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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、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
2、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
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、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
5、 “二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”，这是南宋大诗人陆游对成都的赞誉。漫步在成都的这段“寻香道”，观花赏水，令人心旷神怡。下列分析正确的是（ ）
A．闻到花香是分子做无规则运动的结果 B．溪水的温度高低取决于水流的速度
C．阳光下湖水内能增加是通过做功的方式 D．阳光下的石板温度升高，其比热容增大
6、关于温度、比热容、热量、内能，以下说法正确的是（ ）
A．温度高的物体一定比温度低的物体具有内能多
B．的冰变成的水，温度不变，内能不变
C．热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移
D．升高相同温度时，吸收热量越多的物体比热容越大
7、关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A．内能越大的物体所含有的热量一定越多
B．温度相同的两物体接触时不发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体内能减少，它的温度一定降低
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、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（ ）
A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华
C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量
10、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
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、如图所示试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的 _____能转化为塞子的机械能，水蒸气内能 _____（填“增加”或“减少”）。四冲程汽油机工作过程中的 _____冲程与上述能量转化过程相同。
2、四冲程汽油机工作时，把内能转化成机械能的是_____冲程，夏天长时间曝晒在太阳下的汽车内部温度会升高，这是通过____________的方式增加了车内空气的内能。若汽车沿平直的公路匀速行驶200米，质量为50千克的乘客的重力做功为____________焦。
3、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，它们的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知：加热相同的时间，液体___________的温度升高比较快；两者相比，液体B的比热容比较___________。
4、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________。
5、在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图，与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是______图。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、在1标准大气压下，将质量为4kg初温为20℃的水加热至沸腾，求：[已知：，天然气的热值是8.4×107J/m3]
（1）水吸收多少热量？
（2）若用烧水效率是40%的天然气灶将（1）中水加热，需完全燃烧多少m3的天然气？
（3）若不计热量损失，用标有“220V 1200W”的电热水壶将（1）中的水加热，电热水壶正常工作时需加热多少秒？
2、一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量约为6.8×106J，这些能量相当于完全燃烧0.2kg的木炭才能得到；若将这些木炭用来烧水，可以使10kg的水温度升高17℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。求：
（1）木炭的热值；
（2）10kg 的水温度升高17℃所吸收的热量；
（3）此炭炉烧水的效率。
3、利用某燃气热水器，将20L的水从20 oC加热到60 oC，完全燃烧了0.21m3的煤气。（已知：c水＝4.2×103J/（kg•oC），q煤＝4×107J/m3）试求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器烧水的效率。
4、把一质量为50g的某金属球在1080℃的炉火中加热足够长的时间， 然后迅速投入100g的初温为30℃的某种液体中，达热平衡后金属球的温度变为80℃。已知金属球的比热容为0.42×103J/( kg·℃)，不计热量的损失。
（1）求此过程中，金属球放出的热量；
（2）求该液体的比热容；
（3）若该液体再吸收2.52×103J的热量， 求该液体的末温。
