2022年精品解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机章节测试试卷（精选含答案）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机章节测试
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、春节期间，学校开展了“寻根同源，记住年味”的活动，如图所示是同学们晒的“年味”照片，下列描述正确的是（　　）
A．图甲中，玉润饱满的汤圆温度升高时，内能一定增加
B．图乙中，红糖糍粑入嘴时很烫，是因为糍粑含有的热量很高
C．图丙中，与盒子摩擦引燃的“擦炮”是通过热传递改变内能
D．图丁中，刚上桌继续沸腾的砂锅米线，说明沸腾不需要吸热
2、下列说法中正确的是（　　）
A．物体内能增加，它一定吸收了热量
B．物体的温度不变，它的内能可能发生改变
C．内能越大的物体所含的热量也越多
D．升温多的物体比升温少的物体内能增加的多
3、下列事例中，不属于扩散现象的是（　　）
A．墙内开花，墙外可以闻到花香
B．长时间堆放煤的墙角，墙壁内部会变黑
C．一个人吸烟，满屋子都可以闻到烟味
D．扫地时，太阳光下能看到大量灰尘在空中飞舞
4、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
5、如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，把水加热到沸腾一段时间后，塞子受到水蒸气的压力会冲出去。下列说法正确的是（　　）
A．加热的过程中，水的内能保持不变
B．随着燃料不断燃烧，燃料的热值不断减小
C．塞子受到水蒸气的压力冲出去，水蒸气的内能增大
D．这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理
6、用相同的加热器对质量相同的甲乙两物质加热，温度随时间变化如图，则下列说法错误的是（　　）
A．我们是通过加热时间来看出吸热多少的 B．升高相同的温度，甲比乙吸热较少C．吸收相同的热量，甲的温度升高快 D．甲的比热容大于乙的比热容
7、下列现象中，不能用分子动理论解释的是（　　）
A．湿衣服在阳光下逐渐晒干
B．海绵很容易被压缩
C．春天，校园里花香扑鼻
D．酒精和水混合后总体积变小
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、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
10、下列说法正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．温度高的物体具有的内能多，温度低的物体具有的内能少
C．运载火箭采用液态氢作燃料，原因是液态氢具有较大的热值
D．塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上，说明分子间存在着引力
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、小明用燃气灶烧水，测得燃烧0.5m3的天然气，可使100kg的水从20oC升高到70oC。（已知水的比热容为c＝4.2×103J/(kg oC)，天然气的热值为q＝7.0×107J/m3）。则：水吸收的热量为______J，燃气灶的效率η为______。
2、四冲程内燃机的工作过程是由______、______、______、______四个冲程组成的；四个冲程叫一个工作循环，每一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动______周，对外做功______次。
3、如图所示，在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖。包裹一层泡沫塑料，迅速振动瓶子几十次，细沙的温度升高，这主要是用______的方法使沙子的内能增大。如果换成同质量的水做该实验。升温______（选填“更明显”或“不明显”）。
4、如图所示是“比较不同物质的吸热情况”的实验装置，烧杯中装有质量相同、初温相同的A和B两种液体（已知ρA<ρB），用规格相同的电加热器对两种液体同时加热，温度计记录液体温度，停表测出液体加热的时间。
（1）如果电加热器用来加热的线圈刚好浸没在A液体中（如图所示），则加热相同的时间，A液体吸收的热量_______（填“大于”、“等于”或“小于”）B液体吸收的热量；
液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/s 末温/℃
A 60 20 80 45
B 60 20 120 45
（2）调整实验装置正确无误后，小明将实验数据记录在表中。由表可知，如果用来做温度计的测温物质，_______液体（填“A”或“B”）会使温度计测温灵敏度更高；
（3）小红想用与小明不同的方法进行实验，则她在实验中应控制_______相同，比较_______。
5、图甲演示的是气体______的实验；图乙演示的实验现象说明______；图丙所示汽油机的工作过程是______冲程，此冲程将______能转化为机械能。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。
