第十二章 内能与热机 章末过关检测——2026-2027学年沪粤版物理九年级上册

**基本信息** 本试卷为初中物理“内能与热机”单元过关检测，全面覆盖内能、比热容、热机、热值等核心知识点，通过实验探究与综合应用考查科学思维与探究能力，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| |----|-----------|----------|----------| |单项选择题|13/26|内能、比热容、热机冲程、热值|基础概念辨析，如温度与内能关系判断| |多项选择题|3/9|热量与内能关系、保温效果、热机功率|综合知识应用，如热机效率影响因素分析| |填空题|6/12|能量转化、比热容应用、热值计算|结合生活情境，如走马灯内能转化为机械能| |作图题|1/4|空气流动方向、温度变化图像|直观呈现物理过程，考查科学表达能力| |实验探究题|4/25|做功改变内能、燃料热值比较、吸热能力|控制变量法应用，如不同物质吸热能力探究| |综合应用题|3/24|热量计算、热机效率、混合动力汽车能量|联系科技热点，如混合动力汽车能量转化与效率计算|

第十二章 内能与热机 章末过关检测 （时间：90分钟 满分：100分） 一、单项选择题（本大题共13小题，每小题2分，共26分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．对于一定质量的气体，下列说法中正确的是（　　） A．温度升高，它的内能一定增加 B．外界物体对它做了功，它的内能一定增加 C．它的内能越大，含有的热量越多 D．温度为0℃时，它可能没有内能 2．下列改变物体内能的方式与其它三个不同的是（　　） A．锯木头锯条发热 B．划火柴点火 C．烧水时水温升高 D．铁丝来回弯折温度升高 3．下列事例没有利用水的比热容大的是（　　） A．洒水降温 B．热水袋用水取暖 C．夜晚向稻田中灌水 D．造人工湖调节气温 4．如图是烟花弹燃放时的情形。火药点燃，推动烟花前进，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是（　　） A．废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 C．增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率 D．该汽油机的能量利用率为 28% 6．下列说法正确的是（　　） A．容易燃烧的燃料，热值一定大 B．煤的热值比木柴的大，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定 C．由q＝公式说明热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 D．即使煤炭没有完全燃烧，其热值也不会改变 7．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增大 D．图丁，从滑梯上滑下，臀部有炙热的感觉，是机械能转化为内能 8．甲、乙两种液体的质量和初始温度均相同，甲的比热容是乙的1/3，它们分别从外界吸收相等的热量后，迅速将它们混合，则（　　） A．甲、乙不发生热传递 B．甲将热量传递给乙 C．乙将热量传递给甲 D．无法判断 9．甲、乙两物体质量相等，甲物体温度降低20℃，乙物体温度升高15℃时，乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍，甲、乙两物体的比热容之比是（　　） A．3：8 B．8：3 C．4：3 D．3：2 10．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。下列选项正确的是（　　） A．对比乙、丙两图液体最终升温可以比较两种液体的比热容 B．对比甲、乙两图，如果燃料 2的热值较高，最终乙图液体内能较大 C．对比乙、丙两图，如果液体 b最终升温较高，说明燃料 1的热值较大D．对比甲、丙两图，如果液体 b的比热容比液体 a大，升高相同的温度，液体 a需加热较长时间 11．在标准大气压下，将质量为2kg、初温为25℃的水加热，当水吸收6.72×105J的热量后，水温会升高[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（　　） A．100℃ B．75℃ C．80℃ D．105℃ 12．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（　　）【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 A．5.04×105J B．4.2×105J C．2.52×105J D．条件不足，不能计算 13．甲、乙两物体吸收相等热量后，甲物体的温度变化量大。如甲物体的比热容为c甲，质量为m甲，乙物体比热容为c乙，质量是m乙，则下列说法中，一定错误的是（　　） A．若m甲＝m乙，则c甲＜c乙 B．若c甲＝c乙，则m甲＜m乙 C．