沪科版物理九年级上册 第十三章 内能与热机 达标检测试卷 教师版+学生版

第十三章 内能与热机 达标检测试卷 学生版
(满分100分，考试用时90分钟)
一、选择题(本大题共10个小题，每个小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分)
1．关于物体的内能，下列说法正确的是(　 　)
A．温度为0 ℃的物体没有内能
B．物体内能增加，一定是通过外界对物体做功
C．正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变
D．在相同状态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
2．《舌尖上的中国2》聚焦于家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美．如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(　 　)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭被蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
3．下列现象与分子热运动有关的是(　 　)
A．春天，百花争艳　　　　 B．夏天，波光粼粼
C．秋天，丹桂飘香　　　　 D．冬天，大雪纷飞
4．下列说法正确的是(　 　)
A．同一物体温度高时含有的热量多，温度低时含有的热量少
B．热传递时，热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
C．搓手变暖和，是通过做功的方式使手的热量增加
D．物体的内能增加，温度不一定升高
5．汽车的正常运行除了要加油外，还需要加水，水作为冷却剂有其重要的意义，这是因为水具有(　 　)
A．较低的凝固点　　　　 B．较大的比热容
C．较小的密度　　　　 D．较高的沸点
6．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是(　 　)
7．如图所示的实验，关于试管口木塞冲出过程，下列说法正确的是(　 　)
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
8．关于燃料和热值，以下说法正确的是(　 　)
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
9．为了保护环境，控制和消除大气污染，不能采取的措施是(　 　)
A．改进燃烧设备，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放量
B．冬季采取集中供热，去掉一家一户的采暖煤炉，以提高燃料的利用率
C．一家一户的采暖煤炉不必去掉，只要将烟囱加高即可
D．普及煤气和天然气的使用
10．汽油机飞轮转速是3 600 r/min，在1 s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程数为(　 　)
A．15次，60个冲程　　　　 B．18次，120个冲程
C．30次，120个冲程　　　　 D．100次，30个冲程
二、填空题(本大题共10个小题，每小题2分，共20分)
11．《舌尖上的中国》深受广大群众喜爱，味道鲜美的微山湖炖鱼是济宁人民“舌尖上的美食”．炖鱼满屋飘香是 造成的，烹饪过程中其内能是通过 方式改变的．
12．运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理的解释：由于液体表面的分子在做 ，所以在任何温度下蒸发现象都能发生；温度越高，分子的 ，从而蒸发越快．
13．在建设施工中，我们经常看见工人师傅用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片，这是由于锯片在切割路面时不断 ，使锯片的内能增加，温度升高．向锯片浇水，是通过 的方式使其内能减少，温度降低．
14．水和冰是同种物质，它们温度升高时都要吸收热量．同质量的水和冰，吸收相同的热量，内能的改变量 (选填“相同”或“不同”)；0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水时，温度不变，内能 (选填“不变”“增大”或“减小”)．
15．如图所示的实验中，瓶内装入少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的小孔往瓶里打气，当塞子从瓶口跳起来时，可以看到容器中出现白雾，这是因为空气把塞子推出时，对活塞做功，使水蒸气 (填物态变化名称)．这个实验表明物体 .
16．某辆行驶的小轿车，其正常工作时燃料的能量转化情况如图所示，若汽油机在工作中完全燃烧了2 kg汽油，输出的动能为2.3×107 J，则输出的内能和声能共计 J，则小轿车正常工作时汽油机的效率为 .(汽油热值为4.6×107 J/kg)
17．如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于 冲程，若该汽油机的飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒内对外做功 次．
18．净含量为350 mL(1 mL＝1×10－6 m3)的瓶装饮用纯净水的质量为 kg.若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20 ℃，则水放出的热量为 J.[已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
19．汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是 (对甲、乙、丙、丁重新排序)，其中内能转化为机械能的冲程是图 .
20．如图所示是某液体在均匀放热的条件下凝固成固态物质的温度—时间图像，且凝固过程中物质的质量不变，则物质第20 min的内能 (选填“大于”“小于”或“等于”)第10 min的内能，该物质液态与固态的比热容之比为 .
