第十三章内能与热机单元测试（含解析）2023-2024学年沪科版九年级全一册物理

第十三章内能与热机单元测试
一、单选题
1．有两块金属块，它们的质量之比为1：3，吸收相同的热量后，它们升高的温度之比为3：2，那么它们的比热容之比为（　　）
A．1：2 B．2：1 C．2：9 D．9：2
2．如图,礼花筒是利用筒内高压空气膨胀将彩带喷向空中,产生喜庆效果．高压空气膨胀过程
A．对外做功内能增加 B．向外界传递热量内能减少
C．相当于内燃机的做功冲程 D．相当于内燃机的压缩冲程
3．下列关于热值的说法中正确的是（ ）
A．燃料燃烧时，用的燃料越多，获得的热值越大
B．燃料燃烧时，放出的热量越多，这种燃料的热值越大
C．相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量较多的燃料，热值较大
D．不同的燃料完全燃烧，放出相同热量时，所用质量较少的燃料，热值较小
4．下列关于温度、内能和热量的说法中正确的是（　　）
A．物体吸收热量，温度一定升高
B．物体温度升高，一定吸收了热量
C．热量总是从内能大的物体转移到内能小的物体
D．物体温度升高，内能一定增加
5．下列事实中，能说明物体吸收热量的多少跟物体种类有关的是（　　）
A．体积相等的两杯水吸收相同的热量，它们升高的温度相等
B．质量相等的两块铜温度分别升高5℃和10℃，它们吸收的热量不相等
C．质量相等的水和煤油都吸收相同的热量，它们升高的温度不相等
D．质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相等
6．小明在端午节帮妈妈煮粽子过程中，她总结了一些与物理有关的知识，其中正确的是（　　）
A．这个过程中粽子的温度升高，内能减小
B．煮粽子的过程是利用做功的方法提高了粽子的内能
C．能闻到粽子的香味是扩散现象
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在斥力
7．关于水的比热容，下列说法正确的是（ ）
A．1kg水在1℃时的热量是4200J
B．1kg水每升高1℃放出的热量是4200J
C．1kg水每升高1℃吸收的热量是4200J
D．1kg水每降低1℃吸收的热量是4200J
8．根据表格中的数据，下列说法中正确的是（　　）
物质 比热容[J/（kg·°C）] 物质 比热容[J/（kg·°C）]
水 4.2×103 冰 2.1×103
酒精 2.4×103 砂石 0.92×103
煤油 2.1×103 干泥土 0.84×103
铜 0.39×103 铝 0.88×103
A．不同物质的比热容一定不同
B．同种物质在不同状态下比热容一定相等
C．初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后，酒精的末温一定比砂石的末温高
D．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块比铜块吸收的热量多
9．在快递运输水果、海鲜等易变质产品时，在没有冷源的情况下，为起保鲜作用，经常用水制成冷藏保鲜冰袋使用。冰袋对产品起保鲜作用的过程中，下列分析正确的是（　　）
A．冰袋温度很低，没有内能
B．温度从产品转移到冰袋
C．冰袋中的物质熔化时，温度不变，内能增大
D．此过程中发生热传递的原因是产品的内能比冰袋大
10．关于热现象，下列说法正确的是（　　）
A．八月苹岛，丹桂飘香，说明了分子之间存在引力
B．“钻木取火”是通过热传递改变物体的内能
C．暑假同学们在家学做菜，厨房里菜香四溢，说明了分子在不停地做无规则运动
D．冬天用热水袋暖手，是通过做功改变物体的内能
二、多选题
11．小华学过内能后，对温度、内能和热量这三个量的关系理解正确的是（　　）
A．物体温度升高，它的分子运动加快 B．物体温度升高，它的内能一定增加
C．物体吸收了热量，它的温度一定升高 D．物体温度越高，具有的热量越多
12．关于物体内能的下列说法，正确的是（ ）
A．晒太阳使身体变暖，是通过热传递改变内能的
B．热量总是由内能大的物体传递给内能小的物体
C．一块0℃的冰融化成0℃的水，内能增加
D．物体吸收热量，内能变大，温度一定升高
三、填空题
13．如图所示是汽油机的 冲程。若汽油机工作时飞轮的转速为1800r/min，则在1min内汽油机完成 个冲程，对外做功 次。
14．电动车安装了如图所示的特制伞，给出行带来方便的同时也带来了安全隐患。当电动车以较快速度行驶时会有“向上飘”的感觉，是因为快速度行驶时流速大的位置 ；电动车长时间工作电机会发热，是通过 的方式改变内能的。电动车的后视镜具有 （填“发散”或“会聚”）光线的作用。电动车工作的电机 （填“是”或“不是”）热机。
15．如图所示，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程的能量是由 能转化为 能，筒内气体温度 ，这一特点与汽油机 冲程相同。
16．冬天搓手取暖是通过 的方式来改变物体内能的；用酒精灯对烧杯中的水进行加热，这是通过 的方式来改变物体内能的。