若m甲＞m乙，则c甲＞c乙 D．若c甲＜c乙，则m甲＜m乙 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目奏求，全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错得0分。） 14．关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法错误的是（　　） A．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高 B．把﹣10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增大 C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 D．选用热值高的燃料就一定能够提高热机的效率 15．有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究的程序，明确了具体的探究问题，选择了适当的器材，在控制变量法的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙保温杯内水的温度的实验数据。根据数据绘制的图像如图所示，根据图像所提供的信息判断正确的是（　　） A．乙保温杯的保温效果好 B．小明探究的问题的自变量是保温杯的品牌 C．估计实验过程第5小时的室温是25℃ D．质量相等的甲、乙两杯100℃的水经历最初的4小时，所放出的热量之比为4：3 16．现代生活中最重要的交通运输工具﹣﹣汽车，与我们的生活走得越来越近了。某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，飞轮的转速是1200r/min，油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，则下面分析正确的是（　　） A．该汽油机每秒对外做功5次 B．气体一次膨胀对活塞做的功是1800J C．该汽油机的功率是9kW D．若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是8.28×103J 三、填空题（本大题共6小题，每空1分，共12分） 17．如图为“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为_____________________，这与四冲程汽油机的_____________冲程相同。 18．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__________（选填“升高”、“不变”或“降低”）发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的_______________大。 19．如图所示，两个容积相同的保温杯，同时装满温度相同的热水，过了一会儿，乙杯的外壁比甲杯热，由此可判断__________杯保温性能较好，杯壁变热是通过的___________方式改变了它的内能。 20．如图为晶体熔化图象，物体t3时刻的内能____________t2时刻的内能（大于，小于，等于），理由是_______________。 21．“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，因其___________（选填“比热容”或“热值”）较大，被誉为未来的能源“明星”；完全燃烧0.1m3天然气可放出_______________J的热量。（q天然气＝3.2×107J/m3） 22．成年人体内的水分约为总体重的60%～70%，当外界温度变化较快时，由于水的比热容较____________，人的体温变化较_________，有助于调节人体自身的温度。 四、作图题（本大题共1小题，共4分） 23.完成下列作图。 （1）如图所示的场景发生在炎热的天气，在图中虚线框内画一条带箭头的线段，用来表示地面附近空气的流动方向。 （2）如图所示，将装有90℃热牛奶的奶瓶放入20℃的水中，15min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象。 五、实验探究题（本大题共4小题，共25分） 24．（5分）如图所示，把一个薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上，迅速来回拉动皮条，过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题： （1）来回拉动皮条，使金属管的温度升高，这是通过________方式改变物体内能。 （2）酒精温度升高，这是通过___________方式改变物体内能。 （3）酒精蒸气将木塞顶开的过程，酒精蒸气的内能_________（选填“增加”或“减少”），转化为木塞的_________能（选填“机械”或“内”）。 （4）酒精蒸气将木塞顶开时，金属管口出现的“白气”是__________现象（选填“汽化”或“液化”）。 25．（6分）小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 （1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用___________来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。 ②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的___________就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。 ③你认为__________（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。 （2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是___________。 （3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量。小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是__________的（选填“可靠”或“不可靠”）。理由是_____________________________________________________（只写出一条即可）。 26．（7分）在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示，实验数据记录在下表中。 　物质 　质量/g 　初始温度/℃ 加热时间/min 　末温/℃ 　水 　200 　20 　6 　45 　色拉油 　200 　20 　6 　75 （1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证_________（选填“体积”或“质量”）相同。 （2）实验中物质吸热的多少是通过_____________来反映的。 （3）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较______________来研究水和色拉油吸热能力的差异。 （4）在此实验中，如果要使水和色拉油的最后温度相同，就要给____________加热更长的时间，此时水吸收的热量____________（选填“大于”“小于”或“等于”）色拉油吸收的热量；由实验可以得出____________的吸热能力更弱。 （5）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用______________，这个物理量来描述。 27．（7分）为了探究做功与物体内能变化的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图所示。 [提出问题] 做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ [制订计划与设计实验] （1）先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲所示。 （2）关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图乙所示。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图丙所示。 [分析与论证] （1）该实验通过_____________的变化来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是__________________。 （2）用手按压活塞快速打气的目的是_________________。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，此时气体的内能转化为风扇的________________。 [实验结论] （1）比较甲和乙两图可知，外界对气体做功，气体内能____________；比较图甲和图丙可知，气体对外界做功，气体内能_____________（均选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）做功可以改变物体的内能，它在改变物体内能的效果上与热传递___________（选填“是”或“不是”）等效的。 六、综合应用题（本大題共3小题，共24分） 28．（6分）有一根烧红的铁钉，质量是2g，放出920J的热量后，温度降低到20℃，已知c铁＝0.46×103J/（kg•℃），铁的熔点为1535℃．求： （1）该铁钉的初温。 （2）将100kg、35℃的铁钉熔化，铁钉在熔化前需吸收的热量。 29．（8分）“卡路里”是热量的另一个单位，简称“卡”。