第十二章内能与热机 单元测试 2021-2022学年沪粤版物理九年级上册（有答案）

《第十二章 内能与热机》单元测试
一、填空题(每空2分，共20分)
1．2021年6月17日，我国运载火箭将“神舟十二号”载人飞船准确送入预定轨道。火箭________热机。(填“属于”或“不属于”)。
2．如图所示，图A是汽油机的某个冲程，与它改变内能方式相同的是________图所示的演示实验。
3．“卡路里”简称“卡”，是热量的一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量中，“卡”是这样规定的：1卡等于在一标准大气压下，1 g水温度升高1 ℃吸收的热量，那么1卡等于________J。
4．如图所示，是金属焊接技术中的摩擦焊接，在两个焊件的接触面上施加一定压力，并使焊件高速旋转发生剧烈摩擦使其接触面温度迅速升高，当接近熔点温度时焊件就牢固地焊接在一起了。剧烈摩擦使焊件温度迅速升高，是利用________方式改变物体内能的。
(第4题)
5．如图所示，小宇做了一个简单的思维导图来弄清楚“热量”“内能”与“温度”的关系，则图中①处应填________。
(第5题)
6．如图所示，在烧瓶内装入少量水，用气筒往瓶里打气，在瓶塞跳出的瞬间，瓶内出现白雾。这是因为瓶内气体对瓶塞做功，________________________，水蒸气发生了液化现象。
(第6题)(第7题)
7．在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，烧杯中加入200 g的水，测得初始温度为45 ℃。如图所示，用酒精灯加热一段时间后温度计示数如图所示，则水吸收的热量为__________J。
8．中国科学家首次在南海试采可燃冰时就取得了圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破，可燃冰清洁无污染，储量很大，是一种理想的新型能源，它的热值是天然气的10倍。若用可燃冰100 g完全燃烧放出的热量的热效率为45%，则这么多热量在一个标准大气压下可以使50 kg的水从20 ℃升高到________℃。[q天然气＝4.2×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
9．汽油机的工作效率比较低，主要是因为发动机本身会吸收热量。已知100 g的汽油完全燃烧所放出的热量中有20%被铁质发动机吸收，发动机的温度升高20 ℃，则该铁质发动机的质量为________kg。[汽油的热值q＝4.6×107 J/kg，铁的比热容c铁＝0.46×103 J/(kg·℃)]
10．合肥市庐江县的汤池温泉被誉为“九天福地”，其温泉水可饮可浴，温度在60 ℃以上。当50 kg的温泉水从60 ℃降低到30 ℃时，所放出的热量相当于________m3的天然气完全燃烧放出的热量。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3]
二、选择题(每题2分，共14分)
11．2021年4月29日，长征5号B遥二运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱一飞冲天。长征5号B遥二运载火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的(　　)
A．热值大 B．沸点低
C．密度小 D．凝固点低
12．如图所示，将铁丝快速弯折十余次，弯折处温度升高，该过程与四冲程汽油机哪一个冲程能量转化相同(　　)
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
(第12题)
13．以下事例中与“水的比热容大”这一特性无关的是(　　)
A．让流动的热水流过散热器供暖
B．城市内修建“人工湖”
C．发现人中暑时，常在额头上擦冷水降温
D．汽车发动机用水作冷却液
14．如图所示为探究热传递过程中，高温物体、低温物体温度变化的特点。将盛有30 ℃冷水的小烧杯，放进盛有70 ℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器，测量两杯水的温度变化。有关说法错误的是(　　)
A．冷水吸收的热量等于热水放出的热量
B．热水温度下降比冷水温度升高得快
C．冷水和热水到达同一温度的时间相同
D．热水的质量可能小于冷水的质量
(第14题)
15. 甲、乙两个质量不同的实心铝块，已知甲的质量大于乙，现将它们投入同一沸水中，足够长的时间后取出。当它们放出相同的热量后再相互接触，则(　　)
A．热量可能由甲传递给乙
B．热量一定由乙传递给甲
C．热量一定由甲传递给乙
D．甲、乙间没有发生热传递
16．下列有关温度、内能和热量的说法中正确的是(　　)
A．80 ℃水的内能一定比20 ℃水的内能多
