九年级物理内能单元测试卷附答案

九年级物理内能单元测试卷附答案

一、初三物理内能易错压轴题（难）

1．水是生命之源，保护水资源和节约用水是每个公民应尽的义务。小明同学在学习了密度知识后，想进一步了解家里的水质，为此他向老师借来实验器材来测家里自来水的密度：(1)将天平放在水平桌面上，游码移到标尺左侧的零刻度线，然后调节_____使指针指在分度盘中央；

(2)实验正确操作，测出自来水和杯子总质量为118.8g，将部分水倒入量筒，如图甲所示，测出量筒中水的体积为_____cm3。测出剩余自来水和杯子的质量，如图乙所示，为

_____g；

(3)根据上述实验数据，计算出自来水的密度为_____kg/m3；

(4)在向量筒倒入自来水时，如果不慎有水溅出，则测出的自来水密度会_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

(5)小明还了解到水的比热容较大，人们用它的这一特征为生产、生活服务。下列与这个特征无关的是______

A．让热水流过散热器来取暖

B．在落差大的河流上建水电站，用水发电

C．内陆地区早晚温差比沿海地区大

D．汽车发动机用水循环冷却

【答案】平衡螺母 60 58.2 1.01×103偏大 B

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]使用天平时，游码移到标尺左侧的零刻度线后，通过调节平衡螺母使指针指在分度盘中央。

(2)[2]由图甲知，量筒中水的体积为60cm3。

[3]如图乙知，剩余自来水和杯子的质量为58.2g。

(3)[4]量筒中的水的质量

m=118.8g-58.2g=60.6g

则自来水的密度

333360.6g 1.01g/cm 1.0110kg/m 60cm

m V ρ====? (4)[5]在向量筒倒入自来水时，如不慎有水溅出，则测出的自来水体积偏小，但测量的质量不变，那么测得的密度偏大。

(5)[6]因为水的比热容较大，所以可以用水来取暖、冷却，而且水也可调节气温，即沿海地区早晚温差较小，而在落差大的河流上建水电站，是利用水能发电，故B 不是利用水的比热容较大来工作的。

2．阅读短文，回答问题

“鲲龙”AG600

国产大型水陆两栖飞机“鲲龙”AG600成功实现水上起降，如图所示。“鲲龙”AG600是国家为满足森林灭火和水上救援的迫切需要，研制的大型特种用途民用飞机，既能在陆地上起降，又能在水面上起降，是一艘会飞的船。AG600可以在20秒内一次汲水12吨，单次投水救火面积可达4000余平方米，还可以在2米高海浪的复杂气象条件下实施水面救援行动，水上应急救援一次可救护50名遇险人员。“鲲龙”AG600 除了像普通飞机在陆上起降外，在任何江河湖泊，只要给它一片长1500米、宽200米、深2.5米的水域，它都能“说走就走”。最大巡航速度500公里/小时，最大航程4500公里，可从中国最北端黑龙江漠河直飞海南三亚，更可以从三亚往返中国最南端的曾母暗沙。“鲲龙”AG600作为当今世界最大一款水陆两栖飞机，AG600飞机的机身长37米、翼展达38.8米，个头儿与波音737相当，采用单船身、悬臂上单翼和前三点可收放式起落架布局，选装4台涡桨发动机。

飞机发动机的热效率和推进效率是反映飞机性能的重要指标。发动机的热效率是指发动机获得的机械能与燃料完全燃烧产生的内能之比，推进效率是指发动机传递给飞机的推进功(推力所做的功)与获得的机械能之比。

飞机的部分参数如下表所示：

WJ6发动机数量

4台 M 最大起飞质量 53.5t 最大巡航速度

500km/h 发动机巡航推力 4.6×104N 发动机的热效率 40% 发动机的推进效率 ……

(1)如图所示，机身下部制成“V ”形，这样设计的目的还有______________；机翼设计成如图所示的截面图，当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，压强________；

(2) “鲲龙”AG600在水面降落的过程中，重力势能________，动能________(选填“增大”、“减小”或“不变”)；

(3)若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ，总体积约5×103m 3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m 2，对地面的压强_________Pa ；停在水面上时，排开水的体积是_________m 3；(g =10N/kg ，ρ水=1×103kg/ m 3)

