难点解析-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试试卷(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机单元测试
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、如图所示的实验，试管口木塞冲出过程中，下列说法错误的是（　　）

A．试管口出现的白雾是水蒸气液化形成的
B．试管口出现白雾说明水蒸气内能增加
C．能量转化情况与内燃机做功冲程相同
D．水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少
2、小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气 B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式 D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
3、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
4、5月8日母亲节这一天，学校举行了“爱心献给妈奶”的主题活动，很多同学通过为妈妈分担家务来表达对妈妈的爱。以下说法正确的是（　　）
A．切菜——用锋利的刀是为了减小压强
B．拖地——加大力度可以增大滑动摩擦力
C．炒菜——是用做功的方法改变食物的内能
D．烧水——水沸腾后继续加热，温度会续升高
5、下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）
A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值
B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
C．柴油机的热机效率通常为100%
D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
6、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
7、下列实例，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．晒太阳 B．搓手取暖 C．用电褥子取暖 D．向双手哈气取暖
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、下列说法中，正确的是
A．机械能为零的物体，内能一定不为零
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．铁丝被快速弯折的过程中，温度升高是因为内能转化成机械能
D．汽油机压缩冲程中，是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
10、以下四幅图中，说法正确的是（　　）

A．图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的做功冲程相同，都是机械能转化为内能
B．图乙所示，小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能减少
C．图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能
D．图丁所示，下落的小球压缩弹簧到最短过程中，小球的动能一直减少
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、内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的_____冲程，若飞轮转动40周，则对外做功______次。

2、利用气球可以完成下列实验：

（1）在气球上粘上小塑料颗粒，代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它___________，可模拟宇宙膨胀现象。
（2）如图1所示，充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明___________，此过程发生的能量转化与图___________（选填“2”或“3”）中的能量转化是一致的。
3、质量为1.4kg的干木柴完全燃烧释放的热量的50%被质量为50kg的水吸收，则水的温度将升高______℃。【已知：干木柴的热值为1.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)】
4、我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车（如图）。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原理是______；该雾炮车的发动机是柴油机，柴油机四个冲程中的______冲程实现了机械能转化为内能。雾炮车一直保持速度大小不变运动，则行驶过程中车的动能______（选填“变大”、“变小”、“不变”）。

5、完全燃烧0.1kg煤油释放的热量为_________J，若这些热量的42%被水吸收，可以将10kg的水由20℃加热到___________℃ [q煤油=4.6×107J/kg，c水=4.2×103/(kg•℃)]
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、今年“五一”期间，爸爸开车带着鲁鲁去旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.6×103kg，汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶230km，所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，汽车发动机的效率为25%，g=10N/kg，汽油的热值是4.6×107J/kg（假设汽油完全燃烧）；
（1）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶时，汽车发动机的牵引力是多少？
（2）汽车以90km/h的速度在平直公路上匀速行驶的功率为多少？
（3）汽车全程消耗汽油多少千克？
2、小明学习了热学的有关知识后，知道了水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），他想估算自己家所用的天然气灶的效率，他在铁锅中装人3kg水，并将其放在天然气灶上从15℃加热到75℃，加热前后小明观察了天然气表（如图），上面的示数分别为:m3和m3。
（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的警示，请说出原因。
（2）水从15℃升高到75℃吸收了多少热量?
（3）若铁锅吸收的热量不考虑，则该天然气灶烧水的效率大约是多少?（q天然气约为3.9×107J/m3）