2、建设公路时用的某种型号的载重汽车，满载时总质量是30吨，已知汽车在平直路上匀速行驶时所受阻力是汽车总重的0.02倍。某辆该型号的汽车满载时，在平直路上匀速行驶108km，共消耗柴油40kg。（，g取）求：
（1）40kg的柴油完全燃烧放出多少热量？
（2）汽车行驶108km过程中牵引力做功是多少？
（3）汽车在此行驶过程中热机效率是多少？
3、火力发电厂每发出1度电（等于3.6×106J）需要消耗0.36kg标准煤。1度电可以让某型号纯电轿车行驶约5km。某款紧凑型家用轿车，每100km消耗汽油约5kg。求：（已知：q煤＝3.0×107J/kg，q汽油＝4.6×107J/kg）
（1）火力发电厂的热效率；
（2）通过计算说明，行驶相同距离时，哪种车型能耗（消耗的燃料热量）更低？
4、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源[q氢=1.4×108J/kg]。求：
（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为15℃的水吸收，则水温升高后的温度；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？
5、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、 “探究物质的吸热能力”的实验中，实验装置如图：
（1）实验中必须要选取初温相同且 _______（选填“质量”或“体积”）相等的甲、乙两种液体；选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体 _______相同；
（2）根据实验测得的数据分别描绘出了甲和乙两种液体的温度随加热时间变化的图象，如图丙所示，则___________的吸热能力更强；
（3）若甲、乙两种液体的比热容分别为c甲、c乙，则c甲=___________c乙。
2、某同学为了探究物体吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，如表是他的实验数据记录：请根据表中的实验记录回答：
烧杯号 液体 质量（g） 初温（℃） 末温（℃） 加热时间（min）
1 水 200 20 28 8
2 水 100 20 28 4
3 煤油 200 20 28 4
4 煤油 200 20 24 2
（1）本实验用加热时间的多少来表示物体吸热的多少这种研究方法叫______，本实验还用到的研究方法是______。
（2）比较表中的3、4记录，得出的结论是______。
3、用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律。实验过程中，电热棒的功率保持恒定。
（1）某时刻温度计的示数如图甲所示，此刻物质的温度是___________°C；
（2）根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化图象如图乙所示，该物质的熔点是___________°C，t2时刻该物质处于___________态；（选填“固态”，“液态”或“固液共存”）
（3）比较t2与t3时刻的内能，___________时刻杯内物质的内能较大；
（4）已知0~t1与t5~t6的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容___________（选填“大”或“小”）；如果这物质液态时的比热容是4.2×103J/(kg·°C)，则固态时的比热容是___________J/(kg·°C)。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．图甲中汤圆被加热，吸收热量，温度升高，内能一定增大，故A正确；
B．红糖糍粑入嘴很烫是因为糍粑的温度较高，高于嘴的温度，于是将热量传递给嘴，于是觉得烫，热量是过程量，不能说含有，故B错误；
C．图丙中盒子与擦炮摩擦时，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是通过做功改变内能的，故C错误；
D．图丁中，刚上桌的砂锅米线能继续沸腾是因为砂锅的温度较高，米线能从砂锅中继续吸热而沸腾，故D错误。
故选A。
2、B
【详解】
A．物体内能增加，可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做功，故A错误；
B．晶体熔化过程中吸收热量，而晶体的温度不变，但晶体的内能增加，故B正确；
C．热传递过程中，传递能量的多少叫热量，热量是过程量，不能说含有，故C错误；
D．根据，物体吸热多少与物体升高的温度、比热容和质量大小有关，故升温多的物体不一定比升温少的物体吸热多，因此内能增加的不一定多，故D错误。
故选B。
3、D
【详解】
AC．墙内开花，墙外可以闻到花香，一个人吸烟，满屋子都可以闻到烟味，这两种现象是由于气体分子在空气中无规则的运动，属于扩散现象，故AC不符合题意；
B．长时间堆放煤的墙角，墙壁内部会变黑，这种现象是由于固体分子在做无规则的运动，属于扩散现象，故B不符合题意；
