2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机重点解析试题(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机重点解析
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、陕西秦岭以南具有“雨洗青山四季春”的宜茶环境。如图为一杯陕南富硒绿茶，茶叶翠绿，茶香袭人。下列说法正确的是（　　）

A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力是相互作用力
B．热茶暖手是通过做功改变物体的内能
C．绿色的茶叶吸收绿光
D．茶香袭人是因为分子在永不停息地做无规则运动
2、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
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、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、如图所示，在四冲程汽油机工作过程中，获得动力的冲程是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D． 排气冲程
6、关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（　　）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量多
B．温度相同的物体，内能一定相同
C．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能
D．物体吸收热量，温度不一定升高
7、初温、质量相等的甲、乙金属块，已知甲的比热容大于乙的比热容，甲乙在吸收相同的热量后相互接触，则下列说法正确的是（　　）
A．热量从甲传递给乙 B．热量从乙传递给甲
C．温度从甲传递给乙 D．温度从乙传递给甲
8、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
9、将冰块放在泡沫箱中可制成简易“冰箱”，把一瓶饮料放入“冰箱”后，冰块和饮料的温度随时间变化的曲线如图所示，在两物体温度达到相同之前，下列说法正确的是（　　）

A．甲是冰块 B．乙吸收热量 C．甲内能增加 D．乙内能减少
10、汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100%
C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
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，B是一个被销钉锁住的活塞，气缸A密封有少量空气，气缸内气压小于外界气压，C是一支温度计。若活塞与气缸壁之间没有摩擦，当把销钉K拔出后，观察到活塞向左移动，此时温度计的示数___________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

2、完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为______J，水温将升高到______℃。（[，]，在1个标准大气压下）
3、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｡
4、内燃机一个工作循环有四个冲程，实现将机械能转化为内能的是______冲程。内燃机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水______的特性。某品牌汽车每行驶100km耗油5kg，这些汽油完全燃烧要放出______J的热量。（汽油的热值q=4.6×l07J/kg）
5、亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气，很难拉开它们，可体验到________的存在。将一根铁丝快速反复弯折，弯折处发热，可认识到_______可以改变物体的内能。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在________。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中，沸水冲泡，这是我们常见的待客之道。如果用酒精炉烧水泡茶，将质量为5kg、温度为10℃的水加热（1个标准大气压下），需完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%。[已知c水=4.2×103J/（kg•℃），q酒精=3.0×107J/kg]求：
（1）42g酒精完全燃烧放出的热量；
（2）水升高到的温度是多少？
2、火力发电厂是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂，燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，然后汽轮机推动发电机发电，实现将燃料的化学能转化为电能。世界上最好的火力发电厂的效率达到40%，即把燃料燃烧产生的40%的热量转化为电能。请尝试计算该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生多少热量？需完全燃烧多少kg的煤？（已知煤的热值约为3.6×107J/kg）
3、2020年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液化天然气炉。
(1)将初温为的一壶水恰好加热到，需要吸收多少热量？
(2)若液化天然气炉完全燃烧天然气放出的热量有40%被水吸收，烧开这壶水需要燃烧多少立方米天然气？（天然气热值为，水的比热容为）
4、如图所示是某品牌的小汽车，下表是小汽车的有关参数。请选择有关参数求解下列问题。求：
（1）小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压强；
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为，小汽车行驶过程中受到的阻力；
（3）若该车在同一条平直公路上以额定功率匀速行驶100km，则该汽车发动机的效率。（保留1位小数）
总质量       
牵引力的额定功率
每个轮胎与地面的接触面积       
每耗油量
汽油密度     
汽油的热值 4.6×107J/kg

5、某品牌电热水壶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示，S1是安装在壶底的温控开关，通常是闭合的，通过调整参数，可设置开关的断电温度，即当环境温度达到某一值时便自动断开；S2是壶壁上的温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水壶便处于保温状态；S3是电动出水开关，人工按下时才闭合，电磁泵将水抽出。已知R3＝200Ω，电热水壶保温功率为44W，加热功率为1000W。
（1）闭合S3时，电磁泵两端电压为20V，求电磁泵的电功率；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后2s，开关S1便自动断开，以保护设备，避免火灾。已知发热盘的质量为0.5kg，比热容为0.5´103J/(kg×℃)，水烧干瞬间，发热盘的温度为102 oC，不计热损失，则应将S1的断电温度设置为多少？

四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小王和小明利用如图两套装置探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象”，液体和燃料的质量以及种类根据实验的需要和方便进行正确选取。

（1）在组装器材时应先调节______（选填“A”或“B”）的高度；两个实验中都要控制______（选填“燃料”或“杯中液体”）质量相等；
（2）在探究“不同物质吸热升温”的特点时，物质吸热的多少是通过______反映的；在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过______来反映的。（填写序号）
A．温度计上升的示数        B．加热时间
（3）假设在两个探究中根据所测数据都画出了如图图象（不计热量的损失），则根据图象可计算出，探究“不同物质吸热升温的现象”中，图象一和图象二表示两种物质的比热容之比为______，“不同燃料充分燃烧放热的现象”中，图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为______。
2、小莉同学利用如图所示器材进行了以下实验。

