基础强化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(详解版).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、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
2、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
3、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
4、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
5、下列实例中，通过做功改变物体内能的是（　　）
A．物体放在取暖器旁温度升高
B．反复弯折铁丝，弯折处温度升高
C．食品放入电冰箱后温度降低
D．医生用冰袋给发热的病人降温
6、如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是（　　）

A．进气门打开，排气门关闭 B．喷油嘴喷出雾状汽油
C．靠飞轮的惯性完成 D．内能转化为机械能
7、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
8、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
9、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
10、随州的气候适宜兰草的生长，兰花盛开时，吸引了大量游客前来观赏，很远就能闻到兰花的香味。走进观看，甚至会看到兰花的叶片上挂着晶莹的露珠。下列说法中正确的是（　　）
A．兰花的叶片上出现露珠，是因为叶片的温度高于外界的气温
B．晶莹的露珠到中午消失不见是液化现象，需要吸热
C．花香四溢不属于扩散现象
D．一般来说兰花中午比晚上更香，其中一个原因是温度越高，分子热运动越剧烈
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、我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车（如图）。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能起到降温作用。其原理是______；该雾炮车的发动机是柴油机，柴油机四个冲程中的______冲程实现了机械能转化为内能。雾炮车一直保持速度大小不变运动，则行驶过程中车的动能______（选填“变大”、“变小”、“不变”）。

2、如图甲所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热。这是通过___________的方式改变水的内能。加热一段时间后，橡胶塞在水蒸气压力的作用下冲出去。其能量转化情况与四冲程热机___________冲程相同。如图乙所示，在测量滑动摩擦力大小的实验中，用弹簧测力计拉着木块水平向右做___________运动，木块受到的滑动摩擦力大小等于拉力大小。这里通过测量拉力大小来间接测出摩擦力大小，运用了___________（选填“转换法”或“放大法”）。

3、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______。
4、实验室温度计玻璃泡里的液体通常用煤油，在温度计示数上升过程中，煤油的内能是通过______的方式增大的。
5、在一个标准大气压下做“探究水的沸腾”实验时，把初温为20℃质量为100g的水加热到沸腾，水至少需要吸收______J的热量。如果酒精完全燃烧所放出的热量有40%被水吸收，则需要______g酒精。（c水＝4.2×103J/（kg•℃），q酒＝3.0×107J/kg）
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、小华在家里将装有2kg水的水壶放到天然气灶上去烧，如图所示，用温度计测量水从20℃加热至80℃的过程中，天然气表的数字变化了0.035m3.（天然气的热值q=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）天然气灶的效率。

2、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以108km/h的速度在平直路面上匀速行驶900m，此过程中发动机的实际功率为69kW。汽油的热值q=4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25%。求小汽车在这段路程中：
（1）发动机所做的功；
（2）消耗汽油的质量。
3、如图甲是某电热水壶的电路图，铭牌如图乙。R为加热器，温控器S是一个双金属片温控开关，当温度较低时，其处于闭合状态，加热器加热。当水沸腾后，S会自动断开进入保温状态，从而实现了自动温度开关控制（设加热器电阻阻值一定）。[已知:水的比热容c=4.2103J/（kg·℃），1L=10-3m3]。求：
（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是多少？
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是多少？
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是多少?
（4）用如图丙所示的电能表单独测量该电热水壶消耗的电能，实际加热时。3min电能表中间的铝质圆盘转动了24转，此时电路消耗的实际功率是多少?

4、小琦家新安装了一台容积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射水温由原来的25℃升高到45℃（已知:水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）、焦炭的热值q=3.0×107J/kg、水的密度ρ=1.0×103kg/m3）。问:
（1）在这4h内水吸收的热量为多少焦耳?
（2）若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克的焦炭?
5、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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、小社同学用如图甲所示的装置给质量都为100g和初温都为70℃的水和煤油加热（加热装置完全相同实验过程忽略热散失），图乙是根据实验过程记录的数据作出的两种液体的温度随时间变化的图象。

