解析卷沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题练习试卷(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专题练习
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、如图所示描述的物理过程，下列分析正确的是（　　）

A．图甲：厚玻璃筒内的空气被压缩时，空气的温度升高，内能不变
B．图乙：瓶子内的空气推动塞子做功后，瓶子内空气的内能增大
C．图丙：试管内的水蒸气推动塞子冲出时，水蒸气的内能增加
D．图丁：汽缸内的气体推动活塞向下运动，内能转化为机械能，气体内能减少
2、如下表列出一些物质的比热容，根据表中数据，下列判断错误的是（　　）
物质
水
煤油
冰
铝
铜
比热容

A．不同物质的比热容可能相同
B．一杯水凝固成冰后，比热容会变化
C．用水作为暖气中的传热介质是因为水的比热容大
D．铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多
3、某汽油机的四个冲程如图所示，在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是（ ）

A．① B．② C．③ D．④
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、以下四幅图中，说法正确的是（　　）

A．图甲所示，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的做功冲程相同，都是机械能转化为内能
B．图乙所示，小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能减少
C．图丙所示，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能
D．图丁所示，下落的小球压缩弹簧到最短过程中，小球的动能一直减少
6、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
7、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
8、2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．与大气摩擦，内能增加
9、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
10、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，加热过程中，温度随时间变化的图像如图所示，从图中看出（　　）

A．液体A的比热容大 B．两种液体的比热容相等
C．液体B的比热容大 D．无法比较
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、用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热过程中，两种液体的温度T随加热时间t变化的图像如图所示，分析图像得出：A液体的比热容______B液体的比热容。（选填“大于”或“小于”）

2、热水器将质量为20kg、温度为15℃的水加热到65℃，消耗天然气0.15m3，在此过程中水吸收的热量是______J，热水器的热效率是______。[c水=4.2×103J/（kg·℃）；q天然气=3.2×107J/m3]
3、如图所示，热熔钻工艺是在金属薄板上一次加工出孔的技术，热熔钻采用耐磨耐高温的硬质材料做成，钻头与薄板接触时，钻头高速旋转，使钻头与薄板之间剧烈摩擦，用______（选填“做功”或“热传递”）的方式瞬间达到几千摄氏度的高温，将______能转化为______能，由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速______（填物态变化名称），钻头继续向下施加压力，就会贯穿出一个孔。

4、汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，活塞往复运动______次｡
5、把1kg的水从60℃开始加热至沸腾，温度随时间变化的图像如图所示，由图像可知，水的沸点是______℃，沸腾过程的特点是______；这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是______J。（）

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、小明用天然气将质量为2kg的水从25℃加热到75℃，完全燃烧天然气放出的热量有20%被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3J。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）需要完全燃烧天然气的体积。
3、燃气热水器的优点是加热较快、热效率高。某品牌燃气热水器采用天然气做燃料，当只有该热水器工作时，把40kg的水从20℃加热到60℃，天然气表的示数增加了，已知水的比热容为。天然气的热值为。试求：
（1）此过程中，水吸收的热量是多少？
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该热水器本次加热的效率是多少？
4、如图所示是一款家用电饭锅，其工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。该种电饭锅的简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝，其相关参数如下表。求：
额定电压
220V
加热功率
880W
保温功率
220W
（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流；
（2）电热丝R1的阻值；
（3）若不计热量损失，该电饭锅正常工作，把质量为0.55kg、初温为20℃的水加热到100℃，需要多少秒？ [c水=4.2×103J/（kg·℃）]

5、某同学估算煤气灶烧水时的效率，他在烧水壶中装入水，烧水前的水为20℃，将水加热至100℃，立即关闭煤气，烧水前、后燃气表的示数变化“”，该同学查得煤气的热值，水的密度，水的比热容为，求：
（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、为了探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，实验室中准备了以下仪器：两个规格相同的电加热器，两个相同的酒精灯，火柴，两个相同的烧杯，适量的水和食用油，两支温度计，手表，铁架台。
（1）为了完成实验，还需要的测量仪器有______；
（2）为了准确地控制物体吸收热量的多少，在上述提供的热源中，选______比较合理；
（3）本实验中通过______来确定吸收热量的多少。记录的实验数据如下：

