难点详解沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机定向练习试题(含详细解析).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机定向练习
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、如图是内燃机某冲程的工作示意图，四个事例中能量转化与之相同的是（　　）

A．瓶塞冲出 B．搓手取暖
C．压缩气体 D．钻木取火
2、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
3、关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
4、下列事例中，改变物体内能方式相同的是（　　）

A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
5、甲、乙两物体质量都为2kg，丙物体质量为1kg，三个物体温度都升高1℃，吸收热量如图所示，则（　　）

A．甲的比热容为3000J/(kg·℃)
B．甲的比热容比乙的大
C．乙和丙的比热容相等
D．吸收相同热量，甲升高的温度大于丙
6、下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
7、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体的温度升高，所含的热量也越多
B．物体的温度不变，内能也可能变化
C．0℃的冰没有内能
D．冰熔化时吸收热量，温度升高，内能增加
8、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体加热，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（　　）

A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等
C．液体B的比热容大 D．无法比较
9、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
10、小帆在老师指导下，用如图所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体（其中一种是水），用测得的数据绘制了温度随时间变化图像如图，乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精（）。若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等，，则下列说法中正确的是（　　）

A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
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、如图所示，这是一包学生饮用奶，饮用前要将饮用奶放在热水中加热。在加热的过程中，饮用奶吸收热量，内能______；加热过程中饮用奶的比热容______。（均选填“变大”、“变小”或“不变”）

2、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｡
3、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。

4、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、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”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、烈士公园是长沙市最大的公园，公园里的年嘉湖占全园面积的百分比四十，所以划船成了烈士公园一景。如图是年嘉湖的观光艇，其部分技术参数如下表：（g=10N/kg，q柴油=4.3×107J/kg）
商品名称
XX观光艇
商品型号
船长7.5m×型宽2.0m×型深0.9m
空船质量
800kg
发动机最大输出功率
40kW
最大载人数量
9人
最大航速
10m/s
求：（1）当观光艇满载时，若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是多大；
（2）当观光艇以最大速度航行时，发动机输出的牵引力为4000N，观光艇受到水的平均阻力为多大；
（3）某次以最大航速游玩，耗时30分钟，消耗柴油6kg，求柴油机的效率。

2、图甲是一种电热水龙头，图乙是其简化电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，从而控制流出的水为冷水、温水或热水。已知R1、R2是电热丝，R1＝22Ω，热水挡的电功率是3.3kW。求：
（1）S旋到温水挡时的电功率？
（2）电热丝R2的阻值？
（3）当S旋到热水挡时，1min能放出2kg、40℃的热水，若电热水龙头加热的效率是90%，则水的初温是多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃），计算结果保留一位小数]

3、《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=4.2×103J/(kg•℃)；q氢=1.4×108J/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。
4、某一次使用天然气热水器洗澡，洗澡前天然气表的示数为808.909m3，洗完澡后天然气表的示数为809.009m3。已知热水器进水管中水的温度为26℃，热水器的出水温度为46℃，天然气的热值q天=3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。
（1）求本次洗澡的用气量是多少m3?这些天然气完全燃烧放出多少热量?
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用了多少千克的热水?【保留一位小数】
（3）若想节约每次洗澡的用气量，你有什么可行的措施?列举1条合理的措施。
5、用燃气锅炉烧水时，把质量为100kg､初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了2m3天然气，已知水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=4.2×107J/m3，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气锅炉烧水时的效率；
（3）可燃冰是一种新型能源，它是水和天然气在高压低温情况下形成的类冰状结晶物质，可燃冰的热值约为1.4×1010J/m3，我国可燃冰已试采成功，技术处于世界领先地位｡若换用可燃冰为燃料，锅炉效率不变，则完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的多少kg水温度升高到100℃｡
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、物理课上，实验小组同学用如图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验：