(4)若“鲲龙”AG600空载时质量为40t ，在水面滑行测试中，“鲲龙”AG600蓄一定质量的水，发动机牵引力的实际总功率为2500kW ，飞机在水面上以36km/h 的速度匀速滑行了1min ，滑行过程中所受阻力为总重的0.5倍，则飞机受到的阻力为_________N ，所蓄水的质量为__________t ；

(5) “鲲龙”AG600 以最大速度满载巡航2h ，消耗燃油5000kg ，燃油完全燃烧获得的内能是_________J ，此过程中发动机的推进效率为__________。(燃油的热值q =4.6×107J/kg)

【答案】减小阻力 小 减小 减小 4×105 48 2.5×105 10 2.3×1011 50%

【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1][2]机身下部制成“V ”形，这样设计的目的还有减小阻力的作用；当飞机水平飞行时，机翼上方空气速度大，根据流体流速与压强的关系，流速大的地方压强小，所以机翼上方压强小。

(2)[3][4]“鲲龙”AG600在水面降落的过程中，质量不变，但高度减小，重力势能减小；速度减小，动能减小。

(3)[5][6]若“鲲龙”AG600某次执行任务时该飞机的总质量为48t ，总体积约5×103m 3。该飞机停在水平地面时，起落架的触地总面积是1.2m 2，根据压强公式可得，对地面的压强为

4524.810kg 10N/kg 410Pa 1.2m

F mg P S S ??====? 停在水面上时，因为处于漂浮状态，所以浮力等于重力，可以得到此时飞机所受到的浮力为

45= 4.810kg 10N/kg 4.810N F G mg ==??=?浮

根据浮力公式可得，此时排开水的体积为

53334.810N 48m 1.010kg/m 10N/kg

F V g ρ?===??浮排液 (4)[7][8]根据题意可得，飞机在水面上的速度为

36km/h 10m/s v ==

由功率公式可得，飞机受到的牵引力为

652.510W 2.510N 10m/s

P F v ?===? 因为飞机匀速滑行，所以飞机所受阻力为

52.510N f F ==?

根据题意可得 0.5f G =总

则此时飞机的总重力为

5522 2.510N=510N G f ==???总

此时飞机的总质量为

54510N =510kg=50t 10N/kg

G m g ?==?总总 则飞机所蓄水的质量为

50t 40t 10t m m m =-=-=蓄总机

(5)[9][10]燃油完全燃烧产生的内能为

7115000kg 4.610J/kg 2.310J Q mq ==??=?放

发动机获得的机械能为

11102.310J 409.210J W Q η==??%=?机放

飞机飞行的路程为

6500km/h 2h 1000km 110m s vt ==?==?

发动机在2h 内做的有用功为

46104.610N 110m 4.610J W Fs ==???=?有

此过程中发动机的推进效率为

10104.610J 100100509.210J W W η?=?%=?%=%?有

机

3．某班同学利用图甲所示的实验装置探究“水和煤油的吸热能力”。

（1）在图甲中除了所给的实验器材外，还需要的测量工具有______________；加热过程中，水和煤油吸收热量的多少是通过______________来判断的；

（2）实验中第1、2两个小组采用的研究对象都是初温为25℃的质量为200g 的水和煤油，加热不同时间使末温都达到40℃，记录的实验数据如表格所示，通过分析实验数据，能够得出的结论是：___________；

实验组别液体加热时间/min

水13.5

1

煤油 6.5

水12

2

煤油 5.5

（3）使质量相同的水升高相同的温度，加热时间应该相同，但1、2两组的同学在交流实验数据时发现：第1小组的加热时间和第2小组不同，其原因可能是_________________；（4）这两组同学对图甲的装置进行了改进，将分别装有水和煤油的试管放在同一个烧杯中用水加热，如图乙所示，而不是用两个酒精灯分别加热，这样做的好处是

_____________________。

【答案】秒表加热时间长短质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同酒精灯的火焰大小不同可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量

【解析】

【详解】

(1)[1][2]煤油和水吸收热量的多少，是通过观察加热时间的长短来比较的，要计算时间，所以要用到秒表；

(2)[3]通过分析表中数据可知，质量相同的水和煤油升高相同温度，加热的时间是不同的，所以能得出结论：质量相同的水和煤油升高相同温度，吸收的热量不同；

(3)[4]原因可能是加热装置不一样，即酒精灯的火焰大小不同；

(4)[5]在同一烧杯中，相同时间内吸收热量相同，这样做可以让水和煤油在相同时间内吸收相同热量。

4．随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．

（1）“轿车不但要吃油，有时也要喝水”，汽油是_________（选填“可再生”或“不可再生”）能源，用水冷却发动机是因为水的_________大，在发动机开始工作后一段时间内，水箱中水的内能会______，这是通过________方式来改变内能的．

