2022年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.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、下列说法正确的是（　　）
A．“钻木取火”是通过做功来改变物体的内能
B．内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程
C．物体的质量越大比热容越大
D．0℃的冰没有内能
2、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
3、 “二十里中香不断，青羊宫到浣花溪”，这是南宋大诗人陆游对成都的赞誉。漫步在成都的这段“寻香道”，观花赏水，令人心旷神怡。下列分析正确的是（　　）
A．闻到花香是分子做无规则运动的结果 B．溪水的温度高低取决于水流的速度
C．阳光下湖水内能增加是通过做功的方式 D．阳光下的石板温度升高，其比热容增大
4、2022年4月，神舟十三号载人飞船安全着陆。飞船在减速着陆过程中，下列说法正确的是（　　）
A．动能不变 B．重力势能不变
C．机械能不变 D．与大气摩擦，内能增加
5、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
6、下列关于热现象的说法中，正确的是（　　）
A．物体从外界吸收热量，其温度一定升高
B．温度高的物体内能多，温度低的物体内能少
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大
D．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧时放出的热量比干木柴燃烧时放出的热量多
7、关于图所示的热现象，说法正确的是（　　）

A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能
B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能
C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能
D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能
8、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
9、冬天，人们常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
10、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
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、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、汽油机的转速为3000r/min，则1s内汽油机对外做功______次，活塞往复运动______次｡
4、人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103]/（kg．°C）]。
5、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______ 。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、现在的小火锅常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，如图所示，已知这种燃料的热值是2.0×107J/kg，若小火锅中质量为1kg的热汤的温度从50℃升高到100℃，共消耗20g固体酒精。[汤的比热容近似为水的比热容]求：
（1）小火锅中热汤吸收的热量；
（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量；
（3）这个小火锅烧汤的效率。

2、某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W电热丝，R2是分压电阻，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，已知电磁泵能正常工作。在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：
（1）此次加热水吸收的热量；
（2）此次加热水的效率；
（3）分压电阻R2的阻值。

3、某品牌电热水壶具有加热、保温、电动出水及干烧断电功能，其简化电路如图所示，S1是安装在壶底的温控开关，通常是闭合的，通过调整参数，可设置开关的断电温度，即当环境温度达到某一值时便自动断开；S2是壶壁上的温控开关，按下时对水加热，水烧开后自动断开，电热水壶便处于保温状态；S3是电动出水开关，人工按下时才闭合，电磁泵将水抽出。已知R3＝200Ω，电热水壶保温功率为44W，加热功率为1000W。
（1）闭合S3时，电磁泵两端电压为20V，求电磁泵的电功率；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多大？
（3）若水烧开后，S2没有自动断开，则瓶里的水烧干后2s，开关S1便自动断开，以保护设备，避免火灾。已知发热盘的质量为0.5kg，比热容为0.5´103J/(kg×℃)，水烧干瞬间，发热盘的温度为102 oC，不计热损失，则应将S1的断电温度设置为多少？

4、某市为了加强航空港建设，方便市民出行，修建了市汽车南站到机场的高速公路，公路全长20km，设计行车速度为120km/h。一辆家用轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场消耗汽油1.6kg，汽油热值q＝4.6×107J/kg，求：
（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要多少min？
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出多少热量？
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是多少？（百分号前保留一位小数）
5、淬火是金属热处理工艺之一，把金属制品加热到一定温度后放在水、油或空气中迅速冷却，以提高金属的硬度和强度。现将一质量为1.5kg的金属块加热到420℃，然后放在室温为20℃的空气中自然冷却，求：
（1）金属块在冷却过程中放出多少热量？

（2）若把这些热量全部用于给35℃、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高多少摄氏度？[已知金属的比热容为0.49×103J/(kg·℃)，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、如图甲所示是“比较水和煤油吸热能力”的实验装置。

（1）关于该实验的变量控制，下列要求中不正确的是________（选填字母代号）。
A．采用相同热源加热
B．使用相同规格的烧杯
C．烧杯中分别装入相同体积的水和煤油
（2）加热过程中，用玻璃棒搅动的目的是________，水和煤油吸热的多少是通过________（选填“温度计示数变化”或“加热时间”））来反映的，这种实验方法属于________。
（3）某同学分别记录了水和煤油的加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了如图乙所示的图像。由图像可知，要使水和煤油升高相同的温度，应给________加热更长的时间，这说明________的吸热能力强些。（均选填“水”或“煤油”）
2、用如图所示甲、乙两套相同的装置，可完成两个实验：实验一“探究不同物质吸热升温的现象”，实验二“比较质量相等的不同燃料燃烧放出的热量”。

