第十四章 内能与热机 单元测试试卷 -2025-2026学年沪科版（2024）物理九年级全一册

《第十四章 内能与热机》单元测试卷 （满分100分） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题（共36分） 1．（本题3分）父母劳累一天很辛苦，小明想烧壶热水，给父母泡泡脚。如图所示，当水壶里面的水沸腾时，产生的大量水蒸气会将壶盖顶开。他联想到汽油机在工作中，与此能量转化相同的冲程是（    ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 2．（本题3分）2025.年4月24日是第十个“中国航天日”，物理社团的同学们制作了水火箭，如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。结合题中信息，以下说法错误的是（　　） A．水向下喷出会使水火箭升空是由于物体间力的作用是相互的 B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少 C．水火箭升空过程中，如果以水火箭为参照物，地面是运动的 D．往水火箭里打气的过程相当于热机的做功冲程 3．（本题3分）如图是宋代画家王希孟所作《千里江山图》的一部分。使用的颜料以天然矿物为主，核心为石青（蓝铜矿）和石绿（孔雀石），画卷置于展示架上供人观赏。以下说法正确的是（　　） A．从热学角度分析，潮湿空气遇冷容易在画表面形成小水珠，这是汽化现象 B．一段时间后颜料有轻微褪色现象，是因为颜料分子扩散到了空气中 C．画卷随着展示架在移动过程中，以展厅墙壁为参照物，画卷是静止的 D．颜料在研磨过程中，温度会略有升高，这是通过热传递的方式改变了颜料的内能 4．（本题3分）端午节是我国的传统节日，有吃粽子的习俗，对煮粽子过程中涉及的物理知识描述错误的是（　　） A．锅周边“白气”的形成是汽化现象 B．水沸腾后持续加热，水的温度会保持不变 C．粽子的内能是通过热传递的方式增加的 D．“粽香四溢”说明分子在永不停息地做无规则运动 5．（本题3分）图甲所示为一款新型水杯，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某种传热材料，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。取该材料，对其进行加热，其温度与吸收的热量关系如图丙所示。下列分析正确的是（　　） A．该传热材料是非晶体 B．在段，该传热材料的内能保持不变 C．在段，的传热材料，温度上升吸收的热量是 D．水杯中的沸水降温时，水分子运动的更加剧烈 6．（本题3分）一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速是2400r/min，则此汽油机每秒完成的冲程个数和对外做功次数分别是（　　） A．完成80个冲程，对外做功20次 B．完成80个冲程，对外做功40次 C．完成40个冲程，对外做功10次 D．完成40个冲程，对外做功40次 7．（本题3分）某学校物理兴趣小组用控制变量的方法比较a、b两种液体的比热容和。他们在实验室让质量相同的a、b两种液体吸收相同的热量后，液体a的温度从升高到，液体b的温度从升高到，a、b两种液体均未沸腾。由此可知（　　） A． B． C． D． 8．（本题3分）小明用如图所示甲、乙两套的装置，正确完成了“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”、燃料点燃直至燃尽，两个实验中液体升高的温度随时间变化的图像如图丙所示，不考虑热量损失，以下判断正确的是（　　） A．两个实验都要控制燃料的质量、液体质量相等 B．两个实验都是通过温度计上升的示数反应热量的多少 C．图像一和图像二表示两种物质比热容之比为1∶4 D．图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为5∶4 9．（本题3分）关于温度、内能、热量、比热容，下列说法不正确的是（　　） A．温度低的物体可以比温度高的物体内能大 B．热传递是内能转移的过程 C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能不变 D．虽然，但比热容与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关 10．（本题3分）生命离不开水，水是宝贵的资源。以下关于水的说法正确的是（    ） A．