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题.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、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
2、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
3、2022年4月16日，摘星妈妈王亚平和航天员翟志刚、叶光富三人乘坐神舟十三号返回舱成功返回地球。下列关于返回舱进入大气层后的有关说法错误的是（　　）
A．返回舱下落过程中，动能转化为重力势能
B．返回舱加速下落过程中其动能增大
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，外表面温度升高，其内能增加
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球是运动的
4、五月五，是端午，吃粽子，挂艾草，划龙舟。俗语中包含的物理知识，正确的是（　　）
A．煮粽子是用做功的方法改变粽子的内能
B．煮粽子的水沸腾后，继续吸热温度升高
C．闻到艾草的气味，说明分子在永不停息地做无规则运动
D．划龙舟时，桨对水有作用力，水对桨没有作用力
5、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
6、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%
7、关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
8、把盛有冷水的铝壶放到电炉上加热，则发生热传递三种方式的先后顺序应该是（　　）
A．热对流、热辐射、热传导 B．热传导、热对流、热辐射
C．热传导、热辐射、热对流 D．热辐射、热传导、热对流
9、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
10、关于内能，下列说法中正确的是（　　）
A．的冰块没有内能
B．物体内能大小与温度无关
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．金属汤勺放在热汤中，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能
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、 “涡轮增压”（T型）轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车（L型）更节能，排气更清洁。同样的汽油加在T型轿车内比加在L型轿车内热值______（填“更大”、“一样大”或“更小”）；如果散热器中装有10kg的20℃的水，在温度升高60℃的过程中，水吸收的热量是______J；（c水=4.2×103J/（kg•℃））。散热器中用水做冷却液而不用其它液体是因为水的______。
2、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”）

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、小王在滑梯上加速下滑的过程中，她所具有的重力势能减小，动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”），同时，她也觉得臀部略微发烫，这是通过___________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变物体内能。
5、（1）为了预防新冠病毒，要做到戴口罩，勤洗手。制作口罩的熔喷无纺布纤维表面携带大量电荷，能够____（选填“吸引”或“排斥”）空气中的轻小物体。用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，这是____现象。

（2）2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射成功。火箭搭载核心舱升空，火箭加注的液态燃料需具有____ （填“热值”或“比热容”）大的特点。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动的呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，[c水=4.2×103J/（kg·℃），q煤=3×107J/kg]，在此过程中，求：
（1）水吸收的热量；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量；
（3）需要完全燃烧煤的质量。
2、如图是某电蒸锅的内部简化电路图，R1、R2均为发热电阻，R1的阻值为484Ω，加热挡功率为1200W。用此电蒸锅对质量为1.2kg的水加热使其温度升高75℃，需要的时间为378s，已知c水=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）保温挡的功率；
（2）电阻R2的阻值；
（3）电蒸锅的加热效率。

3、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。

4、提倡节能减排，小宇家将灶“煤改气”后，用天然气烧水更划算。他将5kg的水倒入烧水壶中，并测出水初温为20℃。在一个标准大气压下，把水加热到100℃。已知水的比热容。求：
（1）水温升高多少℃？
（2）将这些水烧开，需吸收多少热量？
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、小明想了解热水在图1 的哪个杯子中降温更快，他往两杯子中倒入等质量热水同时开始计时， 测得水温随时间变化的图象如图2。

（1）由图2可推测杯___________ （选填“甲”、“乙”）中的热水先降温至40℃；
（2）___________杯（选填“甲”、“乙”）中的水在0~10min放出的热量较多，依据是________ ；
（3）是什么因素造成了两杯热水降温快慢的不同，小明猜想可能是两个杯子开口散热面积的不同和杯身散热的不同。请设计实验探究热水降温快慢与玻璃杯开口大小是否有关，写出实验步骤（已提供足量热水，从图3中自造器材）。

