沪科版物理九年级第十三章 内能与热机综合测试题（有解析）

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沪科版物理九年级第十三章 内能与热机综合测试题
一、单选题
1．关于比热容，下面说法正确的是（　　）
A．温度高的物体比热容一定大
B．吸热多的物体比热容一定大
C．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大
D．比热容是物质的一种特性，与物质的种类、状态有关
2．汽油机吸气冲程吸入气缸内的物质是（　　）
A．柴油 B．汽油和空气 C．汽油 D．空气
3．关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　）
A．热机做的有用功越多，效率就一定高
B．热机的功率大，效率就一定高
C．热机消耗的燃料越多，效率就越低
D．以上说法都不正确
4．下列关于热现象的解释中，正确的是（　　）
A．冰熔化过程中温度保持0℃不变，内能不变
B．沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容小
C．内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
5．下列有关热的说法中正确的是（　　）
A．任何温度计在读数时都不能离开被测物体
B．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容较大
C．水往低处流，是因为分子在不停地运动
D．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
6．有两只温度和质量都相同的金属球A和金属球B，现将球A放入盛有热水的杯中，热平衡后水的温度降低了3℃；把球A取出，再将球B放这个杯中，热平衡后，水的温度又降低了3℃，不计热损失，则（　　）
A．球A吸收的热量多 B．球B吸收的热量多
C．球A的比热容大 D．球B的比热容大
二、多选题
7．有关热现象，下列说法中不正确的是（　　）
A．物体内能增加，一定吸收了热量
B．在热传递过程中，吸收热量的物体温度一定升高
C．质量相同的燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大
D．温度相同的物体接触时不发生热传递
8．无论是白天还是夜晚，人们漫步在海滨，会感到习习海风迎面吹拂，十分畅快。这样的风非常柔和，通常情况下，它白天从海上吹向陆地，夜晚从陆地吹向海上，如图，气象上把这种风称为“海陆风”。下列有关海陆风形成的原因的判断正确的是（　　）
A．由于海水的比热容大，受到太阳照射后，表面升温慢
B．陆地砂石的比热容小，受到太阳照射后，升温比较慢
C．白天由于陆地气温低、空气上升快而形成海面吹向陆地的海风
D．夜晚海水降温慢，海面气温较高，空气上升快而形成陆地吹向海面的陆风
9．用相同的电加热器分别对质量相等的A和B两种液体（不计热量损失）。如图是A和B的温度随加热时间变化的图象，下列说法正确的是（　　）
A．A的比热容与B的比热容之比为2：1
B．A的比热容与B的比热容之比为2：3
C．都加热t时间，B吸收热量比A吸收热量多
D．A和B升高相同的温度，B吸收热量较少
三、填空题
10．很多机器在工作时温度升高，为保护机器，往往用水来冷却。用水冷却的最主要原因是水的　 　大。
11．火箭使用的燃料主要是液态氢，这是利用了氢燃料　 　大的特性。此次火箭发射过程中，30t氢完全燃烧释放出的热量是4.2×1012J，氢的热值是　 　J/kg；液态氢燃烧过程中，其热值大小　 　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
12．网上曾热销一种“55度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，一中物理小组设计了如图模型。设此模型杯内胆中封存着300g水，室温20℃；现向杯中倒入200g、100℃开水，摇一摇，热平衡后杯内水温迅速降至t1=　 　℃；然后将杯内水倒掉，迅速将200g室温某液态物质倒入该杯，摇一摇，这种液态物质的温度可升至44℃，则这种液态物质的比热容为　 　J/（kg·℃）(c水=4.2×103J/(kg.℃)，忽略整个过程中内胆及空间的热损失)。
四、计算题
13．体积为1×10-3m3的水质量是多少？这些从30℃加热到 80℃要吸收多少的热量？
14．地热能是一种可再生能源，人类很早以前就开始利用地热能，例如温泉沐浴、医疗，地下热水取暖、建造农作物温室、水产养殖及烘干谷物等．试计算 的温泉水从 下降到 放出的热量。温泉水的密度为 ，比热容为 。
五、作图题
15．如图甲所示，将装有热奶（80℃）的奶瓶放入20℃的水中，5min后，水和奶的温度均为40℃，试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中奶的温度随时间变化的大致图象．
六、实验探究题
16．在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，实验装置如图所示。
（1）实验中应量取质量　 　的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中。
（2）用相同规格的电加热器加热甲和乙两种液体，使它们升高相同的温度，通过　 　来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
（3）实验记录的数据如表所示，分析实验数据可知　 　物质的吸热能力强。
加热时间/min 0 1 2 3 4
甲的温度/℃ 30 34 38 42 46
乙的温度/℃ 10 18 26 34 42
七、综合题
17．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线.若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg.求：
（1）煤完全燃烧产生的热量；
（2）经过6min时间加热，水所吸收的热量；
（3）煤炉烧水时的热效率.
