沪粤版物理九年级上册第十二章 内能与热机 达标测试卷（含答案）

沪粤版物理九年级上册第十二章达标测试卷
一、填空题(每空2分，共22分)
1. “问政山笋”是徽菜的代表作品之一，笋经烧焖则入味透，质脆嫩，有香肠、香菇等混合芳香。“烧焖”体现了徽菜的重烧的特色，笋在烧焖的过程中，其内能是通过__________的方式改变的。
2．页岩气是从页岩层中开采的天然气，热值q＝4.2×103 J/m3。热值q＝4.2×103 J/m3表示的物理意义是__________________________________________发了一款以压缩空气为动力的环保车。该车使用前需要压缩存储气体，这一过程通过________的方式使气体内能增加。
4．下图是四冲程汽油机工作时的一个冲程，此过程中气缸内燃料混合物的内能________(填“增大”或“减小”)。

(第4题)　　　　　　　　　 (第5题)
5．上图是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线，则曲线________表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
6．甲、乙两种物质的比热容之比是2:1，质量之比是3:1，若它们升高相等的温度，则它们吸收的热量之比是________。
7．质量为10 kg、温度为20 ℃的水，吸收1.26×106 J的热量，若这些热量是由酒精完全燃烧提供的，至少需要________g酒精。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q酒精＝3×107 J/kg]
8．现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，已知甲汽油机的效率比乙汽油机的效率低，则表明甲、乙两台汽油机在消耗相同质量燃油时，甲做的有用功________(填“大于”“小于”或“等于”)乙做的有用功。
9．下图是小李同学在1个标准大气压下探究某物质熔化时温度随时间变化的图象，第6 min时的内能________(填“大于”“等于”或“小于”) 第8 min时的内能；该物质在CD段的比热容是AB段比热容的________倍(被加热物质的质量和吸、放热功率不变)。
10．将一瓶容量为200 mL的矿泉水放入冰箱一段时间后，水温从30 ℃降低到10 ℃，在这个过程中水放出的热量为________J。[c水＝4.2×103 J/(kg· ℃)]
二、选择题(每题2分，共14分)
11．下列事例中，改变物体内能的途径与其他三项不同的是(　　)
12．下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是(　　)
13．如图(1)所示，用相同的加热器给初温均为20 ℃的甲、乙两种液体加热，这两种液体的温度和加热时间的图象如图(2)所示，则下列说法正确的是(　　)
A．加热30 s甲液体吸收的热量比乙多
B．若m甲＞m乙，则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
C．若m甲＝m乙，则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
D．若m甲＜m乙，则甲液体的比热容大于乙液体的比热容
14．下列关于温度、内能、热量说法正确的是(　　)
A．温度高的物体具有的内能一定比温度低的物体具有的内能多
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．物体温度升高，内能增大，分子的热运动越剧烈
D．物体机械能增加，内能增大
15．质量相同的两球，已知甲球的比热容是乙球比热容的2倍，乙球吸收的热量是甲球吸收热量的2倍，那么甲球升高的温度与乙球升高的温度之比为(　　)
A．1:2 B．1:1 C．2:1 D．1:4
16．甲、乙两台汽油机，甲的输出功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20%，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油质量之比为(　　)
A．3:4 B．2:3 C．3:2 D．4:3
17．将一杯热水倒入容器内的冷水中，冷水温度升高10 ℃，又向容器内倒入同样一杯热水，冷水温度又升高6 ℃，若再向容器内倒入同样一杯热水，则冷水温度将再升高(不计热损失)(　　)
A．10 ℃ B．6 ℃ C．6 ℃以上 D．6 ℃以下
三、实验探究题(第18题6分，第19题8分，共14分)
18．为比较两种液体的吸热能力，小军用图(a)中两个相同的装置做实验，实验器材还有天平和钟表。收集的实验数据记录如下表。
　
物质
质量/g
初始温度/℃
加热时间/min
最终温度/℃
液体1
50
20
5
45
液体2
50
20
5
68
(1)某时刻温度计的示数如图(b)所示，此温度值是________℃。
(2)实验中，用______________间接反映液体吸收热量的多少。
(3)通过分析表中数据可知，________(填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强。物理学上用__________这个物理量来描述物质的吸热能力。
19．学习了燃料的热值后，一位同学自己设计了一个比较煤油和菜籽油热值大小关系的实验。实验时，他组装了如图甲、乙所示的两套规格完全相同的装置，实验中水的初温相同。
(1)图甲中，在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是：先调整固定____(填“A”或“B”)的位置。
(2)为保证实验结论的可靠性，该实验还需要的测量器材是______________，在本实验中使用该器材目的有①______________________________；②__________________。
(3)当油料都燃尽时，发现甲杯中水的温度较高，则煤油和菜籽油两种油料中，______的热值较大。
