2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机同步测评试卷(含答案详解版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机同步测评
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、下列说法中能反映物体放出热量多少跟降低的温度有关的是（　　）
A．相同质量的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同
B．相同质量的不同物质，降低相同的温度，放出的热量一般不同
C．不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同
D．以上说法都可以
2、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
3、甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图所示，则（　　）

A．甲的比热容为3000J/(kg·℃)
B．甲的比热容比乙的大
C．乙和丙的比热容相等
D．吸收相同热量，甲升高的温度大于丙
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、如图所示的实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（　　）

A．试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机做功冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
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、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）变化的图象（如图）。

（1）根据图象，给水和煤油加热相同的时间，水和煤油吸收的热量______（填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”）；
（2）已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），则煤油的比热容是______J/（kg·℃）。
2、如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过___________的方式改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机___________冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木块水平向右做___________运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小，运用了___________（选填“转换法”或“放大法”）。

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、实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油，在温度计示数上升过程中，煤油的内能是通过______的方式增大的。
5、额定功率为1000W的电热水壶，内装1L、初温为20℃的水，若接通电源后，正常工作350s后使得水温升高到100℃，则该电热水壶的加热效率为_______。[ρ水＝1.0×103kg/m3，]
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg､初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位｡若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的多少kg水温度升高到100℃｡
2、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。

3、氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4×108J/kg，，求：
（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若放出的热量全部被初温为15℃的水吸收后，水的温度升高到65℃，则水质量是多少？
（3）燃烧0.5kg的氢燃料可以使汽车做功4.2×107J，则氢燃料公交车的效率为多少？
4、有一个电热水壶，铭牌如表所示，不计热量的散失，不考虑温度对电阻的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求:
（1）将质量为1kg、温度为20℃的一壶冷水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，电热水壶至少正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？
电热水壶
型号：91400
电压：220V
频率：50Hz
功率：1000W
最大水量：1kg

5、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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小强跟父母到东山海边玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，踏入水中时，觉得水比较凉，他猜想不同物质吸热能力可能不同。为验证他的猜想，他设计如下实验。
（1）在实验室中用完全相同的两个烧杯分别装上__相等的煤油和水，用相同热源对烧杯均匀加热，实验中两种液体吸收热量的多少可通过__比较；
（2）根据实验测得的数据分别描绘出了水和煤油两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图甲所示，则__的吸热能力更强。

（3）如图乙是东山县和山地较多的平和县同一天气温变化曲线，请你判断东山县一天气温变化所对应的曲线是__。
2、实验小组的同学们，利用图甲所示的装置探究水和煤油的吸热能力。[c水=4.2×103J（/kg∙℃）]

（1）如图甲所示，在两个完全相同的烧杯中装入______和初温都相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热；
（2）图甲中有一处明显的错误是______；
（3）实验过程中，我们用______表示液体吸收热量的多少；
（4）如图乙所示，根据实验数据，同学们绘出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像。由图像可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时吸收的热量______（选填“相同”或“不同”），______吸热能力更强；
（5）利用图像及题中所给的数据，可以计算出煤油的比热容是______ J（/kg∙℃）；杯中水第4min的内能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）第8min时水的内能。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．同种物质比热容相同，由于质量也相同，当降低不同的温度时，由Q=cmΔt可知，由于温度的变化不同，物体放出的热量不同，则物体放出的热量多少跟降低的温度有关，故A符合题意；
B．相同质量的不同物质，降低相同的温度，这是研究物体放出热量的多少与物质的种类的关系，故B不符合题意；
C．不同质量的同种物质，降低相同的温度，这是研究物体放出热量多少跟物体质量的关系，故C不符合题意；
D．BC说法错误，故D不符合题意。
故选A。
2、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。
3、B
【详解】
ABC．由图可知甲物体吸收的热量Q甲=3000J，乙物体吸收的热量Q乙=2000J，丙物体吸收的热量Q丙=2000J，甲的比热容为

乙的比热容为

丙的比热容为

所以甲的比热容比乙的大，乙的比热容小于丙的比热容，故B正确，AC错误；
D．当甲、丙吸收相同热量时，甲升高的温度为

丙升高的温度为

所以甲升高的温度小于丙升高的温度，故D错误。
故选B。
4、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。
5、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。
6、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。
7、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。
8、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。
9、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.
10、B
【详解】
如图所示实验中，木塞冲出时，是试管内水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，那么水蒸气的内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，于是试管口出现了白雾，而内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以这个能量转化与内燃机做功冲程相同，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。
故选B。
二、填空题
1、     一样多     2.1×103
【详解】
[1]根据转换法，给水和煤油加热的时间相同，即酒精灯提供的热量一样多，所以水和煤油吸收的热量一样多。
[2]由图知，加热4分钟，水升高的温度为

