沪科版九年级物理 第13章 内能与热机 专题测评试题(含详细解析)

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沪科版九年级物理第十三章内能与热机专题测评
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
2、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
3、如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（　　）
A．丙、丁、乙、甲 B．乙、丁、甲、丙
C．乙、甲、丁、丙 D．甲、乙、丙、丁
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、小金根据表中数据得出了四个结论，其中正确的是（　　）
几种物质的比热容/J (kg ℃)﹣1
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 沙石 0.92×103
煤油 2.1×103 铝 0.88×103
A．同一物质发生物态变化后，物质的比热不变
B．煤油和冰的比热相同，所以比热不是物质的特性
C．100g的铝和酒精吸收相同的热量，铝温度变化较大
D．同温度的100g水和200g煤油升高到同一温度，所需吸收的热量不同
6、如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中图甲是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
7、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
8、同学们根据下表提供的几种物质的比热容得出下列四个结论，其中正确的是（　　）
物质 水 酒精 煤油 冰 水银 铜 铝 沙石
比热容c[×103J/(kg ℃)] 4.2 2.4 2.1 2.1 0.14 0.39 0.88 0.92
A．液体的比热容一定比固体的大
B．同一物质发生物态变化后，比热容不变
C．汽车发动机用水来冷却是因为水的比热容较大
D．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量铜块升温快，所以铜块比热容大
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、小明对三垟湿地公园内的气温和水温进行了观测，并将测得的数据绘制成如图所示曲线。据图可判断（　　）
A．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较大
B．实线代表水温，虚线代表气温，因为水的比热较小
C．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较大
D．实线代表气温，虚线代表水温，因为水的比热较小
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、酒精的比热容是2.4×103______（填单位），1kg的酒精温度由20℃升高到21℃吸收的热量是______J。1kg的酒精温度由61℃降低到60℃放出的热量是______J。
2、小明把驱蚊片放到电驱蚊器的发热板上，通电一段时间后，在整个房间里就能闻到驱蚊片的气味，这种物理现象叫做______现象，这个现象说明分子在______；如果驱蚊片不加热，在房间里就很难闻到驱蚊片的气味，可见，______越高，这种现象就越明显。
3、关于热机，汽油在汽缸内燃烧时将______能转化为______能。如图所示是汽油机的______冲程；若飞轮的转速为2400r/min，则在1min内汽油机完成______个工作循环，对外做功______次。
4、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：_________。
5、体积为0.1m3、热值为2.1107J/m3的某气体燃料完全燃烧放出的热量为______J；若这些热量全部被温度为20℃、质量为10kg的水吸收，则水的温度能升高到______℃；这是通过______（选填“做功”或“热传递”）的方式让水的内能增加的。（c水=4.2103J/（kg C））
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、现有一种新型煤炉，用该种新型煤炉给10kg初温为20℃的水加热，当水温升高到80℃时，共消耗燃煤0.2kg，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)、煤炭的热值为3×107J/kg。求：
（1）水吸收的热量；
（2）煤完全燃烧放出的热量；
（3）煤炉烧水的热效率。
3、为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图像如图所示。通过查阅资料，已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg ℃）。
（1）求该物质在BC段共吸收了多少热量？
（2）经测量，BC阶段消耗热值为3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大？
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为多大？
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、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）
