精品解析：陕西安康市平利县西河九年制学校2026-2027学年度第一学期第一次阶段性作业九年级物理

2026～2027学年度第一学期第一次阶段性作业 九年级物理（人教版） （建议完成时间：80分钟 满分：80分） 一、选择题（本大题共10小题，计20分。第1～8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选符合题意；第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分选对但不全得1分，错选得0分） 1. 植物油燃料是一种新型燃料，可用来替代传统燃料，其不易燃、不易爆、无烟无异味，在节能方面比传统燃料更胜一筹，进行同样的工作消耗的燃料更少，是因为该燃料具有较大的（　　） A. 热值 B. 比热容 C. 质量 D. 密度 2. 妈妈在用铁锅炒板栗时，会将板栗与细砂石混合一同翻炒，板栗不容易局部烤焦、成熟速度更快的原因是砂石（ ） A. 比热容小，吸热升温快 B. 比热容小，吸热升温慢 C. 比热容大，吸热升温快 D. 比热容大，吸热升温慢 3. “千年古都，常来长安。”下列关于西安景色的描写，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A. 回民街小吃飘香十里 B. 钟楼车水马龙人来人往 C. 兴庆宫公园柳絮纷飞 D. 大雁塔广场喷泉水雾弥漫 4. 如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时，燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。其能量转化和内燃机（　　）冲程类似。 A. B. C. D. 5. 某物理兴趣小组开展了“制作简易热机模型”的跨学科实践活动。取一个透明玻璃瓶，在瓶塞上打一个孔，插入一段细玻璃管，玻璃管口对准一个纸片制作的叶轮。向瓶内加入少量水，塞紧瓶塞、用酒精灯给瓶身加热。加热一段时间后，瓶内水沸腾，产生大量气泡，推动叶轮转动。下列说法正确的是（ ） A. 酒精灯燃烧时，内能转化为化学能 B. 水的温度升高时，其比热容变大 C. 为提高蒸汽机效率、可加大火量 D. 该实验展现热机做功冲程的能量转化 6. 下列关于热机的说法，正确的是（ ） A. 汽油机和柴油机的气缸顶部都有火花塞 B. 汽油在汽油机中燃烧越充分，汽油的热值就会越高 C. 随着最新量子热机不断研究，热机效率能够达到百分之百 D. 汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是纯空气 7. 如图所示，是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是（　　） A. A是沿海城市的气温变化曲线 B. B是内陆城市的气温变化曲线 C. A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D. B气温变化小是因为该地区海水的比热容大 8. 如图羊肉泡馍是陕西经典特色美食，食用过程中蕴含诸多热学知识，下列说法正确的是（ ） A. 寒冷的冬天，羊肉泡馍放凉后，其内能不为零 B. 喝汤时烫嘴是因为滚烫的汤含有的热量多 C. 端着碗的手感觉很热，是通过做功的方式改变了手的内能 D. 掰断馍不能复原，是因为馍的断裂处分子间存在斥力 9. 如图所示的实验或事例揭示了一定的物理知识，下列分析正确的是（ ） A. A图中，使小孩臀部发热是通过做功的方式来实现的 B. B图中，尺子断裂之前无法恢复原状是因为分子间只有斥力 C. C图中，试管内的水蒸气推动塞子冲出，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D. D图中，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 10. 如图甲所示，烧杯中水的初温与室温均为25.4℃，用搅拌器不断地搅拌水。此过程中，水的温度-时间图像如图乙所示。若不考虑水的质量变化，在搅拌水的150min过程中（ ） A. 水的比热容不变 B. 搅拌器做功消耗了水的内能 C. 水分子热运动变得更剧烈 D. 水可能没有与外界发生热传递 二、填空题（本大题共6小题，计18分） 11. 在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“饭菜很热”中的“热”指的是________；“物体吸热升温”中的“热”指的是________；“摩擦生热”中的“热”指的是________。 