第十二章 内能与热机(单元测试·提升卷)物理鲁科版(五四学制)2024九年级上册
2025-10-30
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内容正文:
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… 学校:______________姓名:_____________班级:_______________考号:______________________
2025-2026学年九年级上册物理单元检测卷
第十二章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.在“观察扩散快慢与温度的关系”实验中,在盛有等量冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴墨水,观察到热水中墨水扩散的快针对实验操作及现象,下列说法中错误的是( )
A.实验中需要在两烧杯中同时滴入墨水
B.温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大
C.实验说明物体的内能与温度有关
D.采用正在沸腾的水代替热水并且不停加热更合适,现象会更明显
2.如图所示是“天宫课堂”第四课,航天员桂海潮在太空用水做的“乒乓球”能形成一个球而不会散开,下列现象中与该现象原理相同的是( )
A.将玻璃板提出水面瞬间,弹簧测力计的示数会先变大
B.向清水杯中滴入一滴红墨水,整杯水很快变红
C.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合
D.50水和50酒精混合后总体积小于100
3.小丰用燃气灶烧水时,进行了如下思考,小丰的想法正确的是( )
A.烧水是通过做功的方式改变水的内能
B.壶内水在沸腾的过程中,内能不变
C.水壶的壶嘴和壶身构成连通器
D.壶内水沸腾时,水吸收热量,温度升高
4.某学校元旦晚会上,同学们准备了礼宾花烘托气氛。礼宾花结构如图所示,当小明旋转纸筒时,气阀被打开,气罐里的压缩空气喷射而出,将纸筒内的彩纸屑和彩带喷射出来,形成了缤纷绚丽的景象。在喷出礼花彩条的过程中( )
A.礼花彩条被喷出,是因为分子在做无规则运动
B.气罐内气体内能增加
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.罐内的压缩空气对礼花做功,将空气的内能转化为礼花的机械能
5.关于一定质量物体的温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度升高,它的内能一定增加
B.物体的内能增加,一定是吸收了热量
C.物体的内能越大,它含有的热量越多
D.物体吸收了热量,它的温度一定升高
6.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
7.如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置,两实验都需要( )
A.使用天平和秒表 B.控制被加热液体质量相等
C.控制所用燃料质量相等 D.用加热时间反映吸热多少
8.2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000km续航里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破()。下列说法正确的是( )
A.氢能属于清洁能源
B.100kg的液氢含有的热量高达
C.若液氢没有完全燃烧,其热值会降低
D.氢能重卡排放的尾气温度越高,其热机效率越高
9.2024年4月24日是第九个“中国航天日”物理社团的涵涵制作了水火箭,下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下喷出,从而使水火箭升空。结合题中材料,你认为以下说法正确的是( )
A.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.根据能量守恒定律可知,整个过程中水火箭的总能量保持不变
D.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
10.如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法不正确的是( )
A.序号⑩的实例可以是摩擦生热
B.序号⑤的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用
C.圆圈内B的能量形式是电能
D.各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
11.青铜冰鉴是我国战国时代发明的“原始冰箱”,使用时,在鉴和缶之间装上冰,使缶内的美酒变凉,而到了冬天,在鉴和缶之间装上热水,让酒成为暖胃的热酒。下列说法正确的是( )
A.构成冰鉴主体材料的铜是晶体
B.鉴内放的冰熔化时吸热,使缶内的酒降温
C.利用水来使酒升温,是因为水的比热容大
D.夏天,鉴内放入冰块后会产生“白气”,这是汽化现象
12.图甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料,用酒精灯对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是( )
A.该晶体材料的熔点为
B.在段,该晶体材料的内能保持不变
C.该晶体材料的比热容为
D.若加热到C点状态时,测得消耗酒精,则酒精灯的加热效率为
二、填空题:(每空1分,共19分)
13.描述物质存在形态的模型如图所示,甲图描述的是 体;气体分子间距很大,相互作用力很小,表现为气体没有固定的 和体积。
14.过生日吃煮鸡蛋是中国的传统习俗。意为滚滚霉运去,滚滚好运来。煮茶叶蛋时,我们能闻到浓郁的香味,这是 现象。要达到同样咸度,煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多,这是由于:温度越高,分子运动越 。
15.生活中常提到“热”字,但其含义各不相同,有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)“物体吸热升温”,其中的“热”是指 ;
(2)“壶中的水被烧热了”,其中的“热”是指 ;
(3)“摩擦生热”,其中的“热”是指 。
16.冬天烤火取暖是通过 的方式增加人体的内能,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为内能,这是通过 的方式实现的。
