资源描述
沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节训练
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、西昌卫星发射中心用长征三号运载火箭，于2019年4月20日将第44颗北斗导航卫星成功送上太空｡下列说法中正确的是（ ）
A．火箭升空过程中，将机械能转化为内能
B．燃料燃烧时将内能转化为化学能
C．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的比热容较大
D．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大
2、某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
3、下列说法正确的是（ ）
A．“钻木取火”是通过做功来改变物体的内能
B．内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程
C．物体的质量越大比热容越大
D．0℃的冰没有内能
4、已知水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），用如图所示的家用电热水壶烧开一壶自来水，水吸收的热量约为（ ）
A．6×104J B．6×105J C．6×106J D．6×107J
5、下列关于热现象的说法正确的是（ ）
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙
B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能
C．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
6、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
7、2022年4月16日，摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是（ ）
A．返回舱下落过程中，动能转化为重力势能
B．返回舱加速下落过程中其动能增大
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球是运动的
8、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
9、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
10、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
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、夏天，将厚衣物和樟脑丸装入带有排气孔的塑料收纳袋内，如图抽气时，抽气筒壁因摩擦发热，这是通过______的方式改变了内能；冬天，打开收纳袋拿出里面衣物，会闻到樟脑气味，说明了分子______，同时看到樟脑丸变小了，是因为樟脑丸发生了______（填物态变化）。
2、如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于______冲程，该冲程将机械能转化为______能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次。
3、如图所示，小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与柴油机的______冲程相同。小明参加了一次长跑，身体消耗的能量约为8.4×106J，这些能量相当于完全燃烧______m3的天然气，若天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则在标准大气压下这些热量可将______kg20℃的水烧开。（c水＝4.2×103J/（kg•℃）；q天然气＝4×107J/m3）
4、100g水温度从20℃升高到70℃需要吸收___________J的热量；汽油机燃气缸内完全燃烧10kg汽油可以放出___________J的热量（水的比热 ，汽油的热值 ）。
5、如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术，热熔钻采用耐磨耐高温的硬质材料做成，钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，使钻头与薄板之间剧烈摩擦，用______（选填“做功”或“热传递”）的方式瞬间达到几千摄氏度的高温，将______能转化为______能，由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速______（填物态变化名称），钻头继续向下施加压力，就会贯穿出一个孔。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、标准大气压下，一壶质量为2千克，温度为20℃的水，加热到70℃[已知c水＝4.2×103焦/（千克·℃）]。求：
（1）水升高的温度Δt；
（2）水吸收的热量Q吸；
（3）接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105焦的热量，求水的末温t末。
2、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？
3、图甲是一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三档，铭牌见下表（“高温”档功率空出），图乙为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖气工作时S处于闭合状态；电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1为“低温”档。请完成下列问题：
（1）“低温”档正常工作时的电阻是多少？
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是多少？
