综合解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机同步测试试卷(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同步测试
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、用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（   ）

A．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
B．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
C．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
D．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
2、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℃
3、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
4、已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（　　）

A．6×104J B．6×105J C．6×106J D．6×107J
5、有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B．燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多
C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D．以上说法均不正确
6、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
7、下列与“热”相关的物理现象，解释正确的是（　　）
A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度
B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，这里的“白气”是水蒸气
C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，面包的内能会减少
D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇强冷凝固形成的
8、关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．内能越大的物体所含有的热量一定越多
B．温度相同的两物体接触时不发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体内能减少，它的温度一定降低
9、中华美食与物理知识息息相关，以下分析正确的是（　　）
A．麻花被炸得金黄是因为油的熔点高
B．开大火能使正在沸腾的火锅汤温度升高
C．蒸汤包是通过做功的方式增加汤包的内能
D．烤鸭香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
10、水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同（　　）
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、 (1)如图所示是同种物质的三种不同状态下的分子结构，其中丙图表示物质处于________态，物质从丙图变化到乙图时，组成物质的体积变大，分子间作用力________，（选填“变大”、“变小”或“不变”）在这一变化过程中要热量。

(2)热干面是武汉人民“舌尖上的美食”。端上一碗热干面，香味扑鼻而来，是由于分子的________造成的；端碗时很烫手，是通过________方式增加了手的内能。
2、（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。
3、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。

4、小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

5、2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空，开启我国首次地外天体采样返回之旅，火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大，氢气燃烧将内能转化为机械能，该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同，汽油机飞轮转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功_______次。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气做燃料，当只有该热水器工作时，把40kg的水从20℃加热到60℃，天然气表的示数增加了，已知水的比热容为。天然气的热值为。试求：
（1）此过程中，水吸收的热量是多少？
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器本次加热的效率是多少？
2、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？

3、如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为378s，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）保温挡的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。

4、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？
5、某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W电热丝，R2是分压电阻，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，已知电磁泵能正常工作。在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水吸收的热量；
（2）此次加热水的效率；
（3）分压电阻R2的阻值。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、某物理兴趣小组做“探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关”的实验。
（1）他们结合生活中的经历和有关现象进行了猜想。甲同学根据“将质量和初温均相同的两壶水分别加热至50℃、100℃，温度上升较高的那壶水需加热的时间较长。”的现象猜想：物体吸收热量的多少可能与______________________有关。乙同学根据“__________________”的现象猜想：物体吸收热量的多少可能与物体的质量有关。丙同学根据“夏季，阳光暴晒相同时间的沙子和海水，沙子更烫。”的现象猜想：物体吸收热量的多少可能与________________有关。
（2）他们用如图所示装置进行实验。他们先将50克的水装入烧杯中，用酒精灯加热，并利用温度计和计时器测量水的温度随时间的变化情况，数据记录在表一中，然后在烧杯中再加入50克的水，重复上述实验，实验数据记录在表二中。（设水每分钟吸收的热量相等）

表一m=50克的水
时间（分钟）
0
1
2
3
4
温度（℃）
20
24
28
32
36
升高温度（℃）
0
4
8
12
16

表二m=100克的水
时间（分钟）
0
1
2
3
4
温度（℃）
20
22
24
26
28
升高温度（℃）
0
2
4
6
8
①实验中，可以通过物体______________来比较物体吸收热量的多少。
②分析比较表一和表二中的数据及相关条件，可以得出物体吸收热量的多少与________________有关。
③小组成员发现以上探究过程还不完善，他们须添加器材并控制相关实验条件继续实验，请写出具体的方案。____________________。
2、用如图所示甲、乙两套相同的装置，可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。

（1）进行实验一时，烧杯中应装入质量______（选填“相等”或“不等”）的______（选填“同种”或“不同种”）的液体，可以通过______（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种液体吸收热量的多少；
（2）进行实验二时，______（选填“需要”或“不需要”）记录燃料充分燃烧所用时间。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
由图分析可知，相同的时间内，甲物质的温度比乙物质温度升高的高；用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，甲、乙两种物质在相同时间里吸收的热量是一样的，根据公式讨论可知，吸收相同的热量，甲物质升温高，因此甲物质比热容比乙物质比热容小，B正确。故选B。
2、A
【详解】
乙物体的温度升高了