17.如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等,热源和加热方法也不同,能否比较他们吸热升温的快慢: ;若a和b质量相等,热源和加热方法也完全相同,可知a和b两种物质吸热本领较强的是: ,你判断的依据是
18.航母舰载机即将起飞前,燃料燃烧会获得大量的内能,向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害,偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管,这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度。根据此情景,请你思考偏流板应具备 的物理性质。
19.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它的能量转化情况与 (选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机1s做功20次,则汽油机1s完成 个冲程。
20.目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图,人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,从而获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。汽油燃烧将 能转化为内能,用来对人和飞行背包做功,还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有 。该背包飞行高度可达近3000m,在此高度人会感到不适,这是因为大气压随高度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
三、实验题:(每空1分,共15分)
21.生活中,同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后,用手指触摸被弯折的部位感觉很热,同学们猜想做功能改变物体的内能,接着用如图所示器材,“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。
(1)如图乙所示,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,然后迅速压下活塞,观察到硝化棉的燃烧了起米,这是通过 的方式使筒内空气的内能增大,硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。
(2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
如图所示,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数;用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能 ;快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小:
(1)在图甲组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将 (填“A处向上”或“B处向下”)调整;
(2)要完成该实验,除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和 ;
(3)实验过程中通过 反映两种液体吸热的多少;
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图像可知水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃);[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J;(q酒=3.0×107J/kg)
(6)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度变化规律,并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像,在BC阶段中C点处物质的内能 (填“大于”“小于”或“等于”)B点处物质的内能。
23.小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验,实验前所测液体的初温均如图2所示,液体1和2的质量相同。燃料A和B的质量也相同。三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图3所示。请回答以下问题:
(1)比较不同物质的比热容,应选择图1中 的两组实验;
(2)比较不同燃料的热值,应选择图1中 的两组实验;分析图3可知:冬天在自制暖手袋时,应选液体 (选填“1”或“2”)作为供暖物质;不计热量损失,燃料A和B的热值之为 。
四、计算题:(共30分)
24.(8分)热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;(3分)
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?(2分)
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](3分)
25.(10分)摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?(4分)
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?(6分)
26.(12分)2025年3月,我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示,055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统,燃料是柴油,最大航速60km/h。求:
(1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为4×107W,055驱逐舰受到的牵引力是多少?(3分)
(2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时,发动机热效率约达40%,消耗柴油多少kg?(柴油的热值为4×107J/kg)(9分)
试题 第3页(共8页) 试题 第4页(共8页)
试题 第1页(共8页) 试题 第2页(共8页)
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2025-2026学年九年级上册物理单元检测卷
第十二章·素养提升(参考答案)
