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沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机定向测试
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、下列与“热”相关的物理现象，解释正确的是（　　）
A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，这是因为电风扇降低了空气的温度
B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，这里的“白气”是水蒸气
C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，面包的内能会减少
D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇强冷凝固形成的
2、下列事例中，改变物体内能方式相同的是（　　）
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
3、下列关于热现象的说法正确的是（　　　）
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙
B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能
C．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
4、如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度﹣时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（　　）
A．加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小
B．加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大
5、中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（　　）
A．“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些
C．“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成
D．“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
6、5月8日母亲节这一天，学校举行了“爱心献给妈奶”的主题活动，很多同学通过为妈妈分担家务来表达对妈妈的爱。以下说法正确的是（　　）
A．切菜——用锋利的刀是为了减小压强
B．拖地——加大力度可以增大滑动摩擦力
C．炒菜——是用做功的方法改变食物的内能
D．烧水——水沸腾后继续加热，温度会续升高
7、小叶看见面点师傅将面拉成长条，放入滚烫的油中就炸出了香脆可口的油条，于是很想了解油的吸热能力。在老师指导下，他用酒精灯分别加热质量为50g、初温为20℃的油和水，记录的相关数据如下表所示。若单位时间内油吸收的热量与水吸收的热量相等，酒精的热值为3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。下列说法正确的是(　　)
物质种类 加热时间（min） 消耗酒精（g） 末温（℃）
油 2 1 88
水 2 1 50
A．2min内油吸收的热量为3×104J
B．他使用的酒精灯的加热效率为21%
C．油的末温比水的高，所以吸热能力更强
D．油的吸热能力与其吸收的热量多少有关
8、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（　　）
A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华
C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量
9、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（　　）
A． B．
C． D．
10、下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、如图所示，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有少量空气，气缸内气压小于外界气压，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，观察到活塞向左移动，此时温度计的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
2、如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，玻璃筒内空气的内能 _____（选填“增加”或“减少”），温度升高，这是通过 _____的方式改变物体的内能。
3、用两个完全相同的电加热器，分别给质量相同的A、B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知：加热相同的时间，液体___________的温度升高比较快；两者相比，液体B的比热容比较___________。
4、中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。
表1
第1代 第2代 第3代 第4代
燃 料 氧气和汽油混合 偏二甲胼 煤 油 液态氢
氧化剂 四氧化二氮 液态氧 液态氧
表2
燃料 热值 燃料 热值
汽油 煤油
柴油 氢
（1）使用氢作为燃料的主要优点是：______和______；
（2）某火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾______？[，当地大气压为1标准大气压]
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率______。
5、一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____J．小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3．已知水的比热容是4.2×10 J/(kg℃)，天然气的热值是3.2×107J/m3．
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示是某品牌的小汽车，下表是小汽车的有关参数。请选择有关参数求解下列问题。求：
（1）小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压强；
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为，小汽车行驶过程中受到的阻力；
（3）若该车在同一条平直公路上以额定功率匀速行驶100km，则该汽车发动机的效率。（保留1位小数）
总质量 牵引力的额定功率
每个轮胎与地面的接触面积 每耗油量
汽油密度 汽油的热值 4.6×107J/kg
2、标准大气压下，一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃[已知c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
3、如图是一辆警车，空车质量为1800kg。某次执行任务时，警车以25m/s的速度沿水平路面匀速直线行驶时的输出功率为60kW。（g＝10N/kg）
（1）车上警员总质量为200kg，轮胎与路面接触的总面积为0.1m2，此车静止时对水平路面的压强是多少？
