第十二章 内能与热机（A卷）（有解析）

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1、2024-2025学年九年级物理上册单元测试卷（沪粤版）
第十二章 内能与热机 （A卷）
（考试时间：80分钟 试卷满分：80分）
注意事项：
1．测试范围：沪粤版九年级上册第12章。
第Ⅰ卷 选择题
选择题（本题共10小题，每小题3分，共33分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1、（2024年内蒙古包头）如图所示是一个香蕉炉，点燃炉内蜡烛加热香蕉液，一会儿，房间内充满了香气，对这过程分析正确的是（ ）
A. 蜡烛燃烧将内能转化为化学能 B. 香蕉液通过做功增加内能
C. 香蕉液吸热升华变成香气 D. 香气弥漫是扩散现象
【答案】D
【解析】
【详解】A．蜡烛燃烧过程中将化学能转化为内能，故A错误；
B．做功和热传递是改变内能的两种方法，香蕉液通过热传递增加内能，故B错误；
C．物质由固态直接变为气态的过程叫升华，香蕉液吸热汽化变为香气，故C错误；
D．香气弥漫说明分子永不停息地做无规则运动，是扩散现象，故D正确。
故选D。
2、（2023年辽宁营口）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　）
A. 温度高的物体含有的热量多
B. 物体吸收热量，温度一定升高
C. 气体膨胀对外做功，自身内能会减少
D. 热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体
答案：C
解析：A．热量是过程量，不能说物体含有的热量多，故A错误；
B．物体吸收热量过程中温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故B错误；
C．气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，则物体内能减小，故C正确；
D．在发生热传递时，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，内能总是从高温物体转移到低温物体，故D错误。
故选C。
3、（2023年湖北宜昌）在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知（　　）
A. a液体比热容小
B. b液体是水
C. 0~3min内a液体吸收的热量少
D. 升高相同的温度时，b液体吸收的热量少
答案：D
解析：ABC．质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，相同时间内吸收的热量相同，根据，温度升高较慢的比热容较大，而水的比热容最大，因此a液体比热容大是水，故ABC不符合题意；
D．b液体的比热容较小，根据Q=cmΔt可知，升高相同的温度时，b液体吸收的热量少，故D符合题意。
故选D。
4、（2022湖北宜昌）关于燃料及其热值，下列说法中正确是（　　）
A. 没有燃烧的燃料，热值等于零
B. 燃料完全燃烧时，它的热值最大
C. 燃料的热值与质量和燃烧状态无关
D. 燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多
答案：C
解析：
ABC．热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；
D．根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。
故选C。
5、（2023年辽宁营口）下列四幅图中，属于做功冲程的是（　　）
A. B.
C. D.
答案：C
解析：A．两个气门都关闭，活塞向上运动是压缩冲程，故A不符合题意；
B．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动是吸气冲程，故B不符合题意；
C．两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，故C符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动是排气冲程，故D不符合题意。
故选C。
6、（2024年广东） 如图是古代省油灯的示意图。它下层盛水，能减慢上层油的消耗。点灯后，水在升温的过程中（　　）
A. 吸热，内能增加 B. 吸热，内能减少 C. 放热，内能增加 D. 放热，内能减少
【答案】A
【解析】
【详解】改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。点灯后，水在升温的过程中，水吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式改变水的内能。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7、（2023年辽宁营口）关于温度、内能、热量，下列说法正确的是（　　）
A. 温度高的物体含有的热量多
B. 物体吸收热量，温度一定升高
C. 气体膨胀对外做功，自身内能会减少
D. 热传递过程中，温度从高温物体传递给低温物体
答案：C
解析：A．热量是过程量，不能说物体含有的热量多，故A错误；
B．物体吸收热量过程中温度不一定升高，例如：晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故B错误；
