试题沪科版九年级物理第十三章内能与热机专题练习试卷(含答案解析)

沪科版九年级物理第十三章内能与热机专题练习考试时间：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30分）一、单选题（10小题，每小题3分，共计30分）1、2021年4月29日，“长征5号B”运载火箭将中国空间站“天和号”核心舱送入预定轨道。“长征5号B”运载火箭使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的（）A．温度高 B．热值大C．比热容大 D．热量多2、下列说法中正确的是（）A．物体是由大量分子组成的B．所有物体的分子间只有相互作用的引力C．质量相等的不同燃料完全燃烧，放出热量越多的其热值越大D．质量相等的水和沙石吸收相等的热量，沙石比热容较小，其升高的温度比水小3、搓手时感觉手变热，该过程与四冲程汽油机的哪一个冲程的能量转化相同（）A．吸气冲程 B．压缩冲程C．做功冲程 D．排气冲程4、下列说法中不正确的是（）A．任何物体都具有内能B．一个物体的温度升高，它的分子运动变得更剧烈C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间无间隙D．分子间的引力和斥力是同时存在的5、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A．温度高的物体内能一定大B．物体的温度越高，所含的热量越多C．内能少的物体也可能将能量传递给内能多的物体D．物体吸收热量，温度一定升高6、小明从下表提供的信息中得出以下几个结论，其中正确的是（）一般情况下几种物质的比热容c/[J•（kg•℃）-1]水4.2×103干泥土0.84×103酒精2.4×103铜0.39×103冰2.1×103铝0.88×103水银0.14×103铅0.13×103A．汽车发动机用酒精来冷却效果会更好B．液体的比热容比固体的比热容大C．同种物质在不同的状态下比热容一般不同D．质量相同的铜和铅，升高相同的温度，铅吸收热量较多7、如图所示，2021年5月17日，，神州十二号载人飞船返回舱进入大气层，在进入大气层过程中因摩擦而燃烧。神州十二号载人飞船返回舱在这个过程中，下列说法正确的是（）A．内能是通过做功的方式改变的 B．减少的重力势能全部转化成内能C．动能和重力势能都增加 D．机械能保持不变8、如图所示，鸳鸯火锅是特色饮食，煮火锅时观察到红汤先沸腾。小陈同学通过调查，却发现红汤的沸点要高于清汤。则下列说法中正确的是（）A．清汤沸腾前是从红汤中吸热，从而温度升高B．红汤液面上有一层油脂，减少了热量散失C．红汤沸腾后，继续加热，温度仍然在升高D．火锅内的牛油熔化时要放热9、关于内能和热量，下列说法正确的是（）A．物体的温度升高，它的热量就增大B．物体吸收热量，温度一定升高C．两个物体的温度相等，其内能一定相等D．物体的温度降低，其内能一定减小10、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（）A．一个物体吸收热量时，温度不一定升高 B．物体的温度越高，所含的热量越多C．对物体做功，物体的温度一定升高 D．0的冰没有内能第Ⅱ卷（非选择题70分）二、填空题（5小题，每小题3分，共计15分）1、冬天手冷的时候，可以通过两手互搓的方法使手变暖，这一过程中发生的能量转化与四冲程汽油机的______冲程能量转化相同。2、如图所示，往细玻璃管内先注入一半的清水，再缓缓注入适量染成红色的酒精，将玻璃管反复颠倒几次，使酒精和水充分混合，观察到混合液的液面降低了，该实验说明________。以下事实也能说明上述结论的是________。①将两块底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱会结合在一起；②黄豆和芝麻混合后总体积小于混合前的总体积；③对厚壁钢瓶内的油施加高压后，瓶内的油会从瓶壁渗出。3、如图所示，表示的是内燃机的______冲程，它将______能转化为机械能。4、通过古老的钻木取火方式，在几分钟内采火成功，这个过程中______能转化为______能。同时说明对物体做功，物体内能会______。5、小宁将质量和初温相同的铁勺和陶瓷勺浸没在沸水中足够长的时间进行消毒，已知铁的比热容小于陶瓷的比热容，则消毒结束时，两把勺子的温度关系是铁勺温度_______陶瓷勺温度（>/</=）内能增加较多的是_______勺（铁/陶瓷）。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、2020年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。