难点详解沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向测评试卷（含答案详解）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向测评
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 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、下列说法中不正确的是（　　）
A．任何物体都具有内能
B．一个物体的温度升高，它的分子运动变得更剧烈
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间无间隙
D．分子间的引力和斥力是同时存在的
2、相同质量的水和食用油，放出了相同的热量（c水＞c食用油），下列说法中正确的是（　　）
A．水的末温较低 B．食用油的末温较低
C．水降低的温度较多 D．食用油降低的温度较多
3、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．温度高的物体内能一定大
B．物体的温度越高，所含的热量越多
C．内能少的物体也可能将能量传递给内能多的物体
D．物体吸收热量，温度一定升高
4、如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．该冲程能量转化是内能转化为机械能 B．这是压缩冲程
C．该冲程能量转化是化学能转化为内能 D．这是吸气冲程
5、以下有关“热”的说法，你认为其中正确的是（　　）
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是温度
B．摩擦生热，这里的“热”指的是热量
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是内能
D．分子热运动，这个“热”指的是热量
6、2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神州十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的比热容大的特点
C．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
7、如图所示，鸳鸯火锅是特色饮食，煮火锅时观察到红汤先沸腾。小陈同学通过调查，却发现红汤的沸点要高于清汤。则下列说法中正确的是（　　）
A．清汤沸腾前是从红汤中吸热，从而温度升高
B．红汤液面上有一层油脂，减少了热量散失
C．红汤沸腾后，继续加热，温度仍然在升高
D．火锅内的牛油熔化时要放热
8、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．物体温度降低时内能减小
C．温度高的物体内能大
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
9、如图是汽油机工作循环的某个的示意图，则该冲程（　　）
A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程
10、小明对三垟湿地公园内的气温和水温进行了观测，并将测得的数据绘制成如图所示曲线。据图可判断（　　）
A．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较大
B．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较小
C．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较大
D．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较小
第Ⅱ卷（非选择题 70分）
二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）
1、 “新冠肺炎”疫情期间，同学们每天走进教学楼，都会闻到消毒液的气味，这是______现象；消毒液是液体，不容易被压缩，说明分子间存在着______力。
2、西气东输工程让莆田市市民用上了物美价廉的天然气。在标准大气压下，将质量为4kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水至少要吸收_______J热量，这些热量相当于完全燃烧______m3天然气。（c水=4.2×103J/(kg·℃)、天然气的热值为8×107J/m3）
3、如图所示是汽油机______冲程。完全燃烧1kg汽油放出的热量是______J，若其效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能是______J（q汽油＝4.6×107J/kg）。
4、10月16日0时23分，“神舟十三号”载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道，顺利将3名航天员送上太空。搭载飞船的长征二号F运载火箭使用的燃料需要具有较大的________（选填“比热容”或“热值”），火箭高速上升，与空气摩擦，其外壳内能________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
5、2021 年 3 月中旬，蒙古国再次遭遇强沙尘暴天气，导致 16 万头牲畜死亡，小阳认为沙尘暴的形成是一种扩散现象，你认为他的说法______（选填“正确”或“不正确”），你判断的依据是______ 。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、一辆汽车对50km长的新建大桥进行通车测试。汽车总质量为1.5t，以100km/h的速度匀速通过大桥，受到的阻力是总重的0.08倍，全程消耗了4kg的汽油，g取10N/kg，求汽车通过大桥时，汽油机的效率。（q汽油＝4.6×107J/kg）
