2022年沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向测评试题（含详细解析）

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、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
2、下列说法正确的是（　　）
A．打扫卫生时房间内尘土飞扬，这种现象说明分子在不停地做无规则运动
B．一块0的冰熔化成0的水后，温度不变，内能不变
C．热量一定从内能大的物体向内能小的物体传递
D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能
3、关于热值，下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧得越充分热值越大
B．2kg的煤完全燃烧比1kg的煤完全燃烧热值大
C．完全燃烧两种燃料，热值大的燃料放出的热量一定多
D．如果完全燃烧1kg燃料放出的热量是3×105J，则该燃料的热值为3×105J/kg
4、关于热学知识，说法错误的是（　　）
A．内燃机的压缩冲程把机械能转化为内能
B．冰在熔化过程中吸热，温度保持不变，比热容、内能发生变化，水的比热容大
C．热机的效率总是小于100%
D．物体温度升高，内能增加，一定是吸收了热量
5、物理学的发展历程离不开做出过大量贡献的科学巨匠，以下选项中表述正确的是（　　）
A．亚里士多德认为运动无需力维持
B．哥白尼用日心说否定了影响人类达千年之久的地心说
C．伽利略是实验物理学的先驱，他发现了万有引力定律
D．牛顿提出了狭义相对论理论，推动了物理学科新的发展
6、2020 年 12 月 17 日，嫦娥5 号凯旋归来，圆满实现中国探月工程“绕、落、回”的三步走发展目标。图甲所示，嫦 5 在月球上成功进行了月壤钻掘打包、地外天体起飞、深空无人对接的多个世界级科研实验。月壤快递到家后，假如用质量均为 1g的地岩甲和样品月岩乙进行对比实验，如图乙是这两种岩石温度随放热时间变化的图像，若它们在相同的时间内放出的热量相等，已知 c甲=2.1×103 J/（kg·℃），下列说法正确的是（　　）
A．机械臂在钻掘时，主要是以热传递的方式改变了月壤的内能
B．因月表没有空气阻力，嫦娥 5 号火箭发动机可以把内能全部转化为机械能
C．1g地岩甲在 20min 内放出的热量为 6.3×103J
D．月岩乙的比热容为1.05×103 J/（kg·℃）
7、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
8、下列现象能说明分子在做无规则运动的是（　　）
A．秋天落叶纷飞 B．气体容易被压缩
C．百合花散发着浓郁的香气 D．把瓶子中的水倒入杯中
9、关于内能和热量，下列说法正确的是（　　）
A．物体的温度升高，它的热量就增大
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．两个物体的温度相等，其内能一定相等
D．物体的温度降低，其内能一定减小
10、对于图中所示的四幅图、下列说法中正确的是（　　）
A．甲图中水蒸气将软木塞冲开，其能量转化与内燃机压缩冲程相同
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，说明分子间只存在引力
C．丙图中活塞向下运动时，瓶内空气温度升高，属于内能转化为机械能
D．丁图中小朋友下滑时，是通过做功增加了物体内能
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、 “分子是静止的，还是运动的”，根据如图所示实验可以作出判断。两个相同瓶子的瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开，上面的瓶中装有空气，下面的瓶中装有密度比空气大的红棕色二氧化氮气体。玻璃板在面抽掉玻璃板后，可以看到，两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀。根据这一现象可以断定______。
2、用热水泡茶时，茶叶的温度升高，内能增大，这是通过______方式改变了茶叶的内能。
3、体积为0.1m3、热值为2.1107J/m3的某气体燃料完全燃烧放出的热量为______J；若这些热量全部被温度为20℃、质量为10kg的水吸收，则水的温度能升高到______℃；这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式让水的内能增加的。（c水=4.2103J/（kg C））
4、如图所示是小明家买的熏香，瓶子上写着可以使用半年，但是小明使用方法完全正确，但夏天很快就没了，原因是______越高，分子热运动越剧烈。
5、在室内煮咖啡，很快能闻到香味，煮沸后香味更浓，说明______越高，分子______越激烈。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、一辆汽车为50km长的新建大桥进行通车测试，如图所示。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；
（1）牵引力所做的功；
（2）牵引力做功的功率；
（3）汽油机的效率。（q汽油=4.6×107J/kg）
2、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给50kg、初温为的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为，煤的热值约为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率。
3、某太阳能热水器中装满水后，水的质量为100kg，在阳光照射下，经过2小时，这些水的温度从20℃升高到40℃，求：
（1）热水器中的水吸收的热量是多少？[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃）]
（2）若该热水器每小时接受太阳辐射的热量为7×106J，求该热水器的效率是多少？
4、小明家新安装了一台太阳能热水器，装了500kg水，经过4h阳光的照射，水温由原来的20℃升高到了40℃，问：在这4h内水吸收了多少热量？