求：（1）要将2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C，需要吸收的热量；（2）若炉内天然气完全燃烧烧开这壶水需要燃烧0.04立方米天然气，天然气放出的热量；（3）液化天然气炉的烧水效率。[天然气热值为4.2×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·°C）]2、用电水壶将质量为1.25kg，初温为20℃的水加热至100℃，整个过程电水壶的加热效率为84%。求：（1）水吸收的热量；（2）电水壶消耗的电能。3、在一个标准大气压下，天然气灶将一壶质量为3kg、温度为20℃的水加热至沸腾，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×103J/m3。求：（1）水吸收的热量？（2）若天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，烧开这壶水需要多少天然气？4、近些年牡丹江市有许多氢燃料新能源公交车投放使用。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源[q氢=1.4×108J/kg]。求：（1）质量为300g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15℃的水吸收，则水温升高后的温度；（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶了150s，刚好燃烧300g的氢燃料，则这氢能源公交车的效率是多少？5、如图所示是某太阳能热水器，水容量为100L，该热水器在冬季有效日照时段里，平均每平方米的面积上每小时接收的太阳能约为2.8×106J，该热水器接收太阳能的有效面积为1.5m2，一天内接收的太阳能能使装满水的热水器中的水温度从20℃升高到60℃[水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），水的密度为1.0×103kg/m3]，求：（1）热水器中水的质量；（2）一天内装满水的热水器中的水吸收的热量；（3）若热水器在冬季的效率为50%，求一天内有效接收太阳能的时间是多少？四、实验探究（3小题，每小题5分，共计15分）1、利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下：（1）在两烧杯中分别装入初温相同且______相等的沙子和水。（2）用相同的酒精灯火焰加热，并用玻璃棒不断搅拌，每隔相同的时间记录一次温度，根据实验数据绘制成温度与时间的关系图象，如图乙所示，可知______的比热容较大。（3）实验中，通过______来间接反映沙子和水吸收的热量。（选填“温度的变化量”或“加热时间”）。2、用图甲所示的实验装置探究烧杯内的某种物质熔化时温度的变化规律。实验过程中，电热棒的功率保持恒定。（1）某时刻温度计的示数如图甲所示，此刻物质的温度是___________°C；（2）根据实验数据描绘出加热过程中烧杯内物质的温度随时间变化图象如图乙所示，该物质的熔点是___________°C，t2时刻该物质处于___________态；（选填“固态”，“液态”或“固液共存”）（3）比较t2与t3时刻的内能，___________时刻杯内物质的内能较大；（4）已知0~t1与t5~t6的加热时间相等，由图乙可知两段时间内，物质的温度升高不同，由此可得出：这种物质固态时的比热容比液态时的比热容___________（选填“大”或“小”）；如果这物质液态时的比热容是4.2×103J/(kg·°C)，则固态时的比热容是___________J/(kg·°C)。3、如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同，燃料的质量都相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。（1）小金同学要“比较不同物质比热容”时，应选择________两图进行实验。他设计了下列两个方案，方案一：加热相同时间，比较升高的温度；方案二：升高相同的温度，比较加热的时间。你认为_______（选填“方案一”“方案二”或“两方案都”）可行；（2）小罗同学要“比较不同燃料燃烧时的放热能力”，她应选择________两图进行实验；图甲中，若在燃料完全燃烧殆尽后，已知液体a吸收的热量和燃料1的质量，计算出了燃料1的热值，这样算出的热值与其真实值相比___________（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。-参考答案-一、单选题1、B【详解】运载火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢的热值大，与其它燃料相比，质量相同时，液态氢完全燃烧时，可以释放出更多的热量，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。