D．扫地时，太阳光下能看到大量灰尘在空中飞舞，这是固体大颗粒的机械运动，不属于扩散现象，故D符合题意。
故选D。
4、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。
5、D
【详解】
A．加热的过程中，水不断地吸收热量，水的内能增加，故A错误；
B．随着燃料不断燃烧，燃料的质量不断减小，由于热值是燃料的属性，燃料的热值不变，故B错误；
C．塞子受到水蒸气的压力冲出去，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减小，塞子的机械能增大，故C错误；
D．这个实验虽然简单，基本展示了蒸汽机的工作原理，即做功冲程利用蒸汽的内能做功，故D正确。
故选D。
6、D
【详解】
A．用相同的加热器对质量相同的甲乙两物质加热，可以根据加热时间来反映吸热多少，这里运用了转换法，故A正确，不符合题意；
B．由图像可知，升高相同的温度，乙需要加热时间更长，所以乙吸收的热量更多，故B正确，不符合题意；
CD．吸收相同的热量，也就是加热相同的时间时，由图像可知，甲温度升高的快，说明甲的比热容小。故C正确，不符合题意，D错误，符合题意。
故选D。
7、B
【详解】
分子动理论包括：物质是由大量分子组成的，分子在永不停息地做无规则运动，分子间存在着相互的引力和斥力。
A．湿衣服在阳光下晾晒时，由于温度较高，衣服上的水分子运动速度加快，所以衣服逐渐变干，与分子动理论有关，故A不符合题意；
B．海绵很容易被压缩，海绵受力时形状发生改变，是宏观物体的运动，与分子动理论没有关系，故B符合题意；
C．校园里花香扑鼻，是花香分子扩散到空气中的结果，与分子动理论有关，故C不符合题意；
D．分子之间存在间隙，所以酒精和水混合后总体积变小，因为分子之间存在间隔，与分子动理论有关，故D不符合题意。
故选B。
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】
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。
10、C
【详解】
A．物体吸收热量，内能增大，但温度不一定升高，晶体熔化时，晶体吸收热量，温度却保持不变。故A错误；
B．内能的大小与物体的质量和温度有关，质量不确定时无法根据温度比较内能的多少，故B错误；
C．液态氢作为运载火箭的燃料，是因为液态氢具有较大的热值，与其它燃料相比，完全燃烧的质量相同时，液态氢放出的热量更多，故C正确；
D．吸盘能吸在玻璃上，是因为吸盘与玻璃间没有空气，于是大气压将吸盘压在玻璃上，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、2.1×107 60%
【详解】
[1]水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×100kg×(70℃﹣20℃)＝2.1×107J
[2]0.5m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq＝0.5m3×7.0×107J/m3＝3.5×107J
燃气灶的效率
2、吸气 压缩 做功 排气 2 1
【详解】
[1]四冲程内燃机的一个工作循环的第一个冲程是吸气冲程，进气门开、排气门关，活塞向下运动。
[2]第二个冲程是压缩冲程，进气门、排气门关，活塞向上运动，压缩气体做功。
[3]第3个冲程是做功冲程，进气门、排气门关，气体燃烧对活塞做功，活塞向下运动。
[4]最后一个冲程是排气冲程，进气门关、排气门开，活塞向上运动，将尾气排出。
[5][6]每一个工作循环活塞往复运动两次，曲轴转动转2圈，对外做功一次，只有做功冲程对外做功。
3、做功 不明显
【详解】
[1]在玻璃瓶内装入约半瓶细沙，盖上瓶盖，迅速振动瓶子几十次，此过程细沙克服摩擦力做功，机械能转化为内能，细沙温度升高，这是用做功方法使沙子内能增大。
[2]因为水的比热容比沙子的比热容大，在质量相同、吸收相同的热量时，水温度升高的少，温度变化不明显。
4、等于 A 物质的质量、吸收的热量 升高的温度
【详解】
（1）[1]实验中使用相同的加热器，相同时间物质吸收的热量是相同的，则加热相同的时间，A液体吸收的热量等于B液体吸收的热量。
（2）[2]根据表格中的数据可知，质量相同的液体A和B，升高相同的温度，A的加热时间短；质量相同的液体A和B，加热相同时间，吸收相同的热量，则A升高的温度多，当用A来作为温度计的测温物质时，同等吸热的情况下，A的温度升高的多，灵敏度更高。
（3）[3][4]根据表格中的数据可知，实验中采用的是使相同质量的不同物质升高相同的温度，通过比较吸收的热量来比较物质的吸热能力大小的。小红想用与小明不同的方法进行实验，则小红需要使相同质量的不同物质吸收相同的热量，通过比较温度的变化来比较物质的吸热能力大小的，即实验中控制物质的质量、吸收的热量相同，比较升高的温度。
5、扩散 分子间有引力 做功 内
【详解】
[1]将两个玻璃瓶之间的玻璃板取走后，两瓶中的气体都会变为棕色，说明二氧化氮气体和空气进入了彼此的空间，演示的是气体扩散的实验。
[2]两个铅块的表面磨光，紧压在一起后，会“粘”在一起，下面吊着钩码也不掉下来，说明了分子间存在引力。