5、小玲将质量为0.1kg的某物质从20℃加热到50℃，它吸收的热量是1.26×104J，求：
（1）该物质的比热容；
（2）若该物质吸收的热量全部由酒精燃烧提供，则需要多少质量的酒精？（假设酒精完全燃烧，并不计热量损失。酒精的热值为3×107J/kg）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、如图所示，某同学在做“比较不同物质吸热的情况”的实验时，使用相同的电加热器给水和食用油加热，他得到如下的数据：
物质 质量/g 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃
水 60 20 6 45
食物油 60 20 6 70
（1）使用相同的电加热器的目的是______；
（2）从表中数据可知，水和食用油的质量______（选填“相同”或“不相同”）；
（3）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，此时，水吸收的热量______（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量；
（4）实验表明，在相同条件下，吸热能力更强的是______（选填“水”或“食用油”）。
2、探究水和沙子的吸热能力。实验器材如图所示，两个酒精灯、两个金属杯、两个温度计。对质量相等的水和沙子进行加热请回答下列问题：
（1）怎样使水和干沙子吸收相同的热量？
（2）加热相同的时间水和干沙子，谁温度升高的快？
（3）这个实验说明了什么？
3、用加热装置对相同质量的甲、乙、丙物质加热，它们的温度随时间变化的图像如图A所示，其中甲、乙为同种物质，使用不同规格的加热器；甲、丙为不同物质，使用了相同规格的加热器。不计热量损失，请回答下面问题：
（1）如图已知0-t1时段甲、乙两种物质的吸收热量分别是Q甲、Q乙，则Q甲______Q乙（填“＞”、“=”或“＜”），依据是______；
（2）图B中已给出甲随时间吸收热量变化的图像，请在该图B上画出丙随时间吸收热量变化的图线，并在旁边标注“丙”______；
（3）已知煤气的热是3.9×107J/m3。加热甲物质的加热器消耗了1dm3，则1dm3煤气完全燃烧放出的热量是______。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、D
【详解】
A．打扫卫生时房间内尘土飞扬，是固体颗粒的机械运动，不能说明分子在不停地做无规则运动，故A错误；
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．发生热传递时，热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体，内能的大小跟质量、温度、状态有关，内能大的物体温度不一定高，故C错误；
D．内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质做功，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故D正确。
故选D。
3、D
【详解】
AB．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，热值大小与燃料是否完全燃烧和质量无关，故AB错误；
C．根据Q=mq可知，质量未知，完全燃烧两种燃料，热值大的燃料放出的热量不一定多，故C错误；
D．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，所以完全燃烧1kg燃料放出的热量是3×105J，则该燃料的热值为3×105J/kg，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，将内能转化为机械能；压缩冲程是活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故A正确；
B．冰是晶体，在熔化过程中吸收热量，温度保持不变，比热容、内能发生变化，水的比热容大，故B正确；
C．因为额外功和热量散失是不可避免的，所以无论怎样改良，热机的效率也不可能达到100%，故C正确；
D．物体的温度升高，内能变大，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故D错误。
故选D。
5、B
【详解】
A．亚里士多德认为力是维持运动的原因，即运动需要力维持，故A错误。
B．哥白尼是著名的天文学家，自然科学的先驱，他用日心说否定了影响人类达千年之久的托勒密地心说，有力的推动了人类文明的进程，故B正确；
C．伽利略是实验物理学的先驱，他率先用望远镜观察天空，由此得到的关于天体运行的结果有力地支持了哥白尼的日心说；万有引力定律是牛顿建立的，故C错误；
D．1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，牛顿在前人研究的基础上，构建了具有划时代意义的经典力学体系，故D错误。
故选B。
6、D
【详解】
A．机械臂在钻掘时，主要是以做功的方式改变了月壤的内能，涉及能量的转化，故A错误；
B．嫦娥 5 号火箭发动机工作时，燃料不可能完全燃烧，而且还有一部分热量发生了损失，故可能将内能转化为机械能，故B错误；
C．1g地岩甲在 20min 内放出的热量为
故C错误；
D．月岩乙的比热容为
故D正确。
故选D。
7、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。
8、C
【详解】
A．秋天落叶纷飞，是宏观物体的运动，不是分子的运动，故A不符合题意；
B．气体容易被压缩，说明分子间存在间隙，不属于分子热运动，故B不符合题意；
C．百合花散发着浓郁的香气，是气体分子无规则运动的结果，属于分子热运动，故C符合题意；
D．把瓶子中的水倒入杯中，属于机械运动，不是分子热运动，故D不符合题意。
故选C。
9、D
【详解】
A．物体的温度升高，内能增大，热量只能说“吸收”或“放出”，不能说增大，故A错误；
B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体的熔化过程，故B错误；
