第十三章 内能与热机 2024-2025学年 初中物理沪科版九年级全一册

单元评价检测(二)(第十三章) (90分钟　90分) 一、选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对的得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分。 1.日常生活中,物体内能的改变,通过做功方式实现的是 () A.照晒取暖 B.摩擦生热 C.冰敷降温 D.炉火加热 2.(2023·福建中考)城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的 () A.密度较大 B.沸点较高 C.比热容大 D.流动性好 3.今年春节期间遵义城区特定区域允许燃放烟花,如图所示是烟花发射时的情景,汽车在行驶过程中与烟花发射时能量转化相同的冲程是 () 4.(2024·贵州月考)如图所示是某些地区人们生活中经常使用的液化气钢瓶。某饭店一个装满液化石油气的液化气钢瓶,经过一天的营业,瓶中的液化石油气使用了一半。则关于瓶中的液化石油气的热值,下列说法正确的是 () A.使用后,瓶中液化石油气的热值变为原来的一半 B.使用后,瓶中液化石油气的热值变为原来的2倍 C.使用后,瓶中液化石油气的热值不变 D.无法判断使用前后液化石油气的热值是否变化 5.(2023·长沙中考)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是 () A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多 B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能 C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大 D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小 6.(2023·北京中考)如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是 () A.管口出现的“白气”是水蒸气 B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加 C.水被加热的过程中,其内能是通过做功的方式改变的 D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的 7.(多项选择)(2024·贵阳期中)小李用两个相同的容器分别装了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,绘制了液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知 (　　) A.选用甲液体作为热水袋中的工作物质比选用乙液体的效果好 B.降低相同温度,甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量 C.升高相同温度,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热时间相同,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量 8.(多项选择)关于图中表述正确的是 (　　) A.1 kg酒精比10 kg煤油的比热容大 B.10 kg酒精比1 kg煤油的热值大 C.1 kg酒精完全燃烧放出热量是3×107 J D.单价一样时,用煤油的燃料更加经济 二、填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。 9.(2023·陕西中考节选)如图是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了 的方式改变内能。  10.(2023·襄阳中考节选)热机工作时常用水降温,这是利用了水的 大的特性。  11.某牌号汽车发动机能量流向如图所示,该内燃机的效率为 。  12.(2023·齐齐哈尔中考)如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图,该冲程是 冲程。若该汽油机1 s对外做功15次,则汽油机的飞轮速度为 r/min。  三、作图题:本题共3个小题,每小题2分,共6分。 13.如图甲所示,将装有90 ℃热牛奶的奶瓶放入20 ℃的水中,15 min后,水和牛奶的温度均为40 ℃,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图像。 　 14.给某冰块加热,使其温度升高,1 min后冰开始熔化,3 min后冰完全熔化成水,继续加热到第7 min后停止加热,请在图中完成冰的熔化及水加热图像。[已知冰的比热容c冰=2.1×103 J/(kg·℃),水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 　 15.