2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评试题(含详细解析).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评
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、关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大
2、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
3、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
4、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
5、冬天，人们常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
6、中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（　　）
A．“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些
C．“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成
D．“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
7、小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)
物质种类
加热时间（min）
消耗酒精（g）
末温（℃）
油
2
1
88
水
2
1
50
A．2min内油吸收的热量为3×104J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
8、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
9、今年端午节期间，热爱家务劳动的小红与妈妈一起在家包粽子、煮粽子，做出来的粽子非常可口，下列说法正确的是（　　）
A．煮粽子时，是通过做功的方式改变粽子的内能
B．煮粽子时，锅的上方“白气”腾腾，“白气”属于汽化现象
C．煮粽子时，香气满屋，说明分子在不停地做无规则运动
D．煮熟的粽子出锅后，由于温度较低所以粽子没有内能
10、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射情景如图，下列描述正确的是（　　）

A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．喷出的燃气主要通过热传递使空气内能增大
D．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
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、质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量的50%被质量为50kg的水吸收，则水的温度将升高______℃。【已知：干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
2、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·℃)]

3、某同学家使用电热水器，平均每天需将90kg的水从18℃加热到58℃。若电热器放出热量的80%被水吸收，则电热器平均每天消耗电能______kW•h（c水=4.2×103J/(kg•℃)）
4、今年5月18日复课后，为了保障每位师生的安全，学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。消杀过后，同学们都闻得到消毒液的味道，这是______现象；在治疗高烧病人时，可以采用敷冰袋的方式来退烧，这实际上就是采用______的方法来改变物体内能。
5、冬奥会冰壶比赛中，如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相同的冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力___________冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，在BC过程中所受摩擦力___________；在CD过程中，队友刷冰是通过___________方式增加冰面内能，才使之熔化，从而___________摩擦。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某品牌电热水壶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示，S1是安装在壶底的温控开关，通常是闭合的，通过调整参数，可设置开关的断电温度，即当环境温度达到某一值时便自动断开；S2是壶壁上的温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水壶便处于保温状态；S3是电动出水开关，人工按下时才闭合，电磁泵将水抽出。已知R3＝200Ω，电热水壶保温功率为44W，加热功率为1000W。
（1）闭合S3时，电磁泵两端电压为20V，求电磁泵的电功率；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后2s，开关S1便自动断开，以保护设备，避免火灾。已知发热盘的质量为0.5kg，比热容为0.5´103J/(kg×℃)，水烧干瞬间，发热盘的温度为102 oC，不计热损失，则应将S1的断电温度设置为多少？

2、在1标准大气压下，将质量为4kg初温为20℃的水加热至沸腾，求：[已知：，天然气的热值是8.4×107J/m3]
（1）水吸收多少热量？
（2）若用烧水效率是40%的天然气灶将（1）中水加热，需完全燃烧多少m3的天然气？
（3）若不计热量损失，用标有“220V 1200W”的电热水壶将（1）中的水加热，电热水壶正常工作时需加热多少秒？
3、标准大气压下，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吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
4、安全、清结、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，吸收的太阳能[]求：
（1）水升高的温度是多少？
（2）这些能量相当于完全燃烧多少天然气放出的热量？[天然气的热值为]
5、某公司生产的单缸四冲程汽油机正常工作时功率是2.25kW，飞轮转速2000r/min，每分钟消耗10g汽油，求：
（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功；
（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率。（汽油的热值为4.5×107J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图像：

（1）实验中若使用200mL煤油，则要使用水______g（ρ水＝1.0×10kg3/m3，ρ煤油＝0.8×103kg/m3）；
（2）加热过程中，液体温度升高，这是通过______方式增加了液体内能；
（3）实验中两种液体吸收热量的多少可通过______（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）比较；
（4）已知水的比热容是，则煤油的比热容是______。
2、小华利用如图所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：

