安徽省2024九年级物理全册第十三章内能与热机学情评估试卷（附答案沪科版）

这是一份安徽省2024九年级物理全册第十三章内能与热机学情评估试卷（附答案沪科版），共8页。

第十三章学情评估一、填空题(每空2分，共20分)1. 如图为一名消防队员正在进行训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑的过程中他感到手心烫，这是通过________的方法使其内能增加的。 (第1题)2. 食物也是一种“燃料”，有机物在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所需的能量，这个过程没有火焰，但化学能同样可以转化为内能。一盒牛奶的营养成分表上标有“能量：289千焦每100克”，其中“能量”的含义跟________(填“内能”“热量”或“热值”)相似。3. 城市的“热岛效应”是指市中心的温度比郊区高一些，其中一个原因是绿地减少，裸露的砂石的比热容________(填“大”或“小”)，在吸收了相同热量后升温较快。4. 在学习了热机后，一物理兴趣小组成员根据古希腊数学家希罗发明的“汽转球”组装实验装置，将一个空心球通过两个空心管与一个装有水的密闭锅连接在一起，如图所示。在锅底加热使水沸腾，产生的水蒸气由管子进入球中，从球两旁喷出并使球体快速转动，这个过程与汽油机的________冲程发生的能量转化相同。 (第4题)5. 小明在使用蚊香时，想到一个可以自动控制蚊香燃烧长度的办法。他把一小截订书钉放在蚊香某位置处(如图)，当蚊香燃烧到这个位置时，燃烧部位的内能通过________(填“做功”或“热传递”)迅速减少，使燃烧部位的温度低于蚊香的着火点，蚊香就会自动熄灭，从而达到自动控制蚊香燃烧长度的目的。(第5题)6. 如图所示是水的凝固图像，第15分钟的内能______(填“大于”“小于”或“等于”)第10分钟的内能。(第6题)7. 为了定量研究机械能和内能之间的转化是否遵循能量守恒定律，小明利用如图所示装置进行实验。重物A在下落1 m的过程中通过滑轮、轻绳带动容器中的金属叶片与水摩擦生热，使容器中0.5 kg水的温度升高了0.2 ℃，则水的内能增加了________J。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)](第7题)8. 一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1 200 r/min，则汽油机每秒完成________个冲程。9. 烧开一锅水，需要吸收完全燃烧0.1 kg干木柴所放出的热量，这些热量若采用天然气燃烧放出，需要完全燃烧________m3的天然气(已知q干木柴＝1.2×107 J/kg，q天然气＝4×107 J/m3)。10. 用0.3 m3的天然气来加热水箱中的水，若完全燃烧放出热量的84%被水吸收，则可以将水箱中20 kg、20 ℃的水加热到________℃。(天然气的热值为4.0×107 J/m3，当地大气压为一个标准大气压)二、选择题(每题2分，共14分)11. 2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射(如图)。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的(　　) (第11题)A. 热值 B. 比热容 C. 密度 D. 体积12. 如图为汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程是(　　) (第12题)A. 吸气冲程 B. 压缩冲程C. 做功冲程 D. 排气冲程13. 关于温度、内能和热量，你认为正确的是(　　)A. 温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小B. 内能小的物体也可能将热量传给内能大的物体C. 热传递改变物体的内能属于能量的转化，做功改变物体的内能属于能量的转移D. 甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体含有内能更多14. 在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温相同的水和某种液体，用两个完全相同的电加热器对其加热，每隔一段时间用温度计分别测量它们的温度，并画出了温度随时间变化的图像如图，由图像可知(　　)(第14题)A. a液体比热容小B. b液体是水C. 0～3 min内a液体吸收的热量少D. 升高相同的温度时，b液体吸收的热量少15. 有质量和初温都相同的甲、乙两个金属块，将甲投入一杯冷水中，水的温度升高t ℃，取出甲金属块，再将乙金属块投入这杯冷水中，水的温度又升高t ℃，不计热量损失，则(　　)A. 甲的比热容较大B. 乙的比热容较大C. 甲、乙的比热容一样大D. 无法比较16. 凝胶暖手宝美观小巧、方便安全，深受同学们喜爱。首次使用前，用热水烫几分钟，使里面的凝胶由固态变成液态。当气温降低需要使用时，只需用手掰动几下里面的小铁片就能取暖了，且很长时间不会变凉。下列分析中错误的是(　　)A. 凝胶的比热容较大B. 用手掰动小铁片的过程相当于内燃机的做功冲程C. 固态的凝胶也具有内能D. 暖手时，通过热传递使手的内能增加17. 某汽油机工作时的能量损失情况是气缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦及其他损耗总和为10%。已知汽油热值为4.6×107 J/kg。下列说法中正确的是(　　)A. 该汽油机的效率是25%，工作时汽油燃烧释放能量的75%转化为机械能B. 若该汽油机消耗2 kg汽油，获得的机械能为2.3×107 JC. 若该汽油机消耗2 kg汽油，损失的能量为3.22×107 JD. 经过不断改进和创新，汽油机的效率可以提高到100%三、实验探究题(第18题6分，第19题6分，共12分)18. 某实验小组用如图1所示的装置比较水和煤油的吸热本领。(第18题图1)(1)加热前，在一个烧杯中倒入240 mL的水，为了使水和煤油的质量相同，需要在另一个相同烧杯中倒入______(填“大于”“小于”或“等于”) 240 mL的煤油。