九年级物理上册 第十二章　内能与热机 单元测试卷（沪粤版 2024年秋）

九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试卷（沪粤版2024年秋）一、填空题(每空2分，共20分)1.如图所示，小宇做了一个简单的思维导图来弄清楚“热量”“内能”与“温度”的关系，则图中①处应填________。(第1题)2.飞机在万米高空飞行时，机舱外的温度低至－50℃，舱外气压比舱内气压低得多。要使舱内获得新鲜空气，必须用压缩机把新鲜空气从舱外压进舱内。在这个过程中，压缩机对空气做功，使空气的内能________(填“增大”“减小”或“不变”)，空气的温度可升高到50℃。3.“卡路里”简称“卡”，是热量的一个单位，现在仍被广泛使用在营养计量中，“卡”是这样规定的：1卡等于在1个标准大气压下，1g水温度升高1℃吸收的热量，那么1卡等于________J。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]4.汽车发动机工作时把内能转化为机械能，当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率________(填“升高”“不变”或“降低”)。5.如图是小明同学设计的简易实验装置，用手握住烧瓶的外壁，会看到液柱向左移动。这是因为空气受热膨胀对液柱做功，此能量转化过程与热机的________冲程的原理相同。(第5题)6.如图所示为一种防风打火机，这种打火机在出气口上方设计了一个金属网罩，点火后网罩温度很快升到很高，当火焰被风吹灭后，打火机内喷出的燃气又会被灼热的网罩重新点燃。制成网罩的金属必须选用熔点高、比热容______(填“大”或“小”)的材料。(第6题)7.已知某品牌的卡式炉在一次加热水的过程中其热效率为63%，在此过程中，完全燃烧0.2m3的丁烷气将40kg初温为15℃的水加热到45℃，则丁烷气的热值为________J/m3。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]8.如图是一种新型的金属冰块，相较于普通冰块，金属冰块使用起来更加方便，且可无限次循环使用。茗茗将每块质量为125g且质量相等的四块金属冰块冷冻至－20℃后，迅速取出放入另一个装有200g水的杯中，容器中水温为30℃，放入金属块后水温最终下降到20℃，在这个过程中，若不计热量损失，该金属冰块的比热容为__________J/(kg·℃)。(第8题)9.某型号汽车单缸四冲程内燃机1s内对外做功15次。若做功冲程推动活塞一次做功1200J，则该内燃机工作时的功率是________W。10.热机的广泛使用从根本上改变了我们的世界。现有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是54，消耗柴油的质量之比是32。则它们的效率之比是________。二、选择题(每题2分，共14分)题序11121314151617答案11.关于热学的知识，下列说法正确的是()A.热量可以从内能小的物体向内能大的物体传递B.冰在熔化过程中，内能和温度都保持不变C.使燃料燃烧更充分，可以提高燃料的热值D.夏天人们喜欢往地上洒水降温，是利用水的比热容较大的性质12.水壶中的水烧开后，壶盖会向上跳动。以下四个事例中能量转化与之相同的是()(第12题)A.甲、丙 B.甲、丁C.乙、丙 D.乙、丁13.下图中，昼夜温差最小的是()14.有质量和初温都相同的甲、乙两个物体，将甲投入一杯冷水中，水的温度升高Δt，取出甲物体，再将乙物体投入这杯冷水中，水的温度又升高Δt，不计热量损失，则()A.甲的比热容较大B.乙的比热容较大C.甲、乙的比热容一样大D.无法比较15.上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏将空气吸入气室，压缩后推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么()(第15题)A.当海水上升时，空气的内能转化为海水的机械能B.当海水下降时，是活塞吸力将空气吸入气室C.当海水下降时，气流推动涡轮机带动发电机发电D.当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程16.如图所示为探究热传递过程中，高温物体、低温物体温度变化的特点。将盛有30℃冷水的小烧杯，放进盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器，测量两杯水的温度变化。有关说法错误的是()(第16题)A.冷水吸收的热量等于热水放出的热量B.热水温度下降比冷水温度升高得快C.冷水和热水到达同一温度的时间相同D.热水的质量可能小于冷水的质量17.质量相等的甲、乙两种不同液体，装在相同的容器中，用相同的电加热器加热，其温度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是()(第17题)A.乙液体在1min后可能处于固液共存态B.甲、乙的比热容之比为21C.升高相同温度，甲吸收的热量更少D.3min后甲的内能保持不变三、实验题(第18题4分，第19题8分，共12分)18.在“比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量”实验中。(第18题)(1)由于燃料充分燃烧放出热量的多少不仅与燃料种类这一个因素有关，因此实验时必须控制酒精和碎纸片的质量相等；实验中还需控制被加热的水的质量和初温均相同，以便于____________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如图是小明安装好的实验装置，其中存在的错误是____________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)小华纠正了小明的错误，又组装了一套相同的实验装置，备好秒表。在两个燃烧皿中分别加入准备好的酒精和碎纸片，读出水的初温后，进行如下操作：①先点燃酒精，再点燃碎纸片；②保证酒精和碎纸片燃烧时间相同，读取温度计的示数；③待酒精和碎纸片充分燃烧结束，分别读取温度计的示数。小红认为上述操作中，操作________是错误的。小明根据正确操作获得的数据，算出了燃料的热值，发现结果小于该燃料的实际热值，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。