第十二章 内能与热机 单元测试卷 （含答案）2022-2023学年沪粤版九年级上册物理

第十二章　内能与热机
一、填空题(每空2分,共34分)
1.今天天气很热,这里的“热”是指　　　　;物体吸热,温度升高,这里的“热”是指　　　　;摩擦生热,这里的“热”是指　　　　.(均选填“温度”“内能”或“热量”)
2.如图所示是我国古代劳动人民酿酒的过程.用火种引燃木柴的过程是通过　　　　　方式改变物体的内能的.将谷物倒入锅内熬制酒料的过程中,随着温度的升高,酒香越来越浓郁,这是因为温度越高,分子热运动越　　　　.
第2题图 第3题图
3.如图所示是一种枪式空气锤,它利用压缩空气推动锤头高速向前运动撞击物体.压缩空气推动锤头运动时,其内能　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”),此过程的能量转化与汽油机的　　　　冲程相同.
4.如图是某沿海城市和某内陆城市年气温变化曲线,则曲线　　　　(选填“A”或“B”)表示的是内陆城市的年气温变化曲线.
5.小海将质量和初温相同的分别用铁、陶瓷两种材料制成的勺子(c铁”“<”或“=”),内能增加较多的是用　　　　材料制成的勺子.
6.“卡路里”简称“卡”,是热量的另一个单位,常用于营养计量中.1卡等于在1个标准大气压下,1 g水温度升高1 ℃吸收的热量.那么1卡等于　　　　 J.某成年人参加一次长跑,身体消耗的能量约为8.4×106 J,相当于　　　　卡.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
7.如图所示,B是一个被销钉K锁住的活塞,气缸A内密封有少量空气,气缸A内气压小于外界大气压,C是一支温度计.若活塞B与气缸壁之间没有摩擦,当把销钉K拔出后,将观察到活塞B向　　　　(选填“左”或“右”)移动,温度计C的示数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是　　　　　　　　　　　　.
8.“垃圾分类,绿色环保”,分类后的垃圾能“榨”出热值为4.0×107 J/kg的燃料油用作发电厂燃料.完全燃烧7 kg燃料油能释放　　　　J热量;若这些热量的60%被10 t水吸收,则水温升高　　　　℃.[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
二、选择题(每小题3分,共27分.多选题每小题至少有2个选项符合题意,全部选择正确得3分,选择正确但不全得1分,有错选的不得分)
9.古时候人们常钻木取火,下列情景中改变内能的方式与其相同的是(　　)
A.吃饭时,金属勺放在热汤中会烫手
B.冬天,搓手可以使手暖和
C.发烧时,冷毛巾敷额头可以降温
D.夏天,喝冷饮使人感到凉爽
10.南极的两只小企鹅之间发生了有趣的对话,它们的部分对话内容如下,其中说法不正确的是(　　)
A.“这里的温度很低,构成物质的分子的无规则运动较缓慢”
B.“对啊,也就是说,温度反映了构成物质的大量分子做无规则运动的剧烈程度”
C.“这里太冷了,冰山肯定没有内能”
D.“这里再冷,构成冰山的分子仍在做无规则运动,所以冰山有内能”
11.如图所示,甲、乙、丙三图中的装置完全相同,燃料的质量相等,烧杯内液体的质量也相等,下列说法正确的是(　　)
A.比较不同液体的比热容,可以选择甲、丙两图
B.比较不同液体的比热容,可以选择乙、丙两图
C.比较不同燃料的热值,可以选择乙、丙两图
D.比较不同燃料的热值,不可以选择甲、乙两图
12.关于热机,下列说法正确的是 (　　)
A.吸气冲程中,汽油机吸入的是空气
B.汽油机的效率一般比柴油机的高
C.柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
13.为了合理利用能源,人们一直在努力提高热机效率,以下是一些提高热机效率的方法:①提高热机的功率;②尽量减少各种热损;③加润滑油减少机器各部件之间的摩擦;④使用热值高的燃料.其中合理的一组是(　　)
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
14.科学研究中有时会发现某一问题的两个相关量之间存在一定的关系,且可用图线表示.下列相关量之间不符合如图所示关系的是(　　)
A.物体受恒定不变的力作用时,力对物体所做的功与物体在这个力的方向上所通过距离的关系
B.物体的比热容与物体吸收热量的关系
C.某种燃料完全燃烧所放出的热量与燃料质量的关系
D.物体做匀速直线运动时,物体通过的距离与时间的关系
15. 用一重锤从相同的高度落下后分别敲击质量和初温都相同的钢块和铅块,打在钢块上时重锤会跳起,打在铅块上时重锤没有跳起(c铅A.钢块的末温比铅块的高
B.铅块的末温比钢块的高
C.钢块与铅块的末温一样高
D.无法判断谁的末温高
16.(多选) 2021年11月5日,我国在太原卫星发射中心用“长征六号”运载火箭,成功将“可持续发展科学卫星1号”发射升空,如图所示.“长征六号”运载火箭采用的是液氧煤油发动机.下列说法正确的是(　　)
A.煤油燃烧得越充分,其热值就越大
B.燃气对火箭做功,燃气的内能会增大
C.高温、高压的燃气推动火箭升空把内能转化成机械能
D.燃料的热值越大,但热机用来做有用功的能量不一定越多
17.(多选)小博根据图中提供的信息得出了以下四个结论,其中正确的是 (　　)
A.质量相等的不同种物质吸热升高相同的温度时吸收的热量不同,说明不同种物质的吸热能力一般不同
B.汽车发动机用水作冷却液,是因为水的比热容大
C.质量相等的沙子和铁,降低相同的温度,沙子放出的热量大于铁放出的热量
D.铁块和铝块升高相同的温度,一定吸收相等的热量
三、实验探究题(共18分)
18.(12分)烈日炎炎的中午,乐乐和聪聪在海边发现海水的温度比沙滩上的沙子的温度低得多,于是想探究海水和沙子的吸热能力.
