2022-2023学年沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题测试试卷(含答案详解版).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题测试
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、甲、乙两种材料不同的金属块，它们的质量相等，同时投入沸水中充分加热，先把甲金属块从沸水中取出投入一杯冷水中，热平衡后，水的温度升高了t，取出甲金属块（不计水的质量变化），再把乙金属块由沸水投入该杯水中，热平衡后又使水温升高了t，则两金属块的比热容关系是（　　）
A．c甲＜c乙 B．c甲=c乙 C．c甲>c乙 D．以上情况都有可能
2、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
3、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
4、在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（　　）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5、汽车的发动机大多数是内燃机，内燃机是热机的一种，下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（　　）
A．热机排出的尾气没有内能 B．热机的效率能达到100%
C．热机的大量使用会造成环境污染 D．汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能
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、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%
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、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
10、内能是一种常见的能量形式，关于内能下列说法正确的是（　　）
A．0°C的水不具有内能
B．温度高的物体一定比温度低的物体内能多
C．静止的物体不具有内能
D．内能与物体的温度有关
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、小明使用家用天然气热水器将50L初温为10℃的自来水加热到40℃洗衣，这些水吸收热量为_______J，若观察到加热前天然气表的示数是2021.8117m3，加热后天然气表的示数如图所示，则该热水器的热效率为______%。（取q天然气＝3.5×107J/m3）

2、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。
3、如图所示是流星经过大气层与空气摩擦发热、发光的一幅照片，这个现象说明_____（选填“热传递”或“做功”）可以改变物体的内能：长征二号PT2运载火箭外表涂有一层特殊物质，利用该物质在高温下先熔化、再汽化时要_____热（选填“吸”或“放”），从而避免高速运行的火箭温度过高．

4、额定功率为1000W的电热水壶，内装1L、初温为20℃的水，若接通电源后，正常工作350s后使得水温升高到100℃，则该电热水壶的加热效率为_______。[ρ水＝1.0×103kg/m3，]
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、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。
2、氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是22世纪最理想的能源，目前许多城市投放使用了氢燃料新能源公交车。【已知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20℃的水吸收，求水升高的温度。
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶多长时间？

3、某同学在研究“沙子和水谁的吸热本领大”时，选用了两只完全相同的酒精灯用完全相同的方式分别给质量都是的沙子和水加热。他绘制出沙子与水的温度随加热时间变化的图像分别如图、图所示。已知酒精的热值，加热时酒精灯平均每2分钟消耗酒精。已知水的比热容，求：
（1）加热沙子吸收的热量；
（2）沙子的比热容；
（3）若将加热后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是多少。（结果保留整数）

4、有一个电热水壶，铭牌如表所示，不计热量的散失，不考虑温度对电阻的影响，c水=4.2×103J/（kg·℃）。求:
（1）将质量为1kg、温度为20℃的一壶冷水加热到100℃，水吸收的热量是多少？
（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，电热水壶至少正常工作多长时间才能把这壶水加热到100℃？
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要多长时间？
电热水壶
型号：91400
电压：220V
频率：50Hz
功率：1000W
最大水量：1kg

5、某功率恒为69kW的汽车，以34.5m/s的速度在平直公路上匀速行驶10min，完全燃烧了2.3kg汽油（q汽油＝4.5×107J/kg）。求该车在此过程中：
（1）牵引力多大？
（2）发动机的效率是多少？
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示是“探究水和煤油的吸热能力”的实验装置，将质量相等的水和煤油分别装在两个相同的烧杯中，测出水和煤油的初温，用两个相同的酒精灯加热，每隔1min记录一次温度。实验记录如下表所示：

加热时间/min
0
1
2
3
4
水的温度/℃
30
34
38
42
46
煤油的温度/℃
30
38
46
54
62
（1）本实验是通过比较______来间接反映水和煤油吸收的热量的多少；
（2）分析表格记录的实验数据可知：质量相同的水和煤油，吸收相同的热量，______的温度升得更高，说明______的吸热能力更强。
2、小明和小红在探究“比较不同物质吸热的情况”的实验中，使用如图所示实验装置，烧杯中装有质量相等的水和食用油。小明的实验数据记录在下面的表格中。
时间/min
1
2
3
4
5
6
水温/℃
40
44
48
52
56
60
食用油温/℃
20
28
36
44
52
60
（1）探究过程中使用相同规格的两个电加热器，则可以用__来比较液体吸收热量的多少；
（2）小明分析1分钟到6分钟的数据，通过比较两种液体__从而得出__（填“水”或“食用油”）的吸热能力强；
（3）小红根据小明的数据和结论可知探究过程__（填“有”或“没有”）必要控制液体的初温相同。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
先后将甲乙两金属块投入到同一杯水中，水升高的温度相同，水吸收的热量相同，不计热量损失，甲乙两金属块放出的热量相同，由题知，甲金属块温度比乙多降低了t，根据，质量相同的甲乙两金属块，放出相同的热量，降低的温度多的甲金属块，比热容小，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
2、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。
3、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。
4、C
【详解】
将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机使放电针放电，电火花将汽油点燃，汽油燃烧产生高温高压燃气对软木塞做功，将燃气的内能转化为软木塞的机械能，所以软木塞被冲出。四冲程汽油机的做功冲程也是将燃气的内能转化为活塞的机械能，故这一过程是模拟四冲程汽油机的做功冲程。
故选C。
5、C
【详解】
A．一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，故A错误；
B．热机在工作时不可避免地要损失一部分能量（如散热、克服机械部件间的摩擦），所以热机的效率不可能达到100%，故B错误；
C．热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，故C正确；
D．汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误。
故选C。
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、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。
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、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。
10、D
【详解】
AC．一切物体都具有内能，所以0℃的冰具有内能，静止的物体也具有内能，故A错误；
BD．内能的多少与物体的质量、温度、状态有关，温度不是决定物体内能大小的唯一因素，应考虑其它因素，故B错误，D正确。
故选D。
二、填空题
1、     6.3×106     90
【详解】
[1]50L水的质量为

