达标测试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、关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（　　）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量多
B．温度相同的物体，内能一定相同
C．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能
D．物体吸收热量，温度不一定升高
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、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
4、下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
5、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
6、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
7、汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100%
C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
8、如图所示，图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）

A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，是做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
9、下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体内能为零 B．0℃的等质量的水和冰的内能相等
C．同一物体温度升高，内能增大 D．甲传热量给乙，说明甲内能大
10、四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是（　　）
A．压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B．做功冲程使汽车获得动力
C．排气冲程排出了汽车的尾气 D．吸气冲程吸入气缸的是柴油
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、普通汽车的动力机械是内燃机。做功冲程里，内能转化为 __________能，压缩冲程里，________能转化为______能；内燃机的效率较低，它在工作过程中，总能量的大半以 _______能的形式散失掉。
2、如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到的现象是___________。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能___________，温度升高，这一过程与内燃机工作的___________冲程原理相同。

3、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“<”）。
4、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。

5、如图所示，发动机采用循环流动的水来进行冷却，主要是利用水的______较大的性质，已知该发动机水箱中装有水的质量为4kg，刚开始工作时水的初温为25℃，在冷却过程中水吸收了1.008×106J的热量，这是通过______的方式改变发动机的内能，水的温度升高到______℃。[c水＝4.2×103J/（kg·℃）]

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、重庆实验外国语学校教学楼更换了新饮水机，加热水槽部分工作原理电路图如图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，R2为限流电阻，A、B为不计阻值的指示灯当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热。达到预定温度时，S自动切换到另一处，使饮水机处于保温状态。饮水机的铭牌如表所示，正常工作时加热管R1的保温功率和加热功率之比为1:100；不计热损失，不考虑温度对阻值的影响。（已知水的比热容为4.2108J/（kg ·℃），大气压值为一个标准大气压）
求：（1）该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量；
（2）该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间；
（3）限流电阻R2的阻值。

××牌饮水机
额定电压
220V
加热时加热管功率
2200W
保温时加热管功率

水箱容积
5L

2、一辆汽车以30m/s的速度在平直的高速公路上匀速行驶了2.3km，受到的阻力为900N，燃烧了0.15kg汽油。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做功的功率；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）汽油机的效率。
3、为了减少环境污染，部分农村地区改用液化气烧菜做饭。某钢瓶装有液化5kg，（已知：，）求：
（1）这瓶液化气全部燃烧放出的热量是多少?
（2）若（1）中放出的热量有50%被初温为50℃的水吸收，在标准大气压下可将多少kg的水烧开？
4、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

5、小华同学分别对质量都为2kg、初温都为30的水和煤油加热，结果水温升高到60，求：[不考虑热量损失，已知c水4.2103J/(kg•)，c煤油2.1103J/(kg•)，煤油的沸点为150]
（1）水吸收的热量是多少J？
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，煤油的温度能升高到多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲所示，将温度计插入试管后，待温度升至50℃左右开始，每隔大约1min记录一次温度，根据记示的数据，在方格纸上以纵轴表示温度，横轴表示时间，描点连线，得到如图乙所示的该物质熔化时温度随时间变化的图像。

（1）实验中采取“水浴法”对试管中的物质加热，这种加热方法的好处是使试管中的物质_______；
（2）由图乙可知，该物质是_______（选填“晶体”或“非晶体”）；
（3）图乙中物体在B点时刻的内能_______（选填“大于”、“小于”或“等于”）D点时刻的内能；
（4）比较图乙中的AB段与DE段可知，物质AB段的比热容_______（选填“大于”“小于”或“等于”DE段的比热容；
（5）某同学把试管中的物质换成水，发现无论怎么加热，试管中的水都不会沸腾，请设计一种可以使试管中的水沸腾的方案：_______（填写一种方案即可）。
2、如图所示是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置，将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，测出水和煤油的初温，用两个相同的酒精灯加热，每隔1min记录一次温度。实验记录如下表所示：