地面上的水变干了是升华现象 B．冬天用热水袋取暖是利用水的比热容大 C．冰变成水的过程需要吸热，温度保持不变，所含有的热量增加 D．水变成冰需要放热，密度变小，比热容不变 11．（本题3分）2025年4月26日，神舟十九号载人飞船返回舱搭载蔡旭哲、宋令东、王浩泽三名宇航员成功返回地球。返回舱的表面有层叫做“烧蚀层”的固态物质，返回地球通过大气层过程中，“烧蚀层”可以保护返回舱不因高温而烧毁。下列说法不正确的是（　　） A．返回舱与大气摩擦形成高温“火球”的过程中，将机械能转化成内能 B．“烧蚀层”发生的物态变化主要是熔化和汽化 C．着陆前，发动机向下喷燃气，返回舱进一步减速下降，返回舱的机械能不断减少 D．返回舱成功着陆时，瞬间“尘土飞扬”，说明分子在做无规则运动 12．（本题3分）如图所示为汽油机某冲程的示意图，与其能量转化过程完全相同的是（　　） A．冬天搓手取暖 B．压缩空气使硝化棉燃烧 C．玩滑梯臀部发热 D．水蒸气将塞子弹出 二、填空题（共20分） 13．（本题2分）氢能利用是新能源利用的新潮流，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是某品牌氢能自行车，一次性充满氢气，能在小时内匀速骑行。骑行的速度是 ，若车与骑行者总质量为，骑行时受到的阻力为总重的倍。此次骑行过程中氢气的利用效率是 。（） 14．（本题2分）藕粉圆子是盐城的传统美食，小鹿在家煮藕粉圆子时，他先把水倒入燃气灶上的锅中加热，这是通过 的方式增加了水的内能。煮这锅圆子用天然气比用木材消耗的质量小，是因为天然气的 。 15．（本题10分）冰箱中制冷剂的特点是沸点 ，它在冷冻室内发生 ，在冷凝器内发生 ，通过 的方式改变冷冻室的内能。据调查，电冰箱中的霜过多会增加耗电量，要使电冰箱内少结霜，可采取的措施是 16．（本题6分）如图甲所示是小明用可乐瓶制作的水火箭，小明先在瓶中装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；此时瓶中气体的内能 （选填“增加”、“减少”或“不变”）；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭向上飞向空中，此过程的能量转化情况与热机的 （选填“乙”或“丙”）冲程相似，如果此热机1s做功20次，则汽油机曲轴转速为 r/min。 三、实验题（共20分） 17．（本题8分）小组同学探究“冰的熔化特点”，实验装置如图甲所示， (1)图乙中的温度计示数为 ℃； (2)小明绘制的温度—时间图像如图丙所示，由图丙可知：0～2min升温比5～10min快，原因是 ； (3)小明实验后，小华重新加冰和温水也做了该实验，绘制的温度-时间图像如图丁所示，丙、丁图像的差异是因为小华在实验中 （回答一点即可）； (4)试管内冰全部熔化后，用酒精灯持续加热，试管内的水仍未沸腾，此时试管内的水和烧杯中的水相等的物理量是 （选填“温度”“内能”或“都相同”）； 18．（本题12分）为探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异，将、两种液体分别装入两个烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热，实验装置如图甲、乙所示，实验时每隔一段时间同时测量并记录、的温度。 (1)为完成本次实验，除温度计、秒表外，还需要的测量工具是 。 (2)此实验通过 来反映液体吸收热量的多少； (3)加热一段时间后，液体B的温度如图乙所示，为 ℃； (4)根据实验数据，小明绘制出了温度-时间图像，如图丙所示，若使两种液体吸收相同的热量，升高温度较多的是 液体。 (5)你认为更适合作为太阳能热水器储热介质的是 液体，理由是 。 四、计算题（共24分） 19．（本题6分）周末，小明爸爸驾驶汽车带他外出游玩，途中汽车匀速直线行驶了30km，用时20min。已知人与汽车的总质量为1500kg，行驶过程中汽车受到的阻力为人与车总重的0.1倍，发动机的效率为30%。汽车在行驶过程中，求：（汽油的热值q取4×107J/kg，g取10N/kg） (1)汽车的平均速度。 (2)牵引力做的功。 (3)汽车消耗汽油的质量。 20．（本题9分）如图所示为某折叠卡式炉，采用丁烷气体作为燃料。水壶装入4L初温为的水，用卡式炉加热至，（水的比热容为，丁烷的热值为）。求： (1)壶中水的质量； (2)水吸收的热量； (3)若卡式炉的加热效率为70%，则需要消耗多少克的丁烷。 21．（本题9分）如图所示是我国深海“国之重器”———超深水大洋科考钻探船“梦想”号，它以重油为燃料，满载时排开水的质量为42600t。