17．四冲程汽油机工作过程中，将内能转化为机械能的是 冲程；汽油机工作一段时间后，油箱中剩余汽油的热值将 。
18．福建东山岛出产的鱼干是有名的地方特产。如图所示，是将鲜鱼晾晒成鱼干的场景。晾晒过程是通过 的方式使鱼的内能 ，温度升高，从而加快水分的蒸发。
四、作图题
19．小莉和小楠两位同学用相同的加热装置对质量和初温均相同的水和煤油进行加热（水和煤油均未沸腾）。如图所示是小莉绘制的水的温度和吸收的热量随时间变化的大致图象。已知煤油的比热容小于水的比热容，请以小莉的图象为参考在图中用实线绘制出小楠加热煤油时的温度和吸收的热量随时间变化的大致图象。
五、实验题
20．在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将a、b两种不同的液体分别放入如图甲两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热。记录相关数据，并绘制出如图乙所示的图像。
（1）在进行加热前，要求a液体和b液体必须初温和 完全相同；
（2）a液体在第35min的内能 第30min的内能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（3）分析乙图数据，要在a和b两种液体中选择一种液体做冷却液，你认为选择 （选填“a”或“b”）液体较为合理；
（4）对初温均为20℃的c、d两种液体加热（mc>md），如图丙为c、d两种液体的温度随加热时间变化的关系图像，c液体的比热容 d液体的比热容（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
21．小明同学学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来探究“煤油和菜籽油的热值大小”关系．他实验时组装了如图所示的两套规格完全相同的装置，并每隔1分钟记录了杯中水的温度（见下表）
加热的时间/min 0 1 2 3 4 5 6
甲杯水温/℃ 25 27 29 32 34 36 38
乙杯水温/℃ 25 26 27 28 29 30 31
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定 的位置，再调整固定 的位置．（选填“A”或“B”）
（2）为保证实验结论的可靠性，实验时应控制两套装置中相同的量有加热时间和水的 、 ．应用这种研究物理问题的方法你还研究过的物理问题有 （仅举一例）
（3）通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较小的是 ．
（4）你认为在该实验的过程中甲、乙两杯水在相同的时间内吸收的热量是否相等 ？为什么 ？
六、综合题
22．如图所示，汽车是大家熟悉的交通工具，汽车应用了许多物理知识．请你运用所学的物理知识解答下列问题：
（1）发动机是汽车的“心脏”．发动机工作时 冲程将内能转化为机械能，另外三个冲程靠飞轮的惯性完成．
（2）载重汽车都安装了较多的车轮，其目的是 ，且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是 ．
（3）有一辆重1.2×104N的6轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm2，该汽车对水平地面的压强是 Pa．
（4）“五、一”假的一天，刘小华乘坐爸爸的汽车到机场游玩，在机场高速公路的入口处，看到如图所示的标志牌．在不违反交通规则的前提下，他们从入口处至少行驶 小时才能到达机场．
（5）汽车在一段平直的路段上行驶了1km，若汽车速度计的指针一直指在如图所示的位置，爸爸告诉小华：汽车在这段时间的功率是50kW．请计算在这段时间内汽车的牵引力大小是 N．
23．如图所示，2013年2月15日，一颗数十吨的陨石被地球俘获，在加速下落的过程中，陨石与大气剧烈摩擦，迅速升温，猛烈燃烧，犹如一颗火球扑向俄罗斯．
（1）假设大气层的高度为h，陨石的质量为m，若下落过程中陨石的重力所做的功完全转化为陨石的内能，请推导陨石升高的温度与高度关系的表达式．（陨石的比热容用字母c表示）
（2）假设一个冰雹从100m的高空落下，它的重力所做的功完全转化为内能，冰雹上升的温度为多少？[冰的比热容为2.1×103J/（kg ℃），计算结果保留两位小数]．
参考答案：
1．B
【详解】设两块金属块的质量分别为m和3m，吸收的热量为Q，升高的温度分别为3t和2t，则它们的比热容之比为
故选B。
2．C
【详解】A.礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能是减小的，故A错误；
B.礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，而不是向外界传递热量，故B错误；
