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训练试卷(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项训练 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、关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）A没有燃烧的燃料，热值等于零B燃料完全燃烧时，它的热值最大C燃料的热值与质量和燃烧状态无关D燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多2、冬泳逐渐成为人们喜爱的锻炼方式，关于冬泳的情景下列描述正确的是（）A冬泳运动员口中呼出的“白气”是液体汽化形成的B出水后有风吹过感觉更冷是由于体表水分蒸发加快吸热C水易流动且没有固定形状说明水分子间没有作用力D上岸后通过“烤火”取暖主要是做功改变了人体的内能3、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射情景如图，下列描述正确的是（）A火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象B火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能C喷出的燃气主要通过热传递使空气内能增大D火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓4、如图所示，是根据“探究不同物质吸热能力”实验数据绘制的a、b物质的温度时间图像，实验中两种物质的质量相同，初温度相同，选用的加热器相同，由图像可知（）A加热相同时间，a物质吸收热量多，比热容小B加热时间相同，a物质的末温度高，比热容大C吸收热量相同，b物质温度升高慢，比热容小D吸收热量相同，b物质的末温度低，比热容大5、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6、如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（）A试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的B试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高C水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加D水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同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、下列说法错误的是（）A人吃冰淇淋，感觉很凉爽热传递B冬天搓手取暖做功改变物体的内能C酒精喷在手上感到凉快液化吸热D夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜凝华9、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命。下列有关热现象描述正确的是（）A物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高B不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大C柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物D登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟10、自2022年秋季开始，劳动课将成为中小学的一门独立课程。课程要求5-6年级的学生要学会做西红柿炒鸡蛋等家常菜。关于炒菜过程中涉及到的物理知识，下列判断正确的是（）A切西红柿的锋利刀刃可以增大压力B用铁锅炒菜是因为铁的比热容大C天然气燃烧时将化学能转化为内能D炒菜过程中鸡蛋的内能保持不变第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功_次，活塞往复运动_次2、请根据如表中提供的信息，回答下列问题：物质比热容 J/（kg）物质比热容 J/（kg）银0.14103沙石0.92103水4.2103冰2.1103（1）由于水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石_，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区_；（两空均选填“大”或“小”）（2）一杯质量为0.2kg的水，温度从70降到20，在此过程中，水放出的热量为_J，水的比热容_（选填“增大”、“减小”或“不变”）；（3）冷却食品时，0的水与0的冰相比，用_冷却效果更好，你判断的依据是_。3、热水器将质量为20kg、温度为15的水加热到65，消耗天然气0.15m3，在此过程中水吸收的热量是_J，热水器的热效率是_。c水=4.2103J/（kg）；q天然气=3.2107J/m34、如图一只瓶子，内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过_方法，后者是通过_方法来增大铁屑的内能。如果你没有看到内能改变的过程。