18．某家庭用的燃气热水器，将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（k g·℃），煤气的热值为4×107J/m3。试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量是多少？
（2）水吸收的热量是多少？
（3）该热水器烧水的效率是多少？
19．在建设社会主义新农村的今天，沼气作为一种新型能源正被推广使用．将人畜粪便等集中发酵能产生大量的沼气，其主要成分为甲烷，它燃烧后的产物是二氧化碳和水，对环境无污染．小聪运用所学的知识在父亲的帮助下，为家里设计并建成了如下图所示的沼气池，图中储气罩是一个倒扣着的、上下均匀的圆柱形容器，可随气压的变化上下升降，最终保持罩内气压基本稳定．
已知储气罩及压在上面的水泥块的总质量为500kg，储气罩的内底面积为0.5m2．则：
（1）从能源能否再生的角度来说沼气是　 　能源，它在使用过程中发生的能量转化是　 　．
（2）由题中数据可知，罩内沼气的压强最多可达多大？此时，储气罩内外液面的高度差h是多少？（当地大气压强约为105 Pa，池液密度约为1．O×103 kg/m3）
（3）如果这个沼气池每月能提供35kg沼气，则他家每月可节约用煤多少千克？（已知q沼气=5.0×107J/kg，q煤=2.8×107J/kg）
八、科普阅读题
20．阅读短文并回答下列问题：
隔热涂料
“隔热涂料”指近几年发展起来的一种反射热光型、工期短、见效快的功能性涂料。隔热涂料是集反射、辐射与空心微珠隔热于一体的新型降温涂料，采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波长范围为400nm 2500nm的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，又能自动进行热量辐射散热降温，把物体表面的热量辐射到外界去，降低物体的温度，即使在阴天和夜晚涂料也能辐射热量降低温度，在阳光强烈时，隔热涂料可以降低物体表面温度10 15℃左右，阴天和夜晚可以降温在 3℃以上或是降低到和大气温度一致。
（1）夏天游泳池中的水温会在阳光的作用下升高，内能　 　（选填“增大”或“减小”），在泳池周围，合理的利用隔热涂料，可以使水温降低2 5℃，这一温度与短文中的温度有差异是因为水的　 　较大。
（2）太阳光是通过　 　（选填“热传递”或“做功”）的方式来使物体内能增大的。
（3）隔热涂料不让太阳的热量在物体表面进行累积升温，主要原因是涂料可以对太阳红外线进行　 　。
九、简答题
21．用打气筒给自行车打气，筒壁的温度会升高，为什么？
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】比热容是物质的一种特性，和物体吸收热量的多少、温度的高低、质量的大小都没有关系，只与物质的种类、状态有关，D符合题意．
故答案为：D．
【分析】比热容是物质的特性，和物质种类有关，受物体状态的影响.
2．【答案】B
【解析】【解答】解：
四冲程汽油机的吸气冲程吸入气缸的气体是汽油和空气的混合物．
故答案为：B．
【分析】四冲程汽油机的吸气冲程吸入气缸的物质是汽油和空气的混合物 ; 柴油机吸入汽缸的物质是空气．
3．【答案】D
【解析】【解答】A. 热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定多，A不符合题意；B. 功率是物体做功快慢的物理量，与效率是两个完全不同的概念，B不符合题意；C. 热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比；当热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高。做功的多少不确定，热机效率的高低也不一定，C不符合题意；D. 因为ABC都不正确，D符合题意。
故答案为：D.