(2024·六盘水期末)如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒,左端固定在墙上,现在先用力F向左推活塞,使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后,活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图像。(绝热:表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。) 四、简答题:本题共2个小题,每小题3分,共6分。 16.(2024·贵阳期末)生活中我们有过这样的经历:刚从沸水中捞出煮熟的带壳鸡蛋,摸起来比较烫手,待鸡蛋壳表面水分干了后会更烫手。 (1)“烫”是通过什么方式改变手的内能? (2)请用物态变化的知识对比分析前者只是比较烫手的原因。 17.建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔(如图),为了使钻孔时钻头能快速降温,要不断地往钻头上浇水。根据所学物理知识解释: (1)钻孔时钻头会发热的原因; (2)不断地往钻头上浇水能快速降温的原因。 五、实验与科学探究题:本题共3个小题,第18、19小题均8分,第20小题12分,共28分。温馨提示:以下试题文字较多,请耐心、仔细读题,相信你能答好题! 18.(2024·黔南期中)学习了比热容的知识后,小新设计了如下的两个实验。 实验一: (1)小新用如图1所示的装置进行实验比较酒精和煤油的比热容。 ①向两个规格相同的烧杯中倒入质量相等的酒精和煤油。 ②用两个相同规格的电加热器来加热酒精和煤油,液体每升高10 ℃,记录下相应的加热时间,分析数据发现,每升高10 ℃,酒精的加热时间比煤油的加热时间长。可知: 的比热容大。  ③该实验中利用加热时间来反映液体吸收热量的多少,这里用到的实验方法是 法。  实验二: (2)小新想要比较铜和铝的比热容的大小。 ①小新将质量相等的铜块和铝块放入冰箱,使它们的温度均降低到0 ℃。 ②取出后,将铜块和铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23 ℃的水中,并将容器用隔热材料密封,如图2所示。 ③一段时间后,温度稳定,同时测量甲、乙两容器中水的温度,分别是20 ℃和17 ℃。 ④对比数据可判断, 的温度变化大, 从水中吸收的热量多,说明 的比热容大。(均选填“铝”或“铜”)  19.(2024·黔东南月考)为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案: ①取质量 (选填“相同”或“不相同”)的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯。  ②两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量相同,如图所示)。 ③通过观察水温的变化,由此判断两种燃料热值的大小。 请根据上面的设计方案回答: (1)如图中温度计的读数是 ℃。当两灯的燃料 (选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧后”),甲装置中温度计读数是80 ℃,而乙装置的读数是90 ℃。由此判断 的热值比较大。  (2)根据Q吸=cm水(t-t0)计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现结果与真实的汽油热值相比 (选填“偏大”或“偏小”)了。结合装置图,分析原因可能是(写一条): 。  20.遵义名小吃铁板鱿鱼,由鱿鱼、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成,在体积相同的条件下,餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是:物体的温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量。查阅资料知道:物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关,由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想: 猜想1:物体的质量越大则物体的热容量越大; 猜想2:物质的比热容越大则物体的热容量越大。 同学们先用图甲所示装置,将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中,将水加热至沸腾,用温度计测出水的温度,示数如图乙;将四个金属块同时从水中取出,快速放入四个相同的保温杯中,杯中盛有质量和初温(约20 ℃)均相同的水,过一段时间后分别测出保温杯内水的末温,收集记录的数据如表。 金属块 质量m/g 比热容c/J·(kg·℃)-1 末温(℃) 铅 565 0.13×103 34.3 铜 445 0.39×103 47.2 铁 395 0.46×103 48.1 铝 135 0.88×103 40.9 (1)安装装置时应先固定线夹 (选填“A”或“B”);图乙温度计示数为 ℃。  (2)由表中数据可知:若金属块放出的热量完全被水吸收,则吸收热量最多的是放入了金属块 的杯中的水;热容量最大的是 金属块。  (3)分析数据可判断:猜想1、猜想2都是 的。请选择猜想1或猜想2,说出你对该猜想作出上述判断的理由: 。  六、综合应用题:本题共2个小题,每小题8分,共16分。 21.氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氢=1.4×108 J/kg。问: (1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少? (2)若这些热量全部被质量为500 kg、温度为15 ℃的水吸收,水升高的温度是多少? (3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶5 min,则该氢能源公交车的效率是多少? 22.(2024·毕节期末)如图所示是我国自主研制的第五代战斗机“歼-20”,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能。该飞机的最大起飞质量为3.7×104 kg,最大飞行高度达2×104 m,最大航行速度达2.5倍声速,最大载油量为1.2×104 kg。飞机航行时所受空气阻力的大小与速度的关系如表所示,已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量有30%转化为机械能,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。 速度v/(m·s-1) 100 200 300 400 500 空气阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)飞机在航行过程中,航空燃油的热值 (选填“变大”“变小”或“不变”)。  (2)飞机发动机完全燃烧100 kg航空燃油放出的热量为多少? (3)某次执行任务时,驾驶员发现飞机的油量还有3.6×103 kg,若以500 m/s的速度水平匀速巡航,则飞机最多还能航行多少千米? (4)“歼-20”在空中高速飞行时表面的温度会升高,请用所学的物理知识解释其原因。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 单元评价检测(二)(第十三章) (90分钟　90分) 一、选择题:本题共8个小题,每小题3分,共24分。第1~6题为单项选择题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。第7、8题为多项选择题,在每小题给出的四个选项中,至少有两项是符合题目要求的,全选对的得3分,选对但不全的得1分,选错或不选得0分。 1.日常生活中,物体内能的改变,通过做功方式实现的是 (B) A.照晒取暖 B.摩擦生热 C.冰敷降温 D.炉火加热 2.(2023·福建中考)城市中修建人工湖和湿地公园,可以调节气温,这主要是利用水的 (C) A.密度较大 B.沸点较高 C.比热容大 D.流动性好 3.今年春节期间遵义城区特定区域允许燃放烟花,如图所示是烟花发射时的情景,汽车在行驶过程中与烟花发射时能量转化相同的冲程是 (C) 4.(2024·贵州月考)如图所示是某些地区人们生活中经常使用的液化气钢瓶。某饭店一个装满液化石油气的液化气钢瓶,经过一天的营业,瓶中的液化石油气使用了一半。则关于瓶中的液化石油气的热值,下列说法正确的是 (C) A.使用后,瓶中液化石油气的热值变为原来的一半 B.使用后,瓶中液化石油气的热值变为原来的2倍 C.使用后,瓶中液化石油气的热值不变 D.无法判断使用前后液化石油气的热值是否变化 5.(2023·长沙中考)砖的制作工艺流传数千年,从晒制到烧制,从青砖到红砖,小小的砖块见证了人类迈向文明的历程,下列说法正确的是 (B) A.晒制泥坯时,泥坯温度越高含有的热量越多 B.高温烧制时,通过热传递的方式改变砖块的内能 C.烧制红砖时,燃料燃烧越充分,其热值越大 D.在质地均匀的砖上雕刻花纹,砖的密度变小 6.(2023·北京中考)如图所示,在试管内装适量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,橡胶塞被推出,管口出现大量“白气”。下列说法正确的是 (D) A.管口出现的“白气”是水蒸气 B.水蒸气推出橡胶塞导致水蒸气内能增加 C.水被加热的过程中,其内能是通过做功的方式改变的 D.水蒸气推出橡胶塞的过程中,橡胶塞的动能是由水蒸气的内能转化来的 7.(多项选择)(2024·贵阳期中)小李用两个相同的容器分别装了质量相同的甲、乙两种液体,用同一热源分别加热,绘制了液体温度与加热时间关系如图所示。根据图像可知 (　A、B、C　) A.选用甲液体作为热水袋中的工作物质比选用乙液体的效果好 B.降低相同温度,甲液体放出的热量大于乙液体放出的热量 C.升高相同温度,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量 D.