综合解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试试卷(含答案详解版)

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试
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、小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
3、下列说法正确的是（）
A．0℃的物体内能为零B．0℃的等质量的水和冰的内能相等
C．同一物体温度升高，内能增大D．甲传热量给乙，说明甲内能大
4、下列说法中正确的是（）
A．把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小
B．热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体
C．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D．燃料燃烧得很充分，它的热值也不变
5、陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。

如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。

下列说法正确的是（）
A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力
B．热茶暖手是通过做功改变物体的内能
C．绿色的茶叶吸收绿光
D．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动
6、下列实例，通过做功改变物体内能的是（）
A．晒太阳B．搓手取暖C．用电褥子取暖D．向双手哈气取暖
7、冬泳逐渐成为人们喜爱的锻炼方式，关于冬泳的情景下列描述正确的是（）
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是液体汽化形成的
B．出水后有风吹过感觉更冷是由于体表水分蒸发加快吸热
C．水易流动且没有固定形状说明水分子间没有作用力
D．上岸后通过“烤火”取暖主要是做功改变了人体的内能
8、有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是( )
A．燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B．燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多
C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D．以上说法均不正确
9、以下四幅图中，说法正确的是（）
A．图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的做功冲程相同，都是机械能转化为内能
B．图乙所示，小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能减少
C．图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能
D．图丁所示，下落的小球压缩弹簧到最短过程中，小球的动能一直减少
10、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）
A．0℃的冰块内能为0 B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
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、2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。

加速上升过程中，火箭燃料的___________能转化为燃气的内能，卫星的机械能
___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。

2、小王在滑梯上加速下滑的过程中，她所具有的重力势能减小，动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时，她也觉得臀部略微发烫，这是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能。

3、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。

4、使用清洁能源天然气有助于国家提出的2060年前实现碳中和的目标。

小明同学用他家的天然气灶将质量为2kg，初温为15℃的水加热到95℃，水吸收的热量是_______J：若此过程的热效率为40%，则此过程消耗天然气_______m3。

（水的比热容为4．2⨯103J/（kg·℃），天然气热值为4.2⨯107/m3）
5、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。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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。

2、菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150℃到180℃之间。

某酒店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从10℃加热到160℃（未沸腾），求：
（1）菜油吸收的热量(c菜油取2.0×103J/（kg·℃）)；
（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0×107J/m3）？
3、图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖气工作时S处于闭合状态；电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。

请完成下列问题：
（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是多少？
（3）若某房间内（假设房间密闭）空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为
1.1×103J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？
4、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为6.8×106J，这些能量相当于完全燃烧0.2kg的木
炭才能得到；若将这些木炭用来烧水，可以使10kg的水温度升高17℃，已知水的比热容为
4.2×103J/（kg·℃）。

求：
（1）木炭的热值；
（2）10kg 的水温度升高17℃所吸收的热量；
（3）此炭炉烧水的效率。

5、如图是小芳家新买的轿车，该车部分参数如下表。

求
（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强多大？（轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，
g=10N/kg）
（2）若该车以最大输出功率行驶10min，需要消耗多少千克汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、（1）为完成“探究平面镜成像特点”实验，小渝选择了如图甲所示的实验装置。

①小渝把点燃的蜡烛A放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B，小渝应在______（选填“A”或“B”）蜡烛一侧观察玻璃板中的象；
②当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻板所成像的大小将_______（选填“变大”“不变”或“变小”）；
③移去蜡烛B，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A的像。

说明平面镜所成的像是
________（选填“实”或“虚”）像；
（2）如图乙所示，是“探究物质的熔化规律“的实验装置。

实验时先将固体物质和温度计分别放入试管内，再放入大烧杯的水中，观察固体的熔化过程。

①试管内物质在熔化过程中，某时刻温度如图丙所示，读数方法正确的是______（选填“B”或“C”）；
②某同学根据实验记录的数据描绘出该物质的温度随时间变交化的图像（图丁ABCDE），则可知该物质是_______（选填“晶体”或“非晶体”），该物质熔化过程中其内能将_______（选填“减
少”“增加”或“不变）。

2、为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，实验室中准备了以下仪器：两个规格相同的电加热器，两个相同的酒精灯，火柴，两个相同的烧杯，适量的水和食用油，两支温度计，手表，铁架台。

（1）为了完成实验，还需要的测量仪器有______；
（2）为了准确地控制物体吸收热量的多少，在上述提供的热源中，选______比较合理；
（3）本实验中通过______来确定吸收热量的多少。

记录的实验数据如下：
（4）分析表中的实验数据可知；质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，食用油吸收的热量小
于水吸收的热量，即如果吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，______（选填“食用油”或“水”）升高的温度更高。

-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、D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。

