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沪科版九年级物理第十三章内能与热机单元测试卷

2021-11-11 来源:爱问旅游网
沪科版九年级物理第十三章内能与热机单元测试卷

学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________ 评卷人 得分 一、单选题

1.下列有关热和能的说法中,正确的是( )

A.发生热传递时,温度总是从高温物体传递给低温物体 B.一块 0℃的冰熔化成 0℃的水后,温度不变,内能变大 C.内燃机的压缩冲程,主要通过热传递增加了汽缸内物质的内能 D.夏天在室内洒水降温,利用了水的比热容较大的性质

2.生活中的许多现象都与我们学过的物理知识有关,下列说法正确的是 ( A.尘土飞扬,说明分子在不停地做无规则运动 B.钻木取火,利用做功来改变物体的内能 C.人工湖能调节气温,利用水的比热容小

D.夏天吃冰糕,看到冰糕周围冒“白气”是汽化现象 3.下列有关热现象说法正确的是( ) A.物体放出热量,内能一定减少,温度一定降低 B.燃料的热值越大,放出的热量越多 C.物体温度越高,所含的热量越多

D.比热容是物质的一种特性,只与物质的种类和状态有关

4.端午节吃粽子是我国的传统习俗。对“煮粽子”的情景分析正确的是 A.粽子温度升高,是通过做功的方式来增大内能 B.锅边沿冒出的大量“白气”是水蒸气

C.“粽子飘香”说明分子在不停息地做无规则运动 D.水温升高,水的比热容变大

5.下列有关能量转化的表述中,正确的是( ) A.汽油机做功冲程中,机械能转化为内能 B.空中悬停的直升机的机械能不断增大 C.匀速上升的电梯中的人,他的机械能不变 D.电饭锅工作时电能转化为内能

6.关于热机的效率,下列说法正确的是( )

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) A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高

B.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C.热机的效率越高说明做功越快

D.热机损失的能量中,废气带走的能量较少,主要是由于机械摩擦损失的 7.关于温度、热量和内能的说法中正确的是( ) A.物体吸收热量,温度一定升高 B.0℃的冰的内能为零

C.温度高的物体,含有的热量多 D.物体的温度升高内能增大

8.小李家使用的燃气热水器,将30kg的水从20℃加热到45℃,消耗了0.15m3的天然103J/(kg℃)107J/m3,则下列与该过程气。已知水的比热容为4.2×,天然气的热值为4×有关的计算结果和分析正确的是( ) A.水吸收的热量与水的末温成正比 B.水吸收的热量是3.15×105J C.热水器的能量转化效率是52.5% D.热水器的能量转化效率与环境温度无关

评卷人 得分 二、填空题

9.如图所示,在一个配有活塞的厚透明筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速下压,压缩空气__________,使筒内空气的内能增大,温度升高,观察到硝化棉___________。上述改变物体内能的方式与发烧时用冷毛巾给头部降温改变物体内能的方式_____(选填“相同”或“不相同”)。

10.小明在家中用煤气灶将初温为20℃,质量为2kg的一壶水加热到80℃,这是通过______的方式使水的内能______.如果煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收,则103J/(kg·℃),煤气的热值为至少需要燃烧______kg的煤气 [水的比热容为4.2×4.2×107J/kg].

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11.完全燃烧0.35 kg干木柴放出的热量为_______J,假设这些热量全部被水吸收,能103J/(kg·℃),干木柴的热值是1.2×107J/kg ) 使_______kg水的温度升高50℃。( c水 = 4.2×

12.腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入鸭蛋中,这一现象说明______,青海的冬季需要供暖,暖气管道内循环流动的是热水,这主要是利用了水的______较大的道理。 评卷人 得分 三、实验题

13.利用如图甲所示的实验装置探究“沙子和水的温度变化与吸热的关系”。操作如下:

(1)在两烧杯中分别装入初温___________ 且_________相等的沙子和水。

(2)用相同的酒精灯火焰加热,并用玻璃棒不断搅拌,每隔相同的时间记录一次温度,其中某时刻的温度如图乙所示,其示数为________℃。

(3)根据实验数据绘制成温度与时间的关系图像,如图丙所示;实验中,是通过比较_________来间接反映沙子和水吸收的热量;

(4)分析丙图像可知,对于质量相等的沙子和水,升温较快的是___________;若使两者升高相同的温度,则______吸收的热量较多,由此可见,______的比热容较大。 14.在探究热现象的实验中,小明将质量相等的冰和石蜡分别装在两个相同的试管中,并放在一个装有水的大烧杯中进行加热,如图甲所示,根据实验数据绘制的温度随时间变化的图象,如图乙所示,请回答下列问题:

(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,目的是_____。

(2)由图乙可知,_____(选填“A”或“B”)是冰,该物质在第4分钟时的状态为_____,冰在熔化过程中_____增大(选填“分子动能”成“分子势能”),当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,其原因可能是_____。

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(3)加热1分钟,冰、石蜡均为固态,由图乙可知,此时_____(选填“冰”或“石蜡”)的比热容较大。 评卷人 得分 四、计算题

15.某家庭用燃气热水器将质量为100kg,温度为20℃的自来水加热到50℃,消耗的

3

103J/(kg·℃),天然气天然气体积为1m(假设天然气完全燃烧)。已知水的比热容为4.2×

107J/m3。求: 的热值为3.2×

(1)天然气完全燃烧放出的热量; (2)水吸收的热量; (3)该热水器工作时的效率。

16.油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时,可以给车提供动力,同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电108J,若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h,此时所受阻力f大小为能是1.0×

900N,蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%,内燃机共消耗燃油2.5kg。(q油=4.6×107J/kg)则:

(1)该汽车此次行驶中,若燃油完全燃烧可放出多少热量? (2)该汽车行驶中牵引力做了多少功? (3)该汽车内燃机的效率是多大?

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参考答案

1.B 【解析】

A. 发生热传递时,传递的是热量,而不是温度,所以热量总是从高温物体传递给低温物体,故A错误;

B. 一块 0℃的冰熔化成 0℃的水,由于熔化过程中,温度不变,但吸收了热量,内能是变大的,故B正确;

C. 内燃机的压缩冲程,是通过做功的方式增加了汽缸内物质的内能,故C错误; D. 夏天在室内洒水降温,利用了水的汽化吸热,故D错误; 故选B。

点睛:温度、热量、内能是不太容易理解,容易混淆的量,温度是一个状态量,实质是物体内分子运动的剧烈程度;热量是个过程量,表示热传递过程中内能改变多少的量度;内能是物体内部所有分子的动能与势能的总和,注意加深理解,多练习。 2.B 【解析】 【详解】

A.尘土飞扬,是宏观物体的运动,不能说明分子在不停地做无规则运动,故A错误; B.钻木取火,消耗机械能,获得内能,利用做功来改变物体的内能,故B正确; C.人工湖能调节气温,利用水的比热容大,在吸收同样多的热量时,温度升高的低,故C错误;

D.夏天吃冰糕,看到冰糕周围冒“白气”是水蒸气遇冷液化而形成的,故D错误; 【点睛】

了解水的比热容的物理意义及其在生产、生活中的应用,要注意总结水的比热容较大的应用实例,如作为热机的冷却物质,作为北方冬季的取暖物质,本题中解释海陆性质的不同等。 3.D 【解析】 【分析】

没有发生热传递,就不能谈热量,物体放出热量内能一定减少,温度不一定降低。根据热值概念可得热量公式 ,根据热量的计算公式可知燃料放出的热量与质量和热值有关;比热容是物质的一种特性,与物体质量、温度高低、吸放热多少都没有关系;比热容是反映

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不同物质吸放热能力强弱的一个物理量。 【详解】

A、物体放出热量,内能一定减少,温度不一定降低,如晶体在凝固过程中,放出热量、内能减少,但温度保持不变,故A错误。

B、由 可知,燃料放出的热量与燃料的质量和热值有关,仅根据热值的大小无法确定放出热量的多少,故B错误;

C、热量是一过程量,描述它的术语是“吸收”或“放出”,不能用含有。故C错误; D、比热容是物质的一种特性,只与物质的种类、状态有关,种类不同,状态不同,比热容一般不同,故D正确。 故选:D。 【点睛】

此题考查了温度、内能、热量的关系、热值的理解、热量的理解、比热容的理解等知识,是一道综合题。要特别注意:物体温度升高、内能一定增加,但是物体内能增加、温度不一定升高;物体吸热、温度不一定升高,物体温度升高、不一定吸热。 4.C 【解析】 【详解】

A.改变物体内能的方式有两种,即做功和热传递;煮粽子时,粽子从水中吸收热量温度升高,这是通过热传递改变物体的内能,故A错误;

B.锅边沿冒出的大量“白气”是水蒸气遇到冷的空气,液化形成的小水珠,故B错误; C. “粽子飘香”是扩散现象,说明分子在永不停息的做无规则运动,故C正确; D.比热容是物质的一种特性,它不仅与物质的种类有关,还与物质的状态有关,与温度无关,所以当水温升高后,水的比热容不变,故D错误。 【点睛】

