精品试卷沪科版九年级物理第十三章内能与热机达标测试试题（含解析）

沪科版九年级物理第十三章内能与热机达标测试
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
2、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
3、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
4、疫情期间，居家隔离的小赵同学在网上下单了自热小火锅。如图，上下包装被分为两层，通过向下层加水，使发热包膨胀升温，一段时间后便可食用。下列说法正确的是（　　）
A．已加热的鸭血有内能，未加热的虾饺无内能
B．闻到火锅的香味是因为分子在做无规则运动
C．刚开始加热的藕片温度升高，内能可能不变
D．发热包放热过程是把电能转化为内能
5、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
6、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．
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、某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（　　）
A． B．
C． D．
9、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
10、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
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，下面三个实验都是同学们做过的实验，请回答：
（1）其中用来说明外界对气体做功，内能增加的是图______；
（2）图乙实验结束后，小华认为将装有二氧化氮气体的瓶子和空瓶子对调，也能完成此实验，你认为他的建议______（选填“可以”或“不可以”）采纳。
2、 “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______。
3、质量和初温相同的甲、乙两种液体，经同一加热器加热相同的时间后，甲的温度大于乙的温度，则甲液体吸收的热量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙液体吸收的热量，甲液体的比热容______（选填“大于”、“等于”或“小于”）乙液体的比热容。如果乙液体的质量为1kg，初温为，加热一段时间后温度升高到，吸收的热量为，则乙液体的比热容为______。
4、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。
5、汽车发动机采用以水为主要成分的冷却液来降温，这是因为水的______较大；一台单缸四冲程汽油机工作时，______冲程将内能转化为机械能，若飞轮转速是3600r/min，该汽油机每秒做功______次，每秒______个冲程。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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？
2、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：
（1）锅炉内的水吸收的热量是多少？
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
（3）此锅炉的效率是多少？
3、用炉子烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了0.5kg的焦炭。水的比热容是4.2×103J/（kg ℃），焦炭的热值是3.0×107J/kg。试求：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是多少？
（3）炉子烧水的效率是多少？
4、如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，一天内接收的太阳能能使装满水的热水器中的水温度从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），水的密度为1.0×103kg/m3]，求：
（1）热水器中水的质量；
（2）一天内装满水的热水器中的水吸收的热量；
（3）若热水器在冬季的效率为50%，求一天内有效接收太阳能的时间是多少？
5、一个容器中装有40kg温度是10℃的冷水，若用某一热水器把它加热到温度为60℃时，共用了0.6m3的天然气，已知天然气的热值为2.8×108J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）这次加热过程中，水吸收的热量是多少？
（2）该热水器的实际效率是多少？
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“比较不同物质的吸热能力”的实验中；取两个相同的烧杯。分别倒入质量相等的液体甲和乙，用相同规格的两个电热器同时给它们加热。
（1）选用相同规格的电热器加热，目的是在相同的时间内，使两个烧杯中的液体______相同；
（2）实验中某时刻温度计的示数如图甲所示，其读数为______oC；
（3）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像，如图乙所示，则______液体的吸热能力强；
（4）若让两杯中的液体，在加热相同时间时升高的温度相同，则应该增加______液体的质量。
3、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______。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、B
【详解】
A．一切物体都是有内能的，与物体温度无关，故A错误；
B．火锅的分子不断运动，所以能闻到火锅的香味，故B正确；
C．藕片温度升高，内能也随之增加，故C错误；
D．通过向下层加水，使发热包膨胀升温，是发热包内物质的化学能转化为内能的过程，故D错误。
故选B。
5、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。
6、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。