【分析】热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率.热机的效率是热机性能的一个重要指标.
4．【答案】C
【解析】【解答】A.冰熔化过程中温度保持0℃不变，内能增大，A不符合题意；
B.沿海地区昼夜温差小，是因为水的比热容大，B不符合题意；
C.热传递的条件是温度差，内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体，C符合题意；
D.扫地时尘土飞扬是固体颗粒的运动，不是分子在不停地做无规则运动现象，D不符合题意。
故答案为：C.
【分析】热传递的条件是温度差；水的比热容较大，吸收热量后，温度变化小。
5．【答案】B
【解析】【解答】A.在使用体温计测体温时 , 可以离开人体读数 , 但在使用之前应把水银柱甩下来，此选项错误 ;
B.因为水的比热容大 , 相同质量的水和其它物质比较 , 升高相同的温度 , 水吸收的热量多 , 所以用水作汽车冷却液，此选项正确；
C.水往低处流 , 是受到重力作用 , 属于机械运动，此选项错误 ;
D.晶体在熔化过程中 , 虽温度保持不变但要继续吸收热量 , 内能在增加，此选项错误。
故答案为：B。
【分析】①实验室中的温度计 , 使用时应把温度计的玻璃泡跟被测物体充分接触 , 不要碰到容器的侧壁或底部 , 待温度计的示数稳定后方可读数 , 读数时 , 温度计不能离开被测物体 ; 体温计上有一个缩口 , 当离开人体时 , 水银柱不会收缩回去 , 可以离开人体读数 , 但在使用之前应把水银柱甩下来；
②因为水的比热容大 , 相同质量的水和其它物质比较 , 吸收或放出相同的热量 , 水的温度升高或降低少 ; 升高或降低相同的温度 , 水吸收或放出的热量多；
③一切物体的分子都在永不停息的做无规则运动 , 因为分子的体积很小 , 分子的运动无法用肉眼直接看到 , 但可以通过气味、颜色的变化来体现 ; 但是水往低处流 , 是物体在运动 , 属于机械运动；
④晶体在熔化过程中 , 要不断吸收热量 , 内能增加 , 但温度保持不变。
6．【答案】D
【解析】【解答】AB．先后将A、B两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，由题知Q吸=Q放
所以A、B两球吸收的热量相同，AB不符合题意；
CD．由题可知B球比A球少升高了3℃，即B球的末温低；由上述分析可知，质量相同的A、B两球，吸收相同的热量，B球升高的温度少，所以B球的比热容大，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】先后将A、B两球投入到同一杯水中，水降低的温度相同，水放出的热量相同，所以A、B两球吸收的热量相同；热平衡时温度相同，即B球的末温低，在相同条件下，比热容与温度变化成反比，B球升高的温度少，所以B球的比热容大。
7．【答案】A,B
【解析】【解答】A．物体的内能增加，可能是对它做功，A错误，符合题意；
B．若只发生热传递，物体吸收热量，温度可能不变，如冰熔化，吸收热量，内能增加，温度不变，B错误，符合题意；
C.1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值，质量相同的燃料完全燃烧时，放出热量越多的热值越大，C正确，不符合题意；
D．热传递需要温度差，D正确，不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】改变物体内能时，可以通过做功和热传递；热传递的条件是温度差，热量从高温传向低温物体。
8．【答案】A,D
【解析】【解答】A.海水的比热容大，吸热后升温慢，A符合题意；
B.陆地砂石的比热容小，吸热后升温快，B不符合题意；
C.白天陆气温高，空气上升形成海陆风，C不符合题意；
D.夜晚海水放热降温慢，气温高，形成从陆地吹响海洋的风，D符合题意。
故答案为：AD.
