第十二章 内能与热机 学业质量评价单元卷-2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上册物理

【2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上物理】 第十二章 内能与热机 学业质量评价单元卷 1、 选择题（共7小题，每小题3分，共21分） 1．关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　） A．一块0℃的冰块，它的内能为零 B．温度高的物体含有的热量一定多 C．热胀冷缩中的“冷热”是指内能 D．物体的温度越高，分子的无规则运动越剧烈 2．如图是简易活塞式点火器。古人以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒。取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃。下列事例与此改变内能的方式相同的是(　　) A．热水取暖 B．冷敷降温 C．钻木取火 D．哈气取暖 3．如图甲~丁所示，是冰放在恒温环境下，熔化过程中先后经历的过程。图中标出了杯内物质的温度，水到达20℃后不再从环境吸热。由于蒸发，经过一段时间后杯中水质量如图戊所示（已知比热容c水>c冰）。下列说法正确的是（　　） A．此时恒温环境温度高于20℃ B．甲杯冰分子动能与乙杯相同 C．丁杯水的内能与戊杯相同 D．丁杯水分子与戊杯水分子运动剧烈程度相同 4．在标准大气压下将质量相同的甲、乙、丙三块金属加热到相同的温度后，放到上表面平整的冰块上。经过一段时间后，冰块形状不再变化，由图可知三块金属的比热容相比 A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大 5．用两个相同的电加热器分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化关系图象如图所示，下列说法正确的是（　　） A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容 B．乙液体的比热容大于甲液体的比热容 C．升高相同的温度，甲液体的加热时间比较长 D．加热相同的时间，甲液体升高的温度小于乙液体 6． 如图为某汽油机工作时的能量流向图，汽油的热值q取4.5×107J/kg 。 以下说法正确的是 A．汽油未完全燃烧时的热值比完全燃烧时的小 B．完全燃烧10kg 汽油可放出4.5×108J 的热量 C．在做功冲程，该汽油机气缸中的气体内能增大 D．该汽油机工作效率可达65% 7．如图所示为便携式燃气炉，采用丁烷气体作为燃料。一罐丁烷燃气的净含量罐内可以燃烧的丁烷气体的质量为。露营时水壶中装入初温为的水，加热至水沸腾，一罐丁烷燃气刚好烧开了壶水。水的比热容为，丁烷的热值为，以下说法正确的是(　　) A． 烧水过程中热效率约为 B．烧开一壶水所需要吸收的热量为 C．完全燃烧一罐丁烷放出的热量为 D．热值为的物理含义是燃烧的丁烷可以放出的热量 二、填空题（共7小题，每空1分，共20分） 8． 2024年10月30日.搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭发射取得圆满成功。火箭从地面向上发射过程中，其外壳与大气摩擦后，温度升高，内能　 　(选填“增大”或“减小")，这是通过　 　的方式来改变火箭内能的；运载火箭选用液态氢做燃料，主要是因为液态氢具有较大的　 　。 9．有质量为5kg，初温为15℃的水，吸热后温度升高到95℃，则需吸收的热量为　 　J；如果这些热量由天然气燃烧来提供，则至少需要燃烧热值为4.0×107J/m3的天然气　 　m3。（水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)） 10．2024年10月30日凌展4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射升空，火箭采用液态氢作为燃料，原因是液态氢的　 (选填“比热容”或“热值”)大。燃料燃烧时，把燃料的　 　能转化为内能，产生大量高温高压的燃气，燃气对火箭做功，燃气的内能会　 　 (选填“增大”“减小”成“不变”). 11．图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过　 　的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式　 　（选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为，则它每秒钟可以完成　 　个工作循环。 12．寒冷的冬季，小丽和小军冻得伸不出手，于是分别采取了图甲和图乙所示的不同取暖方式。从物理学的角度来看，小军是通过　 　的方式增加手的内能：两种增加内能的方式是　 　(选填“等效””或“不等效”)。小军看到一台单缸四冲程汽油机工作原理图，上面标记了飞轮转速1200r/min， 则它的气缸内燃气每秒钟对外做功　 　次。 