12. 每年端午节，陕西多地会采用隔水蒸的方式制作甑糕，这是通过________的方式改变食材的内能；蒸的过程中能闻到甑糕的香甜气息，这是________现象。 13. 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，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过压缩空气，使其内能________，温度升高，达到艾绒的着火点。此过程对应着图乙所示四冲程汽油机的图________（选填“a”或“b”）所示的冲程；如果一台单缸四冲程汽油机飞轮转速是3600r/min，则汽油机每秒钟完成________个冲程，做功________次。 14. 铜的比热容小于铁的比热容，现有质量和温度都相等的铜块和铁块吸收相同的热量后，再将它们相互接触，则_________（选填“内能”或“温度”）将从_____________（选填“铁块”或“铜块”）传给 ____________（选填“铁块”或“铜块”）。 15. 水的比热容是，若将一杯水倒掉一半后，剩余水的比热容为________；青海的冬天异常寒冷，牧民会点燃牦牛粪饼作为燃料取暖烧水，若粪饼的热值是，现完全燃烧2kg的粪饼，放出的热量为________J。设该热量有10%被水吸收，能将________kg的水从5℃加热到85℃。（保留1位小数） 16. 如图所示为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的工作效率为________；汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明汽油机的效率越________（选填“高”或“低”）。若该汽油机通过改进使燃气与空气混合更充分后燃烧，________（选填“能”或“不能”）提高汽油机的效率。 三、实验与探究题（本大题共4小题，计22分） 17. 请完成下列填空。 （1）如图1所示，为研究分子热运动的实验装置，甲、乙两个瓶子中，一个装有红棕色的二氧化氮气体，一个装有空气。已知二氧化氮的密度大于空气的密度，则应在________瓶中装入二氧化氮气体； （2）如图2所示，注射器里封有适量的水。用手推动活塞压缩水，发现水很难被压缩，说明分子间存在________； （3）如图3所示，取来相同的两只杯子，在其中放质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水。墨水在水中发生扩散现象说明________，同时观察到________（选填“冷水”或“热水”）杯中的红墨水扩散快。 18. 为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 （1）小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得________（选“A”“B”或“都”）比较合理； （2）改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； （3）继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，传感器采集的数据关系图像如图乙所示，可知塞子在第________s被弹开；图中AB段对应的能量变化与热机中________冲程相同。 19. 学习了燃料的热值后，小明设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是________（选填“由下而上”或“由上而下”），调节横杆高低的目的是________； （2）为保证实验结论的可靠，且方便比较，小明在实验中应保持两杯水的初温、两杯水的________、酒精和碎纸片的________、以及两个烧杯都应相同； （3）实验中，需等待燃料________（选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），通过比较________（选填“加热时间”或“升高的温度”）可知燃料热值的大小； （4）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/kg； （5）以上计算出燃料的热值与实际相比会偏________（选填“大”或“小”）。 