2、AC【详解】A．物体是由大量分子组成的，分子由原子组成，原子由更小的原子核和核外电子组成，故A正确；B．所有物体的分子间同时存在相互作用的引力和斥力，故B错误；C．由Q=mq知，质量相等的不同燃料完全燃料放出的热量越多，其热值越大，故C正确；D．沙石的比热容小于水的比热容，质量相等的水和沙石吸收相等的热量，则沙石的温度升得更多，故D错误。故选AC。3、B【详解】搓手时感觉手变热，是克服摩擦做功，使手的内能增加，温度升高，此过程中机械能转化为内能；汽油机的压缩冲程是机械能转化为内能的冲程，与上述能量转化相同；吸气冲程和排气冲程没有能量转化，做功冲程内能转化为机械能与题意不符。故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。4、C【详解】A．内能是物体内部所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和，任何物体都有内能，故A正确，不符合题意；B．分子无规则运动的剧烈程度与物体的温度有关，一个物体的温度升高，它的分子运动将更剧烈，故B正确，不符合题意；C．固体和液体很难被压缩，说明固体和液体分子间存在斥力，故C错误，符合题意；D．组成物质的分子间同时存在相互作用的引力与斥力，故D正确，不符合题意。故选C。5、C【详解】A．物体的内能与物体的质量、温度、物质种类及物态等因素有关，那么温度高的物体内能不一定大，但同一物体，温度高，其内能一定大，故A错误；B．热量是过程量，应表达成传递热量的多少，不能表达成含有热量的多少，故B错误；C．热传递是热量由高温物体向低温物体传递，而内能少的物体如果温度高于内能多的物体，则会将能量传递给内能多的物体，故C正确；D．物体吸收热量，内能一定增大，但温度不一定升高，例如：晶体在熔化时，持续吸收热量，但温度保持不变。故D错误。故选C。6、C【详解】A．由于水的比热容最大，故相同质量的水和其它液体相比较，在升高相同温度的情况下，由于水的比热容最大，水的温度变化小，即水温度升高的最慢，故一般用水做冷却剂，故A错误；B．由表格数据知道，液体水银的比热容比固态的干泥土等比热容都小，故B错误；C．由表格数据知道，冰和水是同种物质，但比热容不同，故C正确；D．质量相等的铜和铅，由于铜的比热容大，由知道，在升高相同的温度时，铜吸收的热量多，故D错误。故选C。7、A【详解】A．返回舱在进入大气层过程中，和空气摩擦，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变内能的，故A正确；B．在整个过程中，减少的重力势能会有一部分转化为动能，不是全部转化成内能，故B错误；C．在进入大气层过程中，速度虽然变大，但质量因烧蚀在不断减小，所以动能不能确定；同时高度降低，重力势能一定减小，故C错误；D．由于返回舱克服空气的摩擦阻力做功，一部分机械能转化为内能，所以其机械能减小，故D错误。故选A。8、B【详解】A．由图中可知，清汤与红汤之间有隔板挡住，无法进行热传递，故清汤无法从红汤中吸热，故A错误；B．红汤液面上有一层油脂，可以起到保温的作用，减少热量散失，故B正确；C．红汤的主要成分是水，由水的沸腾特点可知，沸腾后继续加热，温度保持不变，故C错误；D．火锅内的牛油熔化时，由固态变为液态，需要吸收热量，故D错误。故选B。9、D【详解】A．物体的温度升高，内能增大，热量只能说“吸收”或“放出”，不能说增大，故A错误；B．物体吸收热量，温度不一定升高，比如晶体的熔化过程，故B错误；C．内能还和物体的质量有关，温度相等，内能不一定相等，故C错误；D．物体温度降低，分子的平均动能减小，即内能减小，故D正确。故选D。10、A【详解】A．一个物体吸收热量时，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，故A正确；B．热量是一个过程量，描述热量的术语只能用”吸收“或”放出“，不能用“具有、所含”，故B错误；C．对物体做功，物体的内能变大，物体的温度不一定升高，例如摩擦0℃的冰，冰的内能变大，冰化成水，温度保持0℃不变，故C错误；D．一切物体都有内能，0℃的冰也有内能，故D错误。故选A。二、填空题1、压缩【详解】两手互搓时，手克服摩擦做功，将机械能转化为内能，使得手变暖，而四冲程汽油机的工作过程中，在压缩冲程也是将机械能转化为内能，与这一过程中发生的能量转化相同。2、分子间有间隙③【详解】[1]酒精和水充分混合，观察到混合液的液面降低，总体积减小，说明分子间有间隙。[2]①将两块底面平整、干净的铅柱紧压后，两个铅柱会结合在一起，说明分子间有引力，故①不符合题意；②黄豆和芝麻混合后总体积小于混合前的总体积，说明黄豆和芝麻颗粒间有空隙，故②不符合题意；③对厚壁钢瓶内的油施加高压后，瓶内的油会从瓶壁渗出，说明分子间有间隙，故③符合题意。