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1--5:DACDA 6--10:BBADD 11:ABC、12:AB.
二、填空题:(每空1分,共19分)
13.固 形状
14.扩散 剧烈
15.(1)热量
(2)温度
(3)内能
16.热传递 做功
17.否 b 在质量和吸收的热量相同时,b升温少
18.比热容较大 熔点高
19.乙 80
20.化学 方向性 减小
三、实验题:(每小空1分,共15分)
21.(1) 做功 热传递
(2) 变大 变小
22.(1)A处向上
(2)天平
(3)加热时间长短
(4) 98 2.1×103
(5)6×105
(6)大于
23.(1)甲、丙
(2) 乙、丙 1 4:3
四、计算题:(共30分)
24.(8分)
【答案】(1)4.2J(3分)
(2)1.3×105卡(2分)
(3)2.52×104J(3分)
【详解】(1)
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,m水=1g=0.001kg,1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
(2)
茗茗消耗的能量
(3)运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
25.(10分)
【答案】(1)(4分)
(2)(6分)
【详解】(1)根据做功公式计算克服摩擦力所做的功
(2)由题意可得,即,
26.(12分)
【答案】(1)4×106N(3分)
(2)9000kg(9分)
【详解】(1)由可得,牵引力
(2)发动机工作时间为
由得,有用功为
柴油完全燃烧释放的总热量为
由得,消耗的柴油质量为
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第十二章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.在“观察扩散快慢与温度的关系”实验中,在盛有等量冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴墨水,观察到热水中墨水扩散的快针对实验操作及现象,下列说法中错误的是( )
A.实验中需要在两烧杯中同时滴入墨水
B.温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大
C.实验说明物体的内能与温度有关
D.采用正在沸腾的水代替热水并且不停加热更合适,现象会更明显
2.如图所示是“天宫课堂”第四课,航天员桂海潮在太空用水做的“乒乓球”能形成一个球而不会散开,下列现象中与该现象原理相同的是( )
A.将玻璃板提出水面瞬间,弹簧测力计的示数会先变大
B.向清水杯中滴入一滴红墨水,整杯水很快变红
C.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合
D.50水和50酒精混合后总体积小于100
3.小丰用燃气灶烧水时,进行了如下思考,小丰的想法正确的是( )
A.烧水是通过做功的方式改变水的内能
B.壶内水在沸腾的过程中,内能不变
C.水壶的壶嘴和壶身构成连通器
D.壶内水沸腾时,水吸收热量,温度升高
4.某学校元旦晚会上,同学们准备了礼宾花烘托气氛。礼宾花结构如图所示,当小明旋转纸筒时,气阀被打开,气罐里的压缩空气喷射而出,将纸筒内的彩纸屑和彩带喷射出来,形成了缤纷绚丽的景象。在喷出礼花彩条的过程中( )
A.礼花彩条被喷出,是因为分子在做无规则运动
B.气罐内气体内能增加
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.罐内的压缩空气对礼花做功,将空气的内能转化为礼花的机械能
5.关于一定质量物体的温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度升高,它的内能一定增加
B.物体的内能增加,一定是吸收了热量
C.物体的内能越大,它含有的热量越多
D.物体吸收了热量,它的温度一定升高
6.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
7.如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置,两实验都需要( )
A.使用天平和秒表 B.控制被加热液体质量相等
C.控制所用燃料质量相等 D.用加热时间反映吸热多少
8.2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000km续航里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破()。下列说法正确的是( )
A.氢能属于清洁能源
B.100kg的液氢含有的热量高达
C.若液氢没有完全燃烧,其热值会降低
D.氢能重卡排放的尾气温度越高,其热机效率越高
9.2024年4月24日是第九个“中国航天日”物理社团的涵涵制作了水火箭,下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下喷出,从而使水火箭升空。结合题中材料,你认为以下说法正确的是( )
A.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.根据能量守恒定律可知,整个过程中水火箭的总能量保持不变
D.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
10.如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法不正确的是( )
A.序号⑩的实例可以是摩擦生热
B.序号⑤的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用
C.圆圈内B的能量形式是电能
D.各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
11.青铜冰鉴是我国战国时代发明的“原始冰箱”,使用时,在鉴和缶之间装上冰,使缶内的美酒变凉,而到了冬天,在鉴和缶之间装上热水,让酒成为暖胃的热酒。下列说法正确的是( )
A.构成冰鉴主体材料的铜是晶体
B.鉴内放的冰熔化时吸热,使缶内的酒降温
C.利用水来使酒升温,是因为水的比热容大
D.夏天,鉴内放入冰块后会产生“白气”,这是汽化现象
12.图甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料,用酒精灯对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是( )
A.该晶体材料的熔点为
B.在段,该晶体材料的内能保持不变