20. 如图，用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，比较水和煤油的吸热能力的强弱。 （1）实验时，除了选择相同的酒精灯外，还要在烧杯中装上________（选填“体积”或“质量”）和初温相同的水和煤油，保持它们相同是为了________（选填“实验方便”或“控制变量”）； （2）组装器材时先调整B和D的位置，目的是便于使用酒精灯的________加热，调整A和C的位置时，要注意温度计不能接触________； （3）实验过程中，通过________（选填“加热时间”或“升高温度”）来反映两种液体吸收热量的多少； （4）根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图丙。由图丙可知，________的吸热本领更强；已知水的比热容为，则煤油的比热容为________。 四、综合题（本大题共3小题，计20分） 21. 如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想利用上水池的水使水轮发电机发电，然后利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。 （1）利用上水池的水使水轮发电机发电时，________能转化为电能； （2）请运用你掌握的知识说明这个装置________（选填“能”或“不能”）真能“永动”。并简要说明原因__________。 22. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。求：[，] （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若放出的热量全部被水吸收，可以使1t的水温度升高多少？（水未沸腾） （3）此氢能源公交车以150kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的70%用来做机械功，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。 23. 小明家积极响应国家推出的家电国补政策，购买了更环保、更节能的天然气热水器。如图所示是他们家新装的天然气热水器，铭牌上标注的能效等级为二级。国家规定能效等级为二级，其热效率不低于88%。他想通过洗澡测试这款热水器的能效等级是否达标，于是他将热水器的温度设定在38℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5L/min，洗澡用水时间20min，所用天然气为，已知进入热水器的冷水温度为20℃，水的比热容，水的密度，天然气的热值。求： （1）通过计算说明这款天然气热水器是否达到能效二级标准； （2）已知这款热水器的额定产热水能力为10kg/min（温升25℃），即每分钟最多让10kg的水温升高25℃。当热水器在额定产热水情况下，每分钟放出的热量是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026～2027学年度第一学期第一次阶段性作业 九年级物理（人教版） （建议完成时间：80分钟 满分：80分） 一、选择题（本大题共10小题，计20分。第1～8小题为单选题，每小题2分，每小题只有一个选符合题意；第9、10小题为多选题，每小题2分，每小题有两个选项符合题意，全部选对得2分选对但不全得1分，错选得0分） 1. 植物油燃料是一种新型燃料，可用来替代传统燃料，其不易燃、不易爆、无烟无异味，在节能方面比传统燃料更胜一筹，进行同样的工作消耗的燃料更少，是因为该燃料具有较大的（　　） A. 热值 B. 比热容 C. 质量 D. 密度 【答案】A 【解析】 【详解】进行同样的工作，需要的热量一定，消耗的燃料更少，根据Q=mq可知，m越小，说明热值越大，故该燃料具有较大的热值。 故选A。 2. 妈妈在用铁锅炒板栗时，会将板栗与细砂石混合一同翻炒，板栗不容易局部烤焦、成熟速度更快的原因是砂石（ ） A. 比热容小，吸热升温快 B. 比热容小，吸热升温慢 C. 比热容大，吸热升温快 D. 比热容大，吸热升温慢 【答案】A 【解析】 【详解】砂石的比热容小，相同质量的砂石同其他物质相比较，吸收相同的热量时，升温更快，因此将砂石与板栗混合在一起翻炒，可以让板栗快速、均匀加热。故选A。 