（1）如图甲所示，在“比较不同物质吸热升温情况”的实验中，将沙子和水分别放入两个相同的烧杯内，用相同的酒精灯分别进行加热；
①应该取初温相同，______相等的沙子和水进行实验；
②在加热过程中，要用玻璃棒缓慢的搅拌，这是为了使沙子和水______；
③该实验是通过______的方式来改变沙子和水的内能；
④在此实验中，用加热时间的长短来表示物质______；
⑤根据实验数据绘制的温度与时间的关系图像如图乙所示，分析图像可知：沙子和水，在升高相同温度时，______吸收的热量多，说明______的比热大；
（2）如图丙所示，把质量相同的同种液体分别放入两个相同的烧杯内，用质量相同的酒精和碎纸分别加热来比较不同燃料的热值；
①实验是通过燃烧相同质量的不同燃料，观察______（选填“加热时间”或“温度计升高的示数”）来比较两种燃料的热值大小；
②烧杯中液体选用比热容______（选填“大”或“小”）的液体可以使实验现象更明显；
③用丙图中的实验装置来测算酒精的热值，测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）其真实值。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．茶杯受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上，是一对平衡力，故A错误；
B．改变物体内能的方式有两种分别是做功和热传递，热茶暖手是把热茶的热量传递给手，是通过热传递改变内能的，故B错误；
C．不透明物体的颜色是由物体反射的色光决定的，绿色的茶叶是因为茶叶反射绿光，故C错误；
D．茶香袭人是扩散现象，是因为茶叶分子在永不停息地做无规则运动，故D正确。
故选D。
2、C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
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、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】
四冲程汽油机工作时，只有在做功冲程中将燃料燃烧产生燃气的内能转化为机械能，为内燃机工作提供动力，其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的，故C符合题意；故ABD不符合题意。
故选C。
6、D
【详解】
A．热气腾腾的汤具有较大的内能，热量是过程量，不能用含有来描述，故A错误；
B．内能大小跟质量、温度、状态有关，温度相同的物体，当其它因素不同时，物体的内能不能确定，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以铁水和冰块都具有内能，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，内能增大，但是温度不变，故D正确。
故选D。
7、B
【详解】
AB．初温、质量相等的甲、乙金属块，因甲的比热容大于乙的比热容，由Q=cmΔt可知，甲、乙在吸收相同的热量后，甲的温度变化量小于乙的温度变化量，即甲的末温小于乙的末温，此时让甲、乙相互接触，热量会从温度高的物体传递给温度低的物体，即热量从乙传递给甲，故A错误，B正确；
CD．甲、乙之间发生的是热传递，传递的是热量，而不是温度，故CD错误。
故选B。
8、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。
9、B
【详解】
由图知道，物体甲的温度是降低的，即物体甲放出热量，内能减小；物体乙的温度是升高的，即物体乙吸收热量，内能变大；所以物体甲是饮料，乙是冰块，故B正确。
故选B。
10、C
【详解】
A．一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B．热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；
C．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；
D．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、变大
【详解】
[1]活塞向左移动，外界对气体做功，如果不考虑热传递，则气体内能增加，温度升高。故温度计示数变大。
2、          70
【详解】
[1]水吸收的热量

[2]水升高的温度

水温将升高到

3、     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。
4、     压缩     比热容大     2.3×108
【详解】
[1]内燃机的四个冲程中，压缩冲程中两气门关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，将机械能转化为内能，故将机械能转化为内能的是压缩冲程。
[2]汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水的比热容大，相同质量的水与其它物质相比，在升高相同的温度时可以吸收更多的热量，降温效果好。
[3]5kg汽油完全燃烧要放出的热量为

5、     大气压     做功     相互作用的斥力
【详解】
[1]两个正对的吸盘之间的空气挤出后很难拉开，是因为吸盘受到大气压力的作用，该实验可说明大气压的存在。
[2]快速反复弯折铁丝，对铁丝做功；铁丝弯折处会发热，其温度升高，内能增大；说明做功可以改变物体的内能。
[3]由分子动理论知道，“物质是由分子组成的，且分子间存在相互作用的引力与斥力”。取水后封住注射器前端，推压注射器的活塞，感觉到里面的水很难压缩，说明分子间存在相互作用的斥力。
三、计算题
1、（1）1.26×106J；（2）52℃
【详解】
解：（1）酒精质量