本题考查的是改变内能的方法、液化现象、分子运动以及比热容的特性,属于综合性题目,但难度不大。 5.D 【解析】 【详解】

A.汽油机在做功冲程中,把内能转化为机械能,故A错误;

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B.空中悬停的直升机,由于其质量、速度、高度都不变,所以其动能和重力势能都不变,即机械能不变,故B错误;

C.匀速上升的电梯中的人,由于其质量不变,速度不变,所以动能不变;但其高度不断在增加,所以重力势能增加,所以,其机械能在增加,故C错误;

D.电饭锅在工作时,会消耗电能,得到内能,所以是电能转化为内能的过程,故D正确。 【点睛】

本题考查了影响机械能的因素及能量的转化,在分析能量转化问题时,需要注意分析哪种能量增加了,哪种能量减少了,因为转化过程总是减少的这种能量转化为增加的那种能量。 6.A 【解析】 【详解】

A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高,多用在重型机器上,故A正确。

B.热机的效率越高,做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大,即在做功相同的情况下,消耗的燃料较少,或消耗相同的燃料,做功较多。故B错误。

C.热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值,热机的效率越高说明有用功占的比值越大。功率表示做功的快慢,功率越高说明做功越快。效率和功率是两个不同的物理量,二者之间没有必然联系,故C错误。

D.根据内燃机的能量流向,热机损失的能量中,废气带走的能量较多,故D错误。 【点睛】

本题考查对热机效率概念的认识和理解,热机的效率是指热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。热机效率和功率两个概念容易混淆,要注意区分。 7.D 【解析】 【详解】

物体吸收或者放出热量,其温度不一定改变,例如晶体的熔化、晶体的凝固、液体的沸腾过程,吸收了热量,温度保持不变,故A错误;一切物体都具有内能,内能包括分子动能和分子势能,所以,0℃的冰的内能不为零,故B错误;热量是过程量,即热量只存在于热传递或热交换过程中,只能说吸收或放出热量,不能说含有,故C错误;同一物体分子个数是一定的,当温度升高时,分子的热运动加剧,则分子的平均动能就变大,从而物体的内能增加,故D正确,故选D。

答案第3页,总8页

【点睛】

本题考查的是温度、热量与内能的关系,解题的关键是理解温度、热量与内能的概念,明确温度、热量与内能联系及区别。 8.C 【解析】 【详解】

由Q吸 =cm(t-t0)知道,水吸收的热量与水的质量和升高的温度成正比,故A错误;根据103 J/题意知道,将30kg的水从20℃加热到45℃,水吸收的热量是:Q吸=cm(t-t0)=4.2×30kg×106 J,故B错误;根据题意知道,完全燃烧0.15m3(kg•℃)×(45℃-20℃)=3.15×

3

4×107 J/m3=6×106 J,所以,热水器的能量转化效天然气放出热量是:Q放=V天然气 q=0.15m ×

100%=3.15×106J/6×106J×100%=52.5%,故C正确;热水器的能量转化效率率是:η=Q吸/Q放×

与环境温度有关,因为环境温度越低,加热的时间越长,其散失的热量就越多,则热水器的能量转化效率越低,故D错误,故选C。 【点睛】

本题考查的是燃料完全燃烧放热公式Q放 =Vq、Q吸 =cm△t=cm(t-t0 )和效率公式,解题的关键是公式的灵活掌握和运用,有一定难度。 9.做功燃烧不相同 【解析】

分析:这是证明做功可以改变物体内能的实验,因此,要解答本题需理解:做功可以改变物体内能的实质。

解答:当把活塞迅速压下去时,活塞对空气做功,活塞的内能就会增加,空气的温度就会升高,达到硝化棉的燃烧点,硝化棉就燃烧起来。烧时用冷毛巾给头部降温是通过热传递的方式改变人的内能的,故上述实验时不同的。 故答案为:做功;燃烧;不相同。

【点睛】解决此类问题要结合改变物体内能的方式进行分析解答,相对比较简单,属于基础题。

10. 热传递 增加 0.02

【解析】用煤气灶加热使水的温度升高,内能增加,这是热传递的方式改变内能的; 初温为20℃,质量为2kg的一壶水加热到80℃,吸收的热量为:

答案第4页,总8页

吸 kg kg ; 煤气完全燃烧放出的热量只有60%被水吸收,则煤气燃烧放出的热量为: 放

需要燃烧煤气的质量为:

煤气

放 煤气

kg

kg

点睛:重点是吸热公式和热值公式的应用,注意公式应用时单位要统一,特别是热值公式应用时,有时要用到体积,有进要用到质量,要统一单位后再计算。 11.4.2×10620 【解析】 【分析】

(1)已知干木柴的热值和质量,根据 求出完全燃烧0.7kg的干木柴能放出的热量; (2)水吸收的热量和干木柴放出的热量相等,根据 吸 的变形式求出水的质量。 【详解】

干木柴放出的热量: 放 木柴 ,假设这些热量全部被水吸收 吸 放 ,由 吸 可得,水的质量: 水

106;20。 故答案为:4.2×【点睛】

本题利用了公式 和 吸 进行计算,关键是注意“升高到”和“升高了”的区别,这个也是学生容易出错的地方。

12.分子在永不停息地做无规则运动 比热容 【解析】 【详解】

由分子动理论知道,物质是由分子组成的,分子间存在间隙,组成物质的分子在永不停息地做无规则的运动。腌制鸭蛋就是通过扩散使盐进入鸭蛋中,说明分子在永不停息地做无规则运动;冬天室内的暖气用热水循环供热就是利用了水的比热容较大的特点,因为水的比热容

答案第5页,总8页

较大,同样质量的水和其它物质比较,降低相同的温度时,水放出的热量多。 【点睛】

13.相同质量39加热时间长短沙子水水 【解析】

试题分析:(1)为了研究水与沙子比热的大小,实验时,要控制水与沙子的初始温度、质量相等;(2)温度计的分度值是1℃,此时的温度是39℃;(3)实验中,是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少;(4)分析表中数据可知,对于质量相等的沙子和水:吸收相等热量,升温较快的是沙子;若使两者升高相同的温度,水加热时间较长,说明吸收的热量较多;由此可见水的比热容较大。 【考点定位】探究比热容的实验

14. 使A、B受热均匀或AB吸热相同 A 固液共存态 分子势能 无法从烧杯的水中继续吸热 石蜡

(1)将两试管放在同一个装有水的大烧杯中进行加热,【解析】目的有二,一是受热均匀,二是可以保证两种物质吸收的热量相等;

(2)由如图乙可知,A物质在0℃时,吸热温度不再升高,全部熔化为液体后,温度再升高,所以A为晶体,即A是冰;

该物质在第4分钟时,处在熔化过程中,有冰也有水,所以状态为固液共存的状态; 冰在熔化过程中,吸热温度不变,所以分子动能是不变的,但分子势能会增大;

当冰全部熔化后,继续加热使烧杯中的水沸腾并持续一段时间,发现试管中的水始终不会沸腾,是因为试管内外都为水,当外面的水沸腾时,温度不再升高,试管中的水温也能达到沸点,但到沸点后不能继续吸收热量,所以不会沸腾,即原因是:达到沸点,不能持续吸热; (3)由图乙知,加热1分钟时,冰的温度升高得高,且两种物质的质量相等,即吸收相同的热量时,冰的温度变化大,由 可知,冰的比热容较小,石蜡的比热容较大。 点睛:注意理解,当试管的内外都为水时,试管中的水是不会沸腾的,因为温度虽然能达到沸点,但到了沸点后,内外的温度相同,不能继续吸热,所以不会沸腾。 15.(1) 3.2×107J;(2) 1.26×107J;(3) 39.4%。 【解析】 【详解】

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(1)天然气完全燃烧放出的热量:

Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J;

(2)水吸收的热量:

Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg•℃)×100kg×(50℃-20℃)=1.26×107J;

(3)燃气灶的效率:

Q吸1.26107J100%100%39.4%. 7Q放3.210J答:(1)天然气完全燃烧放出的热量为3.2×107J; (2)水吸收的热量为1.26×107J; (3)该热水器工作时的效率是39.4%.

16.(1) 1.15×108J;(2) 3.6×107J;(3)40% 【解析】 【详解】 (1)放出的热量为

Q=mq油=2.5kg× 4.6×107J/kg=1.15×108J

(2)汽车匀速直线行驶,受到的牵引力和阻力是平衡力,

F=f=900N

通过的路程为

s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m

牵引力所做的功为

W=Fs=900N×4×104m=3.6×107J

(3)蓄电池增加的电能

W′ 1 ×1 8J×10%=1.0×107J

该汽车内燃机的效率为

WW3.6107J1.0107J40%

Q1.15108J108J热量; 答:(1)该汽车此次行驶中,若燃油完全燃烧可放出1.15×(2)该汽车行驶中牵引力做功3.6×107J; (3)该汽车内燃机的效率是40%。

答案第7页,总8页

答案第8页,总8页

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