第十二章内能与热机综合能力检测题（有答案）2023-2024学年度粤沪版物理九年级上册

第十二章综合能力检测题（后附答案）
(时间：45分钟　满分：100分)
一、填空题(每空1分，共21分)
1．在烹饪肉片时，直接爆炒，会将肉片炒焦，失去鲜味，在肉片外附着上淀粉糊，炒出的肉片既鲜嫩又美味，在炒肉的过程中，肉片内能增加主要是通过__ __方式实现的，附近能闻到肉香是__ __现象。
2．汽车的发动机用循环流动的水来冷却，这是利用了水的__ __较大的性质。火箭用液氢作燃料，是因为液氢的__ __较大。
3．夏天，突然打开汽水瓶盖时，随着“嘭”一声响，往往可以看到瓶口处出现白雾，这是因为当突然打开瓶盖时，瓶内气体迅速膨胀，对外__ __，温度__ __(选填“升高”或“降低”)，内能__ __(选填“增加”或“减少”)，瓶口附近的水蒸气形成大量的小水珠。
4．小亮同学用相同的加热器给质量相等的甲、乙两种固体物质加热时，根据测量结果描绘了如图所示的图像，由图可知，甲、乙两物质的比热容的关系是c甲__ __c乙(选填“＞”“＜”或“＝”)。
　　　　第4题图
5．如图所示，甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个冲程的示意图。利用内能来做功的冲程是__ __图；与压缩冲程原理相同的是__ __图所示的演示实验。一台单缸四冲程柴油机转速为1200 r/min，则该柴油机1 s内完成__ __个冲程，对外做功__ __次。
6．我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的__ __很大；以10倍的关系粗略计算，3 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是__ __J。(q煤气＝4.2×107 J/kg)
7．利用如图所示完全相同的两套实验装置进行“比较不同燃料热值”的实验。先分别在燃烧皿中放入质量相同的甲、乙燃料，点燃后分别对质量和初温都相同的水加热。待完全燃烧后，测得甲中水温高于乙中水温。则这两种燃料的热值关系为q甲__ __(选填“大于”“小于”或“等于”)q乙。
　　　　
8.把凉牛奶放在热水中加热较长一段时间，水和牛奶的温度随时间变化的图像如图所示。由图可知，__ __是水的温度变化图线，_ __是牛奶的温度变化图线，在这个过程
中，_ __(选填“热量”或“温度”)从热水传递给牛奶。
9．A、B两物体质量相等，温度均为10 ℃，甲、乙两杯水质量相等，温度均为50 ℃，现将A放入甲杯，B放入乙杯，热平衡后，甲杯水温降低了4 ℃，乙杯水温降低了8 ℃，不考虑热量的损耗，则A、B两物体的比热容之比为__ __。
10．目前有一些城市公交车已使用天然气代替燃油。某公交车在一段时间内消耗了420 g天然气，这些天然气完全燃烧能放出__ __J的热量，若燃气灶的烧水效率为80%，这些热量可使40 kg水，从25 ℃升高到__ __℃。[天然气的热值是4.0×107 J/kg，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，当地的大气压为1个标准大气压]
二、选择题(每小题3分，共21分)
11．关于燃料的热值，下列说法中正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．容易燃烧的燃料，热值一定大
12． 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是( )
A．0 ℃的冰块内能为0
B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加
D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
13． 中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是( )
A.“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些
C．“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成
D．“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
14．下列关于热机效率的说法中不正确的是( )
A．热机的效率不可能达到100%
B．减小各种热损失和增加机件的润滑，可以提高热机效率
C．减小和利用废气带走的能量来提高热机效率
D．热机工作时能量全都用来做有用功
15．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是( )
A．热机效率越高，所做的有用功就越多 B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．一个工作循环对外做功一次 D．压缩冲程中将内能转化为机械能
16． 如图所示，在试管里盛适量的水，用带玻璃管的橡胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是( )
A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高
B．实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大
C．玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气