（3）若某房间内（假设房间密闭）空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg·℃）且保持不变，用该电暖器的“高温”档正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间的空气温度升高多少℃？
电暖器
额定电压
220V
额定功率
低温挡
550W
中温挡
1100W
高温挡
频率
50Hz
4、某市为了加强航空港建设，方便市民出行，修建了市汽车南站到机场的高速公路，公路全长20km，设计行车速度为120km/h。一辆家用轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场消耗汽油1.6kg，汽油热值q＝4.6×107J/kg，求：
（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要多少min？
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出多少热量？
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
5、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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、探究物质的吸热能力，通常有两种方案：
方案一：取相同质量的不同种物质，吸收相等的热量，比较温度的变化。
方案二：取相同质量的不同种物质，升高相同的温度，比较吸收的热量。
表一：
液体名称
液体质量（克）
液体初温
（℃）
液体末温
（℃）
加热时间
（分钟）
吸收的热量
小明
甲
5
20
30
4
多
乙
5
20
30
2
少
表二：
液体名称
液体质量（克）
液体初温
（℃）
液体末温
（℃）
加热时间
（分钟）
吸收的热量
小红
丙
5
10
20
2
相同
丁
5
10
25
2
相同
利用如图所示装置，小明和小红分别探究甲、乙、丙、丁四种液体的吸热能力，记录的实验数据如表一、表二。
①为了便于开展实验探究，在使用相同热源时，将方案中的“吸收的热量”进行了转换，通过测量______可知吸收热量的多少；
②分析表一中数据，可知小明同学采用______比较甲、乙两种液体的吸热能力（选填“方案一”或“方案二”）；
③分析表二中数据，可知丙、丁两种液体的吸热能力：______；
④若甲、乙、丙、丁四种液体均可作为发动机的冷却剂，则选用液体______作为冷却剂效果最佳（选填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）。
2、某实验小组在探究液体沸腾实验中，用完全相同的加热方式（如图I所示）在室温下同时对物质甲（150g水）、物质乙（200g色拉油）、物质丙（200g水）进行加热，直至沸腾，并根据实验数据绘制出它们的温度随时间变化图象，如图Ⅱ所示。（c色拉油<c水）
（1）通过对图Ⅱ中图线分析可知，甲的温度随时间变化的图线是图中______（选填“a”、“b”或“c”），其中______（选填“a”、“b”或“c”）为乙的温度随时间变化图线；
（2）丙沸腾后，撤去酒精灯，待其自然冷却至室温，则丙冷却过程的温度随时间变化图线为图Ⅱ中的______ (填“d”或“e”）。
-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．火箭升空过程中，燃料燃烧消耗内能转化为火箭的机械能，故A错误；
B．燃料燃烧时将化学能转化为内能，故B错误；
CD．火箭使用液氢燃料，主要是因为液氢的热值较大，与其它燃料相比，完全燃烧相同质量的氢时可以释放出更多的热量，故C错误、D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
3、A
【详解】
A．“钻木取火”将机械能转化为内能，涉及能量转化，故是通过做功来改变物体的内能，故A正确；
B．内燃机的吸气冲程没有涉及能量转化，故B错误；
C．比热容是物体的特性，描述物质吸收热量的能力，比热容的大小与质量无关，故C错误；
D．由于分子是在永不停息的做无规则运动，故任何物体都具有内能，故D错误。
故选A。
4、B
【详解】
这样的壶，装满水，水的质量约为2kg。室温温度约为20℃，将水加热至沸腾，水的温度升高了80℃，根据公式可以计算出水吸收的热量为6.72105J。
选项A、C、D数值差距较大，不符合题意；选项B数值接近，符合题意。
故选B。
5、C
【详解】
A．由于构成物质的分子间有间隙，且分子之间存在斥力，所以，固体难以被压缩，故A错误；
B．一切物体都具有内能，0℃以下的物体也有内能，故B错误；
C．四冲程内燃机的做功冲程中，是将内能转化为机械能，压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C正确；
D．扫地时尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。
故选C。
6、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。
7、A
【详解】
A．返回舱下落过程中，高度减小，速度变大，质量不变，所以重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故A错误，符合题意；
B．返回舱加速下落过程中，速度增大，质量不变，所以其动能增大，故B正确，不符合题意；
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，内能增加，外表面温度升高，故C正确，不符合题意；
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球的位置不断的变化，所以航天员是运动的，故D正确，不符合题意。
故选A。
8、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。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、 做功 在不停的做无规则运动 升华
【详解】
[1]抽气时筒壁和活塞摩擦，将机械能转化为内能，这是通过做功改变了内能。
[2] 打开收纳袋拿出里面衣物，会闻到樟脑气味，这是扩散现象，说明分子在不停的做无规则运动。