C.该晶体材料的比热容为
D.若加热到C点状态时,测得消耗酒精,则酒精灯的加热效率为
二、填空题:(每空1分,共19分)
13.描述物质存在形态的模型如图所示,甲图描述的是 体;气体分子间距很大,相互作用力很小,表现为气体没有固定的 和体积。
14.过生日吃煮鸡蛋是中国的传统习俗。意为滚滚霉运去,滚滚好运来。煮茶叶蛋时,我们能闻到浓郁的香味,这是 现象。要达到同样咸度,煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多,这是由于:温度越高,分子运动越 。
15.生活中常提到“热”字,但其含义各不相同,有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)“物体吸热升温”,其中的“热”是指 ;
(2)“壶中的水被烧热了”,其中的“热”是指 ;
(3)“摩擦生热”,其中的“热”是指 。
16.冬天烤火取暖是通过 的方式增加人体的内能,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为内能,这是通过 的方式实现的。
17.如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等,热源和加热方法也不同,能否比较他们吸热升温的快慢: ;若a和b质量相等,热源和加热方法也完全相同,可知a和b两种物质吸热本领较强的是: ,你判断的依据是
18.航母舰载机即将起飞前,燃料燃烧会获得大量的内能,向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害,偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管,这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度。根据此情景,请你思考偏流板应具备 的物理性质。
19.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它的能量转化情况与 (选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机1s做功20次,则汽油机1s完成 个冲程。
20.目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图,人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,从而获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。汽油燃烧将 能转化为内能,用来对人和飞行背包做功,还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有 。该背包飞行高度可达近3000m,在此高度人会感到不适,这是因为大气压随高度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
三、实验题:(每空1分,共15分)
21.生活中,同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后,用手指触摸被弯折的部位感觉很热,同学们猜想做功能改变物体的内能,接着用如图所示器材,“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。
(1)如图乙所示,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,然后迅速压下活塞,观察到硝化棉的燃烧了起米,这是通过 的方式使筒内空气的内能增大,硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。
(2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
如图所示,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数;用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能 ;快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
22.如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小:
(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将 (填“A处向上”或“B处向下”)调整;
(2)要完成该实验,除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和 ;
(3)实验过程中通过 反映两种液体吸热的多少;
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图像可知水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃);[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J;(q酒=3.0×107J/kg)
(6)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度变化规律,并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像,在BC阶段中C点处物质的内能 (填“大于”“小于”或“等于”)B点处物质的内能。
23.小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验,实验前所测液体的初温均如图2所示,液体1和2的质量相同。燃料A和B的质量也相同。三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图3所示。请回答以下问题:
(1)比较不同物质的比热容,应选择图1中 的两组实验;
(2)比较不同燃料的热值,应选择图1中 的两组实验;分析图3可知:冬天在自制暖手袋时,应选液体 (选填“1”或“2”)作为供暖物质;不计热量损失,燃料A和B的热值之为 。
四、计算题:(共30分)
24.(8分)热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;(3分)
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?(2分)
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](3分)
