解析卷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(详解版).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、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2、用相同的酒精灯分别对a、b两液体加热（如图甲），根据测得数据分别描绘出这两液体的温度随加热时间变化的图象（如图乙）。在相同的时间内两液体吸收的热量相等，不计液体热量散失，分别用ma、mb、ca、cb，表示a、b两液体的质量和比热容，则结合图中信息作出的下列推断正确的是（）A若ma=mb，则cacbB若ma=mb，则cacbC若ca=cb，则ma=mbD若ca=cb，则mamb3、甲、乙两种金属的比热容之比是，质量之比是。若它们吸收相同的热量后，甲物体的温度升高了10，则乙物体的温度升高了（）A5B10C15D204、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5、热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（）A四月的菏泽牡丹飘香，说明分子间有空隙B摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能C热机通过压缩冲程将机械能转化为内能D暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高6、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7、下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是A一个工作循环对外做功一次B汽油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气C压缩冲程中将内能转化为机械能D热机效率越高，所做的有用功就越多8、以下描述中的“发热”现象，其改变内能的方式与其他三个不同的是（）A锯木头锯条发热B铁丝反复弯折后发热C阳光下路面发热D搓手时手掌发热9、已知水的比热容是4.2103J/（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（）A6104JB6105JC6106JD6107J10、甲、乙两台汽油机，甲汽油机的效率为30%，乙汽油机的效率为20%，则下列说法正确的是（）A甲汽油机做的功比乙汽油机做的功多B甲汽油机的功率比乙汽油机的功率大C在相同的时间内甲汽油机燃烧的汽油比乙汽油机的多D在消耗相同的汽油时，甲汽油机做的有用功比乙汽油机多第卷（非选择题 80分）二、填空题（5小题，每小题4分，共计20分）1、中国首次火星探索任务“天问一号”探测器的成功发射，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。如图所示是某火箭发射时的场景，目前运载火箭一般使用液态氢作为燃料、液态氧作为助燃剂。火箭燃料的发展如表1所示，表2是一些燃料的热值。表1第1代第2代第3代第4代燃料氧气和汽油混合偏二甲胼煤油液态氢氧化剂四氧化二氮液态氧液态氧表2燃料热值燃料热值汽油 煤油柴油 氢 （1）使用氢作为燃料的主要优点是：_和_；（2）某火箭发射时携带了液态氢燃料，这些燃料完全燃烧最多能将多少千克初温为的水加热至沸腾_？，当地大气压为1标准大气压（3）氢能源车的发动机工作时将液态氢转化为氢气在气缸中燃烧。某次测试中，一辆氢能源车以70kW的功率匀速行驶0.5h，消耗了2kg燃料，求该发动机的效率_。2、2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功降落在火星表面上。降落过程中着陆器与火星大气摩擦，防护罩温度_（选填“升高”“降低”或“不变”），机械能转化为_能。接着利用减速伞减速后抛去防护罩，再启动推力发动机向下喷气，如图所示，此过程中喷气对着陆器产生的作用力方向_（选填“向上”或“向下”），使着陆器悬停在空中，寻找合适的位畳后降落。3、亲身体验并深入思考是我们获得物理知识的重要方法。挤出两个正对的吸盘内的空气，很难拉开它们，可体验到_的存在。将一根铁丝快速反复弯折，弯折处发热，可认识到_可以改变物体的内能。用注射器取水后封住前端，用力推活塞，水很难被压缩，说明分子间存在_。4、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，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 _。5、四冲程汽油机工作时，把内能转化成机械能的是_冲程，夏天长时间曝晒在太阳下的汽车内部温度会升高，这是通过_的方式增加了车内空气的内能。若汽车沿平直的公路匀速行驶200米，质量为50千克的乘客的重力做功为_焦。三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）1、如图所示是某太阳能热水器，向其中注入0.05m3的水，阳光照射一段时间后，温度从10 升高到50。水的比热容是4.2103J/（kg），水的密度为1103kg/m3。试求：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少？（2）如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是E2.8107J，则这段时间该热水器的效率是多少？