第十章 内能(基础通关卷)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-08-28
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摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦九年级上册物理第十章“内能”,以70分分值、60分钟时长,通过生物航空燃油、中医拔火罐等真实情境,覆盖内能、比热容、热机效率等核心知识点,适配单元复习巩固。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|6/12|热值、热传递、热机冲程|结合科技前沿情境,考查基础物理观念|
|填空题|7/24|内能变化、比热容、热值特性|融入中医艾灸等生活实例,体现科学态度|
|作图题|2/4|热机冲程、海陆风|通过内燃机原理标注,培养模型建构能力|
|综合题|5/30|吸热实验、热机效率计算|设计比较物质吸热实验,强化科学探究与社会责任|
内容正文:
2026-2027学年九年级上册物理单元自测
第十章 内能·基础通关
建议用时:60分钟,满分:70分
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.变废为宝——将“地沟油”提炼制成生物航空燃油,我国已成为亚洲第一个拥有此自主研发技术的国家,这可以减少对进口石油的依赖,极大降低碳排放。采用生物航空燃油是因为它的( )
A.热值大 B.密度大 C.比热容大 D.热量大
2.在寒冷的冬天里,如图所示的各种方法都可以使身体暖和。其中通过热传递的方式增加内能的是( )
A.跳绳 B.举哑铃
C.用热水泡脚 D.跑步
3.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的,如图所示,将机械能转化为内能的冲程是( )
A. B.
C. D.
4.由得,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若加热前后的温差增大一倍,则比热容增大一倍
C.无论物体质量多大,比热容都一样
D.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
5.小明阅读了下表后,得出了一些结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容
水
干泥土
冰
铜
煤油
铝
水银
沙石
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容比沙石大
B.同种物质在不同状态下,其比热容不同
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸热多
D.液体的比热容都比固体大
6.(25-26九年级上·安徽合肥·阶段检测)如图所示的是某款液态氢能源汽车,该款汽车在公路上行驶20km,受到的牵引力为1.4×103N,燃烧了0.8kg液态氢。已知液态氢的热值为 1.4×108J/kg,下列说法中不正确的是( )
A.牵引力做的功为 2.8×107J
B.若完全燃烧0.8kg液态氢,则放出的热量为 1.12×107J
C.若完全燃烧0.8kg液态氢,则汽车利用氢能源的效率为25%
D.减少尾气排放带走的热量,可以提高热机效率
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本大题共7小题,共24分)
7.如图所示的汽油机正处于___________冲程,此过程中,汽缸内的气体混合物的内能___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
8.中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,罐内气体的温度________(选填“升高”“降低”或“不变”),内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过________的方式改变了穴位处的内能。随着温度的升高,艾条中的中药渗入人体的速度会________(选填“加快”“减慢”或“不变”)。
9.(25-26九年级上·广东江门·阶段检测)如图所示的实验装置中,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气:当推动活塞向内打气时,我们发现当瓶内气体达到一定量时,瓶塞跳起,可以看到瓶内出现了白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀______做功(选填“对内”或“对外”),内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”)。