故选D。

3、C
【详解】
A．一切物体都有内能，故0℃的物体也有内能，即0℃的物体内能不为零，故A错误；
B．水结成冰时，要放出热量，内能减小，所以质量相等的0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，故B 错误；
C．同一物体，质量一定，温度升高，其内能增大，故C正确；
D．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，不能说明甲内能大。

故D错误。

故选C。

4、D
【详解】
A．比热容只和物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；所以，柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容不变，故A错误；
B．热传递中传递的是热量（能量），不能说传递温度，故B错误；
C．因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误；
D．单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，热值与质量和是否完全燃烧无关，只与燃料种类有关，故D正确。

故选D。

5、D
【详解】
A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；
B．改变物体内能的方式有两种分别是做功和热传递，热茶暖手是把热茶的热量传递给手，是通过热传递改变内能的，故B错误；
C．不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，绿色的茶叶是因为茶叶反射绿光，故C错误；
D．茶香袭人是扩散现象，是因为茶叶分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。

故选D。

6、B
【详解】
A．改变物体内能的两种方法是做功和热传递，晒太阳是通过热传递的方法改变物体内能的，故A不符合题意；
B．搓手取暖，此时克服摩擦力做功，故是通过做功的方法改变物体内能的，故B符合题意；
C．用电褥子取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故C不符合题意；
D．向双手哈气取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故D不符合题意。

故选B。

7、B
【详解】
A．冬泳运动员口中呼出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，故A错误；
B．在有风时出水后感觉特别冷，是由于风加快了人体表水分的蒸发，而体表水蒸发吸热，导致人体内能减小，温度降低，故B正确；
C．水易流动且没有固定形状，说明水分子间作用力较固体分子间的作用力弱，而不是没有作用力，故C错误；
D．上岸后通过“烤火”取暖使人体吸收火的内能，使身体内能增加，温度升高，主要是热传递改变了人体的内能，故D错误。

故选B。

8、D
【详解】
A、燃料燃烧的过程中,是将化学能转化为内能的过程,故A错误;
B、燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系,因此热值大的燃料不一定放出的热量多,故B错误;
C、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故C错误
所以D选项是符合题意的.
【点睛】
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关.
9、B
【详解】
A．塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．小孩从滑梯上面匀速滑下时，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，机械能减少，故B正确；
C．搓手的过程是通过做功的方式改变内能，故C错误；
D．在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，即小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误。

故选B。

10、D
【详解】
A．一切的物体都有内能，0℃的冰块内能不为0，故A错误；
B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能转化为机械能，内能减少，故C错误；
D．热量从高温物体传给低温物体，两个发生热传递的物体之间一定存在温度差，故D正确。

故选D。

二、填空题
1、化学增大
【详解】
[1]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。

[2]卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。

2、 增大 做功
【详解】
[1]小王在滑梯上加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，故其动能增大。

[2]在下滑的过程中，要克服滑梯的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，使得臀部略微发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能。

3、 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。

4、 56.7210⨯ 0.04
【详解】
[1] 水吸收的热量是
()()35Δ=4.210J/kg 2kg 95-15=6.7210J Q cm t =⨯⋅⨯⨯⨯吸℃℃℃
故水吸收的热量是56.7210J ⨯。

[2] 若此过程的热效率为40%，则天然气的释放的热量为
566.7210J 10J 640=.8%=1Q Q η⨯⨯=吸
放 则天然气的体积为
63734.110.6J 18==0.04m /02m J Q V q ⨯⨯=放
则天然气的体积为30.04m 。

5、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。

三、计算题
1、（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′＝
5
3
3.3610J
4.210J/(kg)2kg
Q
c m
'⨯
=
⨯⋅⨯
吸
水
℃
＝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℃。

2、（1）5610J ⨯；（2）231.510m -⨯
【详解】
解：（1）菜油的质量m =2kg ，比热容为c 菜油=2.0×103J/（kg·℃），菜油的初始温度为t 0=10℃，末温度为t =160℃，菜油吸收的热量为
()()()350 2.010J/kg 2kg 16010610J Q c m t t =-=⨯⋅⨯⨯-=⨯吸菜油℃℃℃
（2）由题意得，天然气的热值为q =4.0×107J/m 3，天然气完全燃烧释放的热量为
5610J Q Q ==⨯吸放
由Q 放=qV 得，完全燃烧天然气的体积为
52373610J 1.510m 4.010J/m Q V q -⨯===⨯⨯放
答：（1）菜油吸收的热量为6×105J ；
（2）菜油吸收的热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧1.5×105m 3的天然气。