3. “千年古都，常来长安。”下列关于西安景色的描写，能说明分子在不停地做无规则运动的是（ ） A. 回民街小吃飘香十里 B. 钟楼车水马龙人来人往 C. 兴庆宫公园柳絮纷飞 D. 大雁塔广场喷泉水雾弥漫 【答案】A 【解析】 【详解】A．小吃的香气分子不断运动扩散到空气中，让远处能闻到香味，是分子无规则运动的表现。故A符合题意； BCD．车辆、行人、柳絮和水雾均是宏观物体，其运动为机械运动，不是分子运动，故BCD不符合题意。 故选 A。 4. 如图是我国古代流行于民间的走马灯。当点燃走马灯内的蜡烛时，燃烧产生的高温气体便上升并推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。其能量转化和内燃机（　　）冲程类似。 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】首先分析题干过程：点燃蜡烛后，燃烧使气体内能增加，高温气体推动纸风车和纸马转动，该过程的能量转化是内能转化为机械能，接下来逐个分析选项： A．图中两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是内燃机的做功冲程，该冲程能量转化为内能转化为机械能，和走马灯的能量转化一致，故A符合题意； BD．图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程，该冲程没有能量转化，故BD不符合题意； C．图中排气门打开，进气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程，该冲程没有能量转化，故C不符合题意。 故选A。 5. 某物理兴趣小组开展了“制作简易热机模型”的跨学科实践活动。取一个透明玻璃瓶，在瓶塞上打一个孔，插入一段细玻璃管，玻璃管口对准一个纸片制作的叶轮。向瓶内加入少量水，塞紧瓶塞、用酒精灯给瓶身加热。加热一段时间后，瓶内水沸腾，产生大量气泡，推动叶轮转动。下列说法正确的是（ ） A. 酒精灯燃烧时，内能转化为化学能 B. 水的温度升高时，其比热容变大 C. 为提高蒸汽机效率、可加大火量 D. 该实验展现热机做功冲程的能量转化 【答案】D 【解析】 【详解】A．酒精灯燃烧时，消耗化学能，产生内能，是化学能转化为内能，故A错误； B．比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与温度无关，故B错误； C．热机效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，加大火量只能增加单位时间内燃料燃烧放出的热量，不能提高有用能量在总能量中的比例，故C错误； D．瓶内水沸腾产生大量水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能，热机做功冲程也是将内能转化为机械能，故D正确。 故选 D。 6. 下列关于热机的说法，正确的是（ ） A. 汽油机和柴油机的气缸顶部都有火花塞 B. 汽油在汽油机中燃烧越充分，汽油的热值就会越高 C. 随着最新量子热机不断研究，热机效率能够达到百分之百 D. 汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是纯空气 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽油机气缸顶部为火花塞，柴油机气缸顶部为喷油嘴，故A错误； B．热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与燃烧充分程度无关，故B错误； C．热机工作时不可避免存在能量散失（如废气带走能量、克服摩擦做功等），热机效率一定小于100%，故C错误； D．汽油机的吸气冲程会吸入汽油和空气的混合物，柴油机的吸气冲程只吸入纯空气，故D正确。 故选 D。 7. 如图所示，是同一纬度海拔相近的沿海城市甲和内陆城市乙的年平均气温的变化曲线。下列说法正确的是（　　） A. A是沿海城市的气温变化曲线 B. B是内陆城市的气温变化曲线 C. A气温变化大是因为该地区砂石的比热容大 D. B气温变化小是因为该地区海水的比热容大 【答案】D 【解析】 【详解】水的比热容比砂石的比热容大。在吸收或放出相同热量的情况下，水的温度变化比砂石小。沿海城市受海水影响，气温变化较小；内陆城市主要由砂石构成，气温变化较大。 A．