（3）若用煤燃烧来提供2.8107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5107J/kg）2、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3.6109J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3.6107J/kg）3、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484，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=4.2103J/(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。4、某公司生产的单缸四冲程汽油机正常工作时功率是2.25kW，飞轮转速2000r/min，每分钟消耗10g汽油，求：（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功；（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率。（汽油的热值为4.5107J/kg）5、某太阳能热水器中装有50kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20升高到80，已知c水=4.2103 J/(kg)，煤气的热值为q=3.5107J/m3，求：（1）热水器中的水所吸收的热量；（2）如果水吸收的热量用煤气来提供，煤气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，需要完全燃烧多少m3的煤气？ 四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）1、小刚观点：“被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多”。小刚设计了以下实验来验证。（热损失以及热胀冷缩对实验的影响忽略不计）将一定质量温度为的冷水装入一个双层玻璃真空保温杯中，液面如图甲所示位置，标记为A；向杯中插入导管，将100oC的水蒸气通入保温杯的冷水中（水蒸气全部被吸收），发现杯中水面明显上升；一段时间后，停止通入水蒸气，移出导管后，杯中液面位置如图乙所示，标记为B，再测出此时杯中水的温度为，比较发现高于。（1）杯中水面上升是通入的水蒸气发生_（填物态变化名称）的结果；（2）高于的原因是_；（3）小刚的实验因没有对比以至不足以证明他的观点。请你再帮助小刚设计补充实验方案，简要叙述实验过程、测量的物理量及验证依据_。2、如图甲、乙所示，在探究“不同物质吸热能力”的实验中，在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油。（1）选用相同电加热器的目的是：使水和食用油在相同时间内吸收热量 _。（2）水和食用油温度随时间变化的图像如图丙所示，根据图丙可判断出a物质是 _（填“水”或“食用油”）。在本实验中，为比较水和食用油吸热能力的大小，同学们采用的方法是升高相同的温度比较 _。根据图丙可计算食用油的比热容为 _J/（kg）。（c水4.2103J/(kg)）（3）甲图中，水沸腾时继续吸热，温度为100不变，沸腾时水（含水蒸气）的内能 _（填“不变”、“变大”、“变小”）。-参考答案-一、单选题1、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。2、D【详解】AB若ma=mb，由图象乙知道，加热时间相同时，即两液体吸收的热量相同时，液体a比液体b温度上升得多，由知道， cacb，故AB错误；CD若ca=cb，由图象乙知道，加热时间相同时，即两液体吸收的热量相同时，液体a比液体b温度上升得多，由知道，mamb，故C错误，D正确。故选D。3、A【详解】乙物体的温度升高了故A符合题意。故选A。4、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。5、C【详解】A四月的菏泽牡丹飘香，说明分子在不停地坐无规则运动，故A错误；B摩擦生热，克服摩擦力做功产生热量，是通过做功改变了物体的内能，故B错误；C热机通过压缩冲程对热机内气体做功，将机械能转化为内能，故C正确；D暖气片内用水作为导热介质是因为水的比热容较大，当质量与降低相同温度时，水比其他液体放出的热量多，故D错误。故选C。6、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。7、A【详解】A内燃机的一个工作循环包括四个冲程，只有做功冲程对外做功，因此一个工作循环做功一次，故A正确；B汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，故B错误；C内燃机在压缩冲程中将机械能转化为内能，故C错误；D热机效率为有用功和燃料完全燃烧放出的能量之比，只能反映有用功在总能量中所占比例的多少；热机效率高的，做的有用功不一定多，故D错误；8、C【详解】A锯木头时锯条发烫，是摩擦生热，属于做功改变物体的内能；B反复弯折铁丝，人对铁丝做功，铁丝的内能增加，温度升高，是通过做功改变物体的内能；C阳光下路面发热是热传递改变内能；D用力搓手，手会发热，这是通过做功的方式增加内能的。综上，故ABD相同，C不同，故C符合题意。故选C。9、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。10、D【详解】A做功的多少与功率和做功的时间有关系，与其效率无关，故A错误；B效率表示功的利用率；功率表示做功快慢，这两个物理量是没有必然的联系的。故B错误；C汽油机燃烧汽油的多少与功率和效率都有关系，其主要与汽油机的功率有关，故C错误；D甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率，说明：消耗相同的汽油，甲汽油机做的有用功多，即输出的能量多，故D正确。故选D。二、填空题1、 热值大 无污染 45【详解】（1）12 氢作为燃料的主要优点热值大、无污染。质量相同的燃料，热值大的燃烧后释放出更多的热量。氢燃烧后的产物是水，对环境无污染。