实验步骤：( )
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．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。
2、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。
3、A
【详解】
A．返回舱下落过程中，高度减小，速度变大，质量不变，所以重力势能减小，动能增大，将重力势能转化为动能，故A错误，符合题意；
B．返回舱加速下落过程中，速度增大，质量不变，所以其动能增大，故B正确，不符合题意；
C．返回舱下落过程中与大气摩擦，克服空气阻力做功，将机械能转化为内能，内能增加，外表面温度升高，故C正确，不符合题意；
D．返回舱下落过程中，航天员相对地球的位置不断的变化，所以航天员是运动的，故D正确，不符合题意。
故选A。
4、C
【详解】
A．煮粽子时通过热传递的方式使粽子的温度升高，内能增大，故A错误；
B．水沸腾后，继续吸热，但温度保持不变，故B错误；
C．组成物质的分子都在永不停息的做无规则的热运动，之所以闻到艾草的气味，就是组成它分子在永不停息地做无规则运动，故C正确；
D．物体间力的作用是相互的，划龙舟时，桨对水有作用力，同时水对桨也有作用力，故D错误。
故选C。
5、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。
6、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。
7、B
【详解】
A．汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴，故A正确；
B．柴油机与汽油机采用的点火方式不同，柴油机采用压燃式，汽油机采用点燃式，故B错误；
C．在热机的吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合气体，柴油机吸入的只有空气，故C正确；
D．柴油机一般用于大型机械，例如卡车、挖掘机；汽油机用于小型机械，例如小汽车、摩托车，故D正确。
故选B。
8、D
【详解】
电炉通电后，电能会转化为内能使得电炉丝发热，热量会辐射给铝壶；然后热量会通过热传导的方式传递给壶底的冷水，壶底的水温升高后又以热对流的方式传递给上面的水，最终水温共同升高到相同的温度，故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9、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。
10、D
【详解】
A．因为一切物体的分子都在不停的做无规则运动，所以一切物体都具有内能，的冰具有内能，故A错误；
B．内能的大小跟质量、温度、状态有关，故B错误；
C．热量总是从温度高的物体向温度低的物体转移，故C错误；
D．金属汤勺放在热汤中，汤勺从汤中吸热，温度升高，这是通过热传递的方式改变内能的，故D正确。
故选D。
二、填空题
1、     一样大     2.52×106     比热容比较大
【详解】
[1]物体的热值属于自身的一种属性，与所处的位置无关，则同样的汽油加在T型轿车内和加在L型轿车内热值一样大。
[2]水吸收的热量为

[3]由于水的比热容较大，则在升高相同温度时可吸收更多热量，因此常用作冷却液。
2、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。
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、     增大     做功
【详解】
[1]小王在滑梯上加速下滑的过程中，质量不变，速度变大，故其动能增大。
[2]在下滑的过程中，要克服滑梯的摩擦力做功，部分机械能转化为内能，使得臀部略微发烫，这是通过做功的方式改变物体的内能。
5、     吸收     扩散     热值
【详解】
（1）[1]带电体具有吸引轻小物体的性质，纤维表面携带大量电荷，能够吸引空气中的轻小物体。
[2]用洗手液洗手时，会闻到酒精的气味，属于扩散现象，是分子无规则运动形成的。
（2）[3]火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以放出更多的热量。
三、计算题
1、（1）8.4×105J；（2）8.4×106J；（3）0.28kg
【详解】
解：（1）根据可知，水吸收的热量

（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，根据可知，煤燃烧放出的热量为

（3）根据Q放=mq可知，需要完全燃烧煤的质量为

答：（1）水吸收的热量为8.4×105J；
（2）采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量为8.4×106J；
（3）需要完全燃烧煤的质量为0.28kg。
2、（1）100W；（2）44Ω；（3）83.3%
【详解】
解：（1）只闭合S1时，只有R1接入电路，总电阻较大，电源电压不变，由可知，总功率较小，电蒸锅处于保温挡，由可得，保温挡功率为

（2）当S1、S2均闭合时，R1、R2并联，总电阻较小，由可知，总功率较大，电蒸锅处于加热挡，则电阻R2的电功率为
P2=P加热-P保温=1200W-100W=1100W
由可得，R2电阻为

（3）水吸收的热量为
Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg•℃)×1.2kg×75℃=3.78×105J
其消耗的电能为
W=P热t=1200W×378s=4.536×105J
则该电蒸锅的加热效率为

答：（1）保温挡的功率为100W；
（2）电阻R2的阻值为44Ω；
（3）电蒸锅的加热效率为83.3%。
3、（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%。
4、（1）；（2）
【详解】
解：（1）水温升高

（2）水吸收的热量为

答：（1）水温升高；
（2）将这些水烧开，需吸收热量。
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     乙     见解析     见解析
【详解】
（1）[1]由图2可知，相同时间内，乙杯水温下降得快，在初温都为70℃时，乙杯中的热水先降温至40℃。
（2）[2][3]由题意可知，甲乙都为水、质量相等，在0~10min内Δt甲<Δt乙，根据Q=cmΔt可知：Q甲<Q乙，即乙杯中的水放出的热量较多。
（3）[4]因热水降温快慢可能与两个杯子开口散热面积的大小和杯身散热的情况有关，则在设计实验时，要运用控制变量法，故实验步骤如下：
①将玻璃杯A和玻璃杯B外表面包上隔热材料；
②将玻璃杯A和玻璃杯B倒入质量相等的热水；
③用温度计测量玻璃杯A和玻璃杯B中热水对应的温度t1；
④每隔五分钟再次测量温度，重复4次，在下表中记录对应的温度：

t1/℃
t2/℃
t3/℃
t4/℃
t5/℃
玻璃杯A

玻璃杯B

⑤分析数据，得出结论。
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