图中曲线A表示的地区气温变化大，应为内陆城市的气温变化曲线，故A错误； B．图中曲线B表示的地区气温变化小，应为沿海城市的气温变化曲线，故B错误； C．曲线A表示内陆城市，其气温变化大是因为该地区砂石的比热容小，而不是该地区砂石的比热容大，故C错误； D．曲线B表示沿海城市，其气温变化小是因为该地区海水的比热容大，在吸收或放出相同热量时，温度变化小，故D正确。 故选D。 8. 如图羊肉泡馍是陕西经典特色美食，食用过程中蕴含诸多热学知识，下列说法正确的是（ ） A. 寒冷的冬天，羊肉泡馍放凉后，其内能不为零 B. 喝汤时烫嘴是因为滚烫的汤含有的热量多 C. 端着碗的手感觉很热，是通过做功的方式改变了手的内能 D. 掰断馍不能复原，是因为馍的断裂处分子间存在斥力 【答案】A 【解析】 【详解】A．一切物体在任何情况下都具有内能，羊肉泡馍放凉后内能不为零，故A正确； B．热量是过程量，不能说物体含有热量，烫嘴是因为汤的温度高，故B错误； C．手感觉热是温度较高的碗将热量传递给手，属于热传递改变手的内能，故C错误； D．掰断馍不能复原，是因为断裂处分子间距离较大，分子间作用力十分微弱，故D错误。 故选 A。 9. 如图所示的实验或事例揭示了一定的物理知识，下列分析正确的是（ ） A. A图中，使小孩臀部发热是通过做功的方式来实现的 B. B图中，尺子断裂之前无法恢复原状是因为分子间只有斥力 C. C图中，试管内的水蒸气推动塞子冲出，其能量转化与汽油机的压缩冲程相同 D. D图中，东风-61陆基洲际导弹使用的新型燃料具有热值大的优点 【答案】AD 【解析】 【详解】A．小孩滑滑梯时克服摩擦做功，机械能转化为内能，使臀部发热，是通过做功改变内能，故A正确； B．分子间同时存在引力和斥力，尺子断裂无法恢复原状是因为分子间距离过大，并非只有斥力，故B错误； C．试管内水蒸气推动塞子冲出，内能转化为机械能；汽油机压缩冲程是活塞压缩气体，机械能转化为内能，两者能量转化不同，故C错误； D．由可知，在燃料质量一定时，热值越大，完全燃烧释放的热量越多，导弹使用热值大的燃料可提供更多能量，故D正确。 故选 AD。 10. 如图甲所示，烧杯中水的初温与室温均为25.4℃，用搅拌器不断地搅拌水。此过程中，水的温度-时间图像如图乙所示。若不考虑水的质量变化，在搅拌水的150min过程中（ ） A. 水的比热容不变 B. 搅拌器做功消耗了水的内能 C. 水分子热运动变得更剧烈 D. 水可能没有与外界发生热传递 【答案】AC 【解析】 【详解】A．比热容与物质的种类和状态有关，水的状态未发生改变，其比热容保持不变，故A符合题意； B．搅拌器对水做功，将机械能转化为水的内能，水的内能增加，故B不符合题意； C．由图乙可知水的温度升高，温度越高分子热运动越剧烈，故C符合题意； D．水的初温与室温均为25.4℃，由图乙可知搅拌过程中水温升高并高于室温，水与外界存在温度差，必然向外界放热，发生了热传递，故D不符合题意。 故选 AC。 二、填空题（本大题共6小题，计18分） 11. 在物理学中，“热”有热量、内能、温度等含义。通常所说的“饭菜很热”中的“热”指的是________；“物体吸热升温”中的“热”指的是________；“摩擦生热”中的“热”指的是________。 【答案】 ①. 温度 ②. 热量 ③. 内能 【解析】 【详解】“饭菜很热”描述的是物体的冷热程度，故其中“热”指温度； “物体吸热升温”对应热传递过程中传递的能量，故其中“热”指热量； “摩擦生热”是通过克服摩擦做功的方式，将机械能转化为物体的 内能，故其中“热”指内能。 12. 每年端午节，陕西多地会采用隔水蒸的方式制作甑糕，这是通过________的方式改变食材的内能；蒸的过程中能闻到甑糕的香甜气息，这是________现象。 【答案】 ①. 热传递 ②. 扩散 【解析】 【详解】由改变内能的两种方式可知，隔水蒸过程中食材吸收热量，通过热传递的方式改变内能。 因分子在永不停息地做无规则运动，甑糕的香味分子扩散到空气中被人闻到，属于扩散现象。 13. 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，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过压缩空气，使其内能________，温度升高，达到艾绒的着火点。此过程对应着图乙所示四冲程汽油机的图________（选填“a”或“b”）所示的冲程；如果一台单缸四冲程汽油机飞轮转速是3600r/min，则汽油机每秒钟完成________个冲程，做功________次。 