内容正文:
2026—2027学年人教版九年级物理第一次月考检测题(培优卷)
考查范围:第十三章《内能》~第十四章《内能的利用》
满分:100分 考试时间:80分钟
班级:______ 姓名:______ 考号:______ 得分:______
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一、单项选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1.工夫茶用沸水冲入茶壶的瞬间茶香四溢,且水温越高,茶香散得越快、越浓。"茶香四溢"且随温度升高而加快,直接说明( )
A.分子之间存在间隙
B.分子在不停地做无规则运动,且温度越高,分子运动越剧烈
C.分子之间存在引力
D.分子是由原子构成的
2.如图所示是课本中的两个演示实验:图甲将两个底面削平、削干净的铅块紧紧压在一起,下面吊上重物也不能把它们拉开;图乙把一块干净的玻璃板水平接触水面,稍稍用力向上拉弹簧测力计,在玻璃板离开水面之前,测力计示数明显变大。关于这两个实验,下列说法正确的是( )
A.图甲说明分子之间存在引力
B.图乙中测力计示数变大,说明分子在不停地做无规则运动
C.两个实验共同说明分子之间只存在引力、不存在斥力
D.图甲中两铅块结合后,铅块内部的分子便停止运动
3.2024年初寒潮期间,粤北韶关高寒山区出现了如图所示美丽的冰挂景观。关于温度、热量和内能,下列说法错误的是( )
A.一切物体,不论温度高低,都具有内能
B.冰挂的温度低于0 ℃,所以冰挂不具有内能
C.同一物体温度升高,它的内能一定增加
D.物体吸收热量,温度不一定升高
4.如图所示的四个生活情景中,通过做功的方式改变物体内能的是( )
A.甲和乙 B.甲和丙 C.乙和丁 D.丙和丁
5.下列生产、生活实例中,没有利用"水的比热容较大"这一性质的是( )
A.汽车发动机用水做冷却剂循环降温
B.北方冬季暖气设备用热水做传热介质
C.早春傍晚向秧田里灌水,防止秧苗被冻坏
D.炎热的夏天往教室地面洒水,使人感觉凉爽
6.用两个相同的电加热器分别给质量相等的水和煤油加热(不计热量损失),它们的温度随加热时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.图线A表示的物质吸热能力较弱
B.图线B表示的物质比热容较大
C.加热相同时间,A、B吸收的热量相同
D.升高相同的温度,B吸收的热量较多
7.如图所示是四冲程汽油机工作过程中的一个冲程,该冲程的名称及能量转化情况是( )
A.压缩冲程,机械能转化为内能
B.做功冲程,内能转化为机械能
C.吸气冲程,没有能量转化
D.排气冲程,内能转化为机械能
8.某单缸四冲程汽油机的飞轮上标有"1800 r/min"的字样,关于这台汽油机,下列说法错误的是( )
A.飞轮每秒钟转过30圈
B.每秒钟完成60个冲程
C.每秒钟对外做功15次
D.每秒钟完成30个工作循环
9.近年来,如图所示氢燃料电池公交车在粤港澳大湾区多座城市投入运营,氢气被称为最清洁的燃料之一。关于燃料的热值,下列说法错误的是( )
A.热值是燃料的一种特性,只与燃料的种类有关
B.燃料不完全燃烧时,其热值会变小
C.质量相同时,完全燃烧的氢气比汽油放出的热量多
D.燃料燃烧时,将化学能转化为内能
10.如图所示,小球从高处由静止落下,与地面碰撞后反复弹起,弹起的高度越来越低,最后停在地面上。关于此过程,下列说法正确的是( )
A.小球在运动过程中机械能保持不变
B.小球减少的机械能转化成了内能,但能的总量保持不变
C.小球弹起的高度越来越低,说明能量在逐渐消失
D.小球下落过程中,动能转化为重力势能
二、填空题(本大题共8小题,每空1分,共24分)
11.战国时期的青铜冰鉴堪称"世界上最早的冰箱":在鉴与缶之间的夹层中放入冰块,缶内盛放酒浆。冰块在熔化过程中吸收热量,内能___,温度___;酒浆向外放出热量、温度降低,这是通过___的方式改变了酒浆的内能。
12.广东人爱煲老火靓汤。煲汤时,还没揭开锅盖就能闻到浓郁的香味,这是___现象,说明分子在不停地做___;汤的温度越高,香味散得越浓,说明温度越高,分子的无规则运动越___。
13.火柴既可以在火柴盒侧面的砂纸上擦燃,也可以直接放到火上点燃。前者是通过___的方式,后者是通过___的方式,使火柴头的内能___、温度升高到着火点而燃烧起来。
