考点解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合训练试题(详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合训练
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、2021年1月7日，罗庄气温-15。在这样温度低于0的环境里，小王在没有热源加热的情况下，他用两块冰来回摩擦的方法也让冰熔化了。下列成语中描述的现象与小王的方法原理相同的是（　　）
A．钻木取火 B．扬汤止沸 C．滴水成冰 D．炙手可热
3、内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确的是（　　）
A．0°C的水不具有内能
B．温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C．静止的物体不具有内能
D．内能与物体的温度有关
4、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
5、下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体内能为零 B．0℃的等质量的水和冰的内能相等
C．同一物体温度升高，内能增大 D．甲传热量给乙，说明甲内能大
6、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
7、以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（　　）
A．锯木头锯条发热 B．铁丝反复弯折后发热
C．阳光下路面发热 D．搓手时手掌发热
8、下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　
A．钻木取火 B．煤炉烧水
C．压缩空气升温 D．搓手取暖
9、下列关于温度、内能、热量的说法中正确的是（　　）
A．温度相同的两物体间也可以发生热传递 B．物体温度越高，它的热量就越多
C．要使物体内能增加，一定要吸收热量 D．同一物体温度升高，它的内能增加
10、把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（　　）
A．热对流、热辐射、热传导 B．热传导、热对流、热辐射
C．热传导、热辐射、热对流 D．热辐射、热传导、热对流
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、单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/(kg⋅℃)。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。用力把活塞AB固定，当氦气的温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是______J。撤去力，氦气推动活塞做功，这一过程的能量转化形式与四冲程汽油机的______冲程相同。

2、医生将质量和初温相同的铁、陶瓷（c铁＜c陶瓷）两种材料制成的工具浸没在沸水煮足够长一段时间进行消毒，则消毒结束时两者温度关系为t铁______t陶瓷（选填“>”“=”或“＜”），内能增加更多的是______工具。
3、2020年7月23日，“天问一号”卫星在文昌航天发射场发射升空，将负责执行中国第一次自主火星探测任务。加速上升过程中，火箭燃料的___________能转化为燃气的内能，卫星的机械能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
4、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______。

5、2021年10月16日，长征二号F遥十三运载火箭在酒泉卫星中心发射升空｡火箭在加速升空时，其外壳与空气摩擦，内能_______，这是通过________方式改变内能｡
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 ℃升高到50℃。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/m3。试求：
（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？
（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）

2、如图所示是一款家用电饭锅，其工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。该种电饭锅的简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
880W
保温功率
220W
（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流；
（2）电热丝R1的阻值；
（3）若不计热量损失，该电饭锅正常工作，把质量为0.55kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]

3、如图所示为一款以汽油机为动力的小型多功能田园翻地机。其自重为60kg，静止在水平地面上时，与地接触面积为150cm2。汽油机的输出功率为1kW，在水平地面上匀速翻地时的速度为1.8km/h，（取q汽油﹦4×107J/kg，g﹦10N/kg）求：
（1）静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力是多大？
（3）若翻地工作时机汽油机的工作效率是25℅，翻地机每前进10km消耗多少kg汽油？

4、某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W电热丝，R2是分压电阻，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，已知电磁泵能正常工作。在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水吸收的热量；
（2）此次加热水的效率；
（3）分压电阻R2的阻值。

5、如图所示是一款无人驾驶汽车。汽车自动驾驶时使用雷达传感器和激光测距仪来了解周围的交通路况。该款车以一定速度在一段平直的公路上匀速行驶了一段距离，消耗汽油4.2kg，此过程该汽车牵引力做功为4.83×107J。求在该过程中：[q汽油＝4.6×107J/kg，c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（1）汽油完全燃烧放出的热量；
（2）汽油机的效率；
（3）若汽油机损失的能量用于烧水，可供1000kg水的温度升高多少。

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小伟同学利用如图甲所示的装置，来探究水和酒精两种不同液体的吸热能力。