加热时间相同,甲液体吸收的热量小于乙液体吸收的热量 8.(多项选择)关于图中表述正确的是 (　A、C、D　) A.1 kg酒精比10 kg煤油的比热容大 B.10 kg酒精比1 kg煤油的热值大 C.1 kg酒精完全燃烧放出热量是3×107 J D.单价一样时,用煤油的燃料更加经济 二、填空题:本题共4个小题,每空2分,共10分。 9.(2023·陕西中考节选)如图是我国古代的一种取暖用具——黑漆描金手炉。在手炉中装满热水后抱在怀中,便可取暖,这是利用了　热传递　的方式改变内能。  10.(2023·襄阳中考节选)热机工作时常用水降温,这是利用了水的　比热容　大的特性。  11.某牌号汽车发动机能量流向如图所示,该内燃机的效率为　30%　。  12.(2023·齐齐哈尔中考)如图所示是单缸四冲程汽油机某一冲程工作示意图,该冲程是　压缩　冲程。若该汽油机1 s对外做功15次,则汽油机的飞轮速度为 　1 800　r/min。  三、作图题:本题共3个小题,每小题2分,共6分。 13.如图甲所示,将装有90 ℃热牛奶的奶瓶放入20 ℃的水中,15 min后,水和牛奶的温度均为40 ℃,试在图乙中分别画出容器中水的温度和奶瓶中牛奶的温度随时间变化的大致图像。 　答: 14.给某冰块加热,使其温度升高,1 min后冰开始熔化,3 min后冰完全熔化成水,继续加热到第7 min后停止加热,请在图中完成冰的熔化及水加热图像。[已知冰的比热容c冰=2.1×103 J/(kg·℃),水的比热容c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 　答: 15.(2024·六盘水期末)如图1所示是一个内壁光滑且密闭绝热的金属圆筒,左端固定在墙上,现在先用力F向左推活塞,使活塞从A位置运动到最左端C位置。撤销力F后,活塞又被圆筒内气体推回到A位置。请在图2中作出活塞从A运动到C再返回A过程中金属圆筒内的气体内能随位置变化的大致关系图像。(绝热:表示没有热量传递。坐标原点为内能零起点。) 　答: 四、简答题:本题共2个小题,每小题3分,共6分。 16.(2024·贵阳期末)生活中我们有过这样的经历:刚从沸水中捞出煮熟的带壳鸡蛋,摸起来比较烫手,待鸡蛋壳表面水分干了后会更烫手。 (1)“烫”是通过什么方式改变手的内能? (2)请用物态变化的知识对比分析前者只是比较烫手的原因。 答:(1)刚从沸水中捞出煮熟的带壳鸡蛋,摸起来比较烫手,手吸收热量,内能增大,温度升高,通过热传递的方式改变手的内能; (2)刚从沸水中捞出煮熟的带壳鸡蛋,摸起来比较烫手,是因为蛋壳表面有水,水蒸发吸热。 17.建筑及装修工程中经常需要用钻孔机钻孔(如图),为了使钻孔时钻头能快速降温,要不断地往钻头上浇水。根据所学物理知识解释: (1)钻孔时钻头会发热的原因; (2)不断地往钻头上浇水能快速降温的原因。 答:(1)钻孔机钻孔时,钻头和墙相互摩擦,机械能转化为内能,钻头内能增大,温度升高,故钻头会发热; (2)原因是水和其他物质比较,质量相同时,水的比热容大,升高相同的温度,水吸收的热量多,往钻头上浇水来降低钻头的温度,避免钻头烧坏。 五、实验与科学探究题:本题共3个小题,第18、19小题均8分,第20小题12分,共28分。温馨提示:以下试题文字较多,请耐心、仔细读题,相信你能答好题! 18.(2024·黔南期中)学习了比热容的知识后,小新设计了如下的两个实验。 实验一: (1)小新用如图1所示的装置进行实验比较酒精和煤油的比热容。 ①向两个规格相同的烧杯中倒入质量相等的酒精和煤油。 ②用两个相同规格的电加热器来加热酒精和煤油,液体每升高10 ℃,记录下相应的加热时间,分析数据发现,每升高10 ℃,酒精的加热时间比煤油的加热时间长。可知:　酒精　的比热容大。  ③该实验中利用加热时间来反映液体吸收热量的多少,这里用到的实验方法是　转换　法。  实验二: (2)小新想要比较铜和铝的比热容的大小。 ①小新将质量相等的铜块和铝块放入冰箱,使它们的温度均降低到0 ℃。 ②取出后,将铜块和铝块再分别放入盛有质量相等、温度都是23 ℃的水中,并将容器用隔热材料密封,如图2所示。 ③一段时间后,温度稳定,同时测量甲、乙两容器中水的温度,分别是20 ℃和17 ℃。 ④对比数据可判断,　铜　的温度变化大,　铝　从水中吸收的热量多,说明　铝　的比热容大。(均选填“铝”或“铜”)  19.(2024·黔东南月考)为比较酒精和汽油热值的大小,制定了以下实验方案: ①取质量　相同　(选填“相同”或“不相同”)的酒精和汽油作燃料,制成酒精灯和汽油灯。  ②两灯同时点燃后分别给两杯质量和初温都相同的水加热(烧杯质量相同,如图所示)。 ③通过观察水温的变化,由此判断两种燃料热值的大小。 请根据上面的设计方案回答: (1)如图中温度计的读数是　56　 ℃。当两灯的燃料　完全燃烧后　(选填“燃烧相同时间”或“完全燃烧后”),甲装置中温度计读数是80 ℃,而乙装置的读数是90 ℃。由此判断　汽油　的热值比较大。  (2)根据Q吸=cm水(t-t0)计算出水吸收的热量,然后利用这个热量计算出汽油的热值,发现结果与真实的汽油热值相比　偏小　(选填“偏大”或“偏小”)了。