3、（1）88Ω；（2）1.98×106J ；（3）15℃
【详解】
解：（1）闭合S 1为“低温”档，R 1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻
R 1＝22
(220V)=550W
U P 低＝88Ω （2）闭合S 1为“低温”档，R 1单独接入电路，单独闭合S 2为“中温”档，高温档为S 1、S 2同时闭
合，R 1、R 2并联，电路的总电阻最小，由2
U P R
=可知电路的总功率最大，处于高温档，高温档的功率
P 高温＝P 低温+P 中温＝550W+1100W ＝1650W
电暖气的高温档正常工作20min ，放出的热量
Q 放=W =P 高温t =1650W×20×60s=1.98×106J
（3）空气吸收的热量
Q 吸＝ηQ 放＝50%×1.98×106J ＝0.99×106J
房间的空气温度升高
()630.9910J Δ 1.110J /kg 60kg
Q t cm ⨯==⨯⋅⨯吸℃＝15℃ 答：（1）“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；
（2）“高温”档正常工作时20min ，消耗的电能是1.98×106J ；
（3）此房间的空气温度升高15℃。

4、（1）3.4×107J/kg ；（2）7.14×105J ；（3）10.5％
【详解】
解：（1）由题可知，完全燃烧0.2kg 的木炭放出的能量约为6.8×106J ，故木炭的热值为
673.4J /kg 0.6.8102kg J 10Q q m =⨯⨯==放
（2）10kg 的水温升高17℃所吸收的热量为
()354.210J /kg 10kg 177.1410J Q c m t =∆=⨯⋅⨯⨯=⨯吸水水℃℃
（3）炭炉烧水的效率
657.1410J 100%100%10.5%6.810J
Q Q η⨯=⨯=⨯=⨯吸放 答：（1）木炭的热值为3.4×107J/kg ；
（2）10kg 的水温度升高17℃所吸收的热量为7.14×105J ；
（3）此炭炉烧水的效率为10.5%。

5、（1）1.5×105Pa ；（2）0.4kg
解：（1）轿车质量为
m =1.8t=1.8×103kg
根据重力得计算公式可得，轿车的重力为
34 1.810kg 10N/kg 1.810N G mg ==⨯⨯=⨯
因为轿车静止在水平地面上，所以，轿车对水平地面的压力为
F 压=
G =1.8×104N
受力面积，即车轮与地面的总接触面积为
S =0.12m 2
跟据压强的计算公式可得，轿车对水平地面的压强为
4521.810N 1.510Pa 0.12m
F p S ⨯⨯===压 （2）由
W P t
= 可得，该车以最大输出功率行驶10min ，做的有用功为
369.210W 1060s 5.5210J W Pt ==⨯⨯⨯=⨯
根据
100%W Q η=⨯有
放
可得
675.5210J 1.8410J 30%W Q η⨯===⨯放
放 由
可得，需要完全燃烧汽油的质量为
771.8410J 0.4kg 4.610J/kg
Q m q ⨯===⨯放 答：（1）该车静止在水平地面上时，对地面的压强为1.5×105Pa ；
（2）若该车以最大输出功率行驶10min ，需要消耗4kg 汽油。

四、实验探究
1、 A 不变 虚 B 晶体 增加
【详解】
（1）①[1]小渝把点燃的蜡烛A 放在玻璃板前，还要在玻璃板的后面放一支外形相同但没有点燃的蜡烛B ，因平面镜成像的原理是光的反射现象，故小渝应在A 蜡烛一侧观察玻璃板中的象。

②[2]平面镜成的像与物大小相等，当把蜡烛靠近玻璃板时，蜡烛在玻板所成像的大小将不变。

③[3]实像是由实际光线会聚成的，能呈现在光屏上，而虚像是由实际光线的反向延长线形成的，不能呈现在光屏上。

移去蜡烛B ，在其原位置放置一块光屏，光屏上不能得到蜡烛A 的像，说明平面镜所成的像是虚像。

（2）①[4]温度计读数时，视线应该与液柱上表面相平，因此读数方法正确的是B 。

②[5][6]根据该物质的温度随时间变交化的图像知，第3至6分钟温度保持不变，则可知该物质是晶体，该物质熔化过程中要吸收热量，故其内能将增加。

2、 天平 两个规格相同的电加热器 加热时间 食用油
【详解】
（1）[1]物体吸收热量的多少与质量、比热容和温度的变化量有关，为探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，需要保持质量相同，故需要天平来测量液体的质量。

（2）[2]由于酒精灯加热时火焰温度不稳定，难以保证相同时间产生相同的热量，所以应选择两个规格相同的电加热器，功率相同时放出的热量更稳定。

（3）[3]热量的多少难以直接测量，实验选用相同的加热器，可以保证在相同的时间产生相同的热
量，本实验通过加热时间来确定吸收热量的多少，采用了转换法。

（4）[4]质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，食用油吸收的热量小于水吸收的热量，表明食用油的比热容小，根据热量计算公式Q cm t =∆吸，在吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，食用油的比热容小，温度变化量大，即食用油升高的温度更高。