2、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg ℃)]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；
（2）热水器5h内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数）
3、某同学在实验室用酒精灯把0.1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.求：
（1）水吸收的热量；
（2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精？[水的比热容c水＝4.2×103 J/（kg·℃）；酒精的热值q酒精＝3.0×107 J/kg]
4、如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。求
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g=10N/kg）
整车质量 1.8t
最大输出功率 9.2kw
汽油机效率 30%
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
5、在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20°C、质量为0.1kg的水，在一个标准大气压下加热，假如完全燃烧酒精1.26g，[水的比热容为4.2×103J/(kg·°C），酒精的热值为3.0×107J/kg]求：
（1）水温度升高到40°C时吸收的热量；
（2）完全燃烧酒精1.26g时放出的热量；
（3）如果不考虑热量的损失，水完全吸收酒精燃烧放出的热量，问水最后的温度是多少？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、如图所示是“探究不同物质吸热的能力”的实验。将质量相等的水和煤油分别在两个相同的烧杯中，然后用两个相同的酒精灯加热并不断搅拌假定在相同的时间内两种液体吸收的热量相等，不计液体热量散失。每隔2min记录一次温度。实验记录如表三所示。
表三
加热时间/min 0 2 4 6 8
1 煤油 20 22 24 26 28
温度/℃ 水 20 21 22 23 24
（1）升高相同的温度，吸收热量多的物质是_____________。
（2）吸收相同的热量，温度升高的多的物质是_____________。
（3）相同质量的不同物质，升高相同的温度，吸收热量多的物质吸热能力强。通过实验可知_______的吸热能力更强，列举一例说明该物质的这一特性在生活中的应用______。
2、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择______两图进行实验，实验时要观察______比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择______两图进行实验，实验通过______反映物体吸热的多少；
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，液体a升温多，由此可知：质量相同的液体a与b，升高相同的温度时，液体a吸收的热量______（选填“大于”或“小于”）液体b吸收的热量；
（3）若甲图烧杯中为500g的水，10g酒精完全燃烧温度计示数升高了20oC，水吸收的热量是______J，若酒精燃烧放出的热量全部被水吸收，则酒精的热值是______J/kg，算出的热值比标准值______（选填“偏大”、“偏小”或“一样”）。[水的比热容是4.2×103J/（）]
3、为了比较两种燃料的热值，小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验，烧杯内水的初温和质量相同，实验中忽略热量的损失。
（1）实验中应控制燃料燃烧的______（时间/质量）相同，根据______比较燃料燃烧放出热量的多少；
（2）小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时，小明记下了各个时刻烧杯中水温，绘制了图乙的图象，则可初步判断燃料______的热值大；
（3）另一组的小华也用图甲的两套完全相同的装置进行实验，比较燃料c和燃料d的热值，并重新在烧杯内加入初温和质量相同的水，在燃料烧完后也画出了水的温度随时间变化的图象如图丙所示。燃料c在6min时水就沸腾了，造成水过早沸腾的原因可能是______。分析图象可知燃料c燃烧10min放出的热量______（大于/等于/小于）燃料d燃烧15min放出的热量；
（4）你认为根据丙图象______（能/不能）比较两种燃料热值的大小。
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A正确，不符合题意；
B．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，一个物体的温度升高，它的分子运动将更剧烈，故B正确，不符合题意；
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间存在斥力，故C错误，符合题意；
D．组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故D正确，不符合题意。
故选C。
2、D
【详解】
由Q=cmΔt可知，质量相同的水和食用油放出相同的热量，由于水的比热容比食用油大，因此水的温度降低得少，食用油温度降低得多，由于不知道水和食用油的初温，因此不能确定水和食用油的末温高低，故ABC错误，D正确。
故选D。
3、C
【详解】