（1）实验过程中通过______（选填“升高温度”或“加热时间”）来反映物质吸收热量的多少；
（2）若要在不改变装置的情况下，为了使水和煤油在相同时间升高相同的温度，应减少______（选填“水”或“煤油”）的质量，升高相同的温度后，水吸收的热量______（选填“大于”、“等于”或“小于”）食用油吸收的热量。______的吸热能力强些；
（3）已知水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），则煤油的比热容是______J/（kg•℃）；
（4）通过观察图象分析水在第3分钟到第4分钟沸腾过程中吸收的热量是______J。
2、小媛在初三总复习时认识到，水吸收的热量可以定量测量了，她想重新设计一个实验证明：“当液体的质量和升高的温度相同时，液体的比热容越大，液体吸收的热量越多”。实验桌上有三个完全相同的烧瓶，烧瓶内分别装有质量相等的水、酒精和煤油、完全相同的温度计、阻值为5Ω且不变的电阻丝R。图是小媛已经设计好的电路，请利用该电路及秒表，帮助小媛完成实验设计。请你写出主要实验步骤，画出实验数据记录表。已知：c水>c酒精>c煤油且大小已知。
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格。

-参考答案-
一、单选题
1、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。
2、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。
3、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。
4、C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
5、B
【详解】
A．在取暖器旁的物体，温度升高，属于热传递改变物体的内能，故A不符合题意；
B．反复弯折铁丝，弯折处发烫，属于做功改变物体的内能，故B符合题意；
C．食品放入电冰箱，温度降低，属于热传递改变物体的内能，故C不符合题意；
D．医生用冰袋给发热的病人降温属于热传递改变物体的内能，故D不符合题意。
故选B。
6、D
【详解】
A．如图所示，是做功冲程，进气门、出气门都关闭，故A错误；
B．该内燃机是汽油机，是火花塞点火，而不是喷油嘴喷柴油，故B错误；
C．做功冲程中飞轮的转动是靠汽油的内能转化为机械能，并不是靠惯性完成的，故C错误；
D．做功冲程，将内能转化为机械能，故D正确。
故选D。
7、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。
8、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。
9、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。
10、D
【详解】
A．露珠的形成是由于空气中的水蒸气遇冷液化形成，因此叶片的温度低于外界的气温，故A错误；
B．露珠到中午消失不见，是因为液态的露珠由液态变成了气态，这是汽化现象，汽化要吸热，故B错误；
C．花香四溢说明分子在做无规则运动，这属于扩散现象，故C错误；
D．温度越高，分子无规则运动越剧烈，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     水汽化吸热     压缩     变小
【详解】
[1]喷向空中的水雾在空中散失了，能起到降温作用，是因为水汽化吸热的缘故。
[2]柴油机四个冲程中的压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体对气体做功，使得气体的温度升高、内能增大，将机械能转化为内能。
[3]雾炮车一直保持速度大小不变运动，前进的过程中向空中喷雾使得汽车的质量变小，则行驶过程中车的动能变小。
2、     热传递     做功     匀速直线     转换法
【详解】
[1]改变物体内能的方式有热传递和做功，给水加热，这是通过热传递的方式改变水的内能。
[2]高温的水蒸气把橡胶塞推了出去，这是把内能转化为了机械能，热机的四个冲程中只有做功冲程实现了把内能转化为机械能。
[3]做匀速直线运动的物体处于平衡状态，要受到平衡力的作用，此时水平方向上的拉力等于摩擦力。
[4]实验中不能直接测出摩擦力的大小，只能通过二力平衡的原理，把摩擦力的大小转换为拉力的大小进行测量。
3、     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。
4、热传递
【详解】
在温度计示数上升过程中，煤油从被测物体吸收热量，内能增加，是通过热传递的方式增大煤油内能的。
5、     3.36×104     2.8
【详解】
[1]由题意可知，水的质量m＝100g＝0.1kg，一个标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热量
Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×0.1kg×（100℃﹣20℃）＝3.36×104J
[2]由可得，需要的酒精完全燃烧释放的热量

由Q放＝mq可得，需要燃烧酒精的质量

三、计算题
1、（1）；（2） ；（3）36%
【详解】
解：（1）水吸收的热量
Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg⋅℃)×2kg×(80℃-20℃)=5.04×105J
（2）天然气完全燃烧放出的热量

（3）天然气灶的效率

答：（1）水吸收的热量为5.04×105J；
（2）天然气完全燃烧放出的热量为1.4×106J；
（3）天然气灶的效率是36%。
2、（1）；（2）0.18kg
【详解】
解：（1）汽车的速度为
v=108km/h=30m/s
由 得汽车的行驶时间为