三、实验及探究题(本大题共2个小题，共24分)
21．(8分)在“科学探究：物质的比热容”中：
(1)设计实验时应运用控制变量法．
①用水和煤油做实验，要使水和煤油的质量和 相等．
②用相同电加热器加热，应用了相同电加热器在相同时间内对外供热 的特点．
(2)实验所需的器材有：烧杯、电加热器、 、搅拌器、天平、电源、计时的秒表、水和煤油．
(3)实验中得到如下数据：
烧杯 编号 液体 质量
m/g 初温
t1/℃ 末温
t2/℃ 加热
时间
t/min
1 水 300 20 30 12.3
2 水 120 20 30 6.2
3 煤油 300 20 30 6.1
4 煤油 300 20 25 3.1
①比较分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量 .
②比较分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是 .
③比较分析 号和 号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是质量相等的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同．
(4)实验说明物体吸收热量的多少不仅与物体的质量和升高的温度有关，还与 有关．
22．(16分)小红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．她在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 min记录杯中水的温度．(假设每分钟消耗的煤油和菜籽油的质量相等)
加热时间 t/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)：先固定 的位置，再调整固定 的位置．(均选填“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 、水的 .
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是 ，理由是 .
(4)小红同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两酒精灯中燃料的质量，实验后测出了剩余燃料的质量，并记录数据利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为她的计算结果可靠吗？ .理由是 .
四、综合题(本大题共3个小题，共26分)
23．(8分)燃气灶烧水时，把质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了0.02 m3天然气(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3.求：
(1)水吸收的热量．
(2)天然气完全燃烧放出的热量．
(3)燃气灶烧水时的效率．
24．(9分)油电混合动力汽车是新型节能汽车．这种汽车在内燃机启动时给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电．已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池组能够储存的最大电能是1.9×108 J，若该车以90 km/h的速度匀速直线行驶了20 min，此时所受阻力f大小为900 N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2 kg.q油＝4.6×107 J/kg，问：
(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧放出多少热量？
(2)该汽车行驶中牵引力做功的功率是多少？
(3)该汽车内燃机的效率是多大？
25．(9分)我国自主研制的某型号新一代战斗机具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能．该飞机最大起飞质量为37 t，最大飞行高度达20 000 m，最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h)，最大载油量为10 t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v /(m·s－1) 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
已知飞机发动机内航空燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg.问：
(1)飞机发动机完全燃烧10 t航空燃油获得的能量是多少焦？
(2)当飞机以400 m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
(3)若在飞机油箱中加满航空燃油，并且以500 m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
第十三章 内能与热机 达标检测试卷 教师版
(满分100分，考试用时90分钟)
一、选择题(本大题共10个小题，每个小题只有一个正确选项，每小题3分，共30分)
1．关于物体的内能，下列说法正确的是(　D　)
A．温度为0 ℃的物体没有内能
B．物体内能增加，一定是通过外界对物体做功
C．正在沸腾的水吸收热量，温度增加，内能不变
D．在相同状态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
2．《舌尖上的中国2》聚焦于家常菜，让海内外观众领略了中华饮食之美．如图所示，通过煎、炒、蒸、拌烹调的四种美食中所包含的物理知识，认识正确的是(　C　)
A．煎：煎锅一般用铁制造，主要是利用了铁的比热容大
B．炒：主要是通过做功的方式使藜蒿和腊肉的内能增加
