2022年最新精品解析沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向训练试题（无超纲）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机定向训练
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、根据下表中的数据，下列判断正确的是（ ）
几种物质的比热容/[J （kg ）﹣1]
水 4.2×103 铝 0.88×103
酒精 2.4×103 铜 0.39×103
煤油、冰 2.1×103 干泥土 0.84×103
A．物质的比热容与物质的状态无关
B．200g水的比热容是100g水的比热容的两倍
C．质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化比较大
D．一般情况下，我们把1kg的水加热至沸腾，水需要吸收4.2×107J的热量
2、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
3、如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，下列说法正确的是（　　）
A．该冲程能量转化是内能转化为机械能 B．这是压缩冲程
C．该冲程能量转化是化学能转化为内能 D．这是吸气冲程
4、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
5、如图所示的四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是（　　）
A．搓手能发热 B．烧水时水温升高
C．冰刀下的冰熔化 D．钻木取火
6、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
7、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
8、下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（　　）
A．0oC的冰没有内能
B．冬天搓手取暖是利用做功来改变内能
C．物体温度越高，所含热量越多
D．物体吸收热量，温度一定升高
9、下列说法正确的是（　　）
A．改变物体内能的方法有做功和热传递，这两种方法在改变内能的效果上是不一样的
B．比热容越大的物体吸收的热量越多
C．汽油机一个工作循环中，除了做功冲程，其余三个冲程都需要靠飞轮的惯性来完成
D．铁棒很难被压缩，说明分子之间只存在斥力
10、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
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、如图所示，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。抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，物理学中把这个现象叫做_________；此现象表明：_________。
2、如图所示是内燃机四个冲程示意图，在一个工作循环中，正确的排列顺序是______（填序号顺序），其中______冲程把机械能转化为内能。
3、冬天使用“暖手宝”取暖是利用________的方式改变内能，“暖手宝”内装的是水，主要是利用水的________较大。
4、把萝卜腌成咸菜通常需要几天，而把萝卜炒熟，使之具有相同的咸味，仅需几分钟。造成这种差别的主要原因是_______。
5、在如图所示的装置中，试管内盛有少量的水后用橡胶塞塞住管口，然后用酒精灯给试管加热。试管内的水在温度升高的过程中内能_____________（选填“增大”、“不变”或“减小”）。试管内的水沸腾一段时间后，水蒸气将橡胶塞推出，在这个过程中水蒸气的内能转化为___________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点，氢气的热值为1.4×108J/m3，请计算：
（1）完全燃烧0.5m3的氢气可放出多少的热量？
（2）若这些热量有60%被水吸收，可以使多少质量的水温度升高50℃？
2、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？
3、某小排量汽车以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶了36km。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车发动机的热机效率为30%，汽油的热值为4.6×107J/kg。则在上述行驶过程中：
（1）汽车所用的时间是多少？
（2）汽油完全燃烧放出多少热量？
（3）消耗了多少千克的汽油？
4、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）
5、小刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有4kg水，把水从18 oC加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg oC)。如果他们用的木炭热值为3.36×107J/kg，它燃烧放出的热量有20%被水吸收。求：
（1）在这个过程中水吸收了多少热量；
（2）在这个过程中需要用掉多少千克木炭。
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、探究“煤油和菜籽油的热值的大小关系”，如图小宁用两套相同的实验器材，甲、乙两个烧杯都装有0.46kg的水，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），实验数据记录如下表：
燃料 加热前燃料质量 加热后燃料质量 加热前水温 加热后水温
煤油 0.034kg 0.024kg 24℃ 84℃
菜籽油 0.034kg 0.024kg 24℃ 74℃
（1）组装器材时，图中烧杯、温度计、铁圈、燃具四个器材的安装顺序是______（选填“自下而上”或“自上而下”）；
（2）分析表中实验数据可知______油的热值较大，若煤油的热值为4.6×107J/kg，加热水前后煤油完全燃烧放出的热量是______J，该煤油燃具的效率为______%；
2、小明与小华为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏，两人设计并做了这样的实验：他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况。