13．如图所示是对0.5kg的某固体均匀加热获得的“温度与时间”关系图像。不计热损失，物质在AB和CD段两种状态下的比热容较大的是　 　段，在BC段的内能　 　（选填“变大”“变小”或“不变”）；若AB段的比热容为2×103J（kg·℃），则该物质在BC段吸热为　 　J。 14．第19届亚运会采用零碳甲醇作为主火炬燃料，实现了循环内的零排放.完全燃烧1kg甲醇可放出 　 　J的热量，若这些热量的84%被质量为1t、温度为25℃的水吸收，则水吸收的热量为　 　J，水温将升高　 　 C. (c水=4.2×103J/kg·℃，q甲醇=2.3×107J/Kg) 三、作图题（共4分） 15．如图所示，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞与曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况．请在图乙中，画出压缩冲程中活塞运动的方向（用“↑”或“↓”表示）和进气门、排气门的开闭情况． 四、实验题（共3小题，共20分） 16．小明发现夏天经过太阳的暴晒后，位于顶楼的屋内非常闷热，于是开展了“设计隔热房屋”跨学科实践活动。 （1）为了比较材料的隔热性能，小明找到厚度　 　（选填“相等”或“不相等”）的三种材料，制成大小、形状和结构均相同的房屋模型，用白炽灯模拟太阳光，房屋位置如图甲所示，将温度传感器分别放在房屋模型　 　（选填“内部”或“外部””）的相同位置； （2）甲图中三个小屋的摆放位置不合理，原因是没有控制灯到屋顶的　 　相等； （3）优化实验方案后进行实验，温度传感器的示数随时间变化如图乙所示，根据图像分析，小明可以选用　 　作为屋顶隔热材料，其原因是在相同时间内，温度传感器示数变化较　 　（选填“大”或“小”）。请再举出一个生活中利用该材料隔热的例子：　 　。 17．小明利用如图装置，进行以下实验。 实验一：“探究不同物质吸热升温的现象”； 实验二：“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”； （1）实验一，甲、乙虚线中应选择的器材是　 　(选填“A或“B”)和　 　(选填“C”或“D”)，物质吸收热量的多少通过　 　来反映。小明设计了两个方案比较不同物质吸热升温的性质，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）实验二，正确选择实验器材，实验前，应控制烧杯中被加热物质　 　(选填“质量”或“体积”)相同，若实验过程中燃料还未燃尽时，某一烧杯内水就沸腾了，此时小明立即在该烧杯中添加了少量水继续实验，直至燃料燃尽后测量水温；这样操作是否可行?　 　，理由是　 　。 18．为了比较水和煤油两种液体的吸热性能，好学的小潘同学做了如图所示实验，并在实验过程中记录了温度--时间坐标图，如图所示。 （1）在组装实验装置时，应先固定　 　 (选填“铁圈”或“铁杆")的位置. （2）实验中，在两个相同的试管中分别装上　 　 (选填“质量”或“体积")、初温都相同的水和煤油，并放入大烧杯水中进行加热；两个试管同时加热的目的是使试管吸收　 　(选填“相同”或“不同")的热量。 （3）由题图乙可知：当水和煤油升高相同的温度，试管中的水吸收的热量　 　(选填“大于”、“小于”或“等于”)试管中的煤油吸收的热量；当它们吸收相同热量时，试管中的　 　(选填“水”或“煤油”)升温更高。 （4）通过以上实验，冬天取暖，小潘选取　 　 (选填“水”或“煤油")来自制一个暖手袋，这是因为水的　 　较大。 五、计算题（共2小题，共14分） 19．燃气灶烧水时，把质量为 5kg、初温为20℃的水加热到70℃，共燃烧了 0.025m3天然气(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为 4.2x103J/(kg℃)，天然气的热值为8.4x107J/m3，求： （1）水吸收的热量； （2）天然气完全燃烧放出的热量； （3）燃气灶烧水时的效率。 20．太阳能清洁无污染，取之不尽，用之不竭，是未来理想的能源之一。如图所示的太阳能热水器在一天的有效照射时间内，将热水器中初温为25℃的80L水升高到75℃。［，，］，求： （1）在一天的有效照射时间内，热水器中的水吸收的热量是多少？ （2）如果用天然气灶加热这些水，若天然气的利用率为20%，需要完全燃烧多少立方米的天然气？ 六、综合能力题（共3小题，共21分） 21．在明朝时期，万户利用火药制作了一个由47支火箭推动的装置，如图甲，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史的先驱. （1）万户的火箭原理与现代火箭发动机相似，通过点燃火药产生的高温气体从后端喷出，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的　 　能，此过程类似于内燃机的　 　冲程. （2）如图乙所示是现代液体火箭喷气发动机的工作原理示意图，输送系统把燃料和氧化剂喷入燃烧室，燃烧产生的气体高速从尾部喷出，产生强大的反冲推力使火箭前进.