1卡是这样规定的：在1标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所需要吸收的热量。有一辆汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡。[已知q汽＝4×107J/kg；c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）1卡的热量表示多少焦耳？ （2）完全燃烧0.75kg汽油放出多少热量？ （3）该汽车发动机的效率为多少？ 30．（10分）混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。 （1）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ （2）假如这些燃料用来给水壶烧水，水壶的热效率为21%，一共能加热多少千克的20℃水至沸腾？此时气压为1个标准大气压（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））。 （3）求汽车牵引力做的功。 （4）求内燃机的效率。 【答案与解析】 一、单项选择题（本大题共13小题，每小题2分，共26分。在给出的四个备选项中，只有一个选项符合题目要求。） 1．对于一定质量的气体，下列说法中正确的是（　A　） A．温度升高，它的内能一定增加 B．外界物体对它做了功，它的内能一定增加 C．它的内能越大，含有的热量越多 D．温度为0℃时，它可能没有内能 2．下列改变物体内能的方式与其它三个不同的是（　C　） A．锯木头锯条发热 B．划火柴点火 C．烧水时水温升高 D．铁丝来回弯折温度升高 3．下列事例没有利用水的比热容大的是（　A　） A．洒水降温 B．热水袋用水取暖 C．夜晚向稻田中灌水 D．造人工湖调节气温 4．如图是烟花弹燃放时的情形。火药点燃，推动烟花前进，这个过程与四冲程汽油机的哪一个冲程中的能量转化是相同的（　C　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5．如图所示，是汽油机的能量流向图，对照此图，下列说法不正确的是（　C　） A．废气的排放所占的比例最大，减少该部分能量损失是提高热机效率的有效手段 B．冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率 C．增加该汽油机的工作时间会提高其机械效率 D．该汽油机的能量利用率为 28% 解析：由图示知，废气带走了大部分的能量，所以减少该部分的能量损失是提高热机效率的有效手段，故A正确；冷却水带走的热量仅次于废气带走的热量，所以冷却水能量的二次利用可以提高能量利用率，故B正确；热机的效率是指有利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，与做功多少，工作时间无关，故C错误；；该汽油机的热机效率为η＝98%﹣33%﹣30%﹣7%＝28%，故D正确。 6．下列说法正确的是（　D　） A．容易燃烧的燃料，热值一定大 B．煤的热值比木柴的大，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多 C．由q＝公式说明热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 D．即使煤炭没有完全燃烧，其热值也不会改变 7．如图所示，对于图片中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　D　） A．图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，空气的内能减少 B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大 C．图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气的内能增大 D．图丁，从滑梯上滑下，臀部有炙热的感觉，是机械能转化为内能 【解析】图甲，厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加；故A错误；图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小；故B错误；图丙，试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能减少；故C错误；图丁，小孩从滑梯滑下时，要克服摩擦力做功，机械能转化为内能，所以小孩的臀部发热，内能增大；故D正确。 8．甲、乙两种液体的质量和初始温度均相同，甲的比热容是乙的1/3，它们分别从外界吸收相等的热量后，迅速将它们混合，则（　B　） A．甲、乙不发生热传递 B．甲将热量传递给乙 C．乙将热量传递给甲 D．无法判断 【解析】因甲、乙两个不同的物体的质量、初温度均相同，甲的比热容小于乙的比热容，所以当它们吸收相同的热量后，乙升高的温度值比甲升高的小，所以甲的温度会高于乙的温度，当它们接触后，温度高的甲会向温度低的乙传递热量，故B正确。 