考点解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测评试卷(含答案详解)

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测评
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、下列说法正确的是（）
A．“钻木取火”是通过做功来改变物体的内能
B．内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程
C．物体的质量越大比热容越大
D．0℃的冰没有内能
2、“二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”，这是南宋大诗人陆游对成都的赞誉。

漫步在成都的这段“寻香道”，观花赏水，令人心旷神怡。

下列分析正确的是（）
A．闻到花香是分子做无规则运动的结果B．溪水的温度高低取决于水流的速度
C．阳光下湖水内能增加是通过做功的方式D．阳光下的石板温度升高，其比热容增大
3、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。

俗语中包含的物理知识，正确的是（）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
4、随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。

走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。

下列说法中正确的是（）
A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温
B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热
C．花香四溢不属于扩散现象
D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈
5、下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（）
A．冰熔化时温度不变，内能也不变
B．钻木取火利用热传递改变内能
C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
6、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火起飞，成功发射。

如图，火箭喷气发动机是利用燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速喷出，从而获得向前的动力。

下列与火箭发动机燃烧室工作原理一致的冲程是（）
A．B．
C．D．
7、甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了Δt，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了Δt，则两金属块的比热容关系是
（）
A．c甲＜c乙B．c甲=c乙C．c甲>c乙D．以上情况都有可能
8、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（）
A．四月的菏泽牡丹飘香，说明分子间有空隙
B．摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能
C．热机通过压缩冲程将机械能转化为内能
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高
9、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
10、冬天，人们常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
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、冬奥会冰壶比赛中，如图所示，在AB过程中，投手用水平方向的力推冰壶，使冰壶在粗糙程度相
同的冰面上做匀速直线运动，人对冰壶的推力___________冰面对冰壶的摩擦力；撤去推力，在BC过程中所受摩擦力___________；在CD过程中，队友刷冰是通过___________方式增加冰面内能，才使之熔化，从而___________摩擦。

2、今年6月17日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功以一箭三星的方式发射取得圆满成功，火箭______（选填“是”或“不是”）热机，加速上升阶段，卫星的机械能将______（选填“增大”、“不变”或“减小”）。

运载火箭常选用液氢等作燃料，主要是利用其______大的物理性质。

3、今年5月18日复课后，为了保障每位师生的安全，学校每天都要对公共场所喷洒84消毒液来进行消杀。

消杀过后，同学们都闻得到消毒液的味道，这是______现象；在治疗高烧病人时，可以采用敷冰袋的方式来退烧，这实际上就是采用______的方法来改变物体内能。

4、如图所示试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的 _____能转化为塞子的机械能，水蒸气内能_____（填“增加”或“减少”）。

四冲程汽油机工作过程中的 _____冲程与上述能量转化过程相同。

5、我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的_____很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是_____J。

（q煤气=4.2×107J/kg）｡
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、一辆汽车以20m/ s 的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg 汽油。

（汽油的热值q =4.6×107J/kg ）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。

2、淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提
高金属的硬度和强度。

现将一质量为1.5kg 的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：
（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？
（2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg 的水加热，在一标准大气压下水温升高多少摄氏度？[已知金属的比热容为0.49×103J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
3、把一质量为50g 的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间， 然后迅速投入100g 的初温为30℃的某种液体中，达热平衡后金属球的温度变为80℃。

已知金属球的比热容为
0.42×103J/( kg ·℃)，不计热量的损失。

（1）求此过程中，金属球放出的热量；
（2）求该液体的比热容；
（3）若该液体再吸收2.52×103J 的热量， 求该液体的末温。

4、氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交
车逐渐在很多城市投放使用。

氢的热值为1.4×108J/kg ，34.210J /(kg C)c =⨯⋅︒水，求：
（1）质量为0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？
（2）若放出的热量全部被初温为15℃的水吸收后，水的温度升高到65℃，则水质量是多少？
（3）燃烧0.5kg 的氢燃料可以使汽车做功4.2×107J ，则氢燃料公交车的效率为多少？
5、如今越来越多家庭采用“水地暖”进行取暖。