（1）为保证实验的科学性，除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑影响水温变化的其他因素，即保持烧瓶相同、环境因素相同、水的______和______相同，这种科学探究方法叫做______；
（2）按实验计划操作，小明与小华把实验测得的时间和温度数据记录在下表中。
时间/min 0 10 20 30 40 … 150 180
泡沫塑料组水温/℃ 90 74 65 60 57 … 21 20
棉絮组水温/℃ 90 70 55 33 … 20 20
分析实验数据可知，他们实验时室内的温度是______℃；从计时开始经过40min，泡沫塑料包的水温度降低了______℃，而棉絮包的水温度降低了______℃，由此你能看出，在这两种材料中，保温效果比较好的是______；
（3）小明与小华是采用了“在相同的时间内，比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的，你还可以采用______的方法来比较两种材料的保温性能；
（4）已知水温下降的特点：温度较高时，水温下降得较快；
①根据这一特点，时间为30min时，棉絮组的水温可能是下列选项中的______；
A．46℃ B．43℃ C．39℃ D．36℃
②下列图像中能表示水的温度随时间变化关系的是______。
A． B． C．D．
3、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 升温10℃所需时间/s 升温20℃所需时间/s 升温30℃所需时间/s
沙子 30 64 89 124
水 30 96 163 220
（1）在此实验中用______表示水和沙子吸热的多少；
（2）分析上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______（选填“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；
（4）下列事实能用上述实验结果解释的是______。
A．固体和液体很难被压缩
B．50mL酒精和50mL水混合，总体积小于100mL
C．沿海地区昼夜温差会比内陆地区小
D．多次用力晃动装有沙子的玻璃试管后，发现沙子变热
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关。由表中数据知，水和冰是同种物质的不同状态，水的比热容和冰的比热容不同，故A错误；
B．比热容是物质本身的特性，与物质的质量无关，同种物质物态相同时的比热容是相同的，故B错误；
C．由表中数据知，质量相同的铝块和铜块吸收相同的热量，根据，比热容小的物质，温度变化较大，所以质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大，故C正确；
D．一般情况下，水的初温为25℃、水的沸点为100℃，水吸收的热量为
故D错误。
故选C。
2、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。
3、A
【详解】
由图得，该冲程两气阀关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，做功冲程中燃料燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功，将内能转化活塞的机械能，故A正确，BCD错误。
故选A。
4、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。
5、B
【详解】
A．搓手时，手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得手的温度升高，是利用做功改变物体的内能，故A不符合题意；
B．烧水时，水通过热传递的方式吸收热量，温度升高，故B符合题意；
C．冰刀下的冰熔化，是由于冰刀与冰摩擦时克服阻力做功，将机械能转化为内能，使得冰的温度升高，从而使得冰吸热熔化，是利用做功改变物体的内能，故C不符合题意；
D．钻木取火是通过克服摩擦力做功，将机械能转化为内能，使得温度升高，达到木头的燃点，从而燃烧，是利用做功改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
6、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。
7、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。
8、B
【详解】
A．任何物体都有内能，0℃的冰也有内能，故A错误；
B．冬天搓手，克服摩擦做功，是利用做功来改变内能，故B正确；
C．热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，热量是过程量，只能说吸收或放出热量，不能说含有或者具有热量，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高，如水沸腾和晶体熔化时吸收热量，但温度不变，故D错误。
故选B。
9、C
【详解】
A．改变物体内能的方法有做功和热传递，这两种方法是等效的，故A错误；
B．物体吸收热量的多少与物质的比热容、升高的温度、物质的质量都有关，仅凭比热容不能判断吸收热量的多少，故B错误；
C．汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，其中做功冲程把内能转化为机械能，对外提供动力，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，故C正确；
D．铁棒分子间同时存在相互作用的引力与斥力，铁棒分子在引力作用下紧密结合在一起，铁棒很难被压缩，说明分子之间表现为斥力，故D错误。
故选C。
10、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。
二、填空题
1、扩散现象 分子在永不停息的做无规则运动
【详解】
[1]抽掉玻璃板后，我们观察到红棕色气体逐渐进入上瓶，下瓶中气体颜色逐渐变淡，最后颜色均匀的充满两个瓶子，是因为下面的二氧化氮气体分子和空气分子，不断做无规则运动，二氧化氮气体分子扩散空气分子中，空气分子扩散到二氧化氮气体分子，此现象叫做扩散现象。
[2]扩散现象是分子永不停息做无规则运动的结果，扩散运动表明分子在永不停息做无规则运动。
2、乙、丁、甲、丙 压缩
【详解】
[1][2]根据示意图特点，甲图中活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，改冲程将内能转化为机械能；乙图中活塞向下运动，进气门打开，是吸气冲程；丙图中活塞向上运动，排气门打开，是排气冲程；丁图中活塞向上运动，进气门排气门都关闭，是压缩冲程，改冲程将机械能转化为内能；因此内燃机四冲程排序为乙、丁、甲、丙。