9．甲、乙两物体质量相等，甲物体温度降低20℃，乙物体温度升高15℃时，乙物体吸收热量是甲物体放出热量的2倍，甲、乙两物体的比热容之比是（　A　） A．3：8 B．8：3 C．4：3 D．3：2 【解析】m甲＝m乙＝m，Δt甲＝20℃，Δt乙＝15℃， 由Q＝cmΔt，可得， c甲＝，c乙＝， 两物体比热容之比：c甲：c乙＝：＝＝：＝3：8。 10．如图所示，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。下列选项正确的是（　B　） A．对比乙、丙两图液体最终升温可以比较两种液体的比热容 B．对比甲、乙两图，如果燃料 2的热值较高，最终乙图液体内能较大 C．对比乙、丙两图，如果液体 b最终升温较高，说明燃料 1的热值较大D．对比甲、丙两图，如果液体 b的比热容比液体 a大，升高相同的温度，液体 a需加热较长时间 【解析】比较比热容的大小要控制吸收的热量相等，乙丙燃料不同，放出的热量不相等，不能比较比热容大小，故A错误；甲、乙两图液体相同，若燃料2的热值较高，则乙吸收的热量更多，内能更大，故B正确；液体a、b吸收的热量不一定相等，故不能判断燃料1、2放出的热量，也不能判断热值大小，故C错误；甲丙燃料相同，放出的热量相同，液体b比热容比液体a大，那么要升高相同温度，甲图装置需要时间较短，故D错误。 11．在标准大气压下，将质量为2kg、初温为25℃的水加热，当水吸收6.72×105J的热量后，水温会升高[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（　B　） A．100℃ B．75℃ C．80℃ D．105℃ 【解析】由Q吸＝cmΔt得：Δt＝＝＝80℃； 理论上水的末温：t＝Δt+t0＝80℃+25℃＝105℃，在一个标准大气压下，水的沸点为100℃，水的温度升高到100℃将不再上升，则水的实际水温会升高100℃﹣25℃＝75℃。 12．用两个相同的电热器给质量同为2kg的物质甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图所示，据此判断甲物质10min吸收的热量为（　C　）【c水＝4.2×103J/（kg•℃）】 A．5.04×105J B．4.2×105J C．2.52×105J D．条件不足，不能计算 【解析】由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为：Q水吸＝2Q甲吸。由热量计算公式Q＝cmΔt得：c＝，所以c水＝2c甲。又因为c水＝4.2×103J/（kg•℃），所以c甲＝2.1×103J/（kg•℃），甲物质10min升高了60℃，Q甲吸＝c甲m甲Δt甲＝2.1×103J/（kg•℃）×2kg×60℃＝2.52×105J。 13．甲、乙两物体吸收相等热量后，甲物体的温度变化量大。如甲物体的比热容为c甲，质量为m甲，乙物体比热容为c乙，质量是m乙，则下列说法中，一定错误的是（　C　） A．若m甲＝m乙，则c甲＜c乙 B．若c甲＝c乙，则m甲＜m乙 C．若m甲＞m乙，则c甲＞c乙 D．若c甲＜c乙，则m甲＜m乙 【解析】甲物体吸收的热量Q甲＝c甲m甲Δt甲，乙物体吸收的热量Q乙＝c乙m乙Δt乙，由题知，甲、乙两物体吸收相等的热量，即：Q甲＝Q乙，则：c甲m甲Δt甲＝c乙m乙Δt乙，因为甲物体的温度变化量大，即Δt甲＞Δt乙，所以c甲m甲＜c乙m乙，变形可得＜， 若m甲＝m乙，由上式可知＞1，则c甲＜c乙，故A正确； 若c甲＝c乙，由上式可知＜1，则m甲＜m乙，故B正确； 若m甲＞m乙，由上式可知＞＞1，则c甲＜c乙，故C一定错误； 因为c甲m甲＜c乙m乙，若c甲＜c乙，则有3种可能，即m甲＝m乙，或m甲＜m乙，或m甲＞m乙，故D可能正确。 二、多项选择题（本大题共3小题，每小题3分，共9分。在每小题列出的四个备选项中，有多个选项符合题目奏求，全部选对得3分，选对但不全得2分，有选错得0分。） 14．关于热量、温度、内能之间的关系，下列说法错误的是（　ACD　） A．物体吸收热量，内能增加，温度一定升高 B．把﹣10℃的冰块放在0℃的冰箱保鲜室中，一段时间后，冰块的内能会增大 C．我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量较多 D．选用热值高的燃料就一定能够提高热机的效率 【解析】物体吸收热量后，内能增加，温度不一定升高，比如晶体在熔化过程中，吸热但温度不变，故A错误；将﹣10℃的冰块放在冰箱的0℃保鲜室中，一段时间后，冰块从冰箱中吸收热量，内能一定增加，故B正确；我们不敢大口地喝热气腾腾的汤，是因为热汤的温度高，故C错误；选用热值高的燃料，其利用率不一定高，所以不一定能提高热机的效率，故D错误。 15．有甲、乙两种不同品牌的保温杯，为了比较这两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，小明按照科学探究的程序，明确了具体的探究问题，选择了适当的器材，在控制变量法的前提下，在室内进行了实验，得到了一段时间内，甲、乙保温杯内水的温度的实验数据。