第一十四章 内能与热机自我评估（测试卷 含答案） 2025-2026学年度沪科版物理九年级全一册

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第十四章 内能与热机 自我评估一、单项选择题（每小题3分，共30分）1.街头“糖炒栗子”是很多人喜爱的零食，为了让栗子快速、均匀加热，常常将砂石与栗子混合在一起翻炒（图1），这主要是利用了砂石（　　）A．比热容较大，同样的加热情况下，温度上升的较高B．比热容较小，同样的加热情况下，温度上升的较高C．比热容较大，同样的加热情况下，温度上升的较低D．比热容较小，同样的加热情况下，温度上升的较低2．如图2所示，这是《天工开物》中记录的铸造铜钟的过程，大致分为“制模、熔炼、浇铸、脱模、打磨”五个步骤。下列说法正确的是（　　）A．加热时，推动鼓风机可以提高燃料的热值B．熔炼过程中，铜的温度不变，但内能增大C．浇铸过程中，铜所含热量不断减少D．打磨过程中，铜分子的热运动减慢3．甗（yǎn）是我国古代一种独特的蒸食用具，如图3所示，其由上下两部分组成。下半部分为鬲（gé），其形状与鼎相似，主要功能是以木材为燃料煮水。上半部分是甑（zèng），其底部有网眼，用于蒸熟其内的食物。下列说法正确的是（　　）A．木材烧水时燃烧越充分，其热值越大B．水沸腾后继续加热，水温将持续升高C．蒸熟食物是通过热传递改变食物内能D．停止加热，鬲中水的热量会慢慢减少4.如图4所示，下列物体的内能改变方式与其他选项不同的是（　　）A.瓶塞跳起时瓶内的气体 B.反复弯折的铁丝C.做功冲程汽缸内的燃气 D.阳光下晾晒的棉被5.螺蛳粉是年轻人喜欢的特色小吃，虽然煮好的螺蛳粉带有浓浓的“臭味”，但它其实是具有独特风味的美食（图5）。下列分析正确的是（　　）A．煮螺蛳粉是通过做功改变物体内能的B．螺蛳粉的“臭味”四溢是扩散现象C．煮好的螺蛳粉变凉的过程中，分子运动加快D．煮螺狮粉时，汤的温度高，内能大，含有的热量多6.2024年5月，中国“嫦娥六号”任务搭载四个国际载荷成功发射升空。火箭发射时，燃料燃烧获得的能量使其加速升空，与该过程能量转化形式相同的是（　　）A．热机做功冲程B．钻木取火过程C．水力发电过程D．物体上抛过程7.北京时间2025年1月17日12时7分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将巴基斯坦PRSC﹣EO1卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。如图6所示，火箭在发射升空时，下列有关说法错误的是（　　）A．火箭理想的液态燃料是液态氢，是因为它具有较大的热值B．燃料燃烧产生的内能转化为火箭的机械能C．火箭发射过程中燃烧的液态氢越多，火箭发动机效率越高D．火箭加速升空的过程中，火箭与空气摩擦，火箭外壳内能增大8.小明利用如图7甲、乙所示的装置探究改变物体的内能和热机工作原理的两个演示实验。关于这两个实验的操作和现象的说法不正确的是（　　）A．塞子冲出前，烧瓶和试管内气体的内能都增加B．两个图中塞子冲出过程烧瓶和试管内气体的温度均降低C．乙图中水蒸气推动瓶塞过程的能量转化与热机压缩冲程的能量转化相同D．酒精灯里面酒精燃烧的过程中，酒精的热值和比热容都不变9.现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机。图8为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在2s内达到起飞速度；图9为四冲程汽油机的工作示意图。下列分析正确的是（　　）A．图8中气缸内的蒸气体积膨胀，推动活塞做功、内能减小B．从能量转化角度看，蒸汽弹射装置工作时与图9中甲所示的原理相似C．图9四冲程汽油机一个工作循环的顺序是：乙丁甲丙D．图9气缸中燃料燃烧越充分，燃料的热值越高，汽油机的效率越高10.小悦用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，得到的实验数据作出如图10所示图像。若酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，且加热效率为35%，q酒精＝3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃），下列说法中正确的是（　　）A．0～6min，水比液体A吸收的热量多B．液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强C．