C．蒸：是通过热传递和高温水蒸气液化放热，使榆钱饭被蒸熟
D．拌：香葱和豆腐要拌着才能入味，说明分子没有做无规则运动
3．下列现象与分子热运动有关的是(　C　)
A．春天，百花争艳　　　　 B．夏天，波光粼粼
C．秋天，丹桂飘香　　　　 D．冬天，大雪纷飞
4．下列说法正确的是(　D　)
A．同一物体温度高时含有的热量多，温度低时含有的热量少
B．热传递时，热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体
C．搓手变暖和，是通过做功的方式使手的热量增加
D．物体的内能增加，温度不一定升高
5．汽车的正常运行除了要加油外，还需要加水，水作为冷却剂有其重要的意义，这是因为水具有(　B　)
A．较低的凝固点　　　　 B．较大的比热容
C．较小的密度　　　　 D．较高的沸点
6．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是(　C　)
7．如图所示的实验，关于试管口木塞冲出过程，下列说法正确的是(　D　)
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机压缩冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
8．关于燃料和热值，以下说法正确的是(　A　)
A．燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
9．为了保护环境，控制和消除大气污染，不能采取的措施是(　C　)
A．改进燃烧设备，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放量
B．冬季采取集中供热，去掉一家一户的采暖煤炉，以提高燃料的利用率
C．一家一户的采暖煤炉不必去掉，只要将烟囱加高即可
D．普及煤气和天然气的使用
10．汽油机飞轮转速是3 600 r/min，在1 s内汽油机内能转化为机械能的次数及完成的冲程数为(　C　)
A．15次，60个冲程　　　　 B．18次，120个冲程
C．30次，120个冲程　　　　 D．100次，30个冲程
二、填空题(本大题共10个小题，每小题2分，共20分)
11．《舌尖上的中国》深受广大群众喜爱，味道鲜美的微山湖炖鱼是济宁人民“舌尖上的美食”．炖鱼满屋飘香是__分子热运动__造成的，烹饪过程中其内能是通过__热传递__方式改变的．
12．运用分子动理论，可以对液体的蒸发现象作出合理的解释：由于液体表面的分子在做__无规则运动__，所以在任何温度下蒸发现象都能发生；温度越高，分子的__无规则运动热运动越剧烈__，从而蒸发越快．
13．在建设施工中，我们经常看见工人师傅用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片，这是由于锯片在切割路面时不断__做功__，使锯片的内能增加，温度升高．向锯片浇水，是通过__热传递__的方式使其内能减少，温度降低．
14．水和冰是同种物质，它们温度升高时都要吸收热量．同质量的水和冰，吸收相同的热量，内能的改变量__相同__(选填“相同”或“不同”)；0 ℃的冰全部熔化成0 ℃的水时，温度不变，内能__增大__(选填“不变”“增大”或“减小”)．
15．如图所示的实验中，瓶内装入少量的水，用塞子塞紧，通过塞子上的小孔往瓶里打气，当塞子从瓶口跳起来时，可以看到容器中出现白雾，这是因为空气把塞子推出时，对活塞做功，使水蒸气__液化__(填物态变化名称)．这个实验表明物体__对外界做功，内能减小__.
16．某辆行驶的小轿车，其正常工作时燃料的能量转化情况如图所示，若汽油机在工作中完全燃烧了2 kg汽油，输出的动能为2.3×107 J，则输出的内能和声能共计__6.9×107__J，则小轿车正常工作时汽油机的效率为__25%__.(汽油热值为4.6×107 J/kg)
17．如图所示，某单缸四冲程汽油机正处于__压缩__冲程，若该汽油机的飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒内对外做功__20__次．
18．净含量为350 mL(1 mL＝1×10－6 m3)的瓶装饮用纯净水的质量为__0.35__kg.若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20 ℃，则水放出的热量为__29 400__J.[已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，水的比热容c＝4.2×103 J/(kg·℃)]
19．汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是__丁→甲→丙→乙__(对甲、乙、丙、丁重新排序)，其中内能转化为机械能的冲程是图__丙__.
20．如图所示是某液体在均匀放热的条件下凝固成固态物质的温度—时间图像，且凝固过程中物质的质量不变，则物质第20 min的内能__小于__(选填“大于”“小于”或“等于”)第10 min的内能，该物质液态与固态的比热容之比为__2∶1__.
三、实验及探究题(本大题共2个小题，共24分)
21．(8分)在“科学探究：物质的比热容”中：
(1)设计实验时应运用控制变量法．
①用水和煤油做实验，要使水和煤油的质量和__初温__相等．
②用相同电加热器加热，应用了相同电加热器在相同时间内对外供热__相等__的特点．
(2)实验所需的器材有：烧杯、电加热器、__温度计__、搅拌器、天平、电源、计时的秒表、水和煤油．
(3)实验中得到如下数据：
烧杯 编号 液体 质量
m/g 初温
t1/℃ 末温
t2/℃ 加热
时间
t/min
1 水 300 20 30 12.3
2 水 120 20 30 6.2
3 煤油 300 20 30 6.1
4 煤油 300 20 25 3.1
①比较分析1、3号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量__不同__.