根据数据绘制的图像如图所示，根据图像所提供的信息判断正确的是（　AD　） A．乙保温杯的保温效果好 B．小明探究的问题的自变量是保温杯的品牌 C．估计实验过程第5小时的室温是25℃ D．质量相等的甲、乙两杯100℃的水经历最初的4小时，所放出的热量之比为4：3 【解析】由图象可知，在相同时间内，乙的水温下降较慢，甲的水温下降较快，所以乙保温杯的保温效果好，故A正确；由题意可知，此实验是为了比较两种品牌的保温杯盛水时的保温效果，而保温效果是通过水冷却的时间体现出来的，所以其自变量是水冷却的时间，而保温杯的品牌不是探究的自变量，故B错误；由图象可知，当温度降到20℃时，温度不再变化，所以室温为20℃，第5小时室温当然也是20℃，故C错误；由图可知，甲经历4小时后降低的温度为Δt甲＝100℃−20℃＝80℃；乙经历4小时后降低的温度为Δt乙＝100℃−40℃＝60℃；根据Q放＝cmΔt可知，质量相同，比热容相同，放出的热量与降低的温度成正比，故甲、乙两杯100℃的水放出热量之比为：80℃：60℃＝4：3，故D正确。 16．现代生活中最重要的交通运输工具﹣﹣汽车，与我们的生活走得越来越近了。某单缸汽油发动机气缸的活塞面积是120cm2，做功冲程中活塞移动的距离是30cm，气体的平均压强是5×105Pa，飞轮的转速是1200r/min，油的热值是4.6×107J/kg，每次做功耗油0.2g，则下面分析正确的是（　BD　） A．该汽油机每秒对外做功5次 B．气体一次膨胀对活塞做的功是1800J C．该汽油机的功率是9kW D．若每次做功过程中汽油的90%完全燃烧，每次汽油燃烧放出的热量是8.28×103J 【解析】汽油机完成1个工作循环，飞轮转2转，对外做功1次，若飞轮的转速为1200r/min＝20r/s，即每秒完成10个工作循环，对外做功10次，故A错误；根据p＝得，气体膨胀对活塞产生的压力：F＝pS＝5×105Pa×120×10﹣4m2＝6000N，气体每次膨胀对活塞做功：W＝Fs＝6000N×0.3m＝1800J，故B正确；1200r/min表示每分钟曲轴转动1200转，每两转对外做功一次，所以每分钟做功600次，汽油机每分钟做的功：W′＝600W＝600×1800J＝1.08×106J；汽油机的功率为：P＝＝＝18000W＝18kW，故C错误；完全燃烧汽油的质量m＝0.2×10﹣3kg×90%＝0.18×10﹣3kg，每次汽油燃烧放出的热量：Q＝mq＝0.18×10﹣3kg×4.6×107J/kg＝8.28×103J，故D正确。 三、填空题（本大题共6小题，每空1分，共12分） 17．如图为“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为 　内能转化为机械能　，这与四冲程汽油机的 　做功　冲程相同。 【解析】点燃蜡烛时，气体温度升高，气体的密度变小，热空气就会向上运动，运动的热空气推动扇叶转动，运动的热空气对外做功，将内能转化为机械能，该冲程和四冲程汽油机的做功冲程的能量转化相同。 故答案为：内能转化为机械能；做功。 18．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　降低　（选填“升高”、“不变”或“降低”）发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的　比热容　大。 【解析】（1）汽车发动机工作时将内能转化为机械能，冒“黑烟”说明燃烧不充分，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出的总能量的比值就小，所以发动机的效率降低； （2）用水做发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，在相同质量的情况下，升高相同的温度时，水能吸收更多的热量。 故答案为：降低；比热容。 19．如图所示，两个容积相同的保温杯，同时装满温度相同的热水，过了一会儿，乙杯的外壁比甲杯热，由此可判断 　甲　杯保温性能较好，杯壁变热是通过的 　热传递　方式改变了它的内能。 【解析】 两个容积相同的保温杯，同时装满温度相同的热水，过了一会儿，乙杯的外壁比甲杯热，说明乙杯的散热多，保温效果差，甲杯的保温效果好； 杯壁变热是通过热传递的方式改变了它的内能。 故答案为：甲；热传递。 20．如图为晶体熔化图象，物体t3时刻的内能 　大于　t2时刻的内能（大于，小于，等于），理由是 　熔化要吸收热量　。 【解析】该物质为晶体，由图可知，t2时刻与t3时刻晶体的温度相同，晶体在熔化的过程中要吸收热量，t3时刻要比t2时刻吸收热量的时间长，吸收的热量多，所以t3时刻物体的内能大。 故答案为：大于；熔化要吸收热量。 21．“页岩气”是蕴藏在岩层中的天然气，因其 　热值　（选填“比热容”或“热值”）较大，被誉为未来的能源“明星”；完全燃烧0.1m3天然气可放出 　3.2×106　J的热量。（q天然气＝3.2×107J/m3） 【解析】页岩气的热值比较大； 完全燃烧0.1m3页岩气可放出的热量：Q放＝Vq＝0.1m3×3.2×107J/m3＝3.2×106J。 