（1）组装器材，应先固定图甲中的部件______（选填“A”或“B”）；
（2）图乙是水沸腾时温度计的示数，可知实验室的气压______（选填“大于”、“小于”或“等于”）一标准大气压；实验中如果增大水面的气压，则水的沸点将______（选填“升高”或“降低”）；
（3）实验结束后，撤去酒精灯，发现烧杯中的水并没有立即停止沸腾，主要的原因是______；
（4）小明和小红同学用相同的装置完成实验，如图丙是根据测得的数据画出水沸腾的图像，若两次实验过程中酒精灯在相同时间内释放的热量相同，水升温快慢不同是因为水的______（选填“质量”、“初温”或“比热容”）不同。
2、去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：

质量m/g
升高的温度℃
加热的时间s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；

（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
根据图示可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此该冲程为做功冲程，将内能转化为机械能。
A．试管内气体对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能，符合题意；
B．搓手取暖，克服摩擦力做功，把机械能转化为内能，内能增加，不符合题意；
C．用力将活塞压下，活塞对筒内空气做功，筒内空气的内能增大、温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧，此过程中机械能转化为内能，不符合题意；
D．钻木取火过程中，克服摩擦力做功，机械能转化为内能，内能增加，不符合题意。
故选A。
2、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。
3、B
【详解】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；
B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；
C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；
D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。
故选B。
4、C
【详解】
①③④图是通过做功方式将机械能转化为内能；②图是通过热传递方式将内能从高温物体转移给低温物体，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
5、B
【详解】
ABC．由图可知甲物体吸收的热量Q甲=3000J，乙物体吸收的热量Q乙=2000J，丙物体吸收的热量Q丙=2000J，甲的比热容为

乙的比热容为

丙的比热容为

所以甲的比热容比乙的大，乙的比热容小于丙的比热容，故B正确，AC错误；
D．当甲、丙吸收相同热量时，甲升高的温度为

丙升高的温度为

所以甲升高的温度小于丙升高的温度，故D错误。
故选B。
6、C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A．热量是过程量，描述它的术语只能用 “吸收”和“放出”，不能用“含有”，故A错误；
B．内能与物体的质量、温度以及状态有关，物体的温度不变，内能也可能变化，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，内能变大，故B正确；
C．一切物体都有内能，0℃的冰也有内能，故C错误；
D．冰是晶体，在熔化过程，吸热温度不变，内能增加，故D错误。
故选B。
8、C
【详解】
根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。
故选C。
9、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。
10、C
【详解】
ABC．由图乙知，甲从20℃加热至沸腾用时8min，乙从20℃加热至沸腾用时10min。 升高相同温度，甲所需时间长，需要吸收的热量多，那么甲的吸热能力更强，则甲是水，甲从20℃升温至100℃，需要吸收的热量
Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。乙从20℃升温至100℃，所需时间为4min，吸收的热量

那么乙的比热容

故AB错误，C正确；
D．乙从20℃加热至沸腾，所需时间为10min，吸收的热量

消耗的酒精放出的热量
Q放=m酒精q酒精=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率

故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     变大     不变
【详解】
[1]热传递是热从高温物体传递到低温物体，或者从高温部分传递到低温部分。即物体之间具有温度差就会发生热传递。由于饮用奶的温度低于热水的温度，因此加热过程中，饮用奶会吸收热水的热量，使内能变大。
[2]由于比热容是物质本身的一种性质，其大小只与物质的种类和状态有关，所以加热过程中，饮用奶的比热容不变。
2、     25     50
【详解】
[1][2]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。
3、     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。
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、     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。
三、计算题
1、（1）1.25×104N；（2）4000N；（3）27.9%
【详解】
解：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力

（2）当观光艇以最大速度航行时，因为观光艇匀速行驶，故观光艇受到的牵引力和水的阻力为平衡力，故观光艇受到水的平均阻力为
f＝F＝4×103N
（3）观光艇以最大航速游玩的时间为
t＝30min＝1800s
30分钟发动机输出有用功为
W＝Pt＝40×103W×1800s＝7.2×107J
柴油完全燃烧放出的热量（总能量）
Q放＝mq柴油＝6kg×4.3×107J/kg＝2.58×108J
柴油发动机的效率

