2022-2023学年度沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机章节训练试卷(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章节训练
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、2021年10月16日，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射情景如图，下列描述正确的是（　　）

A．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
B．火箭点火升空过程中是由机械能转化为内能
C．喷出的燃气主要通过热传递使空气内能增大
D．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
2、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
3、国家速滑馆在冬奥会历史上首次采用“二氧化碳跨临界直冷制冰”技术。技术原理简化如图，下列说法正确的是（　　）

A．CO2经过压缩机时温度降低 B．CO2经过冷凝器时发生凝华
C．CO2经过膨胀阀时发生升华 D．CO2经过蒸发器时吸收热量
4、关于温度、热量、内能，以下说法正确的是（　　）
A．物体的温度升高，所含的热量也越多
B．物体的温度不变，内能也可能变化
C．0℃的冰没有内能
D．冰熔化时吸收热量，温度升高，内能增加
5、质量相等的甲、乙两种液体吸收相同的热量后，甲升高的温度高于乙升高的温度。由此可知（　　）
A．甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B．降低相同的温度，质量相等的甲液体放出的热量比乙液体放出的热量多
C．甲、乙两种液体相比较，乙液体更适合作冷却剂
D．甲物质的熔点高于乙物质的熔点
6、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
7、如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　）

A．试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D．水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同
8、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
9、下列说法正确的是（　　）
A．如果物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像一定不断变大
B．一个物体受到力的作用，其运动状态不一定会发生改变
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大且一定要从外界吸收热量
D．若浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，则该固体和液体的密度一定相等
10、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
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、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”）。

2、酒精的热值是3.0×107J/kg，酒精炉中装有100g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是______J，则剩余部分酒精的热值是______ 。
3、完全燃烧140g焦炭所放出的热量有60%被初始温度是10、质量为10kg的水吸收，则水吸收的热量为______J，水温将升高到______℃。（[，]，在1个标准大气压下）
4、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，它们的温度随时间变化的图象如图所示。根据图象可知：加热相同的时间，液体___________的温度升高比较快；两者相比，液体B的比热容比较___________。

5、端午佳节，粽香万里。煮粽子是通过_________方式增大粽子内能的；煮熟的粽子散发出香味，这是______现象。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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=3.2×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（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。
2、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2.0×103J/（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4.0×107J/m3）？
3、某汽车发动机采用氢气和汽油两种燃料工作，可自由切换。氢气和汽油的热值分别取q氢气＝1.5×108J/kg、q汽油＝5×107J/kg。小明驾驶该车沿平直公路以75km/h的速度由甲地匀速行驶到乙地，设燃料在气缸内均完全燃烧，汽车行驶中所受阻力为1000N，发动机输出的能量全部用来驱动汽车行驶全程分两个阶段，如图所示：
阶段一：以汽油为燃料，汽车匀速行驶1h后到达丙地，此过程中消耗了5kg汽油。
阶段二：从丙地开始，小明切换氢气为燃料，汽车仍以75km/h的速度匀速行驶最终到达乙地，此过程中发动机的效率为60%，消耗了3kg的氢气。
（1）求阶段一中汽油燃烧释放的热量。
（2）求阶段一中汽车发动机的效率。
（3）求甲、乙两地之间的距离。

4、如图所示是某款燃气热水器，热效率可达75%，工作4分钟可以使15L的水从20℃升高到70℃，求：
（1）15L水的质量；
（2）加热4min水吸收的热量；
（3）加热4min该燃气热水器消耗天然气的体积。（水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值约为4×107J/m3）

5、《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。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、去年暑假小明在爸妈的陪同下去邵水河畔玩要。他发现赤脚踩在水里清凉舒服，回到岸上踩在沙子上却很烫，对此很好奇，他设计了如图甲所示的装置探究“水和沙子谁的吸热本领大”。实验数据记录如下：

质量m/g
升高的温度℃
加热的时间s
沙子
50
20
120
水
50
20
200
（1）此实验中把沙子或者水吸收热量的多少转换为______（“升高温度的多少”或“加热时间的长短”）；
（2）分析实验数据可得：质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，说明______（选填“水”或“沙子”）的吸热本领大；