水地暖多以天然气为热源，利用管道内温度不高于60℃的热水循环，以热传递方式向室内供热。

某房间一段时间内循环流动的水质量为1000kg ，供水温度为55℃，出水温度为40℃，消耗天然气为1.2m 3。

（1）这段时间水向外界放出多少热量？（水比热容为4.2×103J/(kg·℃)）
（2）这段时间天然气放出多少热量？（天然气热值为7×107J/m 3）
（3）该水暖的热效率为多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，是比较不同物质的吸热情况的实验装置，烧杯中装有质量相同，初温相同的甲乙两种液体。

小英将相同的电加热器分别浸没在甲乙两种液体中，同时开始加热，每隔一段时间记录甲乙两
种液体的温度值。

请按要求完成下列问题：
（1）甲乙两种液体吸收热量的多少可通过________比较（选填“液体升高的温度”或“加热时间”）；
（2）下图是根据实验数据绘制的图像，分析可知甲比乙的比热容________（填“大”、“小”）。

若从甲乙液体中选取作为暖手袋的供热物质，则应选________（填“甲”、“乙”）。

2、小王和小明利用如图两套装置探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。

（1）在组装器材时应先调节______（选填“A”或“B”）的高度；两个实验中都要控制______（选填“燃料”或“杯中液体”）质量相等；
（2）在探究“不同物质吸热升温”的特点时，物质吸热的多少是通过______反映的；在探究“燃料
燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过______来反映的。

（填写序号）
A．温度计上升的示数B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图象（不计热量的损失），则根据图象可计算出，探究“不同物质吸热升温的现象”中，图象一和图象二表示两种物质的比热容之比为______，“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为______。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．“钻木取火”将机械能转化为内能，涉及能量转化，故是通过做功来改变物体的内能，故A正确；
B．内燃机的吸气冲程没有涉及能量转化，故B错误；
C．比热容是物体的特性，描述物质吸收热量的能力，比热容的大小与质量无关，故C错误；
D．由于分子是在永不停息的做无规则运动，故任何物体都具有内能，故D错误。

故选A。

2、A
【详解】
A．闻到花香是由于分子在永不停息地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中，进入人的鼻子从而闻到香味，故A正确；
B．由Q=cmΔt可知，溪水的温度高低与溪水的质量和吸收的热量等因素有关，与水流的速度无关，故B错误；
C．阳光下湖水通过吸收太阳辐射的热量使得其内能增加，这是通过热传递的方式增加内能，故C错误；
D．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度无关，故阳光下的石板温度升高，其比热容不变，故D错误。

故选A。

3、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。

故选C。

4、D
【详解】
A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误；
B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B 错误；
C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误；
D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。

故选D。

5、D
【详解】
A．冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误；
B．钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误；
C ．水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。

用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C 错误；
D ．高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D 正确。

故选D 。

6、C
【详解】
火箭的喷气发动机工作时，燃料燃烧产生高温高压的气体，经喷管向后高速喷出，从而获得向前的动力，使火箭发射出去，燃料燃烧时将化学能转化为内能，然后再将内能转化为火箭的机械能。

A ．该图中进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程，没有能量的转化，故A 不符合题意；
B ．该图中两个气门关闭，活塞上行，为压缩冲程，是机械能转化为内能，故B 不符合题意；
C ．该图中两个气门关闭，活塞下行，为做功冲程，内能转化为机械能，故C 符合题意；
D ．该图中进气门关闭、排气门打开，活塞上行，为排气冲程，没有能量的转化，故D 不符合题意。

故选C 。

7、A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了Δt ，根据ΔQ cm t ，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD 不符合题意，A 符合题意。

故选A 。

8、C
【详解】
A ．四月的菏泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A 错误；
B．摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；
C．热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；
D．暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。

