2022年最新精品解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机专项测试试题（含详解）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机专项测试
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 30分）
一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）
1、小明取质量和初温都相同的铜球和水，他们吸收相同的热量后，将铜球立即投入水中，则 （　　）
A．铜球和水之间无热传递 B．热量由铜球传递给水
C．温度由水传递给铜球 D．热量由水传递给铜球
2、长征五号火箭发动机采用氢氧发动机，用氢气做燃料获得动力，是由于氢气的（　　）
A．比热容的较大 B．热值高
C．密度大 D．导热性好
3、如图所示的四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是（　　）
A．搓手能发热 B．烧水时水温升高
C．冰刀下的冰熔化 D．钻木取火
4、如图所示是某物质加热熔化过程中温度随时间变化的图像，关于该图像，下列判断正确的是（　　）
A．该图像可能是沥青熔化时温度随时间变化的图像
B．AB段说明：物质温度升高，该物质的熔点也随之升高
C．BC段温度不变，内能也不变
D．该物质液态时的比热容大于固态时的比热容
5、在国际单位制中，热量的单位是（　　）
A．J B．W C．J/（kg·℃） D．J/kg
6、下列所描述的现象中，不能够说明分子在做永不停息地无规则运动的是（　　）
A．在扫地的时候看到尘土到处飞扬 B．酒香不怕巷子深
C．花气袭人知骤暧 D．炒菜时闻到了菜的香味
7、下列现象中，可以用分子热运动规律解释的是（　　）
A．还未看见瀑布，先听见瀑布的声音 B．还未看见花儿，先嗅到花儿的香气
C．神舟十三号载人飞船腾空而起 D．火车呼啸着从站台驶过
8、下列说法正确的是（ ）
A．利用铁锅热菜是通过做功的方式增加菜的内能
B．在热传递过程中，热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
C．从冻库里拿出的肉表面有一层白霜，是空气中的水蒸气凝固放热形成的
D．生物体内水的比例很高，有助于调节生物自身的温度，是由于水的比热容大
9、沙漠地区在日光照射下，比湖泊湿地在日光照射下温度升高得快的原因是（　　）
A．沙漠地区日照时间较长 B．沙的比热容小
C．沙的密度大 D．沙吸收的热量多
10、关于温度、热量、内能和比热容，下列说法中正确的是（　　）
A．物体放出热量，其内能和温度都一定降低
B．热量都是从内能大的物体向内能小的物体传递
C．一杯水倒出一半， 杯内剩余水的比热容变小
D．冰在熔化过程中，其内能增加而温度却保持不变
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、如图所示，是汽油机工作循环中的___________冲程，若飞轮的转速为1800r/min，则汽油机每秒钟内做了___________次功。
2、热机——人类文明的动力。下图是四冲程内燃机的剖面图，请完成下表中空格：
工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门 （1）___________ 关闭 关闭 （4）___________
排气门 关闭 （2）___________ 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 （3）___________ 向上
3、如图所示是四冲程汽油机工作时的_______冲程。若该汽油机飞轮转速为1800r/min，则汽油机每秒钟对外做功_______次。汽油机需要用冷却液进行降温，是利用冷却液_______大的特性。
4、汽油机是汽车的“心脏”，如图所示，汽油机的此冲程将内能转化为_______能。一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值_______（选填“变小”、“变大”或“不变”）。
5、如图所示，小强从滑梯上匀速下滑，他感到臀部发热，是______能转化为______能，这是通过______的方式改变物体内能的。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、可燃冰是一种新型能源，它分解后可以释放出天然气，我国开采可燃冰的技术处于世界领先地位。用燃气热水器烧水时，把 40kg 的水从25℃加热到 45℃，共燃烧了 0.12m3 的天然气。经测定，若某次开采到的可燃冰的热值是同体积天然气的 120 倍。求：
（1）水吸收了多少热量？［c 水=4.2×10 3J/（kg·℃）］
（2）燃气热水器烧水时的效率是多少？（q 天然气=3.5×10 7J/m3）
（3）若换用该可燃冰作燃料，加热相同情况的水要燃烧多少立方米的可燃冰？
2、我国自主研发的某品牌汽车进行技术测试，已知汽车的总质量为2t，该车在某段长1.2km的水平路面做匀速直线运动，用时40s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.2倍，汽车在此过程中消耗的汽油产生了1×107J热量。（g取10N/kg）
求在该段测试过程中：
（1）汽车的行驶速度；
（2）汽车受到的重力；
（3）汽车的牵引力做的功；
（4）汽车发动机的热机效率。
3、如图是某太阳能热水器，向其中注入50kg水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）热水器中的水从10℃升高到50℃所吸收的热量；
（2）如果由燃烧煤气来提供这些热量，至少需要燃烧多少千克煤气。（煤气的热值为q=4.2×107J/kg）。