（2）警车以25m/s的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是多少？
（3）若警车发动机（柴油机）的效率为40%，以60kW的输出功率行驶10min，消耗多少千克的柴油？（柴油的热值取4.0×107J/kg）
4、质量为2千克的水温度升高5℃，求水吸收的热量Q吸。 [c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
5、氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，目前许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。【已知c水=4.2×103J/(kg·℃)，q氢=1.4×108J/kg】求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg、温度为20℃的水吸收，求水升高的温度。
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了“探究不同物质的吸热能力”，小华用两个相同的装置做了如图的实验。实验数据记录如下表:

物质 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃
水 60 36 3 62
食用油 60 36 3 82
（1）组装器材时，放置好酒精灯后，为了用酒精灯外焰加热，接下来应先安装 _________ （选填“温度计”或“石棉网”）并调整其高度；
（2）实验过程中用相同酒精灯加热，其目的是为了保证水和食用油在相同时间内 _________ 相同；本实验通过比较 _________ 来比较它们的吸热能力；
（3）分析表格中的数据可知，水和食用油相比， _________ 的吸热能力强；物理学用 _________ 来描述物质的这种特性。
2、如图，甲、乙、丙三图装置完全相同，燃料的质量、烧杯中液体的质量和初温都相同。
（1）为了得到质量相同的水和煤油，需要的测量工具是______；
（2）根据实验数据，小虎作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象，如图丁。观察图丁，写出一种比较比热容大小的方法：______；煤油和水的比热容之比是______；
（3）接下来比较酒精和煤油热值，小虎通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该______（选填“大”或“小”）一些，原因是______；
（4）小龙同学选择用两种燃料将甲、乙两个装置中的水均加热至相同温度，她试图通过测量______来反映这两种燃料热值的大小关系；
（5）实验室备有酒精温度计、煤油温度计和水银温度计（玻璃泡中液体质量相等），几种测温物质的相关数据如下表所示，为了减小热损失对实验的影响，应该选择______温度计。
测温物质 酒精 煤油 水银
比热容[] 2×103 2.1×103 0.14×103
标准气压下沸点（℃） 78 180~310 356.7
-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．夏天用电风扇吹风能使人感到凉爽，是因为电风扇加快了汗液的蒸发，从身体中吸收热量，使得人的温度降低，而空气的温度不会降低，故A错误；
B．从冰箱内取出的冰棍周围会冒“白气”，是空气中的水蒸气遇冷液化形成的小水珠，故B错误；
C．把10℃的面包放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，由于热传递，面包的温度会降低，质量不变，故面包的内能会减小，故C正确；
D．严寒的冬天，窗户玻璃上的冰花是水蒸气遇冷直接凝华形成的小冰晶，故D错误。
故选C。
2、C
【详解】
①③④图是通过做功方式将机械能转化为内能；②图是通过热传递方式将内能从高温物体转移给低温物体，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
3、C
【详解】
A．由于构成物质的分子间有间隙，且分子之间存在斥力，所以，固体难以被压缩，故A错误；
B．一切物体都具有内能，0℃以下的物体也有内能，故B错误；
C．四冲程内燃机的做功冲程中，是将内能转化为机械能，压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C正确；
D．扫地时尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。
故选C。
4、D
【详解】
A．加热器相同，说明加热器相同的时间内释放的热量相同，加热时间相同，故吸收的热量是相同的，故A错误；
B．加热时间相同，吸收相同的时间内，a升温快，说明a的比热容比较小，故B错误；
C．吸收热量相同，b物质温度升高慢，b的比热容大，故C错误；
D．吸收热量相同，b物质的末温度低，升温比较慢，故b的比热容大，故D正确。
故选D。
5、C
【详解】
A．任何物体都具有内能，不管温度多低，故雪的温度虽然低，但它的内能不为零，故A错误；
B．水比沙子的比热容大，故B错误；
C．霜是固态的小冰晶，由水蒸气遇冷直接凝华形成，故C正确；
D．大地内能的增加是太阳通过热辐射传给地球的，是通过热传递的方式增加大地的内能，故D错误。
故选C。
6、B
【详解】
A．用锋利的刀是为了减小受力面积增大压强，故A错误；
B．拖地时加大力度是通过增大压力从而增大滑动摩擦力，故B正确；
C．炒菜时菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方法改变食物的内能，故C错误；
D．水沸腾后继续加热，温度不会升高，保持温度不变，故D错误。
故选B。
7、B
【详解】
A．由题意可知，油和水的质量相等，都为，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，2min内水的温度由t0=20℃上升到t=50℃，则水吸收的热量为
2min内油吸收的热量与水吸收的热量相等，则油吸收的热量为
所以2min内油吸收的热量为6.3×103J，故A错误；
B．由题意可知，酒精的热值为q=3×107J/g，加热2min消耗了m酒精=1g=1×10-3kg的酒精，则完全燃烧1g酒精放出的热量为
则酒精灯的加热效率为
故B正确；
C．相同质量和相同初温的油和水吸收相同的热量，末温度越低表示物质吸热能力越强，所以油的末温比水的高，说明油吸热能力更弱，故C错误；
D．物质的吸热能力即比热容是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与其吸收的热量多少无关，故D错误。
故选B。
8、D
【详解】
A．CO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；
B．气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；
C．液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；
D．液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。
故选D。
9、D
【详解】
热机燃烧燃料放出的能量，有部分转化为提供热机动力的机械能，还有相当部分能量散失了。而汽油机的效率一般为20%~30%，则机械能约为
W机械能=ηW=30%×1000J=300J
散失的内能
W内能=W-W机械能=1000J-300J=700J
故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
10、C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、变大
【详解】
[1]活塞向左移动，外界对气体做功，如果不考虑热传递，则气体内能增加，温度升高。故温度计示数变大。
