考点攻克沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评试题(解析版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机综合测评
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、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（　　）

A．
B．乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C．0~8min乙吸收的热量为
D．该酒精灯的加热效率为28%
2、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
3、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
4、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
5、下列四张图中利用热传递来改变物体内能的是　　
A．钻木取火 B．煤炉烧水
C．压缩空气升温 D．搓手取暖
6、为了探究热传递过程中高温物体、低温物体温度变化的特点，小明做了如下实验，将盛有30℃冷水的小烧杯放入盛有70℃热水的大烧杯中，分别用温度传感器测量两杯水的温度变化情况，绘制成如图所示的图象。下列说法正确的是（　　）

A．热水和冷水到达同一温度的时间是不同的 B．热水温度下降速度比冷水温度升高速度慢
C．热水放出的热量小于冷水吸收的热量 D．热水的质量可能小于冷水的质量
7、中华文明源远流长，博大精深。古诗词是我国传统文化瑰宝，有的优美词句还与我们物理知识有着联系。下列词句与对应的物理知识叙述正确的是（　　）
A．“清寒小雪前”，雪的温度很低，它的内能为零
B．“沙暖睡鸳鸯”，同水相比沙的比热容大些
C．“床前明月光，疑是地上霜”，霜实际是固态，由水蒸气凝华形成
D．“大地阳和暖气生”，大地内能的增加是太阳通过做功方式实现的
8、下列说法错误的是（　　）
A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽——热传递
B．冬天搓手取暖——做功改变物体的内能
C．酒精喷在手上感到凉快——液化吸热
D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜——凝华
9、下列说法正确的是（　　）
A．0℃的物体内能为零 B．0℃的等质量的水和冰的内能相等
C．同一物体温度升高，内能增大 D．甲传热量给乙，说明甲内能大
10、如图所示，图中所描述的物理过程，下列分析中正确的是（　　）

A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的内能减少
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气的内能增大
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能减少
D．图丁，是做功冲程，汽缸内的气体推动活塞向下运动时，气体的内能增大
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、请根据如表中提供的信息，回答下列问题：
物质
比热容 J/（kg·℃）
物质
比热容 J/（kg·℃）
银
0.14×103
沙石
0.92×103
水
4.2×103
冰
2.1×103

（1）由于水比沙石的比热容大，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量，水升高或降低的温度比沙石______，所以沿海地区的昼夜温差比内陆地区______；（两空均选填“大”或“小”）
（2）一杯质量为0.2kg的水，温度从70℃降到20℃，在此过程中，水放出的热量为______J，水的比热容______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；
（3）冷却食品时，0℃的水与0℃的冰相比，用______冷却效果更好，你判断的依据是______。
2、2020 年 11 月 24 日，我国用长征五号运载火箭成功将“嫦娥五号”发射升空，开启我国首次地外天体采样返回之旅，火箭用液态氢为燃料是因为氢气的______大，氢气燃烧将内能转化为机械能，该能量的转化与四冲程汽油机工作时的______冲程相同，汽油机飞轮转速为3600r/min，该汽油机每秒对外做功_______次。
3、小明家有两口轻重不同的铁锅，长期使用的过程中发现：把菜倒入火辣辣的锅中，如果用重的那口，火力依旧，很适合“爆炒”；如果用轻的那口，火力大减，立刻就变得“温吞吞”的。这是因为重的那口锅，内能较______，温度降低得较______的缘故。
4、汽油机工作时是___________能与___________能相互转化的过程，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功________次。
5、为了使材料硬度增大，部分金属工件需要进行淬火处理，即将工件升温到较高温度保持一段时间后再快速冷却。某工厂用天然气处理炉对质量为40kg的钢工件进行淬火处理，耗用0.25m3天然气将工件从20℃加热到550℃，然后投入淬火池的水中迅速冷却，淬火池中的水温度为20℃，质量为460kg，已知天然气热值q=4.0×107J/m3，钢的比热容c钢=0.46×103J/（kg•℃），水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），所耗用的天然气完全燃烧放出的热量 ___________J，钢工件与水开始达到热平衡的温度为 ___________℃。（不计热量损失）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、飞机在高空中飞行时，在恒定的水平推力F作用下，以720km/h的速度沿水平方向匀速航行1h，需要燃烧的航空煤油4800kg。已知飞机发动提供的机械功率是3.2×107W，航空煤油的热值为4×107J/kg。试求：在这1h内：
（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是多少？
（2）发动机获得水平推力F是多大？
（3）该飞机发动机的热机效率是多大？
2、《成都市低碳城市建设2019年度计划》中提出，我市将完善城市绿色交通体系，新增110辆氢燃料电池公交车。氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世纪最理想的能源，[c水=4.2×103J/(kg•℃)；q氢=1.4×108J/kg]求：
（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；
（2）若这些热量全部被质量为200kg，温度为10℃的水吸收，求水升高的温度。
3、图1是小亮家某品牌小厨宝（小体积快速电热水器）。某次正常加热工作中，其内胆装有5L的水，胆内水的温度随时间变化的图像如图2所示。已知水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107J/m3，求：
（1）该小厨宝内胆装有水的质量为多少kg？
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为多少J？
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧多少m3煤气？

4、一辆汽车以20m/ s 的速度在平直的公路上匀速行驶了3km，受到的阻力为1200N，燃烧了0.3kg汽油。（汽油的热值 q =4.6×107J/kg ）求：
（1）牵引力做了多少功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）发动机的效率。
5、燃气灶烧水时，在一标准大气压下把质量为2kg、初温为20℃的水加热至沸腾，共燃烧了0.02m3天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为8.4×107J/m3.求：
（1）水吸收的热量；
（2）天然气完全燃烧放出的热量；
（3）燃气灶烧水时的效率。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、比较不同物质吸热的情况：
如图甲所示，用相同规格的电加热器给质量相同的水和食用油加热，记录数据并绘制出两种液体温度随加热时间变化的图象。

（1）由图象可知，水和食用油升高相同的温度，_____的加热时间更长，说明它的吸热能力更强。换用多种液体进行实验，发现不同物质在质量相同、升高的温度相同时，吸收的热量一般不同。为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了 _____这个物理量；
（2）实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这种方法叫 _____法；
（3）实验中水的质量是400g，0～3min内它吸收的热量是 _____[]；
（4）继续给水加热，水沸腾后温度计的示数如图乙所示，则它的沸点是 _____。取出电加热器后，水停止沸腾，说明水在沸腾的过程中需要 _____热量。
2、物理课上，实验小组同学用如图甲所示的装置做“观察水的沸腾”实验：

（1）组装器材，应先固定图甲中的部件______（选填“A”或“B”）；
（2）图乙是水沸腾时温度计的示数，可知实验室的气压______（选填“大于”、“小于”或“等于”）一标准大气压；实验中如果增大水面的气压，则水的沸点将______（选填“升高”或“降低”）；
（3）实验结束后，撤去酒精灯，发现烧杯中的水并没有立即停止沸腾，主要的原因是______；
（4）小明和小红同学用相同的装置完成实验，如图丙是根据测得的数据画出水沸腾的图像，若两次实验过程中酒精灯在相同时间内释放的热量相同，水升温快慢不同是因为水的______（选填“质量”、“初温”或“比热容”）不同。

-参考答案-
一、单选题
1、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)=4.2×103J/(kg⋅℃)×0.1kg×(100℃-20℃)=3.36×104J
即酒精灯在8min内放出的热量为3.36×104J，那么乙在8min内吸收的热量为3.36×104J。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=0.004g×3×107J/kg=1.2×105J
那么酒精灯的加热效率

故D错误。
故选C。
2、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。
3、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。
4、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
改变物体内能有两种方式，分别为做功和热传递：
A．钻木取火，机械能转化成内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故A不符合题意；
B．煤炉烧水，水吸收热量，温度升高，内能增大，是通过热传递的方式增加水的内能，故B符合题意；
C．压缩空气，使空气升温，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故C不符合题意；
D．用“搓手”的方法取暖，机械能转化为内能，是通过做功的方式改变物体内能的，故D不符合题意。
故选B。
6、D
【详解】
A．由图可知，400s左右时，热水和冷水到达同一温度40℃，所以热水和冷水到达同一温度的时间是相同的，故A错误；
B．400s内，热水温度由70℃下降到40℃，下降30℃；冷水30℃上升到40℃，上升10℃，热水温度下降比冷水温度升高得快，故B错误；
C．实验中不可避免有热量损失，所以热水放出热量大于冷水吸收的热量，故C错误；
D．热水降低的温度

冷水升高的温度

由公式可知，Q、c相同时，m与Δt成反比，Δt越大m越小，如果不存在热损失，热水的质量小于冷水的质量，如果热损失比较少，会导致热水质量只变大一点点，那热水质量还是小于冷水质量，如果热损失很多会导致热水质量变得更大，就有可能大于冷水的质量，当然也可能刚好等于冷水的质量，故D正确。
故选D。
7、C
【详解】
A．任何物体都具有内能，不管温度多低，故雪的温度虽然低，但它的内能不为零，故A错误；
B．水比沙子的比热容大，故B错误；
C．霜是固态的小冰晶，由水蒸气遇冷直接凝华形成，故C正确；
D．大地内能的增加是太阳通过热辐射传给地球的，是通过热传递的方式增加大地的内能，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．人吃冰淇淋，感觉很凉爽，是因为人的体温较高，冰淇淋的温度较低，两者存在温度差，发生热传递，人的体温降低，感觉很凉爽，故A正确，不符合题意；
B．改变物体内能的两种方式，做功和热传递；冬天搓手取暖，双手互相摩擦，双手温度升高，内能增加，这是通过做功改变物体的内能，故B正确，不符合题意；
C．酒精喷在手上感到凉快，酒精是液体，容易汽化，在手上容易汽化，汽化要吸热，吸收手的热量，手温度降低，人感到凉快，所以这是汽化吸热，故C错误，符合题意；
D．夏天刚从冰箱拿出来的冰棍外有白霜，是因为冰棍长时间在冰箱内，温度较低，空气中的水蒸气直接凝华成小冰晶，即冰棍外的白霜，这是凝华现象，故D正确，不符合题意。
故选C。
9、C
【详解】
A．一切物体都有内能，故0℃的物体也有内能，即0℃的物体内能不为零，故A错误；
B．水结成冰时，要放出热量，内能减小，所以质量相等的0℃的水的内能大于0℃的冰的内能，故B错误；
C．同一物体，质量一定，温度升高，其内能增大，故C正确；
D．甲物体传递了热量给乙物体，说明甲物体的温度高，不能说明甲内能大。故D错误。
故选C。
10、C
【详解】
A．图甲，厚玻璃筒内的空气被压缩时，活塞对筒内空气做功，机械能转化为内能，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙，瓶子内的空气推动塞子跳起时对塞子做了功，内能转化为机械能，空气的内能减少，故B错误；
C．图丙，试管内的水蒸气推动塞子冲出时对塞子做了功，内能转化为机械能，水蒸气的内能减少，故C正确；
D．图丁两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，在做功冲程汽缸内的高温高压的燃气推动活塞向下运动时对外做功，内能转化为机械能，气体的内能减少，故D错误。
故选C。
二、填空题
1、     小     小     4.2×104     不变     0℃的冰     见解析
【详解】
（1）[1][2]水的比热容比沙石的比热容大，由Q=cmΔt可知，相同质量的水和沙石，吸收或放出相等的热量时，水升高或降低的温度比沙石小，沿海地区的昼夜温差比内陆地区小。
（2）[3]水放出的热量
Q放=cm(t0-t)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(70℃-20℃)=4.2×104J
[4]比热容是物质的一种特性，水温度降低、状态不变，则水的比热容大小不变。
（3）[5][6]质量相同的0℃的冰和0℃的水，虽然温度相同，但是0℃的冰变成0℃的水多一个熔化吸热过程，直到冰全部熔化后温度才可能继续上升。所以质量相同的0℃的冰和0℃的水，升高到相同温度，0℃的冰吸热更多一些，故质量相同的0℃的冰冷却效果更好。
2、     热值     做功     30
【详解】
[1]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的液态氢和其它燃料相比，液态氢可以释放出更多的热量。
[2]氢气燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能；四冲程汽油机工作时做功冲程将内能转化为机械能，二者能量转化形式相同。
[3]四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，则该飞轮每秒钟转60圈。因为一个工作循环飞轮转2圈，完成4个冲程，做功一次，故汽油机每秒对外做功30次。
3、     大     慢
【详解】
[1][2]重的那口锅质量大，和轻的那口相比，若温度相同，则重的锅内能大，放热时，温度降低得会较慢，即末温较高，火力依旧，适合爆炒。
4、     内     机械     10
【详解】
[1][2]热机工作中有吸气、排气冲程无能量转换，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
[3]热机的一个工作循环有4个冲程，飞轮转动2圈，对外做功1次。若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功的次数为

5、     1×107     25
【详解】
[1]天然气完全燃烧放出的热量
Q放=Vq=0.25m3×4×107J/m3=1×107J
[2]设钢工件与水开始达到热平衡的温度为t，根据题意可知，工件放出的热量等于水吸收的热量

即
0.46×103J/（kg•℃）×40kg×（550℃﹣t）=4.2×103J/（kg•℃）×460kg×（t﹣20℃）
解得：t=25℃。
三、计算题
1、（1）1.92×1011J；（2）1.6×105 N；（3）60%
【详解】
（1）煤油完全燃烧放出的热量为：
Q放＝qm＝4×107J/kg×4800kg＝1.92×1011J
（2）该飞机水平匀速飞行的速度为
v＝720km/h＝200m/s
发动机获得的水平推力为

（3）该飞机沿水平方向匀速航行1h，则发动机做的功为
W＝Pt＝3.2×107 W×1h＝3.2×107 W×3600s＝1.152×1011J
发动机的热效率为
η＝
答：（1）航空煤油完全燃烧放出的热量是1.92×1011J；
（2）发动机获得水平推力F是1.6×105 N；
（3）该飞机发动机的热机效率是60%。
2、（1）4.2×107J；（2）50℃
【详解】
解：（1）完全燃烧0.3kg的氢燃料放出的热量
Q放=m氢q氢=0.3kg×1.4×108J/kg=4.2×107J
（2）由题意可知，水吸收的热量
Q吸=Q放=4.2×107J
由Q吸=cm∆t得水升高的温度

答：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量为4.2×107J；
（2）水升高的温度为50℃。
3、（1）5kg；（2）6.3×105J；（3）0.02m3
【详解】
解：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为
m=ρ水V=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg
（2）由图2可知，在5min的加热时间里，水的初温t0=20℃，末温t=50℃，水升高的温度为
Δt=50℃-20℃=30℃
则水吸收的热量
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×30℃=6.3×105J
（3）煤气完全燃烧放出的热量

需要煤气的体积

答：（1）该小厨宝内胆装有水的质量为5kg；
（2）由图象可知，加热5min，水吸收的热量为6.3×105J；
（3）若水吸收的热量由煤气燃烧来提供，且煤气完全燃烧放出的热量仅75%被水吸收，则至少要燃烧0.02m3煤气。
4、（1）3.6×106J；（2）1.38×107J；（3）26.1%
【详解】
解：（1）汽车在平直公路上匀速行驶，则水平方向上所受牵引力和摩擦力是一对平衡力，所以牵引力
F=f=1200N
牵引力所做的功
W=Fs=1200N×3×1000m=3.6×106J
（2）汽油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=0.3kg×4.6×107J/kg=1.38×107J
（3）发动机的效率

答：（1）牵引力做了3.6×106J的功；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为1.38×107J；
（3）发动机的效率为26.1%。
5、（1）6.72×105J；（2）1.68×106J；（3）40%
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）燃气灶烧水时的效率

答：（1）水吸收的热量6.72×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量1.68×106J；
（3）燃气灶烧水时的效率40%。
四、实验探究
1、     水     比热容     转换     3.36×104J     98℃     吸收
【详解】
（1）[1]我们使用相同的电加热器通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。由图象可知，质量相同的水和食用油升高相同的温度，水的加热时间长，则水吸收的热量多，说明水的吸热能力更强。
[2]不同物质的吸热能力一般不同，为了表示不同物质的这种性质差别，物理学中引入了比热容这个物理量。
（2）[3]根据（1），实验中通过加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少，这种方法是转换法。
（3）[4]实验中水的质量是
m＝400g＝0.4kg
它吸收的热量是

（4）[5]继续给水加热，水沸腾后温度计的示数如图乙所示，温度计的分度值为1℃，示数为98℃，所以水的沸点是98℃。
[6]取出电加热器后，水无法吸收热量，水会停止沸腾，说明水在沸腾的过程中需要吸收热量。
2、     B     小于     升高     见解析     质量
【详解】
（1）[1]由于要用酒精灯的外焰加热，所以需先根据酒精灯固定图甲的B的高度，目的是使用酒精灯的外焰加热。
（2）[2]如图乙是水沸腾时温度计的示数，温度计的分度值是1℃，所以测出的水的沸点是99℃；因为标准大气压下水的沸点是100℃，99℃低于100℃，所以当时气压小于1个标准大气压。
[3]液体沸点随气压的增大而升高，实验中如果增大水面的气压，水的沸点会升高。
（3）[4]实验结束后，撤去酒精灯后，由于水能从铁圈和石棉网上继续吸热，所以烧杯里的水并没有立即停止沸腾。
（4）[5]图丙中，酒精灯在相同时间内释放的热量相同，加热相同的时间，水吸收的热量相同，两次水温度的变化量不同，水的比热容不变，由Q=cmΔt可知水的质量不同导致水升温快慢不同。