25.(10分)摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?(4分)
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?(6分)
26.(12分)2025年3月,我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示,055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统,燃料是柴油,最大航速60km/h。求:
(1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为4×107W,055驱逐舰受到的牵引力是多少?(3分)
(2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时,发动机热效率约达40%,消耗柴油多少kg?(柴油的热值为4×107J/kg)(9分)
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2025-2026学年九年级上册物理单元检测卷
第十二章·素养提升
建议用时:90分钟,满分:100分
一、选择题:本题共12小题,每小题3分,共36分。在每小题给出的四个选项中,第1--10题只有一项符合题目要求,第11--12题至少有两项符合题目要求。全部选对的得3分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
1.在“观察扩散快慢与温度的关系”实验中,在盛有等量冷水和热水的两个烧杯中各滴入一滴墨水,观察到热水中墨水扩散的快针对实验操作及现象,下列说法中错误的是( )
A.实验中需要在两烧杯中同时滴入墨水
B.温度越高,分子无规则运动越剧烈,分子动能就越大
C.实验说明物体的内能与温度有关
D.采用正在沸腾的水代替热水并且不停加热更合适,现象会更明显
【答案】D
【详解】A.实验中需要在两烧杯中同时滴入墨水,这是为了控制实验条件,确保两个实验在相同的时间内进行,从而更准确地比较热水和冷水中墨水扩散的速度,故A正确,不符合题意;
B.温度越高,分子无规则运动越剧烈,这是分子动理论的基本内容之一,分子运动越剧烈,分子的平均动能就越大,故B正确,不符合题意;
C.温度越高,分子运动越剧烈,分子动能越大,则内能越大,故C正确,不符合题意;
D.采用正在沸腾的水代替热水,由于水沸腾会剧烈运动,无法证明墨水扩散的快是由于温度高分子运动导致的,因此不能用沸水代替,故D错误,符合题意。
故选D。
2.如图所示是“天宫课堂”第四课,航天员桂海潮在太空用水做的“乒乓球”能形成一个球而不会散开,下列现象中与该现象原理相同的是( )
A.将玻璃板提出水面瞬间,弹簧测力计的示数会先变大
B.向清水杯中滴入一滴红墨水,整杯水很快变红
C.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合
D.50水和50酒精混合后总体积小于100
【答案】A
【详解】在太空用水做的“乒乓球”能形成一个球而不会散开,是因为水分子之间有相互作用的引力。
A.将玻璃板提出水面瞬间,弹簧测力计的示数会先变大,是因为玻璃分子和水分之间有相互作用的引力,故A符合题意;
B.向清水杯中滴入一滴红墨水,整杯水很快变红,这是扩散现象,是因为分子在不停做无规则热运动,故B不符合题意;
C.抽去玻璃板后,两瓶中的气体逐渐混合,这是扩散现象,是因为分子在不停做无规则热运动,故C不符合题意;
D.50水和50酒精混合后总体积小于100,是因为分子间有间隙,水分子和酒精占据了彼此的间隙,导致总体积小于两种液体的体积之和,故D不符合题意。
故选A。
3.小丰用燃气灶烧水时,进行了如下思考,小丰的想法正确的是( )
A.烧水是通过做功的方式改变水的内能
B.壶内水在沸腾的过程中,内能不变
C.水壶的壶嘴和壶身构成连通器
D.壶内水沸腾时,水吸收热量,温度升高
【答案】C
【详解】A.烧水时,水吸收热量,温度升高,内能增大,是通过热传递的方式改变水的内能,故A错误;
BD.壶内水沸腾时,水需要继续吸收热量,温度不变,但内能增大,故BD错误;
C.水壶的壶嘴和壶身构成了一个上端开口下部相连通的容器,是连通器,故C正确。
故选C。
4.某学校元旦晚会上,同学们准备了礼宾花烘托气氛。礼宾花结构如图所示,当小明旋转纸筒时,气阀被打开,气罐里的压缩空气喷射而出,将纸筒内的彩纸屑和彩带喷射出来,形成了缤纷绚丽的景象。在喷出礼花彩条的过程中( )
A.礼花彩条被喷出,是因为分子在做无规则运动
B.气罐内气体内能增加
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.罐内的压缩空气对礼花做功,将空气的内能转化为礼花的机械能
【答案】D
【详解】A.礼花彩条被喷出是因为压缩空气对它们做功,而不是分子在做无规则运动,故A不符合题意;
B.气罐内的压缩空气喷射而出,对礼花做功,自身的内能减小,故B不符合题意;
C.罐内气体是通过做功的方式(膨胀对外做功)改变了其内能,而不是热传递,故C不符合题意;
D.罐内的压缩空气对礼花做功,将空气的内能转化为礼花的机械能,使得礼花被喷射出来,故D符合题意。
故选D。
5.关于一定质量物体的温度、内能、热量,下列说法中正确的是( )
A.物体的温度升高,它的内能一定增加
B.物体的内能增加,一定是吸收了热量
C.物体的内能越大,它含有的热量越多
D.物体吸收了热量,它的温度一定升高
【答案】A
【详解】A.因为内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,当物体的温度升高时,分子运动加剧,分子动能增大,所以内能一定增加。故A正确;
B.因为改变物体内能的方式有两种:做功和热传递。物体的内能增加,可能是吸收了热量,也可能是外界对物体做了功。故B错误;
C.热量是一个过程量,它描述的是热传递过程中内能的转移量,而不是物体“含有”或“具有”的热量。我们只能说物体吸收了多少热量或放出了多少热量,而不能说物体含有多少热量。故C错误;
D.因为物体吸收了热量,内能增加,但温度不一定升高。例如,在晶体的熔化过程中,物体吸收热量,内能增加,但温度保持不变。故D错误。
故选A。
6.探究小组用如图甲所示数字化实验设备探究水和食用油的吸热本领,装置中的两个试管分别装有100g水和100g食用油。根据实验数据绘制温度随加热时间变化的图像,如图乙。则不正确的是( )
A.A是水
B.比热容
C.B的比热容
D.加热3min,A吸收热量
【答案】B
【详解】A.由实验数据可知,A、B两种物质在相同时间内吸收相同的热量,但温度变化不同。A的温度变化较慢,说明其吸热能力较强;B的温度变化较快,说明其吸热能力较弱。水的比热容较大,吸热能力较强,在相同加热条件下温度升高较慢,因此A是水,故A正确,不符合题意;