4、如图所示，是一辆汽车通过滑轮组匀速将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体质量为600kg，汽车重G＝7×104N，汽车匀速拉绳子时的拉力2200N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍。（g＝10N/kg）求：
（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力做了多少功？
（2）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要多长时间？
（3）汽油的热值为4.6×107J/kg，汽车以3m/s的速度把物体拉到井口时，消耗的汽油为20g，则此汽车发动机的效率为多少？
5、小明家买了新车，厂家提供的部分参数如下表。周末爸爸带着全家开车到海边游玩，车上的速度表如图所示，在高速公路上仪表盘显示百公里平均油耗12.5L。[水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，水的密度为1.0×103kg/m3，92#汽油热值为4.5×107J/kg、密度为0.8×103kg/m3]。求：
品牌：一汽——红旗 整车型号：FA6500
发动机输出功率： kW 乘坐人数：5人
推荐使用燃油92#油 整车质量（kg）：1875
水箱容积（L）：10 制造年月：2021年10月
（1）在冷却发动机过程中，水的温度升高50℃，求水吸收的热量是多少
（2）若匀速行驶1h，轿车发动机的效率是20%，则发动机的输出功率是多少W
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、小明在做“比较不同物质吸热能力”的实验时，完成了如下的操作：
（1）实验中在两个完全相同的烧杯中分别装入 ___________（选填“质量”或“体积”）、初温都相同的水和煤油；
（2）实验中选择规格相同的电加热器，可以通过比较 ___________（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较水和煤油吸收热量的多少；
（3）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乙所示，则 ___________（选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强。如果已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，计算出煤油的比热容是 ___________。
2、如图甲、乙、丙三图中的装置完全相同，烧杯内的液体质量相同。
（1）比较不同物质吸热情况时：
①小华应选择图甲和图________进行实验，物质吸收热量的多少通过_______（选填“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映的；
加热时间/min 0 1 2 3 4
液体a的温度/℃ 30 34 38 42 46
液体b的温度/℃ 10 18 26 34 42
②通过实验，记录数据如表格所示，分析实验数据可知：吸收相等热量，升温较慢的是_________（选填“液体a”或“液体b”）；
（2）比较不同燃料的热值实验中，应控制燃料燃烧的_________（选填“时间”或“质量”）相同；若实验过程中，图甲中燃料还未燃尽时，烧杯内液体a就沸腾了，此时小华立即在甲烧杯中添加了少量液体。继续实验直到燃料燃尽（烧杯内液体都未沸腾）这样的操作_________（选填“可行”或“不可行”），理由_________。
3、为了比较水和食用油的比热容，某同学用如图所示的器材进行了实验，实验数据记录如表。
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 200 20 6 45
食用油 200 20 6 70
（1）实验中，两烧杯内放入______的电加热器，这样可以保证在相同的加热时间内，水和食用油吸收的热量______，通过比较______来比较水和食用油的吸热能力；
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给______加热更长的时间，此时水吸收的热量______（选填“大于”小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（3）已知水的比热容为4.2×103J/(kg ℃)，则食用油的比热容为______J/(kg ℃)。
-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．铜球和水之间有温度差的存在，所以能进行热传递，故A不符合题意；
B．铜球和水质量相同，吸收相同的热量后，在状态都没有发生改变的情况下，铜球的温度比水的温度高，铜球投入水中，热量由铜球传给水，故B符合题意；
C．温度是表示物体冷热程度的物理量，温度不能传递，故C不符合题意；
D．热量是一个过程量，要用“吸收”或‘放出”来表达，铜球的温度比水高，故将铜球立即投入水中后，铜球放出热量，水吸收热量，故D不符合题意。
故选B。
【点睛】
2、B
【详解】
火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢和其它燃料时，氢燃料可以放出更多的热量，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
3、B
【详解】
A．搓手时，手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得手的温度升高，是利用做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B．烧水时，水通过热传递的方式吸收热量，温度升高，故B符合题意；
