2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项练习试题(含解析).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项练习
考试时间：90分钟；命题人：物理教研组
考生注意：
1、本卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
2、答卷前，考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上
3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置，如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用涂改液、胶带纸、修正带，不按以上要求作答的答案无效。
第I卷（选择题 20分）
一、单选题（10小题，每小题2分，共计20分）
1、汽车发动机用水作冷却液，是因为水的（　　）
A．比热容大 B．密度大 C．体积大 D．内能大
2、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
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
3、关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．的冰块没有内能
B．物体内能大小与温度无关
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．金属汤勺放在热汤中，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能
4、如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）

A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
5、下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（　　）
A．冰熔化时温度不变，内能也不变
B．钻木取火利用热传递改变内能
C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
6、下列说法正确的是（　　）
A．如果物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像一定不断变大
B．一个物体受到力的作用，其运动状态不一定会发生改变
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大且一定要从外界吸收热量
D．若浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，则该固体和液体的密度一定相等
7、如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）

A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能
8、下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是
A．一个工作循环对外做功一次 B．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气
C．压缩冲程中将内能转化为机械能 D．热机效率越高，所做的有用功就越多
9、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
10、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）
A．0℃的冰块内能为0 B．温度高的物体含有的热量多
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加 D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差
第Ⅱ卷（非选择题 80分）
二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）
1、（1）为了预防新冠病毒，要做到戴口罩，勤洗手。制作口罩的熔喷无纺布纤维表面携带大量电荷，能够____（选填“吸引”或“排斥”）空气中的轻小物体。用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，这是____现象。

（2）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功。火箭搭载核心舱升空，火箭加注的液态燃料需具有____ （填“热值”或“比热容”）大的特点。
2、中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。
表1

第1代
第2代
第3代
第4代
燃   料
氧气和汽油混合
偏二甲胼
煤   油
液态氢
氧化剂
四氧化二氮
液态氧
液态氧
表2
燃料
热值
燃料
热值
汽油

煤油

柴油

氢

（1）使用氢作为燃料的主要优点是：______和______；
（2）某火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾______？[，当地大气压为1标准大气压]
（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率______。

3、某同学用同一个加热装置分别给质量和初温都相同的水和煤油加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度（T）随时间（t）变化的图象（如图）。

（1）根据图象，给水和煤油加热相同的时间，水和煤油吸收的热量______（填“水比较多”“煤油比较多”或“一样多”）；
（2）已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），则煤油的比热容是______J/（kg·℃）。
4、汽油机工作时是___________能与___________能相互转化的过程，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功________次。
5、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热过程中，两种液体的温度T随加热时间t变化的图像如图所示，分析图像得出：A液体的比热容______B液体的比热容。（选填“大于”或“小于”）

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，如图所示，已知这种燃料的热值是2.0×107J/kg，若小火锅中质量为1kg的热汤的温度从50℃升高到100℃，共消耗20g固体酒精。[汤的比热容近似为水的比热容]求：
（1）小火锅中热汤吸收的热量；
（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量；
（3）这个小火锅烧汤的效率。

2、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）

3、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。

4、质量为 0.25 kg的铜块，温度从 100℃降低到 20℃。求：铜块放出的热量 Q 放。[c 铜=0.39×103 J/（kg·℃）]
5、有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是我们常见的待客之道。如果用酒精炉烧水泡茶，将质量为5kg、温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%。[已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]求：
（1）42g酒精完全燃烧放出的热量；
（2）水升高到的温度是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图甲，在探究“不同物质吸热能力”的实验中：

（1）某同学在两个相同的烧杯中加入初温相同、液面等高的水和煤油如图甲所示。同组的同学立即指出了其中的问题，你认为问题是________；实验中选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内________；
（2）纠正错误后进行实验得出了水和煤油温度随时间变化如图乙所示，根据图乙可判断冬季取暖应选用物质________（选填a或b）；
（3）给质量同为100g的液体甲和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，据此判断液体甲的比热容为________J/(kg·)；
（4）为了比较酒精和碎纸片的热值，江涛设计了如图丁所示实验，实验中除所用两个烧杯及水的初温相同外，还有控制相同的量有：水的质量和________，实验通过比较________（选填“加热时间”或“升高的温度”）来确定酒精和碎纸片燃烧放出热量的多少。
（5）在这两个实验中都用到的研究方法为________（写出任意一种）．
2、按要求完成填空。

