达标测试沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评试卷(详解版)

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评
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、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．
2、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
3、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
4、如图所示，炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。

下列说法正确的是（）
A．白雪温度低，内能小B．岩浆温度高，内能大
C．白雪温度低，分子热运动停止D．岩浆温度高，分子热运动剧烈
5、下列有关热学知识的叙述中，正确的是（）
A．用砂轮磨刀，有火星迸出是采用做功的方式改变了物体的内能
B．一杯水的温度由30℃降低到10℃ ，放出热量，内能减小，比热容减小
C．一定质量的酒精完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大
D．夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水的比热大
6、关于热机的效率，下列说法正确的是（）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
7、下列说法中，正确的是
A．机械能为零的物体，内能一定不为零
B．0℃的冰变成0℃的水，温度不变，内能不变
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为内能转化成机械能
D．汽油机压缩冲程中，是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
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、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是（）
A．B．
C．D．
10、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。

由此可知（）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
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、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___________。

2、请根据如表中提供的信息，回答下列问题：
（1）由于水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石______，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区______；（两空均选填“大”或“小”）
（2）一杯质量为0.2kg的水，温度从70℃降到20℃，在此过程中，水放出的热量为______J，水的比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）冷却食品时，0℃的水与0℃的冰相比，用______冷却效果更好，你判断的依据是______。

3、为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间
后再快速冷却。

某工厂用天然气处理炉对质量为40kg的钢工件进行淬火处理，耗用0.25m3天然气将工件从20℃加热到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷却，淬火池中的水温度为20℃，质量为460kg，已知天然气热值q=4.0×107J/m3，钢的比热容c钢=0.46×103J/（kg•℃），水的比热容c水
=4.2×103J/（kg•℃），所耗用的天然气完全燃烧放出的热量 ___________J，钢工件与水开始达到热平衡的温度为___________℃。

（不计热量损失）
4、质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量的50%被质量为50kg的水吸收，则水的温度将升高______℃。

【已知：干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
5、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。

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、质量为2千克的水温度升高5℃，求水吸收的热量Q吸。

[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
2、质量为2kg的水温度升高5℃，求吸收的热量Q吸「c水=4.2×103J/kg·℃」
3、泰州“垃圾分一分，城市美十分”于2021年2月1日正式实行．在一定的条件下，1t某种分类后的垃圾能“榨”出126kg燃料油，该燃料油的热值为4.0×107J/kg。

求：
（1）126kg燃料油完全燃烧能放出多少焦的热量；
（2）合理利用（1）中的热量可以变废为宝，请完成以下生活应用；
①如这些热量全部被水吸收，可将多少kg的水从20℃升高到70℃；[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N，则汽车能运动多少m。

4、图甲是一种电热水龙头，图乙是其简化电路图。

旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。

已知R1、R2是电热丝，R1＝22Ω，热水挡的电功率是3.3kW。

求：
（1）S旋到温水挡时的电功率？
（2）电热丝R2的阻值？
（3）当S旋到热水挡时，1min能放出2kg、40℃的热水，若电热水龙头加热的效率是90%，则水的初温是多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），计算结果保留一位小数]
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1.2m3。

（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/m3）
（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，是我们在学习热学知识时做过的一些实验。

图甲：玻璃板的下表面接触水面，向上提起玻璃板时发现拉力大于玻璃板的重力。

图乙：大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧用打气筒给瓶中打气，瓶塞跳起。

图丙：将两个底面干净，平整的铅块紧压在一起，网个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开。

图丁：在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到小棉团燃烧。

请回答：
（1）图甲和图______两个实验现象产生的原因相同；
（2）图乙所示实验，当瓶塞跳起时，可以观察到瓶内出现了______；
（3）图乙和图丁两个实验均可说明______可以改变物体的内能。