C．气体膨胀对外做功，内能转化为机械能，则物体内能减小，故C正确；
D．在发生热传递时，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，内能总是从高温物体转移到低温物体，故D错误。
故选C。
8、（2023年山东烟台）如图所示的实例中，改变物体内能的方式与其它三项不同的是( )
A. 给水加热 B. 压缩空气
C. 搓手取暖 D. 钻木取火
答案：A
解析：
A、给水加热，水吸收热量，是热传递改变内能；
B、压缩空气的过程中，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；
C、搓手取暖的过程中，克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使手内能增加，温度升高，是做功改变内能；
D、钻木取火，是克服摩擦做功，将机械能转化为内能，是做功改变内能；
与改变物体内能的方式不同，故A符合题意。
故选：A。
改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，其中做功过程是能量的转化过程，是机械能和内能相互转化的过程；热传递是内能从高温转移到低温的过程，二者的本质不同。
做功和热传递都可以改变物体的内能，在效果上是等效的，但其实质不同，做功属于能量的转化、热传递属于能量的转移。
9、下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
答案：C
解析：A、燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；B、晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持熔点不变，故B错误；C、物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确；D、热量是从高温物体向低温物体传递的或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度不一定高，故D错误。故选：C。
10、关于热和能，下列说法中正确的是（ ）
A．热传递时，温度总是从高温物体传递给低温物体
B．一块0℃的冰熔化成0℃的水后，温度不变，内能变大
C．内燃机的压缩冲程，主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能
D．物体内能增加，一定是外界对物体做了功
答案：B
解析：A、发生热传递时，传递的是热量而不是温度，故A错误；
B、一块0℃的冰熔化成0℃的水后，吸收热量，温度不变，内能增加，故B正确；
C、内燃机的压缩冲程，活塞压缩气缸内物质，机械能转化为内能，是通过做功改变物体的内能，故C错误；
D、物体内能增加，可能是由于外界物体对该物体做了功，也有可能是由于物体从外界吸收了热量，故D错误。 故选：B。
11、如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　）
A. 试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B. 试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高
C. 水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D. 水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
答案：D
解析：A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题
填空题（本题共6小题，每空1分，共16分）
12、（2023四川凉山）小华在探究“不同物质的吸热能力”时，用相同的电加热器对质量均为1kg的水和另一种液体同时进行加热（不考虑热损失）。已知液体的比热容小于水的比热容，通过实验画出温度随时间变化的图像如图所示，分析图像可知：水在5min内吸收的热量为___________J，液体的比热容为___________。

答案：
13、用冷水冷却发动机，是利用水的比热容较__________（选填“大”或“小”）的特性。四冲程汽油机的工作过程中__________冲程将内能转化为机械能（选填“压缩”或“做功”）。
答案： 大 做功
解析：用冷水冷却发动机，是利用水的比热容较大，相同质量的水和其它物质相比，升高相同的温度，可以吸收更多的热量。
四冲程汽油机的工作过程中，在做功冲程，高温高压的燃气体积膨胀，对活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能。
14、（2024年湖北）2024年4月30日，全球最大的压缩空气储能项目在我国并网发电，工作原理如图。在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，使空气______增大（填能量形式）；在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对外______，使膨胀机转动，将内能转化为______，带动发电机产生电能输送至电网。
【答案】 ①. 内能 ②. 做功 ③. 机械能
【解析】
【详解】[1] 在用电低谷时段利用电网多余电能驱动压缩机压缩空气，对空气做功，使空气内能增大。
