2022年最新沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向攻克试卷（含答案详解）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向攻克
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、有关热值、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．一碗水倒掉一半后，质量减少，内能也减小
B．物体的温度越低，含有的热量越少
C．0 ℃的冰块，内能可能为零
D．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多
2、单缸四冲程汽油机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种汽油机一个工作循环中四个冲程说法正确的是（　　）
A．甲是做功冲程，当转速是1800r/min时，1秒钟完成了这个冲程30个
B．乙是吸气冲程，只将空气吸入气缸
C．丙是排气冲程，废气带走了大部分能量
D．丁是压缩冲程，将内能转化为机械能
3、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
4、如图所示的实例中，通过热传递的方式改变物体内能的是（　　）
A． 搓手时手温度升高
B． 沿滑梯下滑时臀部发烫
C． 烧水时水温度升高
D． 空气被压缩时其温度升高
5、下列说法正确的是（ ）
A．汽油机做功冲程将机械能转化为内能
B．一个物体温度升高一定吸收了热量
C．比热容大的物体吸收的热量一定多
D．沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小
6、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
7、如图是汽油机工作循环的某个的示意图，则该冲程（　　）
A．吸气冲程 B．做功冲程 C．排气冲程 D．压缩冲程
8、下列能说明组成物质的分子都在不停的运动的是（　　）
A．新冠病毒的传播 B．扫地时灰尘飞扬
C．冬日大雪纷飞 D．墙里开花墙外香
9、关于运动和能量以下说法中错误的是（　　）
A．灰尘飞舞属于微观运动 B．原子由原子核及核外电子组成
C．从远处闻到花香说明分子在运动 D．行驶中的汽车具有能量
10、如图所示，在 个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉 ，把活塞迅速压下去，硝化棉会烧起来。活塞压缩 体的能量转化形式与下图所示汽油机的四个冲程相同的是（　　）
A． B．
C． D．
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、一台四冲程汽油机正常工作时飞轮的转速是2400r/min，它每秒对外做功______次，活塞往复运动______次。
2、为了研究燃料释放热量的能力，人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比叫做这种燃料的热值，查表得酒精的热值是3.0×10J/kg，它所表示的物理意义是______。
3、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。
4、如图所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到瓶中出现了白雾。在“瓶塞跳出，出现白雾”这个过程中，发生的物态变化是______。这个现象说明了物体对外做功内能______。
5、通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程中______能转化为______能。同时说明对物体做功，物体内能会______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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）
2、2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。求：
（1）要将2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C，需要吸收的热量；
（2）若炉内天然气完全燃烧烧开这壶水需要燃烧0.04立方米天然气，天然气放出的热量；
（3）液化天然气炉的烧水效率。[天然气热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·°C）]
3、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一。热水器每小时平均接收4.2×106J的太阳能，在5h的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水温度升高到40℃。[水的比热容c水＝4.2×103J/(kg ℃)]求：
（1）热水器中的水吸收的热量Q；
（2）热水器5h内接收到的太阳能E；
（3）热水器的效率η；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤？（煤的热值q＝4.2×107J/kg，保留两位小数）
4、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
5、太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备。某台太阳能热水器将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水加热到40℃时，需接收2.1×107J的太阳能。求：
（1）热水器中的水吸收的热量；[水的比热容c=4.2×103J/（kg ℃）]
（2）热水器的效率；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少立方米煤气？（煤气的热值q=4.2×107J/m3，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、为了比较水和沙子吸热本领的大小，小敏做了如图所示的实验：在两个相同的烧杯中，分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下表：
