第十三章内能与热机 单元测试 2021-2022学年沪科版物理九年级全一册（有答案）

《第十三章 内能与热机》单元测试
一、选择题(每题3分，共30分)
1．关于质量均为1 kg的0 ℃的水与0 ℃的冰，下列说法正确的是(　　)
A．因为都是0 ℃，所以都不具有内能
B．水的内能更大
C．二者混合时，热量从水传递向冰
D．二者混合时，温度从水传递向冰
2．下列选项是汽油机的四个冲程，其中属于做功冲程的是(　　)
A　　　　 　 B　　 　　　 C　　 　　　 D
3．下列四个选项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
4．凝胶暖手宝美观小巧、方便安全，深受同学们喜爱。首次使用前，用热水烫几分钟，使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时，只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了。下列分析中错误的是(　　)
A．凝胶的比热容较大，相同质量的凝胶和其他物质相比，降低相同的温度时放出的热量较多
B．凝胶由固态变成液态要放出热量
C．固态的凝胶也具有内能
D．暖手时，通过热传递使手的内能增加
5．下列说法中，能够反映物体放出热量与物体质量有关的是　　(　　)
A．质量相同的同种物质，降低不同的温度，放出的热量不同
B．质量相同的不同种物质，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，降低不同的温度，放出的热量一般不同
D．不同质量的同种物质，降低相同的温度，放出的热量不同
6．如图所示的为注射器，把下面小孔堵住，小芳迅速下压活塞，注射器内密封的气体温度升高。立即放手，活塞会向上运动一段距离，在活塞向上运动的过程中气体(　　)
(第6题)
A．内能增加，能的转化与汽油机压缩冲程相同
B．分子动能减小
C．分子热运动更剧烈
D．没有热传递发生
7．用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3 min时各记录一次温度，如下表所示。已知ρ水＝1.0×103 kg/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃), ρ油＝0.8×103 kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点。下列说法正确的是(　　)
加热时间/min 0 3
水的温度/℃ 18 28
油的温度/℃ 18 43
A.这种油的比热容为1.68×103 J/(kg·℃)
B．这种油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)
C．这种油的比热容大于水的比热容
D．因为这种油的密度比水小，所以它的比热容比水小
8.下列说法不正确的是(　　)
A．柴油机顶部有一个喷油嘴，没有火花塞
B．柴油机的点火方式为压燃式，汽油机的是点燃式
C．柴油机吸气冲程中吸进来的是柴油和空气的混合物
D．柴油机的效率比汽油机的效率高
9．小明用煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是(　　)
A．煤气燃烧越充分，其热值越大
B．加热过程中水的比热容变大
C．壶内水温度升高的过程中内能增大
D．水沸腾过程中吸收热量，温度不断升高
10．某型号汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以80 km/h的速度匀速行驶了6 km，消耗汽油1.5 L(1 L＝1 dm3)，已知汽油的密度为ρ汽油＝0.7×103 kg/m3，热值q汽油＝4.5×107 J/kg。假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为40%，在此过程中(　　)
A．汽油的热值减小
B．消耗汽油1.5 kg
C．汽油完全燃烧放出热量3.5×1010 J
D．汽车受到3.15×103 N的阻力
二、填空题(每空2分，共26分)
11．如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃活塞筒里放入一小团处理过的棉花，把活塞迅速压下可使棉花燃烧。棉花燃烧是因为压缩气体做功，________能转化为______能，温度________，达到棉花的燃点，棉花燃烧起来了。由此得出结论：对物体做功，物体内能________。
(第11题)(第12题)(第13题)
12．如图所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有少量空气，气缸内气压小于外界气压，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，观察到活塞向左移动，此时温度计的示数________(填“变大”“变小”或“不变”)。
13．在探究“物质的放热能力与哪些因素有关”时，分别用质量均为1 kg的水和某种液体进行对比实验(水的比热容较大)，并用图像对实验数据进行了处理，如图所示。实验过程中，水和某种液体在相同时间内放出的热量相等，分析图像可以得出：______(填“甲”或“乙”)物质是某种液体，该液体的比热容为________J/(kg·℃)。
14．甲铁块质量是乙铁块的3倍，吸收相同的热量，则甲、乙两铁块的比热容之比为______，升高的温度之比为______。
15．为了测定铅的比热容，把质量为200 g的铅块加热到98 ℃，再投入到80 g、12 ℃的水中，待稳定后水的温度为18 ℃。若不计热损失，则水吸收的热量为__________J，铅的比热容是____________J/(kg·℃)。