14.水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃),它表示的物理意义是________________;把一壶水倒去一半,剩下半壶水的比热容___(选填"变大""不变"或"变小");将2 kg的水从20 ℃加热到30 ℃,水吸收的热量为______J。
15.广州濒临南海,与内陆城市相比,昼夜温差较___,这是因为水的比热容比砂石___;在同样的日照条件下吸收相同的热量,水升高的温度比砂石___。(均选填"大"或"小")
16.如图所示,在四冲程汽油机的压缩冲程中,活塞压缩汽缸内的气体,___能转化为___能;一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400 r/min,则这台汽油机每秒钟对外做功___次。
17. 如图天然气是广州家庭常用的清洁燃料,其热值约为4.0×107 J/m3。完全燃烧0.5 m3的天然气可以放出的热量为______J;一瓶天然气用去一半后,剩余天然气的热值___(选填"变大""不变"或"变小");天然气燃烧时,将___能转化为内能。
18.某台热机工作时,燃料完全燃烧放出8×106 J的热量,其中转化为有用机械能的是2×106 J,则该热机的效率为___;损失的能量主要被废气带走或通过机体散失,但能的总量___(选填"守恒"或"不守恒");写出一条提高热机效率的合理途径:__________。
三、实验探究题(本大题共3小题,共24分)
19.(8分)在"比较水和食用油的吸热能力"实验中,小明所在的实验小组设计了如图所示的实验装置,并进行如下探究。
(1) 要完成该实验,除了图中所示器材外,还需要的测量工具是___和___。
(2) 实验中应控制水和食用油的___相同、初温相同;选用两个相同电加热器的目的是:使水和食用油在相同时间内________。实验中用加热时间的长短来反映物质吸收热量的多少,这种研究方法叫___法。
(3) 下表是该小组记录的实验数据:
加热时间 t/min
0
2
4
6
水的温度/℃
20
26
32
38
食用油的温度/℃
20
32
44
56
分析表中数据可知:加热相同时间,___升高的温度较多;要使水和食用油升高相同的温度,___需要的加热时间更长。由此可得结论:___的吸热能力较强。
(4) 另一小组改用两个酒精灯代替电加热器进行实验,其中一盏酒精灯的火焰明显更大。请指出这样操作存在的问题:____________________。
20.(8分)在热学实验复习课上,老师用如图所示的三个小实验组织"实验拼盘"复习,请完成下列问题。
(1) 图甲实验中,___(选填"冷水"或"热水")杯中的红墨水扩散得更快,说明温度越高,分子的无规则运动越___。
(2) 图乙实验中,迅速压下活塞,观察到硝化棉燃烧起来,这是因为活塞压缩筒内空气做功,使空气的内能___、温度升高到硝化棉的着火点;此过程的能量转化与四冲程汽油机的___冲程相同。
(3) 图丙实验中,橡胶塞被水蒸气推出,管口出现的"白雾"是水蒸气___(填物态变化名称)形成的小水滴;此过程水蒸气的内能转化为塞子的___能,与汽油机的___冲程能量转化相同。
(4) 请把记录这三个实验的表格栏目补充完整:实验名称、______、______。
21.(8分)在探究"燃料燃烧放出的热量与燃料种类是否有关"的实验中,小明利用如图所示的两套相同装置进行实验:在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的水,在燃烧皿中分别放入质量相同的酒精和碎纸片,点燃后分别给两杯水加热,待燃料完全燃尽后,记录水的末温。
(1) 实验中应控制两种燃料的___相同,还应控制两烧杯中水的___和初温相同。
(2) 实验中通过比较________来反映燃料燃烧放出热量的多少,这种研究方法叫___法。
(3) 实验记录:酒精完全燃尽后,水升高的温度为35 ℃;碎纸片完全燃尽后,水升高的温度为14 ℃。由此可知,质量相同的酒精和碎纸片完全燃烧,___放出的热量较多,说明不同燃料的放热能力___(选填"相同"或"不同")。
(4) 利用测得的数据估算酒精的热值,结果会比酒精热值的标准值偏___,原因是________________。
(5) 为使实验结果更准确,请写出一条改进措施:________________。
四、计算题(本大题共3小题,共22分。解答应写出必要的文字说明、公式和演算步骤)