42g酒精完全燃烧放出的热量为

（2）由可得水吸收的热量为

由可得水升高到的温度为

答：（1）42g酒精完全燃烧放出的热量1.26×106J。
（2）水升高到52℃。
2、9×109J ； 2.5×102kg
【详解】
解:由η可知，放出的热量
Q燃放9109J
根据Qqm可得，完全燃烧煤的质量
m煤2.5102kg
答：该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生9×109J热量；需完全燃烧2.5102kg的煤。
3、 (1)6.72×105J；(2)0.04m3
【详解】
(1)水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J
(2)天然气放出的热量
Q放==1.68×106J
需要天然气的体积
=0.04m3
答：(1)水需要吸收6.72×105J热量；
(2)烧开这壶水需要燃烧0.04m3天然气。
4、（1）；（2）；（3）
【详解】
（1）小汽车静止在水平路面上，重力与支持力是一对平衡力，故有

对路面的压强为

（2）汽车匀速行驶的速度为

汽车匀速行驶，水平方向摩擦力与牵引力是一对平衡力，根据

可得

（3）牵引力所做的有用功为

消耗燃油的质量为

燃油燃烧放出的热量为

该汽车发动机的效率

答：（1）小汽车静止在水平路面上时，它对路面的压强为；
（2）若小汽车在平直公路上以额定功率匀速行驶，速度为，小汽车行驶过程中受到的阻力为；
（3）若该车在同一条平直公路上以额定功率匀速行驶100km，则该汽车发动机的效率为。
5、（1）20W；（2）48.4Ω；（3）110℃
【详解】
解：（1）由电路图可知电磁泵与电阻R3串联接入电路，电源电压U=220V，电磁泵电压为U泵=20V，由串联分压可知R3的电压为
U3=U-U泵=220V-20V=200V
若流经R3和电磁泵的电流为I3，由欧姆定律可知

可知电磁泵的功率为
P泵=U泵I3=20V´1A=20W
（2）由题意可知开关S2闭合时电热水壶处于加热状态，P热=1000W，若此时电路中的电阻为R热，由可知

即此时电路中的电阻大小为48.4Ω。
（3）发热盘质量m=0.5kg，比热容c=0.5´103J/(kg×℃)，水烧干后电热水壶继续产生热量，t=2s时产生的热量等于消耗的电能，可知发热盘产生的热量为
Q=W=P热t=1000W´2s=2000J
发热盘的初温度为t0=102℃，若末温度为t，则由Q=cm(t-t0)可知末温度大小为

即开关S1的断电温度应设置为110℃。
答：（1）闭合S3时，电磁泵的电功率为20W；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多48.4Ω；
（3）应将S1的断电温度设置为110℃。
四、实验探究
1、     A     杯中液体     B     A     3:8     2:1
【详解】
（1）[1]组装实验仪器时，应根据酒精灯及其火焰的高度先固定图中的A部分，使酒精灯的外焰正好能给烧杯加热，然后再固定图中的B部分，这样可以避免重复调整。
[2]探究“不同物质吸热升温的现象”以及“不同燃料充分燃烧放热的现象”，实验采用控制变量法，根据和可判断，两个实验都需要控制被中液体质量m相等。
（2）[3]在探究“不同物质吸热升温”的特点时，物质物质吸热的多少是通过加热时间反映的，加热时间越长，反映该物质吸收的热量越多，这是实验中的转换法，故B符合题意。
故选B。
[4]在探究“燃料燃烧放出的热量”燃料放热多少是通过温度计上升的示数来反映的，温度计上升的示数越大，反映燃料放热越多，故A符合题意。
故选A。
（3）[5]“不同物质吸热升温的现象”中，由两种液体温度随时间变化的关系图像，升高10°C，图像一对应的物质加热15分钟；图像二对应的物质加热40分钟，由转换法知，两种物质吸收热量之比为
15min:40min＝3:8
根据Q＝cmΔt，在质量和升高温度相同的情况下，吸热多少与比热容成正比，故图像一和图像二表示两种物质的比热容之比为3:8；
[6] 根据可知，燃料热值，图象一和图象二表示两种燃料的热值之比为

2、     质量     受热均匀     热传递     吸收热量的多少     水     水     温度计升高的示数     小     小于
【详解】
（1）①[1]由控制变量法知道，比较不同物质吸热升温情况，应该取初温相同，质量相等的沙子和水进行实验，加热相同的时间（即吸收相同的热量），观察温度计升高的度数，比较升高的温度不同。
②[2]加热过程中要用玻璃棒不断搅拌，目的是为了使被加热的沙子和水受热均匀。
③[3]实验中用酒精灯加热，沙子和水吸收热量温度升高，是通过热传递的方式改变水的内能的。
④[4]实验中，根据转换法，是通过比较加热时间来间接反映沙子和水吸收的热量多少。
⑤[5][6]由图乙知道，质量相等的沙子和水，加热相同的时间，吸收相等热量，沙子升温较快，水升温较慢，说明水的吸热能力强，即水的比热容大，沙子的比热容小。
（2）①[7]由于燃料的热值不能直接测量，但燃料燃烧放出的热量可以被水吸收，从而使水温发生变化；所以可以通过温度计升高的温度来比较燃料燃烧放出热量的多少。
②[8]由知道，在质量相同、吸收的热量相同时，比热容小的物质温度要升的高，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显。
③[9]由于在实验加热过程中热量的散失，实验测量值小于其真实值。