19.在研究“不同物质的吸热本领”实验中：(第19题)(1)取______(填“质量”或“体积”)和初温都相同的甲、乙两种液体，分别装入相同烧杯中，用相同的加热器加热，如图A所示；(2)图B为某时刻的温度，其示数为______℃；(3)实验中可通过____________(填“加热时间”或“温度计示数”)反映物质吸收热量的多少，这是科学探究中常见的方法，为________法；(4)分析图C可知，吸收相同热量，________液体升温更高，________液体吸热能力较强；________液体更适合作汽车发动机的冷却液；(均填“甲”或“乙”)(5)若甲、乙液体从图C所示的初温分别升高到40℃和35℃，吸收热量之比为21，则甲、乙液体的比热容之比为______。四、计算与推导题(第20题8分，第21题8分，第22题8分，共24分；解答要有必要的公式和过程)20.小明学习了燃料的热值后，试测量天然气的热值。于是，他在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，用温度计测量水从20℃升温至80℃的过程中，观察到天然气表的数字变化了0.035m3。他通过上网查阅得知天然气灶的效率约为36%，已知水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)。(1)在这个过程中水吸收了多少热量？(2)请你帮小明算出天然气的热值。21.现有一杯初温为t1的热水和一杯初温为t2的冷水，已知热水质量是冷水质量的两倍(不计热量损失)，推导：这两杯水混合成温水时的末温t(用t1、t2表示)。22.新能源的开发及利用正逐步走入寻常百姓家。若已知液态氢的热值是1.4×108J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)。试计算：(1)我国第4代运载火箭一般使用液态氢作为燃料，某火箭发射时携带3×104kg液态氢燃料。这些燃料完全燃烧，最多能将多少千克初温为20℃的水加热至沸腾？(当地大气压为标准大气压)(2)氢能源车的发动机工作时，将液态氢转化为氢气，氢气在气缸中燃烧提供动力。某次测试中，一辆氢能源车以75kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率(小数点后保留一位小数)。答案一、1.热传递2.增大3.4.24．降低5.做功6.小7．4×107点拨：水吸收的热量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(45℃－15℃)＝5.04×106J；热效率为63%，则丁烷气完全燃烧放出的热量Q放＝eq\f(Q吸,η)＝eq\f(5.04×106J,63%)＝8×106J；丁烷气的热值q＝eq\f(Q放,V)＝eq\f(8×106J,0.2m3)＝4×107J/m3。8．420点拨：水放出的热量Q放＝c水m水(t0－t)＝4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(30℃－20℃)＝8.4×103J；不计热量损失，则Q吸＝Q放＝8.4×103J，金属块变化的温度Δt金＝t－t0金＝20℃－(－20℃)＝40℃，金属块的比热容c＝eq\f(Q吸,mΔt金)＝eq\f(8.4×103J,4×0.125kg×40℃)＝420J/(kg·℃)。9．1.8×104点拨：该四冲程内燃机对外做功一次需要的时间t＝eq\f(1,15)s，则该内燃机工作时的功率P＝eq\f(W,t)＝eq\f(1200J,\f(1,15)s)＝1.8×104W。10．56二、11.A12．A点拨：水壶中的水烧开后，壶盖会向上跳动，内能转化成机械能。按动电火花发生器按钮，盒盖飞出；汽油机的做功冲程，两者都是内能转化为机械能。活塞迅速下压，棉花燃烧；汽油机压缩冲程是机械能转化成内能。故甲和丙的能量转化与烧水壶盖跳动相同。13．D14．B点拨：先后将甲、乙两物体投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同；不计热量损失，则Q水吸＝Q放，可知甲、乙两物体放出的热量相同；由题知，甲物体比乙多降低了Δt，由c＝eq\f(Q,mΔt)可知：质量相同的甲、乙两物体，放出相同的热量，降低的温度多的甲物体的比热容小。15．D点拨：海水上升时，气室体积减小，压强增大，阀门S1开启，阀门S2关闭，压缩后将空气推入工作室，利用海水的机械能转化为空气的内能，类似于汽油机的压缩冲程，故A错误，D正确。海水下降时，气室体积增大，压强减小，在大气压的作用下，阀门S1关闭，阀门S2开启，将空气吸入气室，类似于汽油机的吸气冲程，此时该装置没有对外做功，故BC错误。16．A17．B点拨：乙是液体，对乙液体加热过程中，不可能出现固液共存态，故A错误；由图可知，加热1min，吸收相同的热量，甲升高的温度为25℃，乙升高的温度为50℃，甲、乙的质量相等，由c＝eq\f(Q,mΔt)可知，甲、乙的比热容之比eq\f(c甲,c乙)＝eq\f(Δt乙,Δt甲)＝eq\f(50℃,25℃)＝eq\f(2,1)，故B正确；由图可知，升高相同的温度，甲加热的时间较长，甲吸收的热量较多，故C错误；3min后甲液体吸收热量，温度不变，内能增大，故D错误。三、18.(1)通过水升高的温度来反映燃料完全燃烧放出的热量(2)温度计的玻璃泡没有充分浸入到烧杯的水中(3)②；燃料不完全燃烧且燃料燃烧放出的热量有一部分会散失到空气中19．(1)质量(2)39(3)加热时间；转换(4)乙；甲；甲(5)32四、20.解：(1)水吸收的热量Q＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(80℃－20℃)＝5.04×105J。(2)天然气完全燃烧释放的热量Q放＝eq\f(Q,36%)＝eq\f(5.04×105J,36%)＝1.4×106J，天然气的热值q＝eq\f(Q放,V)＝eq\f(1.4×106J,0.035m3)＝4×107J/m3。21．解：冷水吸收的热量Q吸＝cm(t－t2)，热水放出的热量Q放＝2cm(t1－t)，由题知，Q吸＝Q放，则有cm(t－t2)＝2cm(t1－t)，解得t＝eq\f(2t1＋t2,3)。22．解：(1)3×104kg液态氢燃料完全燃烧放出的热量Q放＝m氢q＝3×104kg×1.4×108J/kg＝4.2×1012J，依题意，水吸收的热量Q吸＝Q放＝4.2×1