某次航行时，发动机以恒定功率 1.6×108 W匀速行驶了25 min，此过程中完全燃烧重油 2×104 kg。求:（g取10 N/ kg,重油的热值q取 4×107 J/kg） (1)“梦想”号满载时，受到的浮力； (2)此次航行过程中，“梦想”号发动机所做的功； (3)航行过程中发动机的效率。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 1．C 【详解】水沸腾时将壶盖顶开的过程中，水蒸气对壶盖做功，水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；内燃机工作时，在做功冲程将燃气的内能转化为机械能，与上述能量转化相同，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 2．D 【详解】A．水火箭向下喷水，给水一个向下的力，由于物体间力的作用是相互的，水给水火箭一个向上的力，使水火箭升空，故A正确，不符合题意； B．上升过程中，水火箭瓶内气体对水和火箭做功，气体的内能转化为机械能，所以内能减少，故B正确，不符合题意； C．水火箭升空过程中，以水火箭为参照物，地面与水火箭之间的位置不断变化，所以地面是运动的，故C正确，不符合题意； D．往水火箭里打气的过程，是对气体做功，机械能转化为内能，而热机的做功冲程是内能转化为机械能，二者不同，故D错误，符合题意。 故选D。 3．B 【详解】A．潮湿空气遇冷容易在画表面形成小水珠，这是物质从气态变为液态的过程，属于液化现象，而不是汽化现象，故A错误； B．一段时间后颜料有轻微褪色现象，是因为颜料分子在不停地做无规则运动，扩散到了空气中，故B正确； C．画卷随着展示架在移动过程中，以展厅墙壁为参照物，画卷相对于墙壁的位置发生了变化，所以画卷是运动的，故C错误； D．颜料在研磨过程中，温度会略有升高，这是通过做功的方式改变了颜料的内能，而不是热传递，故D错误。 故选B。 4．A 【详解】A．煮粽子时，锅周边“白气”是水蒸气遇冷液化而成的小水滴，故A错误，符合题意； B．煮粽子时，锅中的水开始沸腾后，持续吸热，温度保持不变，故B正确，不符合题意； C． 煮粽子时，粽子吸收热量，这是通过热传递的方式增加内能，故C正确，不符合题意； D．粽香四溢是扩散现象，说明分子在永不停息地做无规则运动，故D正确，不符合题意。 故选A。 5．C 【详解】A．由图像可知，该材料有吸热温度不变的情况，即该材料有熔点，该传热材料是晶体，故A错误； B．在段，该传热材料吸收热量，内能保持变大，故B错误； C．由图像可知，到吸收的热量为，该传热材料的比热容为 此段比热容与段比热容相同，比热容的物理意义是的某种材料，温度升高吸收的热量，则在段，的传热材料，温度上升吸收的热量是，故C正确； D．温度越高，分子运动越剧烈，水杯中的沸水降温时，水分子运动的越不剧烈，故D错误。 故选C。 6．A 【详解】四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复两次、飞轮转两周，完成四个冲程，对外做功一次，当飞轮的转速是2400r/min，即40r/s时，每秒内完成80个冲程，对外做功20次，故A正确，BCD错误。 故选A。 7．A 【详解】ABC．由题意，已知a、b两种液体质量相同，吸收相同的热量，即， a液体吸收热量后，温度变化量 b液体吸收热量后，温度变化量 由，变形得，因为、相同，越大，越小。由于，所以a、b两种液体的比热容，故A符合题意，BC不符合题意； D．两种液体温度变化量比值，则 a液体的比热容，b液体的比热容 则，则 故D不符合题意。 故选A。 8．C 【详解】A．比较不同物质吸热升温，则需要燃料种类、加热时间相同，比较质量和初温相同的液体升高的温度，燃料质量不用相同；比较不同燃料燃烧热值大小，要用相同质量的不同燃料，加热质量相同的同种液体，所以两个实验中不是都要控制杯中液体质量相等，燃料质量相等，故A不符合题意； B．实验“探究不同物质吸热升温的现象”使用相同的燃料（或加热器）通过加热时间的长短来比较吸热多少，而实验“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”用不同的燃料，加热质量相同的同种液体，通过温度计上升的示数反映吸收热量的多少，故B不符合题意； C．