重难点解析沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题测评试题(解析卷).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专题测评
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、四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是（　　）
A．压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化 B．做功冲程使汽车获得动力
C．排气冲程排出了汽车的尾气 D．吸气冲程吸入气缸的是柴油
2、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
3、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
4、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
5、下面是对生活中一些事例的判断，其中正确的是（　　）
A．冰熔化时温度不变，内能也不变
B．钻木取火利用热传递改变内能
C．用热水袋取暖利用了水的比热容小的特性
D．高压锅应用了气压增大水的沸点升高的原理
6、下列说法正确的是（　　）
A．热值大的燃料完全燃烧，放出的热量一定多
B．物体的温度不变，它的内能一定不变
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量
D．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
7、下列说法正确的是（　　）
A．热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递
B．雪花纷飞，说明分子不停地做无规则运动
C．同一物体，温度降低得越多，放出的热量越多
D．汽油机的压缩冲程，汽缸内的混合物内能增加，温度升高
8、下列关于热现象的说法正确的是（　　　）
A．固体很难被压缩，说明固体分子间无间隙
B．内能和温度有关，0 ℃以上的物体才有内能
C．四冲程内燃机的做功冲程将内能转化为机械能
D．扫地时尘土飞扬是因为分子在不停地做无规则运动
9、如图为白天海陆风形成的示意图。海陆风形成的原因是：与海洋相比，陆地的土地（             ）

A．比热容较小，在相同日照条件下升温较快，气温较高
B．比热容较小，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
C．比热容较大，在相同日照条件下升温较快，气温较高
D．比热容较大，在相同日照条件下升温较慢，气温较低
10、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
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、小丽用相同的电加热器分别对质量为0.2kg的水和0.3kg的另一种液体进行加热，得到的实验数据如图所示，则水在16min内吸收的热量为______J，另一种液体的比热容为______ J/(kg·℃)。[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

2、1kg分类后的垃圾能“榨”出0.14kg燃料油，已知0.14kg燃料油完全燃烧释放的热量为5.6×106J，则燃料油的热值为_________J/kg；利用相同的加热装置对等质量的液体A和B分别进行加热时，液体受热升温关系如图所示，两种液体比热容的大小关系为______（选填“>”、“<”或“=”）。

3、如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处。其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）

（1）物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为 ______。
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能转化为物体内能的效率为η，则物体到达B点时温度升高了 ______。（物体比热容用c表示）
（3）C点距离水平面的高度为 ______。
4、我国南海海底探明有大量的“可燃冰”，在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，这说明“可燃冰”的_____很大；以10倍的关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量是_____J。（q煤气=4.2×107J/kg）｡
5、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．

三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、已知天然气的热值为4×107J/m3，水的比热容为4.2×103J/（kg·）。问：
（1）完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出多少热量？
（2）若某天然气灶的效率为80%，则这些天然气可将质量为4kg，初温为25的水加热到多少？（当地的大气压强为1标准大气压）
2、某家庭用的煤气热水器，将 4 kg 的水从20℃加热到45℃，完全燃烧了0.021m3的煤气。已知 c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤气=4×107J/m3，求：
（1）煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）该热水器烧水的效率。
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、火力发电厂是利用可燃物（例如煤）作为燃料生产电能的工厂，燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，蒸汽推动汽轮机旋转，然后汽轮机推动发电机发电，实现将燃料的化学能转化为电能。世界上最好的火力发电厂的效率达到40%，即把燃料燃烧产生的40%的热量转化为电能。请尝试计算该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生多少热量？需完全燃烧多少kg的煤？（已知煤的热值约为3.6×107J/kg）
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图所示，甲、乙、丙三个实验装置完全相同，燃料的质量均为10g，烧杯内液体的质量都相同。