【答案】 ①. 增大 ②. a ③. 120 ④. 30 【解析】 【详解】迅速推入推杆时，对套筒内的空气做功，机械能转化为空气的内能，因此空气的内能增大，温度升高。 图a气门全部关闭、活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，与甲的能量转化一致；b的两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能。故选a。 飞轮每秒转数为 因四冲程汽油机飞轮每转2圈完成4个冲程、对外做功1次，故每秒钟完成的冲程个数为 每秒钟做功次数为 14. 铜的比热容小于铁的比热容，现有质量和温度都相等的铜块和铁块吸收相同的热量后，再将它们相互接触，则_________（选填“内能”或“温度”）将从_____________（选填“铁块”或“铜块”）传给 ____________（选填“铁块”或“铜块”）。 【答案】 ①. 内能 ②. 铜块 ③. 铁块 【解析】 【详解】[1][2][3]当质量和温度都相等的铜块和铁块吸收相同的热量后，因为铜的比热容小于铁的比热容，根据可知，铜块升高的温度高，则铜块的末温比铁块的末温高。热传递的实质是内能从高温物体转移到低温物体，温度是状态量，不能传递，所以是内能从铜块传给铁块。 15. 水的比热容是，若将一杯水倒掉一半后，剩余水的比热容为________；青海的冬天异常寒冷，牧民会点燃牦牛粪饼作为燃料取暖烧水，若粪饼的热值是，现完全燃烧2kg的粪饼，放出的热量为________J。设该热量有10%被水吸收，能将________kg的水从5℃加热到85℃。（保留1位小数） 【答案】 ①. ##4200 ②. ③. 【解析】 【详解】比热容是物质的固有特性，与质量无关，故剩余水的比热容不变，仍为。 完全燃烧粪饼放出的热量为 水吸收的热量为 水升高的温度 由得，水的质量为 16. 如图所示为某汽油机工作时的能量流向图，该汽油机的工作效率为________；汽车尾气中的“汽油味”越浓，说明汽油机的效率越________（选填“高”或“低”）。若该汽油机通过改进使燃气与空气混合更充分后燃烧，________（选填“能”或“不能”）提高汽油机的效率。 【答案】 ①. 30% ②. 低 ③. 能 【解析】 【详解】该汽油机的工作效率 因尾气“汽油味”越浓，说明燃料燃烧越不充分，有用功占燃料完全燃烧释放总能量的比值越小，即汽油机效率越低；因燃气与空气混合更充分可使燃料燃烧更充分，能提高汽油机效率。 三、实验与探究题（本大题共4小题，计22分） 17. 请完成下列填空。 （1）如图1所示，为研究分子热运动的实验装置，甲、乙两个瓶子中，一个装有红棕色的二氧化氮气体，一个装有空气。已知二氧化氮的密度大于空气的密度，则应在________瓶中装入二氧化氮气体； （2）如图2所示，注射器里封有适量的水。用手推动活塞压缩水，发现水很难被压缩，说明分子间存在________； （3）如图3所示，取来相同的两只杯子，在其中放质量相同的冷水和热水，各滴入一滴红墨水。墨水在水中发生扩散现象说明________，同时观察到________（选填“冷水”或“热水”）杯中的红墨水扩散快。 【答案】（1）乙 （2）斥力 （3） ①. 分子在永不停息地做无规则运动 ②. 热水 【解析】 【小问1详解】 二氧化氮密度大于空气，若将它放在下方的乙瓶中，排除重力因素的干扰，抽走玻璃板后最终两瓶气体颜色均匀混合，就能说明是分子无规则运动让两种气体互相扩散，而非因二氧化氮自身密度大向下掉落。 【小问2详解】 压缩水时很难改变水的体积，说明分子之间存在相互排斥的作用力，也就是斥力，阻止分子相互靠近。 【小问3详解】 墨水在水中发生扩散现象说明分子在永不停息地做无规则运动；且分子热运动的剧烈程度和温度相关，温度越高运动越剧烈，因此热水中的红墨水扩散速度更快。 18. 为探究“通过做功方式改变物体内能”，小明设计了图甲的装置，由圆底烧瓶、温度传感器、橡皮塞、橡皮管、注射器等组成。 （1）小华提出两点建议：A．将温度传感器换成实验室温度计；B．将注射器换成打气筒。你觉得________（选“A”“B”或“都”）比较合理； （2）改进后，向烧瓶内注入几滴酒精后打气，小明发现装置没有明显变化，瓶内气体的温度也几乎没有变化，你认为可能的原因是________； （3）继续改进实验装置后，不断向瓶内打气，传感器采集的数据关系图像如图乙所示，可知塞子在第________s被弹开；图中AB段对应的能量变化与热机中________冲程相同。 