答：（1）若排开水的体积为1.25m3，观光艇所受的浮力是1.25×104N；
（2）观光艇受到水的平均阻力为4000N；
（3）柴油机的效率为27.9%。
2、（1）1100W；（2）44Ω；（3）18.8℃
【详解】
解：（1）由图可知：热水挡时R1、R2并联，温水挡时只有R1连入电路，温水挡时的电功率为

（2）热水挡的电功率

电热丝R2的功率为

由

得，电热丝R2的阻值为

（3）当S旋到热水挡时，1min消耗的电能为

根据得，水吸收的热量为

由得

答：（1）S旋到温水挡时的电功率为1100W；
（2）电热丝的R2阻值为44Ω；
（3）水的初温是18.8℃。
3、（1）4.2×107J；（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=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由Q吸=cm∆t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4.2×107J；
（2）水升高的温度为50℃。
4、（1）0.1m3；3.2×106J（2）28.6千克（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量
【详解】
解：（1）本次小旋洗澡的用气量

这些天然气完全燃烧放出的热量

（2）根据热水器的热效率，计算出小旋本次洗澡使用的水吸收的热量

由可得，小旋本次洗澡用了的热水的质量

（3）由Q吸=75%Q放可得

要想节约每次洗澡的用气量V，可降低，因为水的初温是一定的，即可通过调低热水的出水温度，或减少m水，即节省热水的质量。
答：（1）求本次洗澡的用气量是0.1m3，这些天然气完全燃烧放出3.2×106J热量；
（2）若热水器的热效率为75%，求本次洗澡用28.6千克的热水；
（3）调低热水的出水温度，或减少热水的质量。
5、（1）3.36×107J；（2）40%；（3）16666.7kg
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=c水m水（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（100℃﹣20℃）=3.36×107J
（2）2m3天然气完全燃烧放出的热量
Q放=V天然气q=2m3×4.2×107J/m3=8.4×107J
燃气锅炉烧水时的效率

（3）若换用可燃冰为燃料，完全燃烧1m3可燃冰放出的热量
Q放′=V可燃冰q可燃冰=1m3×1.4×1010J/m3=1.4×1010J
锅炉效率不变，由可得水吸收的热量
Q吸′=η×Q放′=40%×1.4×1010J=5.6×109J
由Q吸=cm（t﹣t0）得水的质量

答：（1）水吸收的热量为3.36×107J；
（2）燃气锅炉烧水时的效率为40%；
（3）完全燃烧1m3可燃冰可以使初温为20℃的16666.7kg水温度升高到100℃｡
四、实验探究
1、     B     小于     升高     见解析     质量
【详解】
（1）[1]由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先根据酒精灯固定图甲的B的高度，目的是使用酒精灯的外焰加热。
（2）[2]如图乙是水沸腾时温度计的示数，温度计的分度值是1℃，所以测出的水的沸点是99℃；因为标准大气压下水的沸点是100℃，99℃低于100℃，所以当时气压小于1个标准大气压。
[3]液体沸点随气压的增大而升高，实验中如果增大水面的气压，水的沸点会升高。
（3）[4]实验结束后，撤去酒精灯后，由于水能从铁圈和石棉网上继续吸热，所以烧杯里的水并没有立即停止沸腾。
（4）[5]图丙中，酒精灯在相同时间内释放的热量相同，加热相同的时间，水吸收的热量相同，两次水温度的变化量不同，水的比热容不变，由Q=cmΔt可知水的质量不同导致水升温快慢不同。
2、     加热时间的长短     水     98     小于
【详解】
（1）[1]通过加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量，因为相同的时间内，释放的热量相同，水和沙子吸收的热量相同。
（2）[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，水的比热容量大，故水的比热容大。
（3）[3]从下到上示数变大，且分度值为1℃，故读数为98℃。
（4）[4]水的沸点为98℃，而在标准大气压下水的沸点为100℃，大气压小于标准大气压时，水的沸点低于100℃，故填小于。