液体A的比热容为1.05×103J/（kg•℃）D．该酒精灯每分钟消耗酒精质量为6g二、填空题（每空1分，共18分）11.在沿海地区炎热晴朗的天气里，易形成海陆风。陆风和海风是由于地面和大海升温和降温的快慢不同，从而使空气对流形成的。炎热的夏天，海水和海滩的砂石在太阳的照射下，它们的　 　 增大，由于海水和砂石的　 　 不同，两者之间出现温差，白天容易形成　 　（选填“海风”或“陆风”）。12.长春市桂林路美食街的某商家使用煤气灶烹饪食物，煤气灶燃烧头如图11所示。使用煤气灶时，打开煤气阀门，拧动点火装置，煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃。煤气在燃烧过程中热值　 　。烹饪食物是通过　 　的方式改变食物的内能。13.如图12是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸汽，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。淋湿瓶子过程中瓶内气体的内能　 　（选填“增大”“减小”或“不变”）；瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的　 　 冲程相同。14.图13甲中气球在放气时，它喷气的嘴部温度和原来相比　 　 （选填“变高”“变低”或“没有变化”），此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机在图　 　 （选填“乙”或“丙”）所示过程的能量转化是一致的。某四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min，若气缸在做功冲程中每次做功400J，则每秒钟对外做功　 　 J。小汽车在刹车过程中产生的内能无法收集起来再次开动轿车，说明能量的转化和转移具有　 　 。15.用燃料分别加热相等质量的水和油如图14，已知比热容c油＜c水。若相等时间被加热液体吸收的热量相等，两种液体温度﹣加热时间图线如图15，则属于油的是　　 （选填“甲”“乙”），依据为：　　 。燃料热值为q＝4.2×107J/m3，完全燃烧放出热量8.4×105J，则消耗的燃料体积为　　 m3。16.明朝时期，万户利用火药制作了一个由47支火箭推动的装置，如图16甲，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史的先驱。（1）万户的火箭原理与现代火箭发动机相似，通过点燃火药产生的高温气体从后端喷出，从而获得前进的动力，此过程把燃料燃烧的内能转化为火箭的　 　 能，此过程类似于内燃机的　 　冲程；（2）如图乙所示是现代液体火箭喷气发动机的工作原理图。火箭发射时选用液态氢作燃料是因为氢具有较大的　 　 ，火箭喷气发动机　 　 （选填“能”或“不能”）在月球表面工作；（3）在火箭发射架下方的池子里储存大量的水，原因是水的　 　 大，汽化时能吸收较多的热量，保护火箭发射架不被高温毁坏。三、简答题（每小题4分，共8分）17.如图17是《天工开物》中记录的“生熟炼铁”情景，其中提及到我国的“淬火”工艺：工匠将高温工件浸入冷水中，可以使其快速冷却以提高工件硬度；在淬火过程中，水面上会出现大量“白气”。请用物理知识说明使用水进行冷却和“白气”出现的原因。18.如图18是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，这样不断循环下去，就可以制成一个永动机。这个永动机能不能持续运转？请说明理由。四、实验探究题（第19题7分，第20题8分，第21题7分，共22分）19.【探究名称】做功与物体内能变化的关系。【实验器材】气压式喷雾器、数字式温度计、小叶轮等。【问题】做功与物体内能的变化存在怎样的关系？【证据】（1）用温度计测出气压式喷雾器内气体的温度，如图19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气体的温度，如图丙所示。【解释】（1）该实验通过　　 来反映气体内能的变化，这里应用了　　 法。（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，喷雾器前的小叶轮转动，此时气体的内能转化为小叶轮的　　 。【结论】（1）比较　　 两图可知，外界对气体做功，气体内能增大。（2）比较　　 两图可知，气体对外界做功，气体内能减小。