10.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,此时它正处在__________冲程,其能量转化情况与__________(选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机做功次,则汽油机完成__________个冲程。
11.木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料,取不同质量的这些燃料完全燃烧,得到了下表所示数据。
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
(1)从表中的数据可知,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,________和质量的比值是不变的,这个不变的比值反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称为________。
12.用两个规格相同的电加热器,分别给质量相同的甲、乙两种液体同时加热,其温度随时间变化的关系如图所示。结合图像判断,甲液体的比热容________乙液体的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。如果乙液体是水,则甲液体的比热容为________J/(kg·℃)。若乙中的水在前20min内吸收2.52×104J的热量,则吸收同样的热量可以使甲从0℃上升至________℃。(不计热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃))
13.一款无人驾驶汽车以20m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了7km时,消耗汽油1.4kg。若汽油机转速1800r/min,则每秒发动机完成___________个冲程;水箱里用水给汽车发动机降温,这是因为水的___________较大,这个过程是通过___________的方式使水的内能增大。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%,则在这段运动过程中,该汽车做的有用功是___________J,汽车行进过程中受到的阻力为___________N。(汽油的热值是)。
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
14.(25-26九年级上·贵州贵阳·阶段检测)如图,是小麟同学学习内燃机的工作原理图(部分),已知左图是压缩冲程的工作原理图,题图是做功冲程的工作原理图,但小麟不小心将一滴黑墨水滴在题图中排气阀门的位置,为此他在右侧的【 】中进行批注“打开”或“关闭”;并在活塞旁边的( )中批注“↑”或“↓”表示活塞的运动方向。
15.(25-26九年级上·河南新乡·阶段检测)鲁迅在《故乡》一文中对再见到闰土的情景描写“先前的紫色的圆脸,已经变作灰黄,而且加上了很深的皱纹;眼睛也像他父亲一样,周围都肿得通红,这我知道,在海边种地的人,终日吹着海风……”。请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
四、综合题(本大题共5小题,共30分)
16.在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应称取质量________的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)用规格相同的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过比较________来判断两种液体吸收热量的多少。
(3)实验记录的数据如表所示,分析实验数据可知________(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强,物理学引入了________这个物理量来描述物质的吸热能力。
(4)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是________。
A.室内的暖气利用热水循环供热 B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