（1）若比较不同燃料的热值应选择______两个装置；比较不同物质的比热容应选择______两个装置；（选填装置序号：甲、乙、丙）
（2）在“比较不同燃料的热值”的实验中，通过观察______比较燃料燃烧放出热量的多少；
（3）实验中需要的测量工具有温度计、秒表和______；
（4）不同物质吸热的多少是通过______（选填“温度计示数变化”或“加热时间”）来反映的，这种研究方法是______法；
（5）实验中，发现液体a加热相同时间温度上升得较多，由此可以判断：______（选填“a”或“b”）物质的吸热能力较强。
2、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。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．压缩冲程：活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；做功冲程：燃料燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压气体，推动活塞做功，内能在转化为机械能。故A正确，不符合题意；
B．做功冲程中，燃气推动活塞，内燃机对外做功，使汽车获得动力。故B正确，不符合题意；
C．排气冲程中，做功完毕的燃气被排出内燃机，汽车排出尾气。故C正确，不符合题意；
D．柴油机吸气冲程吸入气缸的只有空气，在压缩冲程末喷油嘴向气缸内喷入柴油。故D错误，符合题意。
故选D。
2、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。
3、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。
4、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。
5、D
【详解】
A．冰熔化时吸热，温度不变，内能增大，故A错误；
B．钻木取火，是克服摩擦做功，使木头的内能增加、温度升高，达到木头的着火点而燃烧，属于做功改变物体的内能，故B错误；
C．水的比热容大，说明相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多。用热水袋取暖利用了水的比热容大的特性，故C错误；
D．高压锅的原理，是高压锅密封好，水沸腾时锅内气压增大，沸点升高，容易煮熟食物，故D正确。
故选D。
6、C
【详解】
A．燃料燃烧放出热量的多少，与燃料的热值、质量和燃烧程度有关，故A错误；
B．晶体熔化时，物体不断吸热，其内能增大，但是温度保持熔点不变，故B错误；
C．物体的内能增加，可能是从外界吸收了热量，也可能外界对物体做了功，故C正确；
D．热量是从高温物体向低温物体传递的，或者从物体的高温部分传向低温部分，内能大的物体温度不一定高，故D错误。
故选C。
7、D
【详解】
A．热传递是有方向的，热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递，故A错误；
B．雪花是宏观物体，雪花纷飞是宏观物体做的机械运动，不能说明分子的热运动，故B错误；
C．同一物体，物体质量一定，温度降低得多，不一定是放出热量，还有可能是物体对外做功，使物体温度降低，但是物体内能减小是一定的，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程，曲轴由于惯性，使活塞向上运动，压缩气缸内燃气，汽缸内的混合物内能增加，温度升高，故D正确。
故选D。
8、C
【详解】
A．由于构成物质的分子间有间隙，且分子之间存在斥力，所以，固体难以被压缩，故A错误；
B．一切物体都具有内能，0℃以下的物体也有内能，故B错误；
C．四冲程内燃机的做功冲程中，是将内能转化为机械能，压缩冲程中是将机械能转化为内能，故C正确；
D．扫地时尘土飞扬是固体小颗粒的运动，不能说明分子在永不停息地做无规则运动，故D错误。
故选C。
9、A
【详解】
因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，太阳照射下海岸和海水吸收相同的热量，海水温度上升慢；海岸吸热后，温度上升快，热空气上升，微风从海洋吹向陆地，形成海风；而夜晚，海岸和海水放出相同的热量，但水的比热容大，海水温度降低得少，海面气温较高，空气上升，风就从陆地吹向海上，形成陆风，故A符合题意。
故选A。
10、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。
二、填空题
1、     2.52×104     1.4×103
【详解】
[1]由图像可知，水的初温是10℃，16min时的末温是40℃，则水在16min内吸收的热量为
Q水吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103J/(kg·℃)×0.2kg×(40℃-10℃)=2.52×104J
[2]水16min吸收的热量是2.52×104J，所以水8min吸收的热量为

由于是用相同的电加热器加热，所以水和另一种液体在相同的时间内吸收的热量是相同的，即另一种液体8min吸收的热量也为1.26×104J。由图像可知，另一种液体从开始加热到第8min温度从20℃升高到50℃，根据公式Q水吸=c水m水(t水-t0水)可知，另一种液体的比热容为

2、     4×107     <
【详解】
[1]燃料油的热值

[2]如图所示：

相同时间内，吸收的热量相同，A和B的质量相等，A升高的温度较大，根据Q=cmΔt知A的比热容较小，即
＜
3、     mgH          2h-H
【详解】
（1）[1]质量为m的物体的重力为：G=mg，物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为
W=GH=mgH
（2）[2]A、B两点距离水平面的高度分别为H、h，物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能（重力势能的减少量）为

机械能转化为物体内能的效率为η，则物体增加的内能（吸收的热量）为

物体到达B点时升高的温度为

（3）[3]再次滑下的过程，水平面的粗糙程度不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变，所以达到C点时物体的机械能（此时只有重力势能）为

由W=Gh可得C点距离水平面的高度为

4、     热值     4.2×108
【详解】
[1]在同等条件下，包含质量相同，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值很大。
[2]1kg煤气气完全燃烧放出的热量

1kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量

5、     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．
三、计算题
1、（1）8.4×105J；（2）65
【详解】
解：(1)完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出的热量
Q放＝Vq＝2.1×10−2m3×4×107J/m3＝8.4×105J
(2)水吸收的热量
Q吸＝ηQ放＝80%8.4105J＝6.72×105J
由Q吸＝cmΔt可得水升高的温度

水的末温度为
t末温＝t初温+t＝2540＝65
答：(1)完全燃烧2.1×10−2m3天然气放出8.4×105J 热量；
(2)水加热到65。
2、（1）8.4×105J； （2）4.2×105J； （3）50%
【详解】
解：（1）由题意可知，煤气完全燃烧放出的热量为
Q放=Vq=0.021m3×4×107J/m3=8.4×105J
（2）由题意可知，水吸收的热量为

（3）由（1）（2）可知，该热水器烧水的效率为

答：（1）煤气完全燃烧放出的热量为8.4×105J；
（2）水吸收的热量为4.2×105J；
（3）热水器烧水的效率为50%。
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、9×109J ； 2.5×102kg
【详解】
解:由η可知，放出的热量
Q燃放9109J
根据Qqm可得，完全燃烧煤的质量
m煤2.5102kg
答：该火力发电厂生产电能为3.6×109J时，需要用煤燃烧来产生9×109J热量；需完全燃烧2.5102kg的煤。
四、实验探究
1、     乙丙     甲乙     温度计示数升高的多少     天平     加热时间     转换     b
【详解】
（1）[1]为了比较不同燃料的热值，需要用不同的燃料，加热同一种液体，让液体的质量相同，通过温度计的示数的变化得出吸热多少，进而判断热值大小，应选择乙和丙两图进行实验。
[2]为了比较不同物质的比热容，需要燃烧相同的燃料，加热不同的液体，让液体的质量和温度的变化相同，通过比较加热时间，进而判断两种比热容的大小关系，应选择甲和乙两图进行实验。
（2）[3]燃料完全燃烧放出的热量的多少，是通过温度计示数的变化来反应，这用到了转换法。
（3）[4]实验中需要控制液体的质量相等，用到测量质量的工具天平。
（4）[5][6]用相同的酒精灯加热，在相等时间内吸收的热量相等，加热时间越长，液体吸收的热量越多，可以用加热时间的长短表示液体吸收热量的多少，这用到了转换法。
（5）[7]质量相同的物质吸收相等的热量，温度变化量越小，物质吸热能力越强，在本实验中，发现液体a加热相同时间温度上升得较多，b液体温度上升得较少，说明b物质的吸热能力较强。
2、     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。