（1）如图甲所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花燃烧。此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能______（选填“增加”或“减少”）；
（2）如图乙所示，在已经调节好的杠杆左端A处挂4个相同的钩码，要使杠杆仍在水平位置平衡，可以在杠杆右端离支点2格的B处挂______个相同的钩码，实验过程中每次都要调节使杠杆在水平位置平衡，这样做的目的是便于测量______（选填“力”或“力臂”）；
（3）用两个相同的电加热器给质量均为1kg的甲物质和水加热，它们的温度随时间的变化关系如图丙所示，据此判断甲的比热容______（选填“大于”“等于”或“小于”）水的比热容。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
因为水的比热容大，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，所以人们用冷水冷却发动机。
故选A。
2、B
【详解】
A．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A错误。
B．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B正确；
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。
故选B。
3、D
【详解】
A．因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动，所以一切物体都具有内能，的冰具有内能，故A错误；
B．内能的大小跟质量、温度、状态有关，故B错误；
C．热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故C错误；
D．金属汤勺放在热汤中，汤勺从汤中吸热，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能的，故D正确。
故选D。
4、D
【详解】
A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选D。
5、D
【详解】
A．冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误；
B．钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误；
C．水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C错误；
D．高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D正确。
故选D。
6、B
【详解】
A．物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像不一定不断变大，例如物体位于焦点以内时，物体逐渐向凸透镜靠近像则变小，故A错误；
B．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生变化，故B正确；
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大，可能是因为从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；
D．浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，如果该固体是实心的，则该固体和液体的密度相等；如果是空心的，不一定相等，故D错误。
故选B。
7、D
【详解】
A．如图所示，是做功冲程，进气门、出气门都关闭，故A错误；
B．该内燃机是汽油机，是火花塞点火，而不是喷油嘴喷柴油，故B错误；
C．做功冲程中飞轮的转动是靠汽油的内能转化为机械能，并不是靠惯性完成的，故C错误；
D．做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
8、A
【详解】
A．内燃机的一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故A正确；
B．汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；
C．内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故C错误；
D．热机效率为有用功和燃料完全燃烧放出的能量之比，只能反映有用功在总能量中所占比例的多少；热机效率高的，做的有用功不一定多，故D错误；
9、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
10、D
【详解】
A．一切的物体都有内能，0℃的冰块内能不为0，故A错误；       
B．热量是一个过程量，不能说含有热量，故B错误；
C．汽油机做功冲程气缸内燃气的内能转化为机械能，内能减少，故C错误；
D．热量从高温物体传给低温物体，两个发生热传递的物体之间一定存在温度差，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     吸收     扩散     热值
【详解】
（1）[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，纤维表面携带大量电荷，能够吸引空气中的轻小物体。
[2]用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，属于扩散现象，是分子无规则运动形成的。
（2）[3]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
2、     热值大     无污染          45％
【详解】
（1）[1][2] 氢作为燃料的主要优点热值大、无污染。质量相同的燃料，热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水，对环境无污染。
（2）[3]氢燃烧后释放的热量

水吸收的热量

由可知，水的质量

（3）[4]2kg氢完全燃烧释放的热量

汽车发动机做的功

发动机的效率

3、     一样多     2.1×103
【详解】
[1]根据转换法，给水和煤油加热的时间相同，即酒精灯提供的热量一样多，所以水和煤油吸收的热量一样多。
[2]由图知，加热4分钟，水升高的温度为

煤油升高的温度为

根据可知，在质量和吸热相同的情况下，比热容与升高的温度成反比，故煤油的比热容为

4、     内     机械     10
【详解】
[1][2]热机工作中有吸气、排气冲程无能量转换，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
[3]热机的一个工作循环有4个冲程，飞轮转动2圈，对外做功1次。若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功的次数为

5、小于
【详解】
[1]用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热相同的时间，两种液体吸收的热量相同，从图像可知，吸收相同的热量，A液体温度变化的快，B液体温度变化的慢，可知A液体的比热容小于B液体的比热容。
三、计算题
1、（1）2.1×105J；（2）4×105J；（3）52.5%
【详解】
解：（1）小火锅中热汤吸收的热量为