C．冰刀下的冰熔化，是由于冰刀与冰摩擦时克服阻力做功，将机械能转化为内能，使得冰的温度升高，从而使得冰吸热熔化，是利用做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D．钻木取火是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使得温度升高，达到木头的燃点，从而燃烧，是利用做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
4、D
【详解】
A．由图像可知，该物质在BC段温度保持不变，是晶体，沥青是非晶体，所以该图像不是沥青熔化时温度随时间变化的图像，故A错误；
B． 由图像可知，AB段是物质熔化之前升温的过程，该物质在BC段是熔化过程，熔点是48℃，该物质的熔点不会升高，故B错误；
C．BC段温度不变，吸收热量，内能增大，故C错误；
D．比较图像中AB段和CD段可以看出，在时间相同时，AB段温度升高快，说明这种物质在固态时升温快，表明固态时的比热容小于液态时的比热容，故D正确。
故选D。
5、A
【详解】
A．在国际单位制中，热量的单位是焦耳，简称焦，符号J，故A符合题意；
B．W是功率的单位，故B不符合题意；
C．J/（kg ℃）是比热容的单位，故C不符合题意；
D．J/kg是热值的单位，故D不符合题意。
故选A。
6、A
【详解】
A．尘土飞扬是由于尘埃小颗粒在空气中运动形成的，属于机械运动，不属于分子的热运动，故A符合题意；
BCD．人们闻到的酒香、花气、菜香味分别是酒精分子、花香分子和油分子不断运动的结果，能够证明分子在做永不停息地无规则运动，故BCD不符合题意。
故选A。
7、B
【详解】
A．还未看见瀑布，先听见瀑布的声音，说明空气能传播声音，故A不符合题意；
B．还未看见花儿，先嗅到花儿的香气，是因为有花香的“原子”飘到我们鼻子里，说明分子永不停息地做无规则运动，故B符合题意；
C．神舟十三号载人飞船腾空而起，载人飞船的运动状态发生改变，说明载人飞船受到力的作用，故C不符合题意；
D．以站台为参照物，火车相对于站台的位置发生了改变，故看到火车呼啸着从站台驶过，故D不符合题意。
故选B。
8、D
【详解】
A．利用铁锅热菜是铁锅的温度高于菜的温度，通过热传递的方式将锅的内能传递菜，使菜内能增加，故A错误；
B．在热传递过程中，热量总是从温度高的物体转移到温度低的物体，故B错误；
C．从冻库里拿出的肉表面有一层白霜，是空气中的水蒸气凝华放热形成的，故C错误；
D．由于水的比热容大，其它条件相同时，吸收或放出相同的热量根据知水的比热
容大，水的温度变化小，所以生物体内水的比例很高，有助于调节生物自身的温度，故D
正确。
故选D。
9、B
【详解】
在相同的日光照射下，沙漠地区比湖泊地区温度升高得更快，是因为沙的比热容比水的比热容小，由可知，在吸收相同热量时，比热容小的物体温度升高得更快，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10、D
【详解】
A．物体放出热量，内能减少，但温度不一定降低，如晶体在凝固过程中，放出热量、内能减少，但温度保持不变，故A错误；
B．热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，内能与温度、质量和状态有关，内能大的物体温度不一定高，故B错误；
C．比热容是物质的一种特性，与质量和体积无关，一杯水倒出一半， 杯内剩余水的比热容不变，故C错误；
D．冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变，内能增加，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、做功 15
【详解】
[1]根据图像可知，进气门可出气门关闭，活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，所以为做功冲程。
[2]一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min，说明1min飞轮转1800r，则每秒飞轮转
完成循环次数为
所以汽油机每秒钟内做了15次功。
2、打开 关闭 向下 关闭
【详解】
（1）[1]吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。
（2）[2]压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。
（3）[3]做功冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
（4）[4]排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
3、做功 15 比热容
【详解】
[1]如图所示，进气门、排气门关，活塞向下运动，是气油燃烧产生的内能推动活塞做功，故是做功冲程。
[2]汽油机每秒钟转的圈速为
每转2圈，对外做功一次，故对外做功的次数为15次。
[3]汽油机需要用冷却液进行降温，是利用冷却液比热容大，与其他液体相比，每升温1℃吸收的热量比较多，即比热容大，吸收热量的能力强。
4、机械 不变
【详解】
[1]由图知道，气缸中的两个气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火，所以是做功冲程，在此冲程中，气缸内气体燃烧产生的内能推动活塞做功，将内能转化为机械能。
[2]热值是燃料的属性，与质量无关，一汽车油箱中的汽油用一半后，剩下的汽油的热值不变。
5、机械 内 做功
【详解】