四、计算与推导题(第20题6分，第21题6分，第22题8分，共20分)
20．某太阳能热水器中装有40 kg的水，阳光照射一段时间后，水温从10 ℃升高到60 ℃，已知c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：
(1)热水器中的水所吸收的热量。
(2)如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少立方米的天然气？(天然气的热值为4.2×107 J/m3，假设天然气完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
21．某建筑工地使用如图所示的装置搬运建筑材料。已知柴油机的效率是40%，柴油的热值是4.3×107 J/kg，用此装置将重为3 200 N的建筑材料匀速提升5 m，历时4 s，消耗的柴油为4 g。求：
(1)4 g柴油完全燃烧放出多少热量？柴油机的输出功率多大？
(2)提升重为3 200 N的建筑材料做的有用功是多少？整个装置的效率多大？
22．某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中的移动距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮1 min转动1 800 r，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1 min消耗汽油0.008 kg，汽油的热值为4.6×107 J/kg。求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；
(3)该汽油机的效率；
(4)若燃气对活塞的平均压强为p，设活塞的面积为S，冲程长为L，气缸工作容积(单缸排量)为V，如图所示，请推导出一个做功冲程燃气对活塞做的功W＝pV。
答案
一、1．热传递
2．1 m3页岩气完全燃烧放出的热量为4.2×103 J
3．做功　4．增大
5．A　解析：由一年的气温变化曲线得出，A所示的城市最高、最低气温差比B所示的城市的大；水的比热容比沙石大，在吸收或放出相同的热量时，温度变化值比较小，所以曲线A表示的是内陆城市的年气温变化曲线。
6．6:1　7．42 8．小于　9．小于；2　10．1.68×104
二、11．A　12．D　13．D　14．C　15．D
16．D　解析：设甲的功率为P甲，乙的功率为P乙，甲的效率为η甲，乙的效率为η乙，汽油的热值为q，做功时间为t，甲在时间t内做的有用功：W甲＝
P甲t，乙在时间t内做的有用功：W乙＝P乙t，则由题意可知：P甲:P乙＝2:1，η甲:η乙＝30%:20%＝3:2；甲在时间t内消耗的总能量：Q甲＝＝，甲在时间t内的耗油量：m甲＝＝，同理可以得到乙在时间t内的耗油量的表达式：m乙＝，甲、乙两汽油机在相同时间内的耗油量之比：m甲:m乙＝:＝:＝:＝4:3。
17．D　解析：设热水和冷水的温度差为t，质量为m0的一杯热水倒入盛有质量为m的冷水的容器中，使得冷水温度升高了10 ℃，Q吸＝Q放，从而可知，cm0(t－10 ℃)＝cm×10 ℃……①；又向容器中倒入一杯质量同为m0同温度的热水，水温又上升了6 ℃，ΔQ吸＝ΔQ放，从而可知，cm0(t－10 ℃－6 ℃)＝c(m＋m0)×6 ℃……②；则①－②得：6 ℃×cm0＝10 ℃×cm－6 ℃×cm－6 ℃×cm0，整理得：12 ℃×cm0＝4 ℃×cm，解得：m＝3m0, 代入①式可得，t＝40 ℃；假设我们将全部热水一次性注入，则由热平衡方程可知：3m0c×(40 ℃－Δt)＝mcΔt，m＝3m0；联立两式解得：Δt＝20 ℃；则注入第3杯水后，水温还会上升：20 ℃－10 ℃－6 ℃＝4 ℃。
三、18.(1)26　(2)加热时间　(3)液体1；比热容
解析：(1)从题图(b)中可以看出，该温度计的分度值为1 ℃，读数为26 ℃。(2)实验中，使用相同的装置对每组液体加热，保证了相同时间内提供的热量相同，加热时间越长，说明液体吸收的热量越多，因此用加热时间间接反映液体吸收热量的多少。(3)从题表中数据可以看出，在质量和吸收热量相同的条件下，液体1温度变化小，说明液体1的吸热能力较强，物理学上用比热容这个物理量来描述物质的吸热能力。
19．(1)B　(2)天平；①确保两烧杯中水的质量相等；②确保煤油和菜籽油质量相等　(3)煤油
四、20.解：(1)热水器中的水所吸收的热量为Q吸＝ c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(60－10)℃＝8.4×106 J；
(2)需要天然气的体积为V＝＝＝＝0.2 m3。
21．解：(1)4 g柴油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq＝4×10－3 kg×4.3×107 J/kg＝1.72×105 J；
柴油机的输出功率：P＝＝＝＝1.72×104 W。
(2)提升建筑材料做的有用功：
W有用＝Gh＝3 200 N×5 m＝1.6×104 J；
整个装置的效率：
η′＝×100%＝×100%≈9.3%。　
22．解：(1)燃气对活塞的平均压力：
F＝pS＝9.0×105 Pa×30×10－4 m2＝2 700 N；
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功：
W＝Fs＝2 700 N×50×10－3 m＝135 J；
(3)因飞轮每转两圈对外做功一次，
所以，飞轮1 min转动1 800圈，做功900次，
则燃气对活塞做的总功：
W总＝W×900＝135 J×900＝1.215×105 J，
1 min消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q放＝mq＝0.008 kg×4.6×107 J/kg＝3.68×105 J，
该汽油机的效率：
η＝×100%＝×100%≈33%；
(4)活塞受到的压力：F＝pS，
因在做功冲程，活塞移动的距离为L，且发动机的单缸排量
V＝SL，所以，燃气对活塞所做的功：W＝FL＝pSL＝pV。