（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量为

（3）这个小火锅烧汤的效率为

答：（1）小火锅中热汤吸收的热量为2.1×105J；
（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量为4×105J；
（3）这个小火锅烧汤的效率为52.5%。
2、（1）；（2）；（3）69℃
【详解】
解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由t=可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程；由图b可知，加热2min水升高的温度
t水=50℃-20℃=30℃
则加热2min时间内水吸收的热量
Q水吸=c水m水t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
Q沙吸=Q水吸=2.52×104J
（2）由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到160℃，则沙子升高的温度为
t沙=160℃-20℃=140℃
m沙=0.2kg。由Q吸=cmt可得，沙子的比热容
c沙== =0.9×103J/(kg•℃)
（3）由图知，加热2min时水的温度为50℃，沙子的温度为160℃，不考虑热损耗，则Q沙放=Q水吸，即
c水m水t水=c沙m沙t沙
c水(t-t水)=c沙(t沙-t)
代入数据得
4.2×103J/(kg•℃)×(t-50℃)=0.9×103J/(kg•℃)×(160℃-t)
解得：t≈69℃
答：（1）加热2min沙子吸收的热量为2.52×104J；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/(kg•℃)；
（3）若将加热2min后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是69℃。
3、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为

答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
4、7.8×103J
【详解】
解：铜块放出的热量
Q放 =c铜mΔt= 0.39×103 J/（kg·℃）×0.25 kg×（100℃-20℃）=7.8×103 J
答：铜块放出的热量是7.8×103 J 。
5、（1）1.26×106J；（2）52℃
【详解】
解：（1）酒精质量

42g酒精完全燃烧放出的热量为

（2）由可得水吸收的热量为

由可得水升高到的温度为

答：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量1.26×106J。
（2）水升高到52℃。
四、实验探究
1、     未控制水和煤油的质量相同     吸收相等的热量     a     2.1×103     酒精和碎纸片的质量     升高的温度     控制变量/转换法
【详解】
（1）[1]实验是探究不同物质的吸热能力，所以要保持水和煤油的质量相同，而题目中是在两个相同的烧杯中加入液面等高的水和煤油，没有控制水和煤油的质量相等。
[2]相同的电加热器相同时间消耗的电能相同，产生的热量相同，选用相同的电加热器目的是：使水和煤油在相同时间内吸收相同的热量。
（2）[3]水和煤油相比，水的比热容较大，同样受热的情况下，温度变化较慢，由乙图知，a为水，b为煤油；若相同质量的a和b升高相同的温度，a吸收热量更多，a的吸热能力更强；所以冬季取暖应选用的物质是a。
（3）[4]由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60°需要20min，物质甲温度升高60°C需要10min。所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为
Q水吸=2Q甲吸
由热量计算公式Q=cmt得

所以
c水=2c甲

（4）[5]实验时为了控制变量，应用天平分别测出等质量的酒精和碎纸屑，将其放入装置中的燃烧皿内，通过相同质量不同燃料产生的热量来比较它们的热值，并使用相同的容器中放入质量和初温相同的水。
[6]因燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化，所以可以通过温度计示数的变化（水升高的温度）来比较燃料热值的大小关系。
（5）[7]由（1）（4）可知实验中用到了控制变量法。
2、     增加     8     力臂     小于
【详解】
（1）[1]在快速压下活塞过程中，压缩筒内空气做功，使筒内气体的内能增加，温度升高；在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能。
（2）[2]设每个钩码重G，杠杆1小格为L，根据杠杆的平衡条件有
FALA=FBLB
即
4G×4L=FB×2L
解得FB=8G，需挂8个钩码。
[3]实验过程中每次都要调节使杠杆在水平位置平衡，这样使力臂与杠杆在水平位置重合，便于测量力臂。
（3）[4]由图象可知：用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，水温度升高60℃需要20min，物质甲温度升高60℃需要10min；所以质量相同的物质甲和水升高相同的温度需要吸收的热量关系为
Q水吸=2Q甲吸
由热量计算公式Q=cmΔt得

所以c水=2c甲，甲的比热容小于水的比热容。