解析卷沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节测试试题(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节测试
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、如下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断错误的是（　　）
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容

A．不同物质的比热容可能相同
B．一杯水凝固成冰后，比热容会变化
C．用水作为暖气中的传热介质是因为水的比热容大
D．铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
2、如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D． 排气冲程
3、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
4、如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（             ）

A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
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、2021年1月7日，罗庄气温-15。在这样温度低于0的环境里，小王在没有热源加热的情况下，他用两块冰来回摩擦的方法也让冰熔化了。下列成语中描述的现象与小王的方法原理相同的是（　　）
A．钻木取火 B．扬汤止沸 C．滴水成冰 D．炙手可热
7、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
8、如图是内燃机某冲程的工作示意图，四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A．瓶塞冲出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
9、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
10、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
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、小明家有两口轻重不同的铁锅，长期使用的过程中发现：把菜倒入火辣辣的锅中，如果用重的那口，火力依旧，很适合“爆炒”；如果用轻的那口，火力大减，立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅，内能较______，温度降低得较______的缘故。
2、小华发现家中正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，这一现象与热机的工作循环中的___________冲程原理相同，这一过程内能转化为___________能。
3、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。
4、2020年5月5日，我国“长征五号B”大型运载火箭首飞成功，火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的______较大；火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是内能转化为______能。
5、随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭。小林的爸爸最近也购买了一辆轿车。
（1）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示。小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100km/h，发动机转速为2000r/min，平均油耗为9L/100km，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%；（已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）。

（2）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染。汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为6m2，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为___________W，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N，则汽车的行驶速度为___________km/h。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示是一款家用电饭锅，其工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。该种电饭锅的简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
880W
保温功率
220W
（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流；
（2）电热丝R1的阻值；
（3）若不计热量损失，该电饭锅正常工作，把质量为0.55kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]

2、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）

3、工厂为了测试某型号汽车发动机的效率，让汽车匀速运行了7000s，用去汽油20L，查资料得：汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为23kW、则该型号汽车发动机的效率为多少？
4、小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问:
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?
5、随着我国生活水平的逐步提高，健康问题已经逐渐成为人们关注的话题，养成良好的生活习惯，也成为人们常见的关注点。其中，每天早晨起来喝一大杯温开水，有助于排泄腹中的宿便，是一种简单而又有效的养生习惯。小明的爸爸每天早晨起来，都会为小明准备一杯温开水。他先将水烧开，再用冷水兑成温开水。【】
（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量？（当地大气压为一个标准大气压）
（2）若烧开（1）小问中的水，天然气消耗了0.02m3，天然气的热值是3.36×107J/m3，则烧水时的热效率为多少？
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各多少g？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在做“观察水沸腾”的实验时，甲、乙、丙三组同学分别从如图所示的A、B两套器材中任选一套来完成实验：（实验室已准备多套A、B装置）

（1）甲组同学发现所测水的沸点高于100℃，他们选择的是______（填“A”或“B”）套装置。
（2）乙、丙两组同学虽然选用的实验装置相同，但水开始沸腾的时刻不同，他们绘制的沸腾图像如图C所示：a、b两种图像不同的原因是水的______不同。
（3）通过分析图像C，归纳出水沸腾的特点是______。
（4）小明同学在利用如图所示的装置做实验时，发现从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，请你帮助他找出可能存在的原因______。（写出一种即可）
2、在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
90
92
94
96
98
100
101
102
102
102
102
102