A．物体的内能与物体的质量、温度、物质种类及物态等因素有关，那么温度高的物体内能不一定大，但同一物体，温度高，其内能一定大，故A错误；
B．热量是过程量，应表达成传递热量的多少，不能表达成含有热量的多少，故B错误；
C．热传递是热量由高温物体向低温物体传递，而内能少的物体如果温度高于内能多的物体，则会将能量传递给内能多的物体，故C正确；
D．物体吸收热量，内能一定增大，但温度不一定升高，例如：晶体在熔化时，持续吸收热量，但温度保持不变。故D错误。
故选C。
4、A
【详解】
由图得，该冲程两气阀关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，做功冲程中燃料燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化活塞的机械能，故A正确，BCD错误。
故选A。
5、A
【详解】
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是冷热程度，即温度，故A正确；
B．摩擦生热，这里的“热”指的是内能，故B错误；
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是热量，故C错误；
D．分子热运动，这个“热”指的是温度，故D错误。
故选A。
6、D
【详解】
A．火箭加速升空时，燃料燃烧的化学能转化为动能和重力势能，故A错误；
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的热值大的特点，故B错误；
C．热值是物质的一种物理属性，与燃料是否充分燃烧无关。燃烧是否充分影响的是燃料燃烧时放出热量的多少，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦生热，此时机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
7、B
【详解】
A．由图中可知，清汤与红汤之间有隔板挡住，无法进行热传递，故清汤无法从红汤中吸热，故A错误；
B．红汤液面上有一层油脂，可以起到保温的作用，减少热量散失，故B正确；
C．红汤的主要成分是水，由水的沸腾特点可知，沸腾后继续加热，温度保持不变，故C错误；
D．火锅内的牛油熔化时，由固态变为液态，需要吸收热量，故D错误。
故选B。
8、B
【详解】
A．所有的分子动能和势能之和即为内能，任何一个物体的分子都在做无规则运动，故任何一个物体都具有内能，不具有内能为零的物体，故A错误；
B．当温度降低时，分子运动的剧烈程度减弱，分子动能减小，故内能减小，故B正确；
C．物体的内能不仅仅与温度有关，还与质量有关，质量的大小未知，故内能的大小未知，故C错误；
D．热量总是从温度大的物体向温度小的物体传递，热量的传递方向与内能的大小无关，故D错误。
故选B。
9、C
【详解】
如图火花塞没有点火，气缸向上运动，进气门关闭，排气门打开，应该是排气冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【点睛】
10、C
【详解】
水和空气在同样吸放热条件下，因为水的比热容大，所以水的温度变化小，空气的温度变化大，则温度变化较小的虚线是水温的图线，温度变化较大的实线是气温的图线，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、扩散 斥
【详解】
[1]走进教学楼能闻到消毒液的气味，是由于消毒液分子在永不停息地做无规则运动，扩散到人的鼻子中，因此能闻到消毒液的气味。
[2]消毒液是液体，不容易被压缩，说明分子间存在相互作用的斥力，阻碍消毒液分子被进一步压缩。
2、1.344×106 0.0168
【详解】
[1]水吸收的热量为
Q=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(100℃-20℃)=1.344×106J
[2]这些热量需要天然气
3、排气 4.6×107J 1.15×107J
【详解】
[1]如图所示，进气门关闭，排气口打开，活塞向上运动，有气体流出，所以是汽油机的排气冲程。
[2]完全燃烧1kg汽油放出的热量是
[3]效率为25%，则消耗1kg汽油转化为机械能
4、热值 增大
【详解】
[1]搭载飞船的长征二号F运载火箭使用的燃料需要具有较大的热值，根据可知，燃料的热值越大，相同质量的燃料为运载火箭提供的能量就越大。
[2]火箭高速上升，与空气摩擦，空气对火箭外壳做功，其外壳内能增大，温度升高。
5、不正确 沙尘不是分子（分子肉眼看不见）
【详解】
[1][2]他的说法不正确，原因是：扩散现象是组成物质的分子不停地做无规则运动，彼此进入对方的现象，分子的运动是肉眼看不到的；沙尘暴是大量的沙土颗粒在做机械运动，沙土颗粒有大量的沙土分子组成，沙土颗粒的运动不是分子的无规则运动，故沙尘暴的形成不是扩散现象。
三、计算题
1、32.6%
【详解】
解：汽车总质量
m＝1.5t＝1.5×103kg
汽车的总重力
G＝mg＝1.5×103kg×10N/kg＝1.5×104N
汽车受到的阻力是总重的0.08倍，即
f＝0.08G＝0.08×1.5×104N＝1.2×103N
因为匀速通过大桥，所以牵引力
F＝f＝1.2×103N
牵引力所做的功
W＝Fs＝1.2×103N×5×104m＝6×107J
汽油完全燃烧放出的热量
Q＝mq＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J
汽油机的效率
答：汽油机的效率为32.6%。
2、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.67kg
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103 J/(kg ℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J
（2）热水器5h内接收到的太阳能
