粤沪版九年级上册第十二章 内能与热机综合与测试单元测试习题

粤沪版初中物理九年级上册第十二单元《内能与热机》单元测试卷

考试范围：第十二单元；考试时间：80分钟；总分：80分

第I卷（选择题）

一、单选题（本大题共12小题，共24.0分）

1. 如图是某物质凝固时温度随时间变化的图象，下列说法正确的是(    )

A. 时刻物体含有的热量最多 B. 、时刻物体的内能相等
C. 时刻比时刻的内能小 D. 时刻物体的分子动能比时刻大

2. 实验室有质量、温度的冰块和质量、温度的水，下列说法正确的是(    )

A. 冰块的内能等于水的内能
B. 冰块的内能小于水的内能
C. 将冰块放入水中，能量从水传递给冰块
D. 将冰块放入水中，能量从冰块传递给水

3. 关于物体的内能，下列说法中正确的是(    )

A. 物体运动越快，具有的内能就越多
B. 同一物体，温度越高，它具有的内能就越多
C. 不同物体间的内能不能转移
D. 不同物体间的内能可以转移，但不能转化为其他形式的能

4. 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。能证明燃料的热值较高的是(    )

A. 燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较低
B. 燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，发现乙图液体温度较高
C. 加热相同时间，对比甲丙两图，发现液体升温较高
D. 加热相同时间，对比甲丙两图，发现液体升温较高

5. 一标准大气压下：物质的熔化图象如图甲所示；装有冰水混合物的试管浸在正在熔化的物质中如图乙所示，不考虑它们与空气的热传递。以下判断正确的是(    )

A. 物质的熔点是
B. 物质的熔化过程持续了约
C. 图乙中，试管内水的质量会逐渐增加
D. 图乙中，冰水混合物的内能会保持不变

6. 有一家庭分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量约为：干木柴，烟煤，液化石油气，煤气。这四种燃料中热值最高的是(    )

A. 液化石油气 B. 煤气 C. 烟煤 D. 干木柴

7. 甲、乙两物体质量都为，丙物体质量为，三个物体温度都升高，吸收热量如图所示，以下说法正确的是(    )

A. 乙的比热容与丙的相等
B. 甲的比热容比乙的大
C. 的丙物质温度升高，需吸收的热量
D. 甲、乙的温度都降低，乙比甲放出的热量多

8. 质量和初温都相等的铝块和铁块吸收相同的热量之后，将它们互相接触，则(    )

A. 铝块将热量传给铁块 B. 铁块将热量传给铝块
C. 不发生热传递 D. 无法判断

9. 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，质量为，乙物体比热容为，质量是，则下列说法中，一定错误的是(    )

A. 若，则 B. 若，则
C. 若，则 D. 若，则

10. 如图是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作，由此他联想到热机的四个冲程，以下动作中与做功冲程最相似的是(    )

A. 鼻孔吸气 B. 气沉丹田
C. 排山倒海 D. 打完收工

11. 如图所示为甲、乙、丙三部汽油机燃料完全燃烧释放的内能和汽油机输出机械能的二维柱状图。根据图中的信息，下列选项正确的是(    )

A. 丙输出的机械能比甲少，所以丙的效率比甲低
B. 在消耗燃料质量相同时，乙输出机械能比甲少
C. 在输出的机械能相同时，乙比丙消耗更多燃料
D. 三部汽油机中，乙的效率最高

12. 光发动机是一种把光能转化为机械能的装置，其核心部分工作原理如图示：带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质。而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质。因此可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应，从而推动活塞输出机械能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时，相当于选项中汽油机四个冲程中的(    )

A.  B.  C.  D.

第II卷（非选择题）

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

13. 冬天对着手哈气，手的温度升高，这是通过______的方式使手的内能增加，还可以两只手相互搓一搓，也可以使手温度升高，这是通过______的方式使手的内能增加。
14. 美国正在试验助推火箭无损回收技术：火箭将飞船推送至一定高度；箭船分离，火箭停止喷火、落向地面；接近地面时，火箭再次消耗燃料、向下喷火，并以的速度匀速下降。火箭匀速下降时，动能______变小不变变大，重力势能______变小不变变大。火箭用氢气作燃料利用了氢气______大。
15. 汽车在行驶时，发动机的温度会升得很高。为了确保安全，可用循环水进行冷却。用水来冷却是因为水的______ 较大；如果散热器中装有的水，在温度升高的过程中，水吸收的热量是______ ，这些热量相当于完全燃烧______ 的天然气放出的热量。
16. 汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中由机械能转化为内能的是______冲程。已知汽油的热值为，汽油完全燃烧时释放的热量为______J.已知汽车防冻液比热容为，防冻液从冷却到的过程中，放出的热量为，则汽车防冻液的质量为______。