加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
30
34
38
42
46
煤油的温度/℃
30
38
46
54
62
（1）本实验是通过比较______来间接反映水和煤油吸收的热量的多少；
（2）分析表格记录的实验数据可知：质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，______的温度升得更高，说明______的吸热能力更强。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．热气腾腾的汤具有较大的内能，热量是过程量，不能用含有来描述，故A错误；
B．内能大小跟质量、温度、状态有关，温度相同的物体，当其它因素不同时，物体的内能不能确定，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以铁水和冰块都具有内能，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，内能增大，但是温度不变，故D正确。
故选D。
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、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。
4、C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
5、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。
6、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。
7、C
【详解】
A．一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B．热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；
C．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；
D．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时对塞子做了功，内能转化为机械能，空气的内能减少，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时对塞子做了功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，在做功冲程汽缸内的高温高压的燃气推动活塞向下运动时对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．一切物体都有内能，故0℃的物体也有内能，即0℃的物体内能不为零，故A错误；
B．水结成冰时，要放出热量，内能减小，所以质量相等的0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，故B错误；
C．同一物体，质量一定，温度升高，其内能增大，故C正确；
D．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，不能说明甲内能大。故D错误。
故选C。
10、D
【详解】
A．压缩冲程：活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；做功冲程：燃料燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压气体，推动活塞做功，内能在转化为机械能。故A正确，不符合题意；
B．做功冲程中，燃气推动活塞，内燃机对外做功，使汽车获得动力。故B正确，不符合题意；
C．排气冲程中，做功完毕的燃气被排出内燃机，汽车排出尾气。故C正确，不符合题意；
D．柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，在压缩冲程末喷油嘴向气缸内喷入柴油。故D错误，符合题意。
故选D。
二、填空题
1、     机械     机械     内     内
【详解】
[1][2][3]内燃机共4个冲程，在做功冲程里，气体推动活塞对外做功，内能转化为机械能，压缩冲程里，活塞压缩气体，机械能转化为内能。
[4]内燃机的效率较低，转化为机械能的能量比较少，很大一部分以内能形式散失，无法利用。
2、     硝化棉燃烧     增加     压缩
【详解】
[1][2]当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。
[3]活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。
3、     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。
4、     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。
5、     比热容     热传递     85
【详解】
[1]汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作。由公式Q＝cmΔt知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好。
[2]发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，水吸收热量，内能增大，属于热传递改变内能的大小。
[3]由Q＝cmΔt可知，水温升高到

三、计算题
1、（1）1.848×106J；（2）840s；（3）2178Ω
【详解】
解：（1）由得，该饮水机装满水时，水的质量为

一个标准大气压水的沸点为100℃，该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量

（2）不计热损失，该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾放出的热量

由得，该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间

（3）由图得，当开关S接左边接线柱时，指示灯A和加热电管R1串联，此时饮水机处于加热状态，此时电路中的电阻为

由 得，加热电管R1的阻值为

当开关S接右边接线柱时，指示灯B、R2为限流电阻、加热电管R1串联，此时饮水机处于保温状态，此时电路中的电阻为

加热状态的电压和保温状态的电压相等，由 得

解得

答：（1）该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量为1.848×106J；
（2）该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间为840s；
（3）限流电阻R2的阻值为2178Ω。
2、（1）2.7×104W；（2）6.9×106J；（3）30%
【详解】
解：（1）已知汽车匀速行驶时所受的阻力
f=900N
由二力平衡条件可知，汽车的牵引力为
F=f=900N
则牵引力做功的功率为
P=Fv=900N×30m/s=2.7×104W
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×0.15kg=6.9×106J
（3）汽车匀速行驶2.3km做的功为
W=Fs=900N×2.3×103m=2.07×106J
汽油机的效率为

答：（1）牵引力做功的功率2.7×104W；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量6.9×106J；
（3）汽油机的效率30%。
3、（1）；（2）
【详解】
解：（1）这瓶液化气全部燃烧放出的热量是

（2）水吸收的热量为

水的质量为

答：（1）这瓶液化气全部燃烧放出的热量是；
（2）若（1）中放出的热量有50%被初温为50℃的水吸收，在标准大气压下可将500kg的水烧开。
4、（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℃。
5、（1）2.52×105J；（2）90
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q水吸c水m水(t水﹣t0水)4.2103J/(kg•)2kg(60﹣30)2.52105J
（2）由题意可知，煤油吸收的热量
Q煤油吸Q水吸2.52105J
由Q吸＝cmt得煤油温度升高值
t煤油60
煤油的末温
t煤油t0煤油+Δt煤油30+6090
答：（1）水吸收的热量是2.52105J；
（2）若水吸收的热量全部被煤油吸收，煤油的温度能升高到90。
四、实验探究
1、     均匀受热     晶体     小于     小于     用酒精灯直接给试管加热
【详解】
（1）[1]用水浴法对试管中的物质加热的好处是让实验物质能均匀受热。
（2）[2]由图乙知，该物质在熔化过程中，温度保持不变，是晶体。
（3）[3]图乙中，B和D点的温度虽然不变，但在这个过程中需要不停加热，所以D点时刻的内能大于B点时刻的。
（4）[4]由图乙知，由A至B和由C至D所用时间相同，即物质所吸收的热量相同，而AB段温度升高了30摄氏度，CD段温度升高了20摄氏度，在吸收相同热量时，AB段温度升高快，所以AB段的比热容小于CD段的。
（5）[5]烧杯中所装的是水，其在标准大气压下的沸点为100摄氏度，而试管中的也是水，则试管中的水也能达到100摄氏度，但不能继续吸热，无法沸腾，可用酒精灯给试管直接加热。
2、     加热时间     煤油     水
【详解】
（1）[1]根据转换法，实验中通过加热时间间接反映水和煤油吸收热量得多少。
（2）[2][3]由表中实验数据可知，相同质量的煤油和水，如果要比较水和煤油的温度大小，就要升高相同的温度，而水加热需要更长时间，说明相同加热时间内，煤油的温度升得更高，水吸收的热量大于煤油吸收的热量，说明水比煤油的吸热本领强，即水的比热容大。