2022年最新强化训练沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向测试试卷（含答案）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向测试
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、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
2、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
3、下列关于温度、热量、内能的说法正确的是（　　）
A．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
B．温度越高的物体所含的热量越多
C．物体吸收了热量，它的温度一定会升高
D．物体温度升高了，它的内能一定增加
4、2021年10月16日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富搭乘神州十三号载人飞船，开始了为期6个月的“太空出差”，六个月后将顺利返航。下列说法正确的是（　　）
A．火箭加速升空时，动能转化为重力势能
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的比热容大的特点
C．火箭的发射过程中，燃料若不完全燃烧，热值会减小
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦，机械能转化为内能
5、表一列出了几种物质的比热容，下列说法中正确的是（　　）
表一
几种物质的比热容/[J·（kg·℃）-1]
水 4.2×103 铁 0.46×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.54×103
冰 2.1×103 水银 0.14×103
A．一杯水的比热容比一桶煤油的比热容小
B．水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J
C．水和干泥土放出相等的热量，干泥土的温度降低得较多
D．质量相等的水和煤油，如果吸收相等的热量，煤油温度升高得较多
6、下列关于温度、内能、热量的说法正确的是（　　）
A．内能是物体具有的动能和势能的总和
B．0℃的水结冰后，质量和内能都不变
C．使一杯水的内能增加，除了热传递，还可以对它做功
D．一壶水加热后，其含有的热量增多
7、下列说法正确的是（　　）
A．比热容越大的物体，吸收的热量越多
B．的水变成100℃的水蒸气，内能不变
C．做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
D．水凝固成冰以后，水分子就停止了运动，所以内能为0
8、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
9、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体没有内能
B．物体温度降低时内能减小
C．温度高的物体内能大
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
10、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
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、某四冲程内燃机的转速是3000r/min，它1s内完成___________个冲程。某型号汽车发动机效率为30%，行驶20min消耗4L汽油，已知汽油热值q=4.0×107J/m3，这一过程该发动机输出机械功是________J。
2、在1标准大气压下，完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量为___________J，这些热量全部吸收备水吸收，可以让初温为30℃、质量为50kg的水温会上升___________℃。[干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
3、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______。
4、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。
5、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”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、某物理兴趣小组的同学，用煤炉给20L的水加热，完全燃烧了0.8kg的煤。水温升高了50℃，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤的热值为3×107J/kg。求：
（1）煤完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的效率。
2、一定质量的水吸收了6.72×104J的热量，水温从22℃升高到30℃，求水的质量。[c水=4.2×103J/(kg ℃)]
3、某学习小组想研究酒精灯烧水时的热效率，它们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间，测得水温升高了60℃，消耗了2.4g酒精，已知c水=4.2×103J/(kg ℃)，q酒精=3×107J/kg，求：
（1）该过程中水吸收的热量；
（2）2.4g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水的热效率。
4、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）。