5、如图所示的油电混合动力汽车是一种新型节能汽车，这种油电混合动力汽车的内燃机工作时，给车提供动力的同时也给动力蓄电池组充电。已知某型号油电混合动力汽车所用的动力蓄电池组储存的最大电能是1.0×108J，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h。行驶过程中所受阻力大小为800N，动力蓄电池组的电能也增加了最大电能的14%，内燃机消耗燃油2kg。（燃油的热值4.6×107J/kg）求：
（1）燃油完全燃烧放出的热量；
（2）牵引力做的功；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、在探究“不同物质吸热能力”的实验中，实验装置如图甲、乙所示。
（1）实验中应取______相同的甲、乙两种液体，分别倒入相同的烧杯中，使用规格相同的电加热器加热。实验中通过______（选填“升高的温度”或”加热时间”）来比较甲和乙两种液体吸收热量的多少。
（2）实验数据如表所示，______液体的吸热能力强；如果要在甲、乙两种液体中选择一种液体做为冷却剂，你认为______液体较为合适。
加热时间/min
0
1
2
3
4
甲的温度/℃
30
34
38
42
46
乙的温度/℃
10
18
26
34
42
（3）图丙中①是乙加热时温度随时间变化的图线，如果将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，不考虑热损失，用相同的加热器加热，再绘制出一条温度随时间变化的图线，则为图中的第______条（选填“①”“②”或“③”）。
2、在“探究固体熔化时温度的变化规律”实验中，实验装置如图甲。请你回答下列问题：
（1）图甲中，将试管放在装有水的大烧杯中加热的好处是_________；实验中某时刻温度计示数如图乙，该物质此时的温度为_________℃；
（2）根据实验数据描绘的该物质熔化时温度随时间变化的图像如图丙，图线中的BC段物质处于_________态；熔化过程中物质温度_________（选填“升高”“降低”或“不变”），内能_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。
-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
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、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。
5、A
【详解】
A．闻到花香是由于分子在永不停息地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中，进入人的鼻子从而闻到香味，故A正确；
B．由Q=cmΔt可知，溪水的温度高低与溪水的质量和吸收的热量等因素有关，与水流的速度无关，故B错误；
C．阳光下湖水通过吸收太阳辐射的热量使得其内能增加，这是通过热传递的方式增加内能，故C错误；
D．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度无关，故阳光下的石板温度升高，其比热容不变，故D错误。
故选A。
6、C
【详解】
A．内能的大小与物体的温度、质量、状态等有关系，所以温度高的物体内能不一定多，故A错误；
B．的冰变成的水，吸收热量，温度不变，内能增加，故B错误；
C．在热传递过程中，热量从温度高的物体传递给温度低的物体，内能小的物体可能温度高，内能大的物体可能温度低，热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移,故C正确；
D．根据有
在相同时，因不知道质量大小关系就无法根据吸收热量的多少来判断比热容的大小，故D错误。
故选C。
7、B
【详解】
A．热量是一个过程量，不能用“含有、具有”等词修饰，故A错误；
B．发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体不存在温度差，故接触时不会发生热传递，故B正确；
C．热量能自发的从温度高的物体向温度低的物体转移，而温度高的物体内能不一定大，故C错误；
D．同一物体内能减少时，它的温度不一定降低，例如晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度不变，故D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、D
【详解】
A．CO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；
B．气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；
C．液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；
D．液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、 内 减少 做功
【详解】
[1][2]当试管内水被酒精灯加热后，水蒸气的内能逐渐增大，最后会把塞子推出，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故水蒸气内能减少。
[3]四冲程汽油机的四个冲程分吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中做功冲程将内能转化为机械能，故四冲程汽油机工作过程中的做功冲程与上述能量转化过程相同。
2、 做功 热传递 0
【详解】
[1]在做功冲程中，两个气门关闭，活塞下行带动曲轴转动做功，气体的内能转化为机械能。
[2]改变物体内能的方式有做功和热传递，夏天长时间曝晒在太阳下的汽车内部温度会升高，这是由于热传递的原因增加了车内空气的内能。
[3]汽车沿平直的公路匀速行驶200米，质量为50千克的乘客在重力方向上没有通过距离，故该乘客重力做功为0。
3、 A 大
【详解】
[1][2]由图像可知，当给A和B加热10min时，A由30℃升高到70℃，升高了40℃，B由20℃升高到40℃，升高了20℃，液体A升温较快，比热容较小，液体B升温慢，B的比热容比较大。