[2][3] 在用电高峰时段高压空气被释放，膨胀对膨胀机做功，使膨胀机转动，将内能转化为机械能，带动发电机产生电能输送至电网。
15、（2023河北）“早穿皮袄午穿纱”表明沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的________大，楼房中的“暖气”用水作为介质，正是利用了水的这一特性。某同学家“暖气”管道中500kg的水从65℃降低到35℃，放出的热量为________J，这一过程中水的内能减少。除热传递外，________也可以改变物体的内能。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
答案： ①. 比热容 ②. 6.3×107J ③. 做功
解析：[1]沙漠地区昼夜温差大，而沿海地区则昼夜温差小，这是因为水比砂石的比热容大，相同质量的水和砂石，白天吸收相同的热量后，水的温度升高的少；夜晚放出相同的热量后，水的温度降低的少。
[2]放出的热量
Q放=c水m(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×500kg×(65℃-35℃)=6.3×107J
[3]改变内能的方式有两种：做功和热传递。
16、（2024年广东广州）如图是燃气灶烧水的情境和该燃气灶灶头的示意图。
（1）天然气本身无色无味，为了安全和警示，通常会向天然气中加入臭味剂。拧动点火装置，若燃气未点燃，会闻到臭味，表明__________（选填“分子间有引力”“分子间有斥力”或“分子做无规则运动”）；
（2）拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，原因是：天然气的喷入导致进口处的天然气流速__________（选填“大”“小”），压强__________（选填“大于”“小于”或“等于”）大气压强；
（3）壶中装有密度为、质量为的水，则壶中水的体积为__________。根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为__________J，其中的热量被水吸收，已知水未沸腾，比热容为4.2×103J/（kg·℃），则水的温度升高了__________℃。
【答案】 ①. 分子做无规则运动 ②. 大 ③. 小于 ④. ⑤. ⑥. 20
【解析】
【详解】（1）[1]拧动点火装置，若燃气未点燃，臭味分子通过空气传到人的鼻子，使人闻到臭味，这是一种扩散现象，表明分子做无规则运动。
（2）[2][3]拧动点火装置，天然气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃，天然气不会从进口处外泄，是因为天然气喷入后，进口处的空气流速增大，压强减小，小于大气压，在大气压的作用下不会外泄。
（3）[4]根据可得，壶中水的体积为
[5]根据，若天然气的热值，完全燃烧的天然气放出热量为
[6]根据可得，水的温度升高了
实验题（本题共4小题，共16分）
17、去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；
（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。
答案： (1). 加热时间的长短 (2). 水 (3). 98 (4). 小于
18、利用如图（a）所示的实验装置比较不同物质的吸热能力。
（1）实验时，选取质量_______、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热时液体温度升高，这是通过_______方式来增大内能的。
（2）根据实验数据绘制的温度随时间变化关系如图（b）所示，分析可知，________液体的吸热能力更强。
（3）实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值_______（填“变大”“变小”或“不变”）。
答案： （1） 相等 热传递 （2） 乙 （3）不变
解析：
（1）实验时，根据控制变量法的需要，选取质量相等、初温相同的甲、乙两种不同液体，用相同的酒精灯加热，加热相同的时间，通过比较两种液体的温度变化，来比较两种液体的吸热本领。
加热时烧杯壁吸收酒精灯的热量，再把热量传递给液体，液体温度升高，这是通过热传递的方式来增大内能的。
（2）由乙图可知，加热相同时间，相同质量的两种液体吸收相同的热量时，甲液体的温度变化较大，由此可知甲的吸热能力较差，乙液体的吸热能力更强。
（3）[4]热值是燃料的一种性质，不随质量的变化而变化，因此实验完成后，酒精灯中剩余酒精的热值不变。
19、如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞____________，水蒸气的一部分____________能转化为软木塞的____________能，利用这一原理，可以制成热机。
答案： ①. 做功 ②. 内 ③. 机械能
解析：用酒精灯给试管中的水加热产生大量的水蒸气，这些高温的水蒸气对塞子做功，将塞子冲出。
水蒸气膨胀对软木塞做功时，水蒸气的内能减小，温度降低，塞子由静止变为运动，其机械能增大，故是水蒸气的一部分内能转化为软木塞的机械能，热机的做功冲程原理与其一致。
20、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，烧杯内的液体质量和初温相同。