由“探究不同物质吸热升温的现象”绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，升高10℃，图像一对应物质的加热时间为10分钟（注意是均匀升温）；而图像二对应物质的加热时间为40分钟；由转换法可知，两种物质吸收热量之比为Q1∶Q2=10min∶40min=1∶4 根据Q=cmΔt，图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为c1∶c2=1∶4 故C符合题意； D．不同燃料充分燃烧放热的现象中，燃料完全燃烧（燃料质量相同），图像一对应的物质温度升高Δt1=50℃-30℃=20℃ 图像二对应的物质温度升高Δt2=40℃-30℃=10℃ 而同种液体的质量相同，根据Q=cmΔt，吸热多少与升高的温度成正比，两种物质吸热之比为Q1′∶Q2′=20℃∶10℃=2∶1 根据热值公式Q=mq，在燃料质量相同的条件下，放出的热量与热值成正比，故图像一和图像二表示两种燃料的热值之比为q1∶q2=2∶1 故D不符合题意。 故选C。 9．C 【详解】A．内能是分子动能和分子间势能的总和，因此内能的大小与温度和质量有关，所以温度低的物体可能质量很大，那么温度低的物体就可以比温度高的物体内能大，故A正确，不符合题意； B．改变内能的方式有做功和热传递，做功是内能与其他形式的能量之间的转化，热传递是内能的转移过程，故B正确，不符合题意； C．0℃的冰熔化成0℃的水时，吸收热量，温度不变，内能变大，故C错误，符合题意； D．比热容是物质一种属性，与物质的种类、状态等有关，与物体吸收或放出的热量、物体的质量和温度的变化无关，故D正确，不符合题意。 故选C。 10．B 【详解】A．地面上的水变干了，是水由液态变成气态，属于汽化现象，而不是升华现象。升华是指物质从固态直接变为气态的过程，故A错误； B．冬天用热水袋取暖是利用水的比热容大的特点。因为水的比热容较大，相同质量的水和其他物质相比，降低相同的温度时，水能够放出更多的热量，所以能长时间保持温暖，故B正确； C．冰变成水的过程是熔化过程，需要吸热，温度保持不变，但不能说所含有的热量增加。热量是一个过程量，只能说吸收或放出热量，不能说物体含有多少热量，故C错误； D．水变成冰是凝固过程，需要放热，水的密度比冰大，所以水变成冰密度变小。状态不同，水与冰的比热容不同，故D错误。 故选B。 11．D 【详解】A．返回舱与大气摩擦，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，使返回舱表面温度急剧升高，形成高温“火球”，故A正确，不符合题意； B．“烧蚀层”的物质遇到高温会发生熔化和汽化现象，熔化和汽化过程中吸收大量的热，从而使返回舱的温度不至于过高，故B正确，不符合题意； C．着陆前发动机向下喷燃气，返回舱减速下降，速度减小，动能减小，高度降低，重力势能减小，所以机械能不断减少，故C正确，不符合题意； D．“尘土飞扬”是宏观物体的机械运动，不是分子的运动，分子是肉眼看不见的，不能说明分子在做无规则运动，故D错误，符合题意。 故选D。 12．D 【详解】根据图示可知，两个气门都关闭，活塞下行，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能。 A．冬天搓手取暖是克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，故A不符合题意； B．压缩空气使硝化棉燃烧，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，故B不符合题意； C．玩滑梯臀部发热，小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，故C不符合题意； D．烧水时，水蒸气弹出活塞，是水蒸气对活塞做功的结果，这时水蒸气的内能转化为活塞的机械能，故D符合题意。 故选D。 13． 20 50% 【详解】[1]根据可得，骑行的速度是 [2]0.03kg氢气完全燃烧产生的热量为 氢能自行车骑行时受到的阻力为 自行车匀速骑行，处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，由二力平衡的条件可知，骑行时发动机的牵引力为 氢能自行车牵引力所做的有用功为 氢气的利用效率为 14． 热传递 热值大 【详解】[1]做功和热传递都可以改变物体的内能。水吸收热量，内能增大，温度升高，所以是通过热传递增加了水的内能。 [2]用天然气和木材将相同质量的水烧开，需要相同的热量，但需要燃烧的天然气的质量小，根据可知，天然气的热值比木材大。 15． 低 汽化 液化 热传递 见解析 【详解】[1]冰箱中制冷剂的特点是沸点低。这样在冷冻室内，制冷剂很容易吸收热量而汽化。 [2]制冷剂在冷冻室内，由于周围温度较高，它会吸收热量，由液态变为气态，发生汽化现象。 [3]在冷凝器内，制冷剂被压缩，放出热量，由气态变为液态，发生液化现象。 [4]冰箱通过制冷剂在冷冻室内汽化吸热，从而使冷冻室的内能减少，温度降低，这是通过热传递的方式改变冷冻室的内能。 [5]电冰箱中的霜是由水蒸气遇冷直接凝华形成的。要使电冰箱内少结霜，可采取的措施是将放入冰箱的食物用保鲜膜包裹好。因为这样可以减少食物中水分的蒸发，从而减少冰箱内水蒸气的含量，进而减少霜的形成。 16． 增加 丙 2400 【详解】[1]当使用打气筒向瓶中打气时，外界对瓶内气体做功，这会导致瓶内气体的内能增加。 [2]图乙中，两气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能；图丙中，两气门关闭，火花塞点火，活塞下行，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能；水火箭在向上飞行的过程中，通过喷出水来产生反作用力，从而获得向上的动力，这个过程中也是将瓶内气体的内能转化为火箭的机械能，所以此过程中的能量转化方式与汽油机的丙冲程相似。 [3]四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次，所以当热机1s内对外做功20次时，热机的曲轴转40圈，则1min曲轴转2400圈，即汽油机曲轴转速为。 17．(1)-2 (2)冰的比热容比水小 (3)加入冰的质量较大 (4)温度 【详解】（1）温度计的分度值为，液柱在以下，所以温度计示数为。 （2）根据公式（为吸收的热量，为比热容，为质量，为温度变化量），在相同时间内，吸收的热量相同，冰的比热容小于水的比热容，由可知，当、相同时，比热容越小，温度变化量越大，所以（冰的状态）升温比（水的状态）快。 （3）观察中丙、丁图像，丁图像中冰升温较慢，熔化过程时间较长。可能是因为小华在实验中加入冰的质量较大，根据，质量越大，在相同加热条件下（单位时间提供热量相同），温度升高越慢，熔化过程吸收热量越多，时间越长。 （4）当试管内冰全部熔化后，用酒精灯持续加热，烧杯中的水会沸腾，温度保持在沸点不变。试管内的水达到沸点后，由于内外温度相同，不能继续吸热，所以不会沸腾。此时试管内的水和烧杯中的水温度相等。 18．(1)天平 (2)加热时间 (3)33 (4)A (5) B 在质量和降低的温度相同时，B放热多 【详解】（1）在探究不同液体作为太阳能热水器储热介质的性能差异的实验中，需要控制两种液体的质量相同，因此除了温度计测量温度、秒表测量时间外，还需要用天平来测量液体的质量。 （2）实验中用两个相同的酒精灯同时加热，相同的酒精灯在相同时间内放出的热量是相同的，那么加热时间越长，液体吸收的热量就越多。所以此实验通过加热时间来反映液体吸收热量的多少。 （3）由图乙可知，温度计的分度值为1℃，液体B的温度为33℃。 （4）由图丙可知，若使两种液体吸收相同的热量（即加热相同的时间），对比两条曲线可以发现，A液体对应的温度变化更大，所以升高温度较多的是A液体。 （5）[1][2]太阳能热水器储热介质需要在吸收相同热量时升高的温度较低，这样才能储存更多的热量；在质量和降低的温度相同时，可以放出更多的热量。由前面分析可知，在吸收相同热量时，B液体升高的温度比A液体低，说明B液体的比热容较大；在质量和降低的温度相同时，B放热多，更适合作为太阳能热水器储热介质。 19．(1) 25m/s (2) (3) 3.75 kg 【详解】（1）汽车的平均速度 （2）人与汽车的总重力 匀速行驶时牵引力 牵引力做功 （3）汽油完全燃烧释放的总热量 消耗汽油质量 20．(1)4kg (2) (3)37.5g 【详解】（1）已知水的体积 由可得水的质量 （2）水吸收的热量 （3）已知加热效率为70%，，由得 由得需要消耗的丁烷质量 21．(1)4.26×108 N (2)2.4×1011 J (3)30% 【详解】（1）“梦想”号满载时排开水的质量为42600t，它满载时排开水所受的重力 由阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到的浮力等于其排开液体所受的重力，所以“梦想”号满载时受到的浮力为 （2）由 可得，此次航行过程中发动机所做的功为 （3）航行过程中，重油完全燃烧放出的热量为 发动机的效率为 第 page number 页，共 number of pages 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$