四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）
1、为了观察水的沸腾现象，小南利用甲装置做了相应的实验：
（1）实验前，应________ （选填字母A．“自上而下”、或B．“自下而上”）安装各个仪器；
（2）实验过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，此时水的温度为________，小南每隔1分钟记录一次温度计示数并绘制了如图丙a所示的图像，由此可知此时大气压强_______1个标准大气压（选填“大于”、“小于” 或“等于”）；
（3）沸腾时水继续________（选填“吸热”或“放热”），温度________（选填 “升高”、“降低”或“不变”）；
（4）实验结束后，小南又用相同的装置对等质量的另一液体进行加热，得到如图丙b所示的温度变化规律，由此可知该液体的比热容c液________c水（选填“>”、“<”或“=”）。
2、在“比较不同物质吸热能力”的实验中，小伟学习小组将质量相同的 A 和 B 两种液体分别倒入两个相同的烧杯内，并用两个相同的电加热器同时加热，如图甲所示，A、B 两种液体温度随时间变化的图象如图乙所示。
（1）用两个相同的电加热器同时加热，目的是在相同的时间内 ______；
（2）分析图象可知，A、B 两种液体加热相同的时间______升温快，则______吸热能力强。（均选填“A”或“B”）。
3、在探究“水的沸腾”的实验中：
（1）图甲和图乙分别是一、二两小组同学所做的实验。他们的实验操作有错误的是______组；
（2）图丙是他们实验中观察水沸腾______（选填“前”或“时”）出现的情景；
（3）当温度接近90℃时，三组同学每隔1min记录一次温度，根据表格里记录的数据请你分析水的沸点是______℃。由此可以判断实验室的大气压______（选填“高于”、“低于”或“等于”）标准大气压；
时间/min 0 1 2 3 4 5 6 7 8
温度/℃ 85 87 89 92 94 96 97 98 98
（4）以上各组同学通过实验观察到水在沸腾过程中温度______；
（5）图丁是三、四两小组根据实验记录数据得到的a、b两种不同图象，发现水从开始加热到沸腾所用的时间相同，其原因可能是水的质量ma______mb（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、B
【详解】
图甲：进气门和排气门关闭，火花塞点火，为做功冲程；图乙：进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程；图丙：进气门关闭，排气门打开，为排气冲程；图丁：进气门和排气门都关闭，火花塞未点火，为压缩冲程。内燃机一个工作循环中四个冲程为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。故B正确，ACD错误。
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、C
【详解】
A.比热容是物质的一种性质，与物质的种类和状态有关，因此同一物质发生物态变化后，其比热容会改变，故A错误；
B.比热容是物质的一种特性，一般情况下不同物质的比热容不同，但个别物质之间的比热容可能会相同，故B错误；
C.由Q＝cm t可知，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容小的物质，温度变化较大；由表格数据可知，铝的比热容小于酒精的比热容，因此100g的铝和酒精吸收相同的热量，铝温度变化较大，故C正确；
D.已知水的质量是煤油质量的一半，而煤油的比热容是水的比热容的一半，初温和末温相同，由Q＝cm（t﹣t0）可知所需吸收的热量相同，故D错误。
故选C。
6、C
【详解】
图甲中，两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
7、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。
8、C
【详解】
A．根据表中数据可知：冰、铜等的比热容比水银的比热容大，故A错误；
B．水变成冰后比热容变化了，水和冰是同物质，由此可知同一物质发生物态变化后，比热容变化了，故B错误；
C．因为水的比热容大，根据吸热公式Q=cmΔt可知，相同条件下与其他物质相比升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却，故C正确；
D．质量相等的铝块和铜块，吸收相同的热量，铜块升温快，即Δt较大，由c=可知，铜块比热容小，故D错误。
故选C。
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、C
【详解】
水和空气在同样吸放热条件下，因为水的比热容大，所以水的温度变化小，空气的温度变化大，则温度变化较小的虚线是水温的图线，温度变化较大的实线是气温的图线，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
二、填空题
1、J/(kg·℃) 2.4×103 2.4×103
【详解】
[1]酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃)。
[2][3]酒精的比热容为2.4×103 J/(kg·℃)是指1kg的酒精每升高或降低1摄氏度，吸收或放出的热量为2.4×103J。所以1kg的酒精温度由20摄氏度升高到21摄氏度，吸收的热量是2.4×103J。1kg的酒精温度由61摄氏度降低到60摄氏度，放出的热量是2.4×103J。