[3] 樟脑丸变小了是樟脑丸的一部分由固态直接变为气态了，这是升华现象。
2、 压缩 内 30
【详解】
[1]如图，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，它正处于压缩冲程。
[2]此过程中活塞压缩气缸内的气体，对气体做功，使气体内能增加，将机械能转化为内能。
[3]若该汽油机飞轮的转速是60r/s，飞轮转2圈做一次功，则汽油机每秒钟对外做功30次。
3、 压缩 0.21 12.5
【详解】
[1]小明在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团硝化棉，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，这是因为压缩筒内空气做功，使空气的内能增加；该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与内燃机的压缩冲程的能量转化方式相同。
[2]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量等于小明长跑时身体消耗的能量，由Q放=qV，可知需要燃烧的天然气体积为
[3]由题意知，天然气完全燃烧放出的热量有50%被水吸收，则水吸收的热量为
Q吸=ηQ放=50%×8.4×106J=4.2×106J
由可得，水的质量为
4、
【详解】
[1]水吸收的热量:
[2]汽油可以放出的热量
5、 做功 机械 内 熔化
【详解】
[1]当钻头与薄板相互摩擦时，两者的内能都会增大，温度急剧升高；即摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能的；
[2][3]此过程中将机械能转化为内能。
[4] 由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速由固态变为液态，即金属被熔化。
三、计算题
1、（1）50℃；（2）4.2×105J；（3）100℃
【详解】
解：（1）水升高的温度
Δt＝70℃﹣20℃＝50℃
（2）水吸收的热量
Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×50℃＝4.2×105J
（3）水升高的温度
Δt′＝＝40℃
t末＝70℃+40℃＝110℃＞100℃
在一个标准大气压下水的沸点为100℃，所以水的末温为100℃。
答：（1）水升高的温度是50℃；
（2）水吸收的热量是4.2×105J；
（3）水的末温是100℃。
2、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%。
3、（1）88Ω；（2）1.98×106J；（3）15℃
【详解】
解：（1）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，“低温”档正常工作时的电阻
R1＝＝88Ω
（2）闭合S1为“低温”档，R1单独接入电路，单独闭合S2为“中温”档，高温档为S1、S2同时闭合，R1、R2并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于高温档，高温档的功率
P高温＝P低温+P中温＝550W+1100W＝1650W
电暖气的高温档正常工作20min，放出的热量
Q放=W=P高温t=1650W×20×60s=1.98×106J
（3）空气吸收的热量
Q吸＝ηQ放＝50%×1.98×106J＝0.99×106J
房间的空气温度升高
＝15℃
答：（1）“低温”档正常工作时的电阻是88Ω；
（2）“高温”档正常工作时20min，消耗的电能是1.98×106J；
（3）此房间的空气温度升高15℃。
4、（1）10min；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由速度公式可得，轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场的时间为
（2）由热值公式可得，轿车在这一行驶过程中消耗的汽油完全燃烧放出热量为
（3）汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，轿车在该段行驶中牵引力做的功为
轿车消耗汽油行驶做功的效率是
答：（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要10min；
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出热量；
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是。
5、（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。
四、实验探究
1、 加热时间 方案二 不同（丙的吸热能力比丁强） 甲
【详解】
①[1]使用相同热源进行加热，可以认为两种液体在相同时间吸收的热量相同，所以可以通过测量加热时间的长短判断吸收热量的多少，即转换法。
②[2]表一中液体质量相同，升高相同温度，吸收热量不同（加热时间不同），所以小明同学采用的是方案二比较甲、乙两种液体的吸热能力。
③[3]表二中相同质量的不同液体，吸收相同热量（加热时间相同）温度变化不同，丙温度变化小，丁温度变化大，所以可知丙、丁两种液体的吸热能力不同（丙的吸热能力比丁强）。
④[4]由表一可知等质量的甲、乙升高相同温度，甲吸收的热量多即甲的吸热能力强，由表二知丙丁两种液体，吸收相同热量（加热时间相同）温度变化不同，丙温度变化小，丁温度变化大，可知丙的吸热能力比丁强。而等质量的甲、丙升高相同的温度，甲吸收的热量更多，说明甲的吸热能力更强，故选甲作为冷却剂效果最佳。
2、 b a d
【详解】
（1）[1][2]b、c对应的两种物质沸点相同，由此判断b、c对应物质甲和物质丙，甲的质量比丙小，加热到沸腾需要的时间比丙短，故故图Ⅱ中b是甲的温度随时间变化的图线，c是丙的温度随时间变化的图线，a是乙的温度随时间变化的图线。
（2）[3]热水的温度一开始温度下降的快，与室温越接近温度下降的越慢，故图Ⅱ中d是丙冷却过程的温度随时间变化图线。
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