2022年最新沪科版九年级物理第十三章内能与热机章节测评试题（含解析）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机章节测评
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、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
2、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
3、关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．固体很难被压缩，表明固体分子间存在斥力
B．腌制咸鸭蛋，利用了分子在不停地做有规则运动
C．小米与大豆放在一起总体积变小，说明分子间有间隔
D．两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力
4、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
5、下列说法中不正确的是（　　）
A．任何物体都具有内能
B．一个物体的温度升高，它的分子运动变得更剧烈
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间无间隙
D．分子间的引力和斥力是同时存在的
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
9、以下有关“热”的说法，你认为其中正确的是（　　）
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是温度
B．摩擦生热，这里的“热”指的是热量
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是内能
D．分子热运动，这个“热”指的是热量
10、如图所示，2021年5月17日，，神州十二号载人飞船返回舱进入大气层，在进入大气层过程中因摩擦而燃烧。神州十二号载人飞船返回舱在这个过程中，下列说法正确的是（ ）
A．内能是通过做功的方式改变的 B．减少的重力势能全部转化成内能
C．动能和重力势能都增加 D．机械能保持不变
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、冬天手冷的时候，可以通过两手互搓的方法使手变暖，这一过程中发生的能量转化与四冲程汽油机的______冲程能量转化相同。
2、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。
3、小明从滑梯上滑下的过程中臀部发热了，这是通过______的方式改变物体的内能。
4、完全燃烧40g无烟煤放出的热量是________J，若这些热量的42%被质量为2kg、温度为20℃的水吸收，在1标准气压下，能使水的温度升高_____℃（无烟煤的热值是）。
5、 “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______。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示，是一款无人驾驶汽车原型图，汽车自动驾驶时用激光测距器来了解周围的交通状况，使用北斗卫星导航系统进行定位和导航，该款车以某速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离时，消耗汽油2kg，汽油机的效率为30%，在这段行驶过程中，（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg oC）。求
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）假设该汽车在这次行驶过程中，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，若这些废气带走的能量全部被质量200kg的水吸收，水升高的温度是多少？（水未沸腾）
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油是多少？
2、在厨房里用锅烧水，锅里面盛有1kg的水，水温为20℃，把水烧开时（1个标准大气压下）用掉了0.1kg的煤气，煤气的热值为4.0×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）水吸收的热量；
（2）0.1kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）若煤气完全燃烧，则烧水时锅的效率为多少。
3、如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。求
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，g=10N/kg）
整车质量 1.8t
最大输出功率 9.2kw
汽油机效率 30%
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
4、在1个标准大气压下，将一壶质量为2kg、初温为20℃的水烧开天然气放出1.68×106J的热量。已知水的比热容c水＝4.2×103J/（kg ℃）。求：
（1）水吸收的热量？
（2）此次烧水的效率η？
5、把10kg水从20℃加热到70℃，求它吸收了多少热量？已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、为了比较A、B两种液体比热容的大小，某实验小组做了如图所示实验：在两个相同的试管中，分别装入A、B两种液体，将试管放入完全相同的盛水烧杯中，用相同的酒精灯加热。
（1）实验采用水浴加热，目的是为了使溶液A、B受热_______；
（2）实验中要控制液体A、B的初温和质量相同，用到的方法是_______（选填“控制变量法”或“类比法”）；
（3）加热相同的时间，是为了使液体A、B吸收的热量_______（选填“相同”或“不相同”）；
（4）如图，加热相同时间后液体A中的温度计示数上升更快，这表明液体_______（选填“A”或“B”）的比热容较大。
2、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。
3、如图所示是空气压燃引火仪，玻璃筒内置有一小团棉花，将活塞迅速压下去，将会看到棉花________，这是因为________做功使筒内空气内能________、温度___________而达到棉花着火点的缘故，此过程中___________能转化为___________能。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、A
【详解】
A．分子间既有引力又有斥力，固体很难被压缩，表明固体分子间存在斥力，故A正确；
B．组成物质的分子在不停的做杂乱无章的热运动，腌制咸鸭蛋，利用了分子在不停地做无规则运动，故B错误；
C．小米与大豆放在一起总体积变小，不能说明分子间有间隔，小米和大豆都不是单个的分子，故C错误；