（1）进行实验一时，烧杯中应装入质量______（选填“相等”或“不等”）的______（选填“同种”或“不同种”）的液体，可以通过______（选填“升高的温度”或“加热时间”）来比较两种液体吸收热量的多少；
（2）进行实验二时，______（选填“需要”或“不需要”）记录燃料充分燃烧所用时间。

-参考答案-
一、单选题
1、A
【详解】
A．“钻木取火”将机械能转化为内能，涉及能量转化，故是通过做功来改变物体的内能，故A正确；
B．内燃机的吸气冲程没有涉及能量转化，故B错误；
C．比热容是物体的特性，描述物质吸收热量的能力，比热容的大小与质量无关，故C错误；
D．由于分子是在永不停息的做无规则运动，故任何物体都具有内能，故D错误。
故选A。
2、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。
3、A
【详解】
A．闻到花香是由于分子在永不停息地做无规则运动，花香分子扩散到了空气中，进入人的鼻子从而闻到香味，故A正确；
B．由Q=cmΔt可知，溪水的温度高低与溪水的质量和吸收的热量等因素有关，与水流的速度无关，故B错误；
C．阳光下湖水通过吸收太阳辐射的热量使得其内能增加，这是通过热传递的方式增加内能，故C错误；
D．比热容是物质本身的一种特性，与物体的温度无关，故阳光下的石板温度升高，其比热容不变，故D错误。
故选A。
4、D
【详解】
在飞船减速着陆的过程中，质量不变，速度减小，高度减小，因此动能减小，重力势能也减小，机械能等于动能和势能之和，则飞船的机械能也减小；飞船减速着陆时，与大气摩擦，克服阻力做功，将一部分机械能转化为内能，则飞船的内能增加，故ABC错误，D正确。
故选D
5、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。
6、C
【详解】
A．物体从外界吸收热量，其温度可能不变，如晶体熔化时，吸热但温度不变，故A错误；
B．内能与物体的温度、质量都有关系，温度高的物体内能不一定多，温度低的物体内能也不一定少，故B错误；
C．水可作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大，与相同质量的其它物质相比，升高相同温度时可以吸收更多的热量，故C正确；
D．煤的热值比干木柴的大，但是两种燃料的质量以及燃烧状况未知，所以无法判断哪种燃料燃烧时放出的热量多，故D错误。
故选C。
7、C
【详解】
A．不管物体温度高低，都具有内能，一切物体都具有内能，故A错误；
B．冬天搓手取暖是通过做功的方式改变手的内能，此过程中将机械能转化为内能，故B错误；
C．用湿毛巾冷敷降温，湿毛巾从人体吸收热量，使人体降温，内能减小，所以是通过热传递的方式减小人体的内能，故C正确；
D．向下压活塞，对筒内空气做功，空气内能增加，温度升高，将机械能转化为内能；汽油机做功冲程是将内能转化为机械能，二者能量转化不同，故D错误。
故选C。
8、C
【详解】
A．吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，故A错误；
B．压缩冲程：活塞压缩混合气做功，缸内气体内能增大，温度升高，故B错误；
C．做功冲程：燃烧后的高温高压气体推动活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D．排气冲程：排气门打开，进气门开闭，由飞轮的惯性带曲轴转动，带活塞上移，排出废气，不涉及内能与机械能间的转化，故D错误。
故选C。
9、B
【详解】
人们在冬天常常搓手取暖，是通过搓手将机械能转化为内能，内能增加，温度升高，手暖和，这是通过做功的方式改变手的内能，这与汽油机工作中的压缩冲程的能量转化相同，都是将机械能转化为内能，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
10、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。
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、     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、     25     50
【详解】
[1][2]四冲程内燃机的一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，完成4个冲程，对外做功1次，该汽油机的转速为

表示飞轮每秒转动的圈数为50，则曲轴转动50周，活塞往复运动50次，每秒完成25个工作循环，对外做功25次。
4、     热值          100
【详解】
[1] 单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它表示燃料的放热本领强弱，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的热值不同。
[2]完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量

[3]水的质量

5、     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。
三、计算题
1、（1）2.1×105J；（2）4×105J；（3）52.5%
【详解】
解：（1）小火锅中热汤吸收的热量为

（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量为

（3）这个小火锅烧汤的效率为

答：（1）小火锅中热汤吸收的热量为2.1×105J；
（2）20g固体酒精完全燃烧所释放的热量为4×105J；
（3）这个小火锅烧汤的效率为52.5%。
2、（1）8.4×105J；（2）84%；（3）416Ω
【详解】
解：（1）加热水吸收的热量为