（2）3氢燃烧后释放的热量水吸收的热量由可知，水的质量（3）42kg氢完全燃烧释放的热量汽车发动机做的功发动机的效率2、 升高 内 向上【详解】12降落过程中着陆器与火星大气摩擦做功，将机械能转化为内能，自身内能增大，温度升高。3推力发动机向下喷气，物体间力的作用是相互的，喷气就对着陆器产生向上的作用力。3、 大气压 做功 相互作用的斥力【详解】1两个正对的吸盘之间的空气挤出后很难拉开，是因为吸盘受到大气压力的作用，该实验可说明大气压的存在。2快速反复弯折铁丝，对铁丝做功；铁丝弯折处会发热，其温度升高，内能增大；说明做功可以改变物体的内能。3由分子动理论知道，“物质是由分子组成的，且分子间存在相互作用的引力与斥力”。取水后封住注射器前端，推压注射器的活塞，感觉到里面的水很难压缩，说明分子间存在相互作用的斥力。4、 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）2A、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，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5、 做功 热传递 0【详解】1在做功冲程中，两个气门关闭，活塞下行带动曲轴转动做功，气体的内能转化为机械能。2改变物体内能的方式有做功和热传递，夏天长时间曝晒在太阳下的汽车内部温度会升高，这是由于热传递的原因增加了车内空气的内能。3汽车沿平直的公路匀速行驶200米，质量为50千克的乘客在重力方向上没有通过距离，故该乘客重力做功为0。三、计算题1、（1）8.4106J；（2）30%；（3）0.8kg【详解】（1）由知道，热水器中水的质量m水V1103kg/m30.05m350kg这段时间该热水器中的水吸收的热量Q吸cm水（tt0）4.2103J/（kg）50kg（5010）8.4106J（2）热水器的效率（3）由Q放mq知道，若用煤燃烧来提供2.8107J的热量，需完全燃烧煤的质量答：（1）这段时间该热水器中的水吸收的热量是8.4106J；（2）这段时间该热水器的效率是30%；（3）若用煤燃烧来提供2.8107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。2、9109J ； 2.5102kg【详解】解:由可知，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3.6109J时，需要用煤燃烧来产生9109J热量；需完全燃烧2.5102kg的煤。3、（1）100W；（2）44；（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mt=4.2103J/(kg)1.2kg75=3.78105J其消耗的电能为W=P热t=1200W378s=4.536105J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44；（3）电蒸锅的加热效率为83.3%。4、（1）135J；（2）30%【详解】解：（1）汽油机在工作过程中，一个工作循环，经历四个冲程，飞轮转动2周，只有做功冲程对外做功1次。汽油机的飞轮转速为2000r/min，则汽油机在1min内对外做功1000次，由题意可知，汽油机正常工作时功率是2.25kW，所以汽油机工作1min做的功为WPt2.25103W160s1.35105J汽油机正常工作时，一个做功冲程对外做的功为W1135J（2）1min汽油消耗的汽油完全燃烧放出的热量为Q放mq1010-3kg4.5107J/kg4.5105J则汽油机把内能转化为机械能的效率为100% 100%30%答：（1）汽油机正常工作时一个做功冲程对外做的功为135J；（2）正常工作时该汽油机把内能转化为机械能的效率为30%。5、（1） 1.26107J ；（2） 0.6m3【详解】解：（1）热水器中的水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2103J/(kg)50kg(80-20)=1.26107J（2）天然气完全燃烧放出的热量60%被水吸收，由可得，天然气放出的热量为所以天然气的体积答：（1）热水器中的水所吸收的热量是1.26106J的热量；（2）至少需要燃烧0.6m3的煤气。四、实验探究1、 液化 液化放热和热传递 见解析【详解】（1）1将水蒸气通入装有冷水的双层玻璃真空保温杯中，水蒸气遇冷就会从气态变为液态即水蒸气发生液化，形成水。（2）2水蒸气的温度较高，与冷水间存在热传递；水蒸气在双层玻璃真空保温杯中遇冷由气态变为液态，发生液化，水蒸气液化要放出热量；水蒸气液化时放出的热量被杯中的水吸收，水的温度升高，发生热传递，所以t2高于tl。（3）3为了证明100oC的水蒸气液化放热比被100oC的热水同条件下放热多，在前实验的基础上，应另取一个相同的双层玻璃真空保温杯，在保温杯中倒入与第一个保温杯中质量相同，温度为t1的冷水，然后再倒入100的开水直至与第一个保温杯中水面相平，摇匀后测出此保温杯中水温t；将t与t2比较，若t2高于t，得出被100oC的水蒸气烫伤，要比被100oC的热水烫伤严重得多；否则不能。2、 相同 水 加热时间 2.1103 变大【详解】（1）1在两个相同的烧杯中加入初温相同、质量相同的水和食用油，根据转换法，选用相同电加热器的目的是,使水和食用油在相同时间内吸收相同的热量。（2）23根据如图乙水和食用油温度随时间变化的图象知，两种物质都升高20，a用时6分钟，b用时3分钟，根据比较吸热能力的方法，即升高相同的温度比较加热时间，加热时间长的吸热多，吸热能力强，可知液体a的吸热能力强，即比热容较大，故a物质是水。4两种物质升高相同的温度，b的加热时间是a的二分之一，即b吸收热量是a的二分之一 ，根据，在质量和升高温度相同的情况下，故液体b即食用油的比热容是c4.2103J/(kg)2.1103J/(kg)（3）5甲图中，水沸腾时温度为100不变，但继续吸热，故沸腾时水的内能变大。