质量/g 温度升高10℃所需要的时间/s 温度升高20℃所需要的时间/s 温度升高30℃所需要的时间/s
沙子 30 30 62 98
水 30 96 193 297
（1）在此实验中用___________的多少表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量___________（填“大于”或“小于”）沙子吸收的热量；
（3）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，___________（选填“水”或“沙子”）升高的温度更高。
2、在探究“比较不同物成吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中应量取质量___________的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，用相同的电加热器加热，用相同的加热器加热，目的是___________。当它们吸收相同热量时，通过比较___________来判断吸热能力的强弱；
（2）通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到 ，甲、乙两种液体吸收热量的关系为Q甲___________Q乙；
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度 30 34 38 42 46
乙的温度 10 18 26 34 42
（3）分析实验数据可知___________物质的吸热能力强；
（4）如果甲、乙中有一种物质是水，则另一种物质的比热容为___________。
3、 “水与食用油”是生活中不可缺少的食品。小红在学习了比热容的知识后，猜想水的吸热本领比食用油的吸热本领大，为了验证这一结论，她设计了如图所示探究实验：
（1）取两个相同的试管，分别装入_______相等、初温相同的水和食用油。
（2）小红根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图乙所示，通过分析可知，在相同时间内_______的温度变化大，可得出_______的吸热本领大。
-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．一碗水倒掉一半后，物体含有的物质减少（质量减小），分子总数减小，内能减小，故A正确；
B．热量是一个过程量，表示发生热传递时内能转移的多少，不能说具有、含有多少热量，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以0℃的冰块具有内能，内能不为零，故C错误；
D．根据可知，同质量的不同燃料，燃料的热值越大，燃烧时放出的热量也一定越多，选项中没有说明质量，故D错误。
故选A。
2、C
【详解】
A．甲图中两个气门都关闭，火花塞点火，此时活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能；当转速是1800r/min时，则1秒钟飞轮转30r，完成15个工作循环，对外做功15次，故A错误；
B．乙图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，将汽油和空气的混合物吸入气缸，故B错误；
C．丙图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，废气带走了大部分能量，故C正确；
D．丁图中两个气门都关闭，此时活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故D错误。
故选C。
3、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。
4、C
【详解】
A．搓手时，双手克服摩擦做功，是通过做功的方式改变物体的内能而使手的温度升高的，故A不符合题意；
B．沿滑梯下滑时，臀部发烫是通过克服摩擦做功改变物体的内能的，故B不符合题意；
C．烧水时，燃料燃烧放出的热量传递给水，是通过热传递改变水的内能而使水温度升高的，故C符合题意；
D．筒内空气被压缩时，机械能转化为空气的内能，是通过做功的方式改变内能的，故D不符合题意。
故选C。
5、D
【详解】
A．汽油机做功冲程中高温高压的气体推动活塞向下运动，对外做功，将内能转化为机械能，故A错误；
B．一个物体的温度升高，表明其内能增加了，可能是吸收了热量，也可能是对其做了功，故B错误；
C．根据可知，物体吸热的多少与比热容、质量和温度的变化量有关，所以比热容大的物体吸收的热量不一定多，故C错误；
D．沙子泥土的比热容小，在质量相同的情况下，吸收或放出相同热量，温度变化量较大，所以沙漠地区日夜温差大，是因为沙子泥土的比热容小，故D正确。
故选D。
6、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】
7、C
【详解】
如图火花塞没有点火，气缸向上运动，进气门关闭，排气门打开，应该是排气冲程。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
【点睛】
8、D
【详解】
A．新冠病毒的传播属于物体的机械运动，不是分子的运动，故A不符合题意；
B．扫地时灰尘飞扬，灰尘属于宏观物体，属于机械运动，不是分子的运动，故B不符合题意；
C．冬日大雪纷飞，雪花是宏观物体，属于机械运动，不是分子的运动，故C不符合题意；
D．墙里开花墙外香，因为分子不停地做无规则运动，扩散到了空气中，人们就闻到了花的香味，故D符合题意。
故选D。
9、A
【详解】
A．灰尘飞舞是机械运动，不是微观运动，故A错误，符合题意；
B．物质由分子或原子组成，原子由原子核及核外电子组成，故B正确，不符合题意；
C．从远处闻到花香说明分子在永不停息地做无规则运动，故C正确，不符合题意；
D．行驶中的汽车具有动能，故D正确，不符合题意。
故选A。
10、B
【详解】
由图中可知，把活塞迅速压下去，活塞压缩筒内空气，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得筒内温度升高，达到硝化棉的燃点，使得硝化棉燃烧。
A．由图中可知，此时进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，此过程无能量转化，故A不符合题意；
B．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，活塞压缩气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，故B符合题意；