2、扩散 永不停息的做无规则运动 温度
【详解】
[1][2]整个房间里就能闻到驱蚊片的气味，是驱蚊片的气味进入了房间内的空气中，是扩散现象，扩散现象说明分子永不停息的做无规则运动。
[3]如果驱蚊片不加热，温度较低，在房间里就很难闻到驱蚊片的气味，此时扩散现象不明显，所以可见，温度越高，扩散现象就越明显。
3、化学 内 做功 1200 1200
【详解】
[1][2][3]由图可知，进气门、排气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，判断该冲程为做功冲程，该冲程燃料燃烧时把化学能转化为气缸内气体的内能，然后对外做功，最终转化为机械能。
[4][5]飞轮的转速为2400r/min，即一分钟飞轮转2400转。因为飞轮转2转，对外做功一次，完成一个工作循环。所以一分钟内飞轮总共对外做功1200次，完成1200个工作循环。
4、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。
5、2.1×106 70 热传递
【详解】
[1]气体燃料完全燃烧放出的热量
[2]水吸收的热量等于气体燃料完全燃烧放出的热量，水吸收热量后升高的温度
水的温度能升高到
[3]燃气放出的热量被水吸收后，使水的温度升高，内能增加，这是通过热传递的方式让水的内能增加的。
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、（1）2.52×106J；（2）6×106J；（3）42%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×10kg×(80℃-20℃)=2.52×106J
（2）煤完全燃烧放出的热量
Q放=m煤q=0.2kg×3×107J/kg=6×106J
（3）煤炉烧水的热效率
答：（1）水吸收的热量为2.52×106J；
（2）煤完全燃烧放出的热量为6×106J；
（3）煤炉烧水的热效率为42%。
3、（1）4.8×104J；（2）16%；（3）1.5×103J/（kg ℃）
【详解】
解：（1）由图像知，液体在第6min的温度为50℃，在第9min的温度为90℃，则该物质在BC段吸收的热量为
（2）10g酒精完全燃烧放出的燃料为
则热转化效率为
（3）用同一酒精灯加热，且火焰大小不变，物质从O到A用时2min，从B到C用时4min，物质在固态（OA阶段）时吸收的热量等于BC段吸热的一半，所以物质在固态（OA阶段）时吸收的热量为
则比热容为
答：（1）求该物质在BC段共吸收的热量为4.8×104J；
（2）在BC阶段的热转化效率为16%；
（3）该物质在固态（OA阶段）时的比热容为1.5×103J/(kg ℃)。
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、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg ℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率
（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧煤的质量
答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
四、实验探究
1、B 97 小于 吸热 不变 <
【详解】
（1）[1]因用酒精灯的外焰加热，故应先固定铁圈的高度，再放置烧杯，最后固定温度计，使温度计的玻璃泡与待测液体充分接触，故实验前自下而上安装各个仪器，故A不符合题意，B符合题意。
故选B。
（2）[2]实验过程中，某时刻温度计示数如图乙所示，温度计分度值为，此时水的温度为。
[3]1个标准大气压下水的沸点为，气压减小，沸点降低，根据图丙a所示的图像，水的沸点为，由此可知此时大气压强小于1个标准大气压。
（3）[4][5]根据图丙可知，8~12分钟为水的沸腾过程，水继续吸热，但温度不变。
（4）[6]根据图丙b所示的温度变化规律可知，加热4分钟，b升高的温度大，因两种液体的质量相同，根据可知，液体的比热容c液2、放出相同的热量（或液体吸收相同的热量） A B
【详解】
（1）[1]用两个相同的电加热器同时加热，目的是使加热器在相同时间内放出相等的热量，从而使两液体在相同时间内吸收的热量相等，这样就可以用加热时间来反映液体吸收热量的多少。
（2）[2][3]根据图乙可知，当加热时间相同，吸收相同的热量，液体A升温快；根据可知，吸收相同的热量，质量相同，升温快的，比热容小，吸收热量的能力弱，B液体升温慢，比热容大，吸热能力强。
3、二 前 98 低于 不变 大于
【详解】
（1）[1]图乙中所示温度计的玻璃泡接触到了容器底，该实验操作错误，所以二组实验操作错误。
（2）[2]丙图中气泡在上升过程中体积逐渐减小，所以丙图是沸腾前的现象。
（3）[3][4]由表格中数据可知，温度是98℃时，吸收热量，但温度不变，水的沸点是98℃，低于100℃，1标准大气压下水的沸点是100℃，气压低，水的沸点低，说明实验时大气压低于标准气压。
（4）[5]由表中数据可知，水沸腾的特点是吸收热量，但温度不变。
（5）[6]如丁图，三、四组得到a、b两种不同图象，水从开始加热到沸腾所用的时间相同，a图线中水的初温高于b图线中水的初温，它们的末温相同，a图线中水的温度变化量较小，根据Q=cmΔt知水的质量
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