22.(6分)周末小明一家户外野炊,用酒精炉烧水。已知炉中完全燃烧了40 g酒精,将2 kg的水从25 ℃加热到75 ℃。已知酒精的热值 q酒精=3.0×107 J/kg,水的比热容 c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
(1) 酒精完全燃烧放出的热量;
(2) 水吸收的热量;
(3) 该酒精炉烧水的效率。
23.(8分)小华家新安装了一台天然气热水器,其铭牌上的部分参数如下表所示。某次洗澡时,热水器把40 kg的水从20 ℃加热到45 ℃,共用时5 min,消耗天然气的体积按铭牌所示耗气量计算。已知水的比热容 c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:
项目
参数
产品型号
JSQ24—A
适用气源
天然气(热值4.0×107 J/m3)
耗气量
0.03 m3/min
(1) 此过程中水吸收的热量;
(2) 5 min内天然气完全燃烧放出的热量;
(3) 该热水器此次烧水的效率;
(4) 若改用干木柴完全燃烧来提供这些天然气放出的热量,需要干木柴多少千克?(干木柴的热值 q木柴=1.2×107 J/kg)
24.(8分)氢能源公交车是大湾区绿色出行的名片之一。一辆氢能源公交车在平直公路上匀速行驶21 km,受到的牵引力为2000 N,此过程共消耗氢气0.6 kg。已知氢气的热值 q氢=1.4×108 J/kg。求:
(1) 公交车匀速行驶时受到的阻力;
(2) 此过程中牵引力做的功;
(3) 0.6 kg氢气完全燃烧放出的热量;
(4) 该公交车发动机的效率;
(5) 若公交车以72 km/h的速度匀速行驶,此时牵引力做功的功率。
参考答案与详解
一、单项选择题
1.【答案】B
【详解】本题考查扩散现象与分子热运动。A.分子间存在间隙是事实,但"茶香四溢、温度越高散得越快"说明的是分子的无规则运动及其与温度的关系,不能说明分子间有间隙,故A不符合题意;B.茶香四溢是扩散现象,扩散是分子不停地做无规则运动的结果,水温越高茶香散得越快,说明温度越高分子无规则运动越剧烈,故B符合题意;C.茶香四溢与分子间引力无关,故C不符合题意;D.扩散现象不能直接说明分子的内部结构,故D不符合题意。故选B。
2.【答案】A
【详解】本题考查分子间作用力的实验证据。A.两铅块紧压后吊起重物也不分开,是因为铅分子间距离减小到引力起作用的范围,说明分子间存在引力,故A符合题意;B.图乙中玻璃板未离开水面时测力计示数变大,是因为玻璃分子与水分子间存在引力,不能说明分子的无规则运动,故B不符合题意;C.分子间的引力和斥力是同时存在的,故C不符合题意;D.一切物质的分子都在不停地做无规则运动,铅块结合后分子不会停止运动,故D不符合题意。故选A。
3.【答案】B
【详解】本题考查温度、热量和内能的概念辨析。A.一切物体在任何温度下都具有内能,故A不符合题意;B.冰挂温度虽低于0 ℃,但其内部分子仍在不停地做无规则运动,仍具有内能,"低于0 ℃就没有内能"的说法错误,故B符合题意;C.同一物体质量、状态不变时,温度升高,分子热运动加剧,内能一定增加,故C不符合题意;D.晶体熔化(如冰熔化)时吸收热量但温度保持不变,故物体吸收热量温度不一定升高,故D不符合题意。故选B。
4.【答案】B
【详解】本题考查改变内能的两种方式:做功和热传递。图甲钻木取火,克服摩擦做功,机械能转化为内能,属于做功改变内能;图乙呵气暖手,手吸收热气的热量,属于热传递改变内能;图丙锯木头时锯条发热,是克服摩擦做功,属于做功改变内能;图丁用热水袋取暖,手从热水袋吸收热量,属于热传递改变内能。综上,通过做功改变内能的是甲和丙,故B符合题意,A、C、D不符合题意。故选B。
5.【答案】D
【详解】本题考查水的比热容大在生产和生活中的应用。A.水的比热容大,相同质量的水升高相同温度时吸收的热量多,冷却效果好,故汽车发动机用水做冷却剂,利用了水的比热容大,故A不符合题意;B.相同质量的水降低相同温度时放出的热量多,所以暖气设备用热水供暖,利用了水的比热容大,故B不符合题意;C.傍晚向秧田灌水,夜间水降温时放出较多的热量,可防止秧苗冻坏,利用了水的比热容大,故C不符合题意;D.地面洒水降温利用的是水蒸发吸热,与水的比热容大小无关,故D符合题意。故选D。
6.【答案】C