三、作图题（本大题共2小题，共4.0分）

17. 如图所示的场景发生在炎热的天气，在图中虚线框内画一个带箭头的线段，用来表示地面附近空气的流动方向。

18. 初温和质量都相等的水和另外一种物质乙，，用相同的加热装置同时加热，水的温度随时间的变化关系如图所示，请在图中画出物质乙加热后温度随时间变化的关系图象。

四、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

19. 在“比较不同液体的吸热能力”实验中：
    
    除了图中所示器材，还需要的测量仪器有天平和______；
    在甲装置中，分别给初温相同且______相等的水和食用油加热；
    在甲装置中，用相同酒精灯给两种液体加热相同时间，其目的是为了保证两种液体______相同，这种研究方法叫______；
    在甲装置中，两种液体升高相同的温度，给______加热时间更长；
    图乙装置中两个相同烧杯装有相同质量的水，灯中煤油和酒精的质量相等，进行“比较煤油和酒精的热值大小关系”实验，实验数据如表。分析数据可知：热值较大的是______；

通过实验数据直接计算出燃料的热值将______选填“偏大”或“偏小”。

20. 如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：
    在两个相同的烧杯中分别加入初温相同和______ 相同的水和煤油，选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内______ ，这种物理研究方法叫______ 法。
    水和煤油温度随时间变化的图象如图乙所示，根据图乙可判断出______ 选填、的吸热能力强，、升高相同温度时，吸收热量之比是______ 。不计热量损失
    下列选项中与本实验研究物质特性无关的是：______ 。
    A.用热水袋取暖；汽车的水箱；夏天在地面喷水降温；利用空调降温

五、计算题（本大题共4小题，共32.0分）

21. 保温瓶内装有一定质量的水，温度从降低到时，放出的热量，已知水的比热容为。则保温瓶内装有水的质量有多少？
22. 如图甲，网上曾热销一种“度杯”，称“能很快将开水变成适饮的温水，而后又能将凉水变成适饮的温水”。为破解此中秘密，某中学物理小组设计了如图乙所示模型。设此杯内胆中被封存着水，室温；现向杯中倒入、开水，忽略内胆及空间的热量消耗，热平衡后，则：

杯内水温为多少？

饮用后迅速将室温矿泉水倒入该杯，摇一摇，矿泉水的温度将上升至多少？

23. 把、的铁块投入的水中，混合后的温度是。已知：铁的比热容为，水的比热容为

求铁块放出的热量是多少？

若铁块放出的热量全部被水吸收，求水的初温是多少？

24. 年是全面建成小康社会目标的实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。【天然气的热值为，水的比热容为
    要将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？
    若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？
    

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：、热量是一个过程量，不能说物体含有热量；故A错误；
、物体在时刻与时刻的温度相同，但是从时刻到时刻，物体要放出热量，因此时刻比时刻的内能大，故BC错误；
D、时刻的温度比时刻的温度高，所以时刻物体分子动能比时刻大，故D正确；
故选：。
热量不是状态量，不能说含有或者具有热量。
晶体在凝固过程中，虽然温度保持不变，但不断放热，内能减小。
此题考查了晶体在凝固过程中的特点及图象的分析，同时考查了对内能的理解及分子运动与温度的关系。
 

2.【答案】 

【解析】

【分析】
物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做内能，内能与物体的质量和温度有关；熔化过程温度不变，但需要继续吸收热量；热传递发生的条件是要有温度差，热量由高温物体传向低温物体。
【解答】
、质量相等温度为的水和冰，分子动能相等，冰熔化成水需要吸收热量，使分子势能增大，所以水的内能大一些，故A错误，B正确；
、物体间发生热传递的条件是有温度差，由于冰块的温度等于水的温度，所以将冰块放入水中，不会发生热传递，能量不会从水传递给冰块，也不会从冰块传递给水，故C、D错误。
故选：。  