（1）细装器材时，安装顺序应是______（选填“自下而上”或“自上而下”）；
（2）实验时，两烧杯中分别装入初温相同且______相等的沙子和水；
（3）实验中两种物质吸收热量的多少可通过______来比较；
（4）用相同的酒精灯外焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，根据实验数据绘制出温度时间的关系图像，如图乙所示，分析图像可知，对于实验中的沙子和水，升温较快的是______；由此可见，______的比热容较大。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系，所以温度高的物体内能不一定多，故A错误；
B．的冰变成的水，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移,故C正确；
D．根据有

在相同时，因不知道质量大小关系就无法根据吸收热量的多少来判断比热容的大小，故D错误。
故选C。
2、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。
3、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。
4、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。
5、B
【详解】
人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6、C
【详解】
A．任何物体都具有内能，不管温度多低，故雪的温度虽然低，但它的内能不为零，故A错误；
B．水比沙子的比热容大，故B错误；
C．霜是固态的小冰晶，由水蒸气遇冷直接凝华形成，故C正确；
D．大地内能的增加是太阳通过热辐射传给地球的，是通过热传递的方式增加大地的内能，故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A．由题意可知，油和水的质量相等，都为，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为

2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为

所以2min内油吸收的热量为6.3×103J，故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为

则酒精灯的加热效率为

故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，所以油的末温比水的高，说明油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
9、C
【详解】
A．煮粽子时，粽子吸收水的热量即通过热传递改变内能，故A错误；
B．“白气”是热的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，故B错误；
C．煮粽子时，粽叶飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D．一切物体在任何情况下都有内能，故D错误。
故选C。
10、C
【详解】
A．火箭发射时出现的大量“白气”是由于大量的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，属于液化现象，故A错误；
B．火箭点火升空过程中消耗燃料，燃料燃烧释放的内能转化为使火箭升空的机械能，故B错误；
C．喷出的燃气时释放大量热量，主要通过热传递使空气内能增大，故C正确；
D．火箭喷出燃气时，周围空气温度升高，故周围空气分子的热运动加快，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、40
【详解】
干木柴放出的热量
Q放=m干木柴q=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J
由得，水吸收的热量
Q吸=Q放η=1.68×107J×50%=8.4×106J
由Q吸=cm∆t得，水升高温度

2、     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

3、5.25
【详解】
水吸收的热量为

加热消耗的电能为

4、     扩散     热传递
【详解】
[1]同学们能闻到消毒液的味道，是因为分子在永不停息地做无规则运动，这是扩散现象。
[2]高烧病人温度高，而冰袋温度低，当冰袋与病人接触时，热量从病人传递给冰，冰吸热熔化，病人放出热量后，温度降低，内能减小，故这是采用热传递的方法来改变物体的内能的。
5、     等于     不变     做功     减小
【详解】
[1] 冰壶在做匀速直线运动，所以处于平衡状态，要受到平衡力的作用，所以水平方向上人对冰壶的推力等于冰面对冰壶的摩擦力。
[2]滑动摩擦力大小只与压力小和接触面粗糙程度有关，撤去推力后，压力小和接触面粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小也不变。
[3] [4]不断的刷冰通过做功的方式使冰面的温度升高，内能增大，让冰熔化成水，使冰面变得光滑，从而减小滑动摩擦力，让冰壶运动的更远。
三、计算题
1、（1）20W；（2）48.4Ω；（3）110℃
【详解】
解：（1）由电路图可知电磁泵与电阻R3串联接入电路，电源电压U=220V，电磁泵电压为U泵=20V，由串联分压可知R3的电压为
U3=U-U泵=220V-20V=200V
若流经R3和电磁泵的电流为I3，由欧姆定律可知

可知电磁泵的功率为
P泵=U泵I3=20V´1A=20W
（2）由题意可知开关S2闭合时电热水壶处于加热状态，P热=1000W，若此时电路中的电阻为R热，由可知

即此时电路中的电阻大小为48.4Ω。
（3）发热盘质量m=0.5kg，比热容c=0.5´103J/(kg×℃)，水烧干后电热水壶继续产生热量，t=2s时产生的热量等于消耗的电能，可知发热盘产生的热量为
Q=W=P热t=1000W´2s=2000J
发热盘的初温度为t0=102℃，若末温度为t，则由Q=cm(t-t0)可知末温度大小为