结合装置图,分析原因可能是(写一条):　热量的直接散失　。  20.遵义名小吃铁板鱿鱼,由鱿鱼、佐料放在经加热发烫的铁板上制作而成,在体积相同的条件下,餐馆会尽量选择热容量大的炊具。热容量的定义是:物体的温度升高(或降低)1 ℃吸收(或放出)的热量。查阅资料知道:物体的热容量与物体的质量和物质的比热容有关,由此同学们对相同体积物体的热容量作如下猜想: 猜想1:物体的质量越大则物体的热容量越大; 猜想2:物质的比热容越大则物体的热容量越大。 同学们先用图甲所示装置,将体积相同的四个不同金属块浸没在烧杯内的水中,将水加热至沸腾,用温度计测出水的温度,示数如图乙;将四个金属块同时从水中取出,快速放入四个相同的保温杯中,杯中盛有质量和初温(约20 ℃)均相同的水,过一段时间后分别测出保温杯内水的末温,收集记录的数据如表。 金属块 质量m/g 比热容c/J·(kg·℃)-1 末温(℃) 铅 565 0.13×103 34.3 铜 445 0.39×103 47.2 铁 395 0.46×103 48.1 铝 135 0.88×103 40.9 (1)安装装置时应先固定线夹　B　(选填“A”或“B”);图乙温度计示数为　99　℃。  (2)由表中数据可知:若金属块放出的热量完全被水吸收,则吸收热量最多的是放入了金属块　铁　的杯中的水;热容量最大的是　铁　金属块。  (3)分析数据可判断:猜想1、猜想2都是　错误　的。请选择猜想1或猜想2,说出你对该猜想作出上述判断的理由:　铁的质量没有铜大,但铁热容量比铜大　。  六、综合应用题:本题共2个小题,每小题8分,共16分。 21.氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q氢=1.4×108 J/kg。问: (1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少? (2)若这些热量全部被质量为500 kg、温度为15 ℃的水吸收,水升高的温度是多少? (3)若这些热量恰好能供某氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶5 min,则该氢能源公交车的效率是多少? 解:(1)0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量: Q放=m氢q氢=0.6 kg×1.4×108 J/kg=8.4×107 J; (2分) (2)由题意可知水吸收的热量:Q吸=Q放=8.4×107 J, 由Q吸=cmΔt得水升高的温度:Δt===40 ℃; (3分) (3)公交车行驶5 min做的有用功:W=Pt=140×103 W×5×60 s=4.2×107 J; (2分) 这辆氢能源公交车的效率:η=×100%=×100%=50%。 (1分) 22.(2024·毕节期末)如图所示是我国自主研制的第五代战斗机“歼-20”,它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能。该飞机的最大起飞质量为3.7×104 kg,最大飞行高度达2×104 m,最大航行速度达2.5倍声速,最大载油量为1.2×104 kg。飞机航行时所受空气阻力的大小与速度的关系如表所示,已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量有30%转化为机械能,飞机使用的航空燃油的热值为5×107 J/kg。 速度v/(m·s-1) 100 200 300 400 500 空气阻力f/N 0.3×104 1.2×104 2.7×104 4.8×104 7.5×104 (1)飞机在航行过程中,航空燃油的热值　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”)。  (2)飞机发动机完全燃烧100 kg航空燃油放出的热量为多少? (3)某次执行任务时,驾驶员发现飞机的油量还有3.6×103 kg,若以500 m/s的速度水平匀速巡航,则飞机最多还能航行多少千米? (4)“歼-20”在空中高速飞行时表面的温度会升高,请用所学的物理知识解释其原因。 【解析】(1)燃料的热值是燃料的一种特性,只取决于燃料的种类,与质量和燃烧情况等无关,因此飞机在航行过程中,航空燃油的热值不变; 答案:(1)不变 (1分) (2)完全燃烧100 kg航空燃油放出的热量: Q放=mq=100 kg×5×107 J/kg=5×109 J; (2分) (3)飞机的油量还有3.6×103 kg,则这些燃油完全燃烧放出的热量: Q放'=m'q=3.6×103 kg×5×107 J/kg=1.8×1011 J, 根据η=可知,飞机还能做的有用功:W=30%×Q放'=30%×1.8×1011 J=5.4×1010 J, 由表格数据可知,飞机飞行速度为500 m/s时的空气阻力:f=7.5×104 N, 由W=Fs=fs可得还能航行的距离:s===0.72×106 m=720 km; (3分) (4)“歼-20”在空中高速飞行时,飞机的表面要克服空气摩擦阻力做功,飞机表面的内能增加,温度升高。 (2分) 学科网（北京）股份有限公司 $$