解析卷-沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项攻克练习题(含答案详解).docx

沪粤版九年级物理上册第十二章内能与热机专项攻克
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、热学世界真了不起，揭开了隐藏在物质世界深处的秘密，瓦特发明的蒸汽机推动了第一次工业革命……。下列有关热现象描述正确的是（　　）
A．物体吸收热量后内能一定增大，温度一定升高
B．不同物质组成的质量相同的物体，放出同样多的热量时，降温较多的物体其物质比热容较大
C．柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是柴油和空气的混合物
D．登山运动员在高山上用高压锅煮饭，是因为高山上气压小，液体沸点低，米饭不易煮熟
2、有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是(　　)
A．燃料燃烧的过程中内能转化为化学能
B．燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多
C．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
D．以上说法均不正确
3、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
4、关于温度、热量、内能，下列说法中正确的是（　　）
A．我们不敢大口喝热气腾腾的汤，是因为汤含有的热量多
B．温度相同的物体，内能一定相同
C．铁水很热具有内能，冰块很冷没有内能
D．物体吸收热量，温度不一定升高
5、关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（　　）
A．内能越大的物体所含有的热量一定越多
B．温度相同的两物体接触时不发生热传递
C．热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移
D．同一物体内能减少，它的温度一定降低
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
8、把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精（　　）
A．比热容和热值均变为原来的一半
B．比热容变为原来的一半，热值不变
C．热值变为原来的一半，比热容不变
D．比热容和热值都不变
9、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
10、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

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、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 ______。
2、端午佳节，粽香万里。煮粽子是通过_________方式增大粽子内能的；煮熟的粽子散发出香味，这是______现象。
3、（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。
4、在沿海地区炎热的天气里，由于陆地与海水的___________不同，易形成海陆风；白天，陆地比大海升温 ___________（快/慢），地面与海面上空的空气形成对流，形成海风，如图___________（甲/乙）所示。

5、煤油的比热容为，它的单位读作____________，它表示质量为1千克的煤油，温度每升高1℃时，__________为2.1×103焦。煤油的温度升高时，它的比热容将__________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
三、计算题（5小题，每小题8分，共计40分）
1、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？

2、重庆实验外国语学校教学楼更换了新饮水机加热水槽部分工作原理电路图如图所示，其中S是一个温控开关，R1为电加热管，R2为限流电阻，A、B为不计阻值的指示灯当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热。达到预定温度时，S自动切换到另一处，使饮水机处于保温状态。饮水机的铭牌如表所示，正常工作时加热管R1的保温功率和加热功率之比为1:100；不计热损失，不考虑温度对阻值的影响。（已知水的比热容为4.2108J/（kg ·℃），大气压值为一个标准大气压）
求：（1）该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量；
（2）该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间；
（3）限流电阻R2的阻值。

××牌饮水机
额定电压
220V
加热时加热管功率
2200W
保温时加热管功率

水箱容积
5L

3、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4.2×103J/（kg·℃），水的密度为1×103kg/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E＝2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少？
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤？（煤的热值为3.5×107J/kg）

4、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。
5、小明用天然气将质量为2kg的水从25℃加热到75℃，完全燃烧天然气放出的热量有20%被水吸收，已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值为3.5×107J/m3J。求：
（1）这些水吸收的热量；
（2）需要完全燃烧天然气的体积。
四、实验探究（2小题，每小题10分，共计20分）
1、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。
2、小田用如图甲所示装置做“探究不同物质吸热升温现象”实验，在两个相同的烧杯中分别装入质量、初温都相同的A、B两种液体，并用同样的酒精灯加热。

（1）由分析可知，吸收的热量的多少通常通过________来反映；
（2）小田根据实验测得的数据分别描绘出了A、B两种液体的温度随加热时间变化的图象如图乙。分析图乙可知：_______（A/B）比热容更大。

-参考答案-
一、单选题
1、D
【详解】
A．改变内能的方式有做功和热传递两种，物体吸收热量内能增大，放出热量内能减小；物体对外做功内能减小，外界对物体做功内能增大；当物体只吸收热量没有对外做功时，物体内能是增大的，但物体吸收热量时，温度不一定上升，比如晶体熔化过程中，物体吸收热量但温度不变，故A错误；
B．由物体放热公式的变形可得