3、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以108km/h的速度在平直路面上匀速行驶900m，此过程中发动机的实际功率为69kW。汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：
（1）发动机所做的功；
（2）消耗汽油的质量。
4、工厂为了测试某型号汽车发动机的效率，让汽车匀速运行了7000s，用去汽油20L，查资料得：汽油的密度为0.7×103kg/m3，热值为4.6×107J/kg，发动机的功率为23kW、则该型号汽车发动机的效率为多少？
5、怀化到张家界的高铁已经通车试运行，对人们的出行更加便捷。下表是某“和谐号”高铁列车部分参数。（g=10N/kg）
（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对轨道的压强是多少？
（2）怀化至张家界的路程为315km，若列车以最高速度行驶需要多长时间？
（3）列车从怀化到张家界实际运行1.4h，假设列车在轨道上做匀速直线运动，所受阻力是其满载时重力的0.01，此过程中牵引力的功率是多少？若“和谐号”运行1km耗电1.29×108J，试求此过程中的效率；（只考虑机械功，结果保留两位有效数字）
（4）若从怀化运行至张家界消耗的这些电能全部由燃烧柴油来获得，则需要消耗多少千克柴油？（q柴油=4.3×107J/kg）
满载时总质量
1200t
车轮与铁轨接触总面积
0.8m2
最高速度
350km/h

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明在探究“水的沸腾特点”实验中，使用了如图甲的实验装置。

时间/min
0
1
2
3
4
5
……
温度/℃
88
92
96
98
98
98
……
（1）图甲所示的实验装置中有一处明显错误，请指出错误之处：______；
（2）实验装置正确安装后，某时刻温度计的示数如图乙所示，则此时温度计的示数是______℃，此液体温度计是根据液体______的性质制成的；
（3）实验中温度随时间变化情况如图丙所示，分析数据可知：水沸腾时的温度是______℃；
（4）小明还想比较水和油的吸热能力，用两套相同装置进行实验并绘制了如图所示的图像。

①实验时，水和油的初温以及______（选填“质量”或“体积”）都应相等；
②分析图像可知升高相同的温度，应给______加热更长的时间，这说明______的吸热能力更强（均选填“水”或“油”）。
2、在探究“不同物质吸热的情况”实验中：

（1）用相同的酒精灯加热质量相等的沙子和水，使它们升高相同的温度，通过比较______来判断吸收热量的多少；
（2）加热10min后，测得水的温度如图，该示数为______oC；
（3）多次实验后得到的数据如下表，分析可得：质量相等的水和沙子，升高相同的温度，水比沙子吸收更______的热量；
（4）根据实验结论推理：沿海地区昼夜温差比内陆地区更______。
升高的温度/oC
5
10
15
20
加热水的时间/min
2.5
5
7.5
10
加热沙子的时间/min
1
2
3
4