16．南宁市部分公交车采用天然气来代替燃油，某公交车在一段时间内消耗了500 g天然气，若这些天然气完全燃烧，可放出________J的热量(天然气的热值为4.2×107 J/kg)。若该公交车发动机的效率为20%，则得到的机械能为________J。
三、简答与实验题(17题4分，18题6分，19题12分，共22分)
17．用橡皮在桌面上快速摩擦几下，摸一摸橡皮摩擦的部位，你有什么发现？请解释产生这种现象的原因。
18．研究改变物体内能的方式，小明做了两个实验：
实验甲：如图甲所示，将装有少量乙醚的薄壁金属管固定于桌面，用橡皮塞塞紧，来回快速拉动缠在金属管外的皮绳，过一会儿，可以观察到橡皮塞从管口飞出。
实验乙：如图乙所示，用气筒不断向装有少量水的瓶内用力打气，可观察到瓶塞从瓶口跳出，此时瓶内有白雾产生。
甲　　　乙
(第18题)
(1)在甲实验中：橡皮塞从管口飞出，是________的内能转化为橡皮塞的机械能。
A．皮绳 B．金属管
C．橡皮塞 D．乙醚气体
(2)在乙实验中：当瓶塞从瓶口跳出时，瓶内有白雾产生，这时瓶内气体的内能________，温度降低，发生了液化现象。
A．增大 B．减少
C．不变 D．无法确定
19．某实验小组用图甲所示的装置比较水和煤油的吸热本领。
(第19题)
(1)加热前，在一个烧杯中倒入240 mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入________mL的煤油。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，ρ煤油＝0.8×103 kg/m3)
(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1 min记录一次温度，整个实验操作无误。图乙中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线________(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律，加热过程中，煤油的热值________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(3)同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比________(填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。
四、计算题(20题10分，21题12分，共22分)
20．若家用天然气的热值为4.2×107 J/m3，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量是多少？
(2)若某新型天然气灶烧水的效率为40%，完全燃烧0.04 m3天然气可使室温下5 kg的水温度升高多少？
21．中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。
表1
第1代 第2代 第3代 第4代
燃料 氧气和 汽油混合 偏二甲肼 煤油 液态氢
氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧
表2
燃料 热值 燃料 热值
汽油 4.6×107 J/kg 煤油 4.6×107 J/kg
柴油 4.3×107 J/kg 氢 1.4×108 J/kg
(1)使用氢作为燃料的主要优点是：________和________。
(2)某火箭发射时携带了3×104 kg液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为20 ℃的水加热至沸腾？[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，当地大气压为1标准大气压]
(3)氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg燃料，求该发动机的效率。
答案
一、1.B　2.B　3.B　4.B　5.D
6．B　7．A　8.C　9.C 10．D
二、11.机械；内；升高；增加　12.变大　13.乙；2.1×103　14.1∶1；1∶3
15．2 016；0.126×103　点拨：水吸收的热量Q吸＝c水m水(t2水－t1水)＝4.2×103 J/(kg· ℃)×80×10－3 kg×(18 ℃－12 ℃)＝2 016 J；不计热损失，铅块放出的热量Q放＝Q吸＝2 016 J，由Q放＝cm(t1－t2)得铅的比热容c铅＝＝＝0.126×103 J/(kg· ℃)。
16．2.1×107；4.2×106
三、17.解：摩擦的部位温度升高。用橡皮在桌面上快速摩擦几下，橡皮克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以摸一摸橡皮摩擦的部位，会感觉摩擦的部位的温度升高。
18．(1)D　(2)B
19．(1)300　(2)①；不变　(3)大于
四、20.解：(1)完全燃烧0.04 m3天然气放出的热量为
Q放＝Vq＝0.04 m3×4.2×107 J/m3＝1.68×106 J。
(2)由题知，水吸收的热量为
Q吸＝Q放η＝1.68×106 J×40%＝6.72×105 J，
由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度为
Δt＝＝＝32 ℃。
21．解：(1)热值大；无污染
(2)3×104 kg液态氢完全燃烧释放的热量Q＝mq＝3×104 kg×1.4×108 J/kg＝4.2×1012 J，一标准大气压下水的沸点为100 ℃，水的质量m′＝＝＝1.25×107 kg；
(3)氢能源车所做的功W＝Pt＝70 000 W×0.5×3 600 s＝1.26×108 J，2 kg燃料完全燃烧释放的热量Q′＝m″q＝2 kg×1.4×108 J/kg＝2.8×108 J，该发动机的效率η＝×100%＝×100%＝45%。