质量/g
温度升高10℃
所需要时间/s
温度升高20℃
所需要时间/s
温度升高30℃
所需要时间/s
食用油
30
64
89
124
水
30
96
163
220
（4）分析表中的实验数据可知；质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，食用油吸收的热量小于水吸收的热量，即如果吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，______（选填“食用油”或“水”）升高的温度更高。
2、小组同学比较沙子和水的比热容，实验装置如图甲、乙所示。

（1）在两个相同的易拉罐内分别装入初温、_________相同的沙子和水。
（2）用两盏相同的酒精灯同时加热沙子和水，加热过程中需用玻璃棒不断搅拌。搅拌的目的是：_________。测得实验数据如表格所示。
加热时间/
0
1
2
3
4
5
温度/
沙子
18
22
29
37
45
—
水
18
19
21
23
25
27
（3）时，温度计显示沙子的温度如图丙所示，其读数为_________。
（4）加热相同的时间，发现沙子的温度升得更高，有同学认为此过程中沙子吸收热量比水吸收热量多，该观点_________（正确/错误）。
（5）分析数据可得沙子的比热容_________（小于/等于/大于）水的比热容。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．图甲中厚玻璃内的空气被压缩时，活塞对空气做功，瓶内空气温度升高，空气的内能增加，故A错误；
B．图乙中瓶子内的空气推动塞子跳起时，空气对活塞做功，空气的内能减小，故B错误；
C．图丙中试管内的水蒸气推动了塞子冲出时，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，水蒸气的内能减少，故C错误；
D．图丁中汽缸内的气体推动活塞向下运动时（即做功冲程），内能转化为机械能，气体的内能减少，故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
A．由表格知，不同物质的比热容一般不同，但也有相同的，比如煤油和冰的比热容相同，故A正确，不符合题意；
B．由表格知，水和冰的比热容不相同，所以一杯水凝固成冰后，比热容会变化，故B正确，不符合题意；
C．在生活中用水作为暖气中的传热介质是因为水的比热容较大，与其它液体在相同质量时，降低相同的温度能放出更加多的热量，故C正确，不符合题意；
D．由表格知，铝的比热容大于铜的比热容，那么质量相同的铝和铜升高相同的温度，铝吸收的热量更多，如果没有质量相同这个前提条件，则无法判断吸热的情况，故D错误，符合题意。
故选D。
3、C
【详解】
A．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图①可知，活塞向上运动，排气门打开，所以图①是排气冲程，故A不符合题意；
B．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图②可知，活塞向下运动，进气门打开，所以图②是吸气冲程，故B不符合题意；
C．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图③可知，活塞向下运动，两门关闭，所以图③是做功冲程，故C符合题意；
D．汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下个冲程是做功冲程，有图④可知，活塞向上运动，两门关闭，所以图④是压缩冲程，故D不符合题意。
故选C。
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、B
【详解】
A．塞子冲出时，是试管内气体的内能转化为塞子增加的机械能，与内燃机的做功冲程能量转化相同，故A错误；
B．小孩从滑梯上面匀速滑下时，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，机械能减少，故B正确；
C．搓手的过程是通过做功的方式改变内能，故C错误；
D．在运动过程中小球受重力与弹簧的弹力，当两力大小相等时，小球速度最大，即小球的速度先增大后减小，则小球的动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
6、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。
7、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。
8、D
【详解】
在飞船减速着陆的过程中，质量不变，速度减小，高度减小，因此动能减小，重力势能也减小，机械能等于动能和势能之和，则飞船的机械能也减小；飞船减速着陆时，与大气摩擦，克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能，则飞船的内能增加，故ABC错误，D正确。
故选D。
9、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。
10、C
【详解】
根据可知，质量相同时，吸收相同的热量，比热容大的，温度升高的较少，比热容小的，温度升高的多。根据题意，两种液体质量相等，使用完全相同的电加热器加热两分钟，两种液体吸收的热量相等，从图像中可以看出，A液体温度升高的较多，液体B的较少，所以液体A的比热容较小，B的比热容较大。
故选C。
二、填空题
1、小于
【详解】
[1]用两个完全相同的电加热器分别给质量相同的A、B两种液体同时加热，加热相同的时间，两种液体吸收的热量相同，从图像可知，吸收相同的热量，A液体温度变化的快，B液体温度变化的慢，可知A液体的比热容小于B液体的比热容。
2、          87.5%
【详解】
[1]水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)= 4.2×103J/（kg·℃）×20kg×（65℃-15℃）=4.2×106J
[2]消耗的天然气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J
热水器的热效率为