（2）下列四个实验中，其能量转化方式与图示汽油机对应冲程类似的是_______．

（3）轿车在上坡时，将档位换成低速档，以减小行驶的速度，这样做的目的是

___________

A．安全 B．省油 C．减小行驶时的阻力 D．增大爬坡的牵引力

（4）小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：

速度

()1v /km h - 40 60 80 100 120 制动距离s /m 8 18 50 72 根据表中数据所反映的规律，当轿车速度为80/km h 时对应的制动距离是

_____________m ．

（5）小林通过上网查到了这种轿车的输出功率与转速的关系如图所示．小林又向爸爸询问了一些实测数据：轿车行驶的路况好，平均车速为100/km h ，发动机转速为

2000r /min ，平均油耗为9L /100km ，参考图中的数据，分析这辆汽车在这种状态下行驶时，发动机的效率为___________%．（已知汽油的热值为7

4.610J /kg ?，密度为330.810/kg m ?）．

（6）太阳能汽车利用太阳能来驱动，真正实现了零排放，有效地减少了对环境的污染．汽车顶部所安装的太阳能电池板的有效面积为26m ，太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为321.210W /m ?，如将太阳能转化为电能的效率为15%，则电池的输出功率为_________W ，如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为80%，当汽车在水平面上匀速行驶时，受到的牵引力为80N ，则汽车的行驶速度为___________/km h ．

【答案】不可再生 比热容 增大 热传递 A D 32 32.6% 1080 38.88

【解析】

解答：(1)从能源可否再生的角度看，汽油来源于石油，石油是经过几百万年的演变形成的，汽油是从石油中提炼出来的，属于不可再生能源；汽车发动机工作过程中，不可避免地产生很多热量，这些热量如不及时带走会影响机器的正常工作．由公式Q ＝cm △t 知，在质量和升高的温度相同时，与其它液体比较，因为水的比热容最大，所以吸收的热量最多，冷却效果最好．发动机工作过程中会产生热量，热量传递到水，所以水的内能增大．这是通过热传递的方式改变内能的．(2)A 、电火花发生器点火后将盒盖顶出，此时燃气的内能转化机械能，故与题目中的情境相同，故A 正确；B. 滚摆向下运动，动能增加，重力势能减小，所以是重力势能转化为动能的过程，故B 错误；C. 向下压缩空气引火仪，即将机械能转化为仪器内部空气的内能，所以是将机械能转化为内能的过程，故C 错误；

D. 酒精灯加热杯中冷水，这是通过热传递的方式改变内能的，故D 错误；故选A.(3)由P

＝W Fs t t ＝＝Fv 的变形式F ＝P v

可知，汽车的最大功率一定时，减小行驶速度时，可以获得更大的牵引力，故选D.(4)通过对1、2、4、5的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系，故可以想到可能与速度的平方成正比，通过计算可知制动距离的确与速度的平方成正比，所以有

2240km /h 80km /h 8s

（）（）＝，解得：80km/h 的制动距离为32m ；(5)由发动机输出特性曲线可知：发动机转速为2000r/min 时，其输出功率约为30kW ，每小时对外所做的有用功：W ＝Pt ＝30×103W×3600s ＝1.08×108J ；行驶100km 消耗的汽油是9L ＝9dm 3＝9×10?3m 3，则完全燃烧释放的热量：Q ＝mq ＝ρVq ＝0.8×103kg/m 3×9×10?3m 3×4.6×107J/kg ＝3.312×108J ，发

动机的效率：η＝881.08103.31210W J Q J

??＝≈32.6%.(6)太阳光照射到地面时单位面积上的辐射功率为1.2×103W/m 2,如将太阳能转化为电能的效率为15%,则电池的输出功率为P ＝P 太阳能η＝1.2×103W/m 2×6m 2×15%＝1080W ；因为电能最终转化为机械能的效率为80%,所以P 机械＝P×η′＝1080W×80%＝864W ；由公式P ＝Fv 可得汽车的行驶速度：

v ＝86480P W F N

机械

＝＝10.8m/s ＝38.88km/h.