2、在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲。

请你回答下列问题：
（1）图甲中，将试管放在装有水的大烧杯中加热的好处是_________；实验中某时刻温度计示数如图乙，该物质此时的温度为_________℃；
（2）根据实验数据描绘的该物质熔化时温度随时间变化的图像如图丙，图线中的BC段物质处于
_________态；熔化过程中物质温度_________（选填“升高”“降低”或“不变”），内能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。

-参考答案-
一、单选题
1、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。

2、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。

3、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。

4、D
【详解】
A．内能和质量温度都有关，白雪温度低，内能不一定小，故A错误；
B．内能和质量温度都有关，岩浆温度高，内能不一定大，故B错误；
C．白雪温度低，分子热运动的不剧烈，不是停止，故C错误；
D．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动的越剧烈，岩浆温度高，分子热运动剧烈，故D正确。

故选D。

5、A
【详解】
A．用砂轮磨刀，有火星迸出是因为磨刀时克服摩擦做功，采用做功的方式改变了物体的内能，将机械能转化为内能，故A正确；
B．一杯水的温度由30℃降低到10℃ ，放出热量，温度降低，内能减小，比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与温度、吸放热及内能无关，故比热容不变，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与燃烧程度无关，故C错误；
D．夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水蒸发吸热有致冷作用，故D错误。

故选A。

6、B
【详解】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。

B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。

故选B。

7、A
【详解】
A、一切物体都有内能，内能一定不为零，内能与机械能无关，故A正确；
B、0℃的冰变成0℃的水，温度虽然不变，但需要吸收热量，所以内能增加，故B错误；
C、反复弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为铁丝的内能，内能增大、温度升高，故C错误；
D、在压缩冲程中，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能，故D错误．
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、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．根据Q吸＝cm t，甲乙吸收热量相同，质量相等，t甲＞t乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cm t，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。

故选C。

二、填空题
1、 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。

2、小小 4.2×104不变0℃的冰见解析
【详解】
（1）[1][2]水的比热容比沙石的比热容大，由Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量时，水升高或降低的温度比沙石小，沿海地区的昼夜温差比内陆地区小。

（2）[3]水放出的热量
Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J
[4]比热容是物质的一种特性，水温度降低、状态不变，则水的比热容大小不变。

（3）[5][6]质量相同的0℃的冰和0℃的水，虽然温度相同，但是0℃的冰变成0℃的水多一个熔化吸热过程，直到冰全部熔化后温度才可能继续上升。

所以质量相同的0℃的冰和0℃的水，升高到相同温度，0℃的冰吸热更多一些，故质量相同的0℃的冰冷却效果更好。

3、 1×107 25
【详解】
[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q 放=Vq =0.25m 3×4×107J/m 3=1×107J
[2]设钢工件与水开始达到热平衡的温度为t ，根据题意可知，工件放出的热量等于水吸收的热量 =c m t c m t ∆∆钢钢钢水水水
即
0.46×103J/（kg•℃）×40kg×（550℃﹣t ）=4.2×103J/（kg•℃）×460kg×（t ﹣20℃） 解得：t =25℃。

4、40
【详解】
干木柴放出的热量
Q 放=m 干木柴q =1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J 由Q Q η=吸放
得，水吸收的热量 Q 吸=Q 放η=1.68×107J×50%=8.4×106J
由Q 吸=cm ∆t 得，水升高温度
()638.410J 404.210J /?50Q t cm kg kg
⨯===⨯⨯吸水℃℃ 5、 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。

三、计算题
1、4.2×104J
【详解】
解：水吸收的热量
()
34
Δ 4.210J/kg2kg5=4.210J
Q c m t⨯⋅⨯⨯⨯
吸水水
＝＝℃℃
答：水吸收的热量为4
4.210J
⨯。

2、4.2×104J
【详解】
解：水吸收的热量
Q吸=cm水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×5℃=4.2×104J
答：吸收的热量是4.2×104J。