5、在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20℃加热至沸腾（100℃），燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2×103 J/(kg ℃)，若热量有50%被吸收，求：
（1）水吸收多少热量？
（2）求焦炭的热值？
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、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。自己设计一个实验来探究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，记录结果如表：
燃料 加热前的水温/ 燃料燃尽后的水温/
煤油 25 44
油菜籽 25 34
（1）取质量______选排“相等”或“不相等”）的煤油和菜籽油做燃料，制成煤油灯和菜籽油灯。安装实验器材时，应按照______（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。为了保证实验结论的可靠，小明同学应该选择两套完全相同的装置，在实验中还应控制水的质量和______相同；
（2）小明知道水的比热容，还想利用上图实验方案粗略计算出煤油和菜籽油的热值，那么小明还要补充的测量工具是______，利用此实验方法计算出的热值将比真实值______（选填“偏大”或“偏小”）；
（3）分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是______。
2、 “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。
3、（1）为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图甲所示的实验。
①在两个相同的烧杯中应加入初温相同、______相同的水和煤油。实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内______；
②水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图甲可判断出a物质是______。根据图乙可判断出b吸热能力较______（选填“强”或“弱”）；
（2）如图丙所示，为比较酒精和碎纸片的热值，用两同规格的烧杯装相等质量的水，取质量______（选填“相等”或“不相等”）的酒精和碎纸片，分别放入两个燃烧皿中，点燃分别给烧杯加热，直到酒精和碎纸片完全燃烧完，通过比较______（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片热值的大小。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、D
【详解】
A．0℃的冰变成0℃的水，虽然温度保持不变，但要吸收热量，故内能增大，故A错误；
B．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B错误；
C．晶体在熔化过程中，虽然吸收热量，但温度保持不变，故物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，故C错误；
D．物体的内能与物体的温度、质量和状态有关，一个物体温度升高了，它的内能一定增加，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．火箭加速升空时，燃料燃烧的化学能转化为动能和重力势能，故A错误；
B．火箭选作燃料的物质主要是利用该燃料的热值大的特点，故B错误；
C．热值是物质的一种物理属性，与燃料是否充分燃烧无关。燃烧是否充分影响的是燃料燃烧时放出热量的多少，故C错误；
D．返回舱进入大气层后与大气摩擦生热，此时机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，与质量的多少无关，从表中可以看出，水的比热容大于煤油的比热容，故A错误；
B．根据可知，物体吸收热量的多少，还与物体的质量有关，1kg水的温度升高1℃吸收的热量是4.2×103J，故B错误；
C．由可得，放出相等的热量，温度的变化还与物体的质量与比热容的大小有关，题目中不确定水和干泥土的质量多少，无法比较温度的变化，故C错误；
D．由可得，质量相等的水和煤油，如果吸收相等的热量，比热容小的温度变化的多，从表中可以看出，水的比热容大于煤油的比热容，所以，煤油温度升高得较多，故D正确。
故选D。
6、C
【详解】
A．内能是物体内所有做热运动的分子动能和分子势能的总和，故A错误；
B．水结冰是凝固过程，需要向外放热，因此，0℃的水结冰后，质量不变，但内能减小，故B错误；
C．改变物体内能的方式有做功和热传递，一杯水的内能增加，可能是吸热了热量，也可能是外界对它做了功，故C正确；
D．不能说物体含有热量，因为热量是一个过程量，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
A．根据可知，物体吸热多少与物体的质量、比热容大小及升高的温度有关，比热容越大的物体，吸收的热量不一定越多，故A错误；
B．物质由液态变为气态叫汽化，汽化是吸热过程。100℃的水变成100℃的水蒸气要吸收热量，故内能增大，故B错误；
C．改变物体内能的方法是做功和热传递。做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，故C正确；
D．分子永不信息地做无规则运动，一切物体在任何温度下都有内能。水凝固成冰以后，水分子不会停止运动，内能不为0，故D错误。
故选C。
8、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。
9、B
【详解】
A．所有的分子动能和势能之和即为内能，任何一个物体的分子都在做无规则运动，故任何一个物体都具有内能，不具有内能为零的物体，故A错误；