故选③。3、做功内【详解】[1]如图，进气门、排气门都关闭，火花塞点火，此冲程为做功冲程。[2]做功冲程中高温高压的燃气推动活塞向下运动，燃气对活塞做功，将燃气的内能转化为活塞运动的机械能。4、机械内增加【详解】[1][2][3]钻木取火的过程中克服摩擦对物体做功，物体内能增加温度升高，达到燃料的燃点而被点燃，此过程将机械能转化为了内能。说明对物体做功可以改变物体的内能，对物体做功，物体的内能增加，温度升高。5、=陶瓷【详解】[1]水沸腾后温度不再升高，则将铁、陶瓷两种材料制成的勺子浸没在沸水中煮较长时间，二者的温度一定相同，与沸水的温度相同。[2]由可知，在质量相同、升高相同的温度时，比热容大的物体吸收的热量多，由题意可知，两勺子的质量相同、升高的温度相同，且c铁<c陶瓷，所以陶瓷勺子吸收的热量多，即陶瓷勺的内能增加较多。三、计算题1、（1）6.72×105J；（2）1.68106；（3）40％【详解】解：（1）将质量为m=2kg初温为18°C的一壶水恰好加热到98°C需要吸收的热量为Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg·°C）×2kg×（98°C-18°C）=6.72×105J（2）燃烧V=0.04立方米天然气，天然气完全燃烧放出的热量Q放=qV=4.2×107J/m3×0.04m3=1.68×106J（3）液化天然气炉的烧水效率为答：（1）需要吸收的热量为6.72×105J；（2）天然气放出的热量1.68106；（3）液化天然气炉的烧水效率为40%。2、（1）4.2×105J；（2）5×105J【详解】解：（1）水吸收的热量Q=cmt=4.2×103J/（kg·℃）×1.25kg×（100℃-20℃）=4.2×105J（2）由公式可得，电水壶消耗的电能为答：（1）水吸收的热量是4.2×105J；（2））电水壶消耗的电能是5×105J。3、（1）1.008×106J；（2）0.04m3【详解】解：（1）一标准大气压下，水的沸点为100摄氏度。这壶水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×(100-20)℃=1.008×106J（2）据知，完全燃烧天然气放出的热量燃烧天然气的体积答：（1）水吸收的热量为1.008×106J；（2）烧开这壶水需要0.04m3的天然气。4、（1）4.2×107J；（2）65℃；（3）50%【详解】解：（1）质量300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为Q放=q氢m=1.4×108J/kg×300×10﹣3kg=4.2×107J（2）根据题意知道，水吸收的热量为Q吸=Q放=4.2×107J由知道，水升高的温度为水的初温为t0=15℃，则水温升高后的温度为（3）已知某氢能源公交车的功率为P=140kW=1.4×105W由知道，匀速行驶了150s所做的功为W=Pt=1.4×105W×150s=2.1×107J则氢能源公交车的效率为答：（1）质量为300g的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；（2）水温升高后的温度为65℃；（3）这氢能源公交车的效率是50%。5、（1）100kg；（2）1.68×107J；（3）8h【详解】（1）热水器中水的体积V＝100L＝100dm3＝0.1m3由可得，热水器中水的质量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×0.1m3＝100kg（2）一天内热水器中的水吸收的热量Q吸＝cmt＝4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（60℃﹣20℃）＝1.68×107J（3）由可得一天内热水器接收到的太阳能E＝＝＝3.36×107J一天内热水器接收太阳能的能量E＝2.8×106J/（m2•h）×1.5m2×t＝3.36×107J则一天内有效接收太阳能的时间t＝8h。答：（1）热水器中水的质量为100kg。（2）一天内热水器中的水吸收的热量1.68×107J。（3）一天内有效接收太阳能的时间为8h。四、实验探究1、质量水加热时间【详解】（1）[1]因为物体吸收热量的多少与物体的质量、升高的温度和物质种类有关，该实验的目的是要探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”，所以要控制质量相等。（2）[2]根据图乙可知，相同质量的沙子和水加热相同时间，吸收的热量相等，由Q=cmΔt得水升高的温度较低，则水的比热容较大。（3）[3]因为沙子和水都是用相同的酒精灯加热，在热源相同的情况下，单位时间内放出的热量相同，沙子和水吸收热量的多少就可以通过加热时间来反映