D．“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程
17． 如图所示，加热－40 ℃的冰，下列说法正确的是( )
A.BC段表示当前物体的状态仍是固态
B．冰的熔化过程温度不变，说明熔化不需要吸热
C．水的沸腾过程温度不变，说明它的内能不变
D．由图可判断，加热时间相同时冰升温比水快，说明冰的比热容比水的小
三、实验探究题(共25分)
18．(7分)在探究“物质吸热规律”的实验中：
液体
名称 质量/g 初温/℃ 末温/℃ 加热时
间/min 吸收的
热量
水 200
20 27 1 Q
27 35 1 Q
35 42 1 Q
煤油 200
20 35 1 Q
35 51 1 Q
51 66 1 Q
　
(1)取__ __(选填“相同”或“不同”)质量的水和煤油放入两个相同的容器里，用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时，上下缓慢地提拉搅拌器，这是为了使水和煤油受热__ __。
(2)实验中加热时间相同，水和煤油吸收的热量可以认为是相同的，假设加热1 min吸收的热量为Q，经过实验得到了如表所示的数据，从表中的数据可知：
①相同质量的水(或煤油)，吸收相同的热量后升高的温度几乎是__ __的。
②相同质量的水和煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度是__ __的。
(3)由(2)中①、②两个结论发现，不同物质吸热的本领大小__ __，为了描述物质吸热本领大小，引入了一个物理量，它就是__ __。
(4)春城昆明之所以冬无严寒，夏无酷暑，一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用，因为水的__ __较大，当水吸收或放出相同的热量时，温度变化较小。
19．(10分) 小明学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和菜籽油热值的大小关系。他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，加热两个烧杯中质量和初温相等的水。实验数据如表：
燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃
煤油 25 44
菜籽油 25 34
(1)为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和菜籽油的__ __相同。
(2)根据实验数据分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__ __。
(3)小明用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，利用公式计算出水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他计算出的热值__不准确__(选填“准确”或“不准确”)，理由是 _。
20．(8分)为了比较水和空气对牛奶的冷却效果，某小组的同学进行了如下的探究实验：将一盒牛奶分装入两个相同的瓶中，甲瓶放在水中，乙瓶放在空气中，其他条件均相同，如图所示。实验时，他们每隔一定时间记录一次插在甲、乙两瓶牛奶中的温度计示数，如表所示。
　　　
时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
甲/℃ 70 60 53 47 42 39 37 33 33 33
乙/℃ 70 65 61 58 55 52 50 48 47 46
(1)甲、乙两瓶中的牛奶的质量应该__ __(选填“相等”或“不相等”)。
(2)本次实验中，小王发现__ __(选填“水”或“空气”)对牛奶的冷却效果更好。
(3)通过分析，小王又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越__ __。
(4)参考同学们记录的数据，如果你要喝一杯奶茶，可以有两种方法供你选择，你认为方法__ __(填序号)的冷却效果更好。
A．先将烧开的热茶倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加入，然后冷却6 min
B．先将烧开的热茶倒入杯中，冷却6 min，然后加一匙冷牛奶
四、计算与推导题(共33分)
21．(9分)在热传递的过程中，高温物体和低温物体互相接触，如不计热损失，那么高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q吸＝Q放。若有质量相同的两杯水，初温分别是t1、t2，且t1＜t2，把它们混合后的水的温度是t，不计热损失，试推证：混合后的水的温度t＝。
22．(12分)如图所示是某太阳能热水器，水容量为100 L，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2.8×106 J。若该热水器接收太阳能的有效面积为1.5 m2，每天日照时间按8 h计算，则这些太阳能能使装满水的热水器中的水温从20 ℃升高到60 ℃[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]。求：
(1)热水器中水的质量。
(2)一天内热水器中的水吸收的热量。
(3)热水器在冬季的效率。