3.【答案】 

【解析】解：、物体运动的快慢与物体的内能无关，该选项说法不正确；
B、内能与温度和质量有关，同一物体，温度越高，它具有的内能就越多，该选项说法正确；
C、不同物体间的内能可以转移，比如冬天烤火取暖，内能就从火上转移到手上，该选项说法不正确；
D、内能也可以转化，比如暖瓶塞被水蒸气顶开，就是水蒸气的内能转化成机械能，该选项说法不正确．
故选B．
内能是指物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，内能与物体的温度和质量有关；
任何物体在任何温度都具有内能，在热传递过程中，高温的物体放出热量，内能减小；低温物体吸收热量，内能增加．
本题主要考查学生对内能的概念的了解和掌握，属于基础题，比较简单．
 

4.【答案】 

【解析】解：根据可知，相同质量的同种液体，升高的温度越大，吸收的热量越多；根据可知，质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出热量越多，它的热值越大。
A、燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，都是加热液体，烧杯内液体的初温与质量相同，发现乙图液体温度较低，说明乙图中液体吸收的热量较少，则表示燃料放出的热量较少，燃料的热值较低，故A错误；
B、燃料完全燃烧后，对比甲乙两图，都是加热液体，烧杯内液体的初温与质量相同，发现乙图液体温度较高，说明乙图中液体吸收的热量较多，则表示燃料放出的热量较多，燃料的热值较高，故B正确；
、由图可知，甲丙两图燃烧的是燃料，对不同的液体加热，探究的是液体和液体的吸热能力，所以不能证明燃料的热值较高，故CD错误。
故选：。
根据可知，质量相同的不同燃料，完全燃烧后放出热量越多，它的热值越大；
不考虑热损失，液体吸收的热量等于燃料燃烧放出的热量；
根据可知，相同质量的同种液体，升高的温度越大，吸收的热量越多。
本题考查燃料热值的概念和比热容的概念，实验中用到了控制变量法和转化法思想，
 

5.【答案】 

【解析】A、由图象可知，整个过程中温度有上升的趋势，所以是熔化图象；又因为该物质在熔化过程中温度保持不变，所以该物质是晶体，物质的熔点是，故A错误；
B、由图甲可知，该物质从第开始熔化，到第时全部熔化，熔化持续了约，故B正确。
、冰水混合物的温度是，由图象知，该物质熔化时的温度约为；将装有冰水混合物的试管放入正在熔化的该物质中时，冰水混合物会向该物质放热，内能减小，但温度不变；冰水混合物中的水会符合凝固结冰的条件，所以冰水混合物中的冰会变多，即冰的质量将变大，故C、D错误。
晶体和非晶体在熔化和凝固过程中的区别：晶体在熔化或凝固过程中温度保持不变；非晶体在熔化过程中温度不断升高，在凝固过程中温度不断降低；
熔化开始时处于固态，熔化过程中处于固液共存状态，熔化结束时处于液态；
根据晶体熔化的条件可知：冰水混合物会向混合物放热，由此确定冰水混合物中的水会有部分结冰，则可判断冰的变化；
晶体的凝固特点：放出热量、温度不变。
此题考查了有关晶体熔化图象的分析，要抓住晶体和非晶体熔化和凝固时特点：晶体有一定的熔点凝固点，熔化凝固时温度不变，继续吸热放热，学习时要用比较法来记住它们的特点。
 

6.【答案】 

【解析】略
 

7.【答案】 

【解析】  乙和丙升高的温度相同时，吸收的热量相同，但是它们的质量不相等，所以比热容大小不相等，故A错误；
甲和乙质量相同，升高的温度相同，甲吸收的热量多，所以甲的比热容大，故B正确；
从题图中可以看出，丙升高时吸收的热量为，则丙升高时吸收的热量为，故C错误；
甲和乙都升高，甲吸收的热量多，同样，都降低，甲放出的热量多，故D错误．
 

8.【答案】 

【解析】解：
质量相同的铝块和铁块，因为，吸收相同的热量后，由可知，铁块的温度升高的温度多；
因为铝块和铁块的初温度相同，吸收相同的热量后，铁块温度升高的幅度更大，所以铁块的末温度高，因此热量从铁块传给铝块；故ACD错误，B正确。
故选：。
由放热计算公式可知，质量相同的不同物质，放出相同的热量，比热容大的温度变化慢，比热容小的温度变化快；
温度不同的两个物体相互接触时，内能可以从高温物体转移到低温物体。
解决此题的关键是知道发生热传递的条件是有温度差，热量会从高温物体传向低温物体；质量相同的不同物质，吸收或放出相同的热量，比热容大的物体温度变化小；变化相同的温度，比热容大的物体吸收或放出的热量多。
 