BC.根据比热容公式 Q=cmΔt,在质量相同、吸收热量相同的条件下,由可知,比热容与温度变化成反比。A(水)6min从20℃升高到40℃,B(食用油)6min从20℃升高到60℃,说明B的温度变化是A的2倍,因此A与B的比热容关系应为2∶1(B的比热容为A的一半,为
故B错误,符合题意,C正确,不符合题意;
D.加热3min时,A的温度从20℃升高到30℃(因A每3min升高10℃),吸收的热量为,故D正确,不符合题意。
故选B。
7.如图所示为探究“不同物质吸热升温现象”、“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验装置,两实验都需要( )
A.使用天平和秒表 B.控制被加热液体质量相等
C.控制所用燃料质量相等 D.用加热时间反映吸热多少
【答案】B
【详解】探究“不同物质吸热升温现象”,需要控制加热液体的质量和初温相同,液体的种类不同,用相同的热源加热,通过加热时间反映吸收热量的多少,所以需要天平和停表;“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的实验,需要控制燃料的质量相同,被加热液体的种类、初温和质量相同,待燃料完全燃烬后,通过温度计示数的变化反映燃料放热能力,所以需要温度计和天平,不需要停表,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
8.2024年5月,我国首款百公斤级车载液氢系统“赛道1000”研制成功,可助力氢能重卡突破1000km续航里程,这是我国将液氢应用于交通运输领域的重大技术突破()。下列说法正确的是( )
A.氢能属于清洁能源
B.100kg的液氢含有的热量高达
C.若液氢没有完全燃烧,其热值会降低
D.氢能重卡排放的尾气温度越高,其热机效率越高
【答案】A
【详解】A.与其他燃料相比,氢燃烧时最清洁,除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质,属于清洁能源,故A正确;
B.热量是过程量,不能说含有的热量的多少,故B错误;
C.热值与燃料的种类有关,与燃料完全燃烧与否无关,液氢没有完全燃烧,其热值不变,故C错误;
D.氢能重卡排放的尾气温度越高,热量损失越大,其热机效率越低,故D错误。
故选A。
9.2024年4月24日是第九个“中国航天日”物理社团的涵涵制作了水火箭,下图是水火箭的简易原理图。使用打气筒向水火箭内不断打气,当内部气体压强增大到一定程度时,会使水从水火箭中向下喷出,从而使水火箭升空。结合题中材料,你认为以下说法正确的是( )
A.水火箭中的“水”是一种热值较大的燃料
B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程
C.根据能量守恒定律可知,整个过程中水火箭的总能量保持不变
D.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的压缩冲程相同
【答案】D
【详解】A.水的作用是作为推进剂,当压缩空气膨胀时,水被高速向下喷出,产生反作用力推动火箭升空。热值是指燃料在完全燃烧时释放的能量,但水火箭中的水并非燃料,它没有被燃烧。故A错误;
B.内燃机的排气冲程主要是将燃烧后的废气排出气缸,这是一个被动过程,不直接产生推力,而水火箭中水喷出的过程是主动产生推力的关键,压缩空气的内能转化为水的动能和火箭的动能,类似于火箭推进或内燃机的做功冲程,而非排气冲程。故B错误;
C.打气筒向系统打气,人做功,转化为压缩空气的内能,随后水喷出时,内能转化为水火箭的动能和势能,同时有能量损失,如热散失、空气阻力等,水火箭本身的能量,在整个过程中不断变化。故C错误;
D.使用打气筒打气时,人通过活塞运动对气体做功,机械能转化为气体的内能,表现为气体压强和温度升高。汽油机的压缩冲程中,活塞向上运动压缩气缸内的空气-燃料混合物,同样是将机械能转化为气体的内能。两者的能量转化过程本质相同,机械能转化为内能。故D正确。
故选D。
10.如图所示是不同形式的能量的相互转化图,下列说法不正确的是( )
A.序号⑩的实例可以是摩擦生热
B.序号⑤的实例可以是植物吸收太阳光进行光合作用
C.圆圈内B的能量形式是电能
D.各种形式的能量都可以无条件的相互转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律
【答案】D
【详解】C.电灯工作时将电能转化为光能,则B为电能;加热器工作时将电能转化为内能,则A为内能,故C正确,不符合题意;
A.序号⑩是将机械能转化为内能,实例可以是摩擦生热,故A正确,不符合题意;
B.序号⑤是将光能转化为化学能,可以是植物吸收太阳光进行光合作用,故B正确,不符合题意;
D.各种形式的能量可以在一定条件下相互转化的转化,且转化过程都要遵守能量守恒定律,故D错误,符合题意。
故选D。
11.青铜冰鉴是我国战国时代发明的“原始冰箱”,使用时,在鉴和缶之间装上冰,使缶内的美酒变凉,而到了冬天,在鉴和缶之间装上热水,让酒成为暖胃的热酒。下列说法正确的是( )
A.构成冰鉴主体材料的铜是晶体
B.鉴内放的冰熔化时吸热,使缶内的酒降温
C.利用水来使酒升温,是因为水的比热容大
D.夏天,鉴内放入冰块后会产生“白气”,这是汽化现象
【答案】ABC
【详解】A.铜有固定的熔点,是晶体,故A正确;
B.冰熔化时持续吸热,温度不变。鉴内放的冰熔化时从酒液中持续吸热,使缶内的酒降温,故B正确;
C.利用水来使酒升温,是因为水的比热容大,降低相同温度时,放出的热量较多,故C正确;
D.夏天,鉴内放入冰块后会产生“白气”,“白气”是空气中的水蒸气遇冷液化成的,故D错误。
故选ABC。
12.图甲为一款新型水杯,将沸水倒入杯中,轻摇几下后,水温便可降至左右,并能保温3小时。图乙为其内部结构图,杯壁的不锈钢夹层中有晶体传热材料,其在常温下是固态,会随着温度的变化发生可逆的固液转换。取该晶体材料,用酒精灯对其进行加热,其温度与吸收的热量关系如图丙所示。已知酒精的热值为。下列分析错误的是( )
A.该晶体材料的熔点为
B.在段,该晶体材料的内能保持不变
C.该晶体材料的比热容为
D.若加热到C点状态时,测得消耗酒精,则酒精灯的加热效率为
【答案】AB
【详解】A.该晶体材料温度先上升,后维持在50℃不变,所以熔点为50℃,故A错误,符合题意;
B.由图可知,在BC段,该晶体材料吸热,内能增大,温度不变,故B错误,符合题意;
C.由图像可知,该晶体材料温度由30℃升高到50℃时,吸收的热量是5.28×103J,根据Q=cmΔt可得该晶体材料的比热容为
故C正确,不符合题意;
D.lg酒精完全燃烧放出的热量为Q放=m酒精q=0.001kg×3×107J/kg=3×104J
酒精灯的加热效率为
故D正确,不符合题意。
故选AB。
二、填空题:(每空1分,共19分)