5．如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验．将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温．然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1min 记录一次温度．实验记录如下表：

加热时间/min 0

1 2 3 4 温度

/℃ 沙子 20 25 29 34 38 水 20 21 22 23 24

（1）除了图示的器材外，本实验还需要的测量工具有天平和________．

（2）水和沙子吸热的多少是通过_____ 来反映的(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”).

（3）根据实验数据，小明画出了沙子的温度随时间变化的图像（如图乙），请画出水的温度随时间变化的图像.

（_______）

（4）分析图像可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是________；若使两者升高相同的温度，则________吸收的热量较多．

【答案】秒表加热时间沙子水

【解析】

实验中需要记录不同时刻水和沙子的温度所以还需要温度计；因为酒精灯在相同时间放出热量的多少是一样的，加热时间越长表示物体吸热越多，所以水和沙子吸热的多少是通过加热时间来反映的；根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来即可得到水的温度随时间变化的图像：

（4）分析图象可知，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．

点睛：（1）实验中通过加热时间来反映水和沙子吸收热量的多少；（2）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来；（3）分析图象分析水和沙子的温度变化情况，得出结论．

6．为了探究某物质在固态和液态时的吸热能力，小芳同学用酒精灯（火焰大小保持不变）均匀加热0.4kg该种固体，根据实验数据绘制出的图线如图所示．通过查阅资料已知该物质液态（BC阶段）时的比热容为3×103J/（kg?℃）．

（1）该物质在B点时的内能_____（大于/小于/等于）在A点时的内能；

（2）求该物质在BC段共吸收了多少热量__________？经测量BC阶段消耗热值为

3.0×107J/kg的酒精10g（酒精完全燃烧），求在BC阶段的热转化效率为多大_______？

（3）该物质在固态（

OA

阶段）时的比热容为多大__________ ？

【答案】大于 4.8×104J 16% 1.5×103J/（kg?℃）

【解析】

(1) 如图该物质在AB段为熔化过程，吸热，温度不变，所以B点时的内能大于在A点时的内能；

⑵如图BC段温度升高了40℃，则该物质在BC段共吸收的热量为：

34

3100.440J 4.810J

Q cm t

=?=???=?

吸

；

酒精10g放出的质量为：

75

0.01310J310J

Q m q

==??=?

酒

放

，

在BC阶段的热转化效率为：

4

5

4.810

100%16%

310

Q

Q

η

?

==?=

?

吸

放

⑶该物质在固态（OA阶段）时吸热2min温度身高了40℃，吸热热量是BC段吸收热量的一半，故固态时的比热容为：

()

4

3

OA

4.810J

2

== 1.510J/kg

0.4kg40

Q

c

m t

?

=?

??

吸

固

℃

℃

7．左图是同学们比较液体比热容大小的实验装置。某次试验中，将两支温度传感器和两个相同的试管（分别盛有初温相同、质量相同的甲乙两种液体）分别固定在铁架台上，两个试管放入同一个红外加热器中，两个温度传感器的探头部分与两试管内的液体接触良好，两只温度传感器通过数据采集线与计算机相连接。在计算机上打开与此仪器配套的专用软件，点击“开始记录”，同时打开红外加热器开关，对两试管内的液体加热，这两种液体在沸腾前，在计算机上得到右图所示的温度随时间变化的图像。

（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是_______。

（2）若使两种液体吸收相同的热量，则液体_______升高的温度多。

（3）由右图可知，液体_______的比热容大

【答案】在相同时间内，两种液体吸收的热量相同甲乙

【解析】（1）实验中，选择同一个红外加热器的目的是:在相同时间内，两种液体吸收的热量相同;（2）由图可知，若使两种液体吸收相同的热量，则液体甲升高的温度多。

（3）由右图可知，甲乙两种液体吸收相同热量时，乙升高的温度少，说明乙的吸热能力强，即乙的比热容大。

8．为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验，实验数据记录如下：

（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（甲图中）：先调整固定______的位置，再调整固定另一个的位置（选填“A”或“B”）；

（2）为保证实验结论的可靠，关于实验时“应控制两套装置中相同的量”的说法中，不必要的是______

A．食用油和水的质量相等 B．两套装置中的烧杯相同

C．两酒精灯的火焰大小相同 D．两酒精灯内酒精的质量相等

（3）实验中食用油和水从20℃升温至45℃，______（水/食用油）所需时间较长，_____（水/食用油）吸收的热量较多，由此可见， _____（水/食用油）吸热能力较强．