乐乐的方案:用相同规格的酒精灯分别给 100 g 沙子和100 g海水加热相同时间,比较沙子和海水升高的温度.
聪聪的方案:用50 g海水和50 g沙子的混合物代替乐乐方案中的100 g 沙子,用相同规格的酒精灯分别给100 g混合物和100 g海水加热,使它们升高相同的温度,比较加热的时间.
在老师的指导下,他们选择了聪聪的实验方案进行实验,如图甲所示.
　　　甲　　　　　 　　乙　　　　　　丙
(1)聪聪的方案更合理,是因为混合后沙子受热更　　　　.
(2)实验中通过　　　　　　(选填“温度计示数的变化”或“加热时间的长短”)来反映物体吸收热量的多少.
(3)实验前他们作出了以下猜想,请完成猜想1和猜想3的内容.
升高相同的温度
猜想1 100 g海水加热时间长 海水的吸热能力比沙子　　　
猜想2 50 g海水和50 g沙子的混合物加热时间长 ……
猜想3 加热时间　　　 海水和沙子的吸热能力相同
(4)某时刻温度计示数如图乙所示,为　　　　℃.根据实验数据绘制了如图丙所示的图像,由图像可知,　　　　的吸热能力较强,物质的这种性质用比热容表示.
19.(6分)小王同学做“比较两种材料的保温性能”实验,他先取①和②两种保温材料、两支相同的温度计、两个相同的大玻璃烧杯、钟表、细线、硬纸片、剪刀等,做两个外形相同的保温装置,其中一个如图甲所示,然后在环境相同的房间里同时开始做实验.两保温装置中装有质量、初温均相等的热水,每隔10 min记录两装置中温度计的示数,根据实验测得的数据绘得如图乙所示的水温与时间的关系图像.实验过程中室温保持不变,请你回答下列问题:
(1)哪种材料的保温性能好 答:　　　　(选填“①”或“②”).
(2)对于同一保温装置内的水,在0~50 min内放出的热量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)50~100 min 内放出的热量.
(3)在整个实验过程中,用①保温材料做的保温装置内的水放出的热量　　　　(选填“大于”“等于”或“小于”)用②保温材料做的保温装置内的水放出的热量.
　　甲　　　　　　　　　　　　乙
四、计算题(共21分.解答时要求写出必要的文字说明、公式和主要计算步骤)
20.(9分)“环境小组”的同学在研究性活动中对小明家新装的燃气热水器(如图甲)耗能进行测试,他们按下表中热水器的容量往水箱中注水,将与计算机相连的红外线热传感器接入热水器水箱后,开始加热.计算机显示热水器中水的温度随时间变化的图像如图乙所示.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),天然气的热值约为4×107 J/m3]
名称:燃气 热水器 能耗等级 热效率 容量/L 适应水 压/MPa
适用:天然气 Ⅱ 75% 10 0.02~0.8
(1)加热4 min,水吸收的热量为多少
(2)加热4 min,消耗了多少体积的天然气
21.(12分)小明想为家里设计一个容量为54 L的简易太阳能晒水箱.
(1)小明从资料中查得,地球上与太阳光垂直的表面接收的太阳辐射能 E=7.56×104 J/(min·m2),这一数据的含义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
(2)若要使晒水箱中整箱水的温度从28 ℃升高到33 ℃,则水需要吸收的热量是多少 [ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
(3)若阳光垂直照射晒水箱吸热面30 min,整箱水可以从28 ℃升高到33 ℃,则小明设计的晒水箱吸热面的面积是多少平方米 (假设这类晒水箱吸收太阳能的效率为50%)
参考答案
1.温度　热量　内能
2.热传递　 剧烈
3.减小　 做功
4.A
5.=　陶瓷　　
6.4.2　2×106
7.左　变大　对空气做功,空气的内能增加,温度升高
8.2.8×108　4
9.B　
10.C
11.A　
12.C　
13.B　
14.B
15.B
16.CD　
17.ABC　
18.(每空2分)(1)均匀　(2)加热时间的长短　(3)强　一样长(或相同)　(4)44　海水　
19.(每空2分)(1)①　(2)大于　(3)等于
20.(1)水的体积V水=10 L=10 dm3=0.01 m3(1分)
水的质量m水=ρ水V水=1×103 kg/m3×0.01 m3=10 kg (1分)
由图像可知,加热4 min,Δt=70 ℃-20 ℃=50 ℃(1分)
水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×50 ℃=2.1×106 J (2分)
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放===2.8×106 J (2分)
由Q放=Vq可得,需要完全燃烧天然气的体积V气===0.07 m3 (2分)
21.(1)地球上与太阳光垂直的表面,每平方米的面积上每分钟能接收到的太阳能为7.56×104 J (2分)
(2)水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×54×10-3 m3=54 kg (2分)
水升高的温度Δt=33 ℃-28 ℃=5 ℃ (1分)
水需要吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg· ℃)×54 kg×5 ℃=1.134×106 J (3分)
(3)设晒水箱吸收到的太阳能为W,则η=×100%,故晒水箱接收到的太阳能W===2.268×106 J (2分)
吸热面的面积S===1 m2 (2分)