（1）小伟在该实验中采用的方法是：使________和初温相同的水和酒精两种液体吸收相同的热量，比较____________，来判断两种液体的吸热能力。
（2）图乙是小伟根据测得的数据，绘制出的两种液体温度随时间变化的关系图像，由图像可以判断：_________的吸热能力强。
（3）小伟观察到两种液体已经沸腾，于是继续探究液体沸腾时的温度变化情况。根据图像得出：①液体沸腾时温度变化的特点是___________。
②小伟根据水的沸点低于100℃是受到气压的影响造成的，进一步判断在标准气压下酒精的沸点应__________（填“高于”、“低于”或“等于”）76℃。
2、为了“探究不同物质的吸热能力”，小华用两个相同的装置做了如图的实验。实验数据记录如下表:

物质
质量/g
初温/℃
加热时间/min
末温/℃
水
60
36
3
62
食用油
60
36
3
82
（1）组装器材时，放置好酒精灯后，为了用酒精灯外焰加热，接下来应先安装 _________ （选填“温度计”或“石棉网”）并调整其高度；
（2）实验过程中用相同酒精灯加热，其目的是为了保证水和食用油在相同时间内 _________ 相同；本实验通过比较 _________ 来比较它们的吸热能力；
（3）分析表格中的数据可知，水和食用油相比， _________ 的吸热能力强；物理学用 _________ 来描述物质的这种特性。

-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、A
【详解】
两块冰来回摩擦时，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，冰块的内能增加、温度升高，使冰块熔化了。
A．钻木取火时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点，木头会燃烧，是通过做功改变物体的内能，故A符合题意；
B．扬汤止沸是通过热传递改变物体的能，故B不符合题意；
C．滴水成冰是凝固现象，凝固过程中水放热、内能减小，是通过热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．炙手可热是通过热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选A。
3、D
【详解】
AC．一切物体都具有内能，所以0℃的冰具有内能，静止的物体也具有内能，故A错误；
BD．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，应考虑其它因素，故B错误，D正确。
故选D。
4、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。
5、C
【详解】
A．一切物体都有内能，故0℃的物体也有内能，即0℃的物体内能不为零，故A错误；
B．水结成冰时，要放出热量，内能减小，所以质量相等的0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，故B错误；
C．同一物体，质量一定，温度升高，其内能增大，故C正确；
D．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，不能说明甲内能大。故D错误。
故选C。
6、C
【详解】
A．根据Q吸＝cmDt，甲乙吸收热量相同，质量相等，Dt甲＞Dt乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cmDt，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。
故选C。
7、C
【详解】
A．锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；
B．反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；
C．阳光下路面发热是热传递改变内能；
D．用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。
综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。
故选C。
8、B
【详解】
改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递：
A．钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；
B．煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；
C．压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；
D．用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。
故选B。
9、D
【详解】
A．热传递的条件是需要有温度差，所以温度相同的两物体间不可以发生热传递，故A错误；
B．热量是过程量，描述它的术语只能用“吸收”或“放出”，不能说“含有”。故B错误；
C．物体内能增加有两个方式：一是从外界吸收热量，一是外界对物体做功，所以不一定吸收热量，也可以通过做功的方式增加内能。故C错误；
D．内能的大小与物体的质量和温度等有关，故同一物体温度升高，其分子的热运动越剧烈，分子动能越大，所以它的内能增加，故D正确。
故选D。
10、D
【详解】
电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相同的温度，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
二、填空题
1、     620     做功
【详解】
[1]氦气吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=3100J/(kg⋅℃)×0.02kg×(30-20)℃=620J
[2]撤去力，氦气推动活塞做功，将氦气的内能转化为活塞的机械能，这个过程与汽油机的做功冲程相同。
2、     =     陶瓷
【详解】
[1][2]水沸腾后温度不再升高，则将铁、陶瓷两种材料制成的工具浸没在沸水中煮较长时间，二者的温度一定相同，与沸水的温度相同；根据吸热公式Q=cmΔt可知，在质量相同、升高相同的温度时，比热容大的吸收的热量多；由题意可知，两工具的质量相同、升高的温度相同，且c铁＜c陶瓷，所以陶瓷吸收的热量多，内能增加多。
3、     化学     增大
【详解】
[1]火箭在加速上升过程中，燃料燃烧将化学能转化为燃气的内能，再转化为火箭的机械能。
[2]卫星的速度和高度都增大，质量不变，动能和重力势能都增大，机械能增大。
4、     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