这些水吸收热量为

[2]加热后天然气表的示数如图所示为2022.0117m3，则加热消耗的天然气为

天然气完全燃烧放出的热量为

该热水器的热效率为

2、     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。
3、     做功     吸
【详解】
流星在进入大气层后，克服摩擦做功，使流星的内能增加、温度升高，是通过做功的方式改变内能的；为保证火箭安全，箭体上涂有一层特殊固体物质，在高温下先熔化，再汽化，因为熔化、汽化时要吸收大量的热，这样箭体的温度就不会太高．
4、
【详解】
水的体积

由 可得水的质量

加热过程中水吸收的热量

350s电热水壶消耗的电能

电热水壶的加热效率

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）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。
2、（1）4.2×107J；（2）50℃；（3）300s
【详解】
解：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量
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=cmΔt可知，水升高的温度

（3）由题意可知，公交车所做的功
W=Q放=4.2×107J
由可知，这些热量能让该公交车匀速行驶的时间

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）若这些热量全部被质量为200kg、温度为20℃的水吸收，水升高的温度为50℃；
（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得的热量和公交车所做的功相等，则这些热量能让该公交车匀速行驶的时间为300s。
3、（1）；（2）；（3）69℃
【详解】
解：（1）已知沙子和水的质量相等，吸收相同热量时，因沙子的比热容比水小，由t=可知，沙子的温度升高得多，所以图a表示的是沙子吸热升温的过程，图b表示的是水吸热升温的过程；由图b可知，加热2min水升高的温度
t水=50℃-20℃=30℃
则加热2min时间内水吸收的热量
Q水吸=c水m水t水=4.2×103J/(kg•℃)×0.2kg×30℃=2.52×104J
因为两酒精灯完全相同、加热方式也相同，所以相同时间内酒精灯燃烧放出的热量相同，则在2min的时间内，沙子吸收的热量
Q沙吸=Q水吸=2.52×104J
（2）由图a可知加热2min，沙子的温度从20℃上升到160℃，则沙子升高的温度为
t沙=160℃-20℃=140℃
m沙=0.2kg。由Q吸=cmt可得，沙子的比热容
c沙== =0.9×103J/(kg•℃)
（3）由图知，加热2min时水的温度为50℃，沙子的温度为160℃，不考虑热损耗，则Q沙放=Q水吸，即
c水m水t水=c沙m沙t沙
c水(t-t水)=c沙(t沙-t)
代入数据得
4.2×103J/(kg•℃)×(t-50℃)=0.9×103J/(kg•℃)×(160℃-t)
解得：t≈69℃
答：（1）加热2min沙子吸收的热量为2.52×104J；
（2）沙子的比热容为0.9×103J/(kg•℃)；
（3）若将加热2min后的沙子和水混合，不考虑热损耗，它们最终的温度是69℃。
4、（1）3.36×105J；（2）6.16min；（3）456.3s
【详解】
解：（1）水吸收的热量

（2）若壶体吸收的热量是水吸收热量的10%，则壶体吸收的热量

把这壶水加热到100℃消耗的电能

电热水壶至少正常工作多长时间

（3）该电热水壶的电阻

水壶的实际功率

需要加热时间

答：（1）水吸收的热量是3.36×105J；
（2）电热水壶正常工作6.16min才能把这壶水加热到100℃；
（3）若在用电高峰期，实际电压只有198V，要把同样的这壶水加热到100℃，至少需要456.3s。
5、（1）2000N；（2）40%
【详解】
解：（1）汽车做匀速直线运动，则

（2）汽油完全燃烧放出的热量为
Q=mq=2.3kg×4.5×107J/kg=1.035×108J
汽车做的功为
W=Pt=69000W×10×60s=4.14×107J
则效率为

答：（1）该汽车行驶过程中所受到的牵引力为2000N；
（2）该汽车发动机的效率为40%。
四、实验探究
1、     加热时间     煤油     水
【详解】
（1）[1]根据转换法，实验中通过加热时间间接反映水和煤油吸收热量得多少。
（2）[2][3]由表中实验数据可知，相同质量的煤油和水，如果要比较水和煤油的温度大小，就要升高相同的温度，而水加热需要更长时间，说明相同加热时间内，煤油的温度升得更高，水吸收的热量大于煤油吸收的热量，说明水比煤油的吸热本领强，即水的比热容大。
2、     加热时间     升高的温度     水     没有
【详解】
（1）[1]选用相同电加热器的目的是：使水和煤油在相同时间内吸收的热量相同；用加热时间的长短来表示物质吸收热量的多少，用时越长说明吸收的热量越多。所以可用加热时间来比较液体吸收热量的多少。
（2）[2][3]根据表格中的数据可知，质量相同的水和食用油，加热相同的时间，吸收相同的热量，水和食用油升高的温度不同，水的温度升高的慢，则水的吸热能力强。所以可以通过比较两种液体升高的温度得出水的吸热能力强。
（3）[4]根据表格中的数据可知，探究过程中没有控制液体的初温相同，依然能得出两种物质吸热能力的强弱，所以没有必要控制液体的初温相同。