4、 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。
5、 乙 丙
【详解】
[1][2]甲图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。乙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，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。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。丙图两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；做功冲程将内能转化为机械能。丁图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。因此利用内能来做功的是甲和丙；压缩冲程原理相同的是乙实验。汽油机利用内能来做功的冲程是丙图。
三、计算题
1、（1）；（2）；（3）1120s
【详解】
解：（1）一标准大气压下水的沸点为，初温为20℃的水加热至沸腾水吸热为
（2）根据
需完全燃烧天然气的体积为
（3）根据题意，电热水壶的额定功率为1200W，不计热量损失，则放出的热量被水全部吸收，根据
Q=W=Pt
电热水壶正常工作时需加热
答：（1）水吸收热量为；
（2）需完全燃烧的天然气；
（3）电热水壶正常工作时需加热1120s。
2、（1）3.4×107J/kg；（2）7.14×105J；（3）10.5％
【详解】
解：（1）由题可知，完全燃烧0.2kg的木炭放出的能量约为6.8×106J，故木炭的热值为
（2）10kg的水温升高17℃所吸收的热量为
（3）炭炉烧水的效率
答：（1）木炭的热值为3.4×107J/kg；
（2）10kg的水温度升高17℃所吸收的热量为7.14×105J；
（3）此炭炉烧水的效率为10.5%。
3、（1）8.4×106J；（2）3.36×106J；（3）40%
【详解】
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量
Q放＝Vq煤＝0.21m3×4×107J/m3＝8.4×106J
（2）水的体积
V水＝20L＝20dm3＝0.02m3
由 得水的质量
m水＝ρ水V水＝1×103kg/m3×0.02m3＝20kg
水吸收的热量
Q吸＝c水m水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣20℃）＝3.36×106J
（3）该热水器烧水的效率
答：（1）煤气完全燃烧放出的热量是8.4×106J；
（2）水吸收的热量是3.36×106J；
（3）该热水器烧水的效率是40%。
4、（1）2.1×104 J；（2）4.2×103 J/(kg·℃)；（3）86℃
【详解】
解：（1）从开始投入某液体中到热平衡的过程中，金属球放出的热量
Q放=c金m金(t金-t)=0.42×103J/(kg·℃)×0.05kg×(1080℃-80℃)=2.1×104J
（2）根据Q放=Q吸=cm(t-t0)可得，该液体的比热容
c== =4.2×103J/(kg ·℃)
（3）若该液体再吸收2.52×103J的热量，则该液体升高的温度
t升== =6℃
所以该液体的末温
t末=80℃+6℃=86℃
答：（1）此过程中，金属球放出的热量是2.1×104J；
（2）该液体的比热容是4.2×103J/(kg·℃)；
（3）该液体的末温是86℃。
5、（1）9.2×107J；（2）3.2×107J；（3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，燃油完全燃烧放出的热量为
Q=mq油=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J
（2）因为汽车匀速直线行驶，所以汽车所受牵引力与阻力是一对平衡力，即
F=f=800N
由题意可知，汽车通过的路程为
s=vt=80km/h×0.5h=40km=4×104m
故汽车行驶中牵引力所做的功为
W=Fs=800N×4×104m=3.2×107J
（3）由题意可知，蓄电池增加的电能为
W′=1.0×108J×14%=1.4×107J
故汽车内燃机的效率为
答：（1）燃油完全燃烧放出的热量为9.2×107J；
（2）牵引力做的功为3.2×107J；
（3）该油电混合动力汽车内燃机的效率为50%。
四、实验探究
1、 质量 加热时间 甲 甲 ③
【详解】
（1）[1][2]在探究“不同物质吸热能力”的实验中，应取质量相同的两种液体；规格相同的电加热器在相同的加热时间内提供的热量相同，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。
（2）[3][4]由可知，质量相同的两种液体，吸收相同的热量，比热容度越大的温度变化越慢，由表格可知，在相同时间内甲液体温度变化最慢，故甲液体的吸热能力强；由可知，质量相同的不同液体，变化相同温度时，比热容较大的吸收的热量较多，故选甲液体做冷却剂。
（3）[5]由可知，将初温相同的乙物质质量增加到原来的2倍，当变化相同为温度时，此时吸收的热量是之前的2倍，即加热时间是之前的2倍，故选图中的第③条。
2、 均匀受热 38 固液共存 不变 增大
【详解】
（1）[1]图甲中，将试管放在装有水的大烧杯中加热，从图中可以看到，大烧杯中水的温度是均匀的，而试管中的固体，在大烧杯的水中，那么试管中的固体，在加热的过程中，受热均匀。
[2]从图乙可以看到，温度计的分度值为1℃，从下到上，温度示数在变大，是零上温度，它的读数为38℃。
（2）[3][4][5]从图丙可以看到，该物质熔化时，图线中的BC段，物质的温度保持不变，而晶体熔化时，温度保持不变，则可知道该物质为晶体，图线中的BC段，物质处于固液共存态；熔化过程中物质温度不变，但是该物质不断吸热，内能是增大的。
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