E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J
（3）热水器的效率
（4）由可知，煤完全燃烧放出的热量
由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率40%；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。
3、（1）3.36×104J； （2）1.12×10-3kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg ℃）×0.1kg×（100℃-20℃）=3.36×104J
（2）由于酒精完全燃烧释放的热量全部被水吸收时需要酒精的质量最少，所以，由Q放=mq知道，需要完全燃烧酒精的最少质量
答：（1）水吸收的热量为3.36×104J；
（2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧1.12×10-3kg的酒精。
4、（1）1.5×105Pa；（2）0.4kg
【详解】
解：（1）轿车质量为
m=1.8t=1.8×103kg
根据重力得计算公式可得，轿车的重力为
因为轿车静止在水平地面上，所以，轿车对水平地面的压力为
F压=G=1.8×104N
受力面积，即车轮与地面的总接触面积为
S=0.12m2
跟据压强的计算公式可得，轿车对水平地面的压强为
（2）由
可得，该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功为
根据
可得
由
Q放=mq
可得，需要完全燃烧汽油的质量为
答：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.5×105Pa；
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗4kg汽油。
5、（1）8.4×103J；（2）3.78×104J；（3）100°C
【详解】
解：（1）水由t-=20°C升温到t0=40°C吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·°C）×0.1kg×(40°C-20°C)=8.4×103J
（2）1.26g酒精完全燃烧释放的热量
Q放=m酒精q=1.26×10-3kg×3.0×107J/kg=3.78×104J
（3）在不考虑热量损失的情况下时，水吸收的热量
Q′=Q放=3.78×104J
由Q=cmΔt可得，水升高的温度为
最终水的温度为
t′=t0+Δt=20°C+90°C=110°C
1标准大气压下，水的沸点是100°C，所以水的末温是100°C，水实际升高的温度为80°C。
答：（1）水温度升高到40°C时吸收的热量是8.4×103J；
（2）完全燃烧酒精1.26g时放出的热量是3.78×104J；
（3）如果不考虑热量的损失，水完全吸收酒精燃烧放出的热量，水最后的温度是100°C。
四、实验探究
1、水 煤油 水 暖气管道中用水做储能物质
【详解】
（1）[1]由表中数据可知，煤油升高2℃需要2min，而水升高2℃需要4min，用相同的酒精灯加热，加热时间越长吸热越多，所以水吸收的热量多。
（2）[2]由表中数据可知，都加热2min，即吸收相同的热量，煤油温度升高2℃，水温度升高1℃，所以吸收相同的热量，煤油温度升高的多。
（3）[3]相同质量的水和煤油，升高相同的温度，水吸收的热量多，说明水吸热能力比煤油更强 。
[4]在生活中“暖气管道中用水做储能物质”，就是因为水的吸热能力强，放热能力也强的特性。
【点睛】
2、甲乙 温度计示数的变化 甲丙 加热时间的长短 小于 4.2×104 4.2×106 偏小
【详解】
（1）[1][2]为了比较不同燃料的热值，要用不同的燃料，所以应选择甲和乙两图进行实验；加热同一种液体，让液体的质量相同，加热相同的时间，观察温度计的示数，通过液体升高的温度得出吸热多少，进而判断热值大小。
[3][4]为了比较两种液体的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，应选择甲和丙两图进行实验；让液体的质量和温度的变化量相同，通过比较加热时间（即比较吸收热量的多少），进而判断两种比热容的大小关系，所以实验是通过比较加热时间的长短反映物体吸热的多少。
（2）[5]比较不同物质的比热容，选用甲、丙两实验，加热相同一段时间，两种液体吸收的热量相等，液体a升温多，由
可知，a的比热容小；因为a的比热容小，质量相同的液体a与b，在升高相同的温度时，液体a吸收的热量小于液体b吸收的热量。
（3）[6][7]水吸收的热量
根据题意可知
由可得，测得酒精的热值为
[7]因为酒精不可能完全燃烧，且实际上酒精燃烧放出的热量并没有全部被水吸收，所以算出的热值比标准值偏小。
3、质量 温度计上升的示数 b 燃料c的燃烧过程比较快 大于 能
【详解】
（1）[1][2]为了比较热值大小，要用质量相同的不同的燃料，加热质量相同的同种液体，根据可知，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，燃料的热值越大。故实验中应控制燃料燃烧的质量相同，根据温度计上升的示数比较燃料燃烧放出热量的多少。
（2）[3]由图乙知，当燃料燃尽时，图线b的温度变化大，水吸收的热量多，说明相同质量的a、b燃料完全燃烧时b放出的热量多，由公式可知，b的热值大。
（3）[4]两种燃料的质量相同，已知烧杯内加入初温和质量相同的水，燃料c在6min时水就沸腾了，根据可知燃料c加热的水吸收的热量多，造成水过早沸腾的原因可能是燃料c的燃烧过程比较快。
[5]由图丙可知，燃料c燃烧10min放出的热量已经使水沸腾，燃料d燃烧15min放出的热量没有使水沸腾，表明c放出的热量多。
（4）[6]由图丙可知，两种燃料全部燃尽时，c燃料使水升高的温度更大，水吸收的热量多，说明c燃烧时放出的热量多，由公式可知，c的热值大，故能比较热值的大小。