[3]图中，两气门关闭，活塞向下运动，火花塞冒出电火花，是做功冲程。
[4]做功冲程中，燃气体积膨胀，对活塞做功，推动活塞下行，将燃气的内能转化为活塞的机械能。
三、计算题
1、（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%。
2、（1）1.6×109J；（2）6.48×108J；（3）40.5%
【详解】
解：（1）由题意可知，40kg的柴油完全燃烧放出的热量为
（2）由题意可知，汽车的总重为
因汽车处于受力平衡状态，故由二力平衡原理可知汽车所受牵引力为
故汽车行驶108km过程中牵引力做的功为
（3）汽车的热机效率为
答：（1）40kg的柴油完全燃烧放出的热量为1.6×109J；
（2）汽车行驶108km过程中牵引力做功是6.48×108J；
（3）汽车在此行驶过程中的热机效率为40.5%。
3、（1）33.3%；（2）纯电轿车
【详解】
解：（1）完全燃烧0.36kg煤所放出的热量
有题意可知有用功
W有＝1kW h＝3.6×106J
则火力发电厂的效率
（2）1度电可以让某型号纯电骄车行驶约5km，即行驶5km消耗3.6×106J的能量；紧凑型家用轿车每100km消耗汽油约5kg，则行驶5km消耗的汽油的质量为
汽油放出的热量为
因为
故纯电轿车消耗的热量少。
答：（1）火力发电厂的热效率为33.3%；
（2）纯电轿车消耗的热量少。
4、（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）50%
【详解】
解：（1）质量300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为
Q放=q氢m=1.4×108J/kg×300×10﹣3kg=4.2×107J
（2）根据题意知道，水吸收的热量为
Q吸=Q放=4.2×107J
由知道，水升高的温度为
水的初温为t0=15℃，则水温升高后的温度为
（3）已知某氢能源公交车的功率为
P=140kW=1.4×105W
由 知道，匀速行驶了150s所做的功为
W=Pt=1.4×105W×150s=2.1×107J
则氢能源公交车的效率为
答：（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水温升高后的温度为65℃；
（3）这氢能源公交车的效率是50%。
5、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率
（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧煤的质量
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
四、实验探究
1、质量 吸收的热量 乙
【详解】
（1）[1]根据比较不同物质吸热能力的两种方法，要控制不同物质的质量和初温相同，故实验中必须要选取初温相同且质量相等的甲、乙两种液体。
[2]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，根据转换法，这样做的目的是在相同时间内甲和乙两种液体吸收的热量相同。
（2）[3]由图丙可知，加热5分钟，甲液体升高的温度
乙液体升高的温度
即乙液体升高的温度小，故乙的吸热能力更强。
（4）[4]由可知，在质量和吸收热量相同的情况下
2、转换法 控制变量法 相同质量的同种物质吸收的热量与升高的温度成正比
【详解】
（1）[1]本实验中用同样的加热器加热，加热时间越长，物质吸收热量越多，通过加热时间的多少来表示物体吸热的多少，这种研究方法叫转换法。
[2]本实验在比较煤油吸收的热量与升高的温度的关系时，还应控制煤油的质量相同，故还用到的研究方法是控制变量法。
（2）[3]比较表中的3、4记录知，相同质量的煤油，第3、4次实验升高的温度分别为8℃和4℃，升高的温度之比为2∶1，加热时间分别为4分钟和2分钟，由转换法用加热时间的多少来表示物体吸热的多少，第3、4次实验吸热之比为2∶1，故得相同质量的同种物质吸收的热量与升高的温度成正比。
3、-8 0 固液共存 t3 小 2.1×103
【详解】
（1）[1]由甲图可知，该温度计的分度值是1°C，而且液柱上表面对应的刻度在零刻度以下，故读数为-8°C。
（2）[2]由乙图中图象可知，从t1第到t5这段时间内，随加热时间的增加温度不变，说明这一段时间该物质处于熔化过程，对应的温度就是该物质的熔点，是0°C。
[3]从t1第到t5这段时间内，随该物质处于熔化过程，因此t2时刻处于固液共存状态。
（3）[4]从t2到t3的时间段，物体要吸收热量，内能就会增加，t3时刻杯内物质的内能较大。
（4）[5]烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，在0~t1时间里升高的温度为Δt1=20°C，在t5~t6时间里升高的温度为Δt2=10°C，故Δt1>Δt2，由Q=cmΔt可知，当吸收的热量和质量都相同时，Δt越大比热容就越小，所以这种物质固态时的比热容小于液态时的比热容。
[6]烧杯内物质在相同时间内吸收的热量相同，则
Q1=Q2
由于变化前后物质的质量m不变，即有如下式子成立
c固m△t1=c液m△t2
最终解得