9.【答案】 

【解析】解：
甲物体吸收的热量，乙物体吸收的热量，
由题知，甲、乙两物体吸收相等的热量，即：，
则：，
因为甲物体的温度变化量大，即，
所以，
变形可得，
A、若，由上式可知，则，故A正确；
B、若，由上式可知，则，故B正确；
C、若，由上式可知，则，故C一定错误；
D、因为，若，则有种可能，即，或，或，故D可能正确。
故选：。
甲物体吸收的热量，乙物体吸收的热量，由题知，甲、乙两物体吸收相等的热量，可得，而甲物体的温度变化量大，可得，据此对每个选项的正误做出判断。
本题考查了吸热公式的应用，注意理解：在的情况下，若，则有种可能，即、、。
 

10.【答案】 

【解析】小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作中，鼻孔吸气相当于吸气冲程，气沉丹田相当于压缩冲程，打完收工相当于排气冲程；排山倒海时对外做功，相当于做功冲程。故选C。
 

11.【答案】 

【解析】

【分析】
本题考查了学生对热机效率的知识掌握，需要知道热机效率是汽油机输出的机械能与燃料完全燃烧释放的内能的比值，难度不大，是一道基础题。
【解答】
如图所示，假设纵坐标轴的单位长度为。

由公式可得，甲的效率为

乙的效率为

丙的效率为

可见，三部汽油机中，乙的效率最高，甲、丙的效率相同，故A错误，D正确；

B.由图可知，在消耗燃料质量相同时，乙输出的机械能最多，故B错误；

C.由图可知，在输出的机械能相同时，乙消耗的燃料最少，故C错误。

12.【答案】 

【解析】带有活塞的密闭化学反应室中有气态物质，当光从窗口射入时，可使气态物质接受光能而反应生成液态物质，从气态到液态，反应室内气压减小，活塞向左运动，而无光照射情况下反应逆向进行，重新生成气态物质，反应室内气压变大，活塞向右运动，向外输出机械能，相当于做功冲程。

故选C。

13.【答案】热传递  做功 

【解析】解：
冬天对着手哈气，手的温度升高，这是通过热传递的方式使手的内能增加；
两手相互摩擦做功，机械能转化为手的内能，手的内能增大、温度升高。
故答案为：热传递；做功。
解决此类问题要知道改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程。
热传递改变物体的内能是能量的转移，做功改变物体的内能是能量的转化，二者都可以改变物体的内能，注意区分。
 

14.【答案】变小  变小  热值 

【解析】解：火箭匀速下降时，消耗燃料，所以火箭的质量减小、速度不变，动能变小；质量减小、高度减小，重力势能变小。
由于氢的热值最大，所以火箭用氢气作燃料利用了氢气热值大的特性。
故答案为：变小；变小；热值。
动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大。
重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。
氢的热值大，所以用氢作为火箭内部的燃料。
本题主要考查了动能和势能的大小判断、物质的基本属性。学生不易想到火箭下降时质量减少，属于易错题。
 

15.【答案】比热容     

【解析】解：
因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以汽车发动机用水来冷却；
水吸收的热量：；
由题知，，
需要完全燃烧天然气的质量：
。
故答案为：比热容；；。
根据水的比热容较大的特点分析：相同质量的水和其它物质比较，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；
知道水的质量、水的比热容、水温度的变化，利用吸热公式求水吸收的热量；
求出了水吸收的热量天然气放出的热量，又知道天热气的热值，利用燃料燃烧放热公式求需要天然气的质量。
本题考查水的比热容大的应用以及热量的计算，属于综合性题目。
 

16.【答案】压缩；； 

【解析】

【分析】
本题考查了汽油机四冲程特点、燃料完全燃烧放热公式、放热公式的应用，属于基础性题目。
在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程，内能转化为机械能的是做功冲程；
知道汽油的质量、热值，根据求出汽油完全燃烧时释放的热量；
知道防冻液放出的热量、比热容、初温和末温，利用求汽车防冻液的质量。
【解答】
在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增大、温度升高，机械能转化为内能；
完全燃烧汽油放出的热量：
；
由得汽车防冻液的质量：
。
故答案为：压缩；；。  

17.【答案】解：
由图可知此时为晚上，气温降低，水的比热容比泥土、沙石的比热容大，陆地和海水放出相同的热量，海水温度下降的慢，陆地温度下降的快。海面上热空气上升，所以空气从陆地吹向海面，形成风。如图所示：
 