17.物理兴趣小组的小军同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小关系。小军的实验步骤如下:
①他准备了如图1、2所示的两套完全相同的实验装置;②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片;③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热;④记录燃烧相同时间后水升高的温度。
(1)小军设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷,请你帮他进行修改,简要写出修改后该项步骤:________________。
(2)纠正错误后继续实验,从以上步骤中可以看出,该实验是通过________来比较燃料燃烧放出热量多少。
(3)在图1中小军测量水的质量为,初温,末温,燃烧酒精的质量为。根据水的比热容计算出酒精的热值为________(用已知物理量和测量物理量的字母表示,水的比热容为)。通过计算发现结果与资料中给出的酒精的热值相比________(选填“偏大”或“偏小”),结合实验,分析原因可能是:________________(只写出一个即可)。
(4)另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾,他们比较________来反映这两种燃料热值的大小关系。
18.(25-26九年级上·上海金山·阶段检测)中医药是我国传统医疗体系,具有悠久的历史和丰富的文化底蕴。
(1)中药煎煮前,需预先将其浸泡在温热的水中,静置一段时间后,中药汤温度降低,它的内能___________(选填“变大”或“变小”),这是通过___________的方式改变内能的。
(2)某次熬制中药时,将质量为的药液从加热到,求药液吸收热量。(,加热过程中,环境大气压均为标准大气压,忽略药液质量变化)
19.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)我国某集团发布全球首款热机效率突破50%的商业化柴油机,远远高于市场现有主流柴油机产品的平均热机效率46%,世界内燃机发展出现历史性新突破。一辆安装了该款柴油机的载重汽车在某次测试中,该柴油机的输出功率为22kW,在2000s内行驶了60km,消耗柴油2kg,已知柴油的热值为。
(1)汽油机和柴油机的结构不同,带有喷油嘴的是_________(选填“汽油机”或“柴油机”);
(2)求柴油完全燃烧放出的热量;
(3)求该柴油机在这次测试中的热机效率;(计算结果精确到1%)
(4)立志成为汽车设计师的小明也想设计改造发动机,使热机的效率达到80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新?(写出一条即可)
20.目前汽车普遍应用于人们日常生活中的出行,汽车发动机的工作,多是靠燃料在发动机汽缸内燃烧做功,提供动力。但是不论使用汽油或是柴油发动机,效率都很低。为了提高能源的利用率,涡轮增压技术应运而生。
(1)废气推动涡轮转动的过程中,废气对涡轮________,内能转化成________能;
(2)若汽缸内完全燃烧2L汽油,释放的热量为多少?(,)
(3)结合以上信息,请你说出一条“涡轮增压”能提高热机效率的原因。
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2026-2027学年九年级上册物理单元自测
第十章 内能·基础通关
建议用时:60分钟,满分:70分
第Ⅰ卷 选择题
一、单项选择题(本大题共6小题,每小题2分,共12分。在给出的四个备选项中,只有一个选项符合题目要求。)
1.变废为宝——将“地沟油”提炼制成生物航空燃油,我国已成为亚洲第一个拥有此自主研发技术的国家,这可以减少对进口石油的依赖,极大降低碳排放。采用生物航空燃油是因为它的( )
A.热值大 B.密度大 C.比热容大 D.热量大
【答案】A
【解析】采用生物航空燃油,主要的原因是它具有较大的热值,完全燃烧相同质量的该燃料时,可以释放出更多的热量。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.在寒冷的冬天里,如图所示的各种方法都可以使身体暖和。其中通过热传递的方式增加内能的是( )
A.跳绳 B.举哑铃
C.用热水泡脚 D.跑步
【答案】C
【解析】ABD.跳绳、举哑铃、跑步均是通过克服摩擦或肌肉收缩做功增加内能,故ABD不符合题意;
C.用热水泡脚是通过热传递增加内能,故C符合题意。
故选C。