3、     做功     机械     内     熔化
【详解】
[1]当钻头与薄板相互摩擦时，两者的内能都会增大，温度急剧升高；即摩擦生热是通过做功的方法改变物体的内能的；
[2][3]此过程中将机械能转化为内能。
[4] 由于温度超过金属的熔点，钻头附近的金属迅速由固态变为液态，即金属被熔化。
4、     25     50
【详解】
[1][2]四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为

表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
5、     98     继续吸热，温度保持不变    
【详解】
[1]液体沸腾时保持不变的温度叫沸点，由图像可知，水的沸点是98℃。
[2]从时刻开始，虽继续加热，但水的温度保持不变，故沸腾过程的特点是继续吸热，温度保持不变。
[3]这些水由60℃加热至90℃需要吸收的热量是

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）4.2105J；（2）0.06m3
【详解】
解：（1）根据吸热公式可知，水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg•℃)2kg(75℃25℃)=4.2105J
（2）由Q放×20%＝Q吸得

由热值计算公式可知，需要的天然气体积为

答：（1）这些水吸收的热量为4.2105J；
（2）需要完全燃烧天然气的体积为0.06m3。
3、（1）；（2）；（3）80%
【详解】
解：（1）水吸收的热量是

（2）天然气完全燃烧放出的热量是

（3）该热水器本次加热的效率是

答：（1）此过程中，水吸收的热量是；
（2）消耗的天然气完全燃烧放出的热量是；
（3）该热水器本次加热的效率是80%。
4、（1）1A；（2）165Ω；（3）210s
【详解】
解：由可知，当开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅功率为处于加热状态；当开关S断开时，R1、R2串联连入电路，此时电饭锅功率为处于保温状态。
（1）由得电饭锅保温状态下的电流

（2）开关S闭合时，只有R2连入电路，此时电饭锅处于加热状态，由得电热丝R2的阻值

开关S断开时，电路中R1，R2串联，此时电饭锅处于保温状态，电路中总电阻为

电热丝R1的阻值为
R1=R总-R2=220Ω-55Ω=165Ω
（3）水吸收的热量
Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/(kg·℃)×0.55kg×(100℃-20℃)=1.848×105J
不计热量损失消耗的电能
W=Q吸=1.848×105J
由得，加热这些水需要的时间

答：（1）该电饭锅在保温状态下的工作电流1A；
（2）电热丝R1的阻值165Ω；
（3）加热这些水需要的时间210s。
5、（1）；（2）20%
【详解】
解：（1）水质量为

水吸收的热量

（2）燃气燃烧放热

燃气灶烧水效率

答：（1）水吸收的热量；
（2）燃气灶烧水效率20%。
四、实验探究
1、     天平     两个规格相同的电加热器     加热时间     食用油
【详解】
（1）[1]物体吸收热量的多少与质量、比热容和温度的变化量有关，为探究物体温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，需要保持质量相同，故需要天平来测量液体的质量。
（2）[2]由于酒精灯加热时火焰温度不稳定，难以保证相同时间产生相同的热量，所以应选择两个规格相同的电加热器，功率相同时放出的热量更稳定。
（3）[3]热量的多少难以直接测量，实验选用相同的加热器，可以保证在相同的时间产生相同的热量，本实验通过加热时间来确定吸收热量的多少，采用了转换法。
（4）[4]质量相同的水和食用油，升高相同的温度时，食用油吸收的热量小于水吸收的热量，表明食用油的比热容小，根据热量计算公式，在吸收相同的热量，质量相同的水和食用油，食用油的比热容小，温度变化量大，即食用油升高的温度更高。
2、     质量     让物质受热均匀     52     错误     小于
【详解】
（1）[1]要比较沙子和水的比热容，利用控制变量法要控制初始温度相同，同时质量也要相同。
（2）[2]加热的时候用玻璃棒搅拌的目的是让水和沙子受热均匀。
（3）[3]根据温度计的刻度，可知此时温度为52度。
（4）[4] 加热相同的时间，相同初始温度，相同质量的水和沙子吸收的热量是等量的，此时升高的温度不同证实它们的比热容不同。
（5）[5]根据比热容的公式可知：相同初始温度相同质量的不同物质，吸收相同热量后升高的温度越高的，其比热容越小。即沙子的比热容小于水的比热容。