【详解】本题考查用温度—时间图像比较物质的比热容。A、B.由图像可知,加热相同时间(吸收相同热量),图线B表示的物质升温快,说明其比热容小、吸热能力弱;图线A表示的物质升温慢,比热容大、吸热能力强,故A、B不符合题意;C.用两个相同的电加热器加热,不计热量损失时,相同时间内供热相同,即A、B吸收的热量相同,故C符合题意;D.升高相同的温度,比热容大的A需要的加热时间长,吸收的热量多,故D不符合题意。故选C。
7.【答案】B
【详解】本题考查四冲程汽油机冲程的判断及能量转化。图中进气门、排气门均关闭,火花塞点火,活塞向下运动,燃气膨胀推动活塞做功,故该冲程为做功冲程,此过程中内能转化为机械能,故B符合题意,A、C、D不符合题意。故选B。
8.【答案】D
【详解】本题考查飞轮转速与工作循环、冲程、做功次数的换算。飞轮转速1800 r/min=30 r/s。A.飞轮每秒钟转过30圈,故A不符合题意;B.飞轮每转2圈完成4个冲程,故每秒完成60个冲程,故B不符合题意;C.每个工作循环对外做功1次,飞轮每2圈对应1个工作循环,故每秒完成15个工作循环、对外做功15次,故C不符合题意、D符合题意。故选D。
9.【答案】B
【详解】本题考查热值的概念。A.热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的质量、是否完全燃烧均无关,故A不符合题意;B.燃料不完全燃烧时放出的热量减少,但热值不变,"热值会变小"的说法错误,故B符合题意;C.氢气的热值(1.4×108 J/kg)远大于汽油的热值(约4.6×107 J/kg),由 Q放=mq 可知,质量相同且完全燃烧时氢气放出的热量多,故C不符合题意;D.燃料燃烧是化学变化,将化学能转化为内能,故D不符合题意。故选B。
10.【答案】B
【详解】本题考查能量的转化和守恒。A.小球弹起的高度越来越低,机械能越来越小,并不守恒,故A不符合题意;B.小球在运动过程中克服空气阻力做功、与地面碰撞,减少的机械能转化为内能,由能量守恒定律可知能的总量保持不变,故B符合题意;C.能量既不会凭空产生也不会凭空消失,只会转化或转移,"能量逐渐消失"的说法错误,故C不符合题意;D.小球下落过程中高度降低、速度增大,是重力势能转化为动能,故D不符合题意。故选B。
二、填空题
11.【答案】增大(变大) 不变 热传递
【详解】本题考查晶体熔化的特点与改变内能的方式。冰是晶体,在熔化过程中吸收热量,内能增大,但温度保持熔点不变;酒浆向外放出热量、温度降低,是通过热传递的方式改变内能。
12.【答案】扩散 无规则运动 剧烈
【详解】本题考查扩散现象及温度对分子热运动的影响。能闻到香味是扩散现象,说明分子在不停地做无规则运动;温度越高,香味越浓,说明温度越高分子的无规则运动越剧烈。
13.【答案】做功 热传递 增大
【详解】本题考查改变内能的两种方式。擦燃火柴是克服摩擦做功,使火柴头内能增大、温度升高;在火上点燃是火柴头从火焰吸收热量,属于热传递。两种方式都能使火柴头的内能增大。
14.【答案】1 kg的水温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量是4.2×103 J 不变 8.4×104
【详解】本题考查比热容的物理意义及吸热计算。比热容是物质的一种特性,与质量无关,倒去一半后水的比热容不变;水吸收的热量 Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(30 ℃-20 ℃)=8.4×104 J。
15.【答案】小 大 小
【详解】本题考查水的比热容大对气候的影响。水的比热容比砂石大,同样日照下吸收相同的热量,由 Q吸=cmΔt 可知,水升高的温度比砂石小,所以沿海地区昼夜温差较小。
16.【答案】机械 内 20
【详解】本题考查压缩冲程的能量转化及飞轮转速的换算。压缩冲程中活塞对气体做功,机械能转化为内能;飞轮转速2400 r/min=40 r/s,即飞轮每秒转40圈,而一个工作循环飞轮转2圈、对外做功1次,故每秒对外做功20次。
17.【答案】2.0×107 不变 化学
【详解】本题考查热值的概念与放热计算。Q放=Vq=0.5 m3×4.0×107 J/m3=2.0×107 J;热值只与燃料种类有关,天然气用去一半后热值不变;燃料燃烧时将化学能转化为内能。
18.【答案】25% 守恒 减少废气带走的热量(或减小机器部件间的摩擦,合理即可)
【详解】本题考查热机效率与能量守恒定律。热机效率 η===25%;由能量守恒定律,能量在转化和转移过程中总量保持不变;提高热机效率可从减少能量损失入手,如减少废气带走的热量、减小摩擦等。