仅凭铁屑温度的改变，能否确定采用了什么方法改变了铁屑的内能?_(选填“能”或“不能”)，这是因为_。5、实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油，在温度计示数上升过程中，煤油的内能是通过_的方式增大的。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图所示是一辆满载防疫物资的货车，质量为30t，静止时对水平地面的压强为3105Pa。货车以15m/s的速度在平直公路上匀速行驶9km，消耗柴油10kg，发动机的输出功率为225kW。（g取10N/kg，柴油的热值q=4.0107J/kg）求：（1）货车车轮与水平地面接触的总面积是多少？（2）货车受到的阻力是多少？（3）货车发动机的效率是多少？2、氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是二十一世纪最理想的能源，氢燃料新能源公交车逐渐在很多城市投放使用。氢的热值为1.4108J/kg，求：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是多少？（2）若放出的热量全部被初温为15的水吸收后，水的温度升高到65，则水质量是多少？（3）燃烧0.5kg的氢燃料可以使汽车做功4.2107J，则氢燃料公交车的效率为多少？3、淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420，然后放在室温为20的空气中自然冷却，求：（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？（2）若把这些热量全部用于给35、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高多少摄氏度？已知金属的比热容为0.49103J/(kg)，水的比热容为4.2103J/(kg)4、成都市低碳城市建设2019年度计划中提出，我市将完善城市绿色交通体系，新增110辆氢燃料电池公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，c水=4.2103J/(kg)；q氢=1.4108J/kg求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为10的水吸收，求水升高的温度。5、某电压力锅，额定电压220V，有加热和保温两个挡位，其简化电路图如图甲所示。R1、R2都是加热电阻，加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W；保温时只有电阻R2工作，电阻R2=1210。S为温控开关，可自动实现“加热”和“保温”状态的转换。求：（1）R1的阻值和压力锅的保温功率。（2）将2L水从23加热到63，水吸收的热量是多少?若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要多少秒？【水=1.0103kg/m3，c水=4.2103J（kg）】（3）用电高峰期电压会降低。若电路中只让压力锅单独工作600s，图乙中的电能表转盘转了330转，请算出它的实际加热功率。四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、如图甲所示为盾构机，盾构机在地下掘进时，为了保证隧道方向不出偏差，采用了激光自动导向系统。图乙所示是盾构机的结构图，在推进液压缸的推动下，刀盘向前切割泥巴，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统。如表是盾构机的有关数据： 盾构机长/m盾构机直径/m盾构机质量/t每分钟前进距离/mm推进系统功率/kW刀盘功率/kW最大推进力/kN螺旋输送量/m3h-1576.61100808095036000360（1）刀盘向前切割泥巴过程中，温度升高，这是通过_的方式改变内能的。用水循环给滚刀降温，这是利用水的_较大的原理；（2）盾构机在地下掘进时，下列说法中正确的是_（多选，填字母符号）；A激光器可以固定在地面上B盾构机的激光导向应用了光的反射定律C激光器必须固定安装在盾构机上D盾构机的激光导向应用了光的直线传播（3）若泥土的密度为2103kg/m3，则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量是_t；（4）当推进系统以最大的推进力工作时，推进效率是_；（5）盾构机的推进液压缸有30个，每个液压缸的原理图如丙所示的容器，里面装有密闭液体，容器两端活塞的面积分别是S1、S2，其中大活塞连接刀盘。作用在两个活塞的压力分别是F1、F2，根据帕斯卡原理，把一个力施加在一端的活塞上，产生的压强通过密闭液体传到另一端的的活塞上，两个活塞受到密闭液体的压强相等。这样就能够将较小的力通过液体放大，使刀盘获得了较大的推进力。已知液压缸两端活塞面积之比S1S2120，如果要刀盘产生最大的推进力，每个缸的S1端应该要至少施加_N的力。2、下列两个装置都可以通过燃料燃烧，将化学能转化为内能，并利用内能做功。观察甲、乙两图情景。(1)在图甲中，按动火花发生器的按钮。可以观察到的现象是_；(2)从能量转化方面看，图甲的实验过程与四冲程汽油机的_冲程相似；(3)甲、乙两个装置对应两种不同热机原理，其中与图乙对应的热机是_燃机。在工业实际应用中，与图_（选填甲、乙序号）原理对应的热机效率一般更高。