3.汽油机是由四个冲程不断循环而工作的,如图所示,将机械能转化为内能的冲程是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.两气门关闭,活塞向下运动,火花塞点火,为做功冲程,将内能转化为机械能,故A不符合题意;
B.两气门关闭,活塞向上运动,为压缩冲程,将机械能转化为内能,故B符合题意;
C.进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,为排气冲程,无能量转化,故C不符合题意;
D.进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,为吸气冲程,无能量转化,故D不符合题意。
故选B。
4.由得,关于同一种物质的比热容,下列说法正确的是( )
A.若质量增大一倍,则比热容减小一半
B.若加热前后的温差增大一倍,则比热容增大一倍
C.无论物体质量多大,比热容都一样
D.若吸收的热量增大一倍,则比热容增大一倍
【答案】C
【解析】比热容是物质本身的一种特性,物质的比热容只跟物质的种类和状态有关,与物质质量、温度高低、吸收或放出热量的多少均无关,由得是比热容的定义式,可以用于计算比热容的大小。
故选C。
5.小明阅读了下表后,得出了一些结论,其中错误的是( )
几种物质的比热容
水
干泥土
冰
铜
煤油
铝
水银
沙石
A.沿海地区昼夜温差比内陆地区小,是因为水的比热容比沙石大
B.同种物质在不同状态下,其比热容不同
C.质量相等的铜块和铝块,升高相同的温度,铝块吸热多
D.液体的比热容都比固体大
【答案】D
【解析】A.从表格可知,水的比热容远大于沙石的比热容。沿海地区水多,内陆地区沙石多。根据 ,在吸收或放出相同热量的情况下,比热容大的物质温度变化小。因此,沿海地区昼夜温差较小,故A正确,不符合题意;
B.由表可知,水和冰是同种物质的不同状态,它们的比热容不同,故B正确,不符合题意;
C.根据,当质量和升高的温度相同时,比热容越大的物质吸收的热量越多。查表可知,铝的比热容大于铜的比热容,所以铝块吸热多,故C正确,不符合题意;
D.并不是所有的液体的比热容都比固体大,比如水银是液体,其比热容就比很多固体比热容小,故D错误,符合题意。
故选D。
6.(25-26九年级上·安徽合肥·阶段检测)如图所示的是某款液态氢能源汽车,该款汽车在公路上行驶20km,受到的牵引力为1.4×103N,燃烧了0.8kg液态氢。已知液态氢的热值为 1.4×108J/kg,下列说法中不正确的是( )
A.牵引力做的功为 2.8×107J
B.若完全燃烧0.8kg液态氢,则放出的热量为 1.12×107J
C.若完全燃烧0.8kg液态氢,则汽车利用氢能源的效率为25%
D.减少尾气排放带走的热量,可以提高热机效率
【答案】B
【解析】A.牵引力做的功 ,故A正确;
B.完全燃烧放出的热量 ,故B错误;
C.汽车利用氢能源的效率 ,故C正确;
D.减少尾气排放带走的热量,即减少能量损失,可以提高热机效率,故D正确。
本题选择不正确的,故选B。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(本大题共7小题,共24分)
7.如图所示的汽油机正处于___________冲程,此过程中,汽缸内的气体混合物的内能___________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】做功 减小
【解析】由图可知,汽油机汽缸的进气门和排气门都是关闭的,火花塞产生电火花,活塞下行,可以判断汽油机正处于做功冲程;做功冲程中内能转化为机械能,汽缸内气体混合物的内能减小。
8.中医是我国的四大国粹之一。拔火罐能有效治疗某些疾病,使用时先加热火罐中气体,再按图甲所示方法迅速将火罐按到皮肤上,一段时间后,罐内气体的温度________(选填“升高”“降低”或“不变”),内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)。如图乙所示,“艾灸”时通过________的方式改变了穴位处的内能。随着温度的升高,艾条中的中药渗入人体的速度会________(选填“加快”“减慢”或“不变”)。
【答案】降低 减小 热传递 加快
【解析】拔火罐时,加热后的火罐内气体温度远高于人体温度,扣在皮肤上后,罐内气体会向人体放热,因此温度降低,内能会减小。
艾灸时,燃烧的艾条温度远高于穴位处,热量从艾条传递到穴位,是通过热传递的方式改变穴位处的内能。
中药渗入人体属于扩散现象,分子的热运动和温度有关,温度越高,分子无规则运动越剧烈,因此扩散速度越快,所以中药渗入人体的速度会加快。