②比较分析1、2号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是__质量不同的同种物质升高相同的温度，吸收的热量不同__.
③比较分析__3__号和__4__号烧杯的实验记录，可以得出的初步结论是质量相等的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不同．
(4)实验说明物体吸收热量的多少不仅与物体的质量和升高的温度有关，还与__物质的种类__有关．
22．(16分)小红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．她在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 min记录杯中水的温度．(假设每分钟消耗的煤油和菜籽油的质量相等)
加热时间 t/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)：先固定__B__的位置，再调整固定__A__的位置．(均选填“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__质量__、水的__初温__.
(3)通过表中记录的数据，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是__煤油__，理由是__相同时间内，甲杯中水的温度升高得高__.
(4)小红同学实验前用天平测出了烧杯中水的质量及两酒精灯中燃料的质量，实验后测出了剩余燃料的质量，并记录数据利用公式Q吸＝cm(t－t0)计算出了水吸收的热量，她认为通过这些数据能准确地计算出煤油和菜籽油的热值．你认为她的计算结果可靠吗？__不可靠__.理由是__煤油和菜籽油不可能完全燃烧，且有热量损失__.
四、综合题(本大题共3个小题，共26分)
23．(8分)燃气灶烧水时，把质量为1 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了0.02 m3天然气(假设天然气完全燃烧)．已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3.求：
(1)水吸收的热量．
(2)天然气完全燃烧放出的热量．
(3)燃气灶烧水时的效率．
(1)水吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J.
(2)天然气完全燃烧放出的热量Q放＝qV＝4.2×107 J/m3×0.02 m3＝8.4×105 J.
(3)燃气灶烧水时的效率η＝×100%＝×100%＝40%.
24．(9分)油电混合动力汽车是新型节能汽车．这种汽车在内燃机启动时给车提供动力，同时也给动力蓄电池组充电．已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池组能够储存的最大电能是1.9×108 J，若该车以90 km/h的速度匀速直线行驶了20 min，此时所受阻力f大小为900 N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2 kg.q油＝4.6×107 J/kg，问：
(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧放出多少热量？
(2)该汽车行驶中牵引力做功的功率是多少？
(3)该汽车内燃机的效率是多大？
(1)燃油完全燃烧放出的热量为Q＝mq油＝4.6×107J/kg×2 kg＝9.2×107J.
(2)由v＝得，汽车通过的路程s＝vt＝90 km/h× h＝30 km＝3×104 m，汽车匀速直线行驶，所以牵引力F＝f＝900 N，汽车行驶中牵引力所做的功为W＝Fs＝900 N×3×104 m＝2.7×107J，牵引力做功的功率为P＝＝＝2.25×104 W.
(3)蓄电池组增加的电能W′＝1.9×108J×10%＝1.9×107J，汽车内燃机的效率为η＝×100%＝×100%＝50%.
25．(9分)我国自主研制的某型号新一代战斗机具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能．该飞机最大起飞质量为37 t，最大飞行高度达20 000 m，最大航行速度达2.5倍声速(合3 060 km/h)，最大载油量为10 t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
速度v /(m·s－1) 100 200 300 400 500
阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104
已知飞机发动机内航空燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg.问：
(1)飞机发动机完全燃烧10 t航空燃油获得的能量是多少焦？
(2)当飞机以400 m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
(3)若在飞机油箱中加满航空燃油，并且以500 m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
(1)10 t航空燃油完全燃烧放出的热量Q＝mq＝1×104 kg×5×107 J/kg＝5×1011 J.
(2)由表中数据可知，飞机以400 m/s的速度巡航时，所受阻力为4.8×104 N，则飞机发动机的输出功率P＝＝＝Fv＝4.8×104 N×400 m/s＝1.92×107 W＝1.92×104 kW.
(3)由(1)可知Q＝5×1011 J，已知飞机发动机中航空燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，则有用功W＝40%×Q＝40%×5×1011 J＝2×1011 J．根据表格查出飞机以500 m/s的速度巡航时的阻力为7.5×104 N，则由W＝Fs＝fs，可得最大航程s＝＝≈2.7×106 m＝2.7×103 km.