根据上式可得，当物质的质量m和吸收的放出的热量Q放相同时，温度下降量Δt越大，物质的比热容c越小，故B错误；
C．柴油机使用的点火方式是压燃式，在做功冲程中由喷油嘴喷出油雾，故柴油机在吸气冲程中只吸入空气不需要吸入柴油，故C错误；
D．液体的沸点和大气压有关，大气压越低，液体沸点越低，而大气压的大小又和海拔高度有关，海拔高度越高，大气压越低，因此在高山上，液体的沸点会低于标准大气压下的沸点，导致煮饭时温度较低，不易煮熟，因此登山运动员用高压锅煮饭，高压锅形成一个密闭空间，当里面的液体汽化时，有大量水蒸气聚集在液面以上，增大了液面上方的气压，从而提高液体沸点，将饭煮熟，故D正确。
故选D。
2、D
【详解】
A、燃料燃烧的过程中,是将化学能转化为内能的过程,故A错误;
B、燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系,因此热值大的燃料不一定放出的热量多,故B错误;
C、燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况无关,故C错误
所以D选项是符合题意的.
【点睛】
热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃烧程度等均无关.
3、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。
4、D
【详解】
A．热气腾腾的汤具有较大的内能，热量是过程量，不能用含有来描述，故A错误；
B．内能大小跟质量、温度、状态有关，温度相同的物体，当其它因素不同时，物体的内能不能确定，故B错误；
C．一切物体都具有内能，所以铁水和冰块都具有内能，故C错误；
D．物体吸收热量，温度不一定升高，如晶体熔化时，吸收热量，内能增大，但是温度不变，故D正确。
故选D。
5、B
【详解】
A．热量是一个过程量，不能用“含有、具有”等词修饰，故A错误；
B．发生热传递的条件是存在温度差，温度相同的两物体不存在温度差，故接触时不会发生热传递，故B正确；
C．热量能自发的从温度高的物体向温度低的物体转移，而温度高的物体内能不一定大，故C错误；
D．同一物体内能减少时，它的温度不一定降低，例如晶体在凝固过程中，放出热量，内能减少，但温度不变，故D错误。
故选B。
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．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。
8、D
【详解】
比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同，比热容的大小与物质的种类、状态有关，和其质量、体积大小无关，所以剩下的酒精的比热容不变；热值是燃料的一种特性，与燃料的质量m和燃烧程度无关，所以剩下的酒精的热值不变；故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
9、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。
10、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。
二、填空题
1、     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

2、     热传递     扩散
【详解】
[1]煮粽子时粽子吸收热量、温度升高，是通过热传递方式增加粽子内能的。
[2]因为分子在永不停息地做无规则运动，所以能闻到煮熟的粽子散发出的香味，这是扩散现象。
3、     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。
4、     比热容     快     乙
【详解】
[1]因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，所以陆地和海水的比热容不同。
[2]因为水的比热容比泥土、沙石的比热容大，白天，在太阳照射下陆地和海水吸收相同的热.量，陆地温度上升快，海水温度上升慢。
[3]白天，陆地吸热后，温度上升快，热空气上升，海上的空气补充过来，风从海面吹向陆地，形成海风，故白天形成的海风如图乙所示。
5、     焦每千克摄氏度     吸收的热量     不变
【详解】
[1]物质的比热容是物体吸收的热量与物体质量和温度变化量的乘积的比值，其单位为，读作焦每千克摄氏度。
[2]在热传递改变物体内能时，当物体温度升高，表明吸收了热量，温度降低则放出了热量，煤油的比热容为，它表示质量为1千克的煤油，温度每升高1℃时，吸收的热量为2.1×103焦。
[3]物质的比热容是物质的一种性质，只与物质的种类、状态等因素有关，与温度的变化无关，故煤油的温度升高时，它的比热容将不变。
三、计算题
1、（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℃。
2、（1）1.848×106J；（2）840s；（3）2178Ω
【详解】
解：（1）由得，该饮水机装满水时，水的质量为

一个标准大气压水的沸点为100℃，该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量

（2）不计热损失，该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾放出的热量

由得，该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间

（3）由图得，当开关S接左边接线柱时，指示灯A和加热电管R1串联，此时饮水机处于加热状态，此时电路中的电阻为

由 得，加热电管R1的阻值为

当开关S接右边接线柱时，指示灯B、R2为限流电阻、加热电管R1串联，此时饮水机处于保温状态，此时电路中的电阻为

加热状态的电压和保温状态的电压相等，由 得

解得

答：（1）该饮水机装满水后将水从12℃加热到沸腾，水吸收的热量为1.848×106J；
（2）该饮水机装满水后正常工作将水从12℃加热到沸腾需要加热的时间为840s；
（3）限流电阻R2的阻值为2178Ω。
3、（1）8.4×106J；（2）30%；（3）0.8kg
【详解】
（1）由知道，热水器中水的质量
m水＝ρV＝1×103kg/m3×0.05m3＝50kg
这段时间该热水器中的水吸收的热量
Q吸＝cm水（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（50℃﹣10℃）＝8.4×106J
（2）热水器的效率

（3）由Q放＝mq知道，若用煤燃烧来提供2.8×107J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8.4×106J；
（2）这段时间该热水器的效率是30%；
（3）若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧0.8kg的煤。
4、（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。
5、（1）4.2105J；（2）0.06m3
【详解】
解：（1）根据吸热公式可知，水吸收的热量为
Q吸=cm(t-t0)=4.2103J/(kg•℃)2kg(75℃25℃)=4.2105J
（2）由Q放×20%＝Q吸得

由热值计算公式可知，需要的天然气体积为

答：（1）这些水吸收的热量为4.2105J；
（2）需要完全燃烧天然气的体积为0.06m3。
四、实验探究
1、     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。
2、     加热时间     A
【详解】
（1）[1]我们使用相同的酒精灯加热，相同时间内放出的热量相同，通过加热时间的长短来比较吸热多少，这种方法叫转换法。
（2）[2]由图乙可知，质量、初温都相同的A、B两种液体加热相同的时间，即吸收相同的热量，B升高的温度较大，A升高的温度较小，A的吸热能力强，A的比热容较大。