火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的　 　 (选填“内能”“比热容”或“热值”)，火箭喷气发动机　 　 (选填“能”或“不能”)在大气层外工作. （3）在火箭发射架下方的池子里储存大量的水，原因是水的　 　 (选填“内能”“比热容”或“热值”)比较大，汽化时能吸收较多的热量，保护火箭发射架不被高温毁坏. （4）火箭在大气层内高速运动时，头部整流罩与空气剧烈摩擦，内能增加，温度升高达上千摄氏度，这是通过　 　 (选填“做功”或“热传递”)的方式来改变整流罩内能的. 22．随着人们生活水平的提高，汽车已经进入千家万户，它给我们的生活提供了便利，促进了社会的发展。请你回答： （1）当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒“黑烟”，这时发动机的效率会　 　(选填"升高”“降低”或“不变”)； （2）汽车发动机的一个工作循环包括如题21图所示的四个冲程。请按一个工作循环的过程，将四个冲程重新排序：　 　.(仅填序号)，其中图 　 　所示的冲程是给汽车提供动力的： （3）国产某型单缸四冲程汽油机满负荷工作时一个做功冲程对外做功120J， 飞轮的转速是1500r/min， 每分钟消耗10g汽油。1分钟内，做　 　次功。满负荷工作时该汽油机的功率是　 　W， 满负荷工作时热机的效率是　 　%(汽油的热值为4.5×107J/kg).将其效率提高10%， 满负荷工作10小时可以节省汽油　 　kg 23．阅读短文，回答问题： 最佳空燃比 进入发动机的空气与燃料的质量比例称为空燃比，若吸入发动机的空气所含氧气与燃料恰好完全反应就达到最佳空燃比。为了达到最佳空燃比，在尾气管上安装了如图甲的氧传感器，工作原理(如图乙)是：氧化锆内外表面各有一层金属组成铂电极，氧化锆的外侧与高温尾气接触，内侧连通外界大气，电加热器通电后加热附近大气，使其达到最佳工作温度350℃，在这个温度下氧分子O2会电离成氧离子02-，高温电离后的氧离子会通过氧化锆从氧浓度高的位置移到氧浓度低的位置，氧离子O2-浓度差越大，铂电极A和B会聚集越多异种电荷，铂电极间的电压越高。当燃料较多时，空燃比小于最佳空燃比，尾气中含氧量为0， 两电极间的电压达到恒定最大值；当空燃比大于最佳空燃比时，随着尾气中氧含量变大，两电极板间电压急剧变小。发动机控制模块通过检测铂电极两端的电压，控制喷油量，使发动机接近最佳空燃比。 （1）为使质量为1x10-6kg温度为-10℃的大气在0.02秒内达到其最佳工作温度，大气需吸收　 　J的热量。(大气比热容取1000J/(kg.℃)， 不计热量损失) （2）发动机控制模块检测铂电极两端的电压与空燃比的关系图象如图丙所示，若发动机控制模块检测铂电极两端的电压接近为零，说明尾气中的氧气含量较　 　(选填“高”或“低”)，需要　 　 (选填“加大”或“减少”)喷油嘴的喷油量；由图丙可知最佳空燃比为　 　。 （3）一辆小汽车在ls内匀速行驶20m，其四缸发动机(如图丁所示)全程转速为40r/s，发动机以最佳空燃比工作，每次进入单个汽缸的空气质量均为0.294g，发动机的效率为40%， 汽油热值取5×107J/kg， 则汽车的牵引力为　 　N。 参考答案 1．【答案】D 2．【答案】C 3．【答案】D 4．【答案】C 5．【答案】B 6．【答案】B 7．【答案】A 8．【答案】增大；做功；热值 9．【答案】1.68×106；0.042 10．【答案】热值；化学；减小 11．【答案】做功；不同；10 12．【答案】做功；等效；10 13．【答案】CD；变大； 14．【答案】；；4.6 15．【答案】 16．【答案】（1）相等；内部 （2）距离 （3）泡沫板；小；生活中外卖或快递运送生鲜、食品等用泡沫板制作的保温箱 17．【答案】（1）B；C；加热时间；两方案都 （2）质量；不可行；没有控制两个烧杯中水的质量相等 18．【答案】（1）铁圈 （2）质量；相同 （3）大于；煤油 （4）水；比热容 19．【答案】（1）根据Q=cmΔt可计算Q吸= 4.2x103J/(kg℃) ×5kg×50℃=1.05×106J （2）根据Q放=mq计算 天然气完全燃烧放出的热量 Q放= 8.4x107J/m3 × 0.025m3 =2.1×106J （3）解：。 20．【答案】（1）解：热水器中水的体积：V=80L=80dm3=0.08m3 由可得，热水器中水的质量： m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×0.08m3＝80kg； 水吸收的热量： Q吸＝c水m(t−t0)＝4.2×103J/(kg•℃)×80kg×(75℃−25℃)＝1.68×107J。 （2）解：由可得，天然气完全燃烧释放的热量： 由Q放=qV可得，需要完全燃烧天然气的体积：。 21．【答案】（1）机械；做功 （2）热值；能 （3）比热容 （4）做功 22．【答案】（1）降低 （2）丙、甲、丁、乙；丁 （3）750；1500；20%。；2 23．【答案】（1）0.36 （2）高；加大；14.7 （3）1600 学科网（北京）股份有限公司 $