9.(25-26九年级上·广东江门·阶段检测)如图所示的实验装置中,瓶内水上方存在着无色透明、无法看到的水蒸气:当推动活塞向内打气时,我们发现当瓶内气体达到一定量时,瓶塞跳起,可以看到瓶内出现了白雾,说明水蒸气液化成了可以看到的小水滴。在这个过程中,气体膨胀______做功(选填“对内”或“对外”),内能______(选填“增加”或“减少”),温度______(选填“升高”或“降低”)。
【答案】对外 减少 降低
【解析】当瓶塞跳起时,瓶内气体膨胀,推动瓶塞运动,所以气体是对外做功。根据做功与内能的关系,当物体对外做功时,内能会减少。又因为内能减少,所以温度降低,此时瓶内的水蒸气遇冷就会液化成小水滴,形成白雾。
10.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,此时它正处在__________冲程,其能量转化情况与__________(选填“乙”或“丙”)图相同,如果此汽油机做功次,则汽油机完成__________个冲程。
【答案】做功 乙 80
【解析】观察甲图,汽油机的两个气门都处于关闭状态,火花塞点火,活塞向下运动,因此此时处于做功冲程,该冲程的能量转化是内能转化为机械能。
乙图是酒精灯加热试管内的水,水蒸气将瓶塞顶出,是水蒸气的内能转化为瓶塞的机械能,和做功冲程的能量转化一致;丙图是向下压缩空气引火仪的活塞,将机械能转化为空气的内能,属于压缩冲程的能量转化。 因此此处选乙。
单缸四冲程汽油机的1个工作循环,对外做功1次,完成4个冲程。已知1s做功20次,则1s完成的冲程数为 个。
11.木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料,取不同质量的这些燃料完全燃烧,得到了下表所示数据。
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
(1)从表中的数据可知,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量一般是________(填“相同”或“不同”)的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越________。
(2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,________和质量的比值是不变的,这个不变的比值反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称为________。
【答案】(1)不同 多 (2)完全燃烧放出的热量 热值
【解析】(1)由表格中相同质量的不同燃料完全燃烧的放热数据可知,相同质量的不同燃料完全燃烧释放的热量一般不同;
由同一种燃料不同质量对应的放热数据可知,同一种燃料质量越大,完全燃烧释放的热量越多。
(2)对同一种燃料,其完全燃烧放出的热量与质量的比值为定值,该定值是反映燃料本身放热特性的物理量,物理学中把它叫做热值。
12.用两个规格相同的电加热器,分别给质量相同的甲、乙两种液体同时加热,其温度随时间变化的关系如图所示。结合图像判断,甲液体的比热容________乙液体的比热容(选填“大于”、“等于”或“小于”)。如果乙液体是水,则甲液体的比热容为________J/(kg·℃)。若乙中的水在前20min内吸收2.52×104J的热量,则吸收同样的热量可以使甲从0℃上升至________℃。(不计热量损失,c水=4.2×103J/(kg·℃))
【答案】小于
【解析】相同规格的电加热器相同时间放出的热量相同,故甲、乙相同时间吸收的热量相等,且甲、乙质量相等;由图像可知,从0℃上升到60℃,甲用的时间比乙的少,说明甲吸收的热量比乙的少,即其吸收热量的本领较弱,比热容较小。
升高相同温度时,甲的加热时间为,乙的加热时间为,故吸收热量之比,而、,由可得
所以
在前20min中,甲、乙吸收的热量是相同的,如图像所示,甲物质在第10min已经达到沸点了,所以即使再加热也会保持沸点温度60℃,因此同样加热20min,甲会从0℃上升至60℃。
13.一款无人驾驶汽车以20m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了7km时,消耗汽油1.4kg。若汽油机转速1800r/min,则每秒发动机完成___________个冲程;水箱里用水给汽车发动机降温,这是因为水的___________较大,这个过程是通过___________的方式使水的内能增大。假设汽油完全燃烧,汽油机的效率为30%,则在这段运动过程中,该汽车做的有用功是___________J,汽车行进过程中受到的阻力为___________N。(汽油的热值是)。
【答案】60 比热容 热传递 2700
【解析】汽油机转速为即每秒转周。四冲程汽油机每转周完成个冲程,每秒完成冲程数为个。
