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沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机必考点解析
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、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
3、今年端午节期间，热爱家务劳动的小红与妈妈一起在家包粽子、煮粽子，做出来的粽子非常可口，下列说法正确的是（ ）
A．煮粽子时，是通过做功的方式改变粽子的内能
B．煮粽子时，锅的上方“白气”腾腾，“白气”属于汽化现象
C．煮粽子时，香气满屋，说明分子在不停地做无规则运动
D．煮熟的粽子出锅后，由于温度较低所以粽子没有内能
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、用同一酒精灯分别给质量相等的甲、，乙两种物质加热，根据测量数据绘制如图所示图象，由图可知（ ）
A．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
B．甲物质的温度比乙物质温度升高的快，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
C．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容大于乙物质的比热容
D．甲物质的温度比乙物质温度升高的慢，甲物质的比热容小于乙物质的比热容
6、2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（ ）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．与大气摩擦，内能增加
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、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
9、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
10、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
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、沼气是一种清洁燃料，部分地区因地制宜建造沼气池，利用沼气烧水做饭。已知沼气的热值为，完全燃烧沼气，放出的热量为___________。
2、人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。
3、如图是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒立刻燃烧起来，这是通过______的方式，使筒内空气内能______，温度升高，达到艾绒的着火点。
4、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。
5、已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg，现有汽油0.02kg，完全燃烧其中的一半，汽油放出的热量是__________J；若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃（未沸腾），则水吸收的热量为__________J；剩余0.01kg的汽油热值是__________J/kg。（已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。如图为某汽油机工作时能量转化图，该汽油机的效率是_____。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、随着我国生活水平的逐步提高，健康问题已经逐渐成为人们关注的话题，养成良好的生活习惯，也成为人们常见的关注点。其中，每天早晨起来喝一大杯温开水，有助于排泄腹中的宿便，是一种简单而又有效的养生习惯。小明的爸爸每天早晨起来，都会为小明准备一杯温开水。他先将水烧开，再用冷水兑成温开水。【】
（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量？（当地大气压为一个标准大气压）
（2）若烧开（1）小问中的水，天然气消耗了0.02m3，天然气的热值是3.36×107J/m3，则烧水时的热效率为多少？
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各多少g？
2、某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“”，该同学查得煤气的热值，水的密度，水的比热容为，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率。
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、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·℃）]
5、为了实现节能减排，城市里很多出租车都换成了燃气汽车，最常见的是压缩天然气汽车（将天然气加压后装在汽车燃气瓶内作为燃料）。若某出租车以压缩天然气为燃料，在平直的高速公路上以90km/h的速度匀速行驶了0.5h，发动机的功率恒为25kW，消耗的天然气的体积为4m3，已知天然气的热值为3.6×107J/m3求：
（1）假设4m3天然气完全燃烧，放出的热量是多少？
（2）发动机的牵引力是多大？
（3）发动机的效率是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在标准大气压下，做“观察水的沸腾”的实验时，甲、乙、丙三个实验小组的同学分别从图甲中A、B两套实验装置中任选一套来完成实验。
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
90
92
94
96
98
100
101
102
102
102
102
102
（1）甲组从水温升高到90℃时开始记录数据，以后每隔1min记录一次水的温度，直到水沸腾5min为止，实验数据如表，分析表中的数据可知，甲组同学选择的是图甲中的______（选填“A”或“B”）套装置；
（2）如图乙所示，______图（选填“左”或“右”）是水沸腾前气泡上升过程的情况；
（3）实验过程中小刚不小心碰到了水沸腾时产生的水蒸气，感觉很烫。他进行了以下实验操作，如图丙所示，将烧瓶内水沸腾时所产生的水蒸气通入试管A中，试管A放在装水的容器B内，过一段时间，你看到的现象是：试管A中有小水珠出现，温度计示数______（选填“升高”、“降低”或“不变”），这个实验说明______；
（4）如图丁所示，甲容器内装有水，乙试管内也装有水，并通过甲容器密封盖上的孔插入甲容器的水中，且乙试管与密封盖紧密接触。现给甲容器加热，则经过一段时间后______；
A．甲容器内的水先沸腾
B．甲容器、乙试管内的水同时沸腾
C．乙试管内的水先沸腾
D．甲容器内的水沸腾，乙试管内的水不会沸腾