B．内能少的物体可以向内能多的物体传递热量
C．一个物体吸收了热量，温度一定会升高
D．一个物体的内能增大一定是因为它吸收了热量
17．用相同的电加热器分别对质量相等的甲和乙两种液体加热(不计热量损失)。如图是甲和乙的温度随加热时间变化的图象，已知t2＝2t1，c甲＝2.4×103 J/(kg·℃)，下列说法正确的是(　　)
(第17题)
A．甲的比热容表示甲的温度升高1 ℃吸收的热量是2.4×103 J
B．乙的比热容为1.2×103 J/(kg·℃)
C．都加热时间t，乙吸收热量比甲吸收热量多
D．因甲和乙的沸点相同，故甲和乙的吸热能力相同
三、实验题(第18题6分，第19题10分，共16分)
18．小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，两套装置中水和两种燃料的质量相同，记录结果如表。
(第18题)
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)安装实验器材时，应按照____________(填“自下而上”或“自上而下”)的顺序安装。
(2)根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是________。
(3)另一名同学用同样的装置进行实验，但在两种燃料燃尽之前水都沸腾了，小明认为这样无法比较出两种燃料的热值。为避免这种情况出现，请对该同学提出一条建议：________________________________________________。
19．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置，小华用两个相同的容器(图中用虚线框表示)分别装入质量相等的A、B两种液体，用相同的装置加热。
(第19题)
(1)从实验效果考虑，本实验选择________(填“烧杯”或“易拉罐”)作为盛放液体的容器较好。
(2)实验中两种液体吸收热量的多少可通过____________(填“液体升高的温度”或“加热时间”)比较。
(3)根据实验数据绘制的温度与时间的关系图象如图乙所示，分析图象可知：质量相等的A和B两种液体，在升高相同温度时，________吸收的热量较多；质量相等的A和B两种液体，在吸收相同热量时，________升温较高。
(4)冬天，小华想自制一个暖手袋，若只能从A或B中选一种液体装入暖手袋中作为供暖物质，则应选择________液体。
四、计算与推导题(第20题8分，第21题12分，共20分；解答要有必要的公式和过程)
20．小明学习了燃料的热值后，试测量天然气的热值。于是，他在家里将装有2 kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20 ℃升温至80 ℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035 m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。
(1)在这个过程中水吸收了多少热量？
(2)请你帮小明算出天然气的热值。
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)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]
(2)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.属于　2.C　3.4.2　4.做功　5.热传递
6．气体的内能减少，温度降低
7．4.2×104　8．100　9.100
10．0.15
二、11.A 12．B 13．C　14.A 15．C　16．B　17．B
三、18.(1)自下而上　(2)煤油　(3)等量增加烧杯中水的质量或等量减少燃料的质量
19．(1)易拉罐　(2)加热时间　(3)A；B　(4)A
四、20.解：(1)水吸收的热量Q＝c水mΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝5.04×105 J。
(2)天然气完全燃烧释放的能量为
Q放＝＝＝1.4×106 J，天然气的热值q＝＝＝4×107 J/m3。
21．解：(1)液态氢完全燃烧放出的热量
Q放＝mq＝3×104 kg×1.4×108 J/kg＝4.2×1012 J，
水吸收的热量Q吸＝Q放＝4.2 × 1012 J。
根据Q＝cm(t2－t1)可得水的质量m水＝＝＝1.25×107 kg。
(2)W有＝Pt＝7×104 W×0.5×3600 s＝1.26×108 J，
Q放′＝m′q＝2 kg×1.4×108 J/kg＝2.8×108 J，
该发动机的效率η＝×100%＝×100%＝45%。