（3）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。20.在“比较不同物质吸热能力”的实验中，将a、b两种不同的液体分别放入如图20甲所示的两个相同的烧杯内，用相同的电加热器同时加热，记录相关数据，并绘制出如图乙所示图像。（1）在进行加热前，要求a液体和b液体必须初温和　　 完全相同；（2）从开始加热到30分钟a吸收的热量　　 b吸收的热量；（3）在实验中对a、b两种不同的物质加热相同的时间，通过比较　　 ，可以比较他们吸热能力的强弱；（4）用原装置对初温均为20℃的c、d两种液体加热（mc＞md），如图丙为c、d两种液体的温度随加热时间变化的关系图像，d液体的比热容　　 （选填“大于”“等于”或“小于”）c液体的比热容。21.小华学习了热学知识后，为了加深对比热容、热值的理解，设计如图21所示实验，可完成吸热能力实验和热值实验。甲、乙、丙三个装置，燃料和液体除种类不同之外，质量完全相同，其他装置完全相同。（1）为了研究不同物质的吸热能力，利用其中　 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两幅图进行实验，根据数据做出了两种液体的温度随时间变化的关系图，如图22所示；①实验中不同物质的吸热多少是通过 　 　 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来反映比较的；②已知b液体的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则a液体的比热容是　 J/（kg•℃）。（2）为了研究不同燃料的热值，正确选择其中 　（选填“甲”“乙”或“丙”）两幅图进行实验。在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同，及燃料的质量相同，这样可以通过　 　 （选填“温度计示数变化”或“加热时间”）直观感知哪种燃料的热值大。若a、b液体的比热容已知，记录相关数据，可以计算出吸收热量和燃料放出的热量，从而计算燃料热值。但此方法计算的热值与实际燃料热值相比　 　 （选填“偏大““偏小”或“不变”），原因是　 　 。五、计算题（第22题10分，第23题12分，共22分）22.如图23所示，小明的新家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水，他想估测家中热水器的加热效率。打开热水器，用温度计测得热水器进水管的水温为16℃，出水管的水温为56℃，放出50kg的热水后，从燃气表中看到天然气表示数由2380.19m3变为2380.69m3。【q天然气＝4.2×107J/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】（1）0.5m3的天然气完全燃烧放出的热量；（2）50kg的水吸收的热量；（3）热水器的加热效率。S195型号柴油机在我国工农业生产中曾被广泛应用。用其做动力犁地时工作效率η为40%，耗油量为每小时5kg。工作过程中，为防止柴油机温度过高，采用循环水冷却，其散热器中装有10kg的水，如图24所示为测得的柴油机开机后水温随时间变化的图线。【柴油的热值q＝4.3×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）】求：（1）工作1小时消耗的柴油完全燃烧产生的热量Q放；（2）工作1小时柴油机对外输出的有用机械功W；（3）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量Q吸。第十四章 内能与热机 自我评估一、单项选择题1．B 2．B 3．C 4．D 5．B 6．A 7．C 8．C 9．A 10．C解析：实验中用同样的加热器进行加热，在相同时间内物质吸收的热量是相同的，则在0～6min内两物质吸收的热量都是相同的，故A错误；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，而本题用同一酒精灯分别加热质量为0.6kg的水和质量为1.2kg的液体A，所以不能判断液体A的末温比水的高，液体A的吸热能力更强，故B错误；由图知，2～6分钟的时间内水吸收的热量：Q水吸＝c水m水Δt＝0.6kg×4.2×103J/（kg•℃）×（20℃﹣10℃）＝2.52×104J，因为用相同的加热器加热，在相同时间物质吸收的热量相同，所以2～6分钟时间内Q液体A吸＝Q水吸＝2.52×104J，所以c液体A1.05×103J/（kg•℃），故C正确；2～6分钟时间内该酒精灯放出的热量：Q放7.2×104J，由Q放＝mq知，2～6分钟的时间内消耗的酒精质量：m酒精0.0024kg＝2.4g，由酒精灯单位时间内消耗的酒精质量相等，则该酒精灯每分钟消耗酒精质量：m′0.6g，故D错误。