故答案为：热值；3.2×106。 22．成年人体内的水分约为总体重的60%～70%，当外界温度变化较快时，由于水的比热容较　大　，人的体温变化较　慢　，有助于调节人体自身的温度。 【解析】人体内水的比例很大，有助于调节自身的温度，是利用了水的比热容大的特点，当环境温度变化较快时，水的温度变化相对较慢，从而有助于调节人体自身的温度。 故答案为：大；慢。 四、作图题（本大题共1小题，共4分） 23.完成下列作图。 （1）如图所示的场景发生在炎热的天气，在图中虚线框内画一条带箭头的线段，用来表示地面附近空气的流动方向。 如图所示： （2）如图所示，将装有90℃热牛奶的奶瓶放入20℃的水中，15min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象。 如图所示： 五、实验探究题（本大题共4小题，共25分） 24．（5分）如图所示，把一个薄壁金属管固定在支架上，管中装一些酒精，然后用软木塞塞紧。用皮条缠绕在金属管上，迅速来回拉动皮条，过一会儿会看到软木塞被顶开。根据实验现象回答下列问题： （1）来回拉动皮条，使金属管的温度升高，这是通过　做功　方式改变物体内能。 （2）酒精温度升高，这是通过　热传递　方式改变物体内能。 （3）酒精蒸气将木塞顶开的过程，酒精蒸气的内能　减少　（选填“增加”或“减少”），转化为木塞的　机械　能（选填“机械”或“内”）。 （4）酒精蒸气将木塞顶开时，金属管口出现的“白气”是　液化　现象（选填“汽化”或“液化”）。 25．（6分）小明和小辉学习了燃料的热值后，他们一起设计了一个实验来探究煤油和菜籽油的热值的大小关系。他们组装了如图1和2所示的装置进行实验，记录结果见下表： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 煤油 25 44 菜籽油 25 34 （1）为了保证实验结论的可靠性，小明和小辉选择两套完全相同的装置，并且控制油的质量以及水的质量相等。但对于两杯水的初温他们的看法却不同。请将下列他们的想法补充完整。 ①小辉认为实验中是直接用　水温升高的多少　来表示煤油和菜籽油放出热量的多少。所以，实验中两杯水的初温可以不同。 ②小明认为如果两杯水的初温不同，那么水的蒸发快慢以及水与周围环境的温差都不相同，于是两杯水的　热量损失　就不相同，就有可能会出现燃料燃烧放出的热量多，而水吸收的热量少、水温变化低的情况。所以，实验时必须控制水的初温相同。 ③你认为　小明　（选填“小明”或“小辉”）的想法更合理。 （2）根据他们的实验记录，你认为煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大是　煤油　。 （3）小明和小辉在实验前用天平分别测出了烧杯中水的质量以及燃油的质量。并由记录的数据，利用公式Q吸＝cm（t﹣t0）计算出了水吸收的热量。小辉他想通过这些数据计算出煤油和菜籽油的热值。你认为他的计算结果是　不可靠　的（选填“可靠”或“不可靠”）。理由是　燃油不可能完全燃烧且燃油燃烧放出的热量不能完全被水吸收　（只写出一条即可）。 26．（7分）在探究“比较不同物质吸热能力”的实验中，用铁夹将温度传感器及分别盛有水和色拉油的两个试管固定在铁架台上，温度传感器的探头部分与试管内的水和色拉油良好接触，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接，如图所示，实验数据记录在下表中。 　物质 　质量/g 　初始温度/℃ 加热时间/min 　末温/℃ 　水 　200 　20 　6 　45 　色拉油 　200 　20 　6 　75 （1）试管中加入的水和色拉油除初温相同外，还应保证　质量　（选填“体积”或“质量”）相同。 （2）实验中物质吸热的多少是通过　加热时间　来反映的。 （3）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较　升高的温度　来研究水和色拉油吸热能力的差异。 （4）在此实验中，如果要使水和色拉油的最后温度相同，就要给　水　加热更长的时间，此时水吸收的热量　大于　（选填“大于”“小于”或“等于”）色拉油吸收的热量；由实验可以得出　色拉油　的吸热能力更弱。 （5）通过实验可以得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用　比热容　，这个物理量来描述。 27．（7分）为了探究做功与物体内能变化的关系，某小组同学利用气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等进行实验，如图所示。 [提出问题] 做功与物体内能的变化存在怎样的关系？ [制订计划与设计实验] （1）先用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图甲所示。 （2）关闭喷嘴处的阀门，接着用手按压活塞快速打气，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图乙所示。