2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合练习试卷.docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合练习 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、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命。下列有关热现象描述正确的是（）A物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高B不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大C柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物D登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟2、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3、小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（）A汽油机的吸气冲程吸入的是空气B汽油机的效率一般比柴油机的效率高C汽油机的点火方式是压燃式D汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能4、下列说法正确的是（）A热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递B雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动C同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多D汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高5、关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）A没有燃烧的燃料，热值等于零B燃料完全燃烧时，它的热值最大C燃料的热值与质量和燃烧状态无关D燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多6、下列说法中正确的是（）A把一瓶柴油倒去一半，则剩下的柴油比热容变小B热传递中，温度总是从内能大的物体传递给内能小的物体C在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能D燃料燃烧得很充分，它的热值也不变7、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8、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（）AB乙的吸热能力大于甲的吸热能力C08min乙吸收的热量为D该酒精灯的加热效率为28%9、如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（）A这个过程与内燃机的做功冲程类似B试管内水的内能增加是通过做功方式改变C酒精燃烧时是内能转化为化学能D管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气10、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第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是通过_改变内能，“搓手”的过程是机械能转化为_。2、如图所示，图A是汽油机的_冲程，与它改变内能方式相同的是_图所示的演示实验；行驶时汽油机的飞轮的转数可以达到，则每秒钟做功的次数为_次。3、烈日炎炎的夏季，白天河岸上沙土热得烫脚，但河水却非常凉爽，是由于水的比热容较_（“大”或“小”）；清澈河水看起来比实际深度要_（选填“深”或“浅”），容易造成误判，因此不要贸然下水，以免发生溺水事故4、如图所示，在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，看到的现象是_。这是因为活塞压缩空气，使空气的内能_，温度升高，这一过程与内燃机工作的_冲程原理相同。5、人们常用热水袋取暖，这是用_的方式改变物体的内能；热水袋里装水是因为水具有较大的_；用水取暖的过程中，水的内能不断_（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、菜油是人们烹饪时常用的材料，最适宜的烹饪温度在150到180之间。某酒店厨师在炸制酥肉时，将2kg的菜油从10加热到160（未沸腾），求：（1）菜油吸收的热量(c菜油取2.0103J/（kg）)；（2）如果这些热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧多少立方米的天然气（假设天然气完全燃烧释放的热量全部被菜油吸收，天然气的热值为4.0107J/m3）？2、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=3.2107J/m3，水的比热容c=4.2103J/（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。3、吃早饭时，妈妈用天然气灶给小梦加热250mL的牛奶，使这些牛奶的温度由12升高到42，他家的天然气灶的效率为60%。该牛奶的密度为1103kg/m3、比热容为2.4103J/（kg），天然气的热值为3.8107J/m3。求：（1）这些牛奶吸收的热量；（2）加热这些牛奶需要多少m3的天然气？4、有一个电热水壶，铭牌如表所示，不计热量的散失，不考虑温度对电阻的影响，c水=4.2103J/（kg）。求:（1）将质量为1kg、温度为20的一壶冷水加热到100，水吸收的热量是多少？（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，电热水壶至少正常工作多长时间才能把这壶水加热到100？（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100，至少需要多长时间？电热水壶型号：91400电压：220V频率：50Hz功率：1000W最大水量：1kg5、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=4.2103J/（kg），天然气的热值q=4.2107J/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1.41010J/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、如图甲所示为盾构机，盾构机在地下掘进时，为了保证隧道方向不出偏差，采用了激光自动导向系统。图乙所示是盾构机的结构图，在推进液压缸的推动下，刀盘向前切割泥巴，收入土仓，再由螺旋输送机往后输送泥浆到皮带输送系统。如表是盾构机的有关数据： 盾构机长/m盾构机直径/m盾构机质量/t每分钟前进距离/mm推进系统功率/kW刀盘功率/kW最大推进力/kN螺旋输送量/m3h-1576.61100808095036000360（1）刀盘向前切割泥巴过程中，温度升高，这是通过_的方式改变内能的。用水循环给滚刀降温，这是利用水的_较大的原理；（2）盾构机在地下掘进时，下列说法中正确的是_（多选，填字母符号）；A激光器可以固定在地面上B盾构机的激光导向应用了光的反射定律C激光器必须固定安装在盾构机上D盾构机的激光导向应用了光的直线传播（3）若泥土的密度为2103kg/m3，则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量是_t；（4）当推进系统以最大的推进力工作时，推进效率是_；（5）盾构机的推进液压缸有30个，每个液压缸的原理图如丙所示的容器，里面装有密闭液体，容器两端活塞的面积分别是S1、S2，其中大活塞连接刀盘。作用在两个活塞的压力分别是F1、F2，根据帕斯卡原理，把一个力施加在一端的活塞上，产生的压强通过密闭液体传到另一端的的活塞上，两个活塞受到密闭液体的压强相等。这样就能够将较小的力通过液体放大，使刀盘获得了较大的推进力。已知液压缸两端活塞面积之比S1S2120，如果要刀盘产生最大的推进力，每个缸的S1端应该要至少施加_N的力。2、为了探究物质温度升高的幅度与哪些因素有关，某实验小组同学用相同的酒精灯分 别加热质量和初温都相同的液体（设加热时液体每分钟吸收的热量相等），实验过程及观察 到的现象如图所示。请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论。分析比较图中（a）与（b）与（c）可得出的初步结论是：质量相等的 _物质， 吸收热量越多，温度升高的幅度_；分析比较图中（c）与（d）可得出的初步结论是：质量相等的_物质，要使它 们温度升高幅度相同，吸收的热量_。-参考答案-一、单选题1、D【详解】A改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；B由物体放热公式的变形可得根据上式可得，当物质的质量m和吸收的放出的热量Q放相同时，温度下降量t越大，物质的比热容c越小，故B错误；C柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C错误；D液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。故选D。2、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。3、D【详解】A汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；B柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；C汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；D汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。故选D。4、D【详解】A热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；B雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；C同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；D汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。故选D。5、C【详解】ABC热值是燃料自身的一种属性，大小与燃料的质量、温度、燃烧情况无关，故AB错误，C正确；D根据公式Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量多少与燃料的热值、燃料的质量有关，与燃烧时的温度无关，故D错误。故选C。6、D【详解】A比热容只和物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；所以，柴油用去了一半，质量和体积均减小一半，而比热容不变，故A错误；B热传递中传递的是热量（能量），不能说传递温度，故B错误；C因为柴油机吸入气缸的只有空气，在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故C错误；D单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做热值，热值与质量和是否完全燃烧无关，只与燃料种类有关，故D正确。故选D。7、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。8、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)=4.2103J/(kg)0.1kg(100-20)=3.36104J即酒精灯在8min内放出的热量为3.36104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36104J。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=0.004g3107J/kg=1.2105J那么酒精灯的加热效率故D错误。故选C。9、A【详解】B用酒精灯加热，是通过热传递的方式使得水的内能增加，产生大量水蒸气，故B错误；C酒精灯燃烧时，把化学能转化为内能，故C错误；D水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能转化为木塞的机械能木塞冲出；此时水蒸气的内能减少，温度降低，液化为小水滴，即我们看到的白雾，故D错误；A 在汽油机的做功冲程中，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，所以汽油机的做功冲程是此原理的应用，故A正确。故选A。10、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。二、填空题1、 热传递 内能【详解】12冬天天气很冷，哈气搓手取暖，其中“哈气”是呼出的高温气体的热量传递给低温的手，使手的内能增加。因此是通过热传递改变内能；“搓手”的过程是通过摩擦的方式使手的内能增加，把机械能转化为内能。2、 做功 C 30【详解】1图A中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能。2 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；C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；汽油机的做功冲程中将内能转化为机械能，因此与做功冲程原理相同的是C实验；且汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是B图。3飞轮转速是表示每秒飞轮转动60圈，要经过120个冲程，对外做功30次。3、 大 浅【详解】1烈日炎炎的夏季，水和沙土同时接受阳光的照射，加热条件相同，在相同时间内，物质所吸收到的热量是相同的，因为水的比热容大，水的温度升高的慢，所以人站在水中时感觉凉爽，而当人赤脚走在沙土地上时却感到烫。2从岸上看清澈池塘的深度比实际的要浅，是由于光从水中射入空气中，在水面处发生光的折射而产生的现象。4、 硝化棉燃烧 增加 压缩【详解】12当把活塞迅速压下去后，活塞压缩气体做功，气体的内能增加，温度也会随之上升，当温度达到硝化棉的着火点时，会看到硝化棉燃烧。3活塞压缩空气使空气内能增加，这是机械能转化为内能，在内燃机四个冲程中，只有压缩冲程是机械能转化为内能，所以这一过程与内燃机工作的压缩冲程原理相同。5、 热传递 比热容 减小【详解】1人们用热水袋取暖时，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，温度升高，这是通过热传递的方式来改变物体的内能。2因为水相对于其他物质来说，比热容较大，在质量相同、降低温度相同时，水比其他物质放出的热量更多，所以热水袋里要装水。3用水取暖的过程中，人体从热水袋吸收热量，使得人体内能增大，水的内能不断减小，热量从热水袋传递给人体。三、计算题1、（1）；（2）【详解】解：（1）菜油的质量m=2kg，比热容为c菜油=2.0103J/（kg），菜油的初始温度为t0=10，末温度为t=160，菜油吸收的热量为（2）由题意得，天然气的热值为q=4.0107J/m3，天然气完全燃烧释放的热量为由Q放=qV得，完全燃烧天然气的体积为答：（1）菜油吸收的热量为6105J；（2）菜油吸收的热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧1.5105m3的天然气。2、（1）0.1m3；3.2106J（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3.2106J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。3、（1）1.8104J；（2）7.9104m3【详解】解：（1）由题意可知，牛奶的体积为V=250mL=2.5104m3故可得牛奶的质量为故牛奶升温时吸收的热量为（2）由题意可知，天然气灶的效率为60%，故完全燃烧天然气放出的热量为由Q放=Vq可得需要天然气的体积为答：（1）这些牛奶吸收的热量为1.8104J；（2）加热这些牛奶约需要7.9104m3的天然气。4、（1）3.36105J；（2）6.16min；（3）456.3s【详解】解：（1）水吸收的热量（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，则壶体吸收的热量把这壶水加热到100消耗的电能电热水壶至少正常工作多长时间（3）该电热水壶的电阻水壶的实际功率需要加热时间答：（1）水吸收的热量是3.36105J；（2）电热水壶正常工作6.16min才能把这壶水加热到100；（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100，至少需要456.3s。5、（1）3.36107J；（2）40%；（3）16666.7kg【详解】解：（1）水吸收的热量Q吸=c水m水（tt0）=4.2103J/（kg）100kg（10020）=3.36107J（2）2m3天然气完全燃烧放出的热量Q放=V天然气q=2m34.2107J/m3=8.4107J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=1m31.41010J/m3=1.41010J锅炉效率不变，由可得水吸收的热量Q吸=Q放=40%1.41010J=5.6109J由Q吸=cm（tt0）得水的质量答：（1）水吸收的热量为3.36107J；（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、 做功 比热容 AD 5.4 60% 60000【详解】（1）1刀盘向前切割泥巴过程中，刀盘与泥巴之间摩擦生热，温度升高，这是通过做功的方式改变内能的。2用水循环带走盾构机产生的热量，这是利用了水的比热容较大的特性，因为在质量和升高的温度均相同时，水吸收的热量多。（2）3 AC在工作时，应将激光器可以固定在地面上，不能安装在盾构机上，因为盾构机是运动的，故A正确，C错误；BD工程师们用激光束来引导盾构机沿直线掘进，利用的是光在均匀介质中沿直线传播的，故B错误，D正确。故选AD。（3）4螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的体积则螺旋输送机每分钟从土仓里输送出来的泥土的质量 （4）5当推进系统以最大的推进力工作时，每分钟前进距离为80 mm，推进系统功率80 kW，则推进效率（5）6盾构机的推进液压缸有30个，如果要刀盘产生最大的推进力，则因为两个活塞受到密闭液体的压强相等，由得 又因为液压缸两端活塞面积之比S1S2120，则解得2、 同 越大 不同 不等【详解】12由图（a）、（b）、（c）可知，都是加热相同质量的水，因为相同的酒精灯相同时间内放出的热量相同，所以加热时间越长，水吸收热量就越多，温度升高的幅度也越大。3 4 由（c）与（d）可知，加热相同质量的两种物质，一种是水，一种是煤油，两种物体升高到同一温度时，加热时间不同，因此吸收热量也不同。