二、填空题11．内能；比热容；海风12．不变；热传递13．增大；做功14.变低；乙；10000；方向性15.甲；相等质量的水和油在相等时间被加热液体吸收的热量相等，又比热容c油＜c水，由Δt知，油升高的温度高，由图可知，甲是油；0.02解析：（1）相等质量的水和油在相等时间被加热液体吸收的热量相等，又比热容c油＜c水，由Δt知，油升高的温度高，由图可知，甲是油，乙是水；（2）由Q放＝qV知，燃料完全燃烧的体积：V0.02m3。16.（1）机械能；做功；（2）热值；能；（3）比热容三、简答题17．答：工人将烧红的铁器迅速放入冷水中，可以使其快速冷却以提高工件硬度，这是因为水的比热容较大，升高相同的温度，吸收的热量较多；在淬火过程中，水先汽化成水蒸气，水蒸气升入空中，遇冷液化成小水滴，故水面上会出现大量“白气”是水蒸气遇冷液化形成的。18.答：此“永动机”中，高处的水流冲击叶片转动对外做功时，因为摩擦等原因，有部分机械能转化为其他形式的能，从高处流下的水不可能全部被抽回原高度，根本不会“永动下去”。四、实验探究题19.（1）温度计示数；转换 （2）使气体的内能变大 （3）机械能 【结论】（1）甲、乙 （2）乙、丙 （3）是20.（1）质量 （2）等于 （3）升高的温度 （4）大于解析：（1）在“比较不同物质吸热能力”的实验中，需要选用初温和质量相等的a、b两种液体。（2）用相同的电加热器同时加热。电加热器在相同时间内放出的热量相同，液体吸收的热量相同，故从开始加热到30分钟a吸收的热量等于b吸收的热量，体现了转换法的应用。（3）在实验中对a、b两种不同的物质质量相同，加热相同的时间即吸热量相同，可以通过比较升高的温度来比较他们吸热能力的强弱。（4）c、d两种液体加热（mc＞md），由图可知，在两种液体温度不断升高时，c、d变化图像是重合的，即c、d吸收相同的热量，升高相同的温度，由，可知，当吸收的热量和升高的温度相同时，质量大的比热容小，所以d的比热容大于c的比热容。21.（1）甲、丙 ①加热时间 ②0.9×103 （2）甲、乙；温度计示数变化；偏小；燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失解析：（1）为了研究不同物质的吸热能力，需要燃烧相同的燃料（即热源相同），加热不同的液体，同时让液体的质量相同，所以应选择甲和丙两图进行实验；①不同物质吸热的多少是通过加热时间来反映的； ②根据Q吸＝cmΔt可知，在质量和吸收热量一定时，温度的变化值和比热容成反比，可以用相同的燃料1加热时间10min，a和b吸收的热量就是相同的，a的温度变化值Δt甲＝80℃－20℃＝60℃，b的温度20min变化60℃，10min变化值为Δt乙＝30℃，根据Q吸＝cmΔt得，a液体吸收的热量：Qa吸＝camΔta，b液体吸收的热量：Qb吸＝cbmΔtb，则camΔta＝cbmΔtb，所以a的比热容：ca0.9×103J/（kg•℃）；（2）比较不同燃料的热值，应控制被加热液体的种类相同而燃料不同，故应选择甲、乙两图进行实验；燃料燃烧放出的热量被液体吸收，液体吸热温度升高，因此通过温度计实数的变化直观感知哪种燃料的热值大，在实验前用天平测出了两烧杯中液体的质量相同，及燃料的质量相同，利用公式Q吸＝cm（t－t0）（若a、b液体的比热容已知）计算出了液体吸收的热量，通过这些数据计算出某种燃料的热值，计算结果不可靠，因为燃料燃烧产生的热量不能完全被液体吸收、存在热损失，所以直接计算得出的热值比实际值要小。五、计算题22．解：（1）由题意可知，燃烧的天然气为V＝2380.69m3－2380.19m3＝0.5m3，0.5m3的天然气完全燃烧放出的热量：；（2）50kg的水吸收的热量为：；（3）热水器的加热效率：。23．解：（1）柴油机工作1小时消耗的柴油m油＝5kg，完全燃烧产生的热量：Q放＝m油q＝5kg×4.3×107J/kg＝2.15×108J；（2）由η得工作1小时柴油机对外输出的有用机械功：W＝η×Q放＝40%×2.15×108J＝8.6×107J；（3）从开机至水箱内的水“开锅”（沸腾），水吸收的热量：Q吸＝c水m水（t－t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×10kg×（100℃－25℃）＝3.15×106J。