水的比热容较大,相同质量的水和其他物质升高相同温度时,水能吸收更多热量,适合作为发动机冷却剂。
发动机与水之间存在温度差,热量从发动机传递给水,水通过热传递的方式吸收热量,内能增大。
汽油完全燃烧放出的热量为
汽车做的有用功为
汽车匀速行驶时,牵引力与阻力大小相等。功的计算公式为变形并代入数值可得
三、作图题(本大题共2小题,每题2分,共4分)
14.(25-26九年级上·贵州贵阳·阶段检测)如图,是小麟同学学习内燃机的工作原理图(部分),已知左图是压缩冲程的工作原理图,题图是做功冲程的工作原理图,但小麟不小心将一滴黑墨水滴在题图中排气阀门的位置,为此他在右侧的【 】中进行批注“打开”或“关闭”;并在活塞旁边的( )中批注“↑”或“↓”表示活塞的运动方向。
【答案】
【解析】热机做功冲程时,进气门关闭,排气门关闭,活塞向下运动,以此作图。
15.(25-26九年级上·河南新乡·阶段检测)鲁迅在《故乡》一文中对再见到闰土的情景描写“先前的紫色的圆脸,已经变作灰黄,而且加上了很深的皱纹;眼睛也像他父亲一样,周围都肿得通红,这我知道,在海边种地的人,终日吹着海风……”。请在图中虚线框内用箭头表示出白天海陆风的吹拂方向。
【答案】
【解析】白天,在太阳照射下,陆地和海洋吸收相同的热量,由于水的比热容比泥土、砂石的大,根据公式 可知,在质量和吸收热量相近的情况下,海洋升温慢,陆地升温快,因此陆地温度高于海洋温度;陆地上方的空气受热膨胀上升,气压变低,海洋上方的空气温度较低、密度较大而下沉,气压变高,在水平方向上,空气从高气压的海洋流向低气压的陆地,形成海风,所以虚线框内应画一个水平向右(由海洋指向陆地)的箭头。
四、综合题(本大题共5小题,共30分)
16.在探究“比较不同物质吸热情况”的实验中,实验装置如图所示。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
(1)实验中应称取质量________的甲、乙两种液体,分别倒入相同的烧杯中。
(2)用规格相同的电加热器加热甲和乙两种液体,使它们升高相同的温度,通过比较________来判断两种液体吸收热量的多少。
(3)实验记录的数据如表所示,分析实验数据可知________(选填“甲”或“乙”)液体的吸热能力强,物理学引入了________这个物理量来描述物质的吸热能力。
(4)下列事实能用上述实验数据得出的结论解释的是________。
A.室内的暖气利用热水循环供热 B.用盐水腌蛋,一段时间后蛋会变咸
C.长期堆放煤的水泥地面变成黑色 D.夏天给教室洒水,感觉凉爽
【答案】(1)相等 (2)加热时间 (3)甲 比热容 (4)A
【解析】(1)探究不同物质的吸热能力,使用的是控制变量法,要控制甲、乙两种液体的质量相等。
(2)实验中使用规格相同的电加热器,相同时间内电加热器放出的热量相同,液体吸收的热量也相同,因此可以通过比较加热时间来间接判断液体吸收热量的多少,这使用的是转换法。
(3)由表格数据可知,加热相同时间(吸收相同热量)时,甲液体升高的温度更小。若升高相同温度,甲需要的加热时间更长、吸收热量更多,则说明甲液体的吸热能力更强;物理学中,用比热容这个物理量来定量描述物质的吸热能力,比热容越大,物质的吸热能力越强。
(4)A.暖气用水作为介质,是因为水的比热容大,相同质量的水和其他物质相比,降低相同温度时能放出更多热量,故A符合题意;
B.盐水腌蛋后蛋变咸,是分子的扩散现象,属于分子热运动,与比热容无关,故B不符合题意;
C.长期堆煤的水泥地面变黑,是固体分子的扩散现象,与比热容无关,故C不符合题意;
D.夏天洒水感觉凉爽,是利用了水蒸发(汽化)吸热制冷,与比热容无关,故D不符合题意。
故选A。
17.物理兴趣小组的小军同学学习了燃料的热值后,自己设计了一个实验来探究酒精和碎纸片的热值大小关系。小军的实验步骤如下:
①他准备了如图1、2所示的两套完全相同的实验装置;②分别在燃烧皿中放入质量相同的酒精和碎纸片;③同时点燃酒精和碎纸片对质量和初温相等的水加热;④记录燃烧相同时间后水升高的温度。
(1)小军设计的方案中有一个步骤存在明显的缺陷,请你帮他进行修改,简要写出修改后该项步骤:________________。
(2)纠正错误后继续实验,从以上步骤中可以看出,该实验是通过________来比较燃料燃烧放出热量多少。
(3)在图1中小军测量水的质量为,初温,末温,燃烧酒精的质量为。根据水的比热容计算出酒精的热值为________(用已知物理量和测量物理量的字母表示,水的比热容为)。通过计算发现结果与资料中给出的酒精的热值相比________(选填“偏大”或“偏小”),结合实验,分析原因可能是:________________(只写出一个即可)。