煤油升高的温度为

根据可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故煤油的比热容为

2、     热传递     做功     匀速直线     转换法
【详解】
[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲程实现了把内能转化为机械能。
[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦力。
[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的大小进行测量。
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、热传递
【详解】
在温度计示数上升过程中，煤油从被测物体吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式增大煤油内能的。
5、
【详解】
水的体积

由 可得水的质量

加热过程中水吸收的热量

350s电热水壶消耗的电能

电热水壶的加热效率

三、计算题
1、（1）3.36×107J；（2）40%；（3）16666.7kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣20℃）=3.36×107J
（2）2m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V天然气q=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J
燃气锅炉烧水时的效率

（3）若换用可燃冰为燃料，完全燃烧1m3可燃冰放出的热量
Q放′=V可燃冰q可燃冰=1m3×1.4×1010J/m3=1.4×1010J
锅炉效率不变，由可得水吸收的热量
Q吸′=η×Q放′=40%×1.4×1010J=5.6×109J
由Q吸=cm（t﹣t0）得水的质量

答：（1）水吸收的热量为3.36×107J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为40%；
（3）完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的16666.7kg水温度升高到100℃｡
2、（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%。
3、（1）8.4×107J；（2）400kg；（3）60%
【详解】
解：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放1＝m1q＝0.6kg×1.4×108J/kg＝8.4×107J
（2）放出的热量全部被初温为15℃的水吸收，则有
Q吸＝Q放1＝8.4×107J
由Q吸＝cm(t﹣t0)可知，水的质量

（3）燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量
Q放2＝m2q＝0.5kg×1.4×108J/kg＝7×107J
公交车的效率

答：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4×107J；
（2）水的质量为400kg；
（3）氢燃料公交车的效率为60%。
4、（1）3.36×105J；（2）6.16min；（3）456.3s
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，则壶体吸收的热量

把这壶水加热到100℃消耗的电能

电热水壶至少正常工作多长时间

（3）该电热水壶的电阻

水壶的实际功率

需要加热时间

答：（1）水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电热水壶正常工作6.16min才能把这壶水加热到100℃；
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要456.3s。
5、（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℃。
四、实验探究
1、     质量     加热时间     水     B
【详解】
（1）[1]根据控制变量法可知，实验中，需要用相同的两个烧杯分别装上质量相等的水和煤油。
[2]用相同热源对烧杯均匀加热，保证在相同时间内，两种液体吸收的热量相同，两种液体吸收热量的多少可通过加热时间比较。
（2）[3]由图象可知，质量相等的煤油和水加热5分钟，即吸收相同的热量，水升温20℃，煤油升温40℃，说明水的吸热能力较强。
（3）[4]东山县是沿海地区，平和县是内陆地区；内陆多沙石、沿海多水，因为沙石的比热容小于水的比热容，根据公式Q=cmΔt可知，质量相同的沙石和水，吸收相同的热量后，砂石的比热容小，升高的温度高，水的比热容大、升高的温度低，所以内陆地区比沿海地区一天气温变化明显；从图象可以看出曲线A的温度上升的高，因此曲线A是平和县一天气温变化所对应的曲线，B是东山县一天气温变化所对应的曲线。
2、     质量     温度计的玻璃泡接触了容器壁     加热时间     不同     水     2.1×103     小于
【详解】
（1）[1]要探究“不同物质吸热规律”，需要控制物质的质量和热源相同，所以要使水和煤油质量和初温相同，用相同的酒精灯对它们加热。
（2）[2]由图甲可看出，温度计的玻璃泡接触了容器壁，这是错误的。
（3）[3]根据转换法，水和煤油吸收热量的多少是通过加热时间的长短来判断的。
（4）[4][5]根据作出的水和煤油的温度随加热时间变化的图象可知，杯中的水和煤油，升高60℃时，煤油加热4min，水加热8min，由转换法，水吸收的热量多，实验表明升高相同温度时吸收的热量不同，水吸热的能力更强。
（5）[6]当温度升高60℃时，由转换法，煤油和水吸热之比为1∶2，由Q=cmΔt知，在质量和升高温度相同的情况下，吸热与比热容成正比，故煤油的比热容
=/（kg·）/（kg·）
[7]杯中水吸收热量，内能变大，所以第4min的内能小于第8min时水的内能。