（1）甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如表，分析表中的数据可知，甲组同学选择的是图甲中的______（选填“A”或“B”）套装置；
（2）如图乙所示，______图（选填“左”或“右”）是水沸腾前气泡上升过程的情况；
（3）实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明______；
（4）如图丁所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后______；
A．甲容器内的水先沸腾
B．甲容器、乙试管内的水同时沸腾
C．乙试管内的水先沸腾
D．甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
（5）小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验时，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。如图戊是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。请根据图象分析，若不计热量损失，小明、小红从给水加热到水沸腾所需热量为Q1、Q2，则Q1∶Q2为______，若小明、小红所选水的质量为m1、m2，则m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．由表格知，不同物质的比热容一般不同，但也有相同的，比如煤油和冰的比热容相同，故A正确，不符合题意；
B．由表格知，水和冰的比热容不相同，所以一杯水凝固成冰后，比热容会变化，故B正确，不符合题意；
C．在生活中用水作为暖气中的传热介质是因为水的比热容较大，与其它液体在相同质量时，降低相同的温度能放出更加多的热量，故C正确，不符合题意；
D．由表格知，铝的比热容大于铜的比热容，那么质量相同的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多，如果没有质量相同这个前提条件，则无法判断吸热的情况，故D错误，符合题意。
故选D。
2、C
【详解】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
3、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。
4、A
【详解】
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；而夜晚，海岸和海水放出相同的热量，但水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。
故选A。
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、A
【详解】
两块冰来回摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，冰块的内能增加、温度升高，使冰块熔化了。
A．钻木取火时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点，木头会燃烧，是通过做功改变物体的内能，故A符合题意；
B．扬汤止沸是通过热传递改变物体的能，故B不符合题意；
C．滴水成冰是凝固现象，凝固过程中水放热、内能减小，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．炙手可热是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选A。
7、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。
8、A
【详解】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能。
A．试管内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，符合题意；
B．搓手取暖，克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，不符合题意；
C．用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，不符合题意；
D．钻木取火过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能增加，不符合题意。
故选A。
9、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。
10、C
【详解】
A．根据Q吸＝cmDt，甲乙吸收热量相同，质量相等，Dt甲＞Dt乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cmDt，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、     大     慢
【详解】
[1][2]重的那口锅质量大，和轻的那口相比，若温度相同，则重的锅内能大，放热时，温度降低得会较慢，即末温较高，火力依旧，适合爆炒。
2、     做功     机械
【详解】
[1][2]正在煮饭的高压锅限压阀被气流项起，是由于锅内气体对限压阀做功的结果，在这一过程中，内能转化为机械能。热机的工作循环中，做功冲程也是燃气对活塞做功，将内能转化为机械能，所以这一现象与热机的工作循环中的做功冲程原理相同。
3、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。
4、     热值     机械能
【详解】
[1]火箭使用液态氢作燃料是因为液态氢的热值较大，燃烧同样质量的液氢和其他燃料，液氢放出的热量更多。
[2] 火箭向下喷射燃气获得推力加速上升，是燃气对火箭做功，使火箭机械能增加，是内能转化为机械能能。
5、     32.6%     1080     38.88
【详解】
（1）[1]由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min时，其输出功率约为30kW，每小时对外所做的有用功

行驶100km消耗的汽油是

则完全燃烧释放的热量

发动机的效率

（2）[2]太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m2，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为

[3]因为电能最终转化为机械能的效率为80%，所以

由公式

可得汽车的行驶速度

三、计算题
1、（1）1A；（2）165Ω；（3）210s
【详解】
解：由可知，当开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅功率为处于加热状态；当开关S断开时，R1、R2串联连入电路，此时电饭锅功率为处于保温状态。
（1）由得电饭锅保温状态下的电流

（2）开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅处于加热状态，由得电热丝R2的阻值

开关S断开时，电路中R1，R2串联，此时电饭锅处于保温状态，电路中总电阻为

电热丝R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-55Ω=165Ω
（3）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×0.55kg×(100℃-20℃)=1.848×105J
不计热量损失消耗的电能
W=Q吸=1.848×105J
由得，加热这些水需要的时间

答：（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流1A；
（2）电热丝R1的阻值165Ω；
（3）加热这些水需要的时间210s。
2、（1）；（2）；（3）69℃
【详解】
解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由t=可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程；由图b可知，加热2min水升高的温度
t水=50℃-20℃=30℃
则加热2min时间内水吸收的热量
Q水吸=c水m水t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
Q沙吸=Q水吸=2.52×104J
（2）由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到160℃，则沙子升高的温度为
t沙=160℃-20℃=140℃
m沙=0.2kg。由Q吸=cmt可得，沙子的比热容
c沙== =0.9×103J/(kg•℃)
（3）由图知，加热2min时水的温度为50℃，沙子的温度为160℃，不考虑热损耗，则Q沙放=Q水吸，即
c水m水t水=c沙m沙t沙
c水(t-t水)=c沙(t沙-t)
代入数据得
4.2×103J/(kg•℃)×(t-50℃)=0.9×103J/(kg•℃)×(160℃-t)
解得：t≈69℃
答：（1）加热2min沙子吸收的热量为2.52×104J；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/(kg•℃)；
（3）若将加热2min后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是69℃。
3、25%
【详解】
解：发动机对汽车做的功

汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=ρvq=0.7×103kg/m3×20×10-3m3×4.6×103J/kg=6.44×108J
汽车发动机的效率

答：汽车发动机的效率为25%。
4、（1）；（2）
【详解】
解（1）水吸收的热量为

（2）燃烧焦炭所释放的能量

需要燃烧焦炭的质量为

答：（1）在这4h内水吸收的热量为。
（2）需要燃烧的焦炭。
5、（1）；（2）；（3）150g，250g
【详解】
解：（1）水至少需要吸收热量为

（2）消耗了0.02m3天然气放出的热量为

所以烧水时的热效率为

（3）根据题意，可得平衡关系式为

解方程可得

所以热水质量为

答：（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量为；
（2）烧水时的热效率为。
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各为150g、250g。
四、实验探究
1、     B     质量     沸腾时吸热，但温度保持不变     见详解
【详解】
（1）[1]B装置加盖，加热过程中水上面的气压较高，水的沸点较高，所以甲组用的是装置B。
（2）[2]由图C知，a、b两种图像的沸点相同，但加热至沸腾的时间长，是因为该小组所用水的质量较大。
（3）[3]由图像可知，水在沸腾时吸热但温度保持沸点不变。
（4）[4]从开始给水加热到水开始沸腾所用的时间过长，说明水吸收的热量较多，由知，可能是水的质量较大，也可能是初温太低，可能是火力不足等原因。
2、     B     右     升高     液化需要放热     C     1∶2     等于
【详解】
（1）[1]由表格数据知，水从第6min开始，温度保持不变，说明水已经沸腾，此时水的温度保持为102℃，说明水上方空气压强大于1个标准大气压，因为水在1个标准大气压下，沸点为100℃。而图甲的装置A中，烧杯不加盖，装置B中，烧杯加盖，则此烧杯中水上方的空气压强会增大，水的沸点更高。所以甲组同学选择的是B套装置。
（2）[2]图乙左侧烧杯中水的气泡在上升过程中变小、消失是水沸腾前的情况；右侧烧杯中水的气泡在上升过程中变大、到水面破裂开来，是沸腾时的情况。
（3）[3][4]图丙中，烧瓶内的水蒸气通往试管A中，温度较高的水蒸气遇到冷的试管壁液化成小水珠，且放出热量。烧杯B中的水吸收热量，温度升高，温度计示数升高。这个实验说明液化需要放热。手遇到水蒸气时，水蒸气遇冷液化，同时放热，则手吸收更多的热量，会感觉很烫。
（4）[5]图丁中，甲容器有密封盖，乙容器插入甲容器中，不加盖。给加容器加热，容器中的水会吸收热量，温度升高，乙试管中的水也吸收热量温度升高，当甲容器中的水温度达到100℃时，还未沸腾，因为加盖后，水上方空气压强大，沸点会升高。而乙试管中的水温度达到100℃时，开始沸腾。继续加热，甲容器中的水温度继续升高到一定程度，便会沸腾。故C符合题意，ABD不符合题意。
（5）[6]由图戊知，用相同器材进行实验，给水加热，从开始到沸腾，小明用时4min，小红用时8min，即小明实验时，水吸收的热量是小红实验时水吸收的热量的一半，即Q1∶Q2=1∶2。
[7]小明实验时，水由96℃升到99℃，小红实验时，水由93℃升到99℃。据Q吸=cm(t-t0)得
[cm1×(99℃-96℃)]∶[cm2×(99℃-93℃)]=1∶2
解得
m1=m2