∶在六个相同的烧杯中分别盛上水和煤油，用六个相同规格的加热器对它们分别进行加热。表一和表二是他记录的实验数据。 （设每分钟吸收的热量都相等）。
表一 液体种类：水
烧杯号
质量（g）
升高温度（℃）
加热时间（分钟）
1
200
8
8
2
100
8
4
3
50
8
2
表二 液体种类：煤油
烧杯号
质量（g）
升高的温度（℃）
加热时间（分钟）
4
200
8
4
5
100
8
2
6
50
8
1
请根据表中的实验数据回答下列各题
（1）实验时可以用表中的______来代表物体吸收的热量。这种物理方法是______。
（2）比较烧杯号1与2与3（或4 与5与6）的实验数据，可初步得出的结论是______。
（3）比较烧杯号______的实验数据，可初步得出的结论是相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，水吸收的热量多。
（4）进一步综合分析表一或表二的数据，可初步得出结论______。
2、在探究“水的沸腾”的实验中：
（1）图甲和图乙分别是一、二两小组同学所做的实验。他们的实验操作有错误的是______组；
（2）图丙是他们实验中观察水沸腾______（选填“前”或“时”）出现的情景；
（3）当温度接近90℃时，三组同学每隔1min记录一次温度，根据表格里记录的数据请你分析水的沸点是______℃。由此可以判断实验室的大气压______（选填“高于”、“低于”或“等于”）标准大气压；
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
温度/℃
85
87
89
92
94
96
97
98
98
（4）以上各组同学通过实验观察到水在沸腾过程中温度______；
（5）图丁是三、四两小组根据实验记录数据得到的a、b两种不同图象，发现水从开始加热到沸腾所用的时间相同，其原因可能是水的质量ma______mb（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、C
【详解】
A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
故选C。
4、B
【详解】
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，故A错误；
B．在有风时出水后感觉特别冷，是由于风加快了人体表水分的蒸发，而体表水蒸发吸热，导致人体内能减小，温度降低，故B正确；
C．水易流动且没有固定形状，说明水分子间作用力较固体分子间的作用力弱，而不是没有作用力，故C错误；
D．上岸后通过“烤火”取暖使人体吸收火的内能，使身体内能增加，温度升高，主要是热传递改变了人体的内能，故D错误。
故选B。
5、A
【详解】
A．内燃机的一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故A正确；
B．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；
C．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故C错误；
D．热机效率为有用功和燃料完全燃烧放出的能量之比，只能反映有用功在总能量中所占比例的多少；热机效率高的，做的有用功不一定多，故D错误；
6、D
【详解】
A．比热容只和物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；所以，柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容不变，故A错误；
B．热传递中传递的是热量（能量），不能说传递温度，故B错误；
C．因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误；
D．单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，热值与质量和是否完全燃烧无关，只与燃料种类有关，故D正确。
故选D。
7、D
【详解】
A．内能和质量温度都有关，白雪温度低，内能不一定小，故A错误；
B．内能和质量温度都有关，岩浆温度高，内能不一定大，故B错误；
C．白雪温度低，分子热运动的不剧烈，不是停止，故C错误；
D．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动的越剧烈，岩浆温度高，分子热运动剧烈，故D正确。
故选D。
8、B
【详解】
A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；
C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
9、A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了t，根据，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
10、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。
二、填空题
1、 = 陶瓷
【详解】
[1][2]水沸腾后温度不再升高，则将铁、陶瓷两种材料制成的工具浸没在沸水中煮较长时间，二者的温度一定相同，与沸水的温度相同；根据吸热公式Q=cmΔt可知，在质量相同、升高相同的温度时，比热容大的吸收的热量多；由题意可知，两工具的质量相同、升高的温度相同，且c铁＜c陶瓷，所以陶瓷吸收的热量多，内能增加多。
2、 热传递 比热容 减小
【详解】
[1]人们用热水袋取暖时，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式来改变物体的内能。
[2]因为水相对于其他物质来说，比热容较大，在质量相同、降低温度相同时，水比其他物质放出的热量更多，所以热水袋里要装水。
[3]用水取暖的过程中，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，水的内能不断减小，热量从热水袋传递给人体。
3、 mgH 2h-H
【详解】
（1）[1]质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为
W=GH=mgH
（2）[2]A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为
机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）为