【答案】（1）B （2）装置漏气 （3） ①. 5 ②. 压缩 【解析】 【小问1详解】 实验室温度计的分度值较大，无法灵敏捕捉瓶内气体温度的微小变化，而温度传感器可以实时、精确地记录温度变化，所以换用实验室温度计不合理；打气筒可以更高效地向瓶内压入空气，增大瓶内气压，使实验现象更明显，所以将注射器换成打气筒是合理的，故B比较合理。 【小问2详解】 向瓶内打气时温度几乎不变，说明瓶内气体没有被有效压缩做功，内能没有增加，最可能的原因是装置漏气，导致气体无法被有效压缩，做功不明显，温度也就几乎不变化。 【小问3详解】 [1]从图乙可知，打气5秒时，气体温度达到峰值B点，此时瓶内气压远大于外界大气压，气体对橡皮塞做功，内能减小，气体内能转化为橡皮塞的机械能，橡皮塞从瓶口弹出。 [2]图乙中AB段，瓶内气体被压缩，外界对气体做功，内能增加，温度升高，能量变化与热机的压缩冲程相同，压缩冲程中，活塞对汽缸内气体做功，机械能转化为内能，内能增加。 19. 学习了燃料的热值后，小明设计实验来探究酒精和碎纸片的热值大小。 燃料 加热前水温℃ 燃料燃尽时水温℃ 燃料的热值J/kg 酒精 15 35 碎纸片 15 25 ？ （1）实验装置如图甲、乙所示，你认为图中横杆、温度计、铁圈、燃具四个器件的安装顺序是________（选填“由下而上”或“由上而下”），调节横杆高低的目的是________； （2）为保证实验结论的可靠，且方便比较，小明在实验中应保持两杯水的初温、两杯水的________、酒精和碎纸片的________、以及两个烧杯都应相同； （3）实验中，需等待燃料________（选填“燃烧相同的时间”或“燃烧相同的质量”），通过比较________（选填“加热时间”或“升高的温度”）可知燃料热值的大小； （4）实验数据记录如表，根据表中数据，计算出碎纸片的热值是________J/kg； （5）以上计算出燃料的热值与实际相比会偏________（选填“大”或“小”）。 【答案】（1） ①. 由下而上 ②. 使温度计玻璃泡完全浸入水中，同时不触碰烧杯的底和壁，保证温度测量准确 （2） ①. 质量 ②. 质量 （3） ①. 燃烧相同的质量 ②. 升高的温度 （4） （5）小 【解析】 【小问1详解】 实验安装器材时需先根据燃具的火焰高度确定铁圈位置，再往上依次调整烧杯、温度计的高度，因此安装顺序为由下而上； 调节横杆是为了固定温度计，让温度计玻璃泡完全浸入水中、同时不触碰烧杯的底和壁，保证温度测量准确。 【小问2详解】 本实验用控制变量法，要排除其他变量干扰，除了烧杯规格、水的初温相同，还需要控制酒精和碎纸片的质量、两杯水的质量完全一致，才能通过水温变化对比热值大小。 【小问3详解】 热值是单位质量燃料完全燃烧放出的热量，因此需要让两种燃料燃烧相同的质量； 在水的质量、吸热条件一致时，燃料放的热量越多，水温升高越多，所以通过比较水升高的温度就能判断燃料热值的大小。 【小问4详解】 根据表格数据，酒精加热的水温升高了 碎纸片加热的水温升高了 根据和可知，在水的质量、吸热效率完全一致的理想条件下，燃料放出的热量和水的升温量成正比，因此碎纸片的热值是酒精的，即 【小问5详解】 实验中燃料燃烧放出的热量会有部分散失到空气中、被装置吸收，没有全部被水吸收，计算时把水吸收的热量等同于燃料总放热，因此算出的热值比实际值偏小。 20. 如图，用两个相同的酒精灯分别给水和煤油加热，比较水和煤油的吸热能力的强弱。 （1）实验时，除了选择相同的酒精灯外，还要在烧杯中装上________（选填“体积”或“质量”）和初温相同的水和煤油，保持它们相同是为了________（选填“实验方便”或“控制变量”）； （2）组装器材时先调整B和D的位置，目的是便于使用酒精灯的________加热，调整A和C的位置时，要注意温度计不能接触________； （3）实验过程中，通过________（选填“加热时间”或“升高温度”）来反映两种液体吸收热量的多少； （4）根据实验数据作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图像，如图丙。由图丙可知，________的吸热本领更强；已知水的比热容为，则煤油的比热容为________。 【答案】（1） ①. 质量 ②. 控制变量 （2） ①. 外焰 ②. 容器底和容器壁 （3）加热时间 （4） ①. 水 ②. 