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、A
【详解】
汽油机的工作过程分别为吸气、压缩、做功和排气四个过程，因此压缩冲程结束后是做功冲程。
A．两个气门都关闭，活塞下行，为做功冲程，故A符合题意；
B．进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，故B不符合题意；
C．进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程，故C不符合题意；
D．两个气门都关闭，活塞上行，为压缩冲程，故D不符合题意。
故选A。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、甲 不可以
【详解】
（1）[1]图甲：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，我们会看到棉花燃烧的现象，这一过程中活塞对瓶内气体做功，气体的温度升高，内能增加；图乙：抽去玻璃隔板后，两瓶中的气体逐渐混合，这是气体的扩散现象，说明了气体分子的无规则运动；图丙：当瓶塞跳起时，同时还能看到瓶口出现“白雾”的现象，说明水蒸气对塞子做功，内能减少，温度降低；所以其中用来说明外界对气体做功，内能增加的是图甲。
（2）[2]如果把装着红棕色二氧化氮气体的瓶子放在上面，装空气的瓶子放在下面，由于二氧化氮的密度大于空气，在重力作用下也会出现相同的现象，不能说明分子在不停地做无规运动。
2、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。
3、等于 小于 4.2×103
【详解】
[1]因为用的是同一加热器，加热的时间相同，故甲、乙吸收的热量相等。
[2]质量和初温相同的甲、乙两种液体，吸收相同的热量，甲的温度大于乙的温度，则，根据可知，甲的比热容小于乙的比热容。
[3]由得，乙液体的比热容是
4、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
5、比热容 做功 30 120
【详解】
[1]汽车发动机应用循环流动水进行冷却，因为水的比热容较大，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较高的发动机吸收更多的热量，从而达到较好的冷却效果。
[2]汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
[3][4]由题可知，该汽油机的飞轮速度为
3600r/min=60r/s
即每秒钟转60圈，完成30个工作循环，即对外做功30次，完成120个冲程。
三、计算题
1、（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。
2、（1）6.3×107J；（2）2.04×108J；（3）30.9%
【详解】
解：（1）由题意可知，锅炉内的水从25℃加热到100℃吸收的热量为
（2）由题意可知，6kg无烟煤完全燃烧放出的热量为
Q放=m2q=6kg×3.4×107J/kg=2.04×108J
（3）锅炉的效率为
答：（1）锅炉内的水吸收的热量是6.3×107J；
（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是2.04×108J；
（3）此锅炉的效率约为30.9%。
3、（1）3.36×106J；（2）1.5×107J；（3）22.4%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×10kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×106J
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量
Q放＝mq＝0.5kg×3.0×107J/kg＝1.5×107J
（3）炉子烧水的效率
答：（1）水吸收的热量是3.36×106J；
（2）0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量是1.5×107J；
（3）炉子烧水的效率是22.4%。
4、（1）100kg；（2）1.68×107J；（3）8h
【详解】
（1）热水器中水的体积
V＝100L＝100dm3＝0.1m3
由可得，热水器中水的质量
m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg
（2）一天内热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cmt＝4.2×103J/（kg ℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J
（3）由可得一天内热水器接收到的太阳能
E＝＝＝3.36×107J
一天内热水器接收太阳能的能量
E＝2.8×106J/（m2 h）×1.5m2×t＝3.36×107J
则一天内有效接收太阳能的时间t＝8h。
答：（1）热水器中水的质量为100kg。
（2）一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J。
（3）一天内有效接收太阳能的时间为8h。
5、（1）；（2）
【详解】
解：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是
（2）燃料完全燃烧释放的热量为
该热水器的实际效率是
答：（1）这次加热过程中，水吸收的热量是；
（2）该热水器的实际效率是。
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、吸热 39 乙 甲
【详解】
（1）[1]选用规格相同的电加热器分别给甲和乙两种液体加热，相同加热器相同时间内，放出的热量相同，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）[2]温度计内液柱在0℃上方，分度值为1℃，所以温度计示数为39℃。
（3）[3]依题意得，甲乙的质量相同。由图知，加热时间相同，甲的温度升高的快，乙的温度升高的慢，则乙的吸热能力更强。
（4）[4]由于乙的吸热能力强，即乙的比热容大，若使两种液体加热相同时间，升高的温度也相同，根据公式 可知，应该适当增加甲的质量。
3、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。