三、实验探究题
19.【答案】(1) 天平 秒表 (2) 质量 吸收的热量相同 转换 (3) 食用油 水 水 (4) 两盏酒精灯火焰大小不同,相同时间内提供的热量不同,没有控制变量(应使两火焰大小相同,或改用相同规格的电加热器)
【详解】本题考查"比较不同物质吸热能力"实验的控制变量法与转换法。(1) 实验需称取质量相等的水和食用油,需用天平;需记录加热时间,需用秒表。(2) 比较吸热能力要控制物质的质量和初温相同;相同规格的电加热器在相同时间内供热相同,用加热时间长短反映吸热多少,属于转换法。(3) 由表中数据,加热相同时间(吸热相同),食用油升温更多,说明其比热容小;升高相同温度时水需要的加热时间长、吸热多,故水的吸热能力较强。(4) 两酒精灯火焰大小不同,相同时间供热不同,违背控制变量要求。
20.【答案】(1) 热水 剧烈 (2) 增大 压缩 (3) 液化 机械 做功 (4) 实验现象 主要物理原理(或"改变内能的方式""能量转化情况",与栏目对应合理即可)
【详解】本题综合复习扩散、做功改变内能等热学实验。(1) 温度越高,分子无规则运动越剧烈,故热水杯中红墨水扩散更快。(2) 压缩引火仪中活塞对空气做功,空气内能增大、温度升高,机械能转化为内能,与汽油机压缩冲程相同。(3) 水蒸气推出塞子时对外做功,内能减小、温度降低,水蒸气液化成小水滴形成"白雾",内能转化为机械能,与汽油机做功冲程相同。(4) 表格栏目应包括实验名称、实验现象、主要物理原理(如分子热运动、改变内能的方式及能量转化情况)。
21.【答案】(1) 质量 质量 (2) 水升高的温度(温度计示数的变化) 转换 (3) 酒精 不同 (4) 小 燃料燃烧放出的热量有一部分被烧杯、石棉网和空气吸收(有热量损失),水吸收的热量小于燃料完全燃烧放出的热量 (5) 给烧杯加盖(或在装置外围加防风罩、用搅拌器搅拌使受热均匀,合理即可)
【详解】本题考查比较不同燃料热值(放热能力)的实验。(1) 探究放热与燃料种类的关系,要控制燃料质量相同,并控制水的质量、初温相同。(2) 燃料放出的热量被水吸收,通过水升高的温度来反映放热多少,是转换法。(3) 酒精使水温升高35 ℃,高于碎纸片的14 ℃,说明质量相同时酒精完全燃烧放热多,不同燃料放热能力不同。(4) 因存在热量损失,水吸收的热量小于燃料实际放出的热量,用 Q吸代替 Q放计算,测得的热值偏小。(5) 减少热量损失即可,如加盖、加防风罩等。
四、计算题
22.【详解】本题考查燃料放热 Q放=mq、吸热 Q吸=cmΔt 及效率的计算。
(1) 酒精完全燃烧放出的热量:Q放=m酒精q酒精=0.04 kg×3.0×107 J/kg=1.2×106 J。
(2) 水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(75 ℃-25 ℃)=4.2×105 J。
(3) 酒精炉烧水的效率:η===35%。
23.【详解】本题考查吸热、燃料放热(Q放=Vq)与热效率的综合计算。
(1) 水吸收的热量:Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(45 ℃-20 ℃)=4.2×106 J。
(2) 5 min消耗天然气的体积 V=0.03 m3/min×5 min=0.15 m3;天然气完全燃烧放出的热量:Q放=Vq=0.15 m3×4.0×107 J/m3=6.0×106 J。
(3) 热水器此次烧水的效率:η===70%。
(4) 由 Q放=m木柴q木柴 得,需要干木柴的质量:m木柴===0.5 kg。
24.【详解】本题考查二力平衡、功、热值、热机效率与功率的综合计算。
(1) 公交车在平直公路上匀速行驶,牵引力与阻力是一对平衡力,故阻力 f=F=2000 N。
(2) 牵引力做的功:W=Fs=2000 N×2.1×104 m=4.2×107 J。
(3) 氢气完全燃烧放出的热量:Q放=m氢q氢=0.6 kg×1.4×108 J/kg=8.4×107 J。
(4) 发动机的效率:η===50%。
(5) 行驶速度 v=72 km/h=20 m/s,牵引力做功的功率:P=Fv=2000 N×20 m/s=4.0×104 W。
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