[1][2][3]改变物体内能的方法是做功和热传递。小强在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，臀部内能增加，温度升高，所以有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。
三、计算题
1、（1）3.36×106J；（2）80%；（3）1×10-3m3
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t2-t1）=4.2×103J/（kg·℃）×40kg×（45-25）℃=3.36×106J
（2）燃烧0.12m3天然气放出的热量
Q放=V天然气q天然气=0.12m3×3.5×107J/m3=4.2×106J
燃气热水器烧水时的效率
（3）需要燃烧可燃冰的体积
答：（1）水吸收了3.36×106J热量；
（2）燃气热水器烧水时的效率是80%；
（3）若换用该可燃冰作燃料，加热相同情况的水要燃烧1×10-3m3的可燃冰。
2、（1）30m/s；（2）20000N；（3）4.8×106J；（4）48%
【详解】
解：（1）已知该汽车运动时间为t=40s，行驶距离为
s=1.2km=1200m
因此，汽车的行驶速度
（2）汽车受到的重力为
G=mg=2000kg×10N/kg=20000N
（3）因汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力F和阻力f是一对平衡力，则牵引力为
F=f=0.2G=0.2×20000N=4000N
则此过程中汽车牵引力做的功
W=Fs=4000N×1200m=4.8×106J
（4）汽油燃烧的热量为Q=1×107J，牵引力做功为W=4.8×106J，则发动机的效率为
答：（1）汽车的行驶速度为30m/s；
（2）汽车受到的重力为20000N；
（3）汽车的牵引力做的功为4.8×106J；
（4）汽车发动机的热机效率为48%。
3、（1）8.4×106J；（2）0.2kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃-10℃)=8.4×106J
（2）煤气完全燃烧释放的热量
Q放=Q吸=8.4×106J
需要煤气的质量
答：（1）热水器中的水从10℃升高到50℃所吸收8.4×106J的热量；
（2）如果由燃烧煤气来提供这些热量，至少需要燃烧0.2kg煤气。
4、（1）7.92×104J；（2）12s；（3）36%
【详解】
解：（1）由图可知，承重绳股数n＝3，绳子自由端移动的距离
汽车拉绳子的拉力对滑轮组做的功
（2）物体上升速度
由得将物体由井底拉至井口需要的时间
（3）汽车受到的阻力
汽车匀速拉绳子处于平衡状态，即汽车牵引力等于汽车拉绳子的拉力加上汽车受到的阻力，则汽车牵引力
牵引力做功
消耗的汽油质量为，则汽油完全燃烧放出的热量
汽车发动机的效率
答：（1）将物体从井底拉至井口的过程中，汽车拉绳子的拉力对滑轮组做了7.92×104J的功；
（2）若汽车运动的速度为3m/s，则将物体由井底拉至井口需要12s；
（3）汽车发动机的效率为36%。
5、（1）2.1×106J；（2）2×104W
【详解】
解：（1）由 可知，水的质量
水吸收的热量
（2）由图可知，汽车的行驶速度
由可知，汽车匀速行驶1h通过的路程
则汽车消耗的汽油的体积
由 可知，汽油的质量
汽油完全燃烧放出的热量
由可知，轿车发动机做的有用功
发动机的输出功率
答：（1）水吸收的热量是2.1×106J；
（2）发动机的输出功率是2×104W。
四、实验探究
1、质量 加热时间 水 2.1×103J/(kg·℃)
【详解】
（1）[1]根据比较吸热能力的方法，在该实验中要控制不同物质的质量相同，故在两个完全相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水和煤油。
（2）[2]实验中选择相同规格的电加热器，相同时间放出的热量相同，所以通过加热时间的长短来比较两种液体吸收热量的多少。
（3）[3][4]由图可知，质量相同的水和煤油升高相同的温度，升高
60℃-20℃=40℃
水加热的时间是12min，煤油加热的时间是6min，煤油加热的时间是水的倍，根据在质量、升温相同的情况下，比热容与吸热多少成正比，故煤油的比热容为
2、丙 加热时间 液体a 质量 不可行 应控制烧杯内的液体质量相同
【详解】
（1）[1]比较不同物质吸热情况时，要用相同的加热设备，采用相同的加热燃料，因此选甲和丙，给质量相同的a、b两种液体加热，通过比较在相同时间内升高的温度来判断液体的吸热能力。
[2]本实验中物质吸收热量的多少用加热时间来反映，这是转换法思想。
[3]分析实验数据，同时加热4min，液体a升高了16℃，液体b升高了32℃，由此可知：吸收相等热量，升温较慢的是液体a。
（2）[4][5][6]比较不同燃料的热值实验中，应控制燃料的质量相同，去加热质量相同的同种液体，升温快的说明吸收的热量多，则燃料燃烧放出的热量多，由此比较出热值的大小，因此小华的做法不可行，原因是单独给甲烧杯内加液体，使得甲乙烧杯中液体的质量不同，这样升高温度的多少就不能反映热值的大小。
3、相同 相等 物质升高的温度 水 大于 2.1×103
【详解】
（1）[1][2][3]根据转换法，实验中，两烧杯内放入相同的电加热器，这样可以保证在相同的加热时间内，水和食用油吸收的热量相等，通过比较物质升高的温度来比较水和食用油的吸热能力。
（2）[4][5]由表中数据知，加热6分钟，水升高的温度为25℃，食用油升高的温度为50℃，故在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，即此时水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
（3）[6]根据可得，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，食用油的比热容