（3）粗心的小明实验完成后忘记熄灭酒精灯，发现烧杯中的水已经沸腾，此时温度计示数如图乙，请读出此时水的温度是______℃；
（4）由（3）小题可知当地气压______（选填“大于”“等于”或“小于”）标准大气压。
2、完成下面两个实验：
（1）如图甲所示为小江探究“凸透镜成像规律”的实验物置。

①如图甲所示，此时光屏上能成清晰的像，由此可知小红选用凸透镜的焦距为______。cm。
②将蜡烛向右移动10cm，同时移动光屏，再次成清晰的像，生活中的______（选填“照相机”、“投影仪”或“放大镜”）就是利用了这样的成像原理；
③蜡烛燃烧一段时间后变短，小江发现原来在光屏中央的像移到了中央偏上位置，若想使像再次位于光屏中央，应将透镜向______方移动。（选填“上”或“下”）
（2）小渝想通过实验比较水和食用油的吸热本领，设计了如下探究实验：

①取两个相同的烧杯，分别装入______（选填“质量”或“体积”）相等、初温相同的水和食用油。
②使用相同的酒精灯，对盛有水和食用油的烧杯进行加热，一段时间后中，其中一支温度计的示数如图乙所示，其读数是______ ℃；
③小渝根据实验数据绘制的温度随时间变化的图像如图丙所示，通过分析可知,可得出______（选填“水”或“食用油”）的吸热本领大。

-参考答案-
一、单选题
1、C
【详解】
A．火箭发射时出现的大量“白气”是由于大量的水蒸气遇到冷空气液化形成的小水珠，属于液化现象，故A错误；
B．火箭点火升空过程中消耗燃料，燃料燃烧释放的内能转化为使火箭升空的机械能，故B错误；
C．喷出的燃气时释放大量热量，主要通过热传递使空气内能增大，故C正确；
D．火箭喷出燃气时，周围空气温度升高，故周围空气分子的热运动加快，故D错误。
故选C。
2、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。
3、D
【详解】
A．CO2经过压缩机时，活塞压缩气体，对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增加，温度升高，故A错误；
B．气态CO2经过冷凝器变为液态CO2，发生的是液化，故B错误；
C．液态CO2经过膨胀阀变为气态，发生的是汽化，故C错误；
D．液态CO2经过蒸发器变为气态，发生的是汽化现象，汽化吸热，故D正确。
故选D。
4、B
【详解】
A．热量是过程量，描述它的术语只能用 “吸收”和“放出”，不能用“含有”，故A错误；
B．内能与物体的质量、温度以及状态有关，物体的温度不变，内能也可能变化，例如晶体熔化时，吸收热量，温度不变，内能变大，故B正确；
C．一切物体都有内能，0℃的冰也有内能，故C错误；
D．冰是晶体，在熔化过程，吸热温度不变，内能增加，故D错误。
故选B。
5、C
【详解】
A．根据Q吸＝cmDt，甲乙吸收热量相同，质量相等，Dt甲＞Dt乙，所以甲的比热容小于乙的比热容，故A不符合题意；
B．甲的比热容小于乙的比热容，根据Q放＝cmDt，降低相同的温度，质量相等，所以甲放出热量小于乙放出热量，故B不符合题意；
C．甲的比热容小于乙的比热容，说明乙的吸热本领强，用乙液体作冷却剂更合适，故C符合题意；
D．比热容跟物质的熔点没有关系，根据比热容关系不能判熔点高低，故D不符合题意。
故选C。
6、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。
7、D
【详解】
A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。
故选D。
8、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。
9、B
【详解】
A．物体逐渐向凸透镜靠近，则所成的像不一定不断变大，例如物体位于焦点以内时，物体逐渐向凸透镜靠近像则变小，故A错误；
B．物体受到平衡力的作用时，运动状态不发生变化，故B正确；
C．一个物体的温度升高，其内能一定会增大，可能是因为从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，故C错误；
D．浸没在液体中的固体所受浮力和重力等大，如果该固体是实心的，则该固体和液体的密度相等；如果是空心的，不一定相等，故D错误。
故选B。
10、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。
二、填空题
1、     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。
2、     1.5×106     3.0×107J/kg
【详解】
[1]酒精放出的热量
Q放=qm=3.0×107J/kg×0.05kg=1.5×106J
[2]热值是燃料的一种特性，热值的大小与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧程度无关，则剩余部分酒精的热值不变，仍为3.0×107J/kg。
3、          70
【详解】
[1]水吸收的热量