-参考答案-一、单选题1、C【详解】ABC热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；D根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。故选C。2、B【详解】A冬泳运动员口中呼出的“白气”是空气中的水蒸气液化形成的小水滴，故A错误；B在有风时出水后感觉特别冷，是由于风加快了人体表水分的蒸发，而体表水蒸发吸热，导致人体内能减小，温度降低，故B正确；C水易流动且没有固定形状，说明水分子间作用力较固体分子间的作用力弱，而不是没有作用力，故C错误；D上岸后通过“烤火”取暖使人体吸收火的内能，使身体内能增加，温度升高，主要是热传递改变了人体的内能，故D错误。故选B。3、C【详解】A火箭发射时出现的大量“白气”是由于大量的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，属于液化现象，故A错误；B火箭点火升空过程中消耗燃料，燃料燃烧释放的内能转化为使火箭升空的机械能，故B错误；C喷出的燃气时释放大量热量，主要通过热传递使空气内能增大，故C正确；D火箭喷出燃气时，周围空气温度升高，故周围空气分子的热运动加快，故D错误。故选C。4、D【详解】A加热器相同，说明加热器相同的时间内释放的热量相同，加热时间相同，故吸收的热量是相同的，故A错误；B加热时间相同，吸收相同的时间内，a升温快，说明a的比热容比较小，故B错误；C吸收热量相同，b物质温度升高慢，b的比热容大，故C错误；D吸收热量相同，b物质的末温度低，升温比较慢，故b的比热容大，故D正确。故选D。5、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。6、D【详解】A试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；B试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；C水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；D水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。故选D。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、C【详解】A人吃冰淇淋，感觉很凉爽，是因为人的体温较高，冰淇淋的温度较低，两者存在温度差，发生热传递，人的体温降低，感觉很凉爽，故A正确，不符合题意；B改变物体内能的两种方式，做功和热传递；冬天搓手取暖，双手互相摩擦，双手温度升高，内能增加，这是通过做功改变物体的内能，故B正确，不符合题意；C酒精喷在手上感到凉快，酒精是液体，容易汽化，在手上容易汽化，汽化要吸热，吸收手的热量，手温度降低，人感到凉快，所以这是汽化吸热，故C错误，符合题意；D夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜，是因为冰棍长时间在冰箱内，温度较低，空气中的水蒸气直接凝华成小冰晶，即冰棍外的白霜，这是凝华现象，故D正确，不符合题意。故选C。9、D【详解】A改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；B由物体放热公式的变形可得根据上式可得，当物质的质量m和吸收的放出的热量Q放相同时，温度下降量t越大，物质的比热容c越小，故B错误；C柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C错误；D液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。故选D。10、C【详解】A刀刃非常锋利，是在压力一定时，通过减小受力面积来增大压强的，故A错误；B用铁锅炒菜，是因为铁的导热能力强，故B错误；C天然气燃烧时，消耗化学能，得到内能，将化学能转化为内能，故C正确；D炒菜过程中，鸡蛋吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加了内能，故D错误。故选C。二、填空题1、 25 50【详解】12四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。2、 小 小 4.2104 不变 0的冰 见解析【详解】（1）12水的比热容比沙石的比热容大，由Q=cmt可知，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量时，水升高或降低的温度比沙石小，沿海地区的昼夜温差比内陆地区小。（2）3水放出的热量Q放=cm(t0-t)=4.2103J/(kg)0.2kg(70-20)=4.2104J4比热容是物质的一种特性，水温度降低、状态不变，则水的比热容大小不变。（3）56质量相同的0的冰和0的水，虽然温度相同，但是0的冰变成0的水多一个熔化吸热过程，直到冰全部熔化后温度才可能继续上升。所以质量相同的0的冰和0的水，升高到相同温度，0的冰吸热更多一些，故质量相同的0的冰冷却效果更好。3、 87.5%【详解】1水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)= 4.2103J/（kg）20kg（65-15）=4.2106J2消耗的天然气完全燃烧放出的热量为Q放=Vq=0.15m33.2107J/m3=4.8106J热水器的热效率为4、 做功 热传递 不能 做功和热传递改变物体的内能是等效的【详解】1通过振荡，使铁屑的温度升高，内能增大，是通过做功的方法改变物体的内能。