【分析】比热容越大，吸热后升温慢，放热时降温慢。
9．【答案】A,D
【解析】【解答】解：（1）由图象可知，在时间t内，吸收的热量相同，C不符合题意；在时间t，吸收的热量相同，A的温度变化△tA＝20℃，B的温度变化△tB＝40℃，A、B的质量相同，由Q吸＝cm△t得c＝ ，则cA：cB＝△tB：△tA＝2：1，A符合题意、B不符合题意；（2）由图象可知，A、B升高相同的温度，加热B的时间短，则B吸收的热量较少，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】此题考查学生阅读图像的能力，从图像上读出相同量，利用基本公式作比较，即比值比较法与图像相结合，考查能力层级较高。
10．【答案】比热容
【解析】【解答】解：因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以为保护机器，往往用水来冷却。
故答案为：比热容。
【分析】关于水的比热容较大的应用：水可做散热剂、冷却剂，用来解释沿海地区与内陆地区之间的气候差别，城市热岛效应的原因等等.
11．【答案】热值；1.4×108；不变
【解析】【解答】采用液态氢作为火箭的燃料，原因是完全燃烧单位质量的液态氢时，可以释放出更多的热量，即液态氢具有较高的热值。
氢的质量m=30t=300000kg
氢的热值q= = =1.4×108J/kg
热值是燃料的属性，燃烧过程中它的值不变。
【分析】燃料选取看是否具有较高的热值。
利用Q放=qm求氢的热值。
燃料的热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关。
12．【答案】52；2.1×103
【解析】【解答】①热水放出的热量：Q放＝cm(t0 t1),冷水吸收的热量：Q吸＝cm(t1 t0)；假设热水放出的热量全部被凉水吸收，所以Q吸＝Q放，即4.2×103J/(kg ℃)×0.2kg×(100℃ t1)＝4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×(t1 20℃)；解得t1＝52℃。②放入液体后,水温度降低度数△t′＝52℃ 44℃＝8℃，水放出的热量：Q′放＝cm△t＝4.2×103J/(kg ℃)×0.3kg×8℃＝1.008×104J，液体吸收的热量Q′吸＝Q′放＝1.008×104J，液体升高温度：△t″＝44℃ 20℃＝24℃，由Q放＝cm△t得,液体的比热容：c液＝ ＝2.1×103J/(kg ℃).
【分析】根据Q放＝cm(t0 t1)求出热水放出的热量；根据Q吸＝cm(t1 t0)可求出冷水吸收的热量；热水放出的热量全部被凉水吸收，根据Q吸＝Q放，即可解出；根据放入液体后，水温度降低度数△t′，再根据Q′放＝cm△t求出水放出的热量；再根据液体吸收的热量Q′吸＝Q′放，Q放＝cm△t，解得液体的比热容.
13．【答案】 解：由密度公式变形m=ρV=1×103kg/m3×1×10-3m3=1kg
吸收的热量Q=cm(t2-t1)=4.2×103J/(kg·℃) ×1kg×(80℃-30℃)= 2.1×105J
【解析】【分析】本题较基础，只需掌握密度和热量的计算公式即可求出。本题考查的是密度的计算和热量的计算。
14．【答案】解：根据题意， 温泉水的质量为
由热量的计算公式 可得
答：温泉水从 下降到 放出的热量为 。
【解析】【分析】利用密度计算公式m=ρV求得 温泉水的质量，再由热量的计算公式 可得放出的热量。
15．【答案】解：
【解析】【解答】已知水温约为20℃，热奶约为80℃，当把热奶的奶瓶放入室温水中时，热量会从热奶传递给温水中，热奶的温度缓慢下降，温水的温度缓慢上升，最后直至它们的温度相同时，温度不再变化，如下图所示：
【分析】解决此题要知道发生热传递的条件是物体之间有温度差，热量会从高温物体传递给低温物体
16．【答案】（1）相同
（2）加热时间
（3）甲
【解析】【解答】解：（1）探究物质吸热能力实验，实验中应量取质量相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中；（2）用相同的电加热器加热，加热相同的时间，放出的热量就是相等的，甲和乙吸收的热量也就是相等的，所以物质吸热的多少是通过加热时间来反映的；（3）由表中实验数据可知，当甲升高4℃，乙升高8℃时，需要的加热时间相同，甲吸收的热量等于与乙吸收的热量，甲升高温度小于乙升高温度，所以甲物质的吸热能力强。
故答案为：（1）相同；（2）加热时间；（3）甲。
【分析】（1）比较不同物质的比热容应选择两种不同的物质，但要保证质量相同；
（2）用同一酒精灯加热相同时间，可以保证两种液体吸收的热量相同；
（3）比热容是描述物体吸放热能力的一个物理量，相同质量的物体上升或下降相同的温度，比热容大的物体吸收或放出的热量多。
17．【答案】（1）解：煤完全燃烧产生的热量 ；
（2）解： ；
（3）解：煤炉烧水时的热效率
【解析】【分析】根据燃料的热值公式计算热量、根据物体的比热容公式计算热量.
