沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试试卷(详解版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试
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、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（　　）
A． B．
C． D．
2、下列关于温度、内能、热量的说法中正确的是（　　）
A．温度相同的两物体间也可以发生热传递 B．物体温度越高，它的热量就越多
C．要使物体内能增加，一定要吸收热量 D．同一物体温度升高，它的内能增加
3、某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）

A．① B．② C．③ D．④
4、下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　
A．钻木取火 B．煤炉烧水
C．压缩空气升温 D．搓手取暖
5、将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（　　）

A．甲是冰块 B．乙吸收热量 C．甲内能增加 D．乙内能减少
6、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
7、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
8、下列说法正确的是（　　）
A．“钻木取火”是通过做功来改变物体的内能
B．内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程
C．物体的质量越大比热容越大
D．0℃的冰没有内能
9、内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确的是（　　）
A．0°C的水不具有内能
B．温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C．静止的物体不具有内能
D．内能与物体的温度有关
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、今年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功以一箭三星的方式发射取得圆满成功，火箭______（选填“是”或“不是”）热机，加速上升阶段，卫星的机械能将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。运载火箭常选用液氢等作燃料，主要是利用其______大的物理性质。
2、冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是通过______改变内能，“搓手”的过程是机械能转化为______。
3、2020年12月17日凌晨，历经23天，嫦娥五号闯过地月转移、近月制动、环月飞行、月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关，携带着质量是1731克的月球样品着陆地球，实现中国首次月球无人采样返回。返回器落入大气层时，由于速度很快，与空气剧烈摩擦，使返回器表面温度很高，这是以________的方式改变物体内能，在返回过程中以月球为参照物，返回器是________的。（填“运动”或“静止”）
4、质量相等、初温相同的a、b两种不同液体，分别用两个完全相同的加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图线如图所示，根据图线可知a液体的比热容______b液体的比热容（填“大于”“小于”或“等于”），由图可知，当升高的温度相同时，______液体的加热时间更长。冬天供暖时选用水做管道液体，原因是水的比热容______。

5、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．

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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？

2、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

3、利用某品牌某型号燃气热水器对20kg、初温度为20的水进行加热时，完全燃烧了0.105m3的煤气。已知水的比热容为4.2，煤气的热值为，假设煤气完全燃烧放出的热量被水全部吸收。求：   
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水温升高到多少？
4、小华在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，如图所示，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，天然气表的数字变化了0.035m3.（天然气的热值q=4×107J/m3）求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）天然气灶的效率。

5、随着人们生活水平的提高，汽车已进入寻常百姓家中。汽车在行驶中，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率。某型号轿车的有关数据如下表：（某标号汽油的热值约为4.5×107J/kg，密度约为0.7×103kg/m3）
发动机最大功率
90kW
百公里耗油（以100km/h速度匀速行驶）
6.0L（93号汽油）
最大车速
170km/h
求：
（1）设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也要考虑发动机的冷却问题。为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度。5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
（2）若轿车以100km/h的速度匀速行驶lh，则轿车消耗了多少千克的汽油？
（3）若轿车发动机的效率是36%，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、图甲是小丽同学探究“冰熔化时温度的变化规律”的实验装置图。

（1）如图乙所示，温度计的示数为______；
（2）她将冰熔化的过程绘制成如图丙所示的温度随时间变化的图像。分析图像数据可知，冰是______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（3）分析图丙可知，该物质在t1时刻的内能______t2时刻的内能；CD段加热时间是AB段加热时间的2倍，则冰的比热容______水的比热容（两空均选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（4）当试管中的冰全部熔化成水后，继续用酒精灯加热，试管中的水______沸腾（选填“能”或“不能”）。
2、为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，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，实验数据记录如下表：

质量/g
升温10℃所需时间/s
升温20℃所需时间/s
升温30℃所需时间/s
沙子
30
64
89
124
水
30
96
163
220

（1）在此实验中用______表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量______（选填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，______（选填“水”或“沙子”）升高的温度更高；
（4）下列事实能用上述实验结果解释的是______。
A．固体和液体很难被压缩
B．50mL酒精和50mL水混合，总体积小于100mL
C．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
D．多次用力晃动装有沙子的玻璃试管后，发现沙子变热