物体到达B点时升高的温度为
（3）[3]再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）为
由W=Gh可得C点距离水平面的高度为
4、 弹性势能 做功
【详解】
[1]小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时，小明所处高度变小，所以重力势能变小，弹簧的形变量变大，弹性势能变大，所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中。
[2]小明和蹦蹦杆一起向上运动，随后又向下运动，往返多次后，此过程中有力对弹簧做功，弹簧的温度有所升高，内能变大，这是通过做功的方式改变了弹簧的内能。
5、 做功 省力
【详解】
[1]弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为内能，物体内能增大，温度升高，分子热运动更加剧烈，这是通过做功的方式改变铁丝的内能。
[2]在剪断铁丝的过程中，钳子的动力臂大于阻力臂，根据杠杆平衡条件，动力小于阻力，所以钳子是一个省力杠杆。
三、计算题
1、（1）5kg；（2）6.3×105J；（3）0.02m3
【详解】
解：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
（2）由图2可知，在5min的加热时间里，水的初温t0=20℃，末温t=50℃，水升高的温度为
Δt=50℃-20℃=30℃
则水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×30℃=6.3×105J
（3）煤气完全燃烧放出的热量
需要煤气的体积
答：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为5kg；
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为6.3×105J；
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧0.02m3煤气。
2、（1）1.25×104N；（2）4000N；（3）27.9%
【详解】
解：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力
（2）当观光艇以最大速度航行时，因为观光艇匀速行驶，故观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，故观光艇受到水的平均阻力为
f＝F＝4×103N
（3）观光艇以最大航速游玩的时间为
t＝30min＝1800s
30分钟发动机输出有用功为
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）
Q放＝mq柴油＝6kg×4.3×107J/kg＝2.58×108J
柴油发动机的效率
答：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是1.25×104N；
（2）观光艇受到水的平均阻力为4000N；
（3）柴油机的效率为27.9%。
3、（1）1.38×108J；（2）2.3×104W；（3）690N
【详解】
解：（1）汽油完全燃烧释放的热量
Q=mq=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J
（2）牵引力所做的功
W=ηQ=30%×1.38×108J=4.14×107J
汽车通过这段路程所需的时间
汽车牵引力做功的功率
（3）汽车受到的牵引力
汽车匀速运动，受到的牵引力和阻力是平衡力，阻力
f=F=690N
答：（1）汽油完全燃烧释放的能量是1.38×108J；
（2）汽车牵引力做功的功率是2.3×104W；
（3）汽车受到的阻力大小是690N。
4、（1）2000N；（2）40%
【详解】
解：（1）汽车做匀速直线运动，则
（2）汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=2.3kg×4.5×107J/kg=1.035×108J
汽车做的功为
W=Pt=69000W×10×60s=4.14×107J
则效率为
答：（1）该汽车行驶过程中所受到的牵引力为2000N；
（2）该汽车发动机的效率为40%。
5、7.8×103J
【详解】
解：铜块放出的热量
Q放 =c铜mΔt= 0.39×103 J/（kg·℃）×0.25 kg×（100℃-20℃）=7.8×103 J
答：铜块放出的热量是7.8×103 J 。
四、实验探究
1、 加热时间 转换法 不同质量的同种物质升高相同的温度吸热不同 1、4（或2、5或3、6） 升高相同的温度时，物质吸热多少与物质的质量和物质的种类有关
【详解】
(1)[1][2]因每分钟吸收的热量都相等，根据转换法，实验时可以用表中的加热时间来代表物体吸收的热量。
(2)[3]比较烧杯号1、2与3（或4、5与6）的实验数据知，质量不同的同种物质升高相同的温度，加热时间不同，即吸热不同，故可初步得出的结论是：不同质量的同种物质，升高相同的温度，吸热不同。
(3)[4]研究吸热与物质种类的关系，要控制质量和升高的温度相同，只改变物质种类，故比较烧杯号1、4（或2、5或3、6）数据，可初步得出的结论是：相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同，水吸收的热量多。
(4)[5]进一步综合分析表一或表二的数据，初步得出结论：升高相同的温度时，物质吸热多少与物质的质量和物质的种类有关。
2、 二 前 98 低于 不变 大于
【详解】
（1）[1]图乙中所示温度计的玻璃泡接触到了容器底，该实验操作错误，所以二组实验操作错误。
（2）[2]丙图中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以丙图是沸腾前的现象。
（3）[3][4]由表格中数据可知，温度是98℃时，吸收热量，但温度不变，水的沸点是98℃，低于100℃，1标准大气压下水的沸点是100℃，气压低，水的沸点低，说明实验时大气压低于标准气压。
（4）[5]由表中数据可知，水沸腾的特点是吸收热量，但温度不变。
（5）[6]如丁图，三、四组得到a、b两种不同图象，水从开始加热到沸腾所用的时间相同，a图线中水的初温高于b图线中水的初温，它们的末温相同，a图线中水的温度变化量较小，根据Q=cmΔt知水的质量
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