[2]水升高的温度

水温将升高到

4、     A     大
【详解】
[1][2]由图像可知，当给A和B加热10min时，A由30℃升高到70℃，升高了40℃，B由20℃升高到40℃，升高了20℃，液体A升温较快，比热容较小，液体B升温慢，B的比热容比较大。
5、     热传递     扩散
【详解】
[1]煮粽子时粽子吸收热量、温度升高，是通过热传递方式增加粽子内能的。
[2]因为分子在永不停息地做无规则运动，所以能闻到煮熟的粽子散发出的香味，这是扩散现象。
三、计算题
1、（1）0.1m3；3.2×106J（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3.2×106J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。
2、（1）；（2）
【详解】
解：（1）菜油的质量m=2kg，比热容为c菜油=2.0×103J/（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=4.0×107J/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6×105J；
（2）菜油吸收的热量由天然气燃烧来提供，则需要完全燃烧1.5×105m3的天然气。
3、（1）2.5×108J；（2）30%；（3）3.45×105m
【详解】
解：（1）阶段一中汽油燃烧放出的热量

（2）因为车做匀速直线运动，所以
F牵引力=f阻力=1000N
阶段一中车运动的路程

阶段一中车做的有用功
W1=F牵引力s=1000N×7.5×104m=7.5×107J
阶段一中汽车发动机的效率

（3）3kg的氢气完全燃烧放出的热量

因为

又因为

所以甲、乙两地之间的距离
s=s1+s2=7.5×104m+2.7×105m=3.45×105m
答：（1）阶段一中汽油燃烧释放的热量为2.5×108J；
（2）阶段一中汽车发动机的效率为30%；
（3）甲、乙两地之间的距离为3.45×105m。
4、（1）15kg；（2）；（3）0.105m3
【详解】
解：（1）水的质量
m水=ρ水V水=1×103kg/m3×15×10-3m3=15kg
（2）加热4min水吸收的热量
Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×15kg×(70℃-20℃)=3.15×106J
（3）燃气完全燃烧放出的热量

需要天然气的体积

答：（1）15L水的质量是15kg；
（2）加热4min水吸收的热量是；
（3）加热4min该燃气热水器消耗天然气的体积是0.105m3。
5、（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℃。
四、实验探究
1、     加热时间的长短     水     98     小于
【详解】
（1）[1]通过加热时间的长短来反映水和沙子吸收的热量，因为相同的时间内，释放的热量相同，水和沙子吸收的热量相同。
（2）[2]质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水吸收的热量大于沙子吸收的热量，水的比热容量大，故水的比热容大。
（3）[3]从下到上示数变大，且分度值为1℃，故读数为98℃。
（4）[4]水的沸点为98℃，而在标准大气压下水的沸点为100℃，大气压小于标准大气压时，水的沸点低于100℃，故填小于。
2、     15.0     投影仪     下     质量     67     水
【详解】
（1）[1]由图甲可知， u=v=30.0cm，此时物体和像都位于二倍焦点上， 因此

[2] 将蜡烛向右移动10cm，物距为20.0cm，大于一倍焦距而小于二倍焦距，成倒立、放大的实像，生活中的投影仪就是利用这样的成像原理。
[3]蜡烛成实像时，像是倒立的，蜡烛燃烧变短，烛焰向下移动，烛焰的像就会向上移动。由于像、物和光心在同一直线上，可以把凸透镜向下移动，像就会向下移动回到光屏的中央。
（2）[4] 由于物质吸热的多少与物质的质量有关，比较水和食用油的吸热本领，要控制水和食用油的质量相同。
[5]图乙所示的温度计分度值是1℃，液柱上表面与60℃刻度线上方第7格相平，所以示数为67℃。
[6]由图丙可知：相同质量的水和食用油吸收相同的热量，水的温度升高的更低，如果水和食用油升高相同的温度，水吸收的热量要比食用油多，说明水的吸热本领大。