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体，并用温度计测出喷雾器内部气体的温度，如图丙所示。 [分析与论证] （1）该实验通过 　温度计示数　的变化来反映气体内能的变化，这里所运用的物理研究方法是 　转换法　。 （2）用手按压活塞快速打气的目的是 　对气体做功　。 （3）打开喷嘴处的阀门，迅速放出喷雾器内一部分气体时，喷雾器前的小风扇转动，此时气体的内能转化为风扇的 　机械能　。 [实验结论] （1）比较甲和乙两图可知，外界对气体做功，气体内能 　增大　；比较图甲和图丙可知，气体对外界做功，气体内能 　减小　（均选填“增大”“减小”或“不变”）。 （2）做功可以改变物体的内能，它在改变物体内能的效果上与热传递 　是　（选填“是”或“不是”）等效的。 六、综合应用题（本大題共3小题，共24分） 28．（6分）有一根烧红的铁钉，质量是2g，放出920J的热量后，温度降低到20℃，已知c铁＝0.46×103J/（kg•℃），铁的熔点为1535℃．求： （1）该铁钉的初温。 （2）将100kg、35℃的铁钉熔化，铁钉在熔化前需吸收的热量。 解：（1）一根铁钉的质量：m＝2g＝2×10﹣3kg， 由Q放＝cm△t可得，铁钉降低的温度： △t＝＝＝1000℃， 则该铁钉的初温： t0＝t1+△t＝20℃+1000℃＝1020℃； （2）将100kg、35℃的铁钉熔化，铁钉在熔化前升高的温度： △t′＝t熔﹣t0′＝1535℃﹣35℃＝1500℃， 则这些铁钉在熔化前需吸收的热量： Q吸＝c铁m′△t′＝0.46×103J/（kg•℃）×100kg×1500℃＝6.9×107J。 29．（8分）“卡路里”是热量的另一个单位，简称“卡”。1卡是这样规定的：在1标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所需要吸收的热量。有一辆汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡。[已知q汽＝4×107J/kg；c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）1卡的热量表示多少焦耳？ （2）完全燃烧0.75kg汽油放出多少热量？ （3）该汽车发动机的效率为多少？ 解：（1）在1标准大气压下，质量为1g的水，温度每升高1℃所需要吸收的热量；水的比热容为：c水＝4.2×103J/（kg•℃）＝4.2J/（g•℃）；所以1卡＝4.2J； （2）在汽油机内完全燃烧0.75kg汽油能放出的热量：Q放＝mq＝0.75kg×4×107J/kg＝3×107J； （3）有一辆汽车消耗0.75kg汽油做的有用功是2.5×106卡＝2.5×106×4.2J＝1.05×107J； 汽油机的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝35%。 30．（10分）混合动力汽车具有节能、低排放等优点，成为汽车研究与开发领域的重点。某新型混合动力汽车启动时，内燃机不工作，蓄电池向车轮输送能量，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，车速与所受阻力的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池储存的电能为5.12×108J，由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度匀速行驶了0.5h，同时蓄电池的电能增加了10%。 （1）若所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗8kg燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？ （2）假如这些燃料用来给水壶烧水，水壶的热效率为21%，一共能加热多少千克的20℃水至沸腾？此时气压为1个标准大气压（水的比热容为4.2×103J/（kg•℃））。 （3）求汽车牵引力做的功。 （4）求内燃机的效率。 解：（1）燃料完全燃烧放出的热量： Q放＝mq＝8kg×4.5×107J/kg＝3.6×108J； （2）由题意知，Q吸＝Q放×21% 水吸收的热量Q吸＝cmΔt代入数据得 Q吸＝3.6×108J×21%＝4.2×103J/（kg•℃）×m×（100℃﹣20℃）， 解得：m＝225kg； （3）由v＝得： s＝vt＝50km/h×0.5h＝25km＝2.5×104m， 由图象可知，汽车速度为50km/h时，所受阻力为4000N， 由于汽车匀速行驶，汽车的牵引力： F＝f＝4000N， 牵引力做功： W＝Fs＝4000N×2.5×104m＝1×108J； （4）增加的电能：W电＝5.12×108J×10%＝5.12×107J， 有用能量：W有用＝W+W电＝1×108J+5.12×107J＝1.512×108J， 内燃机的效率：η＝×100%＝×100%＝42%。 学科网（北京）股份有限公司 $