13.描述物质存在形态的模型如图所示,甲图描述的是 体;气体分子间距很大,相互作用力很小,表现为气体没有固定的 和体积。
【答案】 固 形状
【详解】[1][2]甲图中分子排列规则且非常紧密,符合固体分子的排列方式,乙图中分子间距比甲图大,分子位置不固定,符合液体分子的排列方式,丙图中分子间距离很大,分子间作用力很小,分子排列极度散乱,没有固定的形状和体积,符合气体分子的模型。
14.过生日吃煮鸡蛋是中国的传统习俗。意为滚滚霉运去,滚滚好运来。煮茶叶蛋时,我们能闻到浓郁的香味,这是 现象。要达到同样咸度,煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多,这是由于:温度越高,分子运动越 。
【答案】 扩散 剧烈
【详解】[1]煮茶叶蛋时闻到浓郁的茶蛋的香味,这是一种香味分子的扩散现象,扩散现象说明分子在不停地做无规则运动。
[2]要达到同样咸度,煮茶叶蛋比腌咸蛋所用时间少得多,这一现象可以说明分子运动的快慢与温度有关,温度越高,分子运动越剧烈。
15.生活中常提到“热”字,但其含义各不相同,有温度、热量、内能等含义。请写出下面几种情形中“热”字的含义:
(1)“物体吸热升温”,其中的“热”是指 ;
(2)“壶中的水被烧热了”,其中的“热”是指 ;
(3)“摩擦生热”,其中的“热”是指 。
【答案】(1)热量
(2)温度
(3)内能
【详解】(1)“物体吸热升温”,指的是物体吸收热量,温度升高,所以,“热”是指热量。
(2)温度指物体的冷热程度,“壶中的水被烧热了”,其中的“烧热”是指壶中的水温度高,“热”是指温度。
(3)内能是指物体内部所有分子做无规则运动所具有的动能和分子势能的总和,“摩擦生热”,说明做功改变物体的内能,其中的“热”是指内能。
16.冬天烤火取暖是通过 的方式增加人体的内能,火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将机械能转化为内能,这是通过 的方式实现的。
【答案】 热传递 做功
【详解】[1]烤火取暖时热量从高温物体传向低温物体,是通过热传递的方式增减人体内能。
[2]火柴头在火柴盒上轻轻划过,火柴盒会对火柴做功,火柴的内能增大,温度升高,当达到火柴头的燃点时就会擦燃,因此,火柴燃烧是将机械能转化为内能。
17.如图所示是加热两种不同物质时得到的温度随时间变化的图像。若a和b质量不等,热源和加热方法也不同,能否比较他们吸热升温的快慢: ;若a和b质量相等,热源和加热方法也完全相同,可知a和b两种物质吸热本领较强的是: ,你判断的依据是
【答案】 否 b 在质量和吸收的热量相同时,b升温少
【详解】[1]若a和b质量不等,热源和加热方法不同,不能确定相同时间吸收的热量是否相同,无法控制变量,不通用比较吸热升温的快慢。
[2][3]相同质量的a、b液体,被加热相同的时间,由于热源相同,相同时间吸收相同的热量,由图像可知,在质量和吸收的热量相同时,b升温少,说明b液体的吸热本领强。
18.航母舰载机即将起飞前,燃料燃烧会获得大量的内能,向后喷射出高温高速燃气流。为了避免对舰上人员及其它器材造成危害,偏流板后面装有供冷却水循环流动的格状水管,这是利用水的 的特性来降低偏流板的温度。根据此情景,请你思考偏流板应具备 的物理性质。
【答案】 比热容较大 熔点高
【详解】[1]水的比热容较大,相同质量的水和其它物质,在升高相同的温度时,水能吸收更多的热量,因此用水来降低偏流板的温度。
[2]飞机起飞时,向后喷射出高温高速燃气流,为了防止偏流板被高温熔化,偏流板应具备熔点高的特性。
19.汽油机是热机的一种,如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它的能量转化情况与 (选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机1s做功20次,则汽油机1s完成 个冲程。
【答案】 乙 80
【详解】[1]甲图中,进气门和排气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,此冲程中内能转化为机械能 。乙图是水蒸气推动塞子做功,内能转化为机械能,与甲图做功冲程的能量转化相同 。丙图是压缩冲程,活塞对空气做功,机械能转化为内能,与甲图能量转化不同 , 故答案填乙 。
[2]四冲程汽油机一个工作循环包括4个冲程,对外做功1次。已知汽油机1s做功20次,因为一个工作循环有4个冲程,做功1次,那么做功20次时,完成的冲程数为20×4 = 80个 ,故答案填80 。
20.目前有一种倍受关注的喷气飞行背包。如图,人背上后背包发动机将汽油燃烧后的气体通过喷气孔喷出,从而获得动力,实现人类自由单人飞翔的梦想。汽油燃烧将 能转化为内能,用来对人和飞行背包做功,还有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法再被利用来对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化具有 。该背包飞行高度可达近3000m,在此高度人会感到不适,这是因为大气压随高度的增加而 (选填“增大”或“减小”)。
【答案】 化学 方向性 减小
【详解】[1]汽油燃烧时消耗化学能,获得内能,所以汽油燃烧是将化学能转化为内能。
[2]汽油燃烧转化为内能,有部分内能散失到空气中,但这些内能却无法自发地对人和飞行背包做功,说明能量的转移和转化是具有方向的。
[3]大气压随高度的增加而减少,因为高度越高,空气越稀薄,大气压越小;所以在此高度人会感到不适。
三、实验题:(每空1分,共15分)
21.生活中,同学们将铁丝的同一位置快速地多次弯折后,用手指触摸被弯折的部位感觉很热,同学们猜想做功能改变物体的内能,接着用如图所示器材,“探究做功是否能改变物体的内能以及内能如何改变”。
(1)如图乙所示,先在一个配有活塞的厚壁玻璃筒里放一小团硝化棉,然后迅速压下活塞,观察到硝化棉的燃烧了起米,这是通过 的方式使筒内空气的内能增大,硝化棉是通过 的方式使温度达到着火点。说明对物体做功可以使物体的内能增加。
(2)小明利用注射器、数字温度传感器等器材进行了如图所示探究。
如图所示,在注射器前端筒壁上钻一个小孔,将温度传感器的探头插入注射器内,用密封胶将小孔密封,读出此时温度传感器的示数;用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体内能 ;快速取下橡皮帽,注射口喷出“白气”,温度传感器示数 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】(1) 做功 热传递
(2) 变大 变小
【详解】(1)[1][2]当迅速压下活塞时,活塞压缩玻璃筒内的空气,对气体做功,将机械能转化成内能,空气的内能增加,温度升高,这是通过做功的方式使筒内空气的内能增大;筒内的硝化棉吸热,温度升高,故是通过热传递的方式达到着火点。