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，ρ煤油＝0.8×103 kg/m3)(2)用两个相同规格的电加热器来加热水和煤油，每隔1 min记录一次温度，整个实验操作无误。图2中，若图线②反映水的温度随时间的变化规律，则图线__________(填序号)可以反映煤油的温度随时间的变化规律。(第18题图2)(3)同时停止加热，在相同质量的水和煤油温度降低的过程中，水放出的热量与降低的温度之比________(填“大于”“等于”或“小于”)煤油放出的热量与降低的温度之比。19. 小明想比较酒精和煤油的热值的大小，他利用如图所示的装置进行实验。图中石棉网、烧杯、温度计均完全相同，烧杯中盛有相同体积的水，实验时，分别点燃放在两个燃烧皿中的酒精和煤油，给烧杯加热，直至酒精和煤油完全烧尽。(第19题)(1)实验前，放入两个燃烧皿中酒精和煤油的____________必须相同。(2)实验中用________________来反映酒精和煤油放出热量的多少。(3)实验中发现刚开始加热时水温升高较慢，原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________。四、计算与推导题(第20题6分，第21题6分，第22题12分，共24分；解答要有必要的公式和过程)20. 用两个相同的电热器分别给质量都为1 kg的水和某种液体加热，每隔1分钟记录一次温度，数据如表所示，已知水的比热容为c水＝4.2×103 J/(kg·℃)。求：(1)加热1分钟，水吸收的热量Q水；(2)该液体的比热容c液。21. 现有一杯初温为t1的热水和一杯初温为t2的冷水，已知热水质量是冷水质量的两倍(不计热量损失)，推导：这两杯水混合成温水时的末温t(用t1、t2表示)。22. 某种小型农用柴油机的铭牌部分信息如表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，该柴油机的空燃比是14∶1。“空燃比”即混合气中空气和柴油的质量比。(柴油的热值为4×107 J/kg)(1)正常工作1 min消耗柴油的质量为多少？(2)每次做功冲程前，气缸内混合气的质量为多少？(3)做功冲程中燃气对活塞的平均压力为多少？题序11121314151617答案加热时间(min)012水的温度(℃)202632液体的温度(℃)203244型号HR05b活塞行程100 mm转速2 400 r/min输出功率8 kW效率40%答案一、1.做功　2.热值　3.小　4.做功　5.热传递6．小于　点拨：该物质的固体为晶体，在凝固时，放出热量，内能变小，温度不变，所以第15分钟的内能小于第10分钟的内能。7．420　8.40　9.0.03　10.100二、11.A12．B　点拨：由题图可知，汽油机的进气阀和排气阀都关闭，活塞向上运动，因此是压缩冲程。13．B　14.D15．B　点拨：先后将甲、乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同；不计热量损失，则Q水吸＝Q放，可知，甲、乙两金属块放出的热量相同；由题知，甲金属块比乙多降低了t ℃，由c＝eq \f(Q,mΔt)可知：质量相同的甲、乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小。16．B17．B　点拨：该汽油机的效率是1－30%－35%－10%＝25%，工作时汽油燃烧释放能量的25%转化为机械能，故A错误；若该汽油机消耗2 kg汽油，产生的热量Q总＝mq＝2 kg×4.6×107 J/ kg＝9.2×107 J，由η＝eq \f(Q有用,Q总)×100%得，获得的机械能W＝Q有用＝ηQ总＝25%×9.2×107 J＝2.3×107 J，故B正确；若该汽油机消耗2 kg汽油，损失的能量Q损耗＝Q总－W＝9.2×107 J－2.3×107 J＝6.9×107 J，故C错误；由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1，汽油机的效率不可以提高到100%，故D错误。三、18.(1)大于　(2)①　(3)大于19．(1)质量　(2)水温升高的多少(3)铁圈、石棉网等也吸收了一部分热量四、20.解：(1)加热1 min，由表格数据可知水在第1 min末的温度为26 ℃，则水吸收的热量Q水＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(26 ℃－20 ℃)＝2.52×104 J。(2)两种液体在1 min内吸收的热量相等，即Q液＝Q水，则液体的比热容c液＝eq \f(Q液,m液Δt液)＝eq \f(2.52×104 J,1 kg×（32 ℃－20 ℃）)＝2.1×103 J/(kg·℃)。21．解：冷水吸收的热量Q吸＝cm(t－t2)，热水放出的热量Q放＝2cm(t1－t)，由题知，Q吸＝Q放，则有cm(t－t2)＝2cm(t1－t)，解得t＝eq \f(2t1＋t2,3)。22．解：(1)由P＝eq \f(W,t)可知，柴油机1 min输出的有用功W＝Pt＝8×103 W×1×60 s＝4.8×105 J，由η＝eq \f(W,Q放)×100%可知，燃料完全燃烧放出的热量为Q放＝eq \f(W,η)＝eq \f(4.8×105 J,40%)＝1.2×106 J，由Q放＝mq可得，正常工作1 min消耗柴油的质量m＝eq \f(Q放,q)＝eq \f(1.2×106 J,4×107 J/kg)＝0.03 kg。(2)由于飞轮每转两周对外做功一次，所以飞轮转动2 400周对外做功的次数为1 200次，即柴油机每分钟对外做功1 200次，则柴油机做功一次消耗的柴油质量m0＝eq \f(m,1 200)＝eq \f(0.03 kg,1 200)＝2.5×10－5 kg，由于该柴油机的空燃比是14∶1，所以每次做功冲程前，气缸内混合气的质量m′＝15m0＝15×2.5×10－5 kg＝3.75×10－4 kg。(3)由于柴油机每分钟对外做功1 200次，所以柴油机一个做功冲程燃气对活塞做的功W′＝eq \f(W,1 200)＝eq \f(4.8×105 J,1 200)＝400 J，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为F＝eq \f(W′,s)＝eq \f(400 J,100×10－3 m)＝4 000 N。