故选C。

9、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。

10、B
【详解】
人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。

故选B。

二、填空题
1、等于不变做功减小
【详解】
[1] 冰壶在做匀速直线运动，所以处于平衡状态，要受到平衡力的作用，所以水平方向上人对冰壶的
推力等于冰面对冰壶的摩擦力。

[2]滑动摩擦力大小只与压力小和接触面粗糙程度有关，撤去推力后，压力小和接触面粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小也不变。

[3] [4]不断的刷冰通过做功的方式使冰面的温度升高，内能增大，让冰熔化成水，使冰面变得光滑，从而减小滑动摩擦力，让冰壶运动的更远。

2、是增大热值
【详解】
[1]热机是将内能转化为机械能的机器，火箭是热机的一种。

[2]火箭加速上升阶段，卫星的质量不变、速度增大，动能增大，质量不变、高度增大，重力势能增大，卫星的机械能增大。

[3]运载火箭常选用液氢、煤油等作燃料，选择依据主要是密度小、热值大。

3、扩散热传递
【详解】
[1]同学们能闻到消毒液的味道，是因为分子在永不停息地做无规则运动，这是扩散现象。

[2]高烧病人温度高，而冰袋温度低，当冰袋与病人接触时，热量从病人传递给冰，冰吸热熔化，病人放出热量后，温度降低，内能减小，故这是采用热传递的方法来改变物体的内能的。

4、内减少做功
【详解】
[1][2]当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子推出，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故水蒸气内能减少。

[3]四冲程汽油机的四个冲程分吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

其中做功冲程将内能转化为机械能，故四冲程汽油机工作过程中的做功冲程与上述能量转化过程相同。

5、热值 4.2×108
【详解】
[1]在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大。

[2]1kg 煤气气完全燃烧放出的热量
771kg 4.210J/kg=4.210J Q mq ==⨯⨯⨯放
1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量
7810 4.210J 10=4.210J Q Q '=⨯=⨯⨯⨯放放
三、计算题
1、（1）3.6×106J ；（2）1.38×107J ；（3）26.1%
【详解】
解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶，则水平方向上所受牵引力和摩擦力是一对平衡力，所以牵引力 F =f =1200N
牵引力所做的功
W =Fs =1200N×3×1000m=3.6×106J
（2）汽油完全燃烧放出的热量
Q 放=mq =0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×107J
（3）发动机的效率
673.61.3810J 100%26.1%10J
W Q η=⨯⨯=⨯=放 答：（1）牵引力做了3.6×106J 的功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J ；
（3）发动机的效率为26.1%。

2、（1）2.94×105J ；（2）65℃
【详解】
解：（1）金属块放出的热量
Q 放=c 金m 金Δt 金=0.49×103J/(kg•℃)×1.5kg×(420℃-20℃）=2.94×105J
（2）由题知，水吸收的热量
Q 吸=Q 放=2.94×105J
由Q 吸=cm Δt 得，水升高的温度为
Δt =Q c m 吸水水= ()532.9410J 4.210J /?1kg kg
⨯⨯⨯℃=70℃ 水的末温为
t 水=Δt +t 0水=70℃+35℃=105℃
因为一个标准大气压下水的沸点是100℃，所以水温升高到100℃后水温不再上升，则水实际上升的温度为
Δt 水=100℃-35℃=65℃
答：（1）金属块在冷却过程中放出热量为2.94×105J ；
（2）若把这些热量给35℃、1kg 的水加热，在一标准大气压下水温升高65℃。

3、（1）2.1×104 J ；（2）4.2×103 J/(kg ·℃)；（3）86℃
【详解】
解：（1）从开始投入某液体中到热平衡的过程中，金属球放出的热量
Q 放=c 金m 金(t 金-t )=0.42×103J/(kg ·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
（2）根据Q 放=Q 吸=cm (t -t 0)可得，该液体的比热容
c =()0Q m t t -吸= ()
42.110J 0.18030kg ⨯⨯-℃℃=4.2×103J/(kg ·℃) （3）若该液体再吸收2.52×103J 的热量，则该液体升高的温度
t 升='Q cm
吸= ()332.5210J 0.1 4.210J /?kg kg ⨯⨯⨯℃=6℃ 所以该液体的末温
t 末=80℃+6℃=86℃
答：（1）此过程中，金属球放出的热量是2.1×104J ；
（2）该液体的比热容是4.2×103J/(kg ·℃)；
（3）该液体的末温是86℃。