本题主要考查燃料燃烧放热，液体吸热和吸热效率的计算.
18．【答案】（1）解： Q放=qv=4× J/m ×0.21m =8.4× J；
答：煤气完全燃烧放出的热量是8.4× 10 6 J；
（2）解：Q吸=cm△t=4.2×10 J/(kg℃)×20kg×(60℃-10℃)
=4.2× J；
答：水吸收的热量是4.2× 10 6 J；
（3）解：η= ×100%= =50%。
答：该热水器烧水的效率是50%。
【解析】【分析】（1）根据 Q放=qv求解；（2）根据Q吸=cm△t求解；（3）根据η= Q求解。
19．【答案】（1）解：从能源能否再生的角度来说沼气是一种可再生能源，在使用过程中，即在燃烧过程中，是将其内部的化学能转化为了内能．
（2）解：此时罩对地面的压力是F=G=mg=500kg×10N/kg=5000N，故此时罩对地面的压强是：故此时罩内所能承受的最大压强是P罩=10000Pa+105 Pa=110000Pa；外界大气压强加上液柱的压强就应等于罩内气体的压强故P空气+P液=P罩，故P液=110000Pa﹣100000Pa=10000Pa据公式P=ρgh可得，
答：罩内沼气的压强最多可达11000Pa；储气罩内外液面的高度差h是1m；
（3）解：35kg的沼气所能释放的热量是：Q=mq=35kg×5.0×107J/kg=1.75×109J
这些热量所需要的煤的质量是Q=mq，
答：如果这个沼气池每月能提供35kg沼气，则他家每月可节约用煤62.5kg．
【解析】【分析】（1）由可再生能源与不可再生能源的分类要求来看，可以从自然界源源不断地得到的能源称之为可再生能源；一旦消耗就很难再生的能源称之为不可再生能源．
（2）该题中罩内的最大压强等于外界大气压与罩对下面的压强之和，故此时罩对地面的压力是由其重力产生的，故据公式P=即可解决该题；对于该题中罩内外的液体来说，外界大气压强加上液柱的压强就应等于罩内气体的压强，所以据此分析计算即可得出罩内外液面的高度差．
（3）根据公式Q=mq求出沼气完全燃烧释放的能量，后再据该公式可计算出所需煤的质量．
20．【答案】（1）增大；比热容
（2）热传递
（3）反射
【解析】【解答】（1）在其他因素不变时，物体的温度越高，内能越大。
在泳池周围，合理的利用隔热涂料，因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，放出热量相同时，水的温度变化的小，使水温降低的温度与短文中的温度有差异。
（2）太阳光照射在物体上，把内能传给照射的物体，这是通过热传递的方式使物体内能增大的。
（3）由题文可知， 采用添加中空玻璃或陶瓷微珠的隔热涂料能对太阳光中波长范围为400nm 2500nm的红外线进行高反射，不让太阳的热量在物体表面进行累积升温。
【分析】（1）在其他因素不变时，物体的温度越高，内能越大；水的比热容大；
（2）通过热传递的方式可以使物体内能增大的；
（3）隔热涂料能对红外线进行高反射。
21．【答案】筒壁温度升高有两方面的原因：一是由于气筒内的活塞与筒壁间的摩擦生热，引起壁温升高；二是由于气筒内的活塞不断压缩气体对气体做功，气体内能增大，温度升高．
【解析】【分析】用打气筒给自行车打气时，气筒内的活塞与筒壁间的不断摩擦，这个过程要克服摩擦力做功，使物体内能增大、温度升高，所以会引起壁温升高；另外，气筒内的活塞不断压缩气体对气体做功，使气体内能也不断增大，导致温度升高.基于以上原因，当用打气筒给自行车打气，筒壁的温度就会升高.
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