2、 增加 做功
【详解】
[1][2]把活塞迅速压下去，通过做功的方式，机械能转化为玻璃筒内空气的内能，空气温度升高，点燃硝化棉。
3、 A 大
【详解】
[1][2]由图像可知，当给A和B加热10min时，A由30℃升高到70℃，升高了40℃，B由20℃升高到40℃，升高了20℃，液体A升温较快，比热容较小，液体B升温慢，B的比热容比较大。
4、 热值大 无污染 45％
【详解】
（1）[1][2] 氢作为燃料的主要优点热值大、无污染。质量相同的燃料，热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水，对环境无污染。
（2）[3]氢燃烧后释放的热量
水吸收的热量
由可知，水的质量
（3）[4]2kg氢完全燃烧释放的热量
汽车发动机做的功
发动机的效率
5、 3.36×105 0.1
【详解】
一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10 J/(kg℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105 J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10 J/(kg℃)×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η=，则天然气需要放出的总热量为Q放===3.2×106 J．再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V===0.1m3．
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）小汽车静止在水平路面上，重力与支持力是一对平衡力，故有
对路面的压强为
（2）汽车匀速行驶的速度为
汽车匀速行驶，水平方向摩擦力与牵引力是一对平衡力，根据
可得
（3）牵引力所做的有用功为
消耗燃油的质量为
燃油燃烧放出的热量为
该汽车发动机的效率
答：（1）小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压强为；
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为，小汽车行驶过程中受到的阻力为；
（3）若该车在同一条平直公路上以额定功率匀速行驶100km，则该汽车发动机的效率为。
2、（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）100℃
【详解】
解：（1）水升高的温度
Δt＝70℃﹣20℃＝50℃
（2）水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃＝4.2×105J
（3）水升高的温度
Δt′＝＝40℃
t末＝70℃+40℃＝110℃＞100℃
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水升高的温度是50℃；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）水的末温是100℃。
3、（1）2×105Pa；（2）2.4×103N；（3）2.25kg
【详解】
解：（1）车静止时对水平路面的压力
F压=G=(m车+m人)g=(1800kg+200kg)×10N/kg=2×104N
对水平路面的压强
（2）警车以25m/s的速度水平匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，由
得到警车受到的阻力
（3）警车发动机做的功
W=Pt=60×103W×10×60s=3.6×107J
柴油完全燃烧释放的热量
消耗柴油的质量
答：（1）车上警员总质量为200kg，轮胎与路面接触的总面积为0.1m2，此车静止时对水平路面的压强是2×105Pa；
（2）警车以25m/s的速度水平匀速直线行驶时，所受阻力是2.4×103N；
（3）若警车发动机（柴油机）的效率为40%，以60kW的输出功率行驶10min，消耗2.25kg的柴油。
4、4.2×104J
【详解】
解：水吸收的热量
答：水吸收的热量为。
5、（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）300s
【详解】
解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q放=m氢q氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由Q吸=cmΔt可知，水升高的温度
（3）由题意可知，公交车所做的功
W=Q放=4.2×107J
由可知，这些热量能让该公交车匀速行驶的时间
答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）若这些热量全部被质量为200kg、温度为20℃的水吸收，水升高的温度为50℃；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶的时间为300s。
四、实验探究
1、 石棉网 吸收热量 升高的温度（末温） 水 比热容
【详解】
（1）[1]为了用酒精灯外焰加热,安装器材时应“自下而上”进行安装，因此接下来应先安装石棉网，并调整其高度。
（2）[2]实验过程中用相同酒精灯加热，其目的是为了保证水和食用油在相同时间内吸收的热量相同，这样就可以用时间来判断水和食用油吸收热量的多少，这是转换法思想。
[3]本实验是通过比较水和食用油吸收相同的热量时升高的温度的多少来比较它们的吸热能力。
（3）[4][5]分析表格中的数据可知，相同质量的水和食用油吸收相同的热量时，水升温更慢，说明水的吸热能力更强，物理学中用比热容来描述物质的这种特性。
2、 天平 使用相同的热源，加热相同时间，水和煤油的吸热相同，通过温度的变化来判断水和煤油的吸热能力，温度变化小的吸热能力强 1:2 小 水的比热容较大，温度变化不明显 消耗燃料的质量 水银
【详解】
（1）[1]用天平测量质量。为了得到质量相同的水和煤油，需要的测量工具是天平。
（2）[2]我们使用相同的酒精灯通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
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。由已知条件，根据图丁水和煤油的温度随加热时间变化的图象知，使用相同的热源，加热相同时间，水和煤油的吸热相同，通过温度的变化来判断水和煤油的吸热能力，温度变化小的吸热能力强。
[3]由表中数据，加热10分钟（吸热相同），水升高的温度为
83℃-68℃=15℃
煤油升高的温度为
98℃-68℃=30℃
根据，在质量和吸热相同的情况下，升高的温度与比热容与成反比，故则煤油的比热容是
（3）[4][5]比较不同燃料的热值大小，要用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，故应选用甲乙装置，根据，液体升温越高，则燃料放出的热量越多，这种燃料热值越大。小虎通过质量相同的燃料完全烧尽后水升高的温度来比较热值大小，烧杯中水的质量应该小一些，原因是水的比热容较大，温度变化不明显。
（4）[6]用两种燃料将初温和质量相同的水加热至相同温度，根据，水吸收的热量相同，根据，加热所需燃料的质量越小，燃料的热值越大，所以可以通过测量消耗燃料的质量来反映两种燃料热值大小关系。
（5）[7]当被测物体温度较高、质量较小时，为了使测量值更接近真实值，应该选比热容小的液体作为温度计的测温液体，这样液体升温快并且吸热没有那么多，而比热容大的升温慢并且吸收的热量会更多，因水银的比热容相对来说较小，所以应选择水银温度计。

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