23．(12分) 2022年北京冬奥会示范运营1000多辆氢燃料电池车，该车排放物是水，不产生任何污染物，是当前世界新能源汽车重要的发展方向。假设某国产氢燃料电池车总质量为5×103 kg，在某次测试中该车匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍，在0.5 h内行驶了28 km的路程，消耗的氢能源为0.4 kg(不考虑氢能源燃料消耗对车质量的影响)。求该测试过程中氢燃料电池车：(已知q氢＝1.4×108 J/kg，g取10 N/kg)
(1)行驶的平均速度为多少km/h
(2)牵引力做的功。
(3)氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率。
答案：
第十二章综合能力检测题
(时间：45分钟　满分：100分)
1．__热传递__，__扩散__ 。
2．__比热容__，__热值__ 。
3．__做功__，温度__降低__，内能__减少__
4．c甲__＞__c乙(选填“＞”“＜”或“＝”)。
5．是__丙__图；是__乙__图，__40__个冲程，对外做功__10__次。
6．的__热值__很大；是__1.26×109__J。(q煤气＝4.2×107 J/kg)
7．q甲__大于__(选填“大于”“小于”或“等于”)q乙。
8．，__甲__ ，__乙__ ，__热量__ 。
9． __4∶9__。
10． __1.68×107__J，__100__℃。
11． ( B )
12． ( D )
13． ( C )
14． ( D )
15．( C )
16．( B )
17．( D )
18．
(1)取__相同__(选填“相同”或“不同”)质量的水和煤油放入两个相同的容器里，用同样的两个酒精灯对它们加热(如图所示)。加热时，上下缓慢地提拉搅拌器，这是为了使水和煤油受热__均匀__。
(2)实验中加热时间相同，水和煤油吸收的热量可以认为是相同的，假设加热1 min吸收的热量为Q，经过实验得到了如表所示的数据，从表中的数据可知：
①相同质量的水(或煤油)，吸收相同的热量后升高的温度几乎是__相同__的。
②相同质量的水和煤油，它们吸收相同的热量后升高的温度是__不同__的。
(3)由(2)中①、②两个结论发现，不同物质吸热的本领大小__不同__，为了描述物质吸热本领大小，引入了一个物理量，它就是__比热容__。
(4)春城昆明之所以冬无严寒，夏无酷暑，一个原因是高原明珠“滇池”对气温起到了调节作用，因为水的__比热容__较大，当水吸收或放出相同的热量时，温度变化较小。
19．(1)为了保证实验结论可靠，小明在实验中还应控制：煤油和菜籽油的__质量__相同。
(2)根据实验数据分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__煤油__。
(3)小明用天平测出了烧杯中水的质量及两灯中燃料的质量，利用公式计算出水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他计算出的热值__不准确__(选填“准确”或“不准确”)，理由是__燃料并没有完全燃烧，且燃烧产生的热量没有全部被水吸收，存在热损失__。
20．
(1)甲、乙两瓶中的牛奶的质量应该__相等__(选填“相等”或“不相等”)。
(2)本次实验中，小王发现__水__(选填“水”或“空气”)对牛奶的冷却效果更好。
(3)通过分析，小王又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越__慢__。
(4)参考同学们记录的数据，如果你要喝一杯奶茶，可以有两种方法供你选择，你认为方法__B__(填序号)的冷却效果更好。
A．先将烧开的热茶倒入杯中，立即将一匙冷牛奶加入，然后冷却6 min
B．先将烧开的热茶倒入杯中，冷却6 min，然后加一匙冷牛奶
21．
证明：混合时，t1＜t2，初温是t1的水吸热，初温为t2的水放热，混合后水的温度为t，则Q吸＝cmΔt＝cm(t－t1)，Q放＝cmΔt＝cm(t2－t)，由Q吸＝Q放得：cm(t－t1)＝cm(t2－t)，即：t－t1＝t2－t，所以混合后的水的温度t＝
22．
解：(1)热水器中水的体积：V＝100 L＝0.1 m3，水的质量：m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.1 m3＝100 kg
(2)一天内热水器中水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(60 ℃－20 ℃)＝1.68×107 J
(3)一天内热水器接收的太阳能：W太＝2.8×106 J/(m2·h)×1.5 m2×8 h＝3.36×107 J，热水器在冬季的效率：η＝×100%＝×100%＝50%
23．
解：(1)测试过程中氢燃料电池车的平均速度：v＝＝＝56 km/h
(2)氢燃料电池车的总重力：G＝mg＝5×103 kg×10 N/kg＝5×104 N，氢燃料电池车匀速行驶时受到的阻力：f＝0.02G＝0.02×5×104 N＝1×103 N，因为氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力和受到的阻力是一对平衡力，所以氢燃料电池车匀速行驶时的牵引力F＝f＝1×103 N，牵引力做的功：W＝Fs＝1×103 N×28×103 m＝2.8×107 J
(3)氢燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝m氢q氢＝0.4 kg×1.4×108 J/kg＝5.6×107 J，则氢能源燃烧释放的能量转化为机械能的效率：η＝×100%＝×100%＝50%