【解析】根据水的比热容比泥土、沙石的比热容大的特点来分析炎热的天气里空气的流动方向。
主要考查学生对水的比热容较大的应用的了解和掌握，涉及到海陆风的形成，是一道难题。
 

18.【答案】解：已知甲是水，由题知，用相同的加热器同时加热两种质量相等的液体，所以加热相同时间吸收的热量相同，则，
即：，，
相同时间水的温度变化是乙物质的，物质乙加热后温度随时间变化的关系图如下所示：
。 

【解析】用相同的加热器同时加热，吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来；
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，利用列方程求出乙物质温度的变化。
本题考查了吸热公式的应用，从图中得出相关信息是关键，用相同的加热器同时加热，吸收热量的多少可以用加热时间的长短来体现出来。
 

19.【答案】秒表  质量  吸热  转换法  水  煤油  偏小 

【解析】解：实验中需要测量吸热的时间，故需要秒表来计时；
在“比较不同液体的吸热能力”时，应控制两种物质的质量是相同的；
用相同的加酒精灯给两种物质加热，在相同的时间内，物质吸收的热量是相同的；这是转换法的应用；
给质量相同的水和煤油加热，升高相同的温度时，由于水的比热容大，所以水吸收的热量多，即水的加热时间长；
分析表格数据可知，甲、乙两个装置中，水的质量和初温相同，由知，末温高的吸收的热量较多；在相同的加热设备下，相同时间内，消耗燃料的质量相同，由知，水温上升高的，对应的燃料的热值较大；所以煤油的热值大；
在实验的过程中，由于存在热量的散失，所以实验测得的热值会偏小。
故答案为：秒表；质量；吸热；转换法；水；煤油；偏小。
本题是一道关于热值的实验探究题，知道热值的意义；会用控制变量法和转换法设计探究实验是本题的解题关键。
 

20.【答案】质量  吸热相同  转换    ：   

【解析】解：由比较吸热能力的不同方法，要控制不同物质的质量相同，故在两个相同的烧杯中分别加入初温相同和质量相同的水和煤油；
选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内吸热相同，这种物理研究方法叫转换法；
根据如图乙水和煤油温度随时间变化的图象知，升高，用时分钟，用时分钟，可判断出的吸热能力强，、升高相同温度时，由转换法，吸收热量之比是：；
根据，质量相同的不同物质升高降低相同的温度，比热容越大吸放热越多，故汽车的水箱、用热水袋取暖均与本实验研究物质特性比热容有关；
C.夏天在地面喷水降温，是利用蒸发吸热具有致冷的作用，与比热容无关；
D.制冷剂在空调内部的蒸发器里面汽化，汽化要吸热，使空调蒸发器的温度降低，室内的水蒸气遇到温度低的冷凝器会发生液化现象，空调压缩机是利用制冷剂发生物态变化方法降温的，利用空调降温与比热容无关，故与本实验研究物质特性比热容无关，选CD。
故答案为：质量；吸热相同；转换；；：；。
我们使用相同的加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法；
比较物质吸热能力的种方法：
使相同质量的不同物质升高相同的温度，比较吸收的热量即比较加热时间，吸收热量多的吸热能力强
使相同质量的不同物质吸收相同的热量即加热相同的时间，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强；
根据分析；
C.夏天在地面喷水降温，是利用蒸发吸热具有致冷的作用；
D.根据空调制冷原理分析。
本题比较不同物质的吸热能力，考查控制变量法、转换法的应用和比较吸热能力的方法及比热容的运用，为热学中的重要实验。
 

21.【答案】解： 水的温度从降低到，则，
保温瓶内装有水的质量为：  。 

【解析】见答案
 

22.【答案】解：
达到热平衡后，，即  ，解得：。
由题意知，饮用后迅速将室温矿泉水倒入该杯，，，即  ，解得：。 

【解析】同答案
 

23.【答案】解：铁块放出的热量

铁块放出的热量全被水吸收，则水吸收的热量

水的初温

答：铁块放出的热量是；

水的初温是。

【解析】略
 

24.【答案】解：
水吸收的热量：
；
由可得天然气完全燃烧放出的热量：
，
由得需要天然气的体积：
。
答：要将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收的热量；
若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有被水吸收，烧开这壶水需要燃烧天然气。 

【解析】知道水的初温和末温，又知道水的比热容、质量，利用求出水吸收的热量；
求出了水吸收的热量，利用求天然气完全燃烧放出的热量，再利用求出烧开这壶水需要天然气的体积。
本题考查了吸热公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的应用，属于基础题目。