B．当温度降低时，分子运动的剧烈程度减弱，分子动能减小，故内能减小，故B正确；
C．物体的内能不仅仅与温度有关，还与质量有关，质量的大小未知，故内能的大小未知，故C错误；
D．热量总是从温度大的物体向温度小的物体传递，热量的传递方向与内能的大小无关，故D错误。
故选B。
10、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。
二、填空题
1、100 4.8×104
【详解】
[1]在四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，某四冲程内燃机的转速是
3000r/min=50r/s
即每秒钟转50圈，完成100个冲程。
[2]汽油完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=4×10-3m3×4.0×107J/m3=1.6×105J
发动机输出机械功
W=Q放η=1.6×105J×30%=4.8×104J
2、2.52×107 70
【详解】
[1]完全燃烧2.1kg的干木柴所放出的热量
Q放=qm木柴=1.2×107J/kg×2.1kg=2.52×107J
[2]水吸收了燃烧干木柴放出的热量，上升的温度
而水在1标准大气压时，100摄氏度便沸腾了，所以升高的温度为
t1=t-t0=100℃-30℃=70℃
3、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。
4、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。
5、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。
三、计算题
1、（1）2.4×107J；（2）4.2×106J；（3）17.5%
【详解】
解：（1）完全燃烧了0.8kg的煤，放出的热量是
Q放=mq=0.8kg×3×107J/kg=2.4×107J
（2）20L的水的质量是
m水=ρV=1.0×103kg/m3×20×10-3m3=20kg
水吸收的热量是
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×20kg×50℃=4.2×106J
（3）煤炉烧水时的效率是
答：（1）煤完全燃烧放出的热量是2.4×107J；
（2）水吸收的热量是4.2×106J；
（3）煤炉烧水时的效率是17.5%。
2、2kg
【详解】
解：水的初温t0=22℃，末温t=30℃，吸收的热量Q吸=6.72×104J，水的比热容c水=4.2×103J/（kg ℃），由Q吸=cm(t-t0)得水的质量为
答：水的质量为2kg。
3、（1）2.52×104J；（2）7.2×104J；（3）35%
【详解】
解：（1）水的质量
水吸收的热量
（2）2.4g酒精完全燃烧产生的热量
（3）酒精灯烧水时的热效率
答：（1）此过程中水吸收的热量是2.52×104J；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量是7.2×104J；
（3）酒精灯烧水时的热效率是35%。
4、（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。
5、（1）3.36×106J；（2）1.344×107J/kg
【详解】
解：（1）一个标准大气压下水的沸点为100℃，即将水从20℃加热至100℃，水吸收的热量
Q吸＝cm(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg ℃)×10kg×(100℃﹣20℃)＝3.36×106J
（2）根据可得，0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量
则焦炭的热值
答：（1）水吸收的热量是3.36×106J；
（2）焦炭的热值为1.344×107J/kg。
四、实验探究
1、相等 自下而上 初温 天平 偏小 煤油
【详解】
（1）[1]为比较煤油和菜籽油热值的大小，实验过程中应采用控制变量法，需要控制煤油和菜籽油的质量相同。
[2]为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离。
[3]由于要通过水温的变化量来体现燃料的热值大小，而水吸收热量后升高的温度受水的质量以及水的初温、环境温度的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等。
（2）[4]要比较煤油和菜籽油的热值，由可知，需要燃烧相同质量的煤油和菜籽油，需要用天平来测量质量。
[5]由于燃料并不可能完全燃烧，燃料燃烧放出的热会散失到空气中，或被烧杯等实验装置吸热一部分热量，使Q放大于Q吸，所以计算出煤油和菜籽油的热值比真实值要偏小些。
（3）[6]用相同质量的煤油和菜籽油完全燃烧后加热相同质量的水，由表中数据可知，用煤油加热的水温度升的高，则说明煤油燃烧放出的热量多，由可知，煤油的热值大。
2、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
3、质量 吸收的热量相等 水 弱 相等 升高的温度
【详解】
（1）①[1][2]根据比较不同物质吸热能力的方法，要控制不同物质的质量相同，故在两个相同的烧杯中应加入初温相同、质量相同的水和煤油；根据转换法，实验中选用相同电加热器使水和煤油在相同时间内吸热相同。
②[3]图甲中可知
Va＜Vb
已知
ρ水＞ρ煤油
由可知质量相同时
V水＜V煤油
可判断出a物质是水。
[4]根据图乙可知：在质量、升高相同的温度时，a物质的加热时间长，说明a物质的吸热能力强，物质b的吸热能力较弱。
（2）[5]实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内。
[6]因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水的温度发生变化，所以可以通过水升高的温度来比较燃料热值的大小关系。