（2）电热丝消耗电能为

此次加热水的效率为

（3）R2两端的电压为

由题意知，电磁泵铭牌上标有“12V 6W”的字样，由公式P=UI可知，电磁泵能正常工作时的电流为

分压电阻R2的阻值为

答：（1）此次加热水吸收的热量为8.4×105J；
（2）此次加热水的效率为84%；
（3）分压电阻R2的阻值为416Ω。
3、（1）20W；（2）48.4Ω；（3）110℃
【详解】
解：（1）由电路图可知电磁泵与电阻R3串联接入电路，电源电压U=220V，电磁泵电压为U泵=20V，由串联分压可知R3的电压为
U3=U-U泵=220V-20V=200V
若流经R3和电磁泵的电流为I3，由欧姆定律可知

可知电磁泵的功率为
P泵=U泵I3=20V´1A=20W
（2）由题意可知开关S2闭合时电热水壶处于加热状态，P热=1000W，若此时电路中的电阻为R热，由可知

即此时电路中的电阻大小为48.4Ω。
（3）发热盘质量m=0.5kg，比热容c=0.5´103J/(kg×℃)，水烧干后电热水壶继续产生热量，t=2s时产生的热量等于消耗的电能，可知发热盘产生的热量为
Q=W=P热t=1000W´2s=2000J
发热盘的初温度为t0=102℃，若末温度为t，则由Q=cm(t-t0)可知末温度大小为

即开关S1的断电温度应设置为110℃。
答：（1）闭合S3时，电磁泵的电功率为20W；
（2）电热水壶处于加热状态且不抽水时，电路中的电阻是多48.4Ω；
（3）应将S1的断电温度设置为110℃。
4、（1）10min；（2）；（3）
【详解】
解：（1）由速度公式可得，轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场的时间为

（2）由热值公式可得，轿车在这一行驶过程中消耗的汽油完全燃烧放出热量为

（3）汽车做匀速直线运动，牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，轿车在该段行驶中牵引力做的功为

轿车消耗汽油行驶做功的效率是

答：（1）轿车按设计时速从汽车南站匀速行驶到机场需要10min；
（2）轿车在这一行驶过程中消耗的汽油，完全燃烧能放出热量；
（3）轿车在该段行驶中所受阻力为1200N，则轿车消耗汽油行驶做功的效率是。
5、（1）2.94×105J ；（2）65℃
【详解】
解：（1）金属块放出的热量
Q放=c金m金Δt金=0.49×103J/(kg•℃)×1.5kg×(420℃-20℃）=2.94×105J
（2）由题知，水吸收的热量
Q吸=Q放=2.94×105J
由Q吸=cmΔt得，水升高的温度为
Δt== =70℃
水的末温为
t水=Δt+t0水=70℃+35℃=105℃
因为一个标准大气压下水的沸点是100℃，所以水温升高到100℃后水温不再上升，则水实际上升的温度为
Δt水=100℃35℃=65℃
答：（1）金属块在冷却过程中放出热量为2.94×105J；
（2）若把这些热量给35℃、1kg的水加热，在一标准大气压下水温升高65℃。
四、实验探究
1、     C     使液体均匀受热     加热时间     转换法     水     水
【详解】
（1）[1]该实验应采用相同热源进行加热，以保证相同时间吸收热量相同，烧杯规格要相同，保证受热情况相同，不需要保证液体体积相同，应保证液体质量相同，故AB正确，不符合题意，C错误符合题意。
故选C。
（2）[2]用玻璃棒搅拌是为了使液体受热均匀。
[3][4]由于使用相同热源进行加热，则认为相同时间吸收热量相同，故可通过比较加热时间比较吸收热量多少，这种方法为转换法。
（3）[5][6]由坐标轴可知，当加热时间相同时，煤油升高温度更多，则要使水和煤油升高相同的温度，应给水加热更长时间，由此可说明升高相同温度，水吸收热量更多，即水的吸热能力强些。
2、     相等     不同种     加热时间     不需要
【详解】
（1）[1][2][3]进行实验一时。由控制变量法，烧杯中应装入质量相等的不同种液体；由转换法，可以通过加热时间来比较两种液体吸收热量的多少。
（2）[4]要质量相等的不同燃料燃烧放出的热量，是用燃料燃烧来加热质量相同的同种液体。因此只需要将燃料充分燃烧，不需要记录燃料充分燃烧所用的时间。