C．内能还和物体的质量有关，温度相等，内能不一定相等，故C错误；
D．物体温度降低，分子的平均动能减小，即内能减小，故D正确。
故选D。
10、D
【详解】
A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气对软木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，内燃机的压缩冲程是将机械能转化为内能，两者的能量转化不同，故A错误；
B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，同时也有斥力，故B错误；
C．丙图中活塞向下运动时，压缩瓶内空气做功，使瓶内空气的温度升高、内能增大，该过程中机械能转化为内能，故C错误；
D．丁图中小朋友下滑时，身体与滑道摩擦，将机械能转化为内能，是通过做功方式改变物体的内能，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、分子在不停地做无规则运动
【详解】
两个瓶中的气体会混合在一起，最后颜色变得均匀，空气分子运动到下方，下方的二氧化碳分子运动到上方，这种现象叫做扩散现象，表明分子在不停地做无规则运动。
2、热传递
【详解】
用热水泡茶时，热水温度高，茶叶温度低，热量从高温物体传到低温物体，因此茶叶的温度升高，内能增大，这是通过热传递方式改变茶叶内能。
3、2.1×106 70 热传递
【详解】
[1]气体燃料完全燃烧放出的热量
[2]水吸收的热量等于气体燃料完全燃烧放出的热量，水吸收热量后升高的温度
水的温度能升高到
[3]燃气放出的热量被水吸收后，使水的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式让水的内能增加的。
4、温度
【详解】
使用时，会有一部分熏香扩散到空气中，使熏香减小；夏天熏香很快就没了，原因是夏天温度高，分子运动激烈，扩散进行的快。
5、温度 热运动
【详解】
[1][2]煮咖啡时闻到香味是因为发生扩散现象，是因为分子的无规则热运动造成的，扩散快慢与温度有关，温度越高，分子无规则热运动越激烈，扩散越快，因此煮沸后的咖啡温度更高，香味更浓。
三、计算题
1、（1）6×107J；（2）3.3×104W；（3）32.6%
【详解】
解：（1）因汽车匀速通过大桥时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，所以，汽车的牵引力
F=f=0.08G=0.08mg=0.08×1.5×103kg×10N/kg=1.2×103N
则牵引力所做的功
W=Fs=1.2×103N×50×103m=6×107J
（2）由可得，汽车匀速通过大桥时所用的时间
则汽车牵引力做功的功率
（3）汽油完全燃烧放出的热量
Q放=m汽油q汽油=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J
汽油机的效率
答：（1）牵引力所做的功为6×107J；
（2）牵引力做功的功率约为3.3×104W；
（3）汽油机的效率约为32.6%。
2、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由热量计算公式可得煤完全燃烧产生的热量为
（2）根据题意，如图所示，经过6min时间加热，水所吸收的热量为
（3）根据热效率的公式可得煤炉烧水时的热效率为
答：（1）煤完全燃烧产生的热量为；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量为；
（3）煤炉烧水时的热效率为。
3、（1）8.4×10J；（2）60%。
【详解】
解：（1）由题意可知，热水器中的水吸收的热量为
（2）由题意可知，2h热水器接收到太阳辐射的热量为
Q=2×7×10J=1.4×10J
故热水器的效率为
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量为8.4×10J；
（2）该热水器的效率是60%。
4、4.2×107J
【详解】
解：由题意可知，水的质量为m=500kg，水的温度从20℃上升到40℃，故水吸收的热量为
答：水吸收的热量为4.2×107J。
5、（1）4.2×103J/(kg·℃)；（2）4.2×10-4kg
【详解】
解：（1）该物质的比热容
（2）不计热量损失，酒精完全燃烧释放的热量
Q吸＝Q放
由Q＝mq得，所需要酒精的质量
答：（1）该物质的比热容为4.2×103J/(kg·℃)；
（2）若该物质吸收的热量全部由酒精燃烧提供，则需要4.2×10-4kg的酒精。
四、实验探究
1、相同的时间水和食用油吸收的热量相同 相同 大于 水
【详解】
（1）[1]规格相同的两个电加热器在相同的时间内产生的热量相同，故实验中选用规格相同的两个电加热器的目的是：相同的时间水和食用油吸收的热量相同。
（2）[2]从表中数据可知，水和食用油的质量相同，均为60g。
（3）[3]根据转换法，该实验用加热的时间来反映物质吸收热量的多少，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，说明水吸收的热量大于食用油吸收的热量。
（4）[4]由第（3）小问分析可知，使水和食用油的最后温度相同，就要给水加热更长的时间，使水吸热更多的热量，故在相同条件下吸热的能力更强的是水。
2、（1）见解析；（2）见解析；（3）见解析
【详解】
（1）探究水和沙子的吸热能力时，对质量相等的水和沙子进行加热，采用同一酒精灯（或两个一样的酒精灯），加热相同的时间，才能使水和干沙子吸收相同的热量。
（2）水的比热容大于干沙子的比热容，根据可知，吸收相同的热量，比热容小的升温快，即干沙子温度升高较快。
（3）这个实验中，发现等质量的水和干沙子吸收相同的热量，干沙子温度升高的快。即本实验说明了：等质量的不同物质吸收相同的热量时，比热容小的温度升高的快。
3、> 根据，相同时间内，质量相同的物质升温越快，吸热越多 见解析
【详解】
（1）[1][2]根据，相同时间内，质量相同的同种物质升温越快，吸热越多，故填大于。
（2）[3]由于相同的时间内热源放出的热量相同，所以而甲、丙的质量相同的不同物质，在相同的时间内吸收的热量相同，所以丙随时间吸收热量变化的图线与甲的图线重合，故如下图所示：
（3）[4]1dm3煤气完全燃烧放出的热量是