2通过加热，使铁屑的温度升高，内能增大，是通过热传递的方法改变物体的内能。3仅凭铁屑温度的改变，不能确定采用了什么方法改变了铁屑的内能。4因为做功和热传递改变物体的内能是等效的。5、热传递【详解】在温度计示数上升过程中，煤油从被测物体吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式增大煤油内能的。三、计算题1、（1）1m2；（2）1.5104N；（3）33.75%【详解】解：（1）货车的质量m=30t=3104kg货车受到的重力G=mg=3104kg10N/kg=3105N货车静止在水平地面上，对地面的压力大小等于它所受的重力，即F压=G=3105N货车车轮与水平地面接触的总面积（2）发动机的输出功率P=225kW=2.25105W由得牵引力由于货车做匀速直线运动，牵引力和阻力是平衡力，所以阻力f=F=1.5104N（3）货车匀速行驶的路程s=9km=9103m牵引力做功放出的热量发动机的效率答：（1）货车车轮与水平地面接触的总面积是1m2；（2）货车受到的阻力是1.5104N；（3）货车发动机的效率是33.75%。2、（1）8.4107J；（2）400kg；（3）60%【详解】解：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量Q放1m1q0.6kg1.4108J/kg8.4107J（2）放出的热量全部被初温为15的水吸收，则有Q吸Q放18.4107J由Q吸cm(tt0)可知，水的质量（3）燃烧0.5kg的氢燃料放出的热量Q放2m2q0.5kg1.4108J/kg7107J公交车的效率答：（1）质量为0.6kg的氢燃料完全燃烧放出的热量是8.4107J；（2）水的质量为400kg；（3）氢燃料公交车的效率为60%。3、（1）2.94105J ；（2）65【详解】解：（1）金属块放出的热量Q放=c金m金t金=0.49103J/(kg)1.5kg(420-20）=2.94105J（2）由题知，水吸收的热量Q吸=Q放=2.94105J由Q吸=cmt得，水升高的温度为t= =70水的末温为t水=t+t0水=70+35=105因为一个标准大气压下水的沸点是100，所以水温升高到100后水温不再上升，则水实际上升的温度为t水=100-35=65答：（1）金属块在冷却过程中放出热量为2.94105J；（2）若把这些热量给35、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高65。4、（1）4.2107J；（2）50【详解】解：（1）完全燃烧0.3kg的氢燃料放出的热量Q放=m氢q氢=0.3kg1.4108J/kg=4.2107J（2）由题意可知，水吸收的热量Q吸=Q放=4.2107J由Q吸=cmt得水升高的温度答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2107J；（2）水升高的温度为50。5、（1）60.5，40W；（2）3.36105J，；（3）660W【详解】解：（1）加热挡时只有电阻R1工作，加热功率为800W，则 的阻值保温时只有电阻R2工作，电阻R2=1210，则保温档的功率（2）水的体积水的质量水吸收的热量由得由得加热这些水需要的时间（3）实际消耗的电能则实际电功率答：（1）R1的阻值是60.5，压力锅的保温功率是40W；（2）将2L水从23加热到63，水吸收的热量是 ，若压力锅的加热效率为84%，额定电压下，加热这些水，需要500s；（3）它的实际加热功率是660W。四、实验探究1、 做功 比热容 AD 5.4 60% 60000【详解】（1）1刀盘向前切割泥巴过程中，刀盘与泥巴之间摩擦生热，温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。2用水循环带走盾构机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性，因为在质量和升高的温度均相同时，水吸收的热量多。（2）3 AC在工作时，应将激光器可以固定在地面上，不能安装在盾构机上，因为盾构机是运动的，故A正确，C错误；BD工程师们用激光束来引导盾构机沿直线掘进，利用的是光在均匀介质中沿直线传播的，故B错误，D正确。故选AD。（3）4螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的体积则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量 （4）5当推进系统以最大的推进力工作时，每分钟前进距离为80 mm，推进系统功率80 kW，则推进效率（5）6盾构机的推进液压缸有30个，如果要刀盘产生最大的推进力，则因为两个活塞受到密闭液体的压强相等，由得 又因为液压缸两端活塞面积之比S1S2120，则解得2、 盖子飞出 做功 外 甲【详解】(1)1酒精与空气的混合气体在瓶内遇到火花发生爆炸，产生的高温高压燃气推动瓶盖做功，盖子飞出。(2)2从能量转化方面看，该实验过程与四冲程汽油机的做功冲程相似，把内能转化为机械能。(3)34图甲燃料在“气缸”内燃烧，产生的燃气直接推动瓶盖做功，这个“塑料瓶热机”属于内燃机，乙装置靠外部加热，属于外燃机，甲装置的燃料在瓶的内部燃烧，产生的燃气直接推动瓶盖做功，内能利用率高，所以甲装置的效率高。