CD.礼花筒内的高压空气膨胀对外做功，其自身的内能是减小的，相当于内燃机的做功冲程．故C正确，D不正确．
故选C．
3．C
【详解】AB．燃料的热值与燃料的种类有关，与放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故AB不符合题意；
C．由q=可知，相同质量的不同燃料完全燃烧时，放出热量越大的燃料，燃料热值越大，C符合题意；
D．由q=可知，不同的燃料完全燃烧，放出相同的热量，所用燃料的质量越少，热值越大，故D不符合题意．
4．D
【详解】A．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体在熔化过程中，虽然从外界吸收了热量，但温度保持不变，故A错误；
B．物体温度升高，可能吸收了热量，也可能是外界对它做了功，故B错误；
C．热量总是从温度高的物体传向温度低的物体，或从物体的高温部分传到低温部分，故C错误；
D．同一物体，温度升高，分子运动的更剧烈，内能一定增加，故D正确。
故选D。
5．D
【分析】考查不同物质的吸热能力
【详解】AB．物质种类相同，不能说明吸收热量的多少与物体种类有关，故AB不符合题意；
C．水和煤油都吸收相同的热量，不能说明吸收热量的多少与物体种类有关，故C不符合题意；
D．质量相等的水和铜温度都升高10℃，它们吸收的热量不相等，说明物体吸收热量的多少跟物体种类有关，故D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】AB．煮粽子的过程是利用热传递的方法改变了粽子的内能，这个过程中粽子的内能增大，温度升高，故AB错误；
C．能闻到粽子的香味是由于分子的无规则运动产生的扩散现象，故C正确；
D．剥粽子时总有一些糯米粘到粽叶上，是因为分子间存在引力，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】水的比热容是4.2×103J/(kg ℃)，表示的意义是：质量是1kg的水，温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量是4200J，故C正确，ABD错误。
故选C 。
8．D
【详解】A．煤油和冰的比热容相同，说明不同物质的比热容可能相同，故A错误；
B．同种物质在不同状态下冰、水的比热容不相等，故B错误；
C．初温相等的酒精和砂石，吸收相等的热量后，砂石的比热容小，升温快，故砂石的温度高于酒精的末温，故C错误；
D．质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块比铜块的比热容大，吸收的热量多，故D正确。
故选D。
9．C
【详解】A．一切物体在任何温度状态下都具有内能，温度很低的冰块也具有内能，故A错误；
B．此过程中是热量从产品传向冰袋，传递的不是温度，故B错误；
C．冰是晶体，冰袋中的冰熔化时，温度不变，但吸收热量，因此内能增加，故C正确；
D．热传递的条件是存在温度差，因为产品温度高于冰块的温度，所以热量从产品传向冰块，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】A．八月苹岛，丹桂飘香，属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故A错误；
B．“钻木取火”是将机械能转化为内能，因此这是通过做功的方式改变物体的内能，故B错误；
C．厨房里菜香四溢，属于扩散现象，说明分子不停地做无规则运动，故C正确；
D．冬天用热水袋暖手，热水袋温度高，手吸收热量，这是通过热传递的方式改变物体的内能，故D错误。
故选C。
11．AB
【详解】A．分子运动的快慢和温度有关，温度越高，分子运动越剧烈，故A正确；
B．物体温度升高，分子的无规则运动加快（分子动能增大），它的内能一定增加，故B正确；
C．物体吸收了热量，它的温度不一定会升高，如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故C错误；
D．热量是一个过程量，不能说具有热量，只可以说吸收热量或放出热量，故D错误。
故选AB。
12．AC
【详解】A．晒太阳使身体变暖，身体的内能增加，是通过热传递改变内能的，故A正确；
B．热量总是由温度高的物体传递给温度低的物体，故B错误；
C．一块0℃的冰融化成0℃的水，虽然温度没变，但状态变了，故内能增加，故C正确；
D．物体吸收热量，内能变大，但温度不一定升高．例如晶体熔化过程，虽然吸热，但温度不变，故D错误．
13． 做功 3600 900
【详解】[1]图中两气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。
[2][3]因为一个工作循环包括四个冲程，活塞往复运动2次，对外做功一次，即飞轮1min转1800r，完成3600个冲程，做功900次。
14． 压强小 做功 发散 不是
【详解】[1]因为流速越大的地方压强越小，所以伞上方的空气压强小于下方的空气压强，大气压产生了一个向上的压力差即升力，电动车的速度越大，升力越大，以较快速度行驶时有“向上飘”的感觉。