（5）小明、小红两名同学分别探究“水的沸腾”的实验时，他们所用的器材规格完全相同，同时将水加热16min。如图戊是根据实验数据绘制的水温随时间变化的图象。请根据图象分析，若不计热量损失，小明、小红从给水加热到水沸腾所需热量为Q1、Q2，则Q1∶Q2为______，若小明、小红所选水的质量为m1、m2，则m1______m2（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
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、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．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。
3、C
【详解】
A．煮粽子时，粽子吸收水的热量即通过热传递改变内能，故A错误；
B．“白气”是热的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，故B错误；
C．煮粽子时，粽叶飘香是扩散现象，说明分子在不停地做无规则运动，故C正确；
D．一切物体在任何情况下都有内能，故D错误。
故选C。
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、B
【详解】
由图分析可知，相同的时间内，甲物质的温度比乙物质温度升高的高；用同一酒精灯分别给质量相等的甲、乙两种物质加热，甲、乙两种物质在相同时间里吸收的热量是一样的，根据公式讨论可知，吸收相同的热量，甲物质升温高，因此甲物质比热容比乙物质比热容小，B正确。故选B。
6、D
【详解】
在飞船减速着陆的过程中，质量不变，速度减小，高度减小，因此动能减小，重力势能也减小，机械能等于动能和势能之和，则飞船的机械能也减小；飞船减速着陆时，与大气摩擦，克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能，则飞船的内能增加，故ABC错误，D正确。
故选D。
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、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。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、3.8×106
【详解】
完全燃烧沼气，放出的热量为
2、 减小 不变 做功
【详解】
[1]人骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，质量不变，速度不变，动能不变，机械能不变。
[3]刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，摩擦生热，通过做功的方式改变物体的内能。
3、 做功 增大
【详解】
[1]把木制推杆迅速推入牛角套筒时，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故是做功的方式改变内能。
[2]推杆压缩气体对气体做功，气体的内能增大，温度升高。
4、 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。
5、 4.6×105 2.1×105 4.6×107 40%
【详解】
[1]由Q=qm可得，完全燃烧0.01kg汽油释放的热量为
Q=qm=4.6×107J/kg×0.01kg=4.6×105J
[2]由Q=cmΔt可得，水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg•℃)×2kg×25℃=2.1×105J
[3]燃料的热值是其本身的一种属性，与其质量无关，故剩余0.01kg的汽油热值不变，仍为4.6×107J/kg。
[4]由图中可知，汽油完全燃烧释放的能量为
W总=500J+600J+150J+250J=1500J
有用机械能为W有=600J，故该汽油机的效率为
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）150g，250g
【详解】
解：（1）水至少需要吸收热量为
（2）消耗了0.02m3天然气放出的热量为
所以烧水时的热效率为
（3）根据题意，可得平衡关系式为
解方程可得
所以热水质量为
答：（1）将0.5kg，20℃的水烧开，水至少需要吸收热量为；
（2）烧水时的热效率为。
（3）小明的爸爸要用开水和20℃的冷水兑出400g、50℃的温水，需要开水和冷水各为150g、250g。
2、（1）；（2）20%
【详解】
解：（1）水质量为
水吸收的热量
（2）燃气燃烧放热
燃气灶烧水效率
答：（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率20%。
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、（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。
5、（1）1.44×108J；（2）1.0×103N；（3）31.25%
【详解】
解：（1）根据热量的计算公式可得，4m3天然气完全燃烧，放出的热量为
（2）由
W=Fs
可得
由此可得，发动机的牵引力为
（3）根据有用功的计算公式可得，出租车所做的有用功为
根据机械效率的计算公式可得，出租车的效率为
（1）假设4m3天然气完全燃烧，放出的热量为1.44×108J；
（2）发动机的牵引力是；
（3）发动机的效率是。
四、实验探究
1、 B 右 升高 液化需要放热 C 1∶2 等于
【详解】
（1）[1]由表格数据知，水从第6min开始，温度保持不变，说明水已经沸腾，此时水的温度保持为102℃，说明水上方空气压强大于1个标准大气压，因为水在1个标准大气压下，沸点为100℃。而图甲的装置A中，烧杯不加盖，装置B中，烧杯加盖，则此烧杯中水上方的空气压强会增大，水的沸点更高。所以甲组同学选择的是B套装置。
（2）[2]图乙左侧烧杯中水的气泡在上升过程中变小、消失是水沸腾前的情况；右侧烧杯中水的气泡在上升过程中变大、到水面破裂开来，是沸腾时的情况。
（3）[3][4]图丙中，烧瓶内的水蒸气通往试管A中，温度较高的水蒸气遇到冷的试管壁液化成小水珠，且放出热量。烧杯B中的水吸收热量，温度升高，温度计示数升高。这个实验说明液化需要放热。手遇到水蒸气时，水蒸气遇冷液化，同时放热，则手吸收更多的热量，会感觉很烫。
（4）[5]图丁中，甲容器有密封盖，乙容器插入甲容器中，不加盖。给加容器加热，容器中的水会吸收热量，温度升高，乙试管中的水也吸收热量温度升高，当甲容器中的水温度达到100℃时，还未沸腾，因为加盖后，水上方空气压强大，沸点会升高。而乙试管中的水温度达到100℃时，开始沸腾。继续加热，甲容器中的水温度继续升高到一定程度，便会沸腾。故C符合题意，ABD不符合题意。
（5）[6]由图戊知，用相同器材进行实验，给水加热，从开始到沸腾，小明用时4min，小红用时8min，即小明实验时，水吸收的热量是小红实验时水吸收的热量的一半，即Q1∶Q2=1∶2。
[7]小明实验时，水由96℃升到99℃，小红实验时，水由93℃升到99℃。据Q吸=cm(t-t0)得
[cm1×(99℃-96℃)]∶[cm2×(99℃-93℃)]=1∶2
解得
m1=m2
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。
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