汽车发动机的功率为

发动机所做的功为

（2）汽油燃烧释放的热量为

由Q=mq得汽油的质量为

答：（1）发动机所做的功是；
（2）消耗汽油的质量是0.18kg。
3、（1）48.4Ω；（2）10000J；（3）525000J；（4）0.8kW
【详解】
（1）当温度较低时，温控器S处于闭合状态，而R0短路，电路为R的简单电路，电路电阻较小，根据P=可知，电水壶处于加热状态，由表中数据知加热功率为1000W，由P=UI=得，加热电阻的阻值为
R====48.4Ω
即加热器的阻值是48.4Ω。
（2）若正常工作时，对加热器通电10s产生的热量
Q=W=P加热t=1000W×10s=10000J
即加热器通电10s产生的热量是10000J。
（3）一满壶水的质量
m=V=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg
水吸收的热量
Q吸=cmΔt=4.2103J/（kg·℃）×2.5kg×(75℃-25℃)=525000J
即水吸收的热量是525000J。
（4）电热水壶消耗的电能
W= kWh=0.04 kWh
电热水壶的实际功率
P===0.8 kW
即电路消耗的实际功率是0.8 kW。
答：（1）该电热水壶正常加热工作时，其加热器的阻值是48.4Ω；
（2）该电热水壶正常加热工作时，对加热器通电10s产生的热量是10000J；
（3）将电热水壶装满初温为25℃的水加热到75℃，水吸收的热量是525000J；
（4）此时电路消耗的实际功率是0.8 kW。
4、（1）；（2）
【详解】
解（1）水吸收的热量为

（2）燃烧焦炭所释放的能量

需要燃烧焦炭的质量为

答：（1）在这4h内水吸收的热量为。
（2）需要燃烧的焦炭。
5、（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℃。
四、实验探究
1、     加热时间     水     等于     水     2.1×103     4.2×103J
【详解】
（1）[1]物质吸收热量的多少，是通过对一个物质加热时间来判断的，加热时间越长，吸收热量越多。
（2）[2]由乙图可知，相同质量的水和煤油，加热相同时间，水升高的温度比煤油小，所以应减小水的质量；
[3][4]实验中只改变了质量，加热时间依然相同，因此吸收的热量相同，根据公式可知，加热时间相同的情况下，升高温度相同，质量与比热容成反比，质量越小，比热容越大，因此水的比热容大，吸热能力强些。
（3）[5]由乙图可知，0～3min煤油温度的变化量为
Δt=t-t0=130℃-70℃=60℃
则煤油吸收的热量为
Q煤油=c煤油m煤油Δt
0～3min水温度的变化量为
Δt′=t′-t0′=100℃-70℃=30℃
则水吸收的热量为
Q水=c水m水Δt′
因为对相同质量的煤油和水，加热时间相同，所以煤油和水吸收热量相同，即Q煤油=Q水，所以
c煤油m煤油Δt= c水m水Δt′
则煤油的比热容为

（4）[6] 第2min到第3min内，由乙图可知，水吸收的热量为

因为加热器不变，加热相同质量的水，在相同时间内，水吸收的热量相同，即水在第3min到第4min内吸收的热量与水在第2min到第3min内吸收的热量相同，均为4.2×103J。
2、（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）根据实验要求，要证明液体质量和升高相同温度时，液体的比热容越大，液体吸收的热量越多，可设计实验，让质量相同的不同液体升高相同的温度，比较加热时间即可，可知：实验步骤：
①测出水的初温t1，用酒精灯给装有水的烧瓶加热，测出水的末温t2，用Δt=t2-t1计算水升高的温度Δt，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c水记录在表格中。
②测出酒精的初温t1，用酒精灯给装有酒精的烧瓶加热，测出酒精的末温t2，当t2-t1和水升高的温度Δt相等时停止加热，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c酒精记录在表格中。
③测出煤油的初温t1，用酒精灯给装有煤油的烧瓶加热，测出煤油的末温t2，当t2-t1和水升高的温度Δt相等时停止加热，用停表读出加热时间t，并把测量数据和c煤油记录在表格中。
（2）实验数据记录表
c/J/(kg·℃)

t1/℃

t2/℃

Δt/℃

t/min