C．由图中可知，此时进气门与排气门均关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C不符合题意；
D．由图中可知，此时进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此过程无能量转化，故D不符合题意。
故选B。
二、填空题
1、20 40
【详解】
[1][2]热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2圈。题干中飞轮转速是2400r/min，即40r/s，飞轮每秒转40圈，故它每秒对外做功的次数
飞轮每秒转40圈，热机完成20个工作循环，活塞往复运动的次数
2、1kg酒精完全燃烧所释放的能量为3.0×10J
【详解】
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值，酒精的热值是3.0×10J/kg，它所表示的物理意义是1kg酒精完全燃烧所释放的能量为3.0×10J。
3、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。
4、液化 减少
【详解】
[1] [2]瓶塞跳出，出现白雾现象的原因是瓶内水蒸气对瓶塞做功，内能转化为机械能，内能减少，水蒸气温度降低，水蒸气放热液化成小水珠即白雾。
5、机械 内 增加
【详解】
[1][2][3]钻木取火的过程中克服摩擦对物体做功，物体内能增加温度升高，达到燃料的燃点而被点燃，此过程将机械能转化为了内能。说明对物体做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，温度升高。
三、计算题
1、（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。
2、（1）6.72×105J；（2）1.68106；（3）40％
【详解】
解：（1）将质量为m=2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C需要吸收的热量为
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·°C）×2kg×（98°C-18°C）=6.72×105J
（2）燃烧V=0.04立方米天然气，天然气完全燃烧放出的热量
Q放=qV=4.2×107J/m3×0.04 m3=1.68×106J
（3）液化天然气炉的烧水效率为
答：（1）需要吸收的热量为6.72×105J；
（2）天然气放出的热量1.68106；
（3）液化天然气炉的烧水效率为40%。
3、（1）8.4×106J；（2）2.1×107J；（3）40%；（4）0.67kg
【详解】
解：（1）热水器中的水吸收的热量
Q吸＝c水m水(t﹣t0)＝4.2×103 J/(kg ℃)×100kg×(40℃﹣20℃)＝8.4×106J
（2）热水器5h内接收到的太阳能
E＝4.2×106J/h×5h＝2.1×107J
（3）热水器的效率
（4）由可知，煤完全燃烧放出的热量
由Q＝mq可知，需要完全燃烧煤的质量
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器5h内接收到的太阳能为2.1×107J；
（3）热水器的效率40%；
（4）若改用热效率为30%的煤炉来加热这些水，需要完全燃烧0.67kg的煤。
4、（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。
5、（1）8.4×106J；（2）40%；（3）0.2m3
【详解】
解：（1）由题意可知，热水器中水吸收的热量为
（2）由题意及（1）中可知，热水器的效率为
（3）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
Q放=Q吸=8.4×106J
由Q放=Vq可得，完全燃烧煤气的体积为
答：（1）热水器中的水吸收的热量为8.4×106J；
（2）热水器的效率为40%；
（3）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧0.2m3的煤气。
四、实验探究
1、加热时间 大于 沙子
【详解】
（1）[1]实验采用相同的酒精灯对其加热，加热时间越长，沙子和水吸收的热量就多，因此实验中用加热时间表示水和沙子吸热的多少。
（2）[2]分析表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收热量需要的时间更长，所以水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
（3）[3]如果加热相同的时间，即吸收相同热量，质量相同的水和沙子，由于水每升高1℃吸收的热量多，因此水升温慢，沙子升温快，沙子的温度变化更大。
2、相等 使两种物质在相同时间内吸收相同的热量 升高的温度 ＜ 甲
【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相等，故实验中应量取质量相等的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
[2]用相同的电加热器加热，相同时间电加热器放出的热量相同，目的是使两种液体在相同时间内吸收的热量是相同的。
[3]当它们吸收相同热量时，通过比较升高的温度来判断吸热能力的强弱，液体升高的温度越低，吸热能力就越强。
（2）[4]通过实验，记录数据如表格所示。从开始加热到，甲用时3分钟，乙用时4分钟，由转换法可知，加热时间越长，液体吸收的热量越多，故甲、乙两种液体吸收热量的关系为。
（3）[5]由数据，都加热1min，吸收的热量相同，甲升高的温度为 ，乙升高的温度为，根据比较吸热能力的方法，甲液体的吸热能力强。
（4）[6]甲的吸热能力强，则甲为水；根据，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，吸收相同热量时，水升高的温度为乙升高温度的一半，则水的比热容为乙的比热容的2倍，即乙的比热容为
3、质量 食用油 水
【详解】
（1）[1]实验中使用相同的加热器，使水和食用油加热相同的时间，吸收的热量相同，根据控制变量法要比较水和食用油的吸热本领的大小，应控制水和食用油的质量相同。
（2）[2]根据乙图可知，相同质量的水和食用油在相同时间内吸收相同的热量，水的温度变化小，食用油的温度变化大。
[3]根据，吸收相同热量温度变化小的吸热本领大，说明水的吸热本领大。