(1)为了研究不同物质的吸热能力，利用其中 两图的实验装置进行实验。 组装实验器材时，应按照 （选填“自上而下”或“自下而上”）的顺序进行安装；
(2)根据这两套实验装置在实验过程中记录的数据，画出了两种液体的温度随时间变化 的关系图像如图丁所示，由此可得出，液体 更适合做冷却剂；
(3)为了比较两种燃料的热值大小，利用其中 两图的实验装置进行实验， 燃料燃烧放出的热量的多少，是通过 （选填“温度计上升示数”或“加热时间”）来反映的。
【答案】(1) 甲、丙 自下而上
(2)b
(3) 甲、乙 温度计上升示数
【详解】（1）[1]要比较不同物质吸热能力时，利用控制变量法，使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量（即比较加热时间），吸收热量多的吸热能力强，在实验中，物质吸收热量的多少通过加热时间来反映，应控制热源相同，所以应选择甲、丙两图进行实验。
[2]使用火焰的外焰加热，所以应先根据火焰外焰的位置先确定铁圈的位置，然后自下而上安装其他器材。
（2）使相同质量的不同物质吸收相同的热量（即加热相同的时间），比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；由图2可以看出，a、b液体从20°C升高到80°C，升高相同的温度，a液体用了10min，b液体用了20min，所以a液体的温度升高得较快，根据比较吸热能力的方法，a液体的比热容较小；由此可得出，液体b适合做冷却剂。
（3）[1]比较不同燃料的燃烧值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，可利用其中甲、乙两图的实验装置进行实验。
[2]燃料燃烧放出的热量的多少，是通过温度计上升示数来反映的，温度计上升示数越多，说明燃料燃烧放出的热量越多。
计算题（本题共2小题，共12分）
21、（2023年四川广安）小红一家到某基地露营时，用火炉将质量为2kg、初温为20℃的水加热到60℃，燃烧了100g木炭。已知：水的比热容，木炭的热值。求：
（1）水吸收的热量；
（2）该火炉烧水的热效率。
答案：（1）；（2）
解析;（1）水吸收的热量为
（2）燃烧100g木炭放出的热量为
该火炉烧水的热效率
答：（1）水吸收的热量为；
该火炉烧水的热效率为。
22、采购员小明骑着摩托车外出采购食品。小明质量为70kg，摩托车质量为150kg（g=10N/kg）。
(1)小明买食品时，将摩托车停在超市门前的水平地面上，摩托车与地面接触面积为150cm2，求摩托车对地面的压强；
(2)采购食品后，小明将80kg的食品装上车，在限速为80km/h的水平路面上以72km/h的速度匀速行驶50s，行驶时受到的阻力为总重力的0.1倍，若消耗的汽油完全燃烧放出1×106J的热量，求摩托车发动机的实际输出功率和效率。
答案
科学阅读题与简答题（共2小题，共6分）
23、阅读下文，回答下列问题：
探索月球背面的秘密
2024年5月3日，嫦娥六号月球探测器英勇出征，开启世界首次月球背面采样之旅，将人类探月推向前所未有的高度。
为了让嫦娥六号落地准、抓好“土”，科学家研制出冲击电机、加载电机和整形电机，在电机体重变轻的同时，大幅增加力矩，助力推动钻头前进，为“挖土”提供动力。月球背面的环境条件十分恶劣，温差大、辐射强等因素给任务执行带来极大的困难。支撑探测器工作的主要能源来自太阳能，因此太阳电池阵的稳定性能至关重要。
由于月球始终有一面背对地球，当月球探测器降落在月球背面后，因为它的信号沿直线传播，不能拐弯，只能向着远离地球的方向传输，所以无法直接实现与地球的测控通信和数据传输，地面指挥和实时通信面临巨大困难。2024年3月20日发射的鹊桥二号中继星为解决这一难题提供了“信息桥梁”。鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线。这个天线像一把大伞，发射时收起，入轨后展开。伞面十分精巧，是用直径不到发丝四分之一的钼丝织就而成。镀了金的钼丝使“大伞”看上去金光灿灿的，这样做能增强天线的通信性能，降低能耗。延长卫星的使用寿命。它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。
（1）如图，搭载鹊桥二号中继星的长征八号运载火箭发射升空过程中，火箭获得的动力来自于( )（选填“A”或“B”）
A．向下喷出的高温高压燃气 B．火箭下方的空气
（2）鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到了什么作用？
【答案】 A 为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥
【详解】（1）燃气在火箭内部燃烧，产生高压，高速从火箭尾部喷出，由牛顿第三定律（作用力和反作用力），高速喷出的气体必然给火箭一个反作用力，这就是火箭的动力，所以应选“A”。
（2）鹊桥二号携带了一个口径4.2米的天线——星载大型可展开天线，它一边接收、传输来自地球的信号，一边接收、传输来自月球背面的信号。所以鹊桥二号中继星对嫦娥六号在月球背面的探测活动起到的作用是：为月球背面的探测器和地球之间架起通信天桥。
24、用橡皮在桌面上快速摩擦几下，摸一摸橡皮摩擦的部位，你有什么发现？请解释产生这种现象的原因。
答案：摩擦的部位会发热，克服摩擦做功，机械能转化为内能，摩擦的部位内能增大，温度升高。
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