[2]电动车长时间工作电机会发热，是因为电流做功，一部分电能转化为内能。
[3]电动车的后视镜是凸面镜，能使光线发散，起到扩大视野的作用。
[4]电机是利用电能做功的工具，而热机是利用内能做功的工具，所以电机不是热机。
15． 机械 内 升高 压缩
【详解】[1][2][3]用力将活塞迅速下压，玻璃筒内硝化棉燃烧起来，该过程压缩气体做功，气体的内能增大，温度升高，能量是由机械能转化为内能，筒内气体温度升高。
[4]汽油机的压缩冲程也是由机械能转化为内能，所以这一特点与汽油机的压缩冲程相同。
16． 做功 热传递
【分析】[1][2]改变物体内能有两种方式：做功和热传递。做功主要有摩擦生热和压缩气体做功，做功实质是能量的转化；热传递实质是内能从一个物体转移到另一个物体，或者是从一个物体的高温部分传到低温部分，其实质是能的转移。
【详解】冬天人们搓手取暖，是摩擦生热，属于做功改变物体内能；用酒精灯给试管中的水加热，属于热传递改变物体内能。
17． 做功 不变
【详解】[1]四冲程汽油机工作过程中，做功冲程是通过燃料燃烧释放出热量，高温高压燃气推动活塞运动，将内能转化为机械能。
[2]由于燃料的热值是燃料的性质，与质量无关，所以油箱中剩余汽油的热值将不变。
18． 热传递 增加
【详解】[1][2]在太阳下晒鲜鱼，鲜鱼吸收太阳的热量内能增加，通过热传递的方式改变鲜鱼的内能。
19．
【详解】因为是使用相同的加热装置，所以在相同时间内，小莉加热的水和小楠加热得水吸收的热量相同，吸收热量随时间变化的图像重合；小楠加热的煤油，由于煤油的比热容小于水的比热容，在热源相同，加热时间相同，初温相同的情况下，由Q吸＝cmΔt可知，小楠加热的煤油升温要比小莉加热的水升温快，如图所示：
20． 质量 大于 b 小于
【详解】（1）[1]为了控制无关变量，实验时，需要选用初温和质量相等的a、b两种液体。
（2）[2]物体在加热的过程中一直吸收热量，内能变大，所以a液体第30s的内能要小于第35s的内能。
（3）[3]a和b的质量和初温相同，根据图像可知，加热相同的时间，吸收相同的热量，a的温度升高的多，则a的吸热能力弱，b的吸热能力强，b的比热容大；由Q=cmΔt可知，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的就小，就更适合做冷却液，b的吸热能力强，比热容大，故b做冷却液更好。
（4）[4]由图中可知，在液体温度不变前的时间段，c、d变化图像是重合的，即c、d吸收相同的热量，升高相同的温度，由于c的质量大于d的质量，由Q=cmΔt可知，当吸收的热量和升高的温度相同时，质量大的比热容小，所以c的比热容小于d的比热容。
21． B A 质量 初温 见解析 菜籽油 不相等 见解析
【详解】(1)[1][2]实验前，首先调整好实验装备，根据酒精灯外焰的高度调整铁架台的高度，根据烧杯和烧杯中水的高度调整温度计的高度，因此是先固定B，再固定A．
(2)[3][4]实验时应控制两套装置中相同的量为：水的加热时间，水的质量，水的初温；
[5]实验中采用的是控制变量法，利用该方法的实验有：探究影响摩擦力大小的因素、探究音调和频率的关系等；
(3)[6]分析表格数据可知，甲杯水的温度升高的较快，即煤油燃烧产生的热量多，所以煤油的热值大，菜籽油的热值小．
(4)[7][8]因为煤油和菜籽油的热值大小不同，在相同的时间内放出的热量不同，所以甲、乙两杯水在相同的时间内吸收的热量是不相等的．
22． 做功 增大面积，减小压强 增大粗糙程度，增大摩擦力 105 0.3 2000N
【详解】（1）在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其它冲程是靠飞轮的惯性完成；
（2）在汽车的压力一定时，轮子越多，受力面积越大，所以汽车对地面的压强越小；轮胎上有凸凹不平的花纹是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大轮子与地面之间的摩擦，从而增大摩擦力；
（3）6轮汽车，每个车轮与路面的接触面积为200cm2，故总面积s＝6×0.02m2=0.12m2，由压强公式p＝可知，p＝＝105Pa；
（4）由标志牌信息可知，距离机场还有30km，行驶速度不能超过100km/h；由速度的变形公式t＝＝＝0.3h；
（5）由速度表盘可知，此时速度v＝90km/h＝m/s＝25m/s，已知功率P＝50kW＝50×103W；故牵引力F＝＝＝2000N．
23． △t= 0.48℃
【详解】试题分析：（1）陨石重力做功：W=Gh=mgh；陨石的内能：Q=cm△t，
因为下落过程中陨石的重力所做的功完全转化为陨石的内能Q=W，即mgh=cm△t，所以△t==；
（2）将h=100m，c=2.1×103J/（kg ℃）
代入（1）的公式中得：△t==≈0.48℃．
答：（1）陨石升高的温度与高度关系的表达式为△t=
（2）冰雹上升的温度为0.48℃．