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
如图所示实验中，木塞冲出时，是试管内水蒸气对木塞做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，那么水蒸气的内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，于是试管口出现了白雾，而内燃机的做功冲程是内能转化为机械能，所以这个能量转化与内燃机做功冲程相同，故ACD正确，不符合题意，B错误，符合题意。
故选B。
2、D
【详解】
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
3、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。
4、B
【详解】
A．用锋利的刀是为了减小受力面积增大压强，故A错误；
B．拖地时加大力度是通过增大压力从而增大滑动摩擦力，故B正确；
C．炒菜时菜从锅中吸收热量，是通过热传递的方法改变食物的内能，故C错误；
D．水沸腾后继续加热，温度不会升高，保持温度不变，故D错误。
故选B。
5、B
【详解】
A．热值是燃料的特性，与燃烧情况无关，故A错误；
B．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高热机的效率，故B正确；
C．任何机器的做功时都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%，故C错误；
D．热值是燃料的特性，与放出热量的多少无关，故D错误。
故选B。
6、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。
7、B
【详解】
A．改变物体内能的两种方法是做功和热传递，晒太阳是通过热传递的方法改变物体内能的，故A不符合题意；
B．搓手取暖，此时克服摩擦力做功，故是通过做功的方法改变物体内能的，故B符合题意；
C．用电褥子取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故C不符合题意；
D．向双手哈气取暖是通过热传递的方法改变物体内能的，故D不符合题意。
故选B。
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、A
【详解】
A、一切物体都有内能，内能一定不为零，内能与机械能无关，故A正确；
B、0℃的冰变成0℃的水，温度虽然不变，但需要吸收热量，所以内能增加，故B错误；
C、反复弯折铁丝时，人对铁丝做功，机械能转化为铁丝的内能，内能增大、温度升高，故C错误；
D、在压缩冲程中，是通过做功的方式增加了气缸内物质的内能，故D错误．
10、B
【详解】
A．塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．小孩从滑梯上面匀速滑下时，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，机械能减少，故B正确；
C．搓手的过程是通过做功的方式改变内能，故C错误；
D．在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，即小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
二、填空题
1、     压缩     20
【详解】
[1]如图所示，活塞向上运动，进气阀和排气阀均关闭，所以如图所示的是工作循环中的压缩冲程。
[2]内燃机一个循环，四个冲程，飞轮转2周，做功1次，所以若飞轮转动40周，则对外做功20次。
2、     远离     力的作用是相互的     3
【详解】
（1）[1]为了形象的说明宇宙大爆炸，课本上将一个粘有小塑料颗粒的气球看成宇宙，小塑料颗粒代表宇宙中的天体，气球膨胀时，任意一个塑料颗粒周围的其他的塑料颗粒都与它远离，表示宇宙中的天体在相互远离，这里运用的是类比法。
（2）[2]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，说明力的作用是相互的。
[3]充满气体的气球向左喷气而向右飞出，气球内的气体向外喷出，气体对外做功，内能转化为球的机械能，由图2可知，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，属于压缩冲程，压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能；由图3可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，属于做功冲程，做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以充满气体的气球向左喷气而向右飞出过程发生的能量转化与图3中的能量转化是一致的。
3、40
【详解】
干木柴放出的热量
Q放=m干木柴q=1.4kg×1.2×107J/kg=1.68×107J
由得，水吸收的热量
Q吸=Q放η=1.68×107J×50%=8.4×106J
由Q吸=cm∆t得，水升高温度

4、     水汽化吸热     压缩     变小
【详解】
[1]喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故。
[2]柴油机四个冲程中的压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体对气体做功，使得气体的温度升高、内能增大，将机械能转化为内能。
[3]雾炮车一直保持速度大小不变运动，前进的过程中向空中喷雾使得汽车的质量变小，则行驶过程中车的动能变小。
5、     4.6×106     66
【详解】
[1]由Q放=mq可得，0.1kg煤油完全燃烧释放的热量为
Q放=mq=0.1kg×4.6×107J/kg=4.6×106J
[2] 若这些热量的42%被水吸收，则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=42%×4.6×106J=1.932×106J
由公式Q吸=cmΔt可得

所以可以将10kg的水由20℃加热到
t=20℃+46℃=66℃
三、计算题
1、（1）800N；（2）2104W；（3）16kg
【详解】
解：（1）因为汽车在平直公路上匀速行驶，所以汽车处于平衡状态，则
F牵=f
而所受的平均阻力是汽车总重的0.05倍，所以
F牵=f=0.05G=0.05mg=0.05×1.6×103kg×10N/kg=800N
（2）由功率公式计算，得

（3）汽车发动机做的有用功
W有=F牵×s=800N×2.3×105m=1.84×108J
而汽车发动机效率为25%，所以汽车做的总功

则由热值公式变形可得

答：（1）汽车发动机的牵引力为800N；
（2）汽车匀速行驶时的功率为20000W；
（3）汽车全程消耗汽油16kg。
2、（1）天然气遇到明火易发生爆炸；（2）7.56×105J；（3）51%
【详解】
解：（1）天然气遇到明火易发生爆炸（答成“被点燃”也可）。
（2）水从15℃升高到75℃吸收热量为
Q吸=cm（t－t0）=4.2×103J/(kg·℃)×3kg×（75℃－15℃）=7.56×105J
（3）加热前后天然气用量
V=1234.605 m3－1234.567 m3=0.038 m3
天然气燃烧放出的热量为
Q放=qV =3.9×107J/m3×0.038 m3=1.482×106J
该天然气灶烧水的效率