(2)[1]用橡皮帽将注射器的注射口堵住,用力向左推动活塞,传感器的示数逐渐增大,说明活塞压缩筒内气体做功,使气体温度升高,气体内能变大。
[2]快速取下橡皮帽,气体体积膨胀,对外做功,内能转化为机械能,内能减小,温度降低,传感器示数变小。
22.如图甲所示,小明用相同的酒精灯分别给质量和初温均相同的水和煤油加热,以探究水和煤油吸热能力的大小:
(1)在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将 (填“A处向上”或“B处向下”)调整;
(2)要完成该实验,除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和 ;
(3)实验过程中通过 反映两种液体吸热的多少;
(4)根据实验数据,小明作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像如图丙,由图像可知水的沸点是 ℃,煤油的比热容是 J/(kg•℃);[c水=4.2×103J/(kg•℃)]
(5)若本实验共消耗酒精20g,则这些酒精完全燃烧放出的热量是 J;(q酒=3.0×107J/kg)
(6)实验结束后,小明又找来了一些冰块,探究了冰熔化过程中温度变化规律,并根据测得的数据绘制了如图丁所示的图像,在BC阶段中C点处物质的内能 (填“大于”“小于”或“等于”)B点处物质的内能。
【答案】(1)A处向上
(2)天平
(3)加热时间长短
(4) 98 2.1×103
(5)6×105
(6)大于
【详解】(1)实验中要用酒精灯的外焰加热,故在图甲中组装器材时,发现温度计的玻璃泡碰到了烧杯底,应适当将A处向上调整。
(2)根据比较吸热能力的方法,要控制不同物质的质量相同,测量时间,故除了图甲、乙中所示的器材外,还需要的测量工具有秒表和天平。
(3)实验中用相同的酒精灯,根据转换法,可通过加热时间长短反映两种液体吸热的多少。
(4)[1]根据水和煤油的温度随加热时间变化的图象如图丙,由图象可知水的沸点是98℃。
[2]根据图丙可知升高30℃,水和煤油的加热时间分别为20min和10min,由转换法,水、煤油吸热之比为2:1,根据Q吸=cmΔt可知,在质量和升高的温度相同的情况下,吸热与比热容成正比,煤油的比热容是
(5)20g酒精完全燃烧放出的热量
(6)如图丁所示,BC段为熔化过程,此过程吸热,温度不变,故C点处物质的内能大于B点处物质的内能。
23.小明利用三套完全相同的装置完成如图1所示的实验,实验前所测液体的初温均如图2所示,液体1和2的质量相同。燃料A和B的质量也相同。三组实验均至燃料燃尽时的液体温度变化如图3所示。请回答以下问题:
(1)比较不同物质的比热容,应选择图1中 的两组实验;
(2)比较不同燃料的热值,应选择图1中 的两组实验;分析图3可知:冬天在自制暖手袋时,应选液体 (选填“1”或“2”)作为供暖物质;不计热量损失,燃料A和B的热值之为 。
【答案】(1)甲、丙
(2) 乙、丙 1 4:3
【详解】(1)要比较不同物质的比热容,需要控制加热装置相同,被加热的物质不同,因此选择图1中的甲、丙两装置。
(2)[1]比较不同燃料的热值,需要控制被加热物质的种类相同,燃料的种类不同,因此应选择图1中乙、丙两装置。
[2]图3中甲、丙两装置分别装有液体1、液体2,两种物质升高相同的温度,液体1加热时间长,吸收的热量多,说明液体1的吸热能力强,因此冬天在自制暖手袋时,应选液体1。
[3]图2中温度计的分度值是1℃,液体的初温为24℃,要比较燃料A和B的热值关系,应使用不同的燃料加热质量相同的同种液体,则应选用乙、丙两个装置,根据图3的乙、丙两图线可知,燃料完全燃烧后,液体2升高的温度变化量之比为
根据,可知液体2吸收的热量之比为
设燃料完全燃烧且放出的热量全被液体吸收,燃料A和B的质量也相同,根据可知,燃料A和B的热值之比
四、计算题:(共30分)
24.(8分)热量的单位有两种,一种是国际单位焦耳,简称“焦”;另一种是“卡路里”,简称“卡”,这个单位被广泛使用在营养计量和健身手册上。“卡”是这样规定的:在1个大气压下,将1克水温度升高1摄氏度所需要吸收的热量。
(1)1卡合多少焦耳;(3分)
(2)茗茗每天健步走消耗的能量约5.46×105J相当于消耗能量多少卡?(2分)
(3)若运动员在长跑训练中汗水蒸发吸收热量,使质量为60kg的运动员体温下降0.1℃,求汗水蒸发吸收的热量。[人体主要成分是水,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)](3分)
【答案】(1)4.2J
(2)1.3×105卡
(3)2.52×104J
【详解】(1)
由题知,1g的水温度升高1℃所吸收的热量为1卡,m水=1g=0.001kg,1g的水温度升高1℃所吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×0.001kg×1℃=4.2J
故1卡=4.2J。
(2)
茗茗消耗的能量
(3)运动员的体温下降 0.1℃放出的热量Q放=c水m人Δt′=4.2×103J/(kg·℃)×60kg×0.1℃=2.52×104J
运动员汗水蒸发吸收的热量为2.52×104J。
25.(10分)摩擦生热是指机械能转化为内能的过程,在用砂纸将木材表面打磨光滑的过程中,砂纸和木板表面的温度都会升高,已知砂纸和木材表面之间的摩擦力约为5N,每次砂纸打磨的距离约为0.5m;木板表面层质量约为5g,木材的比热容为;则打磨100次的过程中:
(1)克服摩擦力所做的功是多少?(4分)
(2)若消耗的机械能有50%使木板表面温度升高,则该打磨过程中,木板表面层升高的温度是多少?(6分)
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)根据做功公式计算克服摩擦力所做的功
(2)由题意可得,即,
26.(12分)2025年3月,我国新型055驱逐舰到达南太平洋指定海域开展演习。据网络信息显示,055驱逐舰使用的是燃气轮机动力系统,燃料是柴油,最大航速60km/h。求:
(1)若055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行时,动力推进系统的输出功率为4×107W,055驱逐舰受到的牵引力是多少?(3分)
(2)055驱逐舰以36km/h的速度匀速航行1小时,发动机热效率约达40%,消耗柴油多少kg?(柴油的热值为4×107J/kg)(9分)
【答案】(1)4×106N
(2)9000kg
【详解】(1)由可得,牵引力
(2)发动机工作时间为
由得,有用功为
柴油完全燃烧释放的总热量为
由得,消耗的柴油质量为
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