3、（1）5.04×109J；（2）①2. 4 ×104kg，②3.78 ×105m
【详解】
解：（1）126kg燃料油完全燃烧能放出多少焦的热量
79
126kg 4.010J/kg=5.0410J
Q m q
=⨯
=⨯⨯
油
放
（2）①水升高的温度
217020
t t t-
∆=-=℃℃=50℃水吸收热量
Q Q =吸放
Q c m t ∆吸水水=
水的质量
9434.2105.0410J ==2.410kg J/kg 50Q Q m c t c t ⨯==⨯∆⨯⨯∆吸放水水水（℃）℃
②汽车匀速行驶，汽车的牵引力
3410N F f ==⨯
汽车对外做功
=W Q Fs η=放
汽车匀速行驶
95330% 5.0410J =3.7810m 410N Q s F η⨯⨯==⨯⨯放
答：（1）126kg 燃料油完全燃烧能放出5.04×109J 的热量；
（2）①如这些热量全部被水吸收，可将2. 4 ×104kg 的水从20℃升高到70℃；
②如这些热量的30%用来驱动汽车匀速行驶，汽车行驶时受到的阻力为4×103N ，则汽车能运动3.78 ×105m 。

4、（1）1100W ；（2）44Ω；（3）18.8℃
【详解】
解：（1）由图可知：热水挡时R 1、R 2并联，温水挡时只有R 1连入电路，温水挡时的电功率为
()2
2220V =2200W 22ΩU P R == （2）热水挡的电功率
3.3kW 3300W P 加热＝＝
电热丝R 2的功率为
21
3300W 2200W 1100W P P P 加热＝﹣＝﹣＝ 由
2
U P R
= 得，电热丝R 2的阻值为
()22
21220V =44Ω1100W U R P ==额
（3）当S 旋到热水挡时，1min 消耗的电能为
53300W?60s 1.98?10J W P t 加热
＝＝＝ 根据Q W η吸＝
得，水吸收的热量为 551.98?10J?90% 1.782?10J Q W η吸＝＝＝
由()0Q cm t
t 吸＝﹣得 ()
503?1.782?10J 40=18.84.2?10J/kg?C ?2kg Q t t cm =-=-吸℃℃ 答：（1）S 旋到温水挡时的电功率为1100W ；
（2）电热丝的R 2阻值为44Ω；
（3）水的初温是18.8℃。

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、 丙 大量的白雾 做功
【详解】
图甲：玻璃板的下表面接触水面，向上提起玻璃板时发现拉力大于玻璃板的重力，说明分子间有引力；图丙：将两个底面干净平整的铅块紧压在一起，网个铅块就会结合在一起，下面吊一个较重的物体也不会将它们拉开，说明分子间存在引力；
图乙：大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧用打气筒给瓶中打气，瓶塞跳起。

是因为气体对外做功，内能减小，温度降低，水蒸气液化形成小水滴，瓶内出现大量的白雾。

图丁：在厚壁玻璃筒中放入一小团硝化棉，用力迅速压下活塞，可以观察到小棉团燃烧。

因为外界对玻璃筒内气体做功，内能增大，温度升高，达到硝化棉的着火点，所以小棉团燃烧。

综上所述：
（1）[1]图甲和图丙两个实验现象产生的原因相同。

（2）[2]图乙所示实验，当瓶塞跳起时，可以观察到瓶内出现了大量的白雾。

（3）[3]图乙和图丁两个实验均可说明做功可以改变物体的内能。

2、均匀受热 38 固液共存不变增大
【详解】
（1）[1]图甲中，将试管放在装有水的大烧杯中加热，从图中可以看到，大烧杯中水的温度是均匀的，而试管中的固体，在大烧杯的水中，那么试管中的固体，在加热的过程中，受热均匀。

[2]从图乙可以看到，温度计的分度值为1℃，从下到上，温度示数在变大，是零上温度，它的读数为38℃。

（2）[3][4][5]从图丙可以看到，该物质熔化时，图线中的BC段，物质的温度保持不变，而晶体熔化时，温度保持不变，则可知道该物质为晶体，图线中的BC段，物质处于固液共存态；熔化过程中物质温度不变，但是该物质不断吸热，内能是增大的。