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为
W机械能=ηW=30%×1000J=300J
散失的内能
W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
2、D
【详解】
A．热传递的条件是需要有温度差，所以温度相同的两物体间不可以发生热传递，故A错误；
B．热量是过程量，描述它的术语只能用“吸收”或“放出”，不能说“含有”。故B错误；
C．物体内能增加有两个方式：一是从外界吸收热量，一是外界对物体做功，所以不一定吸收热量，也可以通过做功的方式增加内能。故C错误；
D．内能的大小与物体的质量和温度等有关，故同一物体温度升高，其分子的热运动越剧烈，分子动能越大，所以它的内能增加，故D正确。
故选D。
3、C
【详解】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
4、B
【详解】
改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递：
A．钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；
B．煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；
C．压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；
D．用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。
故选B。
5、B
【详解】
由图知道，物体甲的温度是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块，故B正确。
故选B。
6、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。
7、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。
8、A
【详解】
A．“钻木取火”将机械能转化为内能，涉及能量转化，故是通过做功来改变物体的内能，故A正确；
B．内燃机的吸气冲程没有涉及能量转化，故B错误；
C．比热容是物体的特性，描述物质吸收热量的能力，比热容的大小与质量无关，故C错误；
D．由于分子是在永不停息的做无规则运动，故任何物体都具有内能，故D错误。
故选A。
9、D
【详解】
AC．一切物体都具有内能，所以0℃的冰具有内能，静止的物体也具有内能，故A错误；
BD．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，应考虑其它因素，故B错误，D正确。
故选D。
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、     是     增大     热值
【详解】
[1]热机是将内能转化为机械能的机器，火箭是热机的一种。
[2]火箭加速上升阶段，卫星的质量不变、速度增大，动能增大，质量不变、高度增大，重力势能增大，卫星的机械能增大。
[3]运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小、热值大。
2、     热传递     内能
【详解】
[1][2]冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是呼出的高温气体的热量传递给低温的手，使手的内能增加。因此是通过热传递改变内能；“搓手”的过程是通过摩擦的方式使手的内能增加，把机械能转化为内能。
3、     做功     运动
【详解】
[1]返回器与空气摩擦生热，将机械能转化为内能，使其内能增大，这是以做功的方式改变物体内能。
[2]在返回过程中以月球为参照物，返回器相对于月球的位置不断变化，返回器是运动的。
4、     小于     b     较大
【详解】
[1]由图像知，当加热时间相同时，即吸收的热量相同，a的末温较高；由于a、b两种液体的初温相同，故a温度的变化量大于b温度的变化量；由可知，a的比热容小于b的比热容。
[2]由图像知，升高相同的温度，b需要的时间更长，说明b吸收的热量更多。
[3]因为水的比热容较大，降低相同的温度，水放出的热量多，所以冬天供暖时选用水做管道液体。
5、     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．
三、计算题
1、（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。
2、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为

答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
3、（1）；（2）70
【详解】
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量

（2）由吸热公式可知

则水的末温为

答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为；
（2）水温升高到多少。
4、（1）；（2） ；（3）36%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J
（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）天然气灶的效率

答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.4×106J；
（3）天然气灶的效率是36%。
5、（1）1.05×106J；（2）4.2kg；（3）1.89×104W
【详解】
解：（1）5kg水在冷却系统中升高50℃，所吸收的热量
Q吸= c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×50℃=1.05×106J
（2）轿车1h行驶的路程
s=vt=100km/h×1h=100km
根据题意可知，行驶100km耗油
6L=6×10-3m3
耗油的质量为
m=ρV=0.7×103kg/m3×6×10-3m3=4.2kg
（3）汽车运行时间为t=1h，消耗汽油的总热量
Q总=qm=4.5×107J/kg×4.2kg=1.89×108J
有用功
W有=ηQ总=36%×1.89×108J=6.804×107J
发动机的实际功率

答（1）水吸收的热量是1.05×106J；
（2）轿车消耗了4.2kg的汽油；
（3）发动机的实际功率是1.89×104W。
四、实验探究
1、     −4     晶体     小于     小于     不能
【详解】
（1）[1]观察温度计刻度，该温度计的分度值是1℃，且从下到上示数变小，说明是零下温度，则从0刻度处向下数为4格，则读数为−4℃。
（2）[2]由丙图可知，在t1-t2这段时间内，温度不变，冰具有一定的熔化温度，说明冰是晶体。
（3）[3] t1~t2表示冰在熔化，熔化过程中，要持续吸热，内能增加，但是温度不变，所以t1时刻的内能小于t2时刻的内能。
[4]质量相同的同种物质，处于不同状态时，均升高10℃，水加热时间长，说明吸收的热量多，比热容更大，所以冰的比热容小于水的比热容。
（4）[5]烧杯中的水沸腾后，温度不再升高，试管中的水温能达到沸腾的温度，但不能继续吸热，所以不能沸腾。
2、     加热时间的长短     大于     沙子     C
【详解】
（1）[1]在实验中，水和沙子被加热的时间越长，水和沙子吸收的热量越多，故可以用加热时间的长短表示水和沙子吸热的多少。
（2）[2]由表中数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水的加热时间更长，故可知水吸收的热量更多，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
（3）[3]因质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量更多，故可知水的吸热能力大于沙子的吸热能力，如果加热相同的时间，此时质量相同的水和沙子吸收的热量相同，因水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故可知水的温度变化量小于沙子的温度变化量，即沙子升高的温度更高。
（4）[4]A．固体和液体很难被压缩，是因为固体和液体分子之间的斥力较大，阻碍其被压缩，故A不符合题意；
B．50mL酒精和50mL水混合，总体积小于100mL，是因为水分子和酒精分子之间存在间隙，水分子和酒精分子进入彼此之间的间隙，使得混合后的总体积小于100mL，故B不符合题意；
C．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为水的比热容大于砂石的比热容，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化量更小，故C符合题意；
D．多次用力晃动装有沙子的玻璃试管后，沙子变热，是因为在晃动的过程中，沙子克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得沙子的温度升高，故D不符合题意。
故选C。