故A符合题意。
故选A。
3、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。
4、B
【详解】
这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。
选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。
故选B。
5、D
【详解】
A、燃料燃烧的过程中,是将化学能转化为内能的过程,故A错误;
B、燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系,因此热值大的燃料不一定放出的热量多,故B错误;
C、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故C错误
所以D选项是符合题意的.
【点睛】
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关.
6、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，是因为电风扇加快了汗液的蒸发，从身体中吸收热量，使得人的温度降低，而空气的温度不会降低，故A错误；
B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误；
C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，由于热传递，面包的温度会降低，质量不变，故面包的内能会减小，故C正确；
D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶，故D错误。
故选C。
8、B
【详解】
A．热量是一个过程量，不能用“含有、具有”等词修饰，故A错误；
B．发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体不存在温度差，故接触时不会发生热传递，故B正确；
C．热量能自发的从温度高的物体向温度低的物体转移，而温度高的物体内能不一定大，故C错误；
D．同一物体内能减少时，它的温度不一定降低，例如晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度不变，故D错误。
故选B。
9、D
【详解】
A．麻花被炸得金黄是因为油的沸点高，故A错误；
B．火锅汤沸腾时，温度保持在沸点不变，故开大火时火锅汤温度仍保持在沸点不变，故B错误；
C．蒸汤包时，对汤包进行加热，是通过热传递的方式增加汤包的内能，故C错误；
D．烤鸭香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动，分子扩散进人的鼻子，从而闻到烤鸭的香味，故D正确。
故选D。
10、C
【详解】
水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起，此过程中是将内能转化为机械能，内燃机工作的做功冲程能量转化关系与其相同，故ABD不符合题意；故C符合题意。
故选C。
二、填空题
1、     液     变小     无规则运动     热传递
【详解】
(1)[1]由图知，甲为固体物质的分子结构，乙为气体物质的分子结构、丙为液体物质的分子结构，故丙图表示物质处于液态。
[2]物质从丙图变化到乙图时，即物质由液态变为气态，分子的间隙增大，物质的体积变大，分子间的作用力变小。
(2)[3]香味扑鼻而来，能闻到香味，说明分子在不停做无规则运动，故香味扑鼻而来，是由于分子的无规则运动造成的
[4]端碗时很烫手，是通过热传递方式增加了手的内能。
2、     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。
3、     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。
4、     2.52×104     1.4×103
【详解】
[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J，所以水8min吸收的热量为

由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知，另一种液体的比热容为

5、     热值     做功     30
【详解】
[1]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液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]氢气燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该飞轮每秒钟转60圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功30次。
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量是

（2）天然气完全燃烧放出的热量是

（3）该热水器本次加热的效率是

答：（1）此过程中，水吸收的热量是；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器本次加热的效率是80%。
2、（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。
3、（1）100W；（2）44Ω；（3）83.3%
【详解】
解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，总电阻较大，电源电压不变，由可知，总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得，保温挡功率为

（2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，由可知，总功率较大，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为
P2=P加热-P保温=1200W-100W=1100W
由可得，R2电阻为

（3）水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J
其消耗的电能为
W=P热t=1200W×378s=4.536×105J
则该电蒸锅的加热效率为

答：（1）保温挡的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值为44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为83.3%。
4、（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。
5、（1）8.4×105J；（2）84%；（3）416Ω
【详解】
解：（1）加热水吸收的热量为

（2）电热丝消耗电能为

此次加热水的效率为

（3）R2两端的电压为

由题意知，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，由公式P=UI可知，电磁泵能正常工作时的电流为

分压电阻R2的阻值为

答：（1）此次加热水吸收的热量为8.4×105J；
（2）此次加热水的效率为84%；
（3）分压电阻R2的阻值为416Ω。
四、实验探究
1、     物体升高的温度     初温相同、质量不同的两壶水分别加热至相同温度，质量大的那壶水加热时间长     物质的种类     加热时间的长短     物体的质量和升高的温度     见解析
【详解】
（1）[1]将质量和初温均相同的两壶水分别加热至50℃、100℃，温度上升较高的那壶水需加热的时间较长，根据此现象，甲同学猜想物体吸收热量的多少可能与物体升高的温度有关。
[2]物体吸收热量的多少可能与物体的质量有关，现象：质量不同，初温相同的两壶水，加热到相同的温度，质量大的那壶水需要加热时间长。
[3]夏季，阳光暴晒相同时间的沙子和海水，沙子更烫，物质的种类不同，物体吸收热量的多少可能与物质的种类有关。
（2）①[4]实验中，通过物体加热时间的长短来比较物体吸收热量的多少，加热时间越长，物体吸收的热量越多。
②[5]分析比较表一（或表二）中的数据及相关条件可知，相同质量的同种物质，加热时间越长，升高的温度越高，吸收的热量与升高的温度有关，表一和表二中数据可知，升高相同的温度，质量小的物质加热时间越短，吸收的热量与质量有关，比较表一和表二中的数据及相关条件，可以得出物体吸收热量的多少与物体的质量和升高的温度有关。
③[6]添加另一种液体。液体质量取50克（或100克），继续用图中的装置实验，使液体升高的温度分别是4℃、8℃、12℃、16℃（或2℃、4℃、6℃、8℃），用温度计和计时器测量液体的温度随时间的变化情况，并分析比较归纳结论。
2、     相等     不同种     加热时间     不需要
【详解】
（1）[1][2][3]进行实验一时。由控制变量法，烧杯中应装入质量相等的不同种液体；由转换法，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。
（2）[4]要质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是用燃料燃烧来加热质量相同的同种液体。因此只需要将燃料充分燃烧，不需要记录燃料充分燃烧所用的时间。