4、（1）8.4×107J ；（2）400kg ；（3）60%
【详解】
解：（1）质量为0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量
Q 放1＝m 1q ＝0.6kg×1.4×108J/kg ＝8.4×107J
（2）放出的热量全部被初温为15℃的水吸收，则有
Q 吸＝Q 放1＝8.4×107J
由Q 吸＝cm (t ﹣t 0)可知，水的质量
73400kg Δ 4.210J /(kg C)(658C 15C)
.410J Q m c t ===⨯⋅︒⨯︒-︒⨯吸水水 （3）燃烧0.5kg 的氢燃料放出的热量
Q 放2＝m 2q ＝0.5kg×1.4×108J/kg ＝7×107J
公交车的效率
774.210J %%710J
10060W Q η==⨯⨯=⨯放2 答：（1）质量为0.6kg 的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4×107J ；
（2）水的质量为400kg ；
（3）氢燃料公交车的效率为60%。

5、（1）6.3×107J ；（2）8.4×107J ；（3）75%
【详解】
解：（1）这段时间里水向外界放出的热量
Q =cm 水(t 0-t )=4.2×103J/(kg·℃)×1000kg×(55℃-40℃)=6.3×107J
（2）消耗天然气为1.2m 3，天然气热值为7×107J/m 3，这段时间天然气的热量
Q 放=Vq =1.2m 3×7×107J/m 3=8.4×107J
（3）则水暖的热效率为
776.310J 100%100%75%8.410J Q Q η⨯=
⨯=⨯=⨯有用
放 答：（1）这段时间里水向外界放出6.3×107J 的热量；
（2）天然气放出8.4×107J 的热量；
（3）水暖的热效率为75%。

四、实验探究
1、 加热时间 小 乙
【详解】
（1）[1]由于两个加热器相同，相同时间产生的热量相同，故甲乙两种液体吸收热量的多少可通过加热时间来反映。

（2）[2]如图所示，加热相同的时间，即吸收相同的热量，甲液体的温度上升的多，根据Q cm t =∆吸可知，等质量的两种液体，甲的温度变化比乙的温度变化大，则甲的比热容比乙小。

[3]由于乙的比热容大于甲的比热容，等质量的甲乙两种液体，在改变相同温度时乙放出或吸收的热量比甲更多，故若从甲乙液体中选取作为暖手袋的供热物质，则应选乙。

2、 A 杯中液体 B A 3:8 2:1
【详解】
（1）[1]组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A 部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的B 部分，这样可以避免重复调整。

[2]探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象”，实验采用控制变量法，根据Q cm t =∆和Q mq =可判断，两个实验都需要控制被中液体质量m 相等。

（2）[3]在探究“不同物质吸热升温”的特点时，物质物质吸热的多少是通过加热时间反映的，加热时间越长，反映该物质吸收的热量越多，这是实验中的转换法，故B 符合题意。

故选B 。

[4]在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过温度计上升的示数来反映的，温度计上升的示数越大，反映燃料放热越多，故A 符合题意。

故选A 。

（3）[5]“不同物质吸热升温的现象”中，由两种液体温度随时间变化的关系图像，升高10°C，图像一对应的物质加热15分钟；图像二对应的物质加热40分钟，由转换法知，两种物质吸收热量之比为
15min:40min ＝3:8
根据Q ＝cm Δt ，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为3:8；
[6] 根据Q mq =可知，燃料热值Q q m
=，图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为 ()()12121212::::50-30:40-302:1Q Q q q Q Q t t m m
===∆∆==℃℃℃℃。