5、     增加     做功
【详解】
[1][2]火箭在加速升空时，其外壳与空气摩擦，摩擦生热，使它的内能增加，这是通过做功的方式改变内能。
三、计算题
1、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率

（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧煤的质量

答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
2、（1）1A；（2）165Ω；（3）210s
【详解】
解：由可知，当开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅功率为处于加热状态；当开关S断开时，R1、R2串联连入电路，此时电饭锅功率为处于保温状态。
（1）由得电饭锅保温状态下的电流

（2）开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅处于加热状态，由得电热丝R2的阻值

开关S断开时，电路中R1，R2串联，此时电饭锅处于保温状态，电路中总电阻为

电热丝R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-55Ω=165Ω
（3）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×0.55kg×(100℃-20℃)=1.848×105J
不计热量损失消耗的电能
W=Q吸=1.848×105J
由得，加热这些水需要的时间

答：（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流1A；
（2）电热丝R1的阻值165Ω；
（3）加热这些水需要的时间210s。
3、（1）4×104Pa；（2）2000N；（3）2kg
【详解】
（1）已知该翻地机质量为60kg，且静止在水平地面上，则翻地机对地面的压力为

翻地机对地面的压强为

（2）由于该翻地机在水平地面上做匀速直线运动，则翻地机翻地时受到的阻力为

（3）翻地机前进10km做的功为

已知翻地机的工作效率时25%，则汽油完全燃烧释放的内能为

需要消耗的汽油质量为

答：（1）静止在水平地面上时，对地面的压强为4×104Pa；
（2）匀速翻地时翻地机受到的阻力为2000N；
（3）翻地机每前进10km需要消耗2kg汽油。
4、（1）8.4×105J；（2）84%；（3）416Ω
【详解】
解：（1）加热水吸收的热量为

（2）电热丝消耗电能为

此次加热水的效率为

（3）R2两端的电压为

由题意知，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，由公式P=UI可知，电磁泵能正常工作时的电流为

分压电阻R2的阻值为

答：（1）此次加热水吸收的热量为8.4×105J；
（2）此次加热水的效率为84%；
（3）分压电阻R2的阻值为416Ω。
5、（1）；（2）；（3）
【详解】
解：（1）汽油完全燃烧放出的热量

（2）汽油机的效率

（3）若汽油机损失的能量用于烧水，则用于烧水的热量为

可供1000kg水的温度升高

答：（1）汽油完全燃烧放出的热量为；
（2）汽油机的效率为；
（3）若汽油机损失的能量用于烧水，可供1000kg水的温度升高。
四、实验探究
1、     质量     升高的温度     水     保持沸点温度不变     高于
【详解】
（1）[1][2]质量和初温相同的两种物质，升温快的物质其吸热能力差，升温慢的物质其吸热能力强，可以通过比较其升高的温度来判断两种液体的吸热能力。
（2）[3]由乙图可知，前4分钟时，水升温比酒精慢，所以水的吸热能力更强。
（3）①[4]由乙图可知，液体沸腾时末温会保持沸点温度不变。
②[5]由乙图可知，酒精的沸点为76℃，水的沸点为97℃，在一个标准大气压下水的沸点为100℃，气压越低其沸点越低，所以此时气压小于一个标准大气压，在在标准气压下酒精的沸点应高于76℃。
2、     石棉网     吸收热量     升高的温度（末温）     水     比热容
【详解】
（1）[1]为了用酒精灯外焰加热,安装器材时应“自下而上”进行安装，因此接下来应先安装石棉网，并调整其高度。
（2）[2]实验过程中用相同酒精灯加热，其目的是为了保证水和食用油在相同时间内吸收的热量相同，这样就可以用时间来判断水和食用油吸收热量的多少，这是转换法思想。
[3]本实验是通过比较水和食用油吸收相同的热量时升高的温度的多少来比较它们的吸热能力。
（3）[4][5]分析表格中的数据可知，相同质量的水和食用油吸收相同的热量时，水升温更慢，说明水的吸热能力更强，物理学中用比热容来描述物质的这种特性。