(4)另一组同学计划用两种燃料将初温和质量相同的水加热至刚好沸腾,他们比较________来反映这两种燃料热值的大小关系。
【答案】(1)比较燃料完全燃烧后,水升高的温度 (2)水升高的温度 (3) 偏小 加热过程中存在热量散失 (4)消耗燃料的质量
【解析】(1)该实验要通过等质量的两种燃料完全燃烧释放的热量,对比对应水的升温来比较热值大小。原步骤仅燃烧相同时间,无法保证两种燃料都完全烧尽,不能准确对比总放热量,因此需要改为待两种燃料完全燃尽后,再记录水的升温。
(2)实验采用转换法,控制水的质量、初温相同,燃料完全燃烧放出的热量越多,水升温就越大,因此通过水升高的温度来间接反映燃料放热的多少。
(3)根据吸热公式,水吸收的热量为,本实验近似认为酒精完全燃烧放出的热量全部被水吸收,即,由热值定义可得酒精热值为
但实际实验中,燃料不可能完全燃烧,且燃烧的热量会有部分散失到空气、被实验装置吸收,水实际吸收的热量远小于燃料完全燃烧的总放热量,因此计算得到的热值会比真实值偏小。
(4)将初温、质量相同的水加热至刚好沸腾,水吸收的总热量是固定的,根据,放出相同热量时,消耗的燃料质量越小,说明该燃料的热值越大,因此可以通过比较消耗的两种燃料的质量,来判断热值的大小关系。
18.(25-26九年级上·上海金山·阶段检测)中医药是我国传统医疗体系,具有悠久的历史和丰富的文化底蕴。
(1)中药煎煮前,需预先将其浸泡在温热的水中,静置一段时间后,中药汤温度降低,它的内能___________(选填“变大”或“变小”),这是通过___________的方式改变内能的。
(2)某次熬制中药时,将质量为的药液从加热到,求药液吸收热量。(,加热过程中,环境大气压均为标准大气压,忽略药液质量变化)
【答案】(1)变小 热传递 (2)
【解析】(1)质量、状态不变时,物体内能随温度的降低而减小,故中药汤内能变小。
中药汤向周围空气放出热量,属于能量的转移,这是通过热传递的方式改变内能。
(2)药液升高的温度
药液吸收的热量
19.(25-26九年级上·湖北黄石·期中)我国某集团发布全球首款热机效率突破50%的商业化柴油机,远远高于市场现有主流柴油机产品的平均热机效率46%,世界内燃机发展出现历史性新突破。一辆安装了该款柴油机的载重汽车在某次测试中,该柴油机的输出功率为22kW,在2000s内行驶了60km,消耗柴油2kg,已知柴油的热值为。
(1)汽油机和柴油机的结构不同,带有喷油嘴的是_________(选填“汽油机”或“柴油机”);
(2)求柴油完全燃烧放出的热量;
(3)求该柴油机在这次测试中的热机效率;(计算结果精确到1%)
(4)立志成为汽车设计师的小明也想设计改造发动机,使热机的效率达到80%。考虑影响热机效率的因素,你认为小明可以在哪些方面改进创新?(写出一条即可)
【答案】(1)柴油机 (2) (3)51% (4)改良发动机结构、减少能量损失
【解析】(1)汽油机和柴油机的结构不同,汽油机的气缸顶部有火花塞,柴油机的气缸顶部有喷油嘴。
(2)柴油完全燃烧释放的热量为
(3)有用功
热机效率为
(4)为了提高热机效率,可以改良发动机结构,减少能量损失,提高内能转化为机械能的效率;假如小明的设想实现了,热机效率的提高可以减少燃油的消耗,可以节能和保护环境。
20.目前汽车普遍应用于人们日常生活中的出行,汽车发动机的工作,多是靠燃料在发动机汽缸内燃烧做功,提供动力。但是不论使用汽油或是柴油发动机,效率都很低。为了提高能源的利用率,涡轮增压技术应运而生。
(1)废气推动涡轮转动的过程中,废气对涡轮________,内能转化成________能;
(2)若汽缸内完全燃烧2L汽油,释放的热量为多少?(,)
(3)结合以上信息,请你说出一条“涡轮增压”能提高热机效率的原因。
【答案】(1)做功 机械 (2) (3)提高了进入汽缸内新鲜空气的流量,使燃料燃烧更充分,放出的热量增加,提高了热机效率
【解析】(1)废气推动涡轮转动,是废气对涡轮施加了力,并且涡轮在力的方向上移动了距离,这在物理学中属于废气对涡轮做功的过程。 在这个过程中,废气自身的温度降低,内能减少,而涡轮获得了转动的机械能。因此,这是废气的内能转化成了涡轮的机械能。
(2)汽油的体积
由知,2L汽油的质量
汽油完全燃烧释放的热量
(3)涡轮增压器利用发动机排出的废气驱动涡轮,涡轮带动同轴的叶轮高速转动。叶轮将新鲜空气压缩后,经过中冷器冷却,再推进到汽缸中。这样提高了进入汽缸内新鲜空气的流量,使得在相同体积的汽缸内,能够容纳更多的空气。 更多的空气可以与更多的燃料混合,使得燃料燃烧更加充分。燃烧更充分意味着燃料释放的热量能更多地转化为有用功,同时废气中的部分内能被用来驱动涡轮,从而提高了热机的整体效率。
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