【解析】 【小问1详解】 探究水和煤油的吸热能力时，根据控制变量法的要求，需要保证两种液体的质量和初温相同，而非体积相同；保持这些物理量一致的目的是为了控制变量，排除其他因素对实验结果的干扰，只研究物质种类对吸热能力的影响。 【小问2详解】 酒精灯的外焰温度最高，加热效率最好，所以调整铁圈B、D的位置，是为了让烧杯底部处于酒精灯外焰区域完成加热；使用温度计测量液体温度时，规范要求温度计的玻璃泡要完全浸没在液体中，且不能接触容器底和容器壁，避免测量的温度不准确。 【小问3详解】 实验中使用完全相同的酒精灯，相同时间内两种液体吸收的热量相等，因此可以通过加热时间的长短来间接反映液体吸收热量的多少，这是转换法的实验应用。 【小问4详解】 根据可知，在质量相同、吸收相同热量（加热时间相同）时，温度升高越慢的物质吸热能力越强，从图丙可以看出，水升温更慢，因此水的吸热本领更强。 由图可知，水和煤油的初始温度均为，煤油的温度从升高到，需要加热10min；水的温度从升高到，需要加热20min，说明升高相同温度时，水的加热时间是煤油的2倍，即水吸收的热量是煤油的2倍，根据可知，在质量m、升温相同时，比热容c与吸收的热量Q成正比，因此水的比热容是煤油的2倍，由此可得煤油的比热容为 四、综合题（本大题共3小题，计20分） 21. 如图是一位“发明家”设计的一种永动机。设想利用上水池的水使水轮发电机发电，然后利用发电机发出的电能驱动抽水机把下水池的水再抽回上水池（一部分电能供用电器使用）。这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。 （1）利用上水池的水使水轮发电机发电时，________能转化为电能； （2）请运用你掌握的知识说明这个装置________（选填“能”或“不能”）真能“永动”。并简要说明原因__________。 【答案】（1）机械 （2） ①. 不能 ②. 该装置违背能量守恒定律，工作过程中存在能量损耗，无法持续循环 【解析】 【小问1详解】 上水池的水处于高处，具有重力势能（属于机械能），水流冲击水轮发电机的过程中，水的机械能带动发电机运转，最终转化为电能。 【小问2详解】 由能量守恒定律可知，能量不会凭空产生。装置工作时存在摩擦生热、用电器耗能等能量损耗，发电机产生的电能不足以将下水池的水全部抽回上水池，因此无法实现“永动”。 22. 氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，如图为一辆我国设计制造的氢能源公交车。求：[，] （1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量； （2）若放出的热量全部被水吸收，可以使1t的水温度升高多少？（水未沸腾） （3）此氢能源公交车以150kW的恒定功率做匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量的70%用来做机械功，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 氢燃料完全燃烧放热 【小问2详解】 放出的热量全部被水吸收，即 由可得，水温度升高 【小问3详解】 氢燃料燃烧放出热量的70%转化为机械功，机械功 由可知，该公交车匀速行驶时间为 23. 小明家积极响应国家推出的家电国补政策，购买了更环保、更节能的天然气热水器。如图所示是他们家新装的天然气热水器，铭牌上标注的能效等级为二级。国家规定能效等级为二级，其热效率不低于88%。他想通过洗澡测试这款热水器的能效等级是否达标，于是他将热水器的温度设定在38℃（即水从热水器流出的温度），他家所用的花洒出水量为5L/min，洗澡用水时间20min，所用天然气为，已知进入热水器的冷水温度为20℃，水的比热容，水的密度，天然气的热值。求： （1）通过计算说明这款天然气热水器是否达到能效二级标准； （2）已知这款热水器的额定产热水能力为10kg/min（温升25℃），即每分钟最多让10kg的水温升高25℃。当热水器在额定产热水情况下，每分钟放出的热量是多少？ 【答案】（1） 该热水器热效率为90%，高于88%，达到能效二级标准。 （2） 【解析】 【小问1详解】 水的总体积 水的总质量 水吸收的热量 天然气完全燃烧放出的热量 热水器的热效率 因，故达到能效二级标准。 【小问2详解】 额定产热水状态下，同一台热水器热效率不变，每分钟水吸收的热量 每分钟放出的热量 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $