强化训练-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机难点解析试卷(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机难点解析
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、关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）
A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
2、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
3、如图所示，炽热的岩浆从覆盖着皑皑白雪的火山上喷涌而出。下列说法正确的是（　　）

A．白雪温度低，内能小 B．岩浆温度高，内能大
C．白雪温度低，分子热运动停止 D．岩浆温度高，分子热运动剧烈
4、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
5、汽车发动机用水作冷却液，是因为水的（　　）
A．比热容大 B．密度大 C．体积大 D．内能大
6、下列现象和推断不符合实际的是（　　）

A．现象：抽去玻璃板，两瓶中的气体都会变成红棕色。推断：分子在不停地做无规则运动
B．现象：稍稍用力向上拉玻璃板，弹簧测力计示数变大。推断：分子间只有引力没有斥力
C．现象：棉花被点燃。推断：外界对物体做功，物体的内能增大，温度升高
D．现象：当塞子跳起时瓶内出现白雾。推断：物体对外界做功，物体内能减小，温度降低
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、下列有关热学知识的叙述中，正确的是（　　）
A．用砂轮磨刀，有火星迸出是采用做功的方式改变了物体的内能
B．一杯水的温度由 30℃降低到 10℃ ，放出热量，内能减小，比热容减小
C．一定质量的酒精完全燃烧时的热值比不完全燃烧时的热值大
D．夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水的比热大
9、中华美食与物理知识息息相关，以下分析正确的是（　　）
A．麻花被炸得金黄是因为油的熔点高
B．开大火能使正在沸腾的火锅汤温度升高
C．蒸汤包是通过做功的方式增加汤包的内能
D．烤鸭香气四溢说明分子在永不停息地做无规则运动
10、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
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、一个标准大气压下，将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾，水吸收的热量是_____J．小明家天然气热水器的热效率是84%，他某次洗澡，耗水40kg，自来水进热水器的温度是24℃，出热水器的温度是40℃，小明这次洗澡消耗天然气________m3．已知水的比热容是4.2×10³ J/(kg℃)，天然气的热值是3.2×107J/m3．
2、沙漠地区昼夜温差大，主要原因是砂石的比热容较小。初温为20℃，质量为50kg的砂石吸收3.6×106J的热量后，温度升高到______℃ 。[砂石的比热容为0.9×103J(kg·℃)]。
3、人骑电动自行车下坡时重力势能_______（选填“增大”、“减小”或“不变”）。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，机械能________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，这是通过________的方式改变刹车片的内能。
4、在2022年北京冬奥会上，中国队在短道速滑混合团体接力赛中获得第一枚金牌。在比赛过程中，运动员通过用力向后蹬冰，使其加速前进，说明物体间力的作用是______的。在滑行过程中，冰刀温度升高，内能增加，是通过______的方式改变了它的内能。
5、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｡
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、如图甲所示是一款深受消费者认可的家用多功能锅，它能实现高温､中温和低温三种加热功能，图乙是它的铭牌，图丙是它的内部电路简图。[c锅=4.0×103J/（kg·℃）]
（1）处于低温档时，电路中电流为多少？
（2）求该多功能锅处于高温档时的额定功率；
（3）不计热量损失，某次实际使用中温挡将质量为3kg､初温为20℃的一锅粥升至84℃需要25分钟，求此时家庭电路的实际电压。

2、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

3、小明的爸爸从商店买回一只电磁炉，并赠送一只可放在上面加热的水壶，该水壶的质量0.8kg，正常使用最多可盛2.5L水，底面积2dm2。
求：（1）该水壶最多可以盛多少kg的水？
（2）该水壶盛最多的水放在电磁炉上烧，水壶对电磁炉的压强是多少？
（3）通常情况下，将一壶水从20℃加热到沸腾需要吸收热量多少？（g＝10N/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃））
4、一辆汽车以30m/s的速度在平直的高速公路上匀速行驶了2.3km，受到的阻力为900N，燃烧了0.15kg汽油。（汽油的热值q=4.6×107J/kg）求：
（1）牵引力做功的功率；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量；
（3）汽油机的效率。
5、小华家里用的是天然气灶，他尝试估测该灶的效率。小华用容量为5L的水壶装满水，水的初温是20℃，然后将水烧开。烧水前天然气表的示数是2365.02m3，水刚烧开时天然气表的示数变为2365.12m3，天然气的热值为3.2×107J/ m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），当地大气压为标准大气压。求：
（1）水吸收的热量Q吸（不计水的热量损失）；
（2）天然气完全燃烧放出的热量Q放；
（3）天然气灶的效率η。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小明同学为了比较不同物质的吸热能力，在两个相同的烧杯中分别装入质量相同的牛奶、豆浆，用相同的酒精灯和相同的温度计同时进行了如图所示的实验，得到了如下表所示的实验数据。
名称
质量/g
温度升高10℃加热时间/s
温度升高20℃加热时间/s
温度升高30℃加热时间/s
牛奶
350
260
460
720
豆浆
350
220
330
550

（1）该实验需要的测量工具有天平、_____和 _____；
（2）在实验中，小明同学采用的实验方法是使牛奶、豆浆都升高 _____（选填“相同”或“不同”）的温度，通过比较加热 _____的多少来反映物质吸收热量的多少；
（3）分析上表数据可知，当温度都升高30℃，牛奶吸收的热量 _____（选填“大于”、“小于”或“等于”）豆浆吸收的热量，这表明 _____的吸热能力强。
2、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。

-参考答案-
一、单选题
1、B
【详解】
A．热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消耗相同的燃料，做功较多，故A错误。
B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，多用在重型机器上，故B正确；
C．热机的效率是有用功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功占的比值越大，功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快，效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，故C错误；
D．根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多，故D错误。
故选B。
2、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。
3、D
【详解】
A．内能和质量温度都有关，白雪温度低，内能不一定小，故A错误；
B．内能和质量温度都有关，岩浆温度高，内能不一定大，故B错误；
C．白雪温度低，分子热运动的不剧烈，不是停止，故C错误；
D．分子热运动的剧烈程度与温度有关，温度越高，分子热运动的越剧烈，岩浆温度高，分子热运动剧烈，故D正确。
故选D。
4、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。
5、A
【详解】
因为水的比热容大，相同质量的水和其它物质比较，升高相同的温度，水吸收的热量多，所以人们用冷水冷却发动机。
故选A。
6、B
【详解】
A．抽去玻璃板后，两瓶中的气体逐渐混合，属于扩散现象，说明气体分子在不停地做无规则运动，故A正确，不符合题意；
B．缓慢向上提拉与水面接触的玻璃板，弹簧测力计示数变大，分子间同时存在引力和斥力，分子间距离较大，表现的是分子间的引力，故B错误，符合题意；
C．将活塞迅速下压，压缩气体做功，使筒内的气体内能增大，气体温度升高，达到硝化棉的燃点，使硝化棉燃烧，故C正确，不符合题意；
D．向烧瓶内打气，当瓶塞跳出时，瓶内气体膨胀对外做功，温度降低，内能减小，水蒸气液化形成白雾，说明物体对外界做功，物体内能减小，故D正确，不符合题意。
故选B。
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、A
【详解】
A．用砂轮磨刀，有火星迸出是因为磨刀时克服摩擦做功，采用做功的方式改变了物体的内能，将机械能转化为内能，故A正确；
B．一杯水的温度由 30℃降低到 10℃ ，放出热量，温度降低，内能减小，比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与温度、吸放热及内能无关，故比热容不变，故B错误；
C．热值是燃料的一种特性，只与燃料种类有关，与燃烧程度无关，故C错误；
D．夏天在地面上洒水，感觉到凉快主要是因为水蒸发吸热有致冷作用，故D错误。
故选A。
9、D
【详解】
A．麻花被炸得金黄是因为油的沸点高，故A错误；
B．火锅汤沸腾时，温度保持在沸点不变，故开大火时火锅汤温度仍保持在沸点不变，故B错误；
C．蒸汤包时，对汤包进行加热，是通过热传递的方式增加汤包的内能，故C错误；
D．烤鸭香气四溢，是因为分子在永不停息地做无规则运动，分子扩散进人的鼻子，从而闻到烤鸭的香味，故D正确。
故选D。
10、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。
二、填空题
1、     3.36×105     0.1
【详解】
一个标准大气压下水的沸点是100℃，则将质量1.0kg的水从20℃加热到沸腾需要吸收的热量是Q=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105 J；初温为24℃，质量为40kg的自来水温度升到40℃需要吸收的热量为Q吸=cm△t=4.2×10³ J/(kg℃)×40kg×（40℃-24℃）=2.688×106 J，因天然气热水器的热效率是84%，根据η=，则天然气需要放出的总热量为Q放===3.2×106 J．再根据燃料放热公式Q放=Vq，则消耗天然气为V===0.1m3．
2、100
【详解】
由知道，砂石吸收3.6×106J的热量后温度升高

故吸热后砂石的温度是

3、     减小     不变     做功
【详解】
[1]人骑电动自行车下坡时，质量不变，高度减小，重力势能减小。
[2]到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，质量不变，速度不变，动能不变，机械能不变。
[3]刹车后很快停了下来，发现刹车片很烫，摩擦生热，通过做功的方式改变物体的内能。
4、     相互     做功
【详解】
[1]运动员用力向后蹬冰，运动员对冰面有力的作用，运动员加速前进，表明运动员也受到了冰面的反作用力，说明物体间力的作用是相互的。
[2]在滑行过程中，冰刀与冰面摩擦，将机械能转化为内能，是通过做功的方式来增加内能的。
5、     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。
三、计算题
1、（1）0.73A；（2）1000W；（3）176V
【详解】
解：（1）处于低温档时，电路中电流为

（2）开关S1断开，S2接b时，两个电阻串联，为低温档，此时电路的电阻为

开关S1闭合，S2接b时，R2短路，为中温档，R1的电阻为

R2的电阻为
R2=R-R1=302.5Ω-60.5Ω=242Ω
开关S1闭合，S2接a时，两个电阻并联，为高温档，则高温档时的额定功率
P高= P中+ P2= P中+ =800W+=1000W
（3）不质量为3kg､初温为20℃的一锅粥升至84℃吸收的热量是

不计热量损失，中温挡时，消耗的电能和吸收的热量相等，则中温挡时的实际功率为

此时家庭电路的实际电压

答：（1）处于低温档时，电路中电流为0.73A。
（2）该多功能锅处于高温档时的额定功率为1000W。
（3）不计热量损失，某次实际使用中温挡将质量为3kg､初温为20℃的一锅粥升至84℃需要25分钟，此时家庭电路的实际电压176V。
2、（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。
3、（1）2.5kg；（2）1650Pa；（3）8.4×105J
【详解】
解：（1）水的体积为
V=2.5L=2.5×10-3m3
则水的质量为
m=ρV=1000kg/m3×2.5×10﹣3m3=2.5kg
（2）水壶对电磁炉的压强

（3）水吸收热量
Q=cmΔt=4.2×103J/（kg•℃）×2.5kg×（100℃﹣20℃）=8.4×105J
答：（1）水壶最多可以盛2.5kg的水；
（2）水壶对电磁炉的压强是1650Pa；
（3）将一壶水从20℃加热到沸腾需要吸收热量8.4×105J。
4、（1）2.7×104W；（2）6.9×106J；（3）30%
【详解】
解：（1）已知汽车匀速行驶时所受的阻力
f=900N
由二力平衡条件可知，汽车的牵引力为
F=f=900N
则牵引力做功的功率为
P=Fv=900N×30m/s=2.7×104W
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量为
Q放=qm=4.6×107J/kg×0.15kg=6.9×106J
（3）汽车匀速行驶2.3km做的功为
W=Fs=900N×2.3×103m=2.07×106J
汽油机的效率为

答：（1）牵引力做功的功率2.7×104W；
（2）这些汽油完全燃烧放出的热量6.9×106J；
（3）汽油机的效率30%。
5、（1）1.68×106J；（2）3.2×106J；（3）52.5%
【详解】
解：（1）水的质量

水吸收的热量

（2）天然气放出的热量

（3）天然气灶的效率

答：（1）水吸收的热量Q吸为；
（2）天然气放出的热量为；
（3）天然气灶的效率。
四、实验探究
1、     温度计     停表     相同     加热时间     大于     牛奶
【详解】
（1）[1][2]在实验过程中需要用天平测质量，用温度计观察两种液体升高的温度，用停表记录时间，所以该实验需要的测量工具有天平，温度计和停表。
（2）[3][4]由实验表格可以知道，牛奶和豆浆所用质量相同，每次都是让它们升高相同的温度，来比较加热时间从而反映出物质吸热的多少。
（3）[5][6]由实验表格数据可知，当温度都升高30℃，牛奶所用的加热时间比豆浆长，又因为相同的酒精灯加热相同时间提供的热量相同，则加热时间越长物质吸收的热量越多，所以当温度都升高30℃，牛奶吸收的热量大于豆浆吸收的热量；由可知，两种质量相同的不同的物质，升高相同温度时，吸收热量越多的比热容更大，所以牛奶的比热容更大，其吸热能力更强。
2、     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。