3、热传递 比热容
【详解】
[1] 冬天使用“暖手宝”取暖时，高温的暖手宝把热量传递给低温的手，使手的温度升高，内能增加，是利用热传递改变手的内能。
[2]“暖手宝”内装的是水，主要是利用水的比热容较大，相同质量的水和其它物质，降低相同的温度，水放出的热量更多。
4、见解析
【详解】
萝卜有咸味是因为盐中的氯化钠分子进入萝卜中，是扩散现象，温度越高，分子运动的越剧烈，所以炒菜时，温度较高，分子运动较剧烈，氯化钠分子更容易进入萝卜中，所以使萝卜具有相同的咸味，炒菜时所用时间更短。
5、增大 橡胶塞的机械能
【详解】
[1]通过对试管内的水加热，水吸收热量，温度升高，内能增加。
[2]高温高压的水蒸气推开橡胶塞，对橡胶塞做了功，将内能转化成橡胶塞的机械能。
三、计算题
1、（1）7×107J；（2）50℃
【详解】
解：（1）完全燃烧0.5m3的氢气放出的热量：
Q放=Vq=0.5m3×1.4×108J/m3=7×107J
（2）由题意可得水吸收的热量
Q吸=Q放η=7×107J×60%=4.2×107J
由Q吸=cmΔt得，水的质量为
答：（1）完全燃烧0.5m3的氢气可放出7×107J的热量；
（2）可以使200kg的水温度升高50℃。
2、（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。
3、（1）1800s；（2）1.38×108J；（3）3千克
【详解】
解：（1）根据公式可知汽车所用的时间
（2）已知，汽车发动机的功率
P=23kW=23000W
则整个运动过程汽车牵引力做功
W有=Pt=23000W×1800s=4.14×107J
汽油完全燃烧放出的热量
（3）根据热量计算公式，可知消耗的汽油
答：（1）汽车所用的时间是1800s；
（2）汽油完全燃烧放出1.38×108J的热量；
（3）消耗了3千克的汽油。
4、（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%。
5、（1）1.344×106J；（2）0.2kg
【详解】
解：（1）在这个过程中水吸收的热量
Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/(kg ℃)×4kg×(98℃-18℃)=1.344×106J
（2）由可知，木炭需要放出的热量
由Q放=mq可知，需要木炭的质量
答：（1）在这个过程中水吸收的热量为1.344×106J；
（2）在这个过程中需要用掉了0.2kg的木炭。
四、实验探究
1、自下而上 煤 4.6×105 25.2
【详解】
（1）[1]为了利用火焰的外焰给烧杯充分加热，并且温度计不要碰到烧杯壁和烧杯底，所以应按照由下往上的顺序组装器材。
（2）[2][3]分析表中实验数据可知，煤油放出的热量使水升高的温度高，根据Q＝cm(t﹣t0)可知煤油放出的热量多，即煤油热值大；煤油完全燃烧释放的热量
Q放＝m1q＝(0.034kg-0.024kg)×4.6×107J/kg＝4.6×105J
[4]水吸收的热量
Q吸＝cm2(t﹣t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.46kg×(84℃﹣24℃)＝1.1592×105J
煤油燃具的效率
2、质量 初温 控制变量法 20 33 57 泡沫塑料 降低相同的温度，比较所用的时间 B D
【详解】
（1）[1][2][3]小明与小华为了探究泡沫塑料和棉絮的保温性能的好坏，应该将两个相同保温烧瓶用等量、足量的泡沫塑料和棉絮包装起来，将保温瓶放入相同的环境因素中，在两个保温杯中倒入质量和初温相同的水，观察水温的变化，这种方法叫做控制变量法。
（2）[4]当水温与环境温度相同时，水不会再发生热传递，由表格中数据得，水温最后保持20℃不变，说明实验时室内的温度是20℃。
[5]由表格中数据得，从计时开始经过40min，泡沫塑料包的水温度降低了
[6]由表格中数据得，从计时开始经过40min，棉絮包的水温度降低了
[7]相同时间，泡沫塑料包中的水温度变化比棉絮包的水温度变化少，说明泡沫塑料包的保温效果较好。
（3）[8]小明与小华是采用了“在相同的时间内，比较水温降低多少”的方法来比较两种材料的保温性能的，你还可以采用水降低相同温度，比较经过的时间，来比较两种材料的保温性能，当水降低的温度相同时，经过的时间较长的保温杯，保温效果较好。
（4）[9]由表格中数据得，10min~20min，水降低的温度为
水温下降的特点：温度较高时，水温下降得较快，因此20min~30min，水降低的温度小于15℃，因此时间为30min时，棉絮组的水温大于
若时间为30min时，棉絮组的水温为46℃，则20min~30min，水降低的温度为
30min~40min，水降低的温度为
不符合实际；
若时间为30min时，棉絮组的水温为43℃，则20min~30min，水降低的温度为
30min~40min，水降低的温度为
符合实际，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
[10]水温不断下降，在相同时间内温度下降越来越慢，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
3、加热时间的长短 大于 沙子 C
【详解】
（1）[1]在实验中，水和沙子被加热的时间越长，水和沙子吸收的热量越多，故可以用加热时间的长短表示水和沙子吸热的多少。
（2）[2]由表中数据可知，质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水的加热时间更长，故可知水吸收的热量更多，即水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
（3）[3]因质量相同的水和沙子，升高相同温度时，水吸收的热量更多，故可知水的吸热能力大于沙子的吸热能力，如果加热相同的时间，此时质量相同的水和沙子吸收的热量相同，因水的吸热能力大于沙子的吸热能力，故可知水的温度变化量小于沙子的温度变化量，即沙子升高的温度更高。
（4）[4]A．固体和液体很难被压缩，是因为固体和液体分子之间的斥力较大，阻碍其被压缩，故A不符合题意；
B．50mL酒精和50mL水混合，总体积小于100mL，是因为水分子和酒精分子之间存在间隙，水分子和酒精分子进入彼此之间的间隙，使得混合后的总体积小于100mL，故B不符合题意；
C．沿海地区昼夜温差比内陆地区小，是因为水的比热容大于砂石的比热容，在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化量更小，故C符合题意；
D．多次用力晃动装有沙子的玻璃试管后，沙子变热，是因为在晃动的过程中，沙子克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得沙子的温度升高，故D不符合题意。
故选C。