（4）实验中，加热相同的时间，水吸收的热量______（大于/小于/等于）食用油吸收的热量，______（水/食用油）升高的温度较多，______（水/食用油）吸热能力较强．

【答案】B D水水水等于食用油水

【解析】

(1)在安装、调整如图（甲）的实验器材时，应先固定B，再调整固定A，因为底部的距离应是固定的，而上部可以根据下部的情况进行灵活调节；（2）为保证实验结论的可靠，实验时应控制两套装置中相同的量有：酒精灯中火焰的大小、水和食用油（ρ水>ρ食用油）的质量和初温度、烧杯等，酒精灯中的酒精多少不一定相同，D错误；（3）食用油和水从20℃升温至45℃，水所需时间较长，说明水吸收的热量较多，由此可见，水吸热能力较强．（4）加热相同的时间，水吸收的热量等于食用油吸收的热量，食用油升高的温度较多，说明水吸热能力较强．

9．学校物理兴趣小组的同学在研究“探究水和沙石的吸热能力”时，选用了完全相同的加热装置分别给沙子和水加热，如图甲是同学们的实验装置图。

(1)本实验所需测量仪器有____；应控制的物理量有____；

(2)实验中能说明被加热的物体内能增加了的现象是________；通过对比____来比较两种物质吸热的多少；

(3)他们绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图乙所示。若水的比热容是

()34.210J/kg ??℃，水和沙子的质量均为200g 。根据图像信息：求加热满2min 时，水吸收了热量为_____；沙子的比热容为______。

【答案】秒表、天平 水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同 温度计的示数上升 加热时间的长短 44.210J ? ()3

0.9110J/kg ??℃ 【解析】

【分析】

【详解】

(1)[1]本实验所需测量仪器有秒表、天平，分别测量时间和质量。

[2]根据()0-Q cm t t =，应控制的物理量有水和沙子的质量相同，初温相同，吸收的热量相同。

(2)[3]当温度计的示数上升时，能说明被加热的物体内能增加了。

[4]加热时间越长，物质吸热越多，所以可通过对比加热时间的长短来比较两种物质吸热的多少。

(3)[5][6]由于水的比热容较大，根据Q cm Δt =可知，在质量相同、吸收热量相同时，水升高的温度较小，那么b 图应该是水的温度随加热时间变化的图像；水的质量是200g ，2min 内温度的变化量是

70-2050t ?==℃℃℃

根据Q cm Δt =可知，加热满2min 时，水吸收的热量是

()344.210J/kg 0.2kg 50 4.210J Q c m t =?=????=?水水水℃℃

加热装置相同，加热时间相同，水吸收的热量大小等于沙子吸收的热量，即

44.210J Q Q ==?沙水

从a 图可以看到，加热满2min ，沙子的温度变化量是

'250-20230t ?==℃℃℃

根据Q cm Δt =可知，沙子的比热容是

()43' 4.210J 0.9110J/kg 0.2kg 230Q c m t ?==≈????沙沙沙℃℃

沙子的比热容约是()3

0.9110J/kg ??℃。

10．为比较水、空气对牛奶的冷却效果，小明同学进行了如下实验：将一盒牛奶分别装入两个瓶中，一个放在水中（如图甲所示），一个放在空气中（如图乙所示），其他条件均相同，实验时他每隔一定时间记录一次甲、乙两温度计的示数，如下表所示：

（1）对甲、乙两个瓶中的牛奶，小明要控制它们哪些量相同？____________.

（2）根据表中数据，小明已将乙瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在坐标系中，请你将甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象画在答题卡上同一个坐标系中；

（3）本次实验中，小明发现______的冷却效果更好；

（4）进一步分析，小明又发现，甲瓶中牛奶冷却快慢前后不一致，是越来越______，小明通过仔细分析认为牛奶冷却的快慢可能还受到________的影响．

【答案】牛奶质量相等 牛奶的初温相等 水 慢 温度

【解析】

（1）探究水和空气对牛奶的冷却效果时，需要控制牛奶的质量和初温相等；

（2）在同一个坐标系中根据表格数据进行描点，然后利用平滑的曲线连接各点，作出甲瓶中牛奶温度随时间变化的图象；

（3）由图象可知，在相同的时间内，甲中水的牛奶温度变化快，降温效果好；

（4）由图象分析可知，在甲图象中，前段时间内牛奶的温度变化较快，后面的温度变化缓慢；牛奶冷却的快慢还会受到温度的影响