D．分子间既有引力又有斥力，两个削平的铅块被紧压在一起不易分开，是因为物体被拉伸时，分子间表现为引力，故D错误。
故选A。
4、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。
5、C
【详解】
A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A正确，不符合题意；
B．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，一个物体的温度升高，它的分子运动将更剧烈，故B正确，不符合题意；
C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间存在斥力，故C错误，符合题意；
D．组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故D正确，不符合题意。
故选C。
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、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。
9、A
【详解】
A．今天的天气真热，这里的“热”指的是冷热程度，即温度，故A正确；
B．摩擦生热，这里的“热”指的是内能，故B错误；
C．物体吸热之后温度可能升高，这里的“热”指的是热量，故C错误；
D．分子热运动，这个“热”指的是温度，故D错误。
故选A。
10、A
【详解】
A．返回舱在进入大气层过程中，和空气摩擦，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能的，故A正确；
B．在整个过程中，减少的重力势能会有一部分转化为动能，不是全部转化成内能，故B错误；
C．在进入大气层过程中，速度虽然变大，但质量因烧蚀在不断减小，所以动能不能确定；同时高度降低，重力势能一定减小，故C错误；
D．由于返回舱克服空气的摩擦阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以其机械能减小，故D错误。
故选A。
二、填空题
1、压缩
【详解】
两手互搓时，手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得手变暖，而四冲程汽油机的工作过程中，在压缩冲程也是将机械能转化为内能，与这一过程中发生的能量转化相同。
2、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
3、做功
【详解】
小明在下滑过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，所以臀部有灼热的感觉，这是通过做功的方式改变了他的内能。
4、 68
【详解】
[1]根据热量的计算公式可得
[2]根据题意，水吸收的热量为
由比热容的公式可得水升高的温度为
5、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。
三、计算题
1、（1）9×107J；（2）45oC；（3）1.5kg
【详解】
解：（1）汽油完全燃烧放出的热量
（2）由题知，发动机排出的废气带走的能量占汽油完全燃烧放出的热量的42%，且这些能量全部被水吸收，则水吸收的热量
由得水升高的温度
（3）由题意可知，两种情况下汽车所做的有用功W相同，由
可得
即
所以效率提高后消耗汽油的质量
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为9×107J；
（2）水升高的温度为45℃；
（3）如果汽油机的效率提高到40%，其他条件都不变，那么汽车在这段路程消耗的汽油为1.5kg。
2、（1）3.36×105J；（2）4.0×106J；（3）8.4%
【详解】
解：（1）1个标准大气压下水的沸点为100℃，即水的末温为100℃，故水吸收的热量为
（2）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
（3）由题意可知，烧水时锅的效率为
答：（1）水吸收的热量为3.36×105J；
（2）0.1kg煤气完全燃烧放出的热量为4.0×106J；
（3）若煤气完全燃烧，则烧水时锅的效率为8.4%。
3、（1）1.5×105Pa；（2）0.4kg
【详解】
解：（1）轿车质量为
m=1.8t=1.8×103kg
根据重力得计算公式可得，轿车的重力为
因为轿车静止在水平地面上，所以，轿车对水平地面的压力为
F压=G=1.8×104N
受力面积，即车轮与地面的总接触面积为
S=0.12m2
跟据压强的计算公式可得，轿车对水平地面的压强为
（2）由
可得，该车以最大输出功率行驶10min，做的有用功为
根据
可得
由
Q放=mq
可得，需要完全燃烧汽油的质量为
答：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.5×105Pa；
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗4kg汽油。
4、（1）6.72×105J；（2）40%
【详解】
解：（1）在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，即水的末温
t＝100℃
故水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃﹣20℃）＝6.72×105J
（2）此次烧水的热效率
答：（1）水吸收的热量是6.72×105J；
（2）此次烧水的效率是40%。
5、2.1×106J
【详解】
解：水吸收的热量
Q吸＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(70℃﹣20℃)＝2.1×106J
答：水吸收了2.1×106J的热量。
四、实验探究
1、均匀 控制变量法 相同 B
【详解】
（1）[1]实验采用将试管放入水中加热的方法，属于水浴法，目的是使液体A、B均匀受热。
（2）[2]要研究两种液体的吸热本领，即比热容的大小，应控制两个试管中所装的A、B两种液体的初温相同、质量相等，采用控制变量法。
（3）[3]因为加热时间的长短反应液体吸收热量的多少，所以加热相同的时间，是为了液体A、B吸收的热量相同。
（4）[4]根据图示可知，加热相同时间后，液体A升高的温度大于B升高的温度，因此液体B的吸热能力强，液体B的比热容较大。
2、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。
3、燃烧 活塞 增加 升高 机械 内
【详解】
[1][2][3][4]如图所示，活塞下压时，活塞对筒内的空气做功，使气体的内能增加，温度升高，当温度达到棉花的着火点时，会看到筒内的棉花燃烧起来。
[5][6]做功可以使机械能和内能之间进行转化，对物体做功，物体内能增加，物体对外做功，物体的内能减少。故此过程中，活塞对筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能。