答：（1）天然气表上标有“严禁明火查漏”的原因是天然气遇到明火易发生爆炸；
（2）水从15℃升高到75℃吸收的热量是7.56×105J；
（3）该天然气灶烧水的效率大约是51%。
3、（1）；（2）0.18kg
【详解】
解：（1）汽车的速度为
v=108km/h=30m/s
由 得汽车的行驶时间为

汽车发动机的功率为

发动机所做的功为

（2）汽油燃烧释放的热量为

由Q=mq得汽油的质量为

答：（1）发动机所做的功是；
（2）消耗汽油的质量是0.18kg。
4、25%
【详解】
解：发动机对汽车做的功

汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=ρvq=0.7×103kg/m3×20×10-3m3×4.6×103J/kg=6.44×108J
汽车发动机的效率

答：汽车发动机的效率为25%。
5、（1）1.5×107Pa；（2）0.9h；（3）7.5×105W，93%；（4）945kg
【详解】
解：（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对水平轨道的压力等于其重力，对轨道的压强

（2）从怀化至张家界，以最高速度行驶，列车需要的时间

（3）由于列车匀速直线运动，所以列车的牵引力
F牵=F阻=0.01G=0.01mg=0.01×1200×103kg×10N/kg=1.2×105N
牵引力所做的功
W=F牵s=1.2×105N×315×103m=3.78×1010J
牵引力的功率

在这个过程中，消耗的总电能
W电=1.29×108J/km×315km=4.0635×1010J
此过程的效率

（4）由题意知，燃烧柴油放出的热量
Q放=W电=4.0635×1010J
则需要消耗柴油的质量

答：（1）满载的列车停止在水平轨道上时，对轨道的压强是1.5×107Pa；
（2）列车以最高速度行驶需要的时间为0.9h；
（3）此过程中牵引力的功率是7.5×106W，此过程中的效率为93%；
（4）需要消耗945千克的柴油。
四、实验探究
1、     温度计的玻璃泡碰到烧杯底     94     热胀冷缩     98     质量     水     水
【详解】
（1）[1]实验室用温度计在使用时，玻璃泡要浸没在液体中，但是不能碰到容器底和容器壁，否则会让所测温度偏高。据此可以发现图甲中错误之处是温度计的玻璃泡碰到了烧杯底。
（2）[2]图乙温度计的分度值是1℃，示数为94℃。
[3]温度计的测温原理是液体的热胀冷缩。温度升高时，玻璃泡内液体体积变大，与玻璃泡相通的细管中液柱上升；温度降低时，玻璃泡内液体体积变小，与玻璃泡相通的细管中液柱下降。
（3）[4]水沸腾时吸收热量，温度保持不变。由图丙可知当水温度升高到98℃时保持不变，所以水沸腾时温度为98℃。
（4）[5] 实验时，要对相同多的不同物质进行加热，质量是表示物体所含物质多少的物理量，所以要使水和油的质量相等。
[6][7]由图可知，升高相同的温度，应给水加热更长时间；水被加热时间较长说明水吸收的热量较多，相同质量的水和油，升高相同温度，水吸收热量较多，说明水的吸热能力更强。
2、     加热时间     48     多     小
【详解】
（1）[1]用相同的酒精灯加热，在相同的时间内酒精灯放出的热量相同，则物体吸收的热量也相同；加热时间越长，表示物质吸收的热量越多。由转换法可得，实验中是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收热量的多少。
（2）[2]温度计的分度值为1℃，刻度值上大下小，则为零上温度，则温度计的示数为48℃。
（3）[3]分析表格中数据可得：质量相等的水和沙子，升高相同的温度，水加热的时间更长，表示水比沙子吸收的热量更多。
（4）[4]沿海地区多海水，内陆地区多砂石。由实验数据可得，水的吸热能力和放热能力都比沙子强，即水的比热容大，在同样吸、放热的情况下，水的温度变化比土壤、沙石的温度变化小，所以沿海地区昼夜温差比内陆地区小。