即开关S1的断电温度应设置为110℃。
答：（1）闭合S3时，电磁泵的电功率为20W；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多48.4Ω；
（3）应将S1的断电温度设置为110℃。
2、（1）；（2）；（3）1120s
【详解】
解：（1）一标准大气压下水的沸点为，初温为20℃的水加热至沸腾水吸热为

（2）根据

需完全燃烧天然气的体积为

（3）根据题意，电热水壶的额定功率为1200W，不计热量损失，则放出的热量被水全部吸收，根据
Q=W=Pt
电热水壶正常工作时需加热

答：（1）水吸收热量为；
（2）需完全燃烧的天然气；
（3）电热水壶正常工作时需加热1120s。
3、（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）100℃
【详解】
解：（1）水升高的温度
Δt＝70℃﹣20℃＝50℃
（2）水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃＝4.2×105J
（3）水升高的温度
Δt′＝＝40℃
t末＝70℃+40℃＝110℃＞100℃
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水升高的温度是50℃；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）水的末温是100℃。
4、（1）60℃；（2）1.575m3
【详解】
解：（1）根据公式Q吸=cm∆t可得，水升高的温度为

（2）天然气放出的热量
Q放=Q吸=6.3×107J
需要天然气

答：（1）水升高的温度是60℃；
（2）这些能量相当于完全1.575m3天然气放出的热量。
5、（1）135J；（2）30%
【详解】
解：（1）汽油机在工作过程中，一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动2周，只有做功冲程对外做功1次。汽油机的飞轮转速为2000r/min，则汽油机在1min内对外做功1000次，由题意可知，汽油机正常工作时功率是2.25kW，所以汽油机工作1min做的功为
W＝Pt＝2.25×103W×1×60s＝1.35×105J
汽油机正常工作时，一个做功冲程对外做的功为
W1＝＝＝135J
（2）1min汽油消耗的汽油完全燃烧放出的热量为
Q放＝mq＝10×10-3kg×4.5×107J/kg＝4.5×105J
则汽油机把内能转化为机械能的效率为
η＝×100%＝ ×100%＝30%
答：（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功为135J；
（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率为30%。
四、实验探究
1、     160     热传递     加热时间     2.1×103
【详解】
（1）[1]煤油的体积为

根据密度公式知煤油的质量为

实验中需要可知水和煤油的质量相同，水的质量为

（2）[2]加热过程中，存在温度差，液体温度升高，这是通过热传递方式增加了液体的内能。
（3）[3]用两个规格相同的电加热器加热，液体在相同时间内吸收的热量相等，实验中物体吸收热量的多少是通过加热时间来反映的。
（4）[4]由图乙可以看出，加热5min，水和煤油吸收的热量相同，水的温度升高2℃，煤油温度升高4℃，即吸收相同的热量，煤油升高的温度是水升高温度的2倍，根据可知，在质量和吸收热量相同的情况下，升高的温度与比热容c成反比，故煤油的比热容是

2、     自下而上     质量     加热时间     沙子     水
【详解】
（1）[1]安装实验器材时需要先固定下面的铁圈，使得能够利用酒精灯的外焰给烧杯充分加热，然后再调整试管及温度计的位置，故从下往上安装。
（2）[2]比较不同物质吸热能力有两种方法：①使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强；②使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。所以根据比较不同物质吸热能力两种方法，要控制不同物质的质量相同，故在两烧杯中分别装入初温相同且质量相等的沙子和水。
（3）[3]实验中，采用的是相同的加热器，根据转换法，可以通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量。
（4）[4][5]